8.Гидравлический расчет сети:
Гидравлический расчет канализационной сети заключается в определении диаметра труб на пропуск расчётных расходов сточных вод с соблюдением допустимых скоростей, уклонов и степени наполнения труб.
При гидравлическом расчете используется ряд допущений:
- расчетный расход сточных вод поступает в начале расчетного участка.
- режим движения жидкости на расчетном участке сети – равномерный.
Так же в гидравлическом расчете трубопровода принято ряд формул:
- формула постоянства расходов:
Q = W·υ (16)
- формула Шизи, для определения скорости течения:
(17)
где с – коэффициент сопротивления трению по длине,R – гидравлический радиус,I – гидравлический уклон.
формула Дарси:
(18)
где λ – коэффициент сопротивления трению по длине.
В начальных участках внутриквартальной и уличной канализационных сетей расчетный расход обычно невелик, и поэтому можно было бы применять трубы малого диаметра. Однако опыт эксплуатации показывает, что число засорений в уличной сети диаметром 150 мм в 2 раза больше, чем в трубах диаметром 200 м, что вызывает значительные эксплуатационные расходы. Поэтому минимальный диаметр для уличной сети принимаем 200 мм. При проектировании бытовой канализационной сети минимальный уклон для труб диаметром 200 мм можно определить по формуле (19):
i=
, (19)
где d – внутренний диаметр труб, мм
В канализационной сети должно поддерживаться такая минимальная скорость движения сточных вод, при которой не происходит выпадение осадка твердых механических частиц (самоочищающаяся скорость). Скорости возрастают в зависимости от наполнения.
Наполнение- отношение высоты протекающего слоя воды h к внутреннему диаметру круглого коллектора d (т.е. h/d).
Расчётная скорость в боковом присоединении не должна быть больше, чем в основном коллекторе. При несоблюдении этого условия устраиваются колодцы с гашением скоростей. Уровни воды в боковых присоединениях должны быть не выше, чем в основной трубе.
При проектировании сети необходимо следить, чтобы глубины заложения трубопроводов не превышала уровня грунтовых вод.
При проектировании сети необходимо назначать уклоны трубопроводов в соответствии с рельефом местности. При плоском рельефе целесообразно назначать минимальные уклоны.
Необходимо учесть то, что существуют два вида соединения труб: по шелыгам труб и по уровню воды..
При заглублении трубопроводов более чем на 5 м (супесь) необходимо сооружать подкачивающую насосную станцию. Для осмотра и очистки канализационной сети на ней сооружают смотровые колодцы. Для соединения трубопроводов, уложенных на различной глубине, на канализационной сети сооружают перепадные колодцы. В данном курсовом проекте имеются смотровые и перепадные колодцы.
По окончанию гидравлического расчёта строим продольный профиль хозяйственно-бытовой сети.
Гидравлический расчет ведём в табличной форме
9.Определение глубины заложения.
Стоимость и сроки строительства канализационной сети в значительной степени зависят от глубины заложения трубопроводов, которую принимают по возможности минимальной, учитывая следующие требования:
1) защиту труб от механических повреждений;
2) предохранение сточных вод в трубопроводах от замерзания;
Стоимость устройства канализационной сети и сроки строительства в значительной степени зависят от глубины укладки канализационных труб. Поэтому очень важно установить минимальную глубину канализационной сети. Глубину заложения канализационных трубопроводов необходимо назначать с таким расчетом, чтобы исключалась возможность разрушения труб временными динамическими нагрузками от транспорта. Заглубление сети – необходимость обеспечить от механических повреждений и промерзания, а так же обеспечить возможность пересечения к канализуемых объектов с другими линиями.
Опасность замерзания воды в канализационной сети значительно меньше чем в водопроводной сети, в связи с тем, что температура канализационной воды равнв 10°-18°С.
Максимальная глубина заложения зависит от грунта:
- суглинок – 7м
- супесь – 5м
Следовательно, глубина заложения сети определяется исходя из трёх условий:
- глубины промерзания грунта
где Hпр – глубина промерзания грунта, м; Hпр=0,93 м.
- механической прочности трубопровода
d – диаметр трубы, м
- подключения дворовой сети к уличной сети
где
–
min глубина заложения сети,
м; h=0,9 м,i -
гидравлический уклон ; i=0,008.
L– длина дворовой канализационной сети от смотрового колодца уличной сети до наиболее удаленного дворового колодца, м; (Z1-Z2) – разность отметок поверхности земли у колодца уличной сети и у наиболее удаленного колодца дворовой сети; (D-d) - разность в отметках между лотками дворовой линии и уличной сети, (D-d)=0,05м.
