P3040736

i — spadek zwierciadła ścieków, równy spadkowi dna kanału przy przepływie o swobodnym zwierciadle, łub spadek linii ciśnień przy pracy kanału pod ciśnieniem, c - współczynniki [m^1,2/s];

wzór Manninga

V=- Rh²'³-i¹¹²    (5.4)

n

gdzie n współczynnik szorstkości.

5.3. Obliczanie hydrauliczne pojedynczego kanahi

Obliczenia hydrauliczne kanałów można przeprowadzić jednym z następujących sposobów:

■    bezpośrednie rachunkowe rozwiązanie równań (metoda analityczna),

■    korzystanie z nomogramów i krzywych sprawności przekroju.

W praktyce spotykamy się z dwoma przypadkami obliczeń hydraulicznych.

Projektowanie sieci. Znane jest natężenie przepływu Q (dm³/s) w kanale oraz spadek dna kanału i (%o). Należy wyznaczyć kształt i wymiary kanału całkowicie lub częściowo napełnionego oraz określić napełnienie h (cm) i prędkość przepływu v (m/s).

Kontrola pracy istniejącej sieci. Znany jest kształt i wymiary kanału oraz jego spadek i (%<,). Należy określić natężenie przepływu Q (dm³/s) i prędkość przepływu v (m/s) przy zaobserwowanym w kanale napełnieniu h (cm).

53.1. Metoda analityczna

Metoda analityczna hydraulicznego obliczania kanałów polega na wyznaczeniu podstawowych wielkości charakteryzujących kanał (kształt, wymiary) oraz panujących w nim warunków przepływu (napełnienie, prędkość przepływu) na podstawie przyjętych do obliczeń wzorów i zależności (5.2), (5.4).

Rachunkowy sposób obliczeń hydraulicznych kanałów jest żmudny i czasochłonny ze względu na potrzebę wyznaczania wielkości promienia hydraulicznego w funkcji napełnienia oraz konieczność stosowania metody kolejnych przybliżeń w celu określenia warunków przepływu

Przykład 1

Natężenie przepływu ścieków Q =» 80 dm^J/s, spadek dna kanału kołowego i = 4%ł Korzystając ze wzoru Manninga wyznaczyć najmniejszą z szeregu znormalizowanych średnicę kanału, określić napełnienie rzeczywiste oraz prędkość przepływu.

Rozwiązanie

Dla przekroju kołowego całkowicie napełnionego określamy za pomocą wzoru Manninga — wzór (S.4) i (S.2) — średnicę d kanału:

4

1

przyjęto d = 0,40 m.

Dla średnicy d — 0,40 m, przy spadku i = 4%», przekrój będzie napełniony tylko częściowo. Wysokość napełnienia h (cm) określana jest analitycznie metodą kolejnych przybliżeń (rys. S.2).

Promień hydrauliczny:

Rh = ?jj Cm].

21