Скорость в трубах ливневой канализации

Расчетные минимальные скорости движения сточных вод

Согласно СП 32.13330.2018 «Свод правил. Канализация. Наружные сети и сооружения», во избежание заиливания канализационных сетей расчетные скорости движения сточных вод следует принимать в зависимости от степени наполнения труб и каналов и крупности взвешенных веществ, содержащихся в сточных водах. Минимальные скорости движения сточных вод в сетях бытовой и дождевой канализации при наибольшем расчетном наполнении труб следует принимать следующей таблице.

Таблица 3. Расчетные минимальные скорости движения сточных вод в зависимости от наибольшей степени наполнения труб в сети бытовой и дождевой канализации.

Диаметр, мм	Скорость Vmin, м/с, при наполнении H/D
	0,6	0,7	0,75	0,8
150-250	0,7	—	—	—
300-400	—	0,8	—	—
450-500	—	—	0,9	—
600-800	—	—	1,0	—
900	—	—	1,10	—
1000-1200	—	—	—	1,20
1500	—	—	—	1,30
Св. 1500	—	—	—	1,50

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

Наибольшую расчетную скорость движения сточных вод следует принимать, м/с: для металлических и пластиковых труб- 8 м/с, для неметаллических (бетонных, железобетонных и хризотилцементных)- 4 м/с, для дождевой канализации- соответственно 10 и 7 м/с.

Источник

Минимальные и максимальные скорости движения сточных вод и уклон трубопроводов

Работа отводящих трубопроводов зависит от транспортирующей способности потока сточной жидкости в трубах. Установлено, что транспортирование потоком жидкости нерастворимых твердых частиц является следствием её турбулентного движения.

Чем выше турбулентность, тем выше скорость движения жидкости, и тем больше транспортирующая способность. При малых скоростях движения жидкости твердые частицы опускаются на дно и образуют неподвижное плоское ложе из наносов. Наступление этого момента характеризуется тем, что часть частиц наносов начинает вибрировать, и, срываясь со своего места, перекатывается на некоторое расстояние, а отдельные частицы под воздействием потока перемещаются скачкообразно. Постепенное увеличение скорости приводит к увеличению общего числа частиц перемещаемых потоком, при этом уже значительная часть частиц движется скачкообразно. Дальнейшее возрастание скорости приводит к образованию гряд и движение частиц переходит в состояние грядового перемещения. Характерной особенностью этой формы перемещения является скачкообразное движение частиц поверх гряд. Достигая вершины гряды, частицы скатываются вниз, попадая в застойную зону, и там накапливаются, благодаря чему наблюдается медленное перемещение гряд. С некоторого момента времени частицы будут обладать такой большой скоростью, при которой, падая с гряды, они окажутся уже не в застойной зоне, а в подвижной зоне следующей гряды. В то же время часть частиц вовлекаются вихревыми массами воды внутрь потока. Вследствие неоднородного состава частиц процессы грядового перемещения и перемещения во взвешенном состоянии происходят одновременно. Переход движения частиц во взвешенное состояние сопровождается исчезновением гряд. Скорость движения жидкости, соответствующая этому состоянию, называется критической. Величина этой скорости тем больше, чем выше крупность частиц и их количество. При уменьшении скорости описанные процессы повторяются в обратном порядке.

Таким образом, транспортирование частиц в трубах и их самоочищение будет происходить при критических скоростях движения жидкости. Эти скорости называются самоочищающими или не заиливающими. При проектировании сетей эти скорости являются минимально допустимыми расчетными, которые допускаются при максимальных расходах. Учитывая, что при меньших расходах в связи с неравномерностью притока будут наблюдаться и меньшие скорости, то будет происходить выпадение осадка. Однако предполагается, что при последующем возрастании расходов до максимальных будет достигаться минимальная самоочищающая скорость и осадок будет смываться.

Минимальные самоочищающие скорости можно вычислить по формуле Н.Ф. Федорова: m = 3,5 — 0,5 R ;

R — гидравлический радиус, м;

или по формуле С.В. Яковлева: U ₀ — гидравлическая крупность песка, м/с.

п ри проектировании сетей при максимальном наполнении принимают следующие минимальные скорости:

Источник

Расчетные скорости движения сточных вод и минимальные уклоны

Сточные воды в канализационной сети должны двигаться с такой скоростью, чтобы из них на трассе не осаждалось твёрдое содержимое. В противном случае оно со временем неизбежно приведёт к заиливанию элементов транспортирования – трубопроводов или лотков.

