 |
|
Гидравлический расчёт внутренней канализации
Внутреннюю канализацию обычно не рассчитывают, а проверяют гидравлику отдельных участков в соответствии с требованиями СП СНиП 2.04.01-85 [15]. Рассмотрим основы гидравлических расчётов канализации [22].
Канализация — это система с безнапорными потоками сточной жидкости, имеющими свободную поверхность. Свободная поверхность — это граница между жидкостью и газом, на которой действует атмосферное давление. Внутри канализации поддерживают атмосферное давление с помощью вентиляционных стояков или вакуумных клапанов (см. с. 39).
Сточные воды внутри канализации движутся самотёком. С этой целью горизонтальные участки труб имеют уклон в сторону стояков. Диаметры и оптимальные уклоны труб назначают конструктивно:
Æ 50 мм от моек, умывальников и ванн с уклоном 0,035;
Æ 100 мм от унитазов с уклоном 0,02.
При проведении гидравлического расчёта безнапорных потоков учитывают ограничения по скорости V (м/с), наполнению h/d и уклону i = Dz/L (см. рис. 19). Например, при расчёте канализационных труб должны быть выполнены три таких ограничения:
где dмм — внутренний диаметр трубы в миллиметрах.
|
|
|
|
Рис. 19. Гидравлика канализационной трубы
Для расчёта безнапорных потоков широко применяется формула Шезú:
где R — гидравлический радиус в метрах;
С — коэффициент Шезú.
Гидравлический радиус находят так:
где w — площадь живого сечения потока (поперечного сечения);
c — смоченный периметр, то есть часть периметра живого сечения потока, где жидкость соприкасается с твердыми стенками.
Коэффициент Шезú можно определить по формуле Маннинга
где n — коэффициент шероховатости стенок трубы или канала обычно в пределах 0,012...0,014;
R — гидравлический радиус, подставляемый в метрах.
Более точной является формула Н.Н. Павловского, которая здесь не приводится. На её основе А.А. Лукиных и Н.А. Лукиных составили подробные таблицы для гидравлического расчёта канализационных сетей [9].
Скорость потока связана с расходом q соотношением вида
Таким образом, приведённые формулы позволяют осуществлять гидравлический расчёт любых безнапорных потоков, в том числе в системах внутренней канализации.
Обычно для расчётов используют вспомогательные таблицы или номограммы, составленные на основе формулы Шези. Заметим, что формула Шези справедлива для потоков с турбулентным режимом. Таких потоков на практике подавляющее большинство, а особенно в канализационных сетях.
Другие проверочные гидравлические условия и расчёты для внутренних канализационных сетей изложены в СП СНиП 2.04.01-85 [15], куда мы и отсылаем читателя.