Минимальные диаметры и степень наполнения труб

В начальных участках внутриквартальной уличной канализационных сетей расчетный расход обычно невелик, и поэтому можно было бы применять трубы малого диаметра. Однако многолетний опыт эксплуатации показывает, что число засорений в уличной сети диаметром 150 мм в 2 раза больше, чем в трубах диаметром 200 мм, что вызывает значительные эксплуатационные расходы. Разница же в стоимости  укладки труб диаметром 150 и 200 мм незначительна.

Во избежание частого засорения труб и для удобства их прочистки установлены следующие минимальные диаметры труб: а) для бытовой канализации — внутриквартальной 150 мм, уличной 200 мм; б) для дождевой и общесплавной канализации — внутриквартальной 200 мм, уличной 250 мм; в) для напорных илопроводов — 150 мм.

В населенных пунктах с расходом сточных вод до 500 м3/сутки допускается уличные сети бытовой канализации укладывать из труб диаметром 150 мм. Для производственной канализации также допускается применение труб диаметром 150 мм.

Наполнением называется отношение высоты протекающего слоя воды h к внутреннему диаметру круглого коллектора d (см. рис. 3.2) или к высоте Н коллекторов других форм сечения.

Степень наполнения труб при самотечном режиме течения воды нормируется. Наполнение, соответствующее пропуску расчетного расхода, называют расчетным. Расчетное наполнение предусматривают на расчетный период действия канализации.

Общесплавную и дождевую канализационную сеть рассчитывают на полное наполнение при максимальной интенсивности дождя.
Бытовую и производственную канализационные сети рассчитывают на частичное наполнение труб, чтобы иметь некоторый запас в площади сечения труб на неравномерное поступление сточных вод и обеспечить вентиляцию сети для удаления вредных и взрывоопасных газов (табл. 3.1),

Наполнение коллекторов любой фор.мы поперечного сечения высотой—900 мм и более принимают равным 0,8.

При кратковременном пропуске по бытовой и производственной сетям диаметром до 500 мм душевых и банно-прачечных вод допускается полное наполнение.

Глубина потока в открытых каналах (канавах) и кюветах дождевой сети, расположенных в пределах населенного пункта, не должна быть больше 1 м. Бровка канавы должна возвышаться на 0,2 м выше наивысшего горизонта воды в канаве.

С увеличением средней скорости потока уменьшается величина бл, выступы на стенах труб обнажаются и трубы становятся гидравлически шероховатыми, что ведет к увеличению коэффициента сопротивления движению. Таким образом, в зависимости от скорости течения трубы могут работать в гладкой и шероховатой зонах, а также в переходной области между ними.

Основными гидравлическими характеристиками потока жидкости являются: расход Q, средняя скорость потока и, площадь живого сечения потока ш, гидравлический радиус R, гидравлический уклон /, коэффициент шероховатости стенок трубы п.

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

Равномерным называется такое движение, при котором средняя скорость потока по длине русла не изменяется. Оно может быть только: 1) при постоянстве расхода (д=const), площади живого сечения потока (to —const), гидравлического уклона, равного уклону дна русла при безнапорном движении (/—t = const), или давления (p==const) в начальной точке при напорном потоке (рис. 3.4); 2) при однотипной шероховатости смоченной поверхности русла по его длине и в поперечном сечении; 3) при отсутствии местных сопротивлений.
Неравномерным движением называется такое, при котором в разных по площади живых сечениях русла средняя скорость потока неодинакова.
На рис. 3.5 показана неравномерность движения сточных вод в сети по замерам канд. техн. наук С. К. Колобанова.

Фактические скорости движения воды в сети резко изменялись вследствие местных сопротивлений, создавались подпоры, что способствовало выпадению осадков. Неравномерность движения жидкости в сети осложняется тем, что поступление сточных вод не остается постоянным, а изменяется по часам.

Рис. 3.5 Гидравлический режим течения жидкости в канализационной сети

а— график средних скоростей при разных расходах: 1 — <7=34 л/с; 2 —<7 =23,4 л/с; 3 — <7=17,7 л/с; 4 — <7 = И д/с; 5—<7=5,5 л/с; 6 — расчетная скорость по формуле (3 14) при <7=34 л/с; 7 — то же, при <7=Э,5 л/с, б — продольный профиль канализационной трубы; 1 — уровеь воды, определенный по формуле равномерного движения при <7=25,4 л/с; 2 — уруовень свободной поверхности при <7=25,4 л/с;
3—верх трубы; 4 — лоток трубы.

суток и увеличивается от боковых присоединений сети. Все это позволяет считать, что движение жидкости в канализационной сети не только неравномерное, но и неустановившееся.

Неустановившийся режим движения сточных вод проявляется более резко в трубах малого диаметра. В коллекторах большого диаметра мелкие попутные присоединения, несущие малые расходы сточных вод, не оказывают влияния на режим потока.

Вследствие сложности расчета канализационной сети по формулам неравномерного движения, из-за неоднородности состава и неравномерности режима поступления сточных вод в сеть, гидравлический ее расчет производят по универсальным формулам равномерного движения в шероховатой, гладкой и переходной областях турбулентного режима.