Минимальные глубины заложения канализационной сети определяем только для начальных точек во всей сети.
Значения глубин заложения начальных участков приведены в таблице:
№ участка |
Н1,м |
Н2,м |
Н3,м |
Нрасчетн |
Прим |
Z |
Z2 |
L,м |
1-3 |
0,9 |
0,63 |
7,89 |
0,9 |
ВКНС |
141,5 |
142 |
930 |
2-3 |
0,9 |
0,63 |
2,59 |
0,9 |
|
141 |
142 |
330 |
4-6 |
0,9 |
0,63 |
2,79 |
0,9 |
ВКНС |
139,4 |
141 |
430 |
5-6 |
0,9 |
0,63 |
3,59 |
0,9 |
ВКНС |
140,2 |
141 |
430 |
8-9 |
0,9 |
0,63 |
3,75 |
0,9 |
ВКНС |
138,2 |
139,4 |
500 |
10-11 |
0,9 |
0,63 |
3,25 |
0,9 |
ВКНС |
137,3 |
138,2 |
400 |
12-13 |
0,9 |
0,63 |
4,25 |
0,9 |
ВКНС |
135,8 |
137,3 |
600 |
14-15 |
0,9 |
0,63 |
3,15 |
0,9 |
ВКНС |
134,8 |
135,8 |
400 |
16-18 |
0,9 |
0,63 |
4,29 |
0,9 |
ВКНС |
141 |
141,5 |
480 |
17-18 |
0,9 |
0,63 |
2,29 |
2,29 |
|
140,2 |
141,5 |
330 |
19-20 |
0,9 |
0,63 |
3,95 |
0,9 |
ВКНС |
140,8 |
141 |
400 |
21-22 |
0,9 |
0,63 |
4,25 |
0,9 |
ВКНС |
138,7 |
140,2 |
600 |
23-24 |
0,9 |
0,63 |
2,85 |
0,9 |
ВКНС |
137,4 |
138,7 |
400 |
25-26 |
0,9 |
0,63 |
3,15 |
0,9 |
ВКНС |
136,4 |
137,4 |
400 |
27-28 |
0,9 |
0,63 |
3,95 |
0,9 |
ВКНС |
134,6 |
136,4 |
600 |
30-32 |
0,9 |
0,63 |
4,69 |
0,9 |
ВКНС |
140,3 |
140,8 |
530 |
31-32 |
0,9 |
0,63 |
3,19 |
0,9 |
ВКНС |
139,9 |
140,3 |
330 |
33-34 |
0,9 |
0,63 |
3,75 |
0,9 |
ВКНС |
137,9 |
139,9 |
600 |
35-36 |
0,9 |
0,63 |
3,25 |
0,9 |
ВКНС |
137 |
137,9 |
400 |
37-38 |
0,9 |
0,63 |
2,55 |
0,9 |
ВКНС |
135,4 |
137 |
400 |
39-40 |
0,9 |
0,63 |
3,55 |
0,9 |
ВКНС |
133,2 |
135,4 |
600 |
42-44 |
0,9 |
0,63 |
6,39 |
0,9 |
ВКНС |
139,9 |
140,3 |
730 |
43-44 |
0,9 |
0,63 |
2,35 |
2,35 |
|
139,3 |
140,3 |
300 |
46-47 |
0,9 |
0,63 |
2,59 |
0,59 |
ВКНС |
135,5 |
136,5 |
330 |
49-50 |
0,9 |
0,63 |
2,15 |
2,15 |
|
131,8 |
133,8 |
400 |
ПВНС –подкачивающая внутриквартальная насосная станция
№ уч |
длина участка,м |
расч. расход , q л/с |
диаметр d, м |
уклон i |
скорость v, м/с |
наполнение труб |
потери напора H=iL |
отметки на расчётных участках, м |
глубина заложения, м |
примечание |
|||||||||
поверхность земли |
уровень воды |
шелыги |
лотки труб |
||||||||||||||||
h/d |
h, м |
начала |
конца |
начала |
конца |
начала |
конца |
начала |
конца |
начала |
конца |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
ПЕРВЫЙ РАЙОН |
|||||||||||||||||||
1-3 |
330 |
13,90 |
0,20 |
0,005 |
0,74 |
0,60 |
0,12 |
1,65 |
141,50 |
140,30 |
140,72 |
139,07 |
140,80 |
139,15 |
140,60 |
138,95 |
0,9 |
1,35 |
|
2-3 |
930 |
13,90 |
0,20 |
0,005 |
