Гидравлический расчет ливневой канализации excel

Расчет ливневых стоков по СП 32.13330.2012 Площади стока: Селитебные территории Площади стока для определенных видов поверхности, га: ?д ?i Кровли и асфальтобетонные покрытия 0.65 0.95 Булыжные или щебеночные мостовые 0.45 0.45 Кварталы города без дорожных покрытий, небольшие скверы, бульвары 0.25 0.2 Газоны 0.1 0.1 Общая площадь стока, га

7

При определении среднегодового количества дождевых вод Wд, стекающих с селитебных территорий, общий коэффициент стока Wд для общей площади стока F рассчитывается как средневзвешенная величина из частных значений для площадей стока с разным видом поверхности средневзвешенная величина Wд

0.4

Промышленные предприятия Площади стока для определенных видов поверхности, га ?д ?i водонепроницаемые покрытия 0.7 0.95 грунтовые поверхности 0.2 0.2 газоны 0.1 0.1 Общая площадь стока, га

5

При определении среднегодового объема дождевых вод Wд, стекающих с территорий промышленных предприятий и производств, значение общего коэффициента стока Wд находится как средневзвешенная величина для всей площади стока с учетом средних значений коэффициентов стока для разного вида поверхностей: средневзвешенная величина Wд

0.38

ИТОГО Общая площадь стока селитебных территорий и промышленных предприятий

12

Общая площадь за исключением газонов

10

Определение среднегодовых объемов поверхностных сточных вод с селитебных территорий и площадок предприятий Среднегодовой объем дождевых вод Выбрать местность по СП 131.13330 hд — слой осадков, мм, за теплый период года, определяется по СП 131.13330;

1

Wд — общий коэффициент стока дождевых вод — средневзвешенная величина селитебных территорий и промышленных предприятий

0.392

F — площадь стока коллектора, га;

12

Среднегодовой объем дождевых Wд вод, стекающих с селитебных территорий и промышленных площадок: Vд = 10hдWдF

1

Среднегодовой объем талых вод hт — слой осадков, мм, за холодный период года (определяет общее годовое количество талых вод) или запас воды в снежном покрове к началу снеготаяния, определяется по СП 131.13330;

1

7.2.5 При определении среднегодового объема талых вод общий коэффициент стока Wт с селитебных территорий и площадок предприятий с учетом уборки снега и потерь воды за счет частичного впитывания водопроницаемыми поверхностями в период оттепелей можно принимать в пределах 0,5 — 0,7. Среднегодовой объем талых Wт вод, стекающих с селитебных территорий и промышленных площадок: Vт = 10hтWтF

1

Общий годовой объем поливомоечных вод т — удельный расход воды на мойку дорожных покрытий (как правило, принимается 0,2 — 1,5 л/м2 на одну мойку); k — среднее количество моек в году (для средней полосы России составляет около 150); Fм — площадь твердых покрытий, подвергающихся мойке, га;

6

Wм — коэффициент стока для поливомоечных вод (принимается равным 0,5). 0.5 Общий годовой объем поливомоечных вод Wм, м3, стекающих с площади стока, определяется по формуле Vм = 10mkWмFм

4050

Среднегодовой объем поверхностных сточных вод Wr, образующихся на селитебных территориях и площадках предприятий в период выпадения дождей, таяния снега и мойки дорожных покрытий, м3 Vr = Vд + Vт+ Vм

1

где Vд, Vт и Vм — среднегодовой объем дождевых, талых и поливо-моечных вод соответственно, м3. Определение расчетных объемов поверхностных сточных вод при отведении на очистку Wmid — средний коэффициент стока для расчетного дождя (определяется как средневзвешенная величина в зависимости от постоянных значений коэффициента стока Wi для разного вида поверхностей по таблице 14);

0.475

где F — площадь стока, га;

10

ha — максимальный слой осадков за дождь, сток от которого подвергается очистке в полном объеме, мм. При отсутствии данных многолетних наблюдений величину hа для селитебных территорий и промышленных предприятий первой группы допускается принимать в пределах 5 — 10 мм как обеспечивающую прием на очистку не менее 70 % годового объема поверхностного стока для большинства территорий Российской Федерации. Объем дождевого стока от расчетного дождя Wоч, м3, отводимого на очистные сооружения с селитебных территорий и площадок предприятий, определяется по формуле Wоч = 10haWmidF