Но существует и верхний предел скорости потока. Твёрдые частицы в воде, движущейся с большой скоростью, повышают механическое истирание поверхности коллекторов.

Расчётные скорости

Максимальная расчётная скорость – это предельная скорость течения сточных вод в каналах и трубах, при которой материалу коллекторов не наносятся механические повреждения.

Минимальная расчётная скорость (критическая) – наименьшая скорость течения, потребная для предотвращения заиливания труб и коллекторов.

Средняя скорость сточных вод – отношение расхода Q сточных вод в линии к величине её живого сечения ω:

Скорости течения в различных местах поперечного сечения потока на самом деле неодинаковы. Чем ближе к середине (ядру) потока, тем они больше, чем у дна и стенок. Донная и пристеночная скорости минимальны. Рассчитывать канализационную сеть на донные и пристеночные скорости невозможно из-за высокой сложности таких расчётов. Поэтому базовой величиной, из которой исходят при проектировании, является транспортирующая способность потока. Она определяется через расчётную скорость течения. Главный критерий определения этой скорости – обеспечение самоочищения коллекторов и труб.

Для линий с самотёком нужная скорость обеспечивается правильной величиной уклона. Там, где уклон невозможен, используются канализационные насосы соответствующей мощности.

Расчётная скорость – это скорость протекания сточных вод при расчётных (максимальных) величинах расхода и, соответственно, наполнения. Расчётные скорости должны находиться между предельно допустимыми её величинами в канале – максимальной и минимальной.

За максимальную расчётную скорость движения сточных вод по нормам следует принимать для

• металлических труб – не более 8 м/сек;
• неметаллических (железобетонных, бетонных, асбестоцементных, керамических и прочих) – до 4 м/сек.

На величину расчётных самоочищающих каналы и трубы скоростей движения стоков влияют такие параметры как гидравлический радиус или степень наполнения и крупность взвешенных веществ, имеющихся в сточных водах.

Минимальная расчётная скорость течения в трубопроводах не прошедших очистки бытовых и дождевых сточных вод при расчётной величине наполнения указана в соответствующих СНиП.

Если наполнение труб канализационной сети не является расчётным, то скорость их самоочищения vн (индекс «н» означает «незаиливающая») вычисляется по формуле, предложенной профессором Н. Ф. Федоровым:

• R — гидравлический радиус в м;
• n – показатель степени корня (3,5 + 0,5R).

Наименьшая расчётная скорость в лотках и трубах для сточных вод осветлённых или очищенных биологическими способами может приниматься равной 0,4 м/сек.

В дюкерах с диаметрами до 800 мм в качестве нижнего предела расчётных скоростей для неосветлённых сточных вод принимается величина 1 м/сек. Для диаметров больше 80 см vн определяется также по формуле Фёдорова.

Сточные воды должны подходить к дюкеру со скоростью не выше расчётной скорости в самом дюкере. При этом нужно соблюдать минимальные величины, которые были указаны выше или вычислены по формуле Фёдорова.

Для того, чтобы коллекторы самоочищались, скорость по пути потока должна постоянно увеличиваться. Необходимые величины скорости задаются уклонами трубопроводов. Минимальные значения уклонов для любых систем канализации при расчётном их наполнении труб с диаметрами:

• 150 мм – 0,007;
• 200 мм – 0,005;
• 1250 мм и выше – 0,0005.

Нагрузка начальных отрезков сети канализации с трубопроводами 200 мм и менее практически никогда не достигает расчётной. Поэтому скорость в них не вычисляется, и они называются безрасчётными.

Для канализационных же трубопроводов с диаметром больше 200 мм нужные минимальные уклоны необходимо рассчитывать с учётом обеспечения скорости течения, гарантирующей самоочищение коллектора. Вполне удовлетворительные результаты даёт для этого простейшая эмпирическая формула:

Источник

Расчет ливневки выбор уклона, и диаметра

С ливневкой соглашусь, а как быть с бытовой? из здания выходит менее 5л/с и до врезки в сущ колодец более 200м. Понятно ставлю смотровые,а опять же таки как быть с скоростями и диаметром(при большом диаметре будет застаивание, осаждение и т.д.)

Проектировщик ВК. LISP-любитель.

5.5.1 Наименьшие уклоны трубопроводов и каналов следует принимать в зависимости от допустимых минимальных скоростей движения сточных вод. Наименьшие уклоны трубопроводов для всех систем канализации следует принимать для труб диаметрами: 150 мм — 0,008; 200 мм — 0,007. В зависимости от местных условий, при соответствующем обосновании, для отдельных участков сети допускается принимать уклоны для труб диаметрами: 200 мм — 0,005; 150 мм — 0,007. Уклон присоединения от дождеприемников следует принимать 0,02.

То есть и тут «в зависимости от скоростей».

На практике часто получается именно без расчета, поскольку расход мизерный, труба 200, а большой уклон соблюсти не возможно, и ,кстати, — при большом уклоне малое наполнение, а значит и риск засора больше. По большей части это относится к бытовой, т.к. на ливневке, обычно, расходы побольше.

Чисто из занудства — не видел в нормативке упоминания про безрасчетный участок. Есть ограничение в СП на минимальный уклон:

То есть и тут «в зависимости от скоростей».

На практике часто получается именно без расчета, поскольку расход мизерный, труба 200, а большой уклон соблюсти не возможно, и ,кстати, — при большом уклоне малое наполнение, а значит и риск засора больше. По большей части это относится к бытовой, т.к. на ливневке, обычно, расходы побольше.

Источник

Гидравлический расчет канализации

Эффективная работа канализации возможна только при сбалансированном поступлении и отводе сточных вод, общий объем которых соответствует пропускной способности системы. Кроме пропускной способности труб существует множество других параметров, которые необходимо учесть. В качестве основы для гидравлического расчета канализации чаще всего становится предварительно определенный расход: объем стоков на 1 человека в сутки, около 200 л.

Правильное проведение расчетов важно при создании автономной канализации в загородном доме, так как большинство таких систем являются самотечными. Главная особенность самотечных систем — отсутствие напора потока жидкости, что накладывает ограничения на конфигурацию системы труб из-за необходимости постоянно выдерживать их уклон. Несоблюдение уклона может привести к замедлению потока, засору и нарушению работы всей канализационной сети. Как ни удивительно, но слишком большой уклон также может оказать негативное влияние на работу канализации.

Как производится гидравлический расчет?

При гидравлическом расчете канализации используются специальные формулы, позволяющие подобрать соответствующее оборудование, вычислить углы наклона труб и организовать равномерное движение стоков. Однако известно, что движение стоков в трубах неравномерно. Что же рассчитывается по этим формулам? Ответ простой: расчет неравномерного движения жидкости — слишком сложная математическая задача.

таблица для расчета уклонов канализационных труб

Поэтому для бытовых нужд с учетом некоторых допущений и погрешностей было принято решение рассматривать поток стоков равномерно движущимся в системе труб. Формулы, используемые для гидравлического расчета индивидуальной канализации, являются практичным компромиссным вариантом, который позволяет получить приемлемые результаты без чрезмерных затрат времени и сил на более точные расчеты. Для еще большего упрощения расчетов готовые значения для типовых случаев приведены в различных таблицах, графиках и номограммах.

Как составляется формула?

Для упрощения гидравлических расчетов используется небольшое количество переменных. Какие именно будут выбраны переменные — зависит от поставленной задачи. Чаще всего при гидравлическом расчете канализации учитываются диаметр трубопровода”D”, средняя скорость движения жидкости ”V” и уклон труб ”I”. Степень заполненности трубы стоками обозначается символом ”y”, вычисляется соотношением H/D, где H – высота уровня жидкости в трубе. Соответственно, пустая труба будет характеризоваться значением y=0, если полностью занятая труба y=1.

влияние диаметра трубы на прочие параметры

Интересно, что для наибольшей эффективности автономной канализации трубы не должны быть заполнены стоками на 100%, то есть ”y” не должно быть равно 1. Оптимальное значение заполнения трубы обозначается ”K” и лежит в пределах 0,5-0,6. Диапазон в значении параметра K объясняется различными дополнительными воздействиями, которые влияют на движение стоков. Чаще всего такое воздействие на стоки оказывают свойства материала трубы.

Оптимальный уровень заполнения трубы

Стеклянные или пластиковые трубы имеют очень гладкую внутреннюю поверхность с низким коэффициентом трения, поэтому для таких труб среднее значение K=0,5. Чугунные, керамические и асбестовые трубы имеют повышенную шероховатость, поэтому для преодоления сопротивления масса стоков должна быть больше, K=0,6. Указанные разные значения K для разных типов труб позволяют поддерживать в канализационной сети оптимальную скорость движения стоков V=0,7 м/с.

коэффициенты шероховатости труб

Незанятый стоками свободный объем в трубе выполняет несколько важных задач: возможность выхода скопившихся газов, упрощается движение крупных фрагментов твердого мусора. Логично предположить, что с увеличением диаметра канализационной трубы будет увеличиваться ее уровень заполненности K.

В таблице указаны уровни заполнения труб различного сечения:

D (диаметр трубы), мм	Уровень заполнения трубы
150-250	0,6
300-400	0,7
450-900	0,75
900 и больше	0,8

монтаж канализационной трубы с уклоном

В идеале максимальный расход воды, то есть пропускная способность трубы, будет при уровне заполненности 0,95. Но в реальности цифра снижена до 0,8. Из-за неравномерного заполнения канализации стоками в одно и то же время некоторые части труб могут быть полны, другие — пусты. В таких условиях заполнение почти на 100% может привести к нерасчетному переполнению и подтоплению трубопроводов. Другими словами, залповый сброс не уйдет в слив, а быстро заполнит трубы, может сорвать гидрозатворы и стоки попадут в жилые помещения.

Угол уклона канализационной трубы

Угол уклона канализационных труб зависит от их диаметра. В крупных проектах при расчете уклонов труб принимается во внимание уклон поверхности земли, необходимость снижать объем и стоимость земляных и строительных работ. В этом случае расчет должен проводиться более точно, так как требуется найти минимальные значения уклонов на каждом из участков канализационной сети. При проектировании бытовых канализационных сетей часто достаточно взять значения из готовых таблиц.

Уклон труб внутренней канализации на 1 м:

Сантехприбор	Диаметр отводящей трубы, мм	Нормальный уклон	Минимальный уклон
Раковина	40-50	0,035	0,025
Унитаз	100	0,02	0,012
Мойка	50	0,035	0,025
Ванна	40-50	0,035	0,025

сливная труба не должна заполняться на 100%

Важно! При прокладке внутренней сети канализации в доме уклон замеряйте не относительно пола, который может быть негоризонтален, а с помощью строительного пузырькового или лазерного уровня.

Уклон труб наружной канализации на 1 м:

Диаметр трубы, мм	Нормальный уклон	Уклон при особых условиях (минимальный)
150	0,008	0,007
200	0,007	0,005

Особые условия — это объективные природные или технологические помехи, которые не позволяют организовать нормальный уклон. Максимальный уклон равен 0,15, то есть снижение трубы на 15 см на 1 погонный метр. При большем уклоне канализация будет работать неэффективно.

Слишком большой уклон и скорость потока

Не рекомендуется использовать слишком большой уклон отводящих труб. Казалось бы, крутой наклон позволит стокам течь с большой скоростью, в результате чего пропускная способность всей канализационной системы возрастет. Но стоки поступают неравномерно. При слишком быстром перемещении объем стоков будет делиться на фракции разной плотности и вязкости. Быстрее всех по трубе стечет вода, имеющая наименьшую вязкость. Без воды плотные фракции стоков с большой массой прилипнут к стенкам трубы, чем уменьшат ее внутренний диаметр и вызовут засор.

слишком большой уклон снижает эффективность трубы

Слишком быстрый поток, несущий абразивные частицы, будет сильно изнашивать внутреннюю поверхность трубы истирающим воздействием, чем быстро исчерпает ее ресурс. Для металлических канализационных труб максимальная скорость потока составляет 8 м/с, для керамических, бетонных, асбоцементных и т.п. 4 м/с. Для ливневой канализации, где в основном сбрасывается практически чистая вода, соответственно, 10 м/с и 7 м/с.

Минимальная скорость движения стоков называется критической или самоочищающей. Имеется в виду, что это минимальная скорость, при которой стоки будут перемещаться, не оседая на внутреннюю поверхность трубы. При расчете минимальной скорости могут учитываться размеры крупных фрагментов в стоках, гидравлический радиус и степень наполнения трубы. Для осветленных, биологически очищенных стоков минимальная скорость движения составляет 0,4 м/с.

Формулы для более точных расчетов

Готовые инженерные таблицы и графики, используемые при проектировании канализационных сетей, не охватывают всех возможных вариантов. Поэтому для получения более точных результатов в базовые формулы гидравлического расчета могут вводится различные дополнительные переменные и коэффициенты. Это может понадобиться, если система канализации заметно отличается от стандартного варианта какой-нибудь технической особенностью.

Источник