0,74 |
0,60 |
0,12 |
4,65 |
141,00 |
140,30 |
140,22 |
135,57 |
140,30 |
135,65 |
140,10 |
135,45 |
0,90 |
4,85 |
|
5-6 |
430 |
8,40 |
0,20 |
0,007 |
0,74 |
0,40 |
0,08 |
3,01 |
140,20 |
139,30 |
139,38 |
136,37 |
139,50 |
136,49 |
139,30 |
136,29 |
0,9 |
3,01 |
|
4-6 |
430 |
8,40 |
0,20 |
0,007 |
0,74 |
0,40 |
0,08 |
3,01 |
139,40 |
139,30 |
138,58 |
135,57 |
138,70 |
135,69 |
138,50 |
135,49 |
0,9 |
3,81 |
|
3-7 |
500 |
29,60 |
0,30 |
0,0030 |
0,81 |
0,55 |
0,17 |
1,50 |
140,30 |
139,20 |
135,52 |
134,02 |
135,65 |
134,15 |
135,35 |
133,85 |
4,95 |
5,35 |
пнс№1 |
6-7 |
500 |
21,20 |
0,25 |
0,004 |
0,77 |
0,60 |
0,15 |
2,00 |
139,30 |
139,20 |
135,59 |
133,59 |
135,69 |
133,69 |
135,44 |
133,44 |
3,86 |
5,76 |
пнс№1 |
8-9 |
930 |
17,30 |
0,25 |
0,004 |
0,72 |
0,50 |
0,13 |
3,72 |
138,20 |
137,50 |
137,43 |
133,71 |
137,55 |
133,83 |
137,30 |
133,58 |
0,90 |
3,92 |
|
7-9 |
500 |
49,70 |
0,35 |
0,0035 |
0,90 |
0,60 |
0,21 |
1,75 |
139,20 |
137,50 |
133,59 |
136,61 |
138,50 |
136,75 |
138,15 |
136,40 |
1,05 |
1,1 |
|
9-11 |
400 |
80,80 |
0,40 |
0,0025 |
0,87 |
0,70 |
0,28 |
1,00 |
137,50 |
136,60 |
133,71 |
132,71 |
133,83 |
132,83 |
133,43 |
132,43 |
4,07 |
4,17 |
|
10-11 |
930 |
13,90 |
0,25 |
0,004 |
0,72 |
0,50 |
0,13 |
3,72 |
137,20 |
136,60 |
136,43 |
132,71 |
136,55 |
132,83 |
136,30 |
132,58 |
0,9 |
4,02 |
|
11-13 |
600 |
102,70 |
0,45 |
0,0025 |
0,94 |
0,70 |
0,32 |
1,50 |
136,60 |
134,80 |
132,70 |
131,20 |
132,83 |
131,33 |
132,38 |
130,88 |
4,22 |
3,92 |
|
12-13 |
930 |
20,20 |
0,25 |
0,004 |
0,75 |
0,55 |
0,14 |
3,72 |
135,80 |
134,80 |
135,04 |
131,32 |
135,15 |
131,43 |
134,90 |
131,18 |
0,90 |
3,62 |
|
13-15 |
400 |
126,00 |
0,50 |
0,002 |
0,90 |
0,70 |
0,35 |
0,80 |
134,80 |
132,90 |
131,18 |
130,38 |
131,33 |
130,53 |
130,83 |
130,03 |
3,97 |
2,87 |
|
14-15 |
930 |
8,80 |
0,25 |
0,004 |
0,72 |
0,50 |
0,13 |
3,72 |
134,60 |
132,90 |
133,83 |
130,11 |
133,95 |
130,23 |
133,70 |
129,98 |
0,9 |
2,92 |
|
ВТОРОЙ РАЙОН |
|||||||||||||||||||
16-18 |
330 |
6,70 |
0,20 |
0,0070 |
|
|
|
2,31 |
141,00 |
140,10 |
|
|
140,30 |
137,99 |
140,10 |
137,79 |
0,9 |
2,31 |
б/р |
17-18 |
480 |
6,70 |
0,20 |
0,0050 |
|
|
|
2,40 |
140,10 |
140,10 |
|
|
138,01 |
135,61 |
137,81 |
135,41 |
2,29 |
4,69 |
пнс2,б/р |
18-20 |
400 |
16,70 |
0,25 |
0,0040 |
0,72 |
0,50 |
0,13 |
1,60 |
140,10 |
139,90 |
139,28 |
137,68 |
139,40 |
137,80 |
139,15 |
137,55 |
0,95 |
2,35 |
|
19-20 |
330 |
4,50 |
0,20 |
0,0070 |
|
|
|
2,31 |
140,90 |
139,90 |
|
|
