Politechnika Wrocławska

Wydział Inżynierii Środowiska

Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska

Zespół Dydaktyczny Zaopatrzenia w Wodę

i Usuwania Ścieków

Kanalizacja 2

ćwiczenie projektowe

Projekt koncepcyjny systemu kanalizacji ciśnieniowej,
bytowo-gospodarczej dla jednostki osadniczej

Wstęp

1.1. Przedmiot opracowania

Przedmiotem opracowania jest ćwiczenie projektowe z Kanalizacji. Niniejsza praca jest próbą zrealizowania projektu koncepcyjnego systemu kanalizacji ciśnieniowej, bytowo-gospodarczej dla jednostki osadniczej.

1.2. Zakres opracowania

Opracowanie to zawiera, zgodnie z wydanym tematem przez Prowadzącego, część opisowo-obliczeniową, w której ujęto:

• schematy obliczeniowe sieci kanalizacyjnej,

• obliczenia hydrauliczne sieci kanalizacyjnej,

• opis techniczny.

Ponadto wykonano część rysunkową, na którą składa się plan sytuacyjno-wysokościowy sieci kanalizacyjnej oraz profil podłużny głównego kolektora z liniami ciśnień.

1.3. Podstawa opracowania

Punktem wyjścia do sporządzenia tego opracowania jest wydany temat od …, w semestrze letnim roku akademickiego 2011/2012. Temat zawiera podstawowe dane, które zestawiono w dalszej części ćwiczenia projektowego.

1.4. Wykorzystane materiały

[1] Wytyczna ATV-A 116P – Specjalne systemy kanalizacji, Kanalizacja podciśnieniowa, Kanalizacja ciśnieniowa, Niemiecki zbiór reguł ATV, Ścieki - Odpady

[2] Notatki własne z wykładu z Kanalizacja oraz z ćwiczenia projektowego

1.5. Dane wyjściowe do projektu

Podstawowe parametry niezbędna do sporządzenia projektu koncepcyjnego systemu kanalizacji ciśnieniowej to:

• liczba mieszkańców: Mk=1050

• minimalna prędkość przepływu ścieków: $\mathrm{v}_{\mathrm{\min}}\mathrm{=}\mathrm{0,60}\mathrm{\ }\left\lbrack \frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$

• jednostkowy odpływ ścieków: $q = \mathrm{0,005}\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\left( \mathrm{Mk \bullet s} \right)} \right\rbrack$

• minimalny miarodajny strumień ścieków: $\mathrm{Q}_{\mathrm{\text{m\ min}}}\mathrm{=}\mathrm{4,00}\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$

Tabela 1. Charakterystyka zalecanych rur PE80 SDR11 PN10.

Średnica nominalna (zewnętrzna)	Średnica wewnętrzna
110	90,0
125	102,2
140	114,6
160	130,8
180	147,2
200	163,6
225	184,0
250	204,6
280	229,2
315	257,8

• charakterystykę terenu pod inwestycję przedstawia poniższa tabela:

Tabela 2. Charakterystyka terenu po inwestycję.

Odcinek rurociągu [-]	Rzędne terenu [m n.p.m.]	Długość rurociągu [m]	Ilość mieszkańców [%]	Ilość mieszkańców [Mk]
SP	254,75
22,50	0	0
1	254,82
222,5	12	126
2	255,40
305,0	15	157
3	255,74
2	255,40
	230,0	19	199
4	255,86
2	255,40
320,0	15	157
5	255,93
3	255,74
230,0	5	52
4	255,86
3	255,74
330,0	7	74
6	256,27
4	255,86
210,0	11	116
6	256,27
5	255,93
320,0	9	95
6	256,27
6	256,27
210,0	7	74
7	256,67
65,0	0	0
OŚ	256,71
	RAZEM	2465,0	100	1050

Analiza możliwości trasowania przewodów rurowych

Warianty sieci

Na podstawie, wydanego wraz z tematem, planu sytuacyjno-wysokościowego przyjęto wstępnie możliwe logiczne układy kolektora. Dzięki sterowaniu zasuwami będzie możliwe dla każdego z wariantu przewidzieć parę logicznych podwariantów wszystkich rurociągów. Ma to na celu określenie średnic występujących na danym odcinku w całej sieci.

