Размеры основных конструктивных элементов трубчатых перепадов, а именно – стояков и водобойных колодцев, определяются при их гидравлическом расчете (см. ниже рис.). Исходными данными к расчету являются расход стоков, отметки подводящей и отводящей труб, их наполнения и скорости течения.
В зависимости от величины расхода различают три основных типа движения жидкости в стояках перепадов: безнапорный (расчетный) – степень заполнения сечения стояка K < 1; напорный – полное заполнение стояка жидкостью по всей высоте (K = 1); переходный – K ≤ 1, причем K = 1 только в верхней части стояка.
При расчете сначала определяется диаметр стояка D. Для этого задаются отношением Rвх/D (здесь Rвх – радиус входной воронки) и рассчитывают параметр A по формуле:
.
Затем рассчитывают непосредственно диаметр стояка:
D = (AQ)0,4,
где Q – расчетный расход в подводящем трубопроводе.
После этого рассчитывается средняя скорость на выходе из стояка vср:
,
где T0 – высота перепада с учетом глубины потока и скоростного напора,
φ – коэффициент скорости, который зависит от сопротивления:
,
здесь Σζ – суммарный коэффициент сопротивления (местного и по высоте стояка).
При плавном закруглении на входе Σζ примерно равен:
Σζ = λp/4R,
где λ – коэффициент сопротивления трению по длине стояка, который можно определить, например, исходя из формулы Павловского:
,
здесь n – коэффициент шероховатости, 
,
p – высота трубчатого перепада,
R – средний по высоте гидравлический радиус:
.
Так как λ в конечном счете тоже зависит от средней скорости vср, то коэффициент скорости φ рассчитывают методом последовательного приближения.
Для чугунных стояков диаметр принимается 200…1000 мм, для железобетонных – 1500…2000 мм.
Дальнейший расчет заключается в определении геометрических размеров водобойного колодца в основании перепада, который предназначен для гашения энергии падающей воды.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему