Top Banner
2.1. OBLICZENIA PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW
37

2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

Feb 07, 2018

Download

Documents

trinhhanh
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

2.1. OBLICZENIA

PRZEWODÓWZ TWORZYWSZTUCZNYCH

2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW

Page 2: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa
Page 3: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NEPR

ZEW

ODÓW

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

OBLICZENIA HYDRAULICZNE RUR CIŒNIENIOWYCH Z PVC I PE2.

3. OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW PRZY PRZEP£YWIEO SWOBODNYM ZWIERCIADLE

OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH

Ustalenie œrednic przewodówprzeprowadza siê na podstawieprzep³ywów cieczy przez poszcze-gólne odcinki przewodów przy przy-jêtej œredniej prêdkoœci przep³ywu.

Œrednie prêdkoœci przep³ywu wprzewodach wodoci¹gowych ograni-czone s¹ ze wzglêdów ekonomicz-nych oraz ze wzglêdu na mo¿liwo-œci uderzeñ hydraulicznych, k tóre

s ¹ bardzie j n iebezpieczne przywiêkszych prêdkoœciach.

Prêdkoœci przep³ywu powinny za-wieraæ siê w przybli¿eniu w granicach:

0,5 ÷ 0,8 m/s (1,0 m/s) w prze-wodach o œrednicach < 300mm;0,9 ÷ 1,5 m/s w przewodach

o œrednicach > 300 mm.

Prêdkoœci przep³ywu poni¿ej 0,5m/s s¹ niekorzystne ze wzglêdu nautrzymanie czystoœci przewodu (po-wstawanie osadów), a prêdkoœci po-wy¿ej 1,5 m/s mog¹ wywo³ywaæ du-¿e spadki ciœnienia oraz niebez-pieczne uderzenia hydrauliczne,

Przewody z PVC

Dla przewodów z PVC, zarów-no nowych jak i bêd¹cych w eksplo-atacji, firma Pipelife stosuje nastê-puj¹ce wartoœc i wspó³czynnikachropowatoœci bezwzglêdnej (k):

k=0,01 mm – dla przewodów o œre-

dnicy dn ≤ 200 mm, o ma³ej ilo-œci przy³¹czy lub odga³êzieñ iarmatury (Nomogram Nr 1)

k=0,05 mm – dla przewodów o œre-dnicy dn > 200 mm, o ma³ej ilo-

œci przy³¹czy lub odga³êzieñ

i armatury (Nomogram Nr 1)k=0,1 mm – dla przewodów o du-

¿ej iloœci odga³êzieñ i armatury(Nomogram Nr 2).

Przewody z PE

W przypadku rur z polietylenufirma Pipelife stosuje nastêpuj¹cewartoœci wspó³czynnika chropowa-toœci bezwzglêdnej (k):

k=0,01 mm – dla przewodów o œre-

dnicy dn ≤ 200 mm (NomogramNr 3),

k=0,015 mm – dla przewodów o œre-dnicy dn > 200 mm (NomogramNr 3).

W tym przypadku wielkoœæ opo-rów miejscowych na elementachsieci (³uki, trójniki, zawory), nie jestuwzglêdniona.

Dla typowych rozwi¹zañ sieci,wielkoœci oporów miejscowych mo-¿na przyjmowaæ w wysokoœci 2 – 5%wielkoœci strat liniowych.

Miejscowe straty ciœnienia

W projektach, w których wyma-gane jest uwzglêdnienie miejsco-wych strat ciœnienia w poszczegól-nych elementach (tak w przewo-dach z PVC jak i z PE) mo¿na korzy-staæ ze wzoru na obliczanie stratmiejscowych:

Warunki przep³ywu w przewo-dach zamkniêtych przy czêœciowymnape³nieniu s¹ zró¿nicowane, zale-¿nie od stopnia ich nape³nienia. Takwiêc uzupe³nieniem nomogramówdo ustalenia parametrów hydrau-licznych przewodów przy ca³kowi-tym nape³nieniu s¹ krzywe spraw-

noœci przekroju ko³owego wyzna-czaj¹ce zale¿noœci miêdzy prze-p³ywami qn i prêdkoœciami Vn przyrzeczywistych nape³nieniach odwielkoœci przep³ywów Q i prêdkoœciV – przy ca³kowitym nape³nieniuprzewodu. Nomogram Nr 4 przed-stawia krzywe sprawnoœci dla prze-

kroju ko³owego wyznaczone na pod-stawie formu³y Thormanna, uwzglê-dniaj¹cej wp³yw tarcia pomiêdzyzwierc iad³em œcieków, a powie-trzem (zawartym pomiêdzy zwier-ciad³em œcieków i powierzchni¹ niezwil¿onego sklepienia kana³u).

Podstaw¹ do wymiarowania sie-ci kanalizacyjnych s¹ wyliczonemaksymalne przep³ywy oraz ustalo-ne w rozwi¹zaniu wysokoœciowymsieci spadki kana³ów. Projektowane

spadki kana³u musz¹ zapewniaæ uzy-skanie najmniejszych prêdkoœci za-pewniaj¹cych tzw. samoczyszczeniekana³ów.

Przy obliczeniach hydraulicz-nych przewodów z rur produkowa-nych przez Pipelife zaleca siê stoso-wan ie nas têpu j¹cych war toœc iwspó³czynnika chropowatoœci bez-wzglêdnej (k):

KRZYWE SPRAWNOŒCI PRZEKROJU KO£OWEGO

OBLICZENIA PRZEWODÓW KANALIZACJI ZEWNÊTRZNEJ

02 2.1.

gdzie:∆h- strata ciœnienia [m],ξ - wspó³czynnik oporów

miejscowych, zale¿ny od rodzajuprzeszkody,

V - prêdkoœci przep³ywu [m/s],g - przyspieszenie ziemskie [m/s2]

h=V

2g

2

∆ ξ

Page 4: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa
Page 5: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NEPR

ZEW

ODÓW

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH

Minimalny spadek hydraulicznyspe³niaj¹cy warunek samoczysz-czenia kana³u, mo¿e byæ równie¿wyra¿ony jako opór tarcia miêdzyœciank¹ danego przekroju a trans-portowanymi œciekami.

Minimalny spadek hydraulicznymo¿na okreœliæ ze wzoru na œrednie

graniczne naprê¿enie styczne "τ":

gdzie:γ - ciê¿ar w³aœciwy œcieków [kg/m3];R - promieñ hydrauliczny [m];i - spadek hydrauliczny [‰].

Rzeczywiste naprê¿enie sty-

czne τo wyra¿a siê wzorem:

Spadki i prêdkoœci maksymalne

Na jw iêksze dopuszcza lnespadki ruroci¹gów wynikaj¹ z ogra-niczenia maksymalnych dopusz-cza lnych prêdkoœc i p rzep ³ywuœcieków. Wi¹¿e siê to ze œcieraniemmateria³u œcianki rury, zw³aszcza wdolnej czêœci tam gdzie œcieki nios¹du¿e iloœci piasku i innych zanie-czyszczeñ.

Liczne badania rur z tworzywsztucznych potwierdzi³y du¿¹ ichodpornoœæ na œcieranie i korozjê,znacznie przekraczaj¹c¹ odpor-noœæ rur betonowych, ceramicz-nych i ¿elbetonowych. Œcieralnoœærur z tworzyw sztucznych, w wyniku

transportu zawiesin zawieraj¹cychpiasek, oceniana jest na mniej ni¿0,5mm w ci¹gu 100 lat eksploatacji.

Mimo znacznej odpornoœci ma-teria³u rur z tworzyw sztucznych,mo¿liwoœæ niszczenia œcianek prze-wodów w wyniku abrazji i korozji po-winna byæ brana pod uwagê przyprojektowaniu systemów kanaliza-cyjnych. Firma Pipelife zaleca, abyprêdkoœci maksymalne nie przekra-cza³y 5,0 m/s. Odpowiadaj¹ce tymprêdkoœciom spadki maksymalnebêd¹ zale¿a³y od œrednicy przewodu iprzyjêtego nape³nienia. Orientacyjnewielkoœci spadków ruroci¹gów poda-ne s¹ obok.

Po odpowiednim przekszta³ce-

niu wzoru i wstawieniu wartoœci τ ,minimalny spadek hydrauliczny bê-dzie wyra¿ony wzorem:

Prêdkoœci (zalecane do wyzna-czania spadków) nie powinny byætraktowane jako sta³e, lecz uzale-¿nione od œrednicy kana³u i powinnywzrastaæ wraz ze œrednic¹.

Aby powy¿szy warunek zosta³spe³niony, minimalne spadki ka-na³ów rurowych mo¿na przyjmowaæwg praktycznej formu³y:

gdzie:d - œrednica wewnêtrzna [m].

Warunek bêdzie spe³niony je¿eli

τ0 ≥ 1,5 Pa dla wód deszczowych ;

τ0 ≥ 2,0 Pa dla œcieków bytowo-go-

spodarczych

dla wód deszczowych:

dla œcieków bytowo-gospodar-czych:

RR

d4

d4

hd

n

n0 = i

RR

( (

n

τ γ

11

1

kkd

k

R=

= f

dla kana³ów ko³owych ca³ko-wicie nape³nionych

gdzie:

-wspó³czynnik korekcyjny-œrednica wewnêtrzna [m]odczytuje siê z Nomogramu Nr 4

z krzywej

st¹d:

04 2.1.

