Рекомендации по гидравлическим расчетам для безнапорных трубопроводов из полиэтилена Корсис и Магнум

1. Область применения и основные характеристики

Гофрированные трубы из полиэтилена торговых марок "Корсис" и "Магнум" предназначены для систем безнапорной канализации и водоотведения. Расчетные таблицы, формулы приведены со стандартов технических организаций (СТО), подготовленных "Полипластик" и "Итальянна Корругати С.п.а.".

Для целей гидравлических расчетов используются следующие характеристики двустенных труб:

DN - номинальный диаметр
OD (Do, De) - наружный диаметр
ID (Di) - внутренний диаметр
e3 - толщина стенки гофры
ес - высота гофры
е4 - толщина стенки
е5 - толщина стенки внутреннего слоя под полой секцией
t* - шаг гофры
l* - ширина выступа гофры
SN - номинальная кольцевая жесткость

Схематичное изображение стенки трубы Корсис	Схематичное изображение стенки трубы Магнум

2. Гидравлические расчеты

Для гидравлический расчетов возможно использовать различные подходы и правила. Большая часть из них озвучена в СП 40-102-2000* "Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов".

Так же возможно использовать правила гидравлических расчетов, рекомендованные производителями.

Вариант по СТО 73011750

Уклон самотечного трубопровода i₅ определяется по формуле (первый вариант): i₅=(л₅*V^b5)/2g4R₅, где л₅ - коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода (канала): л₅=0,2((К₅/4R₅)^a, где V-средняя скорость течения жидкости (м/с), g - ускорение свободного падения (m/c2), R₅ - гидравлический радиус потока (м), b₅ - безразмерный показатель степени турбулентности течения жидкости (переходной b₅<2 или b₅=2 квадратичный), a - расчетный показатель степени от К_э:a=0,3124*К_э^0.0516.

При b₅>2 принимаем b₅=2 ( b₅=3*(lgRe_кв/lgRe_ф, где числа Рейнольдса рассчитываются по формулам: Re_кв=(500*4R₅)/К_э и Re_ф=(V*4R₅)/v (где v - коэффициент киниматической вязскости жидости (м2/с)). Для бытовых стоков можно принимать v=1.49*10 м2/с.

Средняя скорость течения жидкости при неполном наполнении трубопровода определяется по формуле: V_н=V_п(R_5H/R_5П)^(1+а)/b5 (V_п - ср.скорость при полном заполнении, R_5H и R_5П - гидравлические радиусы при неполном и полном наполнении.

Расход жидкости q₅ рассчитывается по формуле q₅=V_н*ш, где ш=К_ш*d².

Диаметр безнапорного трубопровода в зависимости от его наполнения и расхода стоков возможно определять СП 40-102 (Приложение Г).

Вариант с применением уравнения Шези и формулы Базена

Размеры труб, пропускная способность и скорость движения в зависимости от наполняемости и уклона, рассчитываются классическим методом  Базена.
При расчете трубопроводов используются уравнение Шези и формула Базена. Используемые переменные:

V=K*√(Rh*i)

K=87/(1+c/√(Rh))=(87*√(Rh))/(√(Rh)+c)

Пропускная способность равна: Q=S*V

Заменяем в первом уравнении величины, получим, что величину пропускной способности Q можно представить в виде: Q=(87*S*Rh*√(i))/(√(Rh)+с)

Для уклона i=1%=0,01 формула упрощается до:

Q=(8,7*S*Rh)/(√(Rh)+с)

В случае использования полиэтилена высокого давления коэффициент шероховатости равен 0,06. В примерных расчетах используется коэффициент 0,1. Необходимо отметить, что для других видов трубопроводов коэффициенты шероховатости выше, чем при использовании полиэтилена. Для уклона, отличного от величины 1%, пропускная способность Q' и скорость V' равны:

Q'=Q*10*√(i)

V'=V*10*√(i)

Величина конверсии 10*√(i) приведена ниже: