Бытовую канализационную сеть рассчитывают на частичное наполнение труб. Это позволяет:
1) создать лучшие условия для транспортирования взвешенных
загрязнений;
2) обеспечить вентиляцию сети для удаления вредных и опасных газов, выделяющихся из жидкости;
3) создать некоторый резерв в сечении труб для пропуска расхода, превышающего расчетный.
Степень наполнения труб характеризуется отношением h/d (см. далее рис. III.9).
Для гидравлического расчета сети используют формулы установившегося равномерного движения [см. формулы (I. 32) и (1.76)]:
где q — расход сточных вод; w — площадь живого сечения; v — средняя скорость движения; i=h/l — гидравлический уклон, равный при равномерном движении уклону лотка труб; l — коэффициент гидравлического трения; R = w/c — гидравлический радиус (здесь c — смоченный периметр); g — ускорение свободного падения.
Коэффициент гидравлического трения l, рекомендуется определять по формуле (СНиП 11-32-74)
(III.8)
где D — эквивалентная шероховатость; а2 — коэффициент, зависящий от состояния стенок трубопроводов и свойств жидкости; Re = 4vR/v — число Рейнольдса (здесь v — кинематическая вязкость).
Значения Dэ и а2 следует принимать по табл. II 1.2.
Таблица 111.2. Значения эквивалентной шероховатости Dэ, коэффициента а2 и коэффициента шероховатости п для труб, каналов и лотков из различных материалов
| Трубы, каналы и лотки | Dэ | а2 | п |
| Керамические Бетонные и железобетонные Асбестоцементные Чугунные Стальные Бетонные и железобетонные, оштукатуренные с гладкой затиркой Кирпичные | 1,35 0,6 0,8 0,8 3,15 | 0,013 0,014 0,012 0,013 0,012 0,013 0,015 |
Гидравлический расчет канализационной сети можно выполнять и по формуле Шези (1.134), в которой коэффициент С определяется по формуле Павловского (1.136). Значения коэффициента шероховатости п можно принимать по табл. III.2.
Практически расчеты выполняют по таблицам или номограммам, составленным по приведенным формулам.
Рис. II1.9. Формы сечения канализационных труб и каналов
а — круглое; б — полукруглое; в — лотковое; г — овоидальное (яйцевидное); 3 — эллиптическое; е —шатровое
Формы сечения труб, применяемых при строительстве канализационных сетей, показаны на рис. II1.9. Наиболее часто используют трубы с сечением круглой формы как обладающие лучшей пропускной способностью и более простые и экономичные в изготовлении. Остальные формы сечения труб могут быть подразделены на сжатые и вытянутые. Трубы со сжатой формой сечения при прочих равных условиях требуют меньшего заглубления. При устройстве открытых каналов применяют сечения прямоугольной и трапецеидальной формы.
Минимальные диаметры труб для уличных сетей установлены в зависимости от системы канализации: при полной раздельной 200 мм для бытовой сети и 250 мм для дождевой сети, при общесплавной 250 мм.
Расчетное наполнение в трубопроводах бытовой канализационной сети рекомендуется принимать в зависимости от диаметра труб (СНиП Н-32-74):
Диаметр труб,
мм..... 150-300 350-450 500-900 >900
h/d, не более.. 0,6 0,7 0,75 0,8
В трубопроводах дождевой канализационной сети полной раздельной системы и в трубопроводах сети общесплавной системы следует принимать полное наполнение.
СКОРОСТИ И УКЛОНЫ
Сточные воды загрязнены различными примесями. Нерастворенная их часть может иметь как органическое, так и неорганическое происхождение. Примеси органического происхождения, обладающие малым удельным весом, хорошо транспортируются по канализационным сетям, а примеси неорганического происхождения (песок, шлак, бой стекла и др.) транспортируются лишь при значительных скоростях. В связи с этим расчетные скорости в канализационной сети должны назначаться из условия транспортирования песка и других примесей неорганического происхождения, содержащихся в сточной жидкости.
Скорость, соответствующая полному взвешиванию потоком загрязнений, называется самоочищающей (критической). Минимальные расчетные скорости следует назначать не менее самоочищающих скоростей. Для бытовой канализационной сети самоочищающие скорости равны:
| Диаметр трубы,мм | 150—250 | 300—400 | 450—500 | 600—800 | 900—1200 | 1300—1500 | > 1500 |
| Самоочищаюшая скор-ть,м/с | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,15 | 1,3 | 1,5 |
Песок, содержащийся в сточной жидкости, транспортируется потоком в основном у дна труб, вызывая здесь истирание и разрушение их поверхности. Разрушение поверхности труб тем больше, чем больше скорость потока. По этой причине скорость движения, сточной жидкости в трубах следует ограничивать. В металлических трубопроводах не рекомендуется допускать скорость более 8 м/с, а в неметаллических трубопроводах — более 4 м/с.
Минимальный уклон труб бытовой канализационной сети можно определять по приближенной формуле
i= 1 / d
где d — внутренний диаметр труб, мм.
