Швидкості руху стічних вод і ухил трубопроводів

Робота відвідних трубопроводів залежить від транспортує здатності потоку стічної рідини в трубах. Встановлено, що транспортування потоком рідини нерозчинних твердих частинок є наслідком її турбулентного руху.

Чим вище турбулентність, тим вище швидкість руху рідини, і тим більше транспортує здатність. При малих швидкостях руху рідини тверді частинки опускаються на дно і утворюють нерухоме плоске ложі з наносів. Наступ цього моменту характеризується тим, що частина частинок наносів починає вібрувати, і, зриваючись зі свого місця, перекочується на деяку відстань, а окремі частинки під впливом потоку переміщаються стрибкоподібно. Поступове збільшення швидкості призводить до збільшення загального числа частинок переміщуються потоком, при цьому вже значна частина частинок рухається стрибкоподібно. Подальше зростання швидкості призводить до утворення гряд і рух частинок переходить в стан грядового переміщення. Характерною особливістю цієї форми переміщення є стрибкоподібний рух частинок поверх гряд. Досягаючи вершини гряди, частинки скочуються вниз, потрапляючи в застійну зону, і там накопичуються, завдяки чому спостерігається повільне переміщення гряд. З певного моменту часу частинки будуть володіти такою великою швидкістю, при якій, падаючи з гряди, вони виявляться вже не в застійної зоні, а в рухомій зоні наступної гряди. У той же час частина частинок залучаються вихровими масами води всередину потоку. Внаслідок неоднорідного складу частинок процеси грядового переміщення і переміщення в підвішеному стані відбуваються одночасно. Перехід руху частинок у зважений стан супроводжується зникненням гряд. Швидкість руху рідини, що відповідає цьому стану, називається критичною. Величина цієї швидкості тим більше, чим вище крупність частинок і їх кількість. При зменшенні швидкості описані процеси повторюються в зворотному порядку.

Таким чином, транспортування частинок в трубах і їх самоочищення відбуватиметься при критичних швидкостях руху рідини. Ці швидкості називаються самоочищатися або НЕ замулюються. При проектуванні мереж ці швидкості є мінімально допустимими розрахунковими, які допускаються при максимальних витратах. З огляду на, що при менших витратах в зв'язку з нерівномірністю припливу будуть спостерігатися і менші швидкості, то буде відбуватися випадання осаду. Однак передбачається, що при подальшому зростанні витрат до максимальних буде досягатися мінімальна самоочищення швидкість і осад буде змиватися.

Мінімальні самоочищення швидкості можна обчислити за формулою Н.Ф. Федорова: Мінімальні самоочищення швидкості можна обчислити за формулою Н m = 3,5 - 0,5 R;

R - гідравлічний радіус, м;

або за формулою С.В. Яковлєва: або за формулою С U 0 - гідравлічна крупність піску, м / с.

п ри проектуванні мереж при максимальному наповненні приймають такі мінімальні швидкості:

d, мм

150-200

300-400

450-500

600-800

900-1200

1500

> 1500

Vmin, м / с

0,7

0,8

0,9

1,0

1,15

1,3

1,5

м аксімальние швидкості встановлюються з умови виключення стирання стінок труб піском для неметалічних труб - 4,0 м / с, для металевих труб - 8,0м / с. в дощовій мережі ці швидкості відповідно рівні 7,0 м / с і 10 м / с.

м інімально допустимі ухили трубопроводів повинні відповідати мінімальним самоочищатися швидкостям і визначаються в результаті гідравлічного розрахунку. Для труб мінімальних діаметрів, де в зв'язку з можливими мінімальними витратами дотримання самоочисних швидкостей стає неможливим, встановлюються мінімально допустимі ухили:

d = 150 мм; d = 200 мм;

iMIN = 0,008.iMIN = 0,007.

Допускається при обгрунтуванні приймати для труб діаметром 150 і 200 мм мінімальні ухили відповідно 0,007 і 0,005.

Значення мінімальних ухилів для труб будь-якого діаметру можна орієнтовно визначити за формулою: Значення мінімальних ухилів для труб будь-якого діаметру можна орієнтовно визначити за формулою:     d - діаметр труби, мм d - діаметр труби, мм.