Гидравлический расчёт внутренней канализации

Внутреннюю канализацию обычно не рассчитывают, а проверяют гидравлику отдельных участков в соответствии с требованиями СНиП 2.04.01-85 [15]. Рассмотрим основы гидравлических расчётов канализации [22].

Канализация — это система с безнапорными потоками сточной жидкости, имеющими свободную поверхность. Свободная поверхность — это граница между жидкостью и газом, на которой действует атмосферное давление. Внутри канализации поддерживают атмосферное давление с помощью вентиляционных стояков или вакуумных клапанов (см. с. 40).

Сточные воды внутри канализации движутся самотёком. С этой целью горизонтальные участки труб имеют уклон в сторону стояков. Диаметры и оптимальные уклоны труб назначают конструктивно:

Æ 50 мм от моек, умывальников и ванн с уклоном 0,035;

Æ 100 мм от унитазов с уклоном 0,02.

При проведении гидравлического расчёта безнапорных потоков учитывают ограничения по скорости V (м/с), наполнению h/d и уклону i = Dz/L (см. рис. 19). Например, при расчёте канализационных труб должны быть выполнены три таких ограничения:

где d_мм — внутренний диаметр трубы в миллиметрах.

Рис. 19. Гидравлика канализационной трубы

Для расчёта безнапорных потоков широко применяется формула Шезú:

где R — гидравлический радиус в метрах;

С — коэффициент Шезú.

Гидравлический радиус находят так:

где w — площадь живого сечения потока (поперечного сечения);

c — смоченный периметр, то есть часть периметра живого сечения потока, где жидкость соприкасается с твердыми стенками.

Коэффициент Шезú можно определить по формуле Маннинга

где n — коэффициент шероховатости стенок трубы или канала обычно в пределах 0,012...0,014;

R — гидравлический радиус, подставляемый в метрах.

Более точной является формула Н.Н. Павловского, которая здесь не приводится. На её основе А.А. Лукиных и Н.А. Лукиных составили подробные таблицы для гидравлического расчёта канализационных сетей [9].

Скорость потока связана с расходом q соотношением вида

Таким образом, приведённые формулы позволяют осуществлять гидравлический расчёт любых безнапорных потоков, в том числе в системах внутренней канализации.

Обычно для расчётов используют вспомогательные таблицы или номограммы, составленные на основе формулы Шези. Заметим, что формула Шези справедлива для потоков с турбулентным режимом. Таких потоков на практике подавляющее большинство, а особенно в канализационных сетях.

Другие проверочные гидравлические условия и расчёты для внутренних канализационных сетей изложены в СНиП 2.04.01-85 [15], куда мы и отсылаем читателя.