Гидравличесий расчет и конструирование производственно бытовой сети

Целью гидравлического расчета канализационной сети является определение диаметров и уклонов прокладки трубопроводов, обеспечивающих самотечное движение сточных вод с незаиливающими скоростями на всех участках сети.

Гидравлический расчет канализационных сетей производится с использованием следующих основных зависимостей:

где u - скорость движение сточной жидкости;

с – коэффициент Шези, определяемой по формуле:

где n₁ – коэффициент, определяемый по формуле академика Н.Н. Павловского:

где n₁ – коэффициент шероховатости, принимаемый для самотечных коллекторов круглого сечения равным 0,014, а для напорных трубопроводов – 0,013;

R – гидравлический радиус, м; i – гидравлический уклон.

При расчете самотечных коллекторов гидравлический уклон допускается определять по формуле

где g – ускорение силы тяжести, м/с²;

l - коэффициент Дарси, учитывающий различную степень турбулентности потока и определяемый по формуле профессора Н.Ф. Федорова

где D_э – эквивалентная шероховатость, см;

Re – число Рейнольдса;

а₂ – безразмерный коэффициент учитывающий характер шероховатости труб и каналов.

При расчете канализационной сети вводятся следующие допущения:

- движение сточной жидкости в трубах равномерны, т.е. уклон дна трубы равен гидравлическому уклону;

- весь расчетный расход участка поступает в его начале, причем величина расхода не меняется в пределах расчетного участка;

- местные потери при диаметрах труб менее 500мм не учитываются, кроме потерь в специальных сооружения на сети, в тоже время для труб диаметром более 500мм целесообразно учитывать местные потери.

Выбранные диаметры и уклоны должны обеспечивать отведение расчетных расходов сточных вод при допустимых значениях скоростей u и наполнений h/D:

При этом уклоны принимаются с учетом рельефа местности такими, чтобы обеспечить возможно меньшую глубину заложения сети.

Расчету подлежит каждый участок сети. По результатам расчета определяется глубина заложения каждого участка в начали и в конце его.

Величина дополнительного притока q_аd определяется по зависимости

где m_d – величина максимального суточного количества осадков, мм.

 

Величина глубины потока воды в трубопроводе h вычисляется как произведение наполнения в коллекторе (h/D) на его диаметр D:

Определение глубины заложения коллектора в начальной точке 0,9 м.

Отметка лотка канала поверхности воды определяются как разности соответствующих отметок первого сечения (вначале участка) и величины падения уклона трубопровода Н на участке:

После чего обязательно проводится проверка величины :

В ходе расчета необходимо следить (особенно для участков сети, проектируемой в условиях плоского рельефа или в мокрых плывунных грунтах, а также при вынужденной трассировке против естественного уклона местности), чтобы глубины заложения в конечных точках участков не превышали 5,5-6,0 м. Если по заданию уровень стояния грунтовых вод высокий, то в этих точках необходимо проектировать насосную станцию подкачки, поскольку строительство сети в водонасыщенных грунтах технически сложно и экономически нецелесообразно.

По результатам гидравлического расчета (табл.8) вычерчиваются профили боковых притоков и главных коллекторов. В курсовом проекте заданием предусматривается разработка чертежа профиля только одного главного коллектора (рис.3). под построением профиля главного коллектора понимается его начертание на разрезе местности в плоскости его трассы до главной канализационной насосной станции с учетом рельефа местности, глубины залегания грунтовых вод и подземных инженерных сооружений.

На профиле коллектора (рис.3) в местах присоединения указываются отметки дна и диаметра труб боковых присоединений.

Учитывая, что глубина промерзания грунтов в Ленинградской области составляет 1,2м, величину определяют как: