Определение скоростей течения воды в дренах и коллекторе при безнапорном движении.
Расходам при неполном заполнении труб
соответствуют скорости –
,
расходам при полном заполнении труб -
.
;
=В .
Все вычисления скоростей сведены в табл.1.7 и 1.8.
Таблица 1.7
Определение скоростей течения в дренах
i |
d, мм |
Q , м3/с |
V , м/с |
А |
B |
h/d
|
V , м/с |
||||
max |
min |
max |
min |
max |
min |
max |
min |
||||
0,003 |
100 |
0,0027 |
0,34 |
0,70 |
0,35 |
1,13 |
0,98 |
0,64 |
0,44 |
0,38 |
0,34 |
0,004 |
100 |
0,0032 |
0,40 |
0,59 |
0,30 |
1,10 |
0,95 |
0,56 |
0,40 |
0,44 |
0,38 |
0,005 |
100 |
0,0036 |
0,45 |
0,53 |
0,27 |
1,07 |
0,90 |
0,52 |
0,37 |
0,48 |
0,40 |
0,006 |
75 |
0,0018 |
0,40 |
1,05 |
0,53 |
1,17 |
1,07 |
0,85 |
0,53 |
0,47 |
0,43 |
Таблица 1.8
Определение скоростей течения в коллекторе
i |
d, мм |
Q , м3/с |
V , м/с |
А |
B |
h/d |
V , м/с |
|||||
max |
min |
max |
min |
max |
min |
max |
min |
|||||
Сечение I-I |
||||||||||||
0,001 |
200 |
0,0103 |
0,32 |
0,73 |
0,37 |
1,14 |
1,00 |
0,64 |
0,45 |
0,37 |
0,32 |
|
0,002 |
200 |
0,0146 |
0,45 |
0,52 |
0,26 |
1,07 |
0,90 |
0,52 |
0,37 |
0,48 |
0,40 |
|
0,003 |
150 |
0,0083 |
0,46 |
0,92 |
0,46 |
1,17 |
1,04 |
0,75 |
0,48 |
0,54 |
0,48 |
|
Сечение II-II |
||||||||||||
0,001 |
250 |
0,0190 |
0,38 |
0,80 |
0,40 |
1,15 |
1,00 |
0,62 |
0,45 |
0,44 |
0,38 |
|
0,002 |
200 |
0,0150 |
0,47 |
1,01 |
0,51 |
1,17 |
1,06 |
0,81 |
0,51 |
0,55 |
0,50 |
|
0,003 |
200 |
0,0180 |
0,56 |
0,84 |
0,43 |
1,15 |
1,03 |
0,69 |
0,47 |
0,64 |
0,57 |
|
Анализ полученных результатов и окончательный выбор диаметров дрен и коллекторов
1. Полученные скорости течения воды в дренах и коллекторе должны удовлетворять условию незаиления движения воды в трубе и размыва стыков:
Vнзл < Vmax, min < Vнрз;
где Vнзл - предельно-допустимая скорость незаиления в трубе;
Vнрз, - предельно-допустимая неразмывающая скорость.
Скорость движения воды в трубах должна быть больше минимальной скорости незаиления и меньше максимальной неразмывающей скорости, т.е. находится в пределах [2]:
0,3 < Vmax, min < 1,0.
В нашем примере это условие выполняется во всех случаях.
2. Для канализационных труб (коллекторов) степень наполнения h/d при максимальных проектируемых расходах обычно принимают в диапазоне h/d=0,50÷0,75. Для дренажных труб степень наполнения h/d может быть h/d=1[14].
Однако, учитывая возможность заиления и заохривания труб, обычно принимают степень заполнения дренажных труб с запасом в диапазоне h/d=0,70÷ 0,90.
В нашем случае все рассчитанные значения степени заполнения труб дрен и коллекторов соответствуют допустимым пределам.
3. Скорости течения воды по пути следования от дрен к коллектору и далее к водоприемнику не должны уменьшаться для исключения возможности выпадения наносов.
4. При окончательном выборе следует отдать предпочтение трубам с меньшим:
1) диаметром;
2) уклоном.
Учитывая все эти обстоятельства, принятые параметры труб:
для дрен: d =75 мм, i =0,006;
для коллектора: 1 участок: d =150 мм, i =0,003;
2 участок: d =200 мм, i =0,003.
Окончательно принятые параметры сведены в табл.1.9.
Таблица 1.9
Окончательная таблица результатов
Элементы сети |
Qнп, м3/с |
d, мм |
i |
h/d |
, м/с |
|||
max |
min |
max |
min |
max |
min |
|||
Дрена |
0,0096 |
0,0019 |
75 |
0,006 |
0,85 |
0,53 |
0,47 |
0,43 |
Коллектор В сечении I-I |
0,0076 |
0,0038 |
150 |
0,003 |
0,75 |
0,48 |
0,54 |
0,48 |
В сечении II-II |
0,0152 |
0,0077 |
200 |
0,003 |
0,69 |
0,47 |
0,64 |
0,57 |
Определение минимального расстояния от дрены и коллектора до здания
Определение минимального расстояния дрены и коллектора от здания определяется по формуле:
;
где: - глубина заложения дрены, коллектора, м;
- глубина заложения фундамента здания, м;
- угол внутреннего трения;
- ширина дренажной канавы по низу, м;
.
Угол внутреннего трения грунта для песчаных грунтов равен .
Для дрен
м.
Для коллектора при d=150 мм
м.
Для коллектора при d=200 мм
м.