Œrednica rury[mm]

Spadek [%]

v = 5 m/s

200

250

300

400

500

600

700

800

900

1000

23,0

16,7

13,2

9,0

6,7

5,2

4,2

3,7

3,0

2,7

SPADKI PRZEWODÓW KO£OWYCHPRZY MAKSYMALNYCH DOPU-SZCZALNYCH PRÊDKOŒCIACH.

0 1= R i kτ γ

= R iτ γ

i =min1d

0τi = dR

R

4

gmin

-1

( (n

i = 0,612 10 dR

Rmin

-3-1

( (n

i = 0,815 10 dR

Rmin

-3-1

( (n

Page 6: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NEPR

ZEW

ODÓW

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowatel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH

Podstaw¹ do wymiarowania ru-roci¹gów drenarskich s¹ oblicze-niowe przep³ywy (Q) oraz spadki ru-roci¹gów (i) ustalone w rozwi¹za-niach wysokoœciowych sieci drenar-skich.

Per fo rowane ruroc i¹g i d re-narskie s¹ zasilane wod¹ na ca³ej

d³ugoœci, wystêpuje wiêc przep³ywnieustalony, niejednostajny. Jednakœrednicê ruroci¹gów dobiera siê dlamaksymalnego natê¿enia przep³ywuna koñcu danego odcinka oblicze-niowego i na ca³ym odcinku przyj-muje siê jednakow¹ œrednicê.

Do doboru œrednic ruroci¹gówdrenarskich stosowane s¹ wzoryPrandtla – Coolebrok’a I Darcy - We-isbach’a, przy ca³kowitym nape³nie-niu oraz krzywa sprawnoœci przekro-ju ko³owego (Nomogram Nr 4).

Systemy drenarskie u¿ytków rol-nych

Przep³ywy obliczeniowe drena-¿y u¿ytków rolnych oblicza siê napodstawie norm odp³ywów jedno-stkowych, ustalonych w oparciu oœrednie roczne opady atmosferycz-ne, sk³ad mechaniczny gleb i spadkipowierzchni terenu oraz wielkoœæodwadnianej powierzchni.

P r o j e k t o w a n e s p a d k i r u r o-ci¹gów drenarskich musz¹ zapew-niaæ samoczyszczenie s iê ruro-ci¹gów z osadów które mog¹ do-stawaæ siê do wnêtrza przez otwo-ry perforacji z dop³ywaj¹c¹ wod¹.

Przep³ywy wody w ruroci¹gachdrenarskich (a zw³aszcza w s¹-czkach) odbywaj¹ siê najczêœciejprzy niewielkim nape³nieniu, a wiêci przy ma³ych prêdkoœciach. Tylkoprzez kilka lub kilkanaœcie dni w ro-ku, po roztopach wiosennych i d³u-gotrwa³ych obfitych opadach, na-pe³nienie ruroci¹gów jest du¿e,prêdkoœci przep³ywu wody najwiêk-sze i wtedy nastêpuje usuniêcie z ru-roci¹gów wiêkszych iloœci osadów.Z tego wzglêdu minimalne prêdkoœciwody w drena¿ach przy ca³kowitymnape³nieniu powinny wynosiæ:

≥ 0,15 m/s – w glebach zwiêz³ychi œrednio zwiêz³ych,

≥ 0,24 m/s – w glebach pylastychi ¿elazistych, przy zabezpie-czeniu drenów materia³em fil-tracyjnym,

≥ 0,35 m/s – w glebach kurza-wkowych i pylastych, silnie za-¿elazionych.

Maksymalne prêdkoœci przep³ywunie powinny przekraczaæ 1,0 m/s wglebach lekkich oraz 1,2 m/s w gle-bach œrednich I ciê¿kich. Na terenachgórskich I podgórskich o wyraŸnie zbi-tym pod³o¿u dopuszcza siê 2 m/s. Zbytdu¿e spadki i prêdkoœci przep³ywu za-gra¿aj¹ trwa³oœci ruroci¹gów dre-

narskich, ze wzglêdu na mo¿liwoœæprzep³ywu wody w zasypie na ze-wn¹trz rury i wymywanie cz¹stekgruntu.

U z y s k i w a n i e o d p o w i e d n i c hprêdkoœci zwi¹zane jest z zapewnie-niem odpowiednich spadków ruro-ci¹gów podanych w tabeli poni¿ej.

*) spadki podane w nawiasach dotycz¹ terenów, gdzie wystêpuje zagro¿eniezamulania drenów cz¹stkami gleby i zwi¹zkami ¿elaza

OBLICZENIA HYDRAULICZNE SYSTEMÓW DRENA¯Y ROLNICZYCH I BUDOWLANYCH

Dla rur drenarskich karbowa-nych PVC do obliczenia strumieniaœcieków przep³ywaj¹cych przez rurêca³kowicie nape³nion¹ mo¿na stoso-waæ wzór Prandtla - Colebrook`a:

gdzie:Q - przep³yw przy ca³kowicie na-

pe³nionym kanalek - wspó³czynnik chropowatoœci bez-

wzglêdnej [m]d - œrednica wewnêtrzna przewodu [m]v - prêdkoœæ [m/s]i - spadek [‰]

Przy za³o¿eniu wspó³czynnikak= 2,0 mm dla rur drenarskich karbo-wanych z PVC opracowano nomo-gram do okreœlania œrednic zbiera-cza i wydajnoœci s¹czków (Nomo-gram Nr 9)

05

[%] Œrednice ruroci¹gów d [mm]n

Minimalne*

Maksymalnepiaski, gliny piaszczyste,gliny lekkie oraz py³ypiaszczyste i zwyk³e

gliny œrednie, ciê¿kie,bardzo ciê¿kie, i³y, py³ygliniaste i py³y ilaste

50

3(6)

100

125

65

2,5

(5)

65

90

80

2(4)

50

75

100

1,5

(3)

30

40

125

1,5

(2,5)

20

25

160

1,5

(2,5)

15

20

200

1,5

(2)

15

16

250

1,5

(2)

10

13

MINIMALNE I MAKSYMALNE SPADKI RUROCI¥GÓW DRENARSKICH

2.1.

[ [(k

3,71Q= d

d-2,0 log

4+

2 g d i2 g d i

π (2 2,51 v

Page 7: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NEPR

ZEW

ODÓW

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH

Ustalenie œrednic s¹czków i zbie-raczy

W drenowaniu systematycznymu¿ytków rolnych nie oblicza siê œred-nic s¹czków. Stosuje siê s¹czki z rurperforowanych o œrednicy 50mm,z zachowaniem odpowiedniej d³ugo-œci s¹czków. W praktyce d³ugoœæs¹czków nie powinna przekraczaæ250 mm, a na terenach p³askich,gdzie konieczne jest stosowaniespadków minimalnych 150mm.

Do wykonywania zbieraczy orazs¹czków drena¿y kombinowanychi niesystematycznych stosuje siê ru-

r y w i ê k s z y c h œ r e d n i c ≥ 6 5 m m .Przep³yw obliczeniowy ustala siê napodstawie wzoru:

gdzie:Q - natê¿enie przep³ywu [dm3/s]A - odwadniana powierzchnia [ha]q - norma odp³ywu jednostkowego

[dm3/s· ha]L - rozstaw s¹czków (lub szerokoœæ

powierzchni odwadnianej), [m]B - sumaryczna d³ugoœæ s¹czków (lub

d³ugoœæ ruroci¹gu drenarskiego),[m]

Do obliczania œrednich zbiera-czy na le¿y p rzy jmowaæ no rmêodp³ywu z dok³adnoœci¹ do 0,05

dm3/s • ha

Podane w tabeli normy nale¿yzwiêkszyæ w przypadku drenowaniaczêœciowego i niesystematycznego,stosuj¹c nastêpuj¹ce wspó³czynnikiujête w tabeli:

06

Gatunek glebyNormy odp³ywu przy œrednich opadach rocznych [mm]

< 600 600 - 700 700 - 800 800 - 900 900 - 1000 > 1000

Gleby zawieraj¹ce powy¿ej 50%czêœci sp³awialnycho œrednicy < 0,02 mm

Gleby zawieraj¹ce 20 - 50%czêœci sp³awialnycho œrednicy < 0,02 mm

Gleby zawieraj¹ce powy¿ej 50%czêœci sp³awialnycho œrednicy < 0,02 mm

< 20

20-40

>20

< 20

20-40

>20

< 20

20-40

>20

0,45

0,40

0,35

0,50

0,45

0,40

0,55

0,50

0,50

0,45 - 0,60

0,40 - 0,55

0,35 - 0,50

0,50 - 0,65

0,45 - 060

0,40 - 0,55

0,55 - 0,70

0,50 - 0,65

0,50 - 0,65

0,60 - 0,80

0,55- 0,80

0,50 - 0,80

0,65 - 0,80

0,60 - 0,85

0,55 - 0,85

0,70 - 0,90

0,65 - 0,90

0,65 - 0,90

0,80 - 1,20

0,80 - 1,20

0,80 - 1,20

0,85 - 1,50

0,85 - 1,50

0,85 - 1,50

0,90 - 1,50

0,90 - 1,50

0,90 - 1,50

1,8

2,00

2,00

1,20 - 1,50

1,50 - 1,80

1,50 - 1,80

Spadekterenu[‰]

NORMY ODP£YWU JEDNOSTKOWEGO q [dm /s ha]3

Stopieñ zasilania terenów wodami nap³ywaj¹cymiz obszarów przyleg³ych I warunki ich odp³ywu

Wartoœci wspó³czynnika

Przy drenowaniuczêœciowym

Przy drenowaniuniesystematycznym

Tereny bez wyraŸnego nap³ywu wód z obszarów przyleg³ych(spadki obszarów przyleg³ych do 20%) lub obszarów o dobrychwarunkach odp³ywu