356.25

Максимальный суточный объем талых вод F — площадь стока, га

10

Wт — общий коэффициент стока талых вод (принимается 0,5 — 0,8) hт,Р — слой осадков заданной повторяемости, определяется по СП 131.13330

1

а — коэффициент, учитывающий неравномерность снеготаяния, можно принимать а = 0,8 0.8 Ку — коэффициент, учитывающий уборку снега, приближенно следует принимать равным: Ky = 1 — Fy /F где Fy — площадь общей территории F, очищаемой от снега (обычно от 5 до 15 %). Максимальный суточный объем талых вод Wт,cyт, м3, в середине периода снеготаяния, отводимых на очистные сооружения с селитебных территорий и промышленных предприятий, определяется по формуле Vт,cyт = 10hт,РаWтFКy

1

Определение расчетных расходов дождевых вод в коллекторах дождевой канализации

q20 — интенсивность дождя для данной местности продолжительностью 20 мин при Р = 1 год, согласно КАРТЕ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ Определение периода однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р Условия расположения коллекторов для селитебных территорий Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя для селитебных территорий

1

Условия для промышленных предприятий: Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя для территории промышленных предприятий

1

Район по СП 32.13330.2012: п — показатель степени, определяемый по таблице 9; для селитебных территорий

1

для промпредприятий

1

m — среднее количество дождей за год, принимаемое по таблице 9;

1

у — показатель степени, принимаемый по таблице 9.

1

Параметры A и n для селитебных территорий

1

для промпредприятий

1

Определение расчетной продолжительности протекания дождевых вод по поверхности и трубам Для селитебных территорий Наличие внутриквартальных закрытых дождевых сетей на селитебных территориях Время поверхностной концентрации дождевого стока tcon

7

Продолжительность протекания дождевых вод по уличным лоткам tcan

2.1

где lcan — длина участков лотков, м; vcan — расчетная скорость течения на участке, м/с. Продолжительность протекания дождевых вод по трубам до рассчитываемого сечения tp, мин

1.7

где lp — длина расчетных участков коллектора, м; vp — расчетная скорость течения на участке, м/с. Расчетная продолжительность протекания дождевых вод по поверхности и трубам tr до расчетного участка (створа) tr = tcon + tсап + tр

10.8

Для промышленных предприятий Наличие внутриквартальных закрытых дождевых сетей на селитебных территориях Время поверхностной концентрации дождевого стока tcon

4

Продолжительность протекания дождевых вод по уличным лоткам tcan

2.1

где lcan — длина участков лотков, м; vcan — расчетная скорость течения на участке, м/с. Продолжительность протекания дождевых вод по трубам до рассчитываемого сечения tp, мин

1.7

где lp — длина расчетных участков коллектора, м; vp — расчетная скорость течения на участке, м/с. Расчетная продолжительность протекания дождевых вод по поверхности и трубам tr до расчетного участка (створа) tr = tcon + tсап + tр

7.8

Расходы дождевых вод в коллекторах дождевой канализации, л/с, отводящих сточные воды с селитебных территорий и площадок предприятий, следует определять методом предельных интенсивностей для селитебных территорий

1

для промпредприятий

1

Общий расход

1

А, — параметр, характеризующий интенсивность дождя для конкретной местности (определяются по 7.4.2); для селитебных территорий

1

для промпредприятий

1

п — параметр, характеризующий продолжительность дождя для конкретной местности (определяются по 7.4.2); для селитебных территорий

1

для промпредприятий

1

Wmid — средний коэффициент стока, определяемый в соответствии с указаниями 7.3.1 как средневзвешенная величина в зависимости от значения Wi для различных видов поверхностей водосбора; для селитебных территорий

0.533

для промпредприятий

0.575

F — расчетная площадь стока, га; для селитебных территорий

6

для промпредприятий

4

trn — расчетная продолжительность дождя, равная продолжительности протекания дождевых вод по поверхности и трубам до расчетного участка (определяется в соответствии с указаниями, приведенными в 7.4.5). для селитебных территорий

