Максимальной расчетной скоростью называют наибольшую допустимую скорость течения, не вызывающую снижение механической прочности материала труб при истирающем действии песка и твердых веществ, транспортируемых сточной жидкостью. Она допускается в металлических трубах не более 8 м/с, в неметаллических (керамических, бетонных железобетонных, асбестоцементных и др.)-4 м/с. Для дождевой сети соответственно 10 и 7 м/с.

Минимальной расчетной скоростью (критической или самоочищающей) называют наименьшую допустимую скорость течения, при которой обеспечивается самоочищение труб и коллекторов. Минимальную расчетную скорость течения сточных вод принимают в зависимости от }фупности содержащихся в них примесей, от гидравлического радиуса или от степени наполнения. Для бытовых и дождевых сточных вод минимальные скорости при наибольшем расчетном наполнении труб следует принимать по табл. 3.3.

Т а б л я ц а 3.3

Минимальные расчетные скорости течения при расчетном наполнении

Минимальную расчетную скорость движения осветленных или биологически очищенных сточных вод в лотках и трубах допускается принимать 0,4 м/с.

Для производственных сточных вод, близких по характеру взвешенных примесей к бытовым, минимальные скорости следует принимать, как для бытовых, а в других случаях - по строительным нормам и правилам отдельных отраслей промышленности или по эксплуатационным данным.

Чтобы обеспечить достаточные данные скорости, с увеличением диаметра труб увеличивают среднюю самоочищающую скорость потока, которую можно принимать по наиболее плавным (рис. 3.7, кривая /), а не скачкообразным (кривая 2) переходам от одного диаметра к другому.

W 0,9

«5

«0 <o

Рис. 3.7. Минимальные скорости течения сточной воды при расчетном наполнении / - по формуле проф. Н. Ф. Федорова; 2-по СНиП

Более плавное нарастание скоростей может быть определено по формуле проф. Н. Ф. Федорова

Он = 1,57У"Т.

(3,21)

о.оов

0,007 0,006

0,005

0,00h

0.003 0,0025

0,002 0,00Ю

0,00/2

0,00f

0,0008 0,0007

0,0006

0,0005

где у„- минимальцая незаиливающая скорость, м/с; гг= 3,5+0,&i?.

Самоочищающие скорости можно обеспечить назначением уклонов, которые принимают по СНиП, не менее: для труб диаА1етром 150 мм- 0,008; диаметром 200 мм - 0,005.

Уклоны можно определить также по формулам (3.9) и (3.10), если в эти формулы подставить значение самоочищающей скорости v. Однако этот метод расчета очень сложен.

На практике для приближенных расчетов минимальные уклоны можно определять по рис. 3.8 или по более простой эмпирической формуле

l/rf, (3.22)

«м см Со

о & d,fiti

Рис. 3.8. Минимальные уклоны

*мин

где d - диаметр трубы, мм.

Допускается в зависимости от местных условий для отдельных участков сети диаметром 200 мм принимать уклон, равный 0,004, а для труб диаметром 150 мм - 0,007.

На начальных участках канализационной сети диаметрами 150

и 200 мм часто получаются наполнения меньше допустимых вследствие незначительных расходов. Такие участки трубопроводов называют «безрасчетными», скорость движения жидкости в них не определяют, а уклоны принимают не ниже минимальных.

§ 21. ПРИЕМЫ РАСЧЕТА БЕЗНАПОРНЫХ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СЕТЕЙ

При расчете канализационной сети решают следующие основные задачи:

а) определяют уклон лотка трубопровода i, его диаметр d, мм, наполнение hjd и скорость ь\ м/с по заданному расходу с}, л/с, с учетом уклона местности вдоль трассы коллектора;

б) определяют расход q, л/с, и скорость v, м/с, в существующем коллекторе диаметром d, мм, проложенном с уклоном i при фактическом наполнении h/d.

Уклон лотка трубопровода i принимают равным уклону местности или минимальным /мин, чтобы обеспечить самоочищающую скорость потока.

Если скорость v окажется меньше самоочищающей, то увеличивают уклон и решают задачу снова. При скорости выше максимально допустимой уклон уменьшают.