Ilustracja 1. Możliwe rozwiązania posadowienia rur kolektora.

Podwarianty sieci

Dla każdego podwariantu zastosowano następujące wzory:

Q = q•Mk_m $\mathrm{\text{Mk}}_{\mathrm{m}} = \frac{\mathrm{\text{Mk}}_{\mathrm{p}} + \mathrm{\text{Mk}}_{k}}{2}$ Q_s=1, 5 • Q

gdzie:

Q – strumień objętościowy przepływających ścieków, $\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$,

q – jednostkowy odpływ ścieków, $\mathrm{q = 0,005}\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\left( \mathrm{Mk \bullet s} \right)} \right\rbrack$,

Mk_m - miarodajna liczba mieszkańców, obliczana z wzoru,

Mk_p - liczba mieszkańców na początku odcinka rurociągu obliczeniowego,-,

Mk_k - liczba mieszkańców na końcu odcinka rurociągu obliczeniowego,-,

Q_s - szczytowy strumień objętościowy przepływających ścieków, $\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$.

Wyznaczony szczytowy strumień objętościowy należy porównuje z minimalnym miarodajnym strumieniem objętościowym, którego wartość przyjęto $\mathrm{Q}_{\mathrm{\text{m\ min}}}\mathrm{= 4,00}\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$. Wybiera się większą wartość, która służy do wyliczenia teoretycznej średnicy z wzoru, którą ostatecznie wybiera się z dostępnych handlowych:

$$\mathrm{d}_{\mathrm{\text{th}}}\mathrm{=}\sqrt{\frac{\mathrm{4 \bullet}\mathrm{Q}_{\mathrm{m}}}{\mathrm{\pi}\mathrm{\bullet}\mathrm{v}_{\mathrm{\min}}}}$$

gdzie:

d_th - teoretyczna średnica wewnętrzna rurociągu, [mm],

v_min - minimalna prędkość przepływu ścieków, $\mathrm{v}_{\mathrm{\min}}\mathrm{= 0,60\ }\left\lbrack \frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$.

Wszystkie możliwe, logiczne warianty zawarto na kolejnych stronach opracowania.

Ilustracja 2. Schemat podwariantu 1a.

Tabela 3. Dobór rur dla podwariantu 1a.

Odcinek [-]	Mkp [-]	Mkk [-]	Mkm [-]	Q $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	QS $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	Qm $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	dth [mm]	d [mm]
1-2	0	126	63	0,32	0,47	4,00	92,13	90,0
2-3	126	283	205	1,02	1,53	4,00	92,13	90,0
3-6	283	357	320	1,60	2,40	4,00	92,13	90,0
6-7	976	1050	1013	5,07	7,60	7,60	126,97	114,6
7-OŚ	1050	1050	1050	5,25	7,88	7,88	129,27	114,6

Ilustracja 3. Schemat podwariantu 2a.

Tabela 4. Dobór rur dla podwariantu 2a.

Odcinek [-]	Mkp [-]	Mkk [-]	Mkm [-]	Q $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	QS $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	Qm $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	dth [mm]	d [mm]
1-2	0	126	63	0,32	0,47	4,00	92,13	90,0
2-4	126	325	226	1,13	1,69	4,00	92,13	90,0
4-6	377	493	435	2,18	3,26	4,00	92,13	90,0
6-7	976	1050	1013	5,07	7,60	7,60	126,97	114,6
7-OŚ	1050	1050	1050	5,25	7,88	7,88	129,27	114,6

Ilustracja 4. Schemat podwariantu 2b.

Tabela 5. Dobór rur dla podwariantu 2b.

