Metody obliczeń hydraulicznych stosowanych za granicą, a takŜe w kraju bazują na wzorze Manninga
oraz Prandtla-Colebrooka.
Wzór Manninga ma postać:
gdzie:
v
- pr
ę
dko
ść
przepływu
ś
cieków, [m/s]
R
- promie
ń
hydrauliczny, [m]
i
- spadek podłu
Ŝ
ny kanału, [
‰
]
M
- liczba Manninga, [m
1/3
]
Promień hydrauliczny R występujący we wzorze oblicza się ze wzoru:
gdzie:
F
S
- powierzchnia przekroju poprzecznego wypełniona
ś
ciekami, [m
²
]
U
- obwód zwil
Ŝ
ony (stykaj
ą
cy si
ę
ze
ś
ciekami), [m]
W przypadku przekroju w pełni wypełnionego ściekami:
gdzie:
d
W
-
ś
rednica wewn
ę
trzna kanału, [m]
Przepływ Q [m
3
/s] liczony jest ze wzoru:
ul. K. Miarki 20
NIP 498-01-42-359
41-940 Piekary
Ś
l.
REGON: 277200684
tel. 032/767 44 12 ÷ 13
S
ą
d Rejonowy w Gliwicach
fax. 032/767 44 14
X Wydział Gospodarczy
www.keramo-steinzeug.pl
Krajowego Rejestru S
ą
dowego
e-mail: keramo@keramo-steinzeug.pl
KRS 0000 22 44 33
KERAMO STEINZEUG N.V. Oddział w Polsce
Konto bankowe: IBAN PL 61 1600 1055 0002 3211 5536 3001
2
1
3
2
i
R
M
v
⋅
⋅
=
4
W
d
R
=
U
F
R
S
=
v
d
Q
w
⋅
=
4
2
π
Obecnie do projektowania sieci kanalizacyjnych coraz częściej stosuje się metodę opartą na wzorze
Prandtla-Colebrooka. Metoda ta została opisana w wersji polskojęzycznej w wytycznych
ATV-DVWK-A110P p.t. „Wytyczne do hydraulicznego wymiarowania i sprawdzania przepustowości
kanałów i przewodów ściekowych”
Wzór Prandtla-Colebrooka ma następującą postać:
gdzie:
λ
- współczynnik liniowych oporów hydraulicznych
Re
- liczba Reynoldsa
k
- hydraulicznie czynna chropowato
ść
(szorstko
ść
) wewn
ę
trznych
ś
cian kanału
zdefiniowana w.w. wzorem okre
ś
lona wył
ą
cznie w oparciu o pomiary hydrauliczne
R
- promie hydrauliczny wg wzoru:
gdzie:
d
W
-
ś
rednica wewn
ę
trzna kanału, [m]
Liczba Reynoldsa jest funkcją temperatury ścieków, średnicy kanału i lepkości ścieków.
gdzie:
v
- pr
ę
dko
ść
przepływu
ś
cieków [m/s]
ν
- współczynnik lepko
ś
ci kinematycznej
ś
cieków [m
²
/s]
ul. K. Miarki 20
NIP 498-01-42-359
41-940 Piekary
Ś
l.
REGON: 277200684
tel. 032/767 44 12 ÷ 13
S
ą
d Rejonowy w Gliwicach
fax. 032/767 44 14
X Wydział Gospodarczy
www.keramo-steinzeug.pl
Krajowego Rejestru S
ą
dowego
e-mail: keramo@keramo-steinzeug.pl
KRS 0000 22 44 33
KERAMO STEINZEUG N.V. Oddział w Polsce
Konto bankowe: IBAN PL 61 1600 1055 0002 3211 5536 3001
⋅
+
⋅
−
=
R
k
4
71
,
3
1
Re
51
,
2
lg
0
,
2
1
λ
λ
4
w
d
R
=
ν
W
vd
=
Re
NatęŜenie przepływu dla przekrojów kołowych liczone jest ze wzoru:
gdzie:
g
- przy
ś
pieszenie ziemskie równe 9,81 m/s
²
J
E
- liniowe opory hydrauliczne [
‰
] rozło
Ŝ
one równomiernie na długo
ś
ci
odcinka kanału (spadek linii energii) okre
ś
lone wzorem:
Współczynnik chropowatości k
b
jest funkcją chropowatości ścian, oporów miejscowych,
promienia hydraulicznego, długości przewodu i liczby Reynoldsa.
