5 .Расчет разделительной камеры

Разделительную камеру рассчитывают на отведение расхода воды от предельного дождя в главный коллектор и на сброс всех превышающих эту величину стоков по ливнеотводу в водоем.

Принцип работы разделительной камеры основан на изменении дальности полета струи при неменяющихся расходах. В начале дождя сток незначителен и вся вода поступает в лоток главного коллектора. По мере развития дождя расход увеличивается, сечение трубы заполняется полностью (возможная работа с подпором) и струя перелетает водосливную стенку и попадает в лоток ливнеотвода.

Расчет разделительной камеры при известных расходах, диаметрах труб и глубинах заложения сводится к определению основных размеров камеры.

В конце прямоугольного лотка перед перепадом устанавливается критическая глубина при расчетном расходе q_r, м:

h_к.д=0,467*q_r^2/3/d₁^2/3,

h_к.д=0,467*0,8109^2/3/1^2/3=0,406 м,

а при расходе от предельного дождя q_lim, м,

h_к..п.=0,467*q_lim^2/3/d₁^2/3.

h_к..п.=0,467*0,12974^2/3/1^2/3=0,119 м

Высота перепада, м:

h₀₌1.5* h_к.д/cos² -1.5* h_к.д,= 1.5* h_к.д (1- cos² )/cos² ,

h₀₌1.5* 0,406 (1- 0,68²)/0,68²=0,708 м

где cos =( q_r – 2 q_lim)/ q_r.

cos =( 0,8109 – 2· 0,12974)/ 0,8109=0,68.

Высота водосливной стенки, м:

h_с= d₂ - h_вх,

где d₂ –диаметр ливнеотвода,м;

h_вх,-потеря напора при входе в трубу,м;

h_вх= ,

h_вх=0,5·1,26²/2·9,81=0,041

h_с= d₂ – hвx=1-0,041=0,959 м.

где - коэффициент гидравлического сопротивления при входе в трубу. =0,5.

Ширина донного отверстия, м:

а=1,41h_к..п(0,3+ h₀/ h_к..п)^0,5+ q_lim/8,87b[(h₀+1,5 h_к.п) sin _1.]^0,5

а=1,41*0,119 (0,3+ 0,708/ 0,119)^0,5+ 0,8109/8,87·1·[(0,708+1,5· 0,119)· 0,89_.]^0,5

а=0,435

где ₁ - угол наклона струи при расходе q_lim

sin ₁=[ h₀/( h₀+1,5 h_к..п)]^0,5.

sin ₁=[0,708/( 0,708+1,5 ·0,119)]^0,5=0,89

Длина лотка в нижнем бьефе после водосливной стенки, м:

L_н=1.41h_к.д[0,3+( h₀+ h_с) / h_к..д]^0,5+ q_r/8,87b[(h₀+ h_с +1,5 h_к..д) sin _.]^0,5+e-a-

L_н=1.41·0,406·[0,3+( 0,708+ 0,959) / 0,406]^0,5+ 0,8109/8,87·1·[(0,708+ 0,959 +

+1,5· 0,406) ·0,97_.]^0,5+0,3-0,435-0,1=1,27 м

где e – расстояние от наружной образующей струи до стенки камеры, м (конструктивно e=0,3 м. );

- угол наклона струи к горизонту при расходе q_lim, м³/с;

=0,1 м – толщина водосливной стенки.

Общая длина разделительной камеры:

L = s+a+ +l_н ,

L = 4·0,406+0,435+0,1+1,27=3,429

где s – расстояние от входа в камеру до перепада, м; рекомендуется принимать s=(4…5) h_к..д , длина L должна быть более 1 м.

Общая ширина разделительной камеры, м:

B₀ = b + 2 b₁

B₀ = 1 + 2 ·0,3=1,6 м,

где расстояние от края лотка до стенки камеры, м (конструктивно b₁ 0,25 м, B₀ 1м)

Для удобства работы в разделительной камере высота рабочей части должна быть не менее 1,8 м. Над рабочей частью устраивают горловину D=0.7 м, как в обычном колодце.

Отметка лотка в конце нижнего бьефа, м:

Z_н.б= Z - h₀ - h_c - 0.01*l_n ,

Z_н.б= 92,584-0,708-0,959-0,01·1,27=90,89 м,

где Z-отметка лотка трубы при входе в камеру, м.

Глубина воды в лотке нижнего бьефа после падения струи, м:

h_н.б = q_r/[4,43b (h₀+ h_с +1,5 h_к.д)]^0,5

h_н.б = 0,8109/[4,43·1· (0,708+ 0,959 +1,5· 0,406)^0,5 =0,12

Глубина воды в ливнеотводе подбирается (5, приложение 8) при известных q, d₂ и i.

Для h_л h_н.б сопряжение производят по уровню воды, тогда отметка дна ливнеспуска в месте примыкания к камере, м.

Тогда отметка дна ливнеспуска:

Отметка шелыги главного коллектора после разделительной камеры, м:

где y можно принимать 0,1м.