10.8

для промпредприятий

7.8

Расход дождевых вод для гидравлического расчета дождевых сетей, Qcal, л/с Qсаl = b*Qr для селитебных территорий

1

для промпредприятий

1

где b — коэффициент, учитывающий заполнение свободной емкости сети в момент возникновения напорного режима (определяется по таблице 8); для селитебных территорий

1

для промпредприятий

1

Гидравлический расчет трубопроводов

Опубликовано 08 Апр 2014
Рубрика: Теплотехника | 66 комментариев

Труба с манометромСистемы отопления зданий, теплотрассы, водопроводы, системы водоотведения, гидравлические схемы станков, машин – все это примеры систем, состоящих из трубопроводов. Гидравлический расчет трубопроводов — особенно сложных, разветвленных…

… — является очень непростой и громоздкой задачей. Сегодня в век компьютеров решать ее стало существенно легче при использовании специального программного обеспечения. Но хорошие специальные программы дорого стоят и есть они, как правило, только у специалистов-гидравликов.

В этой статье мы рассмотрим гидравлический расчет трубопроводов на примере расчета в Excel горизонтального участка трубопровода постоянного диаметра по двум методикам и сравним полученные результаты. Для «неспециалистов» применение представленной ниже программы позволит решить несложные «житейские» и производственные задачи. Для специалистов применение этих расчетов возможно в качестве проверочных или для выполнения быстрых простых оценок.

Как правило, гидравлический расчет трубопроводов включает в себя решение двух задач:

1. При проектировочном расчете требуется по известному расходу жидкости найти потери давления на рассматриваемом участке трубопровода. (Потери давления – это разность давлений между точкой входа и точкой выхода.)

2. При проверочном расчете (при аудите действующих систем) требуется по известному перепаду давления (разность показаний манометров на входе в трубопровод и на выходе) рассчитать расход жидкости, проходящей через трубопровод.

Приступаем к решению первой задачи. Решить вторую задачу вы сможете легко сами, используя сервис программы MS Excel «Подбор параметра». О том, как использовать этот сервис, подробно описано во второй половине статьи «Трансцендентные уравнения? «Подбор параметра» в Excel!».

Предложенные далее расчеты в Excel, можно выполнить также в программе OOo Calc из свободно распространяемого пакета Open Office.

Правила цветового форматирования ячеек листа Excel, которые применены в статьях этого блога, детально описаны на странице «О блоге».

Рассмотрим порядок и формулы расчета в Excel на примере прямого горизонтального трубопровода длиной 100 метров из трубы ø108 мм с толщиной стенки 4 мм.

Гидравлический расчет трубопроводов. Схема.

Исходные данные:

1. Расход воды через трубопровод G в т/час вводим

в ячейку D4: 45,000

2. Температуру воды на входе в расчетный участок трубопровода  tвх в °C заносим

в ячейку D5: 95,0

3. Температуру воды на выходе из расчетного участка трубопровода  tвых в °C записываем

в ячейку D6: 70,0

4. Внутренний диаметр трубопровода  d в мм вписываем

в ячейку D7: 100,0

5. Длину трубопровода  L в м записываем

в ячейку D8: 100,000

6. Эквивалентную шероховатость внутренних поверхностей труб  в мм вносим

в ячейку D9:  1,000

Выбранное значение эквивалентной шероховатости соответствует стальным старым заржавевшим трубам, находящимся в эксплуатации много лет.

Эквивалентные шероховатости для других типов и состояний труб приведены на листе «Справка» расчетного файла Excel «gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov.xls», ссылка на скачивание которого дана в конце статьи.

7. Сумму коэффициентов местных сопротивлений  Σ(ξ) вписываем

в ячейку D10:  1,89

Мы рассматриваем пример, в котором местные сопротивления присутствуют в виде стыковых сварных швов (9 труб, 8 стыков).

Для ряда основных типов местных сопротивлений данные и формулы расчета представлены на листах «Расчет коэффициентов» и «Справка» файла Excel «gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov.xls».

Гидравлический расчет трубопроводов в Excel. Теоретическая гидравлика.