Odcinek [-]	Mkp [-]	Mkk [-]	Mkm [-]	Q $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	QS $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	Qm $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	dth [mm]	d [mm]
1-2	0	126	63	0,32	0,47	4,00	92,13	90,0
2-4	126	325	226	1,13	1,69	4,00	92,13	90,0
4-6	534	650	592	2,96	4,44	4,44	97,07	90,0
6-7	976	1050	1013	5,07	7,60	7,60	126,97	114,6
7-OŚ	1050	1050	1050	5,25	7,88	7,88	129,27	114,6

Ilustracja 5. Schemat podwariantu 3a.

Tabela 6. Dobór rur dla podwariantu 3a.

Odcinek [-]	Mkp [-]	Mkk [-]	Mkm [-]	Q $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	QS $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	Qm $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	dth [mm]	d [mm]
1-2	0	126	63	0,32	0,47	4,00	92,13	90,0
2-5	126	283	205	1,02	1,53	4,00	92,13	90,0
5-6	283	378	331	1,65	2,48	4,00	92,13	90,0
6-7	976	1050	1013	5,07	7,60	7,60	126,97	114,6
7-OŚ	1050	1050	1050	5,25	7,88	7,88	129,27	114,6

Ilustracja 6. Schemat podwariantu 3b.

Tabela 7. Dobór rur dla wariantu 3b.

Odcinek [-]	Mkp [-]	Mkk [-]	Mkm [-]	Q $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	QS $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	Qm $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	dth [mm]	d [mm]
1-2	0	126	63	0,32	0,47	4,00	92,13	90,0
2-5	126	283	205	1,02	1,53	4,00	92,13	90,0
5-6	283	378	331	1,65	2,48	4,00	92,13	90,0
6-7	976	1050	1013	5,07	7,60	7,60	126,97	114,6
7-OŚ	1050	1050	1050	5,25	7,88	7,88	129,27	114,6

Ilustracja 7. Schemat podwariantu 4a.

Tabela 8. Dobór rur dla wariantu 4a.

Odcinek [-]	Mkp [-]	Mkk [-]	Mkm [-]	Q $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	QS $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	Qm $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	dth [mm]	d [mm]
1-2	0	126	63	0,32	0,47	4,00	92,13	90,0
2-3	126	283	205	1,02	1,53	4,00	92,13	90,0
3-4	283	335	309	1,55	2,32	4,00	92,13	90,0
4-6	534	650	592	2,96	4,44	4,44	97,07	90,0
6-7	976	1050	1013	5,07	7,60	7,60	126,97	114,6
7-OŚ	1050	1050	1050	5,25	7,88	7,88	129,27	114,6

Tabela 9. Zestawienie doboru rur.

Odcinek	Podwarianty	dmax [mm]
	1a	2a
1-2	90,0	90,0
2-3	90,0	-
3-4	-	-
2-4	-	90,0
2-5	-	-
3-6	90,0	-
4-6	-	90,0
5-6	-	-
6-7	114,6	114,6
7-OŚ	114,6	114,6

Straty hydrauliczne na sieci

Obliczanie strat hydraulicznych

W toku obliczeń strat hydraulicznych na poszczególnych odcinkach kolektora we wszystkich możliwych podwariantach wykorzystano wzory:

$\mathrm{v =}\frac{\mathrm{4 \bullet}\mathrm{Q}_{\mathrm{s}}}{\mathrm{\pi \bullet}\mathrm{d}_{\mathrm{\max}}^{\mathrm{2}}}$, m/s $\mathrm{h}_{\mathrm{l}}\mathrm{= \lambda \bullet}\frac{\mathrm{L \bullet}\mathrm{v}^{\mathrm{2}}}{\mathrm{d}_{\mathrm{\max}}\mathrm{\bullet 2 \bullet g}}$, m $\frac{\mathrm{1}}{\sqrt{\mathrm{\lambda}}}\mathrm{= - 2 \bullet}\log{\mathrm{(}\frac{\mathrm{2,51}}{\mathrm{Re \bullet}\sqrt{\mathrm{\lambda}}}\mathrm{+}\frac{\mathrm{k}}{\mathrm{3,71 \bullet}\mathrm{d}_{\mathrm{\max}}}\mathrm{)}}$ $\mathrm{Re =}\frac{\mathrm{v \bullet}\mathrm{d}_{\mathrm{\max}}}{\mathrm{\upsilon}}$