140,20 |
137,89 |
140,00 |
137,69 |
0,90 |
2,21 |
б/р |
20-22 |
600 |
34,00 |
0,30 |
0,0035 |
0,82 |
0,60 |
0,18 |
2,10 |
139,90 |
138,00 |
137,68 |
135,58 |
137,8 |
135,70 |
137,50 |
135,40 |
2,40 |
2,60 |
|
21-22 |
830 |
18,80 |
0,25 |
0,0040 |
0,75 |
0,55 |
0,14 |
3,32 |
138,60 |
138,00 |
137,79 |
134,47 |
137,90 |
134,58 |
137,65 |
134,33 |
0,95 |
3,67 |
|
22-24 |
400 |
55,20 |
0,35 |
0,0030 |
0,86 |
0,65 |
0,23 |
1,20 |
138,00 |
137,00 |
134,46 |
133,26 |
134,58 |
133,38 |
134,23 |
133,03 |
3,77 |
3,97 |
|
23-24 |
830 |
10,60 |
0,25 |
0,0040 |
0,75 |
0,50 |
0,13 |
3,32 |
137,40 |
137,10 |
136,63 |
133,31 |
136,75 |
133,43 |
136,50 |
133,18 |
0,90 |
3,92 |
|
24-26 |
400 |
69,90 |
0,40 |
0,0025 |
0,85 |
0,65 |
0,26 |
1,00 |
137,10 |
135,70 |
133,24 |
132,24 |
133,38 |
132,38 |
132,98 |
131,98 |
4,12 |
3,72 |
|
25-26 |
830 |
12,70 |
0,25 |
0,0035 |
0,70 |
0,55 |
0,14 |
2,91 |
136,40 |
135,70 |
135,64 |
132,73 |
135,75 |
132,85 |
135,50 |
132,60 |
0,90 |
3,10 |
|
26-28 |
600 |
89,60 |
0,45 |
0,0025 |
0,90 |
0,60 |
0,27 |
1,50 |
135,70 |
133,40 |
132,20 |
130,70 |
132,38 |
130,88 |
131,93 |
130,43 |
3,77 |
2,97 |
|
27-28 |
830 |
18,80 |
0,25 |
0,0040 |
0,75 |
0,55 |
0,14 |
3,32 |
134,70 |
133,40 |
133,94 |
130,62 |
134,05 |
130,73 |
133,80 |
130,48 |
0,90 |
2,92 |
|
28-29 |
400 |
111,20 |
0,45 |
0,0025 |
0,94 |
0,70 |
0,32 |
1,00 |
133,40 |
131,60 |
130,62 |
129,62 |
130,73 |
129,73 |
130,31 |
129,31 |
3,10 |
2,29 |
|
15-29 |
1000 |
136,80 |
0,50 |
0,0020 |
0,92 |
0,75 |
0,38 |
2,00 |
132,90 |
131,60 |
130,11 |
128,11 |
130,23 |
128,23 |
129,73 |
127,73 |
3,17 |
3,87 |
|
ТРЕТИЙ РАЙОН |
|||||||||||||||||||
30-32 |
330 |
5,10 |
0,20 |
0,007 |
|
|
|
2,31 |
140,40 |
139,50 |
|
|
139,70 |
137,39 |
139,50 |
137,19 |
0,9 |
2,31 |
б/р |
31-32 |
530 |
5,10 |
0,20 |
0,007 |
|
|
|
3,71 |
139,80 |
139,50 |
|
|
139,10 |
135,39 |
138,90 |
135,19 |
0,9 |
4,31 |
пнс№4=3,б/р |
32-34 |
600 |
17,10 |
0,20 |
0,0070 |
0,89 |
0,60 |
0,12 |
4,20 |
139,50 |
137,60 |
138,72 |
134,52 |
138,80 |
134,60 |
138,60 |
134,40 |
0,90 |
3,20 |
|
33-34 |
530 |
8,40 |
0,20 |
0,0070 |
0,74 |
0,40 |
0,08 |
3,71 |
137,90 |
137,60 |
137,08 |
133,37 |
137,20 |
133,49 |
137,00 |
133,29 |
0,9 |
4,31 |
|
34-36 |
400 |
25,60 |
0,30 |
0,0035 |
0,82 |
0,60 |
0,18 |
1,40 |
137,60 |
136,30 |
133,37 |
131,97 |
133,49 |
132,09 |
133,19 |
131,79 |
4,41 |
4,51 |
|
35-36 |
530 |
4,20 |
0,20 |
0,0070 |
|
|
|
3,71 |
137,00 |
136,30 |
|
|
136,30 |
132,59 |
136,10 |
132,39 |
0,9 |
3,91 |
б/р |