Результаты расчетов:

8. Среднюю температуру воды tср в °C вычисляем

в ячейке D12: =(D5+D6)/2 =82,5

tср=(tвх+tвых)/2

9. Кинематический коэффициент вязкости воды n в cм2/с при температуре tср рассчитываем

в ячейке D13: =0,0178/(1+0,0337*D12+0,000221*D12^2) =0,003368

n=0,0178/(1+0,0337*tср+0,000221*tср2)

10. Среднюю плотность воды ρ в т/м3 при температуре tср вычисляем

в ячейке D14: =(-0,003*D12^2-0,1511*D12+1003,1)/1000 =0,970

ρ=(-0,003*tср2-0,1511*tср+1003, 1)/1000

11. Расход воды через трубопровод Gв л/мин пересчитываем

в ячейке D15: =D4/D14/60*1000 =773,024

G=G*1000/(ρ*60)

Этот параметр пересчитан нами в других единицах измерения для облегчения восприятия величины расхода.

12. Скорость воды в трубопроводе v в м/с вычисляем

в ячейке D16: =4*D4/D14/ПИ()/(D7/1000)^2/3600 =1,640

v=4*G/(ρ*π*(d/1000)2*3600)

К ячейке D16 применено условное форматирование. Если значение скорости не попадает в диапазон 0,25…1,5 м/с, то фон ячейки становится красным, а шрифт белым.

Предельные скорости движения воды приведены на листе «Справка» расчетного файла Excel «gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov.xls».

13. Число Рейнольдса Re определяем

в ячейке D17: =D16*D7/D13*10 =487001,4

Re=v*d*10/n

14. Коэффициент гидравлического трения λ рассчитываем

в ячейке D18: =ЕСЛИ(D17<=2320;64/D17;ЕСЛИ(D17<=4000; 0,0000147*D17;0,11* (68/D17+D9/D7)^0,25)) =0,035

λ=64/Re                              при Re≤2320

λ=0,0000147*Re                при 2320≤Re≤4000

λ=0,11*(68/Re+/d)0,25  при Re≥4000

15. Удельные потери давления на трение R в кг/(см2*м) вычисляем

в ячейке D19: =D18*D16^2*D14/2/9,81/D7*100 =0,004645

R=λ*v2*ρ*100/(2*9,81*d)

16. Потери давления на трение dPтр в кг/см2 и Па находим соответственно

в ячейке D20: =D19*D8 =0,464485

dPтр=R*L

и в ячейке D21: =D20*9,81*10000 =45565,9

dPтр=dPтр*9,81*10000

17. Потери давления в местных сопротивлениях dPмс в кг/см2 и Па находим соответственно

в ячейке D22: =D10*D16^2*D14*1000/2/9,81/10000 =0,025150

dPмс=Σ(ξ)*v2*ρ/(2*9,81*10)

и в ячейке D23: =D22*9,81*10000 =2467,2

dPтр=dPмс*9,81*10000

18. Расчетные потери давления в трубопроводе dP в кг/см2 и Па находим соответственно

в ячейке D24: =D20+D22 =0,489634

dP=dPтр+dPмс

и в ячейке D25: =D24*9,81*10000 =48033,1

dP=dP*9,81*10000

19. Характеристику гидравлического сопротивления трубопровода S в Па/(т/ч)2 вычисляем

в ячейке D26: =D25/D4^2 =23,720

S=dP/G2

Гидравлический расчет в Excel трубопровода по формулам теоретической гидравлики выполнен!

Гидравлический расчет трубопроводов в Excel по формулам СНиП 2.04.02-84.

Этот расчет определяет потери на трение в трубопроводах по эмпирическим формулам без учета коэффициентов местных сопротивлений, но с учетом сопротивлений, вносимых стыками.

На длинных трубопроводах, каковыми являются водопроводы и теплотрассы, влияние местных сопротивлений мало по сравнению с шероховатостью стенок труб и перепадами высот, и часто коэффициентами местных сопротивлений можно пренебречь при оценочных расчетах.

Исходные данные:

Этот расчет использует ранее введенные в предыдущем расчете значения внутреннего диаметра трубопровода d и длины трубопровода L, а также рассчитанное значение скорости движения воды v.

1. Выбираем из выпадающего списка, расположенного над ячейками A30…E30 вид трубы:

Неновые стальные и неновые чугунные без внутр. защитного покр. или с битумным защитным покр., v > 1,2м/c

Гидравлический расчет трубопроводов в Excel. СНиП 2.04.02-84.