Расчет сети по формулам производят редко из-за его большой трудоемкости. Обычно при гидравлическом расчете самотечной и напорной канализационных сетей пользуются таблицами, графиками и номограммами. Подробные таблицы составлены Н. Ф. Федоровым по его фор-

муле (3.18), А. А. Лукиных и Н. А. Лукиных по формуле акад. Н. Н. Павловского.

В таблицах для каждого диаметра труб d и уклона i приведены расходы q и скорости V при наполнении от 0,05 до 1 d. По заданному расходу q и уклону местности, принимая расчетную степень наполнения труб hid, выбирают нужный диаметр трубы d, уточняют уклон i и определяют скорость V. Недостатком табличного расчета является необходимость прибегать к интерполяции при определении наполнения и уклона. Графики, составленные в прямоугольных координатах, неудобны в пользовании, так как для расчета каждого диаметра и площади сечения труб требуется самостоятельный график. Обилие графиков усложняет технику расчета.

Более соверщенными являются номограммы в параллельных координатах, составленные по методу выравненных точек (рис. 3.9). При помощи одной номограммы с большой точностью можно определить обширный диапазон диаметров, уклонов, расходов и скоростей без интерполяции как при полном, так и при частичном заполнении труб.

Номограммы составлены в тресте Мосочиствод А. А. Кузнецовым и С. К. Колобановым для расчета труб круглого и полуэллиптического сечения по формуле Н. Н. Павловского при /г = 0,0137.

По номограмме можно производить гидравлический расчет напорной и безнапорной канализационных сетей. Соединяя на двух любых шкалах (например, шкалах qo и I) точки с известными значениями прямой линией, находят два соответствующих им значения на других шкалах (шкале диаметров d и скоростей Vq) при полном наполнении.

Для расчета труб при частичном наполнении имеются два вспомогательных криволинейных графика - один для вычисления скорости, а другой для вычисления расходов при наполнении от О до \ d с интервалами через 0,05 cf. Графики составлены аналогично графику зависимости скоростей и расходов от степени наполнения (см. рис. 3.2).

Способ пользования основными и вспомогательными графиками весьма прост.

Соединяя прямой линией точку на шкале диаметров rf = 300 мм с точкой на шкале уклонов г = 0,0033 (см. рис. 3.9), в точке пересечения со шкалой расходов получаем о = 52 л/с, а в точке пересечения со шкалой скоростей Uo=0,74 м/с, соответствующие полному наполнению трубы. При наполнении 0,6 cf на вспомогательной кривой расходов / берем измерителем отрезок а, соответствующий наполнению 0,6 с? со знаком минус (-), и откладываем его на шкале расходов влево от прямой, так как расход при наполнении 0,6cf меньше, чем при Id, тогда получим действительный расход = 36,5 л/с. Аналогично определяем скорость на вспомогательной кривой скоростей . Для этого откладываем отрезок б, соответствующий наполнению 0,6 с? со знаком плюс ( + ), и переносим его на шкалу скоростей вправо от точки Уо = 0,74 м/с, так как скорости при наполнении более 0,5 с? выше, чем при полном наполнении, в результате получаем и = 0,82 м/с.

Рассмотрим еще один пример. Допустим расход равен 30 л/с, уклон местности - 0,0048. Задаемся наполнением 0,5 d.

На шкале расходов q к точке, соответствующей расходу 30 л/с, прибавляем отрезок а", соответствующий (по вспомогательному графику I) наполнению 0,5 cf, и получаем новую точку с расходом о=56 л/с. Соединяя ее прямой линией с уклоном t = 0,0048 на шкале уклонов, получим с? = 280 мм. Поскольку по сортаменту таких труб нет, берем ближайший с?=300 мм. Соединяя прямой диаметр 300 мм с расходом 56 л/с (на номограмме не показано), получим i = 0,004 и скорость Vq = = 0,8 м/с. Поправка на скорость не требуется, так как скорости при половинном и полном наполнении совпадают (см. рис. 3.2).

Номограммы для гидравлического расчета круглых труб по форму-

4-11 49