gdzie:

v - prędkość przepływu ścieków, m/s,

Q_s - szczytowy strumień objętościowy przepływających ścieków, $\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}}$,

d_max - maksymalna średnica dla danego odcinka obliczona z analizy podwariantów, m,

h_l - wysokość liniowych oporów hydraulicznych, m,

L - długość odcinka, m,

g - przyspieszenie ziemskie, $\mathrm{g = 9,81}\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}^{\mathrm{2}}}$,

λ - współczynnik oporów liniowych, -,

k – współczynnik chropowatości rury, k=0,40mm,

Re – liczba Reynoldsa, -,

υ - współczynnik kinematyczny lepkości, $\mathrm{\upsilon = 1,31 \bullet}\mathrm{10}^{\mathrm{- 6}}\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{2}}}{\mathrm{s}}$,

h_l - suma strat liniowych licząc od oczyszczalni ścieków do początku odcinka obliczeniowego, m,

h_g – różnica geometryczna między początkiem odcinka obliczeniowego a oczyszczalnią ścieków, m,

H_m – suma strat z kolumny h_l i h_g, m.

Ilustracja 8. Schemat podwariantu 1a.

Tabela 10. Podwariant 1a – obliczenia strat hydraulicznych.

Odcinek [-]	dmax [mm]	QS $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	v [m/s]	Re [-]	L [m]	λ [-]	hl [m]	hl [m]	hg [m]	Hm [m]
1-2	90,0	0,47	0,07	5075,68	222,50	0,04192	0,03	2,94	1,96	4,90
2-3	90,0	1,53	0,24	16522,96	305,00	0,03441	0,34	2,92	1,31	4,23
3-6	90,0	2,40	0,38	25918,36	230,00	0,03279	0,61	2,57	0,97	3,54
6-7	114,6	7,60	0,74	64456,66	210,00	0,02908	1,47	1,96	0,44	2,40
7-OŚ	114,6	7,88	0,76	66831,38	65,00	0,02902	0,49	0,49	0,04	0,53

Ilustracja 9. Schemat podwariantu 2a.

Tabela 11. Podwariant 2a – obliczenia strat hydraulicznych.

Odcinek [-]	dmax [mm]	QS $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	v [m/s]	Re [-]	L [m]	λ [-]	hl [m]	hl [m]	hg [m]	Hm [m]
1-2	90,0	0,47	0,07	5075,68	222,50	0,04192	0,03	3,30	1,96	5,26
2-4	90,0	1,69	0,27	18250,85	230,00	0,03401	0,31	3,27	1,31	4,58
4-6	90,0	3,26	0,51	35205,78	210,00	0,03196	1,00	2,96	0,85	3,81
6-7	114,6	7,60	0,74	64456,66	210,00	0,02908	1,47	1,96	0,44	2,40
7-OŚ	114,6	7,88	0,76	66831,38	65,00	0,02902	0,49	0,49	0,04	0,53

Ilustracja 10. Schemat podwariantu 2b.

Tabela 12. Podwariant 2b – obliczenia strat hydraulicznych.

Odcinek [-]	dmax [mm]	QS $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	v [m/s]	Re [-]	L [m]	λ [-]	hl [m]	hl [m]	hg [m]	Hm [m]
1-2	90,0	0,47	0,07	5075,68	222,50	0,04192	0,03	4,12	1,96	6,08
2-4	90,0	1,69	0,27	18250,85	230,00	0,03401	0,31	4,09	1,31	5,40
4-6	90,0	4,44	0,70	47948,97	210,00	0,03131	1,81	3,78	0,85	4,63
6-7	114,6	7,60	0,74	64456,66	210,00	0,02908	1,47	1,96	0,44	2,40
7-OŚ	114,6	7,88	0,76	66831,38	65,00	0,02902	0,49	0,49	0,04	0,53

Ilustracja 11. Schemat podwariantu 3a.

