Гидравлический расчет водоотводящих сетей. Трубопроводы и каналы.

В практике строительства водоотводящих сетей наиболее широко используются трубы круглого сечения, которые в большей степени удовле­творяют гидравлическим, технологическим, строительным и другим требо­ваниям. На рис. 2.1 показаны различные формы поперечных сечений водо­отводящих труб, коллекторов и каналов, подразделяющихся на круглые, сжатые и вытянутые.

Рис 2.1. Формы поперечною сечения водоотводящих труб, коллекторов и каналов:

а — круглое; б — полукруглое; в — шатровое; г — банкетное; д — яйцевидное (овоидальное); е — эллиптическое; ж — полукруглое с прямыми вставками; з — яйцевидное перевернутое; и — лотковое; к — пятиугольное; л — прямоугольное; м – трапецеидальное

Круглый трубопровод имеет гидравлически наиболее выгодную форму, обладает большей пропускной способностью и удовлетворяет тре­бованиям индустриализации строительства. Круглая форма сечения пред­почтительна для осуществления прочисток от выпавшего осадка.

Сжатые формы сечений (рис. 2.1, б, и, к) обеспечивают меньшее их заглубление и применяются при незначительных колебаниях расходов сточных вод.

Коллекторы, имеющие вытянутые формы сечений (рис. 2.1, д, е, ж, з), целесообразно применяй, при больших колебаниях расходов, так как практически при любом наполнении обеспечивается оптимальное соотношение глубины и ширины водного потока.

Для отвода сточных вод со значительными колебаниями расходов применяются коллекторы, имеющие банкетное сечение (рис. 2.1, г).

При индустриализации строительства наибольшее преимущество имеют те трубы, которые можно выполнить с наименьшим числом элемен­тов по периметру коллектора.

За пределами городов и населенных пунктов возможно применение незамкнутых сечен/ш (без перекрытий) трапецеидальных и прямоугольных форм каналов (рис. 2.1, л, м). Они применяются для транспортирования сточных вод в пределах очистных станций — от сооружения к сооружению.

Соотношения их геометрических размеров часто диктуются плани­ровочными и технологическими требованиями. При этом следует иметь в виду, что строительство трубопроводов гидравлически наивыгоднейших сечений более экономично.

Трапецеидальное сечение является гидравлически наивыгодней­шим при соотношении:

где m=ctga, а прямоугольное – при b/h = 2.

Гидравлическая характеристика поперечных сечений коллекторов определяется наибольшей их пропускной способностью при заданном ук­лоне и площади живого сечения потока.

При одной и той же величине гидравлического радиуса R скорости течения жидкости водоотводящей сети круглого сечения при полном и по­ловинном наполнении считают равными; они достигают максимума при наполнении h=0,813d. Пропускная способность труб (или расход) достигает максимума при наполнении h=0,95d, а затем уменьшается. Причем расход при полном наполнении трубы в два раза больше, чем при половинном.

На рис. 2.2 приведены кривые изменения скоростей v и расходов q в трубах круглого сечения в зависимости от степе­ни наполнения. По оси ординат отложены степени наполнения h, а по оси абсцисс — соответствующие этим наполнениям скорости v и расходы q, выраженные в долях от скорости и расхода при полном наполнении. Наполнение h < 0,5d не принимается, так как при этом существенно уменьша­ются скорость потока и расход воды.

Дня юродских водоотводящих сетей в зависимости от диаметра трубопровода рекомендуется h= 0,5d…0,8d. Дня водостоков рекомендуется принимать h= 0,95d…1,0d.

Яковлев С.В.

“Канализация”