Результаты расчетов:

По выбранному виду трубы Excel автоматически извлекает из таблицы базы данных значения эмпирических коэффициентов. Таблица базы данных, взятая из СНиП 2.04.02–84, расположена на этом же рабочем листе «РАСЧЕТ».

2. Коэффициент m извлекается

в ячейку D32: =ИНДЕКС(H31:H42;H29) =0,300

3. Коэффициент A0 извлекается

в ячейку D33: =ИНДЕКС(I31:I42;I29) =1,000

4. Коэффициент 1000A1 извлекается

в ячейку D34: =ИНДЕКС(J31:J42;J29) =21,000

5. Коэффициент 1000A1/(2g) извлекается

в ячейку D35: =ИНДЕКС(K31:K42;K29) =1,070

6. Коэффициент С извлекается

в ячейку D36: =ИНДЕКС(L31:L42;L29) =0,000

7. Коэффициент  гидравлического сопротивления i  в м.вод.ст./м рассчитываем

в ячейке D37: =D35/1000*((D33+D36/D16)^D32)/((D7/1000)^(D32+1))*D16^2 =0,057

i=((1000A1/(2g))/1000)*(((A0+C/v)m)/((d/1000)(m+1)))*v2

8. Расчетные потери давления в трубопроводе dP в кг/см2 и Па находим соответственно

в ячейке D38: =D39/9,81/10000 =0,574497

dP=dP/9,81/10000

и в ячейке D39: =D37*9,81*1000*D8 =56358,1

dP=i*9,81*1000*L

Гидравлический расчет трубопровода по формулам Приложения 10 СНиП 2.04.02–84 в Excel завершен!

Итоги.

Полученные значения потерь давления в трубопроводе, рассчитанные по двум методикам отличаются в нашем примере на 15…17%! Рассмотрев другие примеры, вы можете увидеть, что отличие иногда достигает и 50%! При этом значения, полученные по формулам теоретической гидравлики всегда меньше, чем результаты по СНиП 2.04.02–84. Я склонен считать, что точнее первый расчет, а СНиП 2.04.02–84 «подстраховывается». Возможно, я ошибаюсь в выводах. Следует отметить, что гидравлические расчеты трубопроводов тяжело поддаются точному математическому моделированию и базируются в основном на зависимостях, полученных из опытов.

В любом случае, имея два результата, легче принять нужное правильное решение.

При гидравлическом расчете трубопроводов с перепадом высот входа и выхода не забывайте добавлять (или отнимать) к результатам статическое давление. Для воды – перепад высот в 10 метров ≈ 1 кг/см2.

Уважаемые читатели, Ваши мысли, замечания и предложения всегда интересны коллегам и автору. Пишите их внизу, в комментариях к статье!

Ссылка на скачивание файла: gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov (xls 57,5KB).

Важное и, думаю, интересное продолжение темы читайте здесь.

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

ПРИМЕР РАСЧЕТА УЧАСТКА ЛИВНЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАКРЫТОЙ ВОДОСТОЧНОЙ СЕТИ ГОРОДА

Часть 2. Пример расчета.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Уральский федеральный университет

имени первого Президента России Б.Н.Ельцина

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАКРЫТОЙ ВОДОСТОЧНОЙ СЕТИ ГОРОДА

Методические указания к курсовой работе

«Проектирование закрытой водосточной сети города»

Часть 2. Пример расчета.

для бакалавров дневной формы обучения специальности

270105 – Городское строительство и хозяйство

Составители: Л. И. Рябоконь, И. А. Тиганова

Научный редактор – Н. И. Кузнецова

Проектирование закрытой водосточной сети города. Часть 2. Пример расчета: методические указания / сост. Л. И. Рябоконь, И. А. Тиганова. Екатеринбург : УрФУ, 2013. 18 с.

В работе приводится пример расчета участка закрытых водосточных сетей методом расчетных предельных интенсивностей.

Пример предназначен для использования при выполнении студентами курсовой работы, заданий на практических занятиях, лабораторных практикумах и специальных разделов дипломного проекта (работы) по дисциплинам «Комплексное инженерное благоустройство городских территорий», «Инженерная подготовка территорий».

