Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции - Водоотводящие системы и сооружения - файл Водоотводящие системы и сооружения.doc


Лекции - Водоотводящие системы и сооружения
скачать (575.7 kb.)

Доступные файлы (1):

Водоотводящие системы и сооружения.doc1303kb.25.02.2005 15:25скачать

Водоотводящие системы и сооружения.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9
^

Случаи установки перепадных колодцев


Сопряжение труб, уложенных на разной глубине, осуществляется с помощью перепадных колодцев, которые могут быть установлены на любой системе водоотведения. Необходимость их применения возникает в следующих случаях (см. рис.):

  • при присоединении боковых веток к коллекторам или внутриквартальных сетей к уличным трубопроводам (вариант А на рис.),

  • при пересечении трубопроводов с инженерными сооружениями и естественными препятствиями (вариант Б на рис.),

  • при устройстве затопленных выпусков воды в водоемы (вариант В на рис.),

  • при больших уклонах земли для исключения превышения максимально допустимой скорости движения (вариант Г на рис.).



На рисунке пунктиром показаны другие технические решения, однако устройство перепадных колодцев позволяет значительно сократить объем земляных работ и стоимость строительства сети. Поэтому эти колодцы более предпочтительны с экономической точки зрения.
^

Типы перепадных колодцев


По конструкции водоотводящие перепады можно разделить на следующие основные типы (см. рис.):

  1. Перепады с водосливом практического профиля и водобойным колодцем в нижнем бьефе (рис., а).

  2. Трубчатые перепады, которые бывают различной конструкции, но с обязательной вертикальной трубой (рис., б).

  3. Перепады с отбойно-водосливной стенкой (рис., в).

  4. Шахтные многоступенчатые перепады различных конструкций. Гашение падающей энергии происходит на каждой ступени (рис., г).

  5. Быстротоки – короткие каналы с большим уклоном (рис., д).



Согласно СНиП 2.04.03-85, перепады высотой до 3 м на трубопроводах диаметром 600 мм и более принимают в виде водосливов практического профиля, а высотой до 6 м при диаметрах до 500 мм – принимают трубчатые перепады.
^

Основы расчета трубчатых перепадов


Размеры основных конструктивных элементов трубчатых перепадов, а именно – стояков и водобойных колодцев, определяются при их гидравлическом расчете (см. ниже рис.). Исходными данными к расчету являются расход стоков, отметки подводящей и отводящей труб, их наполнения и скорости течения.

В зависимости от величины расхода различают три основных типа движения жидкости в стояках перепадов: безнапорный (расчетный) – степень заполнения сечения стояка K < 1; напорный – полное заполнение стояка жидкостью по всей высоте (K = 1); переходный – K ≤ 1, причем K = 1 только в верхней части стояка.

При расчете сначала определяется диаметр стояка ^ D. Для этого задаются отношением Rвх/D (здесь Rвх – радиус входной воронки) и рассчитывают параметр A по формуле:

.

Затем рассчитывают непосредственно диаметр стояка:

D = (AQ)0,4,

где Q – расчетный расход в подводящем трубопроводе.



После этого рассчитывается средняя скорость на выходе из стояка vср:

,

где T0 – высота перепада с учетом глубины потока и скоростного напора,
φ – коэффициент скорости, который зависит от сопротивления:

,

здесь Σζ – суммарный коэффициент сопротивления (местного и по высоте стояка).

При плавном закруглении на входе Σζ примерно равен:

Σζ = λp/4R,

где λ – коэффициент сопротивления трению по длине стояка, который можно определить, например, исходя из формулы Павловского:

,

здесь n – коэффициент шероховатости, ,
p – высота трубчатого перепада,
R – средний по высоте гидравлический радиус:

.

Так как λ в конечном счете тоже зависит от средней скорости vср, то коэффициент скорости φ рассчитывают методом последовательного приближения.

Для чугунных стояков диаметр принимается 200…1000 мм, для железобетонных – 1500…2000 мм.

Дальнейший расчет заключается в определении геометрических размеров водобойного колодца в основании перепада, который предназначен для гашения энергии падающей воды.
^

Расчет водобойных колодцев трубчатых перепадов


Водобойные колодцы трубчатых перепадов бывают прямоугольными и цилиндрическими.

Расчет прямоугольного водобойного колодца


При расчете необходимо определить длину lк и глубину колодца dк (см. рис). Ширина B принимается по конструктивным соображениям, в зависимости от размеров стояка. Обычно B ≥ 1,5D.

1. ^ Определение глубины колодца dк.

Если рассмотреть уравнение Бернулли для сечений I–I и C–C, и принять сечение I–I на небольшом расстояние от дна (т.е. глубина h1 примерно равна глубине в сжатом сечении hc), то скорость в сжатом сечении можно определить по формуле:

,

где v1 – скорость в сечении I–I, которую можно принять равной скорости на выходе из стояка,
ζвк – коэффициент сопротивления колодца, принимается по таблицам в зависимости от соотношения ^ B/D.

Первая сопряженная глубина гидравлического прыжка hc’ в данном случае (при надвинутом прыжке) равна глубине воды в сжатом сечении hc:

hc’ = Q/Bvc.

Вторая сопряженная глубина hc’’ рассчитывается по формуле:

,

где hкр – критическая глубина, для прямоугольного колодца определяется:

,

здесь α = 1…1,1.

Тогда глубина колодца в этих условиях находится по зависимости:

dк = σhc’’ – t,

где t – бытовая глубина в отводящем коллекторе,
σ – коэффициент затопления гидравлического прыжка (1,05…1,3).

На практике при расчете перепада вначале определяют среднюю скорость vср при принятой глубине колодца dк = 0. Затем рассчитывают новое значение dк и корректируют высоту перепада T0. Расчет повторяется примерно 2–3 раза.

2. Определение длины колодца lк.

Общая длина колодца складывается из величин (см. рис):

lк = l1 + lсж + lпп,

где l1 – расстояние от оси стояка до стенки, равное не менее 1D,
lсж – расстояние от оси стояка до сжатого сечения, lсж = 0,5D,
lпп – длина подпертого гидравлического прыжка, можно использовать формулу:

lпп = 4,5βhc’’,

здесь β = 0,5.
1   2   3   4   5   6   7   8   9



Скачать файл (575.7 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации