Jaká by měla být minimální rychlost v kanalizačních potrubích?

Pro zajištění normálních provozních podmínek mají kanalizační sítě vhodné sklony, aby bylo zajištěno proudění kapaliny samočisticí rychlostí. Rychlost proudění je funkcí sklonu a hydraulického poloměru. S rostoucím sklonem nebo hydraulickým poloměrem se zvyšuje rychlost proudění tekutiny.

Průměrná rychlost Průtok v uvažovaném toku je určen vzorcem:

Ve skutečnosti se rychlosti proudění v různých bodech průtokového průřezu poněkud liší od průměrné rychlosti proudění (obr. 3.6): ve středu (jádru) proudění jsou mnohem větší než u stěn a dna. Nejnižší rychlost je pozorována dole. Proto i přes dostatečnou rychlost proudění ve středu proudění jsou sběrné vany někdy naplněny sedimentem. Čím větší je průměr kolektoru, tím více nerozpustných nečistot musí být transportováno ve spodní vrstvě a tím větší je spodní rychlosti. Nelze vypočítat stokovou síť při rychlostech dna, protože jejich stanovení je spojeno s velkými obtížemi, proto se výpočet stokové sítě provádí při návrhové rychlosti proudění.

Rýže. 3 6. Rozdělení průtoků odpadních vod v kruhovém kolektoru

Rychlost návrhu Nazývají rychlost proudění při maximálním návrhovém průtoku a návrhovém plnění a přiřazují ji v mezích mezi maximální a minimální rychlostí proudění.

Maximální konstrukční rychlost nazývají nejvyšší přípustnou rychlost proudění, která nezpůsobí pokles mechanické pevnosti materiálu potrubí v důsledku abrazivního působení písku a pevných látek dopravovaných odpadní kapalinou. Je povoleno v kovových trubkách ne více než 8 m / s, v nekovových (keramických, železobetonových, azbestocementových atd.) – 4 m / s. Pro dešťovou síť 10 a 7 m/s.

Minimální konstrukční rychlost (kritická nebo samočistící) je nejnižší přípustná rychlost proudění, při které je zajištěno samočištění potrubí a kolektorů. Minimální návrhový průtok odpadní vody se odebírá v závislosti na velikosti obsažených nečistot, hydraulickém poloměru nebo stupni naplnění. Pro domovní a dešťovou odpadní vodu je třeba brát minimální otáčky při nejvyšším návrhovém plnění potrubí podle tabulky. 3.3.

Minimální návrhová rychlost pohybu vyčištěné nebo biologicky vyčištěné odpadní vody ve vaničkách a potrubích je povolena na 0,4 m/s.

Pro průmyslové odpadní vody, které jsou svým charakterem podobné suspendovaným nečistotám jako domovní odpadní vody, by měly být brány minimální rychlosti jako u domovních odpadních vod a v ostatních případech – podle stavebních předpisů a předpisů jednotlivých průmyslových odvětví nebo podle provozních údajů.

Pro zajištění dostatečných údajů o rychlosti se s nárůstem průměru potrubí zvyšuje průměrný samočisticí průtok, který lze brát jako plynulý (obr. 3.7, křivka 1), a ne jako prudký (křivka 2) přechody z jednoho průměru do druhého.

Rýže. 3.7. Minimální průtoky odpadních vod při návrhovém napouštění1 – dle vzorce Prof. N. F. Fedorová; 2—podle SNiP

Hladší nárůst otáček lze určit pomocí vzorce Prof. N. F. Fedorová:

kde je minimální rychlost bez zanášení, m/s;

Rychlosti samočištění lze zajistit přiřazením sklonů, které jsou akceptovány podle SNiP, ne méně než: pro trubky o průměru 150 mm – 0,008; o průměru 200 mm – 0,005.

Sklony lze také určit pomocí vzorců a pokud se do těchto vzorců dosadí hodnota rychlosti samočištění. Tento způsob výpočtu je však velmi komplikovaný.

V praxi lze pro přibližné výpočty minimální sklony určit z Obr. 3.8 nebo podle jednoduššího empirického vzorce

kde je průměr trubky, mm.

Rýže. 3.8. Minimální sklony

V závislosti na místních podmínkách je povolen sklon 200 pro jednotlivé úseky sítě o průměru 0,004 mm a 150 pro potrubí o průměru 0,007 mm.

V počátečních úsecích stokové sítě o průměrech 150 a 200 mm jsou výplně často méně než přijatelné z důvodu nevýznamných nákladů. Takové úseky potrubí se nazývají „nevypočítané“; rychlost pohybu tekutiny v nich není určena a sklony nejsou nižší než minimum.

S.V. Jakovlev

“Skanalizace”, -M, Stroyizdat, 1975

Odpadní vody v stokové síti se musí pohybovat takovou rychlostí, aby se pevné obsahy neusazovaly po trase. V opačném případě časem nevyhnutelně dojde k zanášení dopravních prvků – potrubí nebo van.

Existuje však také horní hranice průtoku. Pevné částice ve vodě pohybující se vysokou rychlostí zvyšují mechanickou abrazi povrchu kolektoru.

Návrhové rychlosti

Maximální návrhová rychlost je maximální rychlost proudění odpadních vod v kanálech a potrubích, při které nedochází k mechanickému poškození materiálu kolektorů.

Minimální návrhová rychlost (kritická) – nejnižší rychlost proudění potřebná k zabránění zanášení potrubí a kolektorů.

Průměrná rychlost odpadní vody je poměr průtoku Q odpadní vody v potrubí k hodnotě jeho otevřeného průřezu ω:

Rychlosti proudění v různých místech průřezu proudění jsou ve skutečnosti různé. Čím blíže středu (jádru) toku, tím jsou větší než u dna a stěn. Rychlosti dna a u stěny jsou minimální. Vzhledem k vysoké složitosti těchto výpočtů je nemožné vypočítat kanalizační síť pro rychlosti dna a u stěny. Proto je základní hodnotou, ze které návrh vychází, přepravní kapacita toku. Určuje se pomocí odhadované rychlosti proudění. Hlavním kritériem pro stanovení této rychlosti je zajištění samočištění kolektorů a potrubí.

U gravitačních proudových vedení je potřebná rychlost zajištěna správným sklonem. Tam, kde není možný sklon, se používají kalová čerpadla odpovídající výkon.

Návrhová rychlost je průtok odpadní vody při projektovaných (maximálních) průtokech a podle toho i plnění. Vypočtené rychlosti musí být mezi maximálními přípustnými hodnotami v kanálu – maximální a minimální.

Je třeba vzít v úvahu maximální návrhovou rychlost pohybu odpadních vod podle norem

• kovové trubky – ne více než 8 m/s;
• nekovové (železobeton, beton, azbestocement, keramika a další) – do 4 m/sec.

Hodnota vypočítaných samočisticích kanálů a potrubí rychlostí pohybu odpadních vod je ovlivněna takovými parametry, jako je hydraulický poloměr nebo stupeň naplnění a velikost nerozpuštěných látek přítomných v odpadní vodě.

Minimální návrhová rychlost proudění v potrubích nečištěných domovních a dešťových odpadních vod při projektované hodnotě plnění je uvedena v příslušném SNiP.

Pokud se nepočítá plnění potrubí kanalizační sítě, pak se míra jejich samočištění vn (index „n“ znamená „nezanášení“) vypočítá podle vzorce navrženého profesorem N. F. Fedorovem:

• R je hydraulický poloměr vm;
• n – kořenový exponent (3,5 + 0,5R).

Nejnižší návrhová rychlost ve vaničkách a potrubích pro odpadní vody čištěné nebo čištěné biologickými metodami může být rovna 0,4 m/s.

U sifonů o průměru do 800 mm je brána jako spodní hranice návrhových rychlostí pro nečeřené odpadní vody hodnota 1 m/sec. Pro průměry větší než 80 cm je vn také určeno Fedorovovým vzorcem.

Odpadní voda se musí přibližovat k sifonu rychlostí ne vyšší, než je návrhová rychlost v samotném sifonu. V tomto případě je nutné dodržet minimální hodnoty, které byly uvedeny výše nebo vypočítané pomocí Fedorovova vzorce.

Aby se kolektory samočistily, musí se neustále zvyšovat rychlost po dráze proudění. Požadované hodnoty rychlosti jsou dány sklony potrubí. Minimální hodnoty sklonu pro všechny kanalizační systémy, když jsou naplněny potrubím o následujících průměrech:

• 150 mm – 0,007;
• 200 mm – 0,005;
• 1250 mm a více – 0,0005.

Zatížení počátečních úseků kanalizační sítě s potrubím 200 mm a méně téměř nikdy nedosahuje návrhové hodnoty. Proto se rychlost v nich nepočítá a nazývají se nekalkulované.

U kanalizačních potrubí o průměru větším než 200 mm je nutné vypočítat požadované minimální sklony s ohledem na rychlost proudění, která zaručuje samočištění kolektoru. Nejjednodušší empirický vzorec k tomu dává docela uspokojivé výsledky:

Zde se průměr trubky d bere v mm.