Расчетные скорости движения. Минимальные уклоны
Для создания нормальных условий работы водоотводящим сетям придают определенные уклоны, обеспечивающие течение сточных вод с самоочищающими скоростями. Скорость течения возрастает с увеличением уклона и гидравлического радиуса.
Как известно, распределение скоростей по сечению канала (трубы) является неравномерным. Самая наименьшая скорость наблюдается у дна. Однако проведение расчета только по придонным скоростям связано с большими трудностями, поэтому проектирование сети ведут на т.н. расчетную скорость течения.
Минимальной незаиливающей расчетной скоростью называется наименьшая допустимая скорость протока сточных вод, при которой обеспечивается самоочищение труб и каналов.
Выпадение взвеси обуславливается поперечными пульсациями скорости потока, причем выпадение не происходит, если значение этой скорости больше на 40-50% гидравлической крупности ωo расчетной взвеси
Был предложен ряд зависимостей для незаиливающей скорости, например, формула С.В.Яковлева:
vmin = 14,5ωoR0,2,
где R – гидравлический радиус.
В основу скоростей, рекомендуемых СНиП, положена зависимость Н.Ф.Федорова:
,
где A = 1,42 и n = 4,5 + R/2.
По СниП 2.04.03-85 следует принимать следующие минимальные расчетные скорости:
Диаметр, мм |
vmin, м/с |
150 –200 |
0,7 |
300 – 400 |
0,8 |
450 – 500 |
0,9 |
600 – 800 |
1 |
900 – 1200 |
1,15 |
1300 – 1500 |
1,3 |
>1500 |
1,5 |
Чем больше диаметр трубы, тем больше минимальная расчетная скорость.
На очистных станциях минимальную расчетную скорость в лотках и трубах допускается принимать 0,4 м/с, а наименьшую скорость течения осадков следует принимать по табл. 17 СНиП 2.04.03-85. Для дождевой сети минимальная скорость принимается равной 0,6 м/с.
Кроме минимальных скоростей, нормируются и максимальные скорости движения стоков.
Максимальной расчетной скоростью называют наибольшую допустимую скорость течения, не вызывающую снижения механической прочности материала труб при истирающем действии песка и твердых веществ в стоках.
Для металлических труб значение максимальной скорости составляет не более 8 м/с, а для неметаллических – не более 5 м/с. Для дождевой сети – соответственно 10 и 7 м/с.
Уклоны водоотводящей сети следует вычислять по формулам Дарси или Шези. Минимальный уклон трубопроводов находят по формуле:
.
Трубы с начальным минимальным диаметром не рассчитываются, скорость и наполнение в них неизвестны, поэтому в СниП приняты минимальные уклоны для труб диаметром 150 и 200 мм соответственно 0,008 и 0,007.
Для приближенных расчетов на практике можно воспользоваться предложенной С.В.Яковлевым формулой:
imin = 1/D,
где D – диаметр трубопровода в мм.
В открытой дождевой сети наименьшие уклоны лотков, кюветов и канав принимают по СНиП в пределах 0,003 – 0,005.
Максимальные уклоны могут быть найдены по той же формуле, что и минимальные.