Tabela 13. Podwariant 3a – obliczenia strat hydraulicznych.

Odcinek [-]	dmax [mm]	QS $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	v [m/s]	Re [-]	L [m]	λ [-]	hl [m]	hl [m]	hg [m]	Hm [m]
1-2	90,0	0,47	0,07	5075,68	222,50	0,04192	0,03	3,25	1,96	5,21
2-5	90,0	1,53	0,24	16522,96	320,00	0,03441	0,36	3,22	1,31	4,53
5-6	90,0	2,48	0,39	26782,31	320,00	0,03269	0,90	2,86	0,78	3,64
6-7	114,6	7,60	0,74	64456,66	210,00	0,02908	1,47	1,96	0,44	2,40
7-OŚ	114,6	7,88	0,76	66831,38	65,00	0,02902	0,49	0,49	0,04	0,53

Ilustracja 12. Schemat podwariantu 3b.

Tabela 14. Podwariant 3b – obliczenia strat hydraulicznych.

Odcinek [-]	dmax [mm]	QS $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	v [m/s]	Re [-]	L [m]	λ [-]	hl [m]	hl [m]	hg [m]	Hm [m]
1-2	90,0	0,47	0,07	5075,68	222,50	0,04192	0,03	3,25	1,96	5,21
2-5	90,0	1,53	0,24	16522,96	320,00	0,03441	0,36	3,22	1,31	4,53
5-6	90,0	2,48	0,39	26782,31	320,00	0,03269	0,90	2,86	0,78	3,64
6-7	114,6	7,60	0,74	64456,66	210,00	0,02908	1,47	1,96	0,44	2,40
7-OŚ	114,6	7,88	0,76	66831,38	65,00	0,02902	0,49	0,49	0,04	0,53

Ilustracja 13. Schemat podwariantu 4a.

Tabela 15. Podwariant 4a – obliczenia strat hydraulicznych.

Odcinek [-]	dmax [mm]	QS $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	v [m/s]	Re [-]	L [m]	λ [-]	hl [m]	hl [m]	hg [m]	Hm [m]
1-2	90,0	0,47	0,07	5075,68	222,50	0,04192	0,03	4,72	1,96	6,68
2-3	90,0	1,53	0,24	16522,96	305,00	0,03441	0,34	4,69	1,31	6,00
3-4	90,0	2,32	0,36	25054,42	230,00	0,03289	0,57	4,35	0,97	5,32
4-6	90,0	4,44	0,70	47948,97	210,00	0,03131	1,81	3,78	0,85	4,63
6-7	114,6	7,60	0,74	64456,66	210,00	0,02908	1,47	1,96	0,44	2,40
7-OŚ	114,6	7,88	0,76	66831,38	65,00	0,02902	0,49	0,49	0,04	0,53

Straty hydrauliczne podczas płukania sieci

Do obliczeń strat hydraulicznych podczas płukania przyjęto:

• średnica wewnętrzna: d=90,00mm

• prędkość: v=0,70m/s (min. wartość prędkości samooczyszczania)

Przyjęto wzór do obliczeń:

$$\mathrm{Q =}\frac{\mathrm{\pi \bullet}\mathrm{d}^{\mathrm{2}}\mathrm{\bullet v}}{\mathrm{4}}$$

Dla przyjętych wartości:

$$\mathrm{Q =}\frac{\mathrm{\pi \bullet}\mathrm{(0,001 \bullet 90)}^{\mathrm{2}}\mathrm{\bullet 0,70}}{\mathrm{4}}\mathrm{= 0,004453}\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}}\mathrm{= 4,45}\frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}}$$

Obliczenia podczas płukania pokazano w poniższych tabelach.

Tabela 16. Wariant 1 – obliczenia strat hydraulicznych podczas płukania sieci.

