При строительстве канализационных сетей сечение труб может иметь круглую, шатровую, лотковую, овопдальную и другою форму. Движение жидкости в канализационной сети носит безнапорный характер, так как происходит с частичным наполнением сечения труб. Поэтому гидравлический расчет канализационной сети производят по тем же формулам, что и расчет каналов. Однако этот расчет затрудняется сложностью определения гидравлических элементов щ, ч и R. Для упрощения расчета канализационной сети обычно используют вспомогательные коэффициенты А и В.
Коэффициент А представляет собой отношение расхода при частичном наполнении трубы к расходу при полном ее наполнении:
(173).
Коэффициент В представляет собой отношение средней скорости при частичном наполнении трубы к скорости при полном ее наполнении:
Установлено, что коэффициенты А и В для труб разных форм зависят только от относительного их наполнения водой.
Таким образом, скорость и расход при частичном наполнении каналов канализационной сети можно определять по формулам:
. (175).
(176).
где W и К — скоростная и расходная характеристики для всего сечения канала (при полном наполнении).
На рис. 45 представлена зависимость коэффициентов А и В от относительного наполнения канала круглого сечения (трубы). Из графика видно, что наибольшие значения коэффициентов А и В, а следовательно, наибольшая скорость хтах и наибольший расход Qmax в трубе круглого сечения соответствуют неполным наполнениям. Объясняется это тем, что при наполнении верхней части канала круглого сечения смоченный периметр ч растет быстрее, чем площадь щ, и поэтому гидравлический радиус R начинает уменьшаться; при этом уменьшается и скорость х. Эта особенность свойственна всем формам сечения каналов, имеющих перекрытие.
Рис. 45 Зависимость коэффициентов А и В от относительного наполнения трубы (график «рыбка»)
Теоретическим путем доказано, что в трубе круглого сечения наибольшая скорость соответствует выполнению h/d = 0,81, а наибольший расход — наполнению h/d = 0,95.
Исследованиями, выполненными в последние годы, установлено, что движение жидкости в канализационных сетях может происходить не только при режиме, соответствующем квадратичной области сопротивления, но и при режиме, соответствующем переходной области, в которой коэффициент С зависит от гидравлического радиуса, шероховатости и числа Рейнольдса. Вследствие этого для гидравлического расчета канализационной сети применяют обобщенные формулы типа формулы (160).
При расчетах канализационных сетей следует пользоваться указаниями, приведенными в разделе III.
