Основы расчета городской водоотводящей сети хозяйственно-фекальных и производственных сточных вод. Особенности движения сточных вод в трубопроводах.

Водоотводящая сеть работает в самотечном режиме при неполном заполнении, лишь при необходимости перекачки от насосных станций транспортирование сточных вод осуществляется в напорном режиме.

Неполное заполнение трубопроводов обеспечивает:

• вентиляцию сети;

• некоторый запас пропускной способности;

• лучшую транспортирующую способность.

Исследованиями установлено, что в трубопроводах хорошо транспортируются нерастворимые органические вещества и плохо минеральные (песок, шлак и другие), которые при неблагоприятных гидравлических условиях выпадают в осадок. Поэтому важнейшим условием проектирования сетей является обеспечение в трубопроводах необходимых скоростей движения сточных вод, исключающих образование в них плотных несмываемых отложений. Минимальные значения таких скоростей носят название самоочищающих или незаиливающих. Выпадению осадка способствует неравномерный режим движения сточных вод.

Причинами неравномерного движения сточных вод являются:

0. изменение расходов по длине трубопровода;

1. возникновение подпоров в местах местных сопротивлений;

2. изменение уклонов трубопроводов и шероховатости стенок;

3. изменение температуры;

4. строительные дефекты.

Формулы для гидравлического расчета безнапорных трубопроводов.

В целях упрощения расчета водоотводящих сетей производится предположение, что в них наблюдается установившееся равномерное движение жидкости.

Целью гидравлического расчета является определение по расходу сточных вод диаметра трубопровода, его уклона, наполнения и скорости движения сточных вод. Для этого используются следующие формулы:

; ; ;

; , где

Q - расчетный расход сточных вод, м³/с;

d - диаметр трубопровода, м;

- площадь живого сечения потока, м²;

- скорость движения сточных вод, м/с;

R - гидравлический радиус, м;

i - уклон трубопровода, м;

h - абсолютное наполнение в трубе, м;

C - коэффициент Шези.

Коэффициент Шези может быть определен по формуле Павловского Н.Н.

, где

;

n - коэффициент шероховатости стенок трубопровода.

Расчет можно выполнять также с использованием формулы Федорова Н.Ф.

, где

- коэффициент гидравлического трения;

- эквивалентная абсолютная шероховатость стенок;

а₂ - коэффициент, учитывающий характер шероховатости;

Re - число Рейнольдса.

.

В сооружениях на водоотводящих сетях возникают местные сопротивления. Потери напора на местные сопротивления определяются по формуле Вейсбаха:

, где

- коэффициент местного сопротивления.

Обычно в инженерных расчетах местные потери невелики и их не учитывают. Их следует учитывать при расчете крупных и ответственных сооружений.

Расчет напорных трубопроводов.

Расчет напорных трубопроводов заключается в определении диаметра и потерь напора. Диаметр трубопровода при полном наполнении равен:

.

Скорость движения воды в трубопроводах рекомендуется принимать 1,5-2,5м/с,

потери напора находят по формуле Дарси:

.

Коэффициент может вычисляться по формуле Федорова Н.ф:

.

для длинных трубопроводов местные сопротивления учитываются в размере 10-15% от потерь по длине, для коротких трубопроводов местные сопротивления рассчитывают по формуле Вейсбаха.

Общие потери напора равны:

.