Библиогр.: 3 назв. Табл. 2 . Рис. 1 .

Подготовлено кафедрой «Городское строительство»

© Уральский федеральный университет, 2013

© Рябоконь Л. И., Тиганова И. А.(составление), 2013

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.. 4

ПРИМЕР РАСЧЕТА УЧАСТКА ЛИВНЕВОЙ

Исходные данные. 4

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.. 9

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Целью методических указаний является освоение методики расчета закрытой водосточной сети города при полной раздельной системе канализования. Расчет состоит из гидрогеологической и гидравлической части. Гидрологический расчет объемов поверхностного стока ведется для одного главного водосточного коллектора при наличии нескольких бассейнов стока и определят расчетный объем стока, поступающего в закрытую сеть дождевой канализации. Гидравлический расчет главного коллектора определяет его основные характеристики – пропускную способность, уклоны и диаметры трубопроводов, скорости стока.

ПРИМЕР РАСЧЕТА УЧАСТКА ЛИВНЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ

Выполнить расчет коллектора дождевой канализации методом расчетных предельных интенсивностей [3] при следующих исходных данных:

1) район расположения площадки – город Заратустровск;

2) коллектор проходит по магистральной улице в тальвеге со средней крутизной склона 0,025;

3) внутриквартальные закрытые дождевые сети не предусматриваются;

4) баланс поверхностей бассейнов стока:

— кровли зданий, асфальтобетонные покрытия 45%;

— гравийные садово-парковые дорожки 30%;

— грунтовые поверхности спланированные 13%;

5) длина протекания вод по лотку до первого дождеприемного колодца (длина свободного пробега) – 100 м, скорость течения воды по открытому лотку вычисляется по формуле:

, (1)

где с – коэффициент Шези;

R – гидравлический радиус, м;

i – гидравлический уклон. Принимается равным продольному уклону лотка проезжей части на данном участке с учетом Схемы вертикальной планировки.

Гидравлический радиус находим по формуле:

где λ – смоченный периметр, м;

ω – площадь живого сечения, м 2 .

Коэффициент Шези находим по формуле:

где n – коэффициент шероховатости поверхности (для асфальтобетонного покрытия принимаем n=0,014)

y – показатель, который вычисляется по формуле Павловского

(4)

В данном примере расчета скорость течения воды по лотку проезжей части с учетом уклона 0,010 (см. табл. 1 для участка 0-1) составляет 0,7 м/с.

6) характеристика расчетных участков сводится в таблицу 1, расчетная схема проектируемого участка водостока представлена на рис. 1.

ХАРАКТЕРИСТИКА РАСЧЕТНЫХ УЧАСТКОВ

Участок Площадь бассейна стока, га Длина расчетного участка, м Уклон поверхности Отметки поверхности
Начало Конец
0 – 1 0,010 71,90 70,10
1 — 2 0,008 70,10 67,70
2 – 3 0,010 67,70 64,70
3 – 4 0,011 64,70 61,73

Расчет дождевой канализации базируется на методе предельной интенсивности, суть которого состоит в следующем – расход дождевых вод в коллекторе достигает максимума в том случае, когда продолжительность расчетного дождя равна времени подтекания дождевых вод к данному сечению коллектора. Поэтому для каждого расчетного сечения сначала должна быть определена продолжительность подтекания вод, и соответственно ей рассчитывается удельная интенсивность дождя. Поскольку при этом неизвестны диаметры труб (и соответственно скорости течения воды), расчет носит итерационный характер.

Для г. Заратустровска расчетные характеристики дождя следующие по табл. 4, рис. 1 [1]:

Значение n = 0,71 при Р ≥ 1

В нашем случае для г. Заратустровска:

A = 100 × 20 0,71 × (1 + lg 3 / lg 100) 1,54 = 1159

Определяем средневзвешенное значение коэффициента, характеризующего поверхность бассейна стока zmid: при параметре А = 1159 для водонепроницаемых поверхностей z1 = 0,24 по табл. 10 [1]; для гравийных покрытий z2 = 0,09, для грунтовых z3 = 0,064, для газонов z4 = 0,038 по табл. 9 [1].