Tereny o utrudnionych warunkach odp³ywu wód powierzchniowych,intensywnie zasilane sp³ywami z obszarów przyleg³ych(spadki obszarów przyleg³ych> 20%)

Tereny bezodp³ywowe (kotliny) intensywnie zasilane sp³ywamiz obszarów przyleg³ych

1,5

1,8

2,2

1,0

1,2

1,5

WSPÓ£CZYNNIKI DO OKREŒLANIA NORM ODP£YWU PRZY DRENOWANIU CZÊŒCIOWYM I NIESYSTEMATYCZNYM

Q = A q = 10 L B q-4

Page 8: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NEPR

ZEW

ODÓW

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowatel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

Przy ustalaniu rozstawu, nale¿yprzyjmowaæ q z zaokr¹gleniem do

Przeliczanie jednostek:1 mm opadu = 0,1 cm

3/cm

2= 1l/m

2= 10 m

3/ha = 1000 m

3/km

2

1 doba = 86400 s1mm/dobê = 0,116 l/s • ha1 l/s • ha = 8,64 mm/dobê

OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH

W przypadku ustalania rozsta-wu s¹czków na podstawie wzorówhydraulicznych, wartoœci miarodaj-

nych norm odp³ywu jednostkowegoz terenów objêtych drenowaniem

nale¿y przyjmowaæ zgodnie z po-ni¿sz¹ tabel¹:

0,05 mm/dobê, przy obliczaniu œred-nic zbieraczy z dok³adnoœci¹ do

0,05 dm3/s • ha

Do wykonywania systemów od-wadniaj¹cych u¿ytków rolnych firmaPipelife oferuje karbowane rury dre-narskie z PVC i z PP Pragma

®z per-

foracj¹ lub bez. Do wykonywaniazbieraczy mog¹ byæ te¿ wykorzy-stywane rury kanalizacyjne z PVCo œciankach g³adkich lub rury Prag-ma

z PP.

Do obliczeñ hydraulicznych ru-roci¹gów drenarskich firma Pipelifeprzygotowa³a nomogramy dla nastê-puj¹cych wartoœci chropowatoœcibezwzglêdnej (k):

Rury karbowane z PVC

k=0,25 mm – Nomogram Nr 9.

Rury o podwójnej œciance z PPPragma

®

k=0,25 mm – Nomogram Nr 10.

W p r z y p a d k u w y k o n y w a n i azbieraczy z rur kanalizacyjnych zPVC nale¿y korzystaæ z odpowied-nich nomogramów (Nr 5 i 6) opraco-wanych dla tych rur, a dla rur Prag-ma

odpowiednio nomogramy nr 7 i

8.

07

Gatunek gleby

Œredni opad roczny z wielolecia [mm]

< 600 600 - 700 700 - 800

mm/dobê dm /h ha3 mm/dobê dm /h ha3mm/dobê dm /h ha3

Gleby zawieraj¹ce 20 - 50%czêœci sp³awialnycho œrednicy < 0,02 mm

Gleby zawieraj¹ce powy¿ej 50%czêœci sp³awialnycho œrednicy < 0,02 mm

0,70-0,85

0,75-0,95

6,00-7,50

6,50-8,00

5,00

5,50

0,60

0,65

5,00-6,00

5,50-6,50

0,60-0,70

0,75

Odp³yw q

MIARODAJNE ODP£YWY DOBOWE q [dm /s ha] NA TERENACH TRWALE PODMOK£YCH3

Gatunek gleby

Œredni opad roczny z wielolecia [mm]

< 600 600 - 1000 >1000

mm/dobê dm /h ha3 mm/dobê dm /h ha3mm/dobê dm /h ha3

Odp³yw ze zbieracza

Wysokoœæ odp³ywu s¹czków

2,0

177

0,8

9

1,0

Odp³yw q

MIARODAJNE ODP£YWY DOBOWE q [dm /s ha] WG OPRACOWAÑ NIEMIECKICH3

Page 9: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NEPR

ZEW

ODÓW

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW INSTALACJI KANALIZACYJNYCH4.

OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH

Drena¿e budowlane

Obliczenia hydrauliczne ruro-ci¹gów drena¿y budowlanych maj¹na celu usta len ie œrednic ruro-ci¹gów drena¿owych i kolektorówodprowadzaj¹cych oraz sprawdze-nie granicznych prêdkoœci maksy-malnych i minimalnych.

Przep³yw obliczeniowy ustalo-ny jest na podstawie obliczeñ hy-drogeologicznych z uwzglêdnie-niem uk³adu warstw, wspó³czynni-ków filtracji gruntu, warunków zasi-lania wód gruntowych itp.

Podstaw¹ do doboru œrednic s¹dop³ywy do ruroci¹gów drenarskichi kolektorów przy najwy¿szych sta-nach wody gruntowej (zwykle wio-sn¹ i jesieni¹). Natomiast prze-p³ywy wody przy niskich stanachwody gruntowej (zwykle póŸnym la-tem), s¹ podstaw¹ do obliczeniaprêdkoœci minimalnej.

Minimalne prêdkoœci wody w ru-roci¹gach odwadniaj¹cych i kolek-torach powinny zapewniaæ usuwa-

nie cz¹stek gruntu dostaj¹cych siêprzez otwory perforacji. Jako naj-mniejsz¹ prêdkoœæ umo¿liwiaj¹c¹samoczyszczenie siê ruroci¹gówprzyjmuje siê:

– Vmin ≥0,2 m/s, przy za³o¿eniu , ¿edo ruroci¹gu nie przedostaj¹ siêz a n i e c z y s z c z o n e w o d y p o-wierzchniowe.

Minimalne spadki ruroci¹gówdrena¿y budowlanych wynosz¹:

– 2% dla rur o œrednicy d ≤ 200 mmw gruntach gliniastych i ilastych,

– 3% dla rur o œrednicy d ≤ 200 mmw gruntach piaszczystych i pylastych,

– 1,5% dla ruroci¹gów o œrednicyd > 200 mm.

W przypadku gdy do drena¿u wpro-wadzone s¹ równie¿ wody z odwodnie-nia powierzchniowego terenu minimalnaprêdkoœæ przep³ywu w ruroci¹gu powin-na wynosiæ:

Vmin ≥ 0,6 m/s

Maksymalne prêdkoœci przep³ywuw ruroci¹gach drenarskich nie powin-na przekraczaæ 1,0 m/s.

Najmniejsz¹ œrednic¹ rur zale-can¹ do stosowania w drena¿ach bu-dowlanych jest œrednica

d=100 mm (wyj¹tkowo d=80 mm).

Do wykonywania systemów dre-na¿y budowlanych Pipelife oferujerury drenarskie karbowane z PVCz perforacj¹ lub bez, rury o podwój-nej œciance z PP Pragma

®z perfo-

racj¹ i bez. Do budowy kolektorówmog¹ te¿ byæ wykorzystywane rurykanal izacyjne z PVC o œcianachg³adkich (klasy L, N, T).

Do obliczeñ hydraulicznych ru-roci¹gów drena¿y budowlanych na-le¿y stosowaæ odpowiednio Nomo-gramy Nr 9 i 10.

Wymiarowanie przewodów ka-nalizacji wewnêtrznej polega naokreœleniu œrednicy przewodów i spa-dków niezbêdnych dla zapewnieniaodpowiednich prêdkoœci przep³ywuoraz nape³nienia ruroci¹gów [B13].

Podstaw¹ do wymiarowaniaprzewodów instalacji kanalizacyj-nych s¹ ustalone wartoœci prze-p³ywów obliczeniowych w poszcze-gólnych odcinkach ruroci¹gów.

Œrednice podejœæ pojedynczychi zbiorowych oraz przewodów spu-stowych (pionów) i przewodów wen-tylacyjnych ustala siê na podstawiewar toœc i sumy równowa¿n ikówodp³ywu.

Œrednice przewodów odp³ywo-wych (poziomów) i pod³¹czeñ (przy-kanalików) kanalizacji bytowo – go-spodarczej, ogólnosp³awnej i desz-czowej mo¿na ustalaæ na podsta-wie wzoru Chezy: gdzie:

q -natê¿enie przep³ywu œcieków[m3/s]

V - œrednia prêdkoœæ przep³ywuœcieków [m/s]

F - powierzchnia przekroju rurywype³niona œciekami [m2]

R - promieñ hydrauliczny [m]i - spadek ruroci¹gu,g - przyspieszenie ziemskie [m/s2]λ - wspó³czynnik oporów liniowych

Dla u³atwienia projektowaniaopracowane zosta³y nomogramy dowymiarowania instalacji kanalizacyj-nych:

– dla poziomów i przykanalików ka-nalizac j i bytowo – gospodar-czej przy nape³nieniu h/d=0,5 –Nomogram Nr 11,

– dla poziomów i przykanalików ka-nalizacji deszczowej przy nape³nie-niu h/d=0,7 – Nomogram Nr 12,

– dla poziomów i przykanalików ka-nalizacji ogólnosp³awnej, przynape³nieniu h/d=0,7 – Nomo-gram Nr 13.

WYMIAROWANIE INSTALACJI KANALIZACJI BYTOWO – GOSPODARCZEJ

08

λ8g

v = C R i ; C =

q = V F

Page 10: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NEPR

ZEW

ODÓW

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krotel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58+ 48

2.1.

OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH

Wymagania dotycz¹ce projekto-wania instalacji kanalizacyjnej wóddeszczowych zawarte s¹ w normiePN – 92/B – 01707 – Instalacje ka-nalizacyjne.

Norma ta zaleca wymiarowaæprzewody kanalizacji deszczowej(podejœcia, przewody spustowe)przy przyjêciu miarodajnego na-tê¿enia deszczu nie mniejszego ni¿I=300 l/(s • ha) (pkt. 3.7. Normy).Przyjêcie w normie takiego du¿egonatê¿enia deszczu uzasadnionejest d¹¿eniem do poprawy nieza-wodnoœci dzia³ania podejœæ i pionównara¿onych na ró¿norodne zanie-czyszczenia.

Wymieniona wy¿ej norma do-puszcza stosowanie innych uzasad-nionych technicznie metod wyzna-czania przep³ywów obliczeniowychi w konsekwencji innych metod wy-miarowania przewodów instalacjikanalizacyjnych (pkt. 3.1. Normy).

Firma Pipelife do wymiarowaniaprodukowanych przez siebie syste-mów rynnowych (Crescent105,Rapidflow i Streamline132), propo-nuje metodê opisan¹ poni¿ej.

Stosowanie tej metody jest uza-sadnione poniewa¿:

– powierzchnie rynien i rur spusto-wych produkowane z PVC s¹g³adkie, co przyczynia siê do du-¿ej wydajnoœci systemu,

– specjalny, hydraulicznie op³ywowykszta³t elementu ³¹cz¹cego rynnêz pionem wprawia wodê w ruch wiro-wy i powoduje jej “zasysanie”, co wkonsekwencji przyspiesza odp³ywwody. Dziêki temu rynny mog¹ byæmocowane w poziomie, bez spadków,

– ³agodnie wyprofilowane ³uki ry-nien i przewodów spustowychprzyspieszaj¹ odp³yw wody i niedopuszczaj¹ do gromadzenia siêzanieczyszczeñ,

– przy okreœlaniu odp³ywu uwzglêdnio-ne jest przestrzenne rozmieszczenierur spustowych,

– uwzglêdniony jest wp³yw kierun-ku wiatru na wielkoœci powierz-chni efektywnej dachu,

– zdolnoœæ przepustowa elemen-tów systemu potwierdzona zo-sta³a pomiarami hydraulicznymi.W metodzie tej, przy wymiaro-

waniu elementów systemu rynnowe-

go, uwzglêdnione s¹ dwa podstawo-we parametry:

– efektywna powierzchnia dachu,– natê¿enie deszczów.

E fektywna (maksymalna) po-wierzchnia sp³ywowa dachu zale¿y od:– spadku dachu,– g³ównego kierunku wiatru.

Do okreœlenia tej powierzchnistosuje siê wzór:

gdzie:E- efektywna powierzchnia dachu [m2]A- d³ugoœæ rzutu poziomego krawêdzi

pochy³ej dachu [m]B- pionowa odleg³oœæ pomiêdzy

krawêdzi¹ rynny a kalenic¹[m]C- d³ugoœæ dachu [m]η -wspó³czynnik uwzglêdnia j¹cy

Natê¿enie deszczów zalewarunków klimatycznych regiokreœlone jest na podstawie owacji meteorologicznych orazjêtego prawdopodobieñstwa wpowania opadu.

Do wymiarowania ryniennów deszczowych proponuje stensywnoœæ opadów wynos75mm/h, podczas deszczu trwaj5 min raz na cztery lata. Odpowia

wielkoœci odp³ywu do 208 l/(s

WYMIAROWANIE PRZEWODÓW INSTALACJI DESZCZOWEJ

Podane w asortymenciebów systemów rynnowych Piœ r e d n i c e r u r s p u s t o w y c hwierzchnie dachów ustalone zo

09

B

A

900

C

2 2E = A + B Cη

B2

2 2A + B = A +η

kowa) 77 4

¿y oonubserprzyystê

i pioiê inz¹c

¹cegda t

· ha)

wyropelifi p osta³

8 807; e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

gdzie:Q - natê¿enie przep³ywu, [l/s]E - efektywna powierzchnia dachu,

[m2]f - obliczeniowe natê¿enie deszczu

[L/(s · m2)] f = 0,0208 l/(s · m2).

wp³yw kierunku wiatru > 1.0czyli

di---

--¹oo

.

W celu obliczenia przep³ywu Q wrynnie nale¿y wiêc pomno¿yæ efek-tywn¹ powierzchniê dachu przezsp³yw powierzchniowy f=0,0208 l/(s ·m

2) :

-e-y

na podstawie natê¿enia deszczu0,0208 l/(s· m

2).

Œrednice przewodów odp³ywo-wych (poziomów) i przy³¹czy instala-

cji deszczowej nale¿y wymiarowaæwg Nomogramów Nr 12 i Nr 13.

( (E = A + CB2

Q = E f B

Page 11: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NEPR

ZEW

ODÓW

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

gdzie:∆P - ró¿nica pomiêdzy ciœnieniem

p1 i p2 [bar]P1,P2 -ciœnienie manometryczne na

pocz¹tku i koñcu odcinkagazoci¹gu [bar]

Plabs - ciœnienie absolutnepocz¹tkowe [bar], (p1abs=p1+1)

p2abs - ciœnienie absolutne koñcowe[bar], (p2abs=p2+1)

OBLICZENIA SIECI GAZOWYCH5.

Dla powszechnie stosowanychgazów wspó³czynnik K wynosi:

– GZ – 50 (γ=0,745 kg/m3)

K=1,000

– GZ – 41,5 (γ=0,840 kg/m3)

K=1,086

– GZ – 35 (γ=0,880 kg/m3)

K=1,122

Z nomogramów odczytuje siêjednostkowe spadki ciœnienia nad³ugoœci, wielkoœci oporów miejsco-wych nie jest uwzglêdniona.

Przy obliczaniu oporów miejsco-wych w gazoci¹gach mo¿na pos³ugi-waæ siê wartoœciami równowa¿nymioporów miejscowych.

W praktyce, na straty ciœnieniawywo³ane oporami miejscowymi re-zerwuje siê 10% dyspozycyjnej stra-ty ciœnienia dla danego uk³adu gazo-ci¹gów, lub te¿ wprowadza siê doobliczeñ tzw. d³ugoœæ obliczeniow¹.

D³ugoœæ obl iczeniowa jest tod³ugoœæ geometryczna ruroci¹gu po-mno¿ona przez wspó³czynnik 1,1.

OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH

Technologiczny re¿im pracygazoci¹gu okreœlaj¹ nastêpuj¹ceparametry:

– charakterystyka gazu– obliczeniowe natê¿enie przep³ywu

gazu– ciœn ienie i temperatura gazu

w punktach pocz¹tkowym i ko-ñcowym ka¿dego z odcinków ga-zoci¹gu (dyspozycyjne spadkiciœnienia).

Wymagania dotycz¹ce wartoœciciœnienia nominalnego podane s¹ wnormie PN – 87/C – 96001 – “Pa-liwa gazowe rozprowadzane wspóln¹sieci¹ i przeznaczone dla gospodar-ki komunalnej”.

Przewody z rur PE szeregu wy-miarowego SDR – 11 i SDR – 17,6s¹ powszechnie stosowane do bu-dowy gazoci¹gów niskiego i œred-niego ciœnienia (do 0,4 MPa).

W przewodach pracuj¹cych podniskim ciœnieniem objêtoœæ i prêd-koœæ przep³ywaj¹cego gazu jest wprzybli¿eniu sta³a, a wartoœæ stratciœnienia jest niewielka. W przewo-dach œredniego i wysokiego ciœnie-

nia nastêpuje izotermiczne zwiêk-s z e n i e o b j ê t o œ c i i p r ê d k o œ c iprzep³ywu.

Podstawowe zagadnienia przyobliczaniu strat ciœnienia w ruro-ci¹gach reguluje norma PN – 76/M –34034 “Ruroci¹gi. Zasady obliczeñstrat ciœnienia”.

Dla odcinków prostych przewo-dów spadek ciœnienia zale¿y odd³ugoœci, œrednicy wewnêtrznej ru-ry, prêdkoœci przep³ywu gazu, ciê-¿aru w³aœciwego oraz od wspó³czyn-nika oporu przep³ywu. Wspó³czyn-nik oporów przep³ywu uzale¿nionyjest od chropowatoœci powierzchnirury oraz lepkoœci medium (tarciawewnêtrznego wyra¿onego liczb¹Reynoldsa).

Dla u³atwienia obliczeñ gazo-ci¹gów firma Pipelife przygotowa³anomogramy dla typowych warunkóweksploatacyjnych gazoci¹gów z rurpolietylenowych.

Nomogram Nr 14 – dla rur gazo-wych z PE szeregu SDR – 11, przyprzep³ywie uwarstwionym i nadciœ-

nieniu roboczym ≤ 100 mbar,

Nomogram Nr 15 – dla rur gazo-wych z PE szeregu SDR – 17,6, przyprzep³ywie uwarstwionym i nadciœ-

nieniu roboczym ≤ 100 mbar,

Nomogram Nr 16 – dla rur gazo-wych z PE szeregu SDR – 11, przyprzep³ywie burzliwym,

Nomogram Nr 17 – dla rur gazo-wych z PE szeregu SDR – 17,6, przyprzep³ywie burzliwym.

Na nomogramach oznaczonowielkoœci œrednic zewnêtrznychprzewodów, jednak w obliczeniachuwzglêdniono œrednice wewnêtrznerur.

