طراحی هیدرولیکی فاضلابروها

فرمت: pdf   تعداد صفحات: 37

فهرست:

• مقدمه
• فرمول های هیدرولیکی
• نموگرام ها و جداول برای محاسبات هیدرولیکی
• سرعت های جریان
• شیب ها
• اندازه فاضلابروها
• عناصر هیدرولیکی فاضلابروها دایره ای
• جریان های خودشویی در عمق غیر پر
• محدودیت های عمق جریان در فاضلابروها
• لوله گذاری و آماده سازی بستر لوله
• سوالات و پاسخ های تشریحی

مقدمه

فاضلابی که قرار است از میان فاضلابروها انتقال داده شود | عمدتا مایع (یعنی آب) است که حاوی تقریبا ۰/۱ درصد ماده جامد آلى، معدنی و رسوبات می باشد. بنابراین، روش معمول طراحی فاضلابروها مشابه طراحی لوله های آبرسانی است. اما، میان طراحی فاضلابروها و لوله های آبرسانی در اختلاف وجود دارد.

1- وجود ماده جامد: آبی که از میان لوله های آبرسانی جریان می یابد تقريبا عاری از ماده جامد می باشد، در حالی که فاضلابی که از میان فاضلابروها جریان دارد حاوی ذرات ماده جامد (هم آلی و هم غیرآلی) است. این ذرات جامد در کف فاضلابروها ته نشین می شوند و به هنگام انتقال فاضلاب به کف فاضلابروها کشیده می شوند. برای این که فاضلابروها مسدود نشوند، باید با شیبی کار گذاشته شوند که برای تمام دبی ها سرعت خودشویی بدست آید. همچنین، سطح داخلی فاضلابروها باید در برابر سایندگی این ذرات جامد مقاوم باشد.

2- فشار: آب در لوله های آبرسانی با فشار جریان می یابد. بنابراین لوله های آبرسانی می توانند در محدوده های خاص، بالا و پایین تپه ها و کوهها یا در شیب زمین کار گذاشته شوند. در شبکه آبرسانی خط شیب هیدرولیکی خیلی بالاتر از سطح لوله قرار می گیرد. از سوی دیگر در بیشتر موارد، فاضلابروها ممکن است به عنوان کانال های باز در نظر گرفته شوند، که فاضلاب در آنها با نیروی ثقل جریان می یابد. فاضلابروها به ندرت جریان را به صورت پر انتقال می دهند، و خط شیب هیدرولیکی در داخل فاضلابرو و روی سطح جریان فاضلاب قرار می گیرد. از این رو، فاضلابروها باید پیوسته در جهت شیب زمین کار گذاشته شوند. فاضلابروها تنها هنگامی تحت فشار کار می کنند که به شکل لوله های تحت فشار و سیفون های معکوس طراحی شوند.

جدول ۱. مقادير ضريب N کوتر و مانینگ

فرمول های هیدرولیکی

شبکه های جمع آوری فاضلاب همیشه به گونه ای طراحی میگردند که فاضلاب در آنها با نیروی ثقل جریان یابد. فاضلابروها براساس فرمول های هیدرولیکی تجربی زیر طراحی می شوند:

1. فرمول شزی Chezy’s Formula
2. فرمول کوتر Kutter’s Formula
3. فرمول بازن Bazin’s Formula
4. فرمول مانینگ Manning Formula
5. فرمول کریمپ و بروگره Krimp and Bruger’s Formula
6. فرمول هیزن ویلیام Hazen and William’s Formula

جدای از این فرمول ها، چارت ها، دیاگرام ها، گراف ها و جداولی وجود دارند که فاضلابروها می توانند به کمک آنها طراحی شوند. فاکتورهایی که بر روی جریان فاضلاب و فاضلابروها تأثیر می گذارند عبارت هستند از :

1. شیب فاضلابرو
2. شکل هندسی فاضلابرو
3. زبری سطح داخلی فاضلابرو
4. خم ها، موانع، گذرها و غیره ها
5. شرایط جریان
6. ویژگی های فاضلاب

فرمول شزی

شزی (۱۷۷۵) فرمول زیر را ارائه کرد.

V=C√RS

V = سرعت جریان (m/s)،
S= شيب هیدرولیکی یا شیب کف فاضلابرو
R = شعاع هیدرولیکی متوسط ( A/P=m)
A= سطح مقطع جریان (m2)
P = محیط خیس شده (m)
C= ثابت شزی

ثابت شزی C ذاتا بسیار پیچیده است و به چند فاکتور از قبيل زبری سطح داخلی فاضلابرو، میانگین شعاع هیدرولیکی، اندازه و شکل فاضلابرو، شیب و غیره وابسته است. عموما، مقدار ثابت شزی C یا از فرمول Kutter و یا از فرمول Bazin بدست می آید. با مشخص شدن سرعت جریان از فرمول شزی، مقطع کانال با فرمول عمومی زیر طراحی می شود.

Q = AV

Q = دبی برحسب m3/s

فرمول کوتر

کوتر و كانگیلت (۱۸۶۹)، دو مهندس سوئیسی، عبارت زیر را برای ضریب شزی C ارائه دادند.

فرمول کوتر

R = شعاع هیدرولیکی میانگین
S = شيب هیدرولیکی
N = ضریب زبری که به طبیعت سطح داخل فاضلابرو وابسته است (جدول 1).

معمولا مقادیر متناظر با شرایط متوسط سطح داخلی در طراحی در نظر گرفته می شود. با افزایش قطر مجرا مقدار ضریب N کاهش می یابد. برای لوله های بتونی به قطر mm ۶۰۰ و بیشتر ممکن است از مقدار ۰/۰۱۳=N استفاده شود.

جدول ۲. ثابت بازن K

این مطلب بروزرسانی شد و فایل دیگر از طراحی هیدرولیکی فاضلابروها در 54 صفحه پیوست شد.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ شبکه های فاضلابرو و جانمایی های شان

⇐ ساختار فاضلابروها

⇐ ضوابط طراحی شبکه های توزیع و مخازن آب