При заданном балансе поверхностей:

zmid = 0,24 × 0,45 + 0,09 × 0,30 + 0,064 × 0,13 + 0,038 × 0,12 = 0,148

Расчет времени протекания дождевых вод до расчетного участка соответственно ведется по формуле 5 [1]:

tcon принимаем равным 5 мин согласно п. 2.16 [1]. Продолжительность протекания по уличному лотку tcan определяется по формуле:

Продолжительность протекания дождевых вод по трубам будем определять для каждого расчетного участка по формуле:

Результаты расчета сводятся в таблицу 2, причем по возможности уклоны труб следует стремиться принимать равными уклону местности. Диаметры труб, скорость течения в трубах и пропускная способность трубы определяются по таблицам [2], либо с помощью Имитатора таблиц А. А. Лукиных и Н. А. Лукиных в программе Microsoft Office Exсel, разработанного Л. И. Рябоконь.

Гидравлический расчет ведется при полном наполнении труб, при этом расчетные скорости должны находиться в пределах, оговоренных в п. 2.34, 2.36 [1]: Vmin ≥ 0,7 м/с, Vmax ≤ 7 для неметаллических труб; при этом, при Р = 0,33 года допускается принимать Vmin= 0,6 м/с.

Определим время добегания вод до конца 1-го расчетного участка в первом приближении (примем скорость течения в трубе 0,7 м/с).

Расчетная удельная интенсивность дождя продолжительностью
tr = 12,37 мин определится по формуле:

где β принимается по табл. 11 [1] равной 0,65, с введением согласно примечанию 2 к этой таблице, уменьшающей 10 %-ой поправки, учитывающей малое количество расчетных участков (от 4 до 10). Таким образом, для данной расчетной схемы водостока значение коэффициента β принимается равным 0,585.

q12,37 = A 1,2 / tr 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 12,37 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 419,38 л/с на 1 га

Расчетный бассейн для участка 0-1:

По таблицам [2] при наполнении h / d = 1,0 и уклоне местности 0,010 наиболее близкий результат по расходу соответствует диаметру трубы 700 мм – с пропускной способностью Q = 869 л/с и скоростью
V = 2,26 м/с.

В связи с тем, что уклон трубы на участке 0-1 принят равным уклону поверхности и при этом изменилась скорость движения воды по трубе, необходимо произвести перерасчет времени добегания до расчетного сечения и затем, определения нового значения qr.

tr = 5 + 3 + 0,017 × lp / Vp = 8 + 0,017 × 180 / 2,26 = 9,35 мин

q9,35 = A 1,2 / tr 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 9,35 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 517,61 л/с на 1 га

Расчетный расход с новым временем добегания составляет:

Анализ и сопоставление полученного при времени добегания
9,35 мин расчетного расхода с табличными значениями [2] показывают, что он больше предельной пропускной способности трубы диаметром 700 мм. В связи с этим, требуется увеличить сечение до 800 мм.

По таблицам [2] при сечении 800 мм пропускная способность трубы составляет Q = 1241 л/с, а скорость V = 2,47 м/с.

Время добегания воды до расчетного сечения при V = 2,47 м/с составляет:

q9,24 = A 1,2 / tr 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 9,24 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 522,47 л/с на 1 га

На участке 1-2 предварительно определим скорость течения в трубе по величине уклона поверхности земли и диаметру трубы [3] (диаметр примем для начала равным диаметру предшествующего участка, т.е.
800 мм):

, (10)

где Vp – скорость течения воды в трубе, м/с;

i – уклон поверхности земли на расчетном участке;

d – диаметр трубы, м.

Время добегания воды по трубам до расчетного сечения при
Vр = 2,19 м/с составляет:

Общее время добегания:

q11,57 = A 1,2 / tr 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 11,57 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 441,00 л/с на 1 га

Из таблиц [2] при диаметре 800 мм имеем Q = 1109 л/с и скорость
V = 2,21 м/с. Видно, что пропускная способность при этом диаметре не обеспечивается. Примем диаметр трубы 900 мм.

Из таблиц [2] при диаметре 900 мм имеем Q = 1520 л/с и скорость
V = 2,39 м/с.