Nomogramy opracowane s¹ dlanastêpuj¹cych parametrów gazu:

– gaz ziemny GZ – 50

– gêstoœæ gazu,γ=0,745kg/ m3

– temperatura gazu 10oC

– lepkoœæ dynamiczna gazu 11·106Pa ·s

– wspó ³czynn ik chropowatoœc ibezwzglêdnej k=0,007 mm.

W przypadku gazu z innej pod-grupy nale¿y zastosowaæ wzór ko-rekcyjny:

10

∆ ∆P = K P

K =γ 0,69

0,745[ ]

Page 12: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

Rury PVC d = 63 - 200mm, PN 10, k = 0,01mm, temp. 10 CRury PVC d = 225 - 400mm, PN 10, k = 0,05mm, temp. 10 C

(nomogram obliczono dla œrednic wewnêtrznych d )

Nat

ê¿en

iepr

zep³

ywu

-Q

[dm

/s]

3

n

1

2

34568

10

20

3040506080

100

200

300400500600800

1000

2000

30004000500060008000

10000

1 2 3 4 5 6 8

Prêdkoœæ [m/s]

1 2 3 4 5 6 8 10 20 30

0,2

0,3

0,40,5

0,6

0,8

1,0

1,52

34

56 7

89

10

405060 80 100 200

Œred

nica

nom

inal

nad

[mm

]

400

315

280250

225

200

160

110

90

75

63

Spadek - i [ ]/ooo

n

n

0

0

i

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

NOMOGRAM NR 1

doboru parametrów hydraulicznych dla rur ciœnieniowych z PVCwg wzorów Darcy - Weisbach`a/Colebrook`a - White`a

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NE

N 012.1.

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowatel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

Page 13: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

21 3 4 5 6 8 1 2

2

13

3

4

4

5

5

6

6

8

8

10

10

20 30 40 50 60 80 100 200

400

315

280

250

225

200

160

110

90

75

63

2000

30004000500060008000

10000

Prêdkoœæ [m/s]

20

30

0,2

0,3

0,40,5

0,6

0,8

1,0

1,52

34

56 7

89

40506080

100

200

400

315

280

250

225

200

160

110

90

300400500600800

1000

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

doboru parametrów hydraulicznych dla rur ciœnieniowych z PVCwg wzorów Darcy - Weisbach`a/Colebrook`a - White`a

NOMOGRAM NR 2

Rury PVC d = 63-400mm, PN 10, k = 0,1mm, temp. 10 C(nomogram obliczono dla œrednic wewnêtrznych d )

Nat

ê¿en

iepr

zep³

ywu

-Q

[dm

/s]

3

nŒr

edni

cano

min

alna

d[m

m]

Spadek - i [ ]/o

n

0

i

oo

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NEN 02

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

Page 14: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

doboru parametrów hydraulicznych dla rur ciœnieniowych z PEwg wzorów Darcy - Weisbach`a/Colebrook`a - White`a

(nomogram obliczono dla œrednic wewnêtrznych) rur d < 200mm, k = 0,010 mm, temp. 10 C;

dla rur d > 200mm, k = 0,05mm, temp. 10 C

Œrednica nominalna d [mm]

Spad

eki[

/oo]

Spad

eki[

/oo]

o oNOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

NOMOGRAM NR 3

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NE

N 03

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowatel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

0,050,1

0,2

0,5

1

2

5

10

20

50

100

10 15 20 25 30 40 50 60 80

100 120

150

200

250

300

400

500

600

800

1000

0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000

100

50

205,0

4,0

3,0

2,52,0

1,5

1,0

0,8

0,6

0,4

10

5

2

1

0,5

0,2

0,1

Natê¿enie przep³ywu Q [dm /s]3

Prêd

koϾ

n

n

n

0

0

Page 15: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

qQ

qQ

qQ

VV

VV

VV

RR

RR

RR

- stosunek wysokoœci czêœciowego nape³nienia (h ) do œrednicy wewnêtrznej rury (d).

- stosunek wielkoœci przep³ywów (q ) przy rzeczywistych nape³nieniach kana³ów (h ) dowielkoœci przep³ywów (Q) przy ca³kowitym nape³nieniu (d).

- stosunek prêdkoœci przep³ywu przy rzeczywistych wysokoœciach nape³nienia kana³ów (h ) doprêdkoœci przep³ywu (V) przy ca³kowitym nape³nieniu (d).

- stosunek promienia hydraulicznego przy rzeczywistych wysokoœciach nape³nienia (h ) dopromienia hydraulicznego przy ca³kowitym nape³nieniu (d).

1,3

NOMOGRAM NR 4

Krzywe sprawnoœci przekroju ko³owego

,1

,1

0 ,2

,2

,3

,3

,4

,4

,5

,5

,6

,6

,7

,7

,8

,8

,9

,9

1

1

1,1 1,2

hd

hd

n

n

n

n

n

n

n n

n

n

, ,

n

n

n

n

n

n

nh

dz

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NEN 04

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

Page 16: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

NOMOGRAM NR 5

Uwaga: Dla rur klasy L - SN = 2 kPa nale¿y zwiêkszyæ o 6,0%przep³yw QDla rur klasy N - SN = 4 kPa nale¿y zwiêkszyæ przep³yw Q o 3,5%

.

doboru parametrów hydraulicznych dla rur kanalizacyjnych

z PVC klasy T - SN = 8 kPa przy ca³kowitym nape³nieniuwg wzorów Darcy-Weisbach`a/Colebrooka - White`a

dla k = 0,25mm, temp. 10 C

1 2 3 4 5 6 8

Œred

nica

nom

inal

nad

[mm

]

Prze

p³yw

Q[d

m/s

]3 Prêdkoœæ [m/s]

11

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

8

8

10

10

20

20

30

30

0,20,1

0,3

0,40,5

0,6

0,8

1,0

1,52

34

56 7

8

40

40

50

50

60

60

80

80

100

100

200

200

400

315

250

200

160

110

75

300400500600800

1000

2000

30004000500060008000

10000

Spadek i[ /oo]oOB

LICZ

ENIA

HYDR

AULI

CZNE

N 05

n

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowatel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

0

Page 17: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

NOMOGRAM NR 6N

atê¿

enie

prze

p³yw

uQ

[dm

/s]

11

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

8

8

10

10

20

20

30

30

40

40

50

50

60

60

80

80

100

100

200

200

300400500600800

1000

2000

30004000500060008000

10000

Prêdkoœæ [m/s]

0,2

0,3

0,40,5

0,6

0,8

1,0

1,52

34

56

78 400

315

250

200

160

110

75

doboru parametrów hydraulicznych dla rur kanalizacyjnych z PVC

klasy T - SN = 8 kPa przy ca³kowitym nape³nieniuwg wzorów Darcy-Weisbach`a/Colebrooka - White`a

dla k = 0,40mm, temp. 10 C

Spadek i[ /oo]o

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NEN 06

Œred

nica

nom

inal

nad

[mm

]n

3

Uwaga: Dla rur klasy L - SN = 2 kPa nale¿y zwiêkszyæ o 6,0%przep³yw QDla rur klasy N - SN = 4 kPa nale¿y zwiêkszyæ przep³yw Q o 3,5%

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

0

1 2 3 4 5 6 8

Page 18: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

NOMOGRAM NR 7

doboru parametrów hydraulicznych dla rur kanalizacyjnych Pragma z PPwg wzorów Darcy-Weisbach`a/Colebrooke-White`a

dla k = 0,25mm, temp. 10 C przy ca³kowitym nape³nieniu

2 3 4 5 6

0,10,150,20,30,40,50,60,8

11,5

234568

8

1010

10

20

20

30

30

40

40

50

50

60

60

80

80

100

100

200150

200

300

400

500

600

800

1000

2000

3000

4000

0,30,1 0,15 0,2 0,25

0,4

0,5

0,6

0,8

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

4,0

5,0

6,0

8,0

10,0

630500

400315

250200

160

Prêdkoœæ V [m/s]

Natê¿enie przep³ywu - Q [dm /s]3

Spad

ek-

i[]

/ooo

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NE

N 07

Œrednica nominalna d [mm]n

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowatel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

0

Page 19: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

NOMOGRAM NR 8

doboru parametrów hydraulicznych

dla rur kanalizacyjnych Pragma z PPwg wzorów Darcy-Weisbach`a/Colebrooke-White`a

dla k = 0,40mm, temp. 10 C przy ca³kowitym nape³nieniu

0

0,1

1 2 3 4 5 6 8 10 20 30 40 50 60 80 100

200

300

400

500

600

800

1000

2000

3000

4000

0,1 0,15 0,2 0,25

0,3

0,4

0,5

0,6

0,8

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

4,0

5,0

6,0

8,0

100

0,150,2

0,30,40,50,60,81

1,52

3456810

1520

3040506080100

150200 110

160

200

250

315

400

500

630

Natê¿enie przep³ywu - Q [dm /s]3

nŒrednica nominalna d [mm]

Spad

ek-

i[]

/o oo

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NEN 08

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

Page 20: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

NOMOGRAM NR 09

nomogram do okreœlania œrednic drenów karbowanych PVCwg wzoru Prandtla-Colebrook a

dla k = 2,0mm

`

1

0,10,5

0,7

1

2

3

45

7

100,4

0,50,6

0,8

1,0

1,5

2,0

v =2,5

m/s

20

30

4050

70

100

200

0,2 0,3 0,40,5 0,7 1 2

50

65

80

100

125

160

DN200

3 4 5 7 10 20

2 3 4 5 7 10 20 30 40 50 70 100 200

0,8l/s

ha1,0

l/sha

1,0l/s ha

powierzchnia - A [ha]