36-38 |
400 |
32,10 |
0,30 |
0,0035 |
0,82 |
0,60 |
0,18 |
1,40 |
136,30 |
134,50 |
131,97 |
130,57 |
132,09 |
130,69 |
131,79 |
130,39 |
4,51 |
4,11 |
|
37-38 |
530 |
5,10 |
0,20 |
0,0070 |
|
|
|
3,71 |
135,50 |
134,50 |
134,60 |
130,89 |
134,80 |
131,09 |
134,60 |
130,89 |
0,9 |
3,61 |
б/р |
38-40 |
600 |
40,60 |
0,30 |
0,0035 |
0,84 |
0,65 |
0,20 |
2,10 |
134,80 |
132,50 |
130,59 |
128,49 |
130,69 |
128,59 |
130,39 |
128,29 |
4,41 |
4,21 |
|
39-40 |
530 |
8,40 |
0,20 |
0,0070 |
0,74 |
0,40 |
0,08 |
3,71 |
133,10 |
132,50 |
132,28 |
128,57 |
132,40 |
128,69 |
132,20 |
128,49 |
0,9 |
4,01 |
|
40-41 |
400 |
49,90 |
0,35 |
0,0030 |
0,84 |
0,60 |
0,21 |
1,20 |
132,50 |
130,70 |
128,45 |
127,25 |
128,59 |
127,39 |
128,24 |
127,04 |
4,26 |
3,66 |
|
29-41 |
600 |
188,80 |
0,80 |
0,0013 |
1,00 |
0,70 |
0,56 |
0,78 |
131,60 |
130,70 |
127,99 |
127,21 |
128,23 |
127,45 |
127,43 |
126,65 |
4,17 |
4,05 |
|
42-44 |
300 |
7,10 |
0,20 |
0,0070 |
0,74 |
0,40 |
0,08 |
2,10 |
139,90 |
138,50 |
139,08 |
136,98 |
139,20 |
137,10 |
139,00 |
136,90 |
0,90 |
1,60 |
|
43-44 |
730 |
7,10 |
0,20 |
0,0050 |
0,74 |
0,40 |
0,08 |
3,65 |
139,30 |
138,50 |
137,03 |
133,38 |
137,15 |
133,50 |
136,95 |
133,30 |
2,35 |
5,20 |
пнс№4=3,б/р |
44-45 |
670 |
79,30 |
0,40 |
0,0030 |
0,94 |
0,65 |
0,26 |
2,01 |
138,50 |
136,50 |
137,66 |
135,65 |
137,80 |
135,79 |
137,40 |
135,39 |
1,10 |
1,11 |
|
45-47 |
330 |
109,20 |
0,45 |
0,0030 |
1,01 |
0,60 |
0,27 |
0,99 |
136,50 |
135,40 |
135,61 |
134,62 |
135,79 |
134,80 |
135,34 |
134,35 |
1,16 |
1,16 |
|
46-47 |
730 |
5,90 |
0,20 |
0,0050 |
|
|
|
3,65 |
136,00 |
135,40 |
|
|
135,30 |
131,65 |
135,10 |
131,45 |
0,9 |
3,95 |
б/р |
47-48 |
400 |
80,50 |
0,40 |
0,0025 |
0,87 |
0,70 |
0,28 |
1,00 |
135,40 |
133,80 |
131,53 |
130,53 |
131,65 |
130,65 |
131,25 |
130,25 |
4,15 |
3,55 |
|
48-50 |
600 |
204,30 |
0,80 |
0,0035 |
1,32 |
0,40 |
0,32 |
2,00 |
133,80 |
131,80 |
130,17 |
128,17 |
130,65 |
128,65 |
129,85 |
127,85 |
3,95 |
3,95 |
|
49-50 |
730 |
171,70 |
0,80 |
0,0013 |
1,00 |
0,70 |
0,56 |
0,95 |
132,10 |
131,80 |
130,51 |
129,56 |
130,75 |
129,80 |
129,95 |
129,00 |
2,15 |
2,80 |
|
50-гнс |
400 |
51,50 |
0,35 |
0,0030 |
0,86 |
0,65 |
0,23 |
1,20 |
131,80 |
130,00 |
129,68 |
128,48 |
129,80 |
128,60 |
129,45 |
128,25 |
2,35 |
1,75 |
|
41-гнс |
800 |
268,10 |
0,80 |
0,0013 |
1,00 |
0,70 |
0,56 |
1,04 |
130,70 |
130,00 |
127,15 |
126,11 |
127,39 |
126,35 |
126,59 |
125,55 |
4,11 |
4,45 |
|
ПНС –подкачивающая насосная станция