Гидравлическая характеристика труб и коллекторов

Тема 2.2. Гидравлический расчет сетей водоотведения.

Вопросы:

1) Режим движения сточных вод по сети водоотведения.

2) Формы поперченных сечений труб и коллекторов.

3) Гидравлическая характеристика труб и коллекторов.

Сточная жидкость, транспортируемая по канализационным сетям, является полидисперсной системой с большим количеством плотных и жидких нерастворимых примесей.

При малых скоростях течения нерастворимые примеси (особенно песок) могут выпадать в трубах в виде осадка, что приводит к уменьшению пропускной способности, а иногда и к полной закупорке труб. В осадках, выпавших в канализационной сети, содержится 3-8% органических веществ крупностью более 1 мм., 92-97% минеральных веществ крупностью около 1 мм.. Количество песка составляет 70-90%. Чтобы избежать засорения канализационной сети осадками, необходимо знать:

- режим движения сточной жидкости,

- самоочищающие скорости течения.

- транспортирующую способность потока сточных вод.

Потери энергии (напора) hтр при движении жидкостей по трубам и каналам определяются следующим образом:

h тр= b v

где b – коэффициент, учитывающий влияние размеров трубы, шероховатость ее стенок и вид жидкости,

m – показатель степени, учитывающий влияние скорости движения жидкости, при ламинарном движении m = 1, при турбулентном – m = 1,75…2.

Движение жидкости в канализационной сети происходит в турбулентном режиме.

Основными гидравлическими характеристиками потока жидкости являются:

1) расход жидкости Q;

2) средняя скорость потока v;

3) площадь живого сечения потока w;

4) гидравлический радиус R;

5) гидравлический уклон I;

6) коэффициент шероховатости трубы n.

Движение сточных вод на отдельных участках канализационной сети может быть неравномерным и равномерным.

Равномерным называется такое движение, при котором средняя скорость потока по длине русла не изменяется.

Неравномерным движением называется такое, при котором в разных по площади живых сечениях русла средняя скорость потока неодинакова. Неравномерность движения жидкости в сети осложняется тем, что поступление сточных вод не остается постоянным, а изменяется по часам суток и увеличивается от боковых присоединений сети. Это позволяет считать движение жидкости в канализационной сети не только неравномерным, но и неустановившимся. Неустановившийся режим сточных вод проявляется более резко в трубах малого диаметра.

Наружная канализация состоит из трубопроводов и коллекторов различной формы сечения.

В настоящее время закрытые коллекторы сооружают круглыми, а для пропусков больших расходов – прямоугольными. При малой глубине заложения коллекторам придают полукруглую форму сечения №2, коллекторы банкетного сечения №3 относят также к круглым.

В целях уменьшения толщины стенок крупным коллекторам придают полуэллиптическое сечение, такие каналы обладают благоприятными условиями для отвода песка.

Яйцевидные коллекторы хорошо сопротивляются давлению грунта.

При устройстве дождевой канализации применяются лотковые и пятиугольные коллекторы.

Открытые каналы трапецеидальные №9 и прямоугольного сечения применяют при распределении сточных вод на очистных сооружениях, на полях орошения и при отводе очищенных сточных вод в водоем.

Гидравлическая характеристика поперечных сечений коллекторов определяется наибольшей их пропускной способностью при заданном уклоне и площади живого потока сечения. Выгоднейшим в этом отношении сечением является круглое, так как имеет наибольший гидравлический радиус.

Гидравлический радиус R называется отношение площади живого сечения потока w к смоченному периметру p:

R= w / p

Гидравлический радиус при полном и половинном наполнениях круглой трубы

R= 0,25 d

и достигает максимума 0,0304d при степени наполнения h=0,813d.

Выбор формы поперечного сечения крупных коллекторов производится с учетом технико-экономических показателей и возможности производства монтажных работ.

Гидравлический расчет канализационных сетей заключается в определении диаметров труб для расчетных максимальных секундных расходов сточных вод, уклонов, потерь напора, скоростей течения и степени наполнения.

При расчете сети допускается, что расчетный расход сточных вод поступает в начале расчетного участка, а режим движения жидкости в расчетных участках сети равномерный.

Формулы для гидравлического расчета канализационной сети даны в СНиПе.

Вопросы для контроля:

1.Какие данные для проектирования необходимы, чтобы избежать засорения канализационной сети?

2. Как определяются потери напора при движении сточных вод?

3. Перечислите основные гидравлические характеристики потока жидкости.

4.Чем отличается равномерное движение жидкости от неравномерного?

5.Какие типы сечений коллекторов вы знаете?

6.Что такое гидравлическая характеристика сечения и гидравлический радиус?

Дата добавления: 2014-01-06