Nat

ê¿en

iepr

zep³

ywu

-Q

[dm

/s]

3

Spadek - i [%]

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NE

N 09

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowatel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

Page 21: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

NOMOGRAM NR 10

do doboru rur drenarskich z PP Pragmawg wzorów Darcy-Weisbach`a/Colebrooke-White`a

dla k = 0,25mm, temp. 10 C

0,1

0,150,2

0,30,40,50,60,81

1,52

3

6810

1520

3040506080100

150200

1 2 3 4 5 6 8 10 20 30 40 50 60 80 100

200

300

500

600

800

1000

400

110

160

200

250

0,2

0,150,1

0,25

0,3

0,4

0,5

1,6

0,8

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

4,0

6,0

8,0

45

Prêdkoœæ V[m

/s]

Natê¿enie przep³ywu - Q [dm /s]3

nŒrednica nominalna d [mm]

Spad

ek-

i[]

/ooo

0

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NEN 10

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

Page 22: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

NOMOGRAM NR 11

do wymiarowania poziomów i przykanalików kanalizacji

bytowo - gospodarczejwg wzoru Chezy dla k = 1,0mm, temp. 10 C przy nape³nieniu h/d = 0,5

1 - górne ograniczenie dla przewodów w budynkach2 - górne ograniczenie dla przewodów zewnêtrznych

wg PN - 92/B - 01707 - 4

Przep³yw obliczeniowy q [dm /s]

Spad

ek-

i[%

]

0,50,4

0,2

2

10,67

0,81

1,52

2,5

3,3

5

10

1,5 2 5 2010 50 100 200 500

d=

0,50

d=

0,40

d=

0,35

d=

0,30

d=

0,25

d=

0,20

d=

0,15

d=

0,125

d=

0,10

d=

0,07

d=

0,118

s

3

0

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NE

N 11

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowatel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

Page 23: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

NOMOGRAM NR 12

do wymiarowania poziomów i przykanalików kanalizacji deszczowejwg wzoru Chezy dla k = 1,0mm, temp. 10 C przy nape³nieniu h/d = 0,7

1 - górne ograniczenie dla przewodów w budynkach2 - górne ograniczenie dla przewodów zewnêtrznych

wg PN - 92/B - 01707 - 5

Przep³yw œcieków deszczowych q [dm /s]

Spad

ek-

i[%

]

0,50,4

0,2

0,670,8

1

1,52

2,5

3,3

5

101,5 2 5 2010 50 100 200 500

2

1

d=

0,50

d=

0,40

d=

0,35d=

0,30

d=

0,25

d=

0,20

d=

0,15

d=

0,125

d=

0,10

d=

0,07

d=

0,06

d=

0,05

d=

0,08

d=

0,118

d

3

0

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NEN 12

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

Page 24: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

NOMOGRAM NR 13

do wymiarowania poziomów i przykanalików kanalizacji ogólnosp³awnejwg wzoru Chezy dla k = 1,0mm, temp. 10 C przy nape³nieniu h/d = 0,7

Przep³yw obliczeniowy q [dm /s]

1 - górne ograniczenie dla przewodów w budynkach2 - górne ograniczenie dla przewodów zewnêtrznych

wg PN - 92/B - 01707 - 6

Spad

ek-

i[%

]

0,50,4

0,2

0,670,8

1

1,52

2,53,3

5

101,5 2 5 2010 50 100 200 500

2

1

d=

0,50

d=

0,40

d=

0,35d=

0,30

d=

0,25

d=

0,20

d=

0,15

d=

0,125

d=

0,10

d=

0,07

d=

0,06

d=

0,05

d=

0,08

d=

0,118

09

3

0

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NE

N 13

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowatel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

Page 25: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

NOMOGRAM NR 14

doboru rur gazowych z PE szeregu SDR 11dla gazu ziemnego o temp. 10 C przy przep³ywie uwarstwionym

i nadciœnieniu roboczym 100mbar≤

2 5 5 5 5

5

5

5

55

5

5

5

4

4

4

4

3

3

3

3

2

2

2

2

10 10 10 101010

1010

1010

10

10

1010

20x3

,0

25x3

,032

x3,0

40x3

,7

63x5

,875

x6,8

90x8

,211

0x10

,012

5x11

,414

0x12

,716

0x14

,618

0x16

,420

0x18

,222

5x20

,525

0x22

,728

0x25

,431

5x28

,635

5x32

,340

0x36

,445

0x41

,0

11,2

1,5

2

2,5

33,5

44,55

678910

12

16

20

50x4

,6

∆p/

L-

jedn

ostk

owy

spad

ekci

œnie

nia

[mba

r/m

]

Natê¿enie przep³ywu gazu q [m /h]

*Uwaga: m /h - przelicza siê w warunkach t = 10 C i P = 1bar(abs)3 0

4

-4

-3

-2

-1

00

-1

-2

-3

-4

1 2 3

3

0

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NEN 14

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

Page 26: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

NOMOGRAM NR 15

doboru rur gazowych z PE szeregu SDR 17,6dla gazu ziemnego o temp. 10 C przy przep³ywie uwarstwionym

i nadciœnieniu roboczym 100 mbar≤

∆p/

L-

jedn

ostk

owy

spad

ekci

œnie

nia

[mba

r/m

]

40x2

,3

25x2

,332

x2,3

50x2

,963

x3,6

75x4

,390

x5,2

110x

6,3

125x

7,1

140x

8,0

160x

9,1

180x

10,3

200x

11,4

225x

12,8

250x

14,2

280x

16,0

315x

17,9

355x

20,2

400x

22,8

450x

25,6

11,2

1,5

2

2,5

33,5

44,55

6

87

9

1210

16

2 5 5 5 5

5

5

5

55

5

5

5

4

4

4

4

3

3

3

3

2

2

2

2

10 10 10 101010

1010

1010

1010

1010

20

*Uwaga: m /h - przelicza siê w warunkach t = 10 C i P = 1bar(abs)3 0

Natê¿enie przep³ywu gazu q [m /h]3

3

-4

-3

-2

-1

00

-1

-2

-3

-4

1 2 3

0

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NE

N 15

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowatel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

Page 27: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

NOMOGRAM NR 16

doboru rur gazowych z PE szeregu SDR 11dla gazu ziemnego o temp. 10 C przy przep³ywie burzliwym

25x3

,032

x3,0

40x3

,750

x4,6

63x5

,875

x6,8

90x8

,211

0x10

,012

5x11

,414

0x12

,716

0x14

,618

0x16

,420

0x18

,222

5x20

,525

0x22

,728

0x25

,431

5x28

,635

5x32

,340

0x36

,445

0x41

,0

2 5 5 5

5

5

5

5

4

4

4

4

3

3

3

3

2

2

2

2

10 10 10 10

10

10

10

10

10

10

bar

m

22

1abs

22a

bs2

2

Natê¿enie przep³ywu gazu q [m /h]3

4321-4

-6

-5

-4

-3

-2

-P

LP

0

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NEN 16

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

Page 28: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

NOMOGRAM NR 17

doboru rur gazowych z PE szeregu SDR 17,6dla gazu ziemnego o temp. 10 C przy przep³ywie burzliwym

i nadciœnieniu roboczym > 100 mbar

25x3

,032

x3,0

40x3

,750

x4,6

63x5

,875

x6,8

90x8

,211

0x10

,012

5x11

,414

0x12

,716

0x14

,618

0x16

,420

0x18

,222

5x20

,525

0x22

,728

0x25

,431

5x28

,635

5x32

,340

0x36

,445

0x41

,0

2 5 5 5

5

5

5

5

4

4

4

4

3

3

3

3

2

2

2

2

10 10 10 10

10

10

10

10

10

10

bar

m

22

1abs

22a

bs2

2-

PL

P

Natê¿enie przep³ywu gazu q [m /h]3

43210

-6

-5

-4

-3

0

0

NOMOGRAMY DO OBLICZEÑ HYDRAULICZNYCH

OBLI

CZEN

IAHY

DRAU

LICZ

NE

N 17

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowatel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

2.1.

Page 29: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW

2.2. OBLICZENIASTATYCZNO-WYTRZYMA£OŒCIOWERUR

Page 30: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowatel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

OBLI

CZEN

IAST

ATYC

ZNO-

WYT

RZYM

A£OŒ

CIOW

ERU

R

2.2.

OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA£OŒCIOWE RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH

ODDZIA£YWANIE MIÊDZY GRUNTEM I ELASTYCZN¥ RUR¥ UMIESZCZON¥W GRUNCIE

METODA OBLICZANIA ODKSZTA£CEÑ RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH

Rury PVC, PE i PP, w terminologiiin¿ynierskiej nazywane elastycznymi,pod wp³ywem obci¹¿enia pionowegoodkszta³caj¹ siê (bez zmian struktural-nych) przyjmuj¹c kszta³t elipsy. Œredni-ca pionowa rury ulega skróceniu o war-

toœæ δv (schemat na rysunku).

2.

1.

Si³a z jak¹ grunt wokó³ rury jest w sta-nie przeciwstawiæ siê naciskowi rury,zale¿y od wielkoœci obci¹¿enia piono-wego oraz od rodzaju gruntu i jego za-gêszczenia (sztywnoœci).

Im wiêksza bêdzie si³a odporugruntu, tym mniejszemu odkszta³ceniu(ugiêciu) ulegnie rura pod obci¹¿e-niem.

