21. Определение времени добегания

Время добегания к расчетной точки коллектора складывается из времени поверхностной концентрации, времени добегания по уличному лотку и времени движения по трубопроводу.

Если высота бордюрного камня 0,15 м, то живое сечение потока по уличному лотку (рис. 31), В/2 0,075 м, гидравлический радиус R = 0,075м.

Рис.31. К определению скорости в уличном лотке

При коэффициенте шероховатости n = 0,014 скорость

V = (1 / n) ∙ R^0,67 ∙ = (1 / 0,014) ∙ (0,075^0,67) ∙ = 12 ,

где i – уклон улицы.

Время добегания по лотку (мин):

T_л = 1,25∙ L_л / (V ∙ 60),

где L_л – длина лотка, может приниматься равной расстоянию между

дождеприемниками в пределах 30 – 80 м. Коэффициент 1,25

учитывает неравномерность скоростей вдоль лотка.

Для определения времени добегания по трубопроводу необходимо знать расход по участку и скорость; к началу расчета эта величина неизвестна, поэтому сначала следует задаться скоростью. В первом приближении задаются скоростью 1 м/с; после гидравлического расчета участка уточняют время прохождения воды по участку t = L_у /V_у /60 и при расчете следующего участка прибавляют это время вместо рассчитанного в первом приближении. На начальном участке можно принять V_у = 12 , м/с.

Время добегания по участку рассчитывается по формуле:

t_у = Σt + L_у / (V_у ∙ 60),

где Σt – сумма времен добегания на предыдущих участках.

Общее время добегания t= t_п.к + t_л + t_у, мин.

Расчет расхода с учетом формул (15) и (16) производится по формуле:

Q = z_ср ∙ A^1,2 ∙ F ∙ β ∙ η / t^{1,2n – 0,1} (л/с).

После нахождения расхода определяется диаметр, уклон и скорость на участке, уточняется время добегания и рассчитывается расход во втором приближении.

Процедура нахождения уклона и диаметра аналогична таковой при расчете бытовой сети.

Рассчитывается уклон по двум зависимостям:

уклон минимальный i_min = 0,013/q^0,372, (q, л/с);

уклон желаемый i_ж = [z_л – (z_з.к – H_ж)] / L_у,

где Н_ж – желаемая глубина заложения в конце участка, и из двух величин

выбирается больший уклон.

Диаметр, скорость и наполнение (которое может быть принято равным 1) находят по таблицам или по графикам для гидравлического расчета.

Можно также рассчитать диаметр предварительно по формуле:

d_пр = 0,02∙(q / i^0,5)^0,375, назначить стандартный диаметр d_st (м), определить коэффициент М:

M = q / (56100 d_st^2,67 ∙ i^0,5), наполнение h/d_st = (M + 0,11) / 0,62,

cкорость V = 0,004q / [(1,22h / d_st – 0,11) ∙ 3,14 d_st²].

На с. 41 приведен пример расчета коллектора дождевой сети, изображенной на рис. 30. Приведены исходные данные и основные расчетные формулы.

При определении времени добегания по еще не рассчитанному участку, назначается предварительно ориентировочная скорость V_у = 1 м/с, время добегания по участку – t_у = L / (60 ∙ 1), мин. На первом участке v_p = 12 ∙ i^0,5, м/с. После расчета участка рассчитывается время добегания воды по участку и уточняется время добегания к началу следующего участка.

При расчете разветвленной дождевой сети выполняется расчет каждой ветви до точки схода потоков; после точки схода время добегания следующего участка рассчитывается как продолжение времени добегания ветви, у которой расход больше.

Если по расчету на последующем участке расход окажется меньше чем на предыдущем, то принимается расход предыдущего участка.

Может оказаться, что участок рассчитан с резервом пропускной способности (наполнение < 1), тогда можно проверить, нельзя ли уменьшить диаметр предыдущего участка за счет возникновения напорного режима (рис. 32).

Гидравлический уклон на этом (предыдущем) участке окажется равным за счет напорного режима:

i_гидр = (h₁ +i ∙ L) / L,

Из формулы q = ω ∙ V = πD² / 4 ∙ 1/n ∙ (D / 4)^0,67 ∙ i^0,5 следует,

при n = 0,014, D = 0,023 ∙ (q / i^0,5_гидр)^0,375.

Рис.32. Возникновение напорного режима