Odcinek [-]	Qm $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	d [mm]	v [m/s]	Re [-]	L [m]	λ [-]	hl [m]	hl [m]	hg [m]	Hm [m]
1-2	4,45	90,0	0,70	48056,96	222,50	0,03131	1,93	7,26	1,96	9,22
2-3	4,45	90,0	0,70	48056,96	305,00	0,03131	2,65	5,33	1,31	6,64
3-6	4,45	90,0	0,70	48056,96	230,00	0,03131	2,00	2,68	0,97	3,65
6-7	4,45	114,6	0,43	37741,07	210,00	0,03018	0,52	0,69	0,44	1,13
7-OŚ	4,45	114,6	0,43	37741,07	65,00	0,03018	0,16	0,16	0,04	0,20

Tabela 17. Wariant 2 – obliczenia strat hydraulicznych podczas płukania sieci.

Odcinek [-]	Qm $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	d [mm]	v [m/s]	Re [-]	L [m]	λ [-]	hl [m]	hl [m]	hg [m]	Hm [m]
1-2	4,45	90,0	0,70	48056,96	222,50	0,03131	1,93	6,43	1,96	8,39
2-4	4,45	90,0	0,70	48056,96	230,00	0,03131	2,00	4,50	1,31	5,81
4-6	4,45	90,0	0,70	48056,96	210,00	0,03131	1,82	2,51	0,85	3,36
6-7	4,45	114,6	0,43	37741,07	210,00	0,03018	0,52	0,69	0,44	1,13
7-OŚ	4,45	114,6	0,43	37741,07	65,00	0,03018	0,16	0,16	0,04	0,20

Tabela 18. Wariant 3 – obliczenia strat hydraulicznych podczas płukania sieci.

Odcinek [-]	Qm $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	d [mm]	v [m/s]	Re [-]	L [m]	λ [-]	hl [m]	hl [m]	hg [m]	Hm [m]
1-2	4,45	90,0	0,70	48056,96	222,50	0,03131	1,93	8,17	1,96	10,13
2-5	4,45	90,0	0,70	48056,96	320,00	0,03131	2,78	6,24	1,31	7,55
5-6	4,45	90,0	0,70	48056,96	320,00	0,03131	2,78	3,46	0,78	4,24
6-7	4,45	114,6	0,43	37741,07	210,00	0,03018	0,52	0,69	0,44	1,13
7-OŚ	4,45	114,6	0,43	37741,07	65,00	0,03018	0,16	0,16	0,04	0,20

Tabela 19. Wariant 4 – obliczenia strat hydraulicznych podczas płukania sieci.

Odcinek [-]	Qm $$\left\lbrack \frac{\mathrm{\text{dm}}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{s}} \right\rbrack$$	d [mm]	v [m/s]	Re [-]	L [m]	λ [-]	hl [m]	hl [m]	hg [m]	Hm [m]
1-2	4,45	90,0	0,70	48056,96	222,50	0,03131	1,93	9,08	1,96	11,04
2-3	4,45	90,0	0,70	48056,96	305,00	0,03131	2,65	7,15	1,31	8,46
3-4	4,45	90,0	0,70	48056,96	230,00	0,03131	2,00	4,50	0,97	5,47
4-6	4,45	90,0	0,70	48056,96	210,00	0,03131	1,82	2,51	0,85	3,36
6-7	4,45	114,6	0,43	37741,07	210,00	0,03018	0,52	0,69	0,44	1,13
7-OŚ	4,45	114,6	0,43	37741,07	65,00	0,03018	0,16	0,16	0,04	0,20

Dobór urządzenia w PSP

Dobór urządzenia dla pneumatycznej stacji płuczącej (PSP) oparty jest na obliczeniu objętości zbiornika sprężonego powietrza z zależności:

$\mathrm{V}_{\mathrm{K}}\mathrm{=}\mathrm{V}_{\mathrm{R}}\mathrm{\bullet}\frac{\mathrm{p}_{\mathrm{pl}}\mathrm{+}\mathrm{p}_{\mathrm{b}}}{\mathrm{p}_{\mathrm{K}}\mathrm{+}\mathrm{p}_{\mathrm{b}}}$ oraz $\mathrm{V}_{\mathrm{R}}\mathrm{=}\sum_{}^{}{\mathrm{\pi \bullet}\frac{\mathrm{d}^{\mathrm{2}}\mathrm{\bullet L}}{\mathrm{4}}}$

gdzie:

