Лекція № 8
2. Формули для гідравлічного розрахунку напірних трубопроводів.
3. Швидкості і ухили в водостоках.
4. Приклад розрахунку дощової мережі.
1. Напірний режим роботи мережі.
Напірній режим ріботі мережі.
При випаданні дощу з інтенсивністю вище розрахункової (ливні), дощова мережа переповнюється, рівень води в колодязях дощової мережі буде підійматися.
Стовп води, що виникне в верховому колодязі, утворить додатковий напір, який буде сприяти підвищенню пропускної здатності водостічного колектора. Іноді це підвищення може бути досить суттєвим – в 2-3 рази більше в порівнянні з самотічним режимом.
Розрахунок дощової мережі під напором був запропонований професором Біловим. За цим методом мережа розраховується як і при самотічному режимі, але розрахункова витрата знаходиться з введенням коэфіцієнта напірності Кн.
Qн = Kн ∙ q ∙ F
де q – інтенсивність дощу;
F – розрахункова площа;
Кн – коэфіцієнт напірності.
Кн = (за формулою М.М.Білова),
Кн = (а +1)0,5п – 0,5 (за формулою В.І. Каліцуна),
де а = Н/h
Н – глибина залягання шелиги в верху;
h – зниження відмітки трубопровода по довжині: h = iтр ∙ l
п – показник ступеня в залежності від інтенсивності і тривалості дощу.
Формули для гідравлічного розрахунку напірних трубопроводів.
Розрахунок напірних трубопроводів заключається в знаходженні діаметрів труб і втрат напора в них. При полному заповненні перерізу труби:
q = w ∙ v = v ∙ π ∙ d2/4
Звідси: d =
Швидкість належить приймати, рівною 1,5 – 2,5 м/с.
Втрати напора знаходять за формулою Дарсі:
λ – коефіцієнт опору Дарсі.
Напорні трубопроводи систем водовідведення мають часто коротку довжину. В цьому випадку місцеві втрати напору бувають співрозмірні з втратами по довжині (дюкери). Тому втрати напору знаходять шляхом додавання втрат напора по довжині і місцевих втрат напора:
Дюкери представляють собою короткі труби, що огинають перешкоду знизу. Рух води в них відбувається під напором, в результаті різниці рівня води на його початку і кінці.
Для дюкерів різницю відміток лотків труб на початку і в кінці дюкера приймають рівною втратам напора.
При наближених і попередніх розрахунках втрати напора в трубопроводах знаходять за формулою:
h = Км ∙ iтр ∙ l
где Км – коефіцієнт місцевих втрат, рівний 1,1 – 1,15.
Швидкості і ухили в водостоках.
Мінімальні розрахункові швидкості руху дощових вод і ухили дощових водовідвідних трубопроводів приймаються аналогічно швидкостям і ухилам в господарсько-побутовій каналізації.
Наибільші розрахункові швидкості для металічних труб – 10 м/с,
для неметалічних – 7 м/с.
Найбільші швидкості руху дощових стічних вод в каналах прймають згідно ДБН:
Грунт або тип кріплення | Наибільша швидкість руху в каналах, м/с при глибині потоку від 0,4 до 1 м. |
Кріплення бетонними плитами Вапняки, піщанники средні Дернівка: плашмя в стінку Вимощення: одинарне подвійне | 4 4 1 1,6 2 3-3,5 |
Ухил приєднання від дощеприймачів належить приймати 0,02.
Приклад розрахунку дощової мережі.
3
4
5
8
9
10
11
2
1
6
7
150
149
148
147
146
145
144
143
142
141
1
2
3
4
5
6
7
8
1'
2'
3'
4'
Расчёт
Географічне розміщення об´єкта: м. Харьків.
Знаходимо значення параметра А за формулою (1).
А = 90 ∙ 200,71∙ (1+ lg 1 / lg 150 ) = 755,05
Знаходимо значення коефіцієнта – z = 0,265 (для водонепроникних поверхонь) і для інших поверхонь.
По ДБН для даного об´єкта підбираємо q20 = 90. Період одноразового перевищення розрахункової інтенсивності дощу Р = 1.
Для даної території за таблицею ДБН підбираємо:
п = 0,71, тr = 150, γ = 1,54.
q20
Значення записують в таблицю.
Рід поверхонь | Доля від загальної F | Коефіцієнт стока z | zmid |
Криші, асфальт Брущатка Булижник Покриття з щебню Гравійні доріжки Грунтові поверхні Газони | 0,35 0,10 0,10 0,05 0,09 0,13 0,18 | 0,265 0,224 0,145 0,125 0,09 0,064 0,038 | zmid= 0,35∙0,265+ +0,10∙0,224+ +0,1∙0,145+ +0,05∙0,125+ +0,09∙0,09+ +0,13∙0,064+ +0,18∙0,038=0,159 |
Таблица
Знаходимо А1,2 = 755,051,2 = 2841,65 ,
а за таблицею А8 ДБН β = 0,65
По формулі (6) і (2) розраховуємо
qcal = β ∙ qr = β ∙ =
=
Початкове заглиблення водостока встановлюємо, як Н = 1,0 + d
Гідравлічний розрахунок зводимо в таблицю.
№№ діл. | Довж. l, м | Площа стока F, га | vp , м/с | tp | tr | zmid | β | К | qcal | Ухили | d, мм | h/d | h, м | vтабл. | |
iз | iтр | ||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
1-2 2-3 3-4 | 260 320 330 | 10,89 21,78 32,67 | 1,5 1,5 1,9 | 2,95 3,63 2,95 | 13,95 17,58 20,53 | 0,159 | 0,65 | 1 | 426,94 731,60 988,8 | 0,0035 0,0038 0,0058 | 0,0050 0,0035 0,0065 | 600 800 800 | 1 | 0,6 0,8 0,8 | 1,51 1,46 1,96 |
План
Розрахункові витрати на кожній наступній ділянці мережі повинні зростати. Якщо вони в результаті розрахунків зменшуються, то приймається значення витрат на попередній ділянці.
Розрахунок виконано вірно, якщо значення початкової швидкості vp і табличної швидкості vтабл. відрізняються не більше 10%
iтр ∙ l | Відмітки | Заглиблення, м | ||||||
Поверхні землі | Лотка | Шелиги | ||||||
Поч. | Кінцеве | Поч. | Кінцеве | Поч. | Кінцеве | Поч. | Кінц. | |
17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
1,3 1,12 2,14 | 149,5 148,6 147,4 | 148,6 147,4 145,5 | 147,9 146,4 145,28 | 146,6 145,28 143,14 | 148,5 147,2 146,08 | 147,2 146,08 143,94 | 1,6 2,2 2,12 | 2,0 2,12 2,36 |
З´єднання трубопроводів в каналізаційних колодязях відбувається по шелигам труб.
Знаходження відміток відбувається аналогічно як і для побутової мережі
Заглиблення трубопровода не повинно бути менше за мінімальне значення – 1 м до шелиги труби
Кінець
назад