3. Obliczenia hydrauliczne przewodów kanalizacji grawitacyjnej

Dobór średnic przewodów kanalizacyjnych określa się na podstawie wartości przepływów obliczeniowych dla przewodów odprowadzających ścieki bytowo-gospodarcze i nadających się do przejęcia ścieków przemysłowych oraz jeżeli występują wewnątrz zlewni w czasie trwania opadów miarodajnych spływy wód powierzchniowych.

Do obliczeń ilości ścieków bytowo-gospodarczych można przyjąć równoważną ilość wody zużytej. Zużycie wody zależy od posiadanych w gospodarstwach domowych przyborów sanitarnych, dostępności bieżącej ciepłej wody oraz opomiarowania bezpośredniego zużycia wody u odbiorców. Przyjmuje się, że zużycie wody na jednego mieszkańca na dobę wynosi 150-250 litrów. Maksymalny przepływ powinien uwzględniać wahania występujące w ciągu doby. Wartości średnie przyjęte w normie PN-EN [3] zakładają, że maksymalny przepływ ścieków bytowo-gospodarczych występuje w granicach 4-6 litrów w ciągu sekundy na 1000 mieszkańców.

Do wartości tych powinny być dodane dopływy maksymalne z przemysłu, usług i handlu oraz ze zlewni wód powierzchniowych. Przepływ maksymalny powinien występować co najmniej raz na dobę w sposób burzliwy, ażeby wystąpiło samooczyszczenie przewodów i nie zalegały osady. Prędkość minimalna, przy której wystąpi samooczyszczenie [3] dla przewodów o średnicach do DN 300 wynosi 0,7 m/s, samooczyszczenie wystąpi również gdy przewody będą miały minimalny spadek 1:DN.

Do przeprowadzania obliczeń przy przepływach burzliwych całkowicie wypełnionych przewodów kanalizacyjnych o przekroju kołowym prędkość przepływu V wyrażona jest [3] wzorem Colebrooka-Whit’a (4):

gdzie

V - średnia prędkość strumienia o przekroju poprzecznym przewodu [m/s]

g - stała grawitacji [9,81 m/s2]

di - średnica wewnętrzna rury [m]

JE - spadek hydrauliczny (strata energii na jednostkę długości) (bezwymiarowa)

k - współczynnik chropowatości hydraulicznej rury [m]

J - współczynnik kinetycznej lepkości cieczy [1.3 . 10-6 m2/s]

Ilość przepływających ścieków Q możemy wyliczyć mnożąc prędkość strumienia przez powierzchnię przewodu. Otrzymamy wówczas równanie (5):