№3|2010

ПРОБЛЕМЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ

bbk 000000

УДК 628.218

Гулиев Ф. С.

Практический способ гидравлического расчета водоотводящих сетей при частичном наполнении трубопровода

Аннотация

Предлагается упрощенный практический способ гидравлического расчета водоотводящих сетей, обеспечивающий достаточную точность и предусматривающий (при известных в общем случае значениях расхода сточных вод и уклона трубопровода) возможность вычисления расчетного диаметра труб, скорости движения сточных вод, степени наполнения трубопровода.

Ключевые слова:

, , , , ,

 

Скачать стстью в журнальной верстке PDF

Предлагаемый способ гидравлического расчета водоотводящих сетей по упрощенным формулам, обеспечивающим достаточную точность, отличается от существующих методик нетрадиционностью принципа расчета [1]. В общем случае при известных значениях расхода сточных вод q и уклона коллектора I по упрощенным зависимостям вычисляют расчетный диаметр труб и скорость движения жидкости:

03-10_form_01

Для удобства пользования рекомендуемые расчетные формулы для диаметра труб dр, скорости движения сточных вод vи степени наполнения трубопровода h/dсведены в таблицу [1], которая разделена на отдельные группы диаметров, соответствующие допустимым в канализационных сетях предельным наполнениям (h/d)пр = 0,6–0,8.

Формулы (1)–(4) положены в основу таблиц для гидравлического расчета самотечных трубопроводов канализации из традиционных материалов: железобетонных и бетонных с коэффициентом шероховатости n = 0,014, керамических (n = 0,013), асбестоцементных (n = 0,012) и полиэтиленовых (n ≈ 0,01). В таблицах (объемом 2 страницы) представлены численные значения x,z,x1,z1,,  и др. Таблицы составлены применительно к сортаментам труб, предусмотренных действующими ГОСТами.

В качестве базовых приняты формулы постоянства расхода, Дарси и Н. Ф. Федорова, приведенные после преобразований к виду:

03-10_form_05

где vскорость движения сточных вод, м/с;R– гидравлический радиус, м; Dэ абсолютная эквивалентная шероховатость, м; а2– коэффициент, учитывающий характер шероховатости труб; – коэффициент вязкости, м2/с.

Используя исходные данные, принятые Н. Ф. Федоровым при составлении таблицы [2], пересчитаны значения скорости движения сточных вод v для большого диапазона диаметров, соответствующие предельным наполнениям трубопроводов (h/d)пр. В итоге получены степенные зависимости вида (1) и (2) для отдельных интервалов диаметров, которые позволяют делать расчеты с допустимой погрешностью. Расчетные скорости движения сточных вод, вычисленные по формулам логарифмического (5) и степенного (2) видов, соответствующие предельным наполнениям трубопроводов (h/d)пр,охватывают достаточный диапазон уклонов коллектора 0,001–0,1. В интервале расчетных скоростей, допускаемых СНиП [3] к применению в расчетах водоотводящих сетей (0,7–8 м/с), скорости v, вычисленные по формулам (2) и (5), в большинстве случаев практически одинаковы. В отдельных случаях погрешность при вычислении скоростей vпо формуле (2) колеблется в пределах ± 2,3%.

Расчет рекомендуется производить в следующем порядке:

1. По расчетному расходу сточных вод qи уклону коллектора I вычисляется выражение q1/(2+x)/I0,5/(2+x). Выбирается значение коэффициента а’, соответствующее выбранному коэффициенту шероховатости и определенному интервалу диаметров труб dст, по формуле (1) определяется величина расчетного диаметра dр. Далее подбирается ближайший к нему диаметр dст из числа стандартных при условии dрdст. При dр > dст для данного интервала диаметров переходят на следующий интервал и, уточнив значение коэффициента а'', вычисляютd''р и подбирают d’’.

2. Согласно коэффициенту а”, подбирается величина коэффициента b”, и по уточненной величине d’’р и уклону I вычисляется скорость v.

3. По отношению dр/dст вычисляется степень заполнения трубопровода h/d.

Для применения упрощенного способа гидравлического расчета труб из полиэтилена низкого давления диаметром 160–1200 мм предложена таблица [1] с соответствующими формулами, при выводе которых приняты следующие значения показателей: э = 4∙10–5 м, а2 = 20 и коэффициент вязкости  = 1,41∙10–6 м2/с(при температуре сточных вод 10 С и концентрации взвешенных веществ 500 мг/л).

Выше рассмотрено решение одной из часто встречающихся задач при проектировании новых сетей – определение диаметра труб dст, наполнения трубопровода h/dи скорости движения сточных вод vпри заданном расходе сточных вод q и принятом уклоне трубопровода I. Однако зависимости (1), (2) и (4) позволяют решать и другие задачи. Так, если по заданным значениям v,Iи h/d требуется определить dст и q, то расчет по зависимостям, полученным из (1), (2) и (4), проводят в следующей последовательности:

03-10_form_06

При вычислении dр, vи h/d рекомендуется использование калькуляторов с наличием функций ху, х1/у, 10х, lоgи др.

Выводы

В настоящее время для гидравлического расчета самотечных канализационных трубопроводов широко используют специально разработанные таблицы. Общепринятые табличные формы не охватывают всех возможных в инженерной практике диаметров и уклонов трубопроводов, поэтому выполнение большого объема интерполяционных вычислений становится неизбежным. Многолетняя практика показала, что предложенный метод довольно прост и позволяет проводить расчеты с достаточной точностью.

 

 

Список литературы

  1. Гулиев Ф. С. Практический метод гидравлического расчета водоотводящих сетей // Ученые записки АзИСИ. – Баку, 1998. № 2. Федоров Н. Ф., Волков
  2. Л. Е. Гидравлический расчет канализационных сетей (расчетные таблицы). – Л.: Стройиздат, 1968. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.

Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения

ecw18 vst 200

Конференция итог

VAK2

raww 2017

100х100 Aquatherm18

100х100 stroi ural

Трубопроводная арматура АБРАДОКС, АБРА, ABRADOX, ABRA

Авторизация

Внимание! Рекомендуется просматривать сайт максимально свежими версиями браузеров. Некоторые устаревшие версии (IE 8) не смогут корректно скачать материалы номеров журнала.