Odhadované průtoky odpadních vod a minimální sklony

Odpadní vody v stokové síti se musí pohybovat takovou rychlostí, aby se pevné obsahy neusazovaly po trase. V opačném případě časem nevyhnutelně dojde k zanášení dopravních prvků – potrubí nebo van.

Existuje však také horní hranice průtoku. Pevné částice ve vodě pohybující se vysokou rychlostí zvyšují mechanickou abrazi povrchu kolektoru.

Návrhové rychlosti

Maximální návrhová rychlost je maximální rychlost proudění odpadních vod v kanálech a potrubích, při které nedochází k mechanickému poškození materiálu kolektorů.

Minimální návrhová rychlost (kritická) – nejnižší rychlost proudění potřebná k zabránění zanášení potrubí a kolektorů.

Průměrná rychlost odpadní vody je poměr průtoku Q odpadní vody v potrubí k hodnotě jeho otevřeného průřezu ω:

Rychlosti proudění v různých místech průřezu proudění jsou ve skutečnosti různé. Čím blíže středu (jádru) toku, tím jsou větší než u dna a stěn. Rychlosti dna a u stěny jsou minimální. Vzhledem k vysoké složitosti těchto výpočtů je nemožné vypočítat kanalizační síť pro rychlosti dna a u stěny. Proto je základní hodnotou, ze které návrh vychází, přepravní kapacita toku. Určuje se pomocí odhadované rychlosti proudění. Hlavním kritériem pro stanovení této rychlosti je zajištění samočištění kolektorů a potrubí.

U gravitačních proudových vedení je potřebná rychlost zajištěna správným sklonem. Tam, kde není možný sklon, se používají kalová čerpadla odpovídající výkon.

Návrhová rychlost je průtok odpadní vody při projektovaných (maximálních) průtokech a podle toho i plnění. Vypočtené rychlosti musí být mezi maximálními přípustnými hodnotami v kanálu – maximální a minimální.

Je třeba vzít v úvahu maximální návrhovou rychlost pohybu odpadních vod podle norem

• kovové trubky – ne více než 8 m/s;
• nekovové (železobeton, beton, azbestocement, keramika a další) – do 4 m/sec.

Hodnota vypočítaných samočisticích kanálů a potrubí rychlostí pohybu odpadních vod je ovlivněna takovými parametry, jako je hydraulický poloměr nebo stupeň naplnění a velikost nerozpuštěných látek přítomných v odpadní vodě.

Minimální návrhová rychlost proudění v potrubích nečištěných domovních a dešťových odpadních vod při projektované hodnotě plnění je uvedena v příslušném SNiP.

Pokud se nepočítá plnění potrubí kanalizační sítě, pak se míra jejich samočištění vn (index „n“ znamená „nezanášení“) vypočítá podle vzorce navrženého profesorem N. F. Fedorovem:

• R je hydraulický poloměr vm;
• n – kořenový exponent (3,5 + 0,5R).

Nejnižší návrhová rychlost ve vaničkách a potrubích pro odpadní vody čištěné nebo čištěné biologickými metodami může být rovna 0,4 m/s.

U sifonů o průměru do 800 mm je brána jako spodní hranice návrhových rychlostí pro nečeřené odpadní vody hodnota 1 m/sec. Pro průměry větší než 80 cm je vn také určeno Fedorovovým vzorcem.

Odpadní voda se musí přibližovat k sifonu rychlostí ne vyšší, než je návrhová rychlost v samotném sifonu. V tomto případě je nutné dodržet minimální hodnoty, které byly uvedeny výše nebo vypočítané pomocí Fedorovova vzorce.

Aby se kolektory samočistily, musí se neustále zvyšovat rychlost po dráze proudění. Požadované hodnoty rychlosti jsou dány sklony potrubí. Minimální hodnoty sklonu pro všechny kanalizační systémy, když jsou naplněny potrubím o následujících průměrech:

• 150 mm – 0,007;
• 200 mm – 0,005;
• 1250 mm a více – 0,0005.

Zatížení počátečních úseků kanalizační sítě s potrubím 200 mm a méně téměř nikdy nedosahuje návrhové hodnoty. Proto se rychlost v nich nepočítá a nazývají se nekalkulované.

U kanalizačních potrubí o průměru větším než 200 mm je nutné vypočítat požadované minimální sklony s ohledem na rychlost proudění, která zaručuje samočištění kolektoru. Nejjednodušší empirický vzorec k tomu dává docela uspokojivé výsledky:

Zde se průměr trubky d bere v mm.