Поделись с друзьями

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:

i571.

Затем рассчитывают непосредственно диаметр стояка:

D = (AQ)0,4,

где Q – расчетный расход в подводящем трубопроводе.

Схема к расчету трубчатого перепада

После этого рассчитывается средняя скорость на выходе из стояка vср:

i573,

где T0 – высота перепада с учетом глубины потока и скоростного напора,
φ – коэффициент скорости, который зависит от сопротивления:

i574,

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:

i575,

здесь n – коэффициент шероховатости, i577,
p – высота трубчатого перепада,
R – средний по высоте гидравлический радиус:

i576.

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.