Формулы для гидравлического расчета канализационной сети 08.10.2018 – Расположен в: СЕПТИКИ

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 (см. § 27), а режим движения жидкости в расчетных участках сети равномерный.
В основу гидравлического расчета приняты:

1) формула постоянства расхода
q = coyj (3.7)
2) формула Шези для определения скорости течения
(3.8)
v=c Vri,
где q— максимальный расчетный расход сточных вод, м3/с; со— площадь живого сечения потока, м2, v— средняя скорость движения потока, м/с;R— гидравлический радиус, м;
С— коэффициент сопротивления трения по длине;
C2R *
/ =
V
2
(3.9)
/— гидравлический уклон потока:
В СНиП П-32-74 рекомендуется вместо формулы (3.9) пользоваться идентичной формулой Дарси:
(3.10)
X v2 4^*2^
где А,— коэффициент сопротивления трению по длине; g—ускорение свободного падения, м/с2.
Между значениями коэффициентов сопротивления С и А, существуют следующие зависимости:
C = Vsg/X hU8gic2. (3.11)
Коэффициент сопротивления С определяют по формуле акад. Н. Н. Павловского:
с = ~ Р>У , (3.12)
п
где п— коэффициент шероховатости, принимаемый равным 0,012—■ 0,015 в зависимости от материала труб (см. табл. 3.2); у—показатель степени, зависящий от значения коэффициента щероховатости и гидравлического радиуса:
у—2,5 У ~п — 0,13 — 0,75 (У я» — 0,l). (3.13)
В канализационных коллекторах диаметром до 4000 мм гидравлический радиус всегда меньше 1 м, а при R<.\ и п—0,013 показатель степени
у « 1,5 Y п = 1/6.

При постоянном показателе #=1/6 формула (3.12) получила широкое распространение в ряде стран под названием формулы Маннинга:

Подставляя в формулу (3.8) значение коэффициента С, найденное по формуле Н. Н. Павловского, при #=0,17 получим:
— Я0*67/0’5. (3.14)
Подставляя значение С в формулу расхода (3.7), будем иметь
q = — о)^0’67/°-5. (3.15)

Степенная формула Н. Н. Павловского позволяет легко переходить при расчетах от одного коэффициента шероховатости к другому путем введения добавочного множителя. В зарубежной практике наряду с формулой Маннинга широко применяют степенную формулу Хазен —■ Вильямса:

v = atf°>63 /0*54, (3.16)
где а — величина, принимаемая равной 100—150.
М.
Re/*
1
уТ
= — 2 lg
‘ Аэ
3,42 d
(3.17)

В соответствии со СНиП безразмерный коэффициент сопротивления X рекомендуется определять по формулам Н. Ф. Федорова, учитывающим различную степень турбулентности потока в гладкой, шероховатой и переходной областях движения: а) для напорного течения
1
VI
— — 2 lg
Аэ
13,68 /?
м
Re ) ’
(3.IS)

где Лэ—коэффициент эквивалентной абсолютной шероховатости, см (см. табл. 3.2);
а2— безразмерный коэффициент, учитывающий характер шероховатости материала труб (см. табл. 3.2);
R— гидравлический радиус, см;
Re— число Рейнольдса.
Дэ и R при расчетах принимаются в одинаковых единицах (в см). Проф. Н. Ф. Федоровым установлена зависимость между коэффициентами шероховатости п и эквивалентной шероховатости Дэ (см. табл. 3.2), которая выражается формулой
^ = 0,0392-^17. (3.19)

При гидравлическом расчете канализационных сетей пользуются графиками, номограммами и таблицами (см. § 21), составленными по формулам акад. Н. Н. Павловского и проф. Н. Ф. Федорова. Конечные результаты расчетов получаются практически одинаковыми, поэтому расчеты можно вести по любой из этих формул.