Произведем перерасчет времени добегания:

q11,37 = A 1,2 / tr 1,2 n – 0,1 × β = 1159 1,2 / 11,37 1,2 × 0,71 – 0,1 × 0,585 =
= 446,81 л/с на 1 га

Сравнив полученный расчетный расход 1523,62 л/с с пропускной способностью трубы диаметром 900 мм равную 1520 л/с, делаем вывод, что выбранное сечение обеспечивает пропуск расчетного расхода.

Время добегания воды до начала этого участка составляет
11,37 мин. Поскольку протяженность участка 2-3 равна предыдущему, а уклон – незначительно больший, примем время протока по этому участку равным:

Из таблиц [2] при диаметре 1000 мм расход Q = 2244 л/с, скорость
V = 2,86 м/с.

Сечение трубы диаметром 1000 мм обеспечивает пропуск расчетного расхода, т.к. при скорости V = 2,86 м/с и времени добегания 13,15 мин расчетный расход Q составляет 2194,90 л/с.

На участке 3-4 предварительно определим скорость течения в трубе по величине уклона поверхности земли и диаметру трубы (диаметр примем для начала равным диаметру предшествующего участка, т.е.
1000 мм):

Время добегания воды по трубам до расчетного сечения при
V = 2,98 м/с составляет:

t (3-4)r = 13,08 + 0,017 × 270 / 2,98 = 13,08 + 1,54 = 14,62 мин

q14,62 = 369,84 л/с на 1 га и qr(3-4) = 369,84 × 6,41 = 2370,67 л/с

Из таблиц [2] при диаметре 1000 мм расход Q = 2360 л/с, скорость
V = 3,00 м/с, принятое сечение соответствует расчетному расходу.

Таблица 2 ПАРАМЕТРЫ ГЛАВНОГО КОЛЛЕКТОРА ЗАКРЫТОЙ ВОДОСТОЧНОЙ СЕТИ Пропускная способность трубы, л/с (869) (1109) Примечание: в скобках приведены промежуточные результаты.
Диаметр трубы, мм (700) (800)
Расчетный расход,л/с (744,82) (921,35) 929,65 (1503,81) 1523,62 2194,90 2370,67
Скорость, м/с (0,70) (2,26) 2,47 (2,19) 2,39 2,86 2,98
Удельный расход, л/с на 1 га (419,38) (517,61) 522,47 (441,00) 446,81 392,67 369,84
Время добегания, мин (12,37) (9,35) 9,24 (11,57) 11,37 13,50 14,62
Уклон трубы 0,010 0,008 0,010 0,011
Длина участка, м
Расчетная площадь бассейна стока, га Общий 1,78 3,41 5,48 6,41
Частный 1,78 1,63 2,07 0,89
Zmid 0,15 0,15 0,15 0,15
Площадь бассейна стока, га 12,0 11.0 14,0 6,0
Номер участка 0-1 1-2 2-3 3-4

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1998.

2. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н.Павловского. М.: Стройиздат,1987.

3. Федоров Н.Ф., Курганов А.М., Алексеев М.И. Канализационные сети. Примеры расчета. М.: Стройиздат, 1985.

РАСЧЕТ ГОРОДСКИХ ВОДОСТОЧНЫХ СЕТЕЙ

Составители: Рябоконь Леонид Иванович,

Тиганова Ирина Александровна

Редактор И. О. Фамилия

Корректор И. О. Фамилия

Компьютерный набор И. А. Тигановой

Подписано в печать _________. Формат ___________.

Бумага писчая. Плоская печать. Усл. печ. л. ______.

Уч.-изд. л. ______. Тираж ______ экз. Заказ ______

Редакционно-издательский отдел УрФУ

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Дата добавления: 2016-10-07 ;
Количество просмотров: 9344
Нарушение авторских прав

Поиск по сайту:

Лучшие изречения:

Стремитесь не к успеху, а к ценностям, которые он дает © Альберт Эйнштейн
==> читать все изречения. 244 — | 232 —

Источник

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Гидравлический расчет канализационных самотечных трубопроводов excel
  • Гидравлический расчет газопровода низкого давления excel
  • Гидравлический расчет водопровода таблица excel
  • Гидравлический расчет внутридомового газопровода excel
  • Гидравлический расчет внутреннего водопровода excel