Wp³yw gruntu w strefie u³o¿enia ru-ry na jej ogóln¹ wytrzyma³oœæ jestg³ównym czynnikiem odró¿niaj¹cympracê rury elastycznej od zachowaniasiê rury sztywnej, a mianowicie: ruraszty- wna, np. betonowa, sama przyj-muje na siebie oddzia³ywania si³ piono-wych, podczas gdy w³asnoœæ rury ela-sty- cznej, zale¿na jest od zdolnoœciprzejêcia pionowych obci¹¿eñ przezuk³ad “rura-grunt”.

Odkszta³cenie rury od obci¹¿eniapionowego

Dla lepszego zrozumienia wzajem-nego oddzia³ywania pomiêdzy sztyw-noœci¹ obwodow¹ rury i sztywnoœci¹gruntu, mo¿na zastosowaæ wzór Span-gler’a:

Równanie to opisuje ugiêcie

wzglêdne δv/D rury o sztywnoœci Sr

poddanej pionowemu obci¹¿eniu qi umieszczonej w gruncie o sztywnoœciSs, gdzie D oznacza œrednicê pionow¹pocz¹tkowo nie odkszta³conej rury.

Z równania tego wynika, ¿e ugiê-cie rury mo¿emy ograniczaæ do do-puszczalnej wartoœci przez dobórsztywnoœci rury lub gruntu, b¹dŸ przezoba czynniki jednoczeœnie. Widaæ tak-¿e, jak zmniejszanie jednego z tychczynników mo¿e byæ kompensowaneprzez wzrost drugiego.

Mo¿na równie¿ powiedzieæ, ¿e imrura ma wiêksz¹ sztywnoœæ obwo-dow¹, w tym mniejszym stopniu zdaje

siê na wspó³pracê mechaniczn¹ z grun-tem i tym mniejsze jest ryzyko przekro-czenia dopuszczalnych ugiêæ rury spo-wodowanych np. niew³aœciwym wyko-nawstwem robót . Z drugiej strony, je-¿eli da siê rurze wiêksze wsparciegruntu przez odpowiedni dobór mate-ria³u obsypki i wiêksze jej zagêszcze-nie, sztywnoœæ rury mo¿e byæ mniej-sza.

W obu przypadkach nale¿y kiero-waæ siê rachunkiem ekonomicznym,bior¹c pod uwagê koszt zakupu dro¿-szej rury (o wy¿szej klasie sztywno-œci) w stosunku do kosztów materia³uobsypki, jej dowozu i kosztów robótzwi¹zanych z zagêszczeniem gruntu.

Wytrzyma³oœæ rur elastycznychuk³adanych w wykopie otwartym i na-stêpnie zasypanych, mo¿na obliczyæw oparciu o metodê stanów granicz-nych:

– stan graniczny u¿ytkowania – nale-¿y sprawdziæ przez porównanie od-kszta³ceñ od obci¹¿eñ z odkszta³ce-niem dopuszczalnym,

– stan graniczny noœnoœci – mo¿nasprawdziæ przez porównanie naprê-¿eñ krytycznych powoduj¹cychutratê statecznoœci na skutek wybo-czenia z naprê¿eniami œciskaj¹cymiod obci¹¿eñ obliczeniowych orazprzez porównanie odkszta³ceniawzglêdnego (obwodowego) wy-wo³anego uginaj¹c¹ siê rur¹ podwp³ywem obci¹¿enia z odkszta³ce-niem dopuszczalnym.

Obecnie wobec braku opracowañkrajowych, do obliczania odkszta³ceñrur elastycznych u³o¿onych w gruncieprzyjêto metodê “Molina” [E4], zwan¹te¿ metod¹ skandynawsk¹, udoku-mentowan¹ najnowszymi badaniamii popart¹ 30-letnim doœwiadczeniem.

Procedura obliczeñ metod¹ skan-dynawsk¹ uwzglêdnia oddzia³ywaniepomiêdzy rur¹ a otaczaj¹cym j¹ grun-tem.

δD

v =f(q)

S + Sr s

D

δv

Odkszta³caj¹ca siê rura wywiera-j¹c nacisk na grunt, wywo³uje na zasa-dzie reakcji odpór gruntu, co z kolei po-woduje zmniejszenie naprê¿eñ zgi-naj¹cych w œciance rury.

01

Page 31: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

2.2.

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

OBLI

CZEN

IAST

ATYC

ZNO-

WYT

RZYM

A£OŒ

CIOW

ERU

R

OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA£OŒCIOWE RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH

OBCI¥¯ENIA3.

Na rurê u³o¿on¹ w wykopie i na-stêpnie zasypan¹ dzia³aj¹:– obci¹¿enia pionowe (qv), które ogól-

nie mówi¹c , wywo³uj¹ w rurze stannaprê¿enia i odkszta³cenie,

– obci¹¿enia poziome (qh), które siêtemu przeciwstawiaj¹.

Model rozk³adu parcia gruntu wgmetody skandynawskiej

W normalnych warunkach u³o¿e-nia rury, pionowa sk³adowa parciagruntu (qv) jest wiêksza od sk³adowejpoziomej (qh). Ró¿nica (qv – qh) powo-duje odkszta³cenie siê œcianki rury, coodpowiada zmniejszeniu siê œrednicypoziomej. Odkszta³caj¹ca siê œciankarury powoduje odpór gruntu, któregowielkoœæ zale¿y od wielkoœci parciapionowego i od stosunku sztywnoœciobsypki do sztywnoœci rury.

Obci¹¿enie rury zasypem grunto-wym

Obci¹¿enie pionowe rury zasypemgruntowym mo¿na obliczyæ z wyra¿e-nia (zgodnie ze schematem na rysunkuobok):

Schemat rury u³o¿onej w gruncie

gdzie:

Obci¹¿enia zewnêtrzne naziomu

Obci¹¿enia naziomu pochodz¹ ods¹siaduj¹cych budowli i obiektów na-sypów oraz obci¹¿eñ drogowych, tram-wajowych itp.

Przy obliczaniu naprê¿eñ od ob-ci¹¿eñ zewnêtrznych stosowana jestteoria sprê¿ystoœci wg Boussinesque’a[B3].

Do najczêœciej wystêpuj¹cych ob-ci¹¿eñ zewnêtrznych naziomu nale¿¹obci¹¿enia ruchem drogowym.

Schemat rozk³adu naprê¿eñ w grunciewg teorii Boussinesque’a.

q = q + qn z w

100

q

q

0

v

h

D

H

h

γ

γ

γ

h

δ

Poziom terenu

Poziom wody gruntowej

v

w

'

1

H

σ

σσ

σ

σ

Z

Z

Z

Z

Z

Z

1

2

3

4

P

Obci¹¿enia ruchem drogowymi tramwajowym nale¿y przyjmowaæzgodnie z obowi¹zuj¹cymi normami[B6,B7].

Przy obci¹¿eniu powierzchni wie-loma si³ami skupionymi, przy oblicza-niu naprê¿eñ stosuje siê zasadê super-pozycji. St¹d te¿ przy obliczaniu ob-ci¹¿eñ od pojazdów stosuje siê odpo-wiednie wspó³czynniki uwzglêdniaj¹ceobci¹¿enia od kilku kó³.

02

pionowe obci¹¿enie gruntem [kN/m ]q = h + (H – h )ciê¿ar wody [kN/m ]

= hciê¿ar w³aœciwy gruntu zasypki[kN/m ] (do obliczeñ przyjmuje siêœrednio =19kN/m )ciê¿ar w³aœciwy gruntu zasypki zuwzglêdnieniem si³y wyporu [kN/m ](do obliczeñ przyjmuje siê œrednio

=11kN/m )ciê¿ar w³aœciwy wody w porachgruntu [kN/m ]mi¹¿szoœæ warstwy zasypu powy¿ejrury [m]odleg³oœæ pomiêdzy zwierciad³emwody gruntowej, a powierzchni¹ te-renu

γ γ

γ

γ

· ·

·

'

q

γ'

q

q

γ

w

w w

z

w

1

z 1 1

2

3

3

3

3

3

2

-

-

-

-

-

-

-

γ'

γ

H

h

Page 32: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

2.2.

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowatel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

OBLI

CZEN

IAST

ATYC

ZNO-

WYT

RZYM

A£OŒ

CIOW

ERU

R

OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA£OŒCIOWE RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH

W oparciu o normatywy nale¿yprzyj¹æ jako obci¹¿enie ruchem drogo-wym miarodajny pojazd o trzech osiachdaj¹cych naciski o wartoœciach 60kN (oœprzednia) + 2 x 120 kN (dwie osie tylne).• dla dróg I i II klasy technicznej – kla-

sê A obci¹¿eñ,• dla dróg III, IV i V klasy technicznej

– klasê B obci¹¿eñ,• dla dróg wy¿szych klas technicz-

nych – klasê C obci¹¿eñ.Nacisk od kó³ pojazdu roz³o¿ony

jest na prostok¹t o wymiarach 20 x 60cm.

Norma uzale¿nia wielkoœci obli-czeniowe od klasy obci¹¿eñ.

Dla wymagañ w klasach A, B i Cprzeprowadzono analizê obci¹¿eñprzewodu w zale¿noœci od przykryciarury. Pos³u¿ono siê wzorem Boussine-sque`a:

Z przekszta³cenia powy¿szegowzoru okreœlono zale¿noœæ:

gdzie:P –nacisk ko³a [kN]H –przykrycie przewodu [m]R –odleg³oœæ punktu przy³o¿enia si³y

od rozpatrywanego punktu [m].