V_K - objętość zbiornika sprężonego powietrza w pneumatycznej stacji płuczącej, m³,

V_R - objętość rurociągów w najniekorzystniejszym wariancie, m³,

d - przyjęta średnica wewnętrzna danego odcinka, m,

L - długość odcinka kolektora, m,

p_pl - ciśnienie płukania, p_pl = 1, 2bar,

p_b - ciśnienie barometryczne, p_b = 1, 0bar,

p_K - ciśnienie w zbiorniku, p_K = 10, 0bar.

Dobór objętości zbiornika przeprowadzono dla wariantu najbardziej niekorzystnego.

$$\mathrm{V}_{\mathrm{R}}\mathrm{=}\sum_{}^{}{\mathrm{\pi}\mathrm{\bullet}\frac{\mathrm{d}^{\mathrm{2}}\mathrm{\bullet L}}{\mathrm{4}}} = V_{1 - 2} + V_{2 - 3} + V_{3 - 4} + V_{4 - 6} + V_{6 - 7} + V_{7 - OS}$$

$$\mathrm{V}_{\mathrm{R}}\mathrm{=}\frac{\pi}{4} \bullet \left\lbrack \left( 90 \bullet 0,001 \right)^{2} \bullet \left( 222,50 + 305,00 + 230,00 + 210,0 \right) + \left( 114,60 \bullet 0,001 \right)^{2} \bullet \left( 210,00 + 65,00 \right) \right\rbrack$$

$$\mathrm{V}_{\mathrm{R}}\mathrm{=}\frac{\pi}{4} \bullet \left\lbrack \left( 90 \bullet 0,001 \right)^{2} \bullet 967,50 + \left( 114,60 \bullet 0,001 \right)^{2} \bullet 275,00 \right\rbrack = 8,99\ \mathrm{m}^{\mathrm{3}}$$

$$\mathrm{V}_{\mathrm{K}}\mathrm{=}\mathrm{8,99}\mathrm{\bullet}\frac{\mathrm{1,2}\mathrm{+ 1,0}}{\mathrm{10,0 + 1,0}}\mathrm{=}\mathrm{1,80}\mathrm{\ }\mathrm{m}^{\mathrm{3}}$$

Przyjęto objętość zbiornika sprężonego powietrza równą 1, 80 m³.

Opis techniczny

Opis sieci

Zgodnie z wytycznymi zawartymi w normie ATV – A 116P, przyjętą liczbą mieszkańców
i procentowym rozkładem ich, jak również topografią terenu obliczono następujące dane charakteryzujące sieć, tj. dobór średnicy i długości przewodów oraz rozkład ludności.

Tabela 20. Charakterystyka sieci.

Odcinek	Mk [-]	DN [-]	L [m]
1-2	126	110	222,5
2-3	157	110	305,0
3-4	52	110	230,0
2-4	199	110	230,0
2-5	157	110	320,0
3-6	74	110	330,0
4-6	116	110	210,0
5-6	95	110	320,0
6-7	74	140	210,0
7-OŚ	0	140	65,0

Dla najniekorzystniejszego wariantu 4-ego wraz z swoim podwariantem 4a wykonano rysunek drugi,
z zaznaczonymi charakterystycznymi danymi dla poszczególnych węzłów kolektora. Przyjęto jednakowe zagłębienie rur kolektora wynoszące 1,20 m.

Opis urządzenia w PSP

Do obliczenia pojemności zbiornika sprężonego powietrza obliczono objętość rurociągów kolektora, która wynosi 8,89 m³ na długości 1242,5 m. Przyjęto ciśnienie płukania w wysokości 1,2 bary, ciśnienie barometryczne w wysokości 1 bara oraz ciśnienie w zbiorniku rzędu 10 barów.

Objętość zbiornika sprężonego powietrza w pneumatycznej stacji płuczącej (PSP) wynosi 1,80 m³.