W zaleŜności od rozwiązań konstrukcyjnych kanału, studzienek kanalizacyjnych oraz funkcji kanału
zaleca się przyjmować współczynniki chropowatości wg tabeli:
k
b
[mm]
0,25
Przewody ci
ś
nieniowe lub syfony bez strat miejscowych, odcinki kanałów odnowione
za pomoc
ą
technologii typu Relingi bez studzienek kanalizacyjnych
0,50
Kanały tranzytowe bez przykanalików z typowymi studzienkami wbudowanymi w wersji
jak na rys. 1
0,75
Kolektory kanalizacyjne i przewody zbiorcze ze studzienkami typowymi wbudowanymi w wersji
w wersji jak na rys. 1
Kanały tranzytowe ze studzienkami specjalnymi w wersji jak na rys. 2
1,50
Kolektory i przewody zbiorcze, ze studzienkami specjalnymi jak na rys. 2
Wartości średnie chropowatości eksploatacyjnej uwzględniają m.in.:
- chropowatość ścian wewnętrznych rur
- nierówność na złączach rur (przemieszczenia poprzeczne, rozsunięcia podłuŜne)
- opory na przyłączach przykanalików
- opory w studzienkach kanalizacyjnych
- niedokładności ułoŜenia rur w profilu podłuŜnym
ul. K. Miarki 20
NIP 498-01-42-359
41-940 Piekary
Ś
l.
REGON: 277200684
tel. 032/767 44 12 ÷ 13
S
ą
d Rejonowy w Gliwicach
fax. 032/767 44 14
X Wydział Gospodarczy
www.keramo-steinzeug.pl
Krajowego Rejestru S
ą
dowego
e-mail: keramo@keramo-steinzeug.pl
KRS 0000 22 44 33
Konto bankowe: IBAN PL 61 1600 1055 0002 3211 5536 3001
Zastosowanie
KERAMO STEINZEUG N.V. Oddział w Polsce
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
+
⋅
⋅
−
=
E
W
W
E
w
W
W
J
d
g
d
J
d
g
d
d
Q
2
71
,
3
1
2
51
,
2
lg
0
,
2
4
2
ν
π
g
v
R
J
E
2
4
1
2
⋅
⋅
=
λ
Wartość współczynnika chropowatości k
b
dla studzienek typowych rys.1 czyli takich, których półki
znajdują się na wysokości najwyŜszego punktu przekroju odprowadzającego ścieki, oraz dla studzienek
specjalnych rys. 2 tj. takich, których półki nie sięgają wierzchołka przekroju kanału odpływowego
i przy których z tego powodu naleŜy liczyć się z wystąpieniem większych strat hydraulicznych.
Rys. 1
Rys. 2
ul. K. Miarki 20
NIP 498-01-42-359
41-940 Piekary
Ś
l.
REGON: 277200684
tel. 032/767 44 12 ÷ 13
S
ą
d Rejonowy w Gliwicach
fax. 032/767 44 14
X Wydział Gospodarczy
www.keramo-steinzeug.pl
Krajowego Rejestru S
ą
dowego
e-mail: keramo@keramo-steinzeug.pl
KRS 0000 22 44 33
KERAMO STEINZEUG N.V. Oddział w Polsce
Konto bankowe: IBAN PL 61 1600 1055 0002 3211 5536 3001
Średnica studzienki
ścieki
hc
d
Średnica studzienki
ścieki
d