4.2. Розрахункові швидкості руху стічних вод та наповнення

Водовідвідні мережі побутових стічних вод розраховують на неповне наповнення. Наповнення виражається відношенням глибини шару води в трубопроводі до його діаметра, а в колекторах не круглої форми до висоти колектора, тобто або. Наповнення, яке відповідає розрахунковій витраті, називається розрахунковим.

Ступінь наповнення визначається з урахуванням забезпечення максимальної пропускної здатності, можливості вентиляції колекторів і транспорту плаваючих домішок.

Загальний коефіцієнт нерівномірності надходження стічних вод (формула 1.6) не враховує коливання витрати стічних вод протягом години максимального припливу, тобто обчислена за допомогою цього коефіцієнту розрахункова витрата є середньосекундною в годину максимального припливу. Таким чином, необхідно передбачити резерв для пропуску витрати більшої за розрахункову.

В залежності від діаметра трубопроводу СНіП 02.04.03 – 85 [1] регламентує максимальні наповнення приймати від 0,6 до 0,8 (табл.4.1).

Таблиця 4.1

Діаметр, мм	150…250	300…400	450…900	1000 і більше
Максимальне наповнення,	0,6	0,7	0,75	0,8

Розрахункове наповнення трубопроводів і каналів із поперечним перерізом любої форми необхідно приймати не більше 0,7висоти, а каналів прямокутного поперечного перерізу не більше 0,75 висоти [1].

Для трубопроводів дощової мережі та загально сплавних колекторів напівроздільної системи водовідведення для розрахунків повне розрахункове наповнення.

Для забезпечення нормальної роботи самопливних водопровідних мереж необхідно надавати трубам мережі відповідних похилів, що забезпечують рух рідини із швидкістю, при якій труби не засмучуються. Така швидкість має назву незамулюючої.

Розрахунок водовідвідних мереж виконують за розрахунковою витратою приймаючи значення швидкості в межах між мінімальною і максимальною допустимою.

Максимальна швидкість приймається такою, щоб запобігти руйнуванню труб внаслідок стирання лотку і стінок труб мінеральними домішками під час експлуатації. Згідно [1] для побутової мережі максимальну швидкість приймають для металевих труб до 8 м/с, неметалевих – 4 м/с. Для дощової мережі максимальні швидкості приймаються відповідно 10 та 7 м/с.

Дослідженням мінімальної незамулюючої швидкості та самоочисної здатності потоків стічних вод займалось багато дослідників. В результаті їх досліджень були отримані розрахункові формули.

Зважений стан частинок в стічних водах обумовлюється поперечними пульсаціями швидкості. Випадання зависей не буде, якщо величина поперечної пульсації буде більшою за величину гідравлічної крупності, , розрахункової завісі. Для потоків з колоїдними частинками це співвідношення пульсаційної складової швидкості і гідравлічної крупності слід підвищувати на 40…50%. А.М. Курганов [7], виходячи з цього співвідношення, шляхом представлення поперечної пульсації швидкості через повздовжню отримав:

(4.2)

де: - гідравлічна крупність, м/с;

- гідравлічний коефіцієнт тертя;

- швидкісний множник (коефіцієнт Шезі), м^0,5/с.

На підставі експериментальних досліджень на реальних стічних водах М.Ф. Федоров із своїми учнями для зависі крупністю в 1 мм отримав розрахункову формулу у вигляді:

(4.3)

де, з врахуванням корегування М.І. Алексєєва, = 1,42 а= 4,5 + 0,5R,

–гідравлічний радіус, м.

Для зависей з гідравлічною крупністю С.В. Яковлєв отримав

(4.4)

Для розмиву осаду, який випав, необхідна швидкість більша, ніж та, при якій він почав випадати. Формула для визначення швидкості розмиву випавшого осаду має вигляд

(4.5)

де: - еквівалентна шорсткість труби, м.

Враховуючі дані експлуатації мереж водовідведення населених пунктів і результати наукових досліджень СНіП [1] регламентує мінімальні швидкості для труб різних діаметрів при граничному наповненні.