Rurociągi

Rurociągi stanowią ostatnie ogniwo pomiędzy zbiornikiem czy też ujęciem wody a turbinami. Wykonuje się je wyłącznie o przekroju kołowym i oblicza podobnie jak sztolnie ciśnieniowe, opierając decyzję na rachunku gospodarczym (rozdz. 3-6). Hydraulicznie sprawdza się natężenie przepływu (3-32), oblicza straty na długości rurociągu (3-35) oraz dodaje straty lokalne

(3-34)

gdzie: Δh — straty na całej długości rurociągu,

— suma strat lokalnych.

Straty na długości rurociągu można określić ze wzoru Levy'ego

(3-35)

gdzie: Q — przepływ wody w rurociągu, m³/sek,

K — współczynnik charakteryzujący szorstkość przewodu, przy czym:

K = 420 dla rurociągów nitowanych; K = 560 dla spawanych,

r — promień wewnętrzny rurociągu, m,

L — długość rurociągu, m.

Ze względu na straty należałoby przede wszystkim powiększyć średnicę, c jednak znacznie podraża koszty rurociągu. Normalne prędkości wody w run ciągach zawierają się w granicach 3,0÷6,0 m/sek.

Straty lokalne są spowodowane: a) kratami na wlotach (3-3, 3-4); b) wejściem (3-6); c) częściowo opuszczonymi zamknięciami (3-8); d) krzywiznami rurociągu e) rozgałęzieniami; f) zmianą przekroju; g) zaworami w rurociągu; h) stanami nieustalonymi. Straty lokalne oblicza się zawsze według zależności (3-36), jeżeli mamy do czynienia tylko z jedną prędkością wody

(3-36)

gdzie:
— określona lokalna strata spadu, m,

— współczynnik strat związany z rodzajem straty,

v — prędkość w miejscu straty, m/sek,

lub według zależności (3-37), jeśli mamy do czynienia z dwiema prędkościami

(3-37)

gdzie: v₁ — prędkość wody na początku obszaru strat, m/sek,

v₂ — prędkość wody na końcu obszaru strat, m/sek.

Wartości współczynników strat mogą być dobierane według następujących zasad i schematów:

1. na krzywiznach (3-36) (wg rys. 3-33),

2. na rozgałęzieniach (3-36) (wg rys. 3-34),

3. przy zmianie przekroju (3-37) (wg rys. 3-35),

4. na zaworach (3-36) (wg rys. 3-36).

Rys. 3-33. Współczynnik strat ξ w przewodach o przekroju kołowym dla: a) kąta pro­stego zmiany kierunku i określonego stosunku r/D, b) ostrego załamania w zależności od kąta zmiany kierunku — dla przewodów szorstkich l i gładkich 2 [71].

3-34. Współczynnik strat ξ na rozgałęzieniach rurociągów [88].

Straty w miejscach powstawania stanów nieustalonych, najczęściej przej­ściowe l wpływające tylko na rozwiązanie komory uderzeń i warunki regu­lacji turbozespołów, można _pominąć. Omówione są one pokrótce w rozdz. 3.1.5.

Kolektor

Przy kształtowaniu przekroju poprzecznego kolektorów uwzględnia się cechy wytrzymałościowe betonu oraz wymogi hydrauliczne.

• Początkowo kolektory betonowe realizowano przede wszystkim w sieciach ogólnospławnych, charakteryzujących się bardzo dużymi wahaniami przepływu ścieków,

1. najkorzystniejszym rozwiązaniem w takiej sytuacji jest przekrój o kształcie jajowym, zapewniający w okresach niskich przepływów minimalną dla samooczyszczenia kanału prędkość przepływu.

2. kształty : dzwonowy, gruszkowy, jajowy i kołowy są dobrze dostosowane do linii ciśnień, co powoduje, że naprężenia rozciągające w przekrojach tych konstrukcji są zminimalizowane.

Mała wytrzymałość betonu na rozciąganie stwarza ograniczenia w kształtowaniu przekroju poprzecznego oraz trudności realizacyjne związane z konieczną dużą grubością ścianek.

Rozwiązaniem eliminującym te ograniczenia było wprowadzenie do betonu zbrojenia przenoszącego naprężenia rozciągane. Umożliwiło to realizację kolektorów o większych przekrojach oraz kształtach przekroju poprzecznego, w którym występują znaczne naprężenia rozciągające.

Nośność kolektorów żelbetowych można kształtować w dość szerokim zakresie, co umożliwia realizację przewodów nawet o znacznym przekroju poprzecznym i ich układanie na dużych głębokościach.

• Kolektory mogą być też prefabrykowane. Asortyment wyrobów obejmuje:

1. rury kielichowe bez stopki lub ze stopką,

2. rury kielichowe (bez stopki lub ze stopką)z wykształconą kinetą,

3. rury łączone na zakład bez stopki lub ze stopką,

4. rury łączone na styk bez stopki lub ze stopką,

5. rury jajowe łączone na zakład, ze stopką o profilu normalnym i podwyższonym,

6. rury jajowe łączone na styk ze stopką,

7. trójniki,

8. rury z otworem.

Wytwarza się także rury dwuwarstwowe, w których częścią nośną jest rura betonowa lub żelbetowa, a do transportu ścieków służy wewnętrzna, trwale zespolona z rurą zewnętrzną, rura z tworzywa sztucznego lub kamionki.

---