Dla okreœlenia wystêpuj¹cego wewzorze wspó³czynnika C sporz¹dzonowykres (zamieszczony obok).

Norma dopuszcza, aby przyzag³êbieniu analizowanej konstrukcjiwiêkszej ni¿ 1,0 m poni¿ej poziomu na-wierzchni, nie uwzglêdniaæ wspó³czyn-nika dynamicznego.

Wykres obowi¹zuje dla okreœlaniaobci¹¿eñ u¿ytkowych dzia³aj¹cych naprzewód o œrednicy do 400 mm. Przyobliczaniu statyczno-wytrzyma³oœcio-wym przewodów wiêkszych œrednicprosimy o kontakt z Dzia³em Technicz-nym Pipelife.

Przy obliczaniu odkszta³ceñ du-¿ych kolektorów przy ma³ym przykryciunale¿y rozpatrzyæ wp³yw wielkoœciœrednicy i rodzaju gruntu w warstwieochronnej i zasypie koñcowym na wiel-koœæ obci¹¿enia.

3 P H2 R5q =

r

3

π[ Pa]k

Ca³kowite pionowe obci¹¿enie ruryu³o¿onej w gruncie wynosi: q = q + q

n z w

03

OBCI¥¯ENIE NORMOWE OD POJAZDÓW

Klasaobci¹¿eñ

Naciski na osie Odleg³oœæ miêdzypojazdamiP

[kN]

120

120

120

120

100

P

[kN]

60

60

60

80

50

A

B

C

D

E

P

[kN]

120

120

120

-

-

[m]

1,00

1,25

1,50

1,50

1,50

1 2 3

q =r 2

C PH

[ Pa]k

0,50,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

1,0 1,5

Wspó³czynnik "C"

Przykrycie przewodu "z" [m]

KLASA OBCI¥¯EÑ "A"KLASA OBCI¥¯EÑ "B"KLASA OBCI¥¯EÑ "C"

2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 0,0 6,5

Page 33: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

2.2.

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

OBLI

CZEN

IAST

ATYC

ZNO-

WYT

RZYM

A£OŒ

CIOW

ERU

R

Modu³ sztywnoœci gruntu

Do obl iczenia odkszta³ceniawzglêdnego œrednicy rury wykorzystu-je siê modu³ sieczny gruntu [E's]. Modu³sieczny gruntu zale¿y od stopnia za-gêszczenia gruntu wokó³ rury i od efek-tywnego parcia gruntu, tzn. od g³êbo-koœci u³o¿enia przewodu.

Modu³y sieczne gruntu ustalane s¹na podstawie badañ gruntów w apara-cie cylindrycznym. W praktyce metodata mo¿e byæ stosowana do obliczeñ od-kszta³ceñ rur z tworzyw sztucznychuk³adanych w gruntach niespoistych.

Modu³ sieczny gruntu zale¿y odstopnia zagêszczenia gruntu wokó³ ru-roci¹gu, wysokoœci przykrycia ruryoraz po³o¿enia poziomu wody grunto-wej. Na rysunku obok podano minimal-ne wartoœci modu³ów siecznych gruntuuzyskane w badaniach.

*) stopieñ zagêszczenia gruntu wg zmodyfikowanej metody Proctora.

Zgodnie z norami skandynawski-mi rury kanalizacyjne bezciœnieniowesklasyfikowano przy u¿yciu wartoœcikrótkotrwa³ej sztywnoœci obwodowejSN wyra¿onej zwykle w kPa (1 kPa =1 kN/m

2) . D la rur o œc iankach

pe³nych, g³adkich moment bezw³ad-noœci przyjmuje siê równy:

OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA£OŒCIOWE RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH

a)

Przykrycie rury H [m] Przykrycie rury H [m]

Wp³yw warunków wykonawstwa

Odkszta³cenie wzglêdne przekrojurury od obci¹¿eñ pionowych okreœlapocz¹tkowe odkszta³cenie rury, po-wstaj¹ce bezpoœrednio po wykonaniuzasypu ruroci¹gu.

Ugiêcie pocz¹tkowe, spowodowanezewnêtrznym obci¹¿eniem pionowym,dla rur zasypywanych gruntem sypkim(np. piaskiem lub ¿wirem) wynosi zazwy-czaj 2% do 4%.

Z wieloletnich obserwacji tereno-wych wynika, ¿e znaczna czêœæ ugiê-cia spowodowana jest pracami wyko-

gdzie:

-maksymalne ugiêcie pocz¹-tkowe [%]

- obliczeniowe teoretyczneugiêcie wywo³ane ob-ci¹¿eniem gruntu i nazio-mu [%]

If - sk³adowa ugiêcia rury wynikaj¹caz warunków monta¿u [%]

Bf - sk³adowa ugiêcia rury wynikaj¹caz warunków pod³o¿a [%]

nawczymi. Z tego powodu w celu okre-œlenia maksymalnego odkszta³ceniapocz¹tkowego, do odkszta³cenia obli-czonego od obci¹¿eñ nale¿y dodaæugiêcie wynikaj¹ce z zastosowanejmetody monta¿u oraz warunkówpod³o¿a.

Maksymalne ugiêcie pocz¹tkowemo¿e byæ obliczone ze wzoru:

q( (( (δD

δD

= 100 + I + Bv vf

mpf

( (δD

v

mp

SPRAWDZANIE STANÓW GRANICZNYCH4.

Stan graniczny u¿ytkowania –ugiêcie

Dla rur u³o¿onych w gruncie ugiê-cie uwarunkowane jest przez zew-nêtrzne obci¹¿enie, sztywnoœæ rury, ja-koœæ obsypki i pod³o¿a oraz przez ro-dzaj zastosowanej technologii monta-¿u.

Teoretycznie ugiêcie spowodowa-ne obci¹¿eniami zewnêtrznymi obli-czone jest ze wzorów [E4]:

gdzie:δv – zmniejszenie œrednicy rury [mm]D – œrednica okrêgu obojêtnego rury

nieodkszta³conej [mm]qv – obci¹¿enie pionowe rury [kN/m2]SN – sztywnoœæ obwodowa rury [kN/m2]E`s – modu³ sieczny gruntu [kN/m2]E – modu³ relaksacji materia³u rury

[kN/m2] (wartoœæ krótkotrwa³aE3min = 3200 [MPa] dla rur PVC)

I – moment bezw³adnoœci œcianki ru-ry [mm3]

e – gruboœæ œcianki rury [mm]

04

I = e12

3

δD

0,083 x q16SN + 0,122E'

=v

sq( (

E [kN/m ]’s

0 1 2 3 4 5 6 7

2500

2000

1500

1000

500

0

90%

85%

80%

75%

stopieñ zagêszczenia *)

2

0 1 2 3 4 5 6 7

5000

4000

3000

2000

1000

0

90%

85%80%75%

stopieñ zagêszczenia *)

E [kN/m ]’s2

q( (δD

100v

b)

Modu³ sieczny gruntu dla zasypki ruroci¹gu z materia³ów sypkicha) poziom wody gruntowej poni¿ej ruryb) poziom wody gruntowej powy¿ej rur

SN = E ID3

Page 34: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

2.2.

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowatel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

OBLI

CZEN

IAST

ATYC

ZNO-

WYT

RZYM

A£OŒ

CIOW

ERU

R

OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA£OŒCIOWE RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH

Wykop stopniowy

Zagêszczenie gruntu bezpoœrednionad rur¹ za pomoc¹ ciê¿kiego sprzêtu

(>0,6 kN)

Du¿y ruch sprzêtu budowlanego przyma³ej g³êbokoœci przykrycia rury

H £ 1,5 m

05

a)

b)

c)

Na wartoœæ sk³adowej monta¿u Ifwp³ywaj¹ warunki budowy:– rzeczywisty kszta³t monta¿u wyko-

pu (rys. a),– metoda i rodzaj u¿ytego sprzêtu do

zagêszczenia (rys. b),– natê¿enie ruchu podczas budowy

(rys. c).

Warunki w dnie wykopu: a) Nierówne pod³o¿e (wystêpowaniekamieni)

b) �le wykonana warstwawyrównawcza

Na wartoœæ sk³adowej ugiêcia Bf

sk³adaj¹ siê:– warunki w dnie wykopu,– jakoœæ wykonawstwa,umiejêtnoœci ekipy monta¿owej.

Page 35: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

2.2.

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

OBLI

CZEN

IAST

ATYC

ZNO-

WYT

RZYM

A£OŒ

CIOW

ERU

R

OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA£OŒCIOWE RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH

W tabelach podano orientacyjnewartoœci sk³adowych ugiêcia If i Bf zale-cane dla wykopów wype³nianych mate-ria³em sypkim.

Wartoœæ œredni¹ ugiêcia pocz¹tkowe-

go otrzymamy, je¿eli we wzorze na ugiêcie

maksymalne - nie uwzglêdnimy

sk³adowej pod³o¿a Bf.

Przy w³aœciwym wykonawstwieœrednie ugiêcie pocz¹tkowe nie prze-kracza na ogó³ 5%.

Dopuszczalne maksymalne ugiê-cia pocz¹tkowe wynosz¹:

– dla rur z PVC - 8%– dla rur z PE i PP - 9%

( (δD

v

mp

*) dotyczy dna wykopu

06

ORIENTACYJNE WARTOŒCI SK£ADOWEJ POD£O¯A B

Warunki w dnie wykopu(jakoœæ pod³o¿a)

23

12

45

23

Sk³adowa pod³o¿a B[%]

wykonawstwo

staranne zwyk³e

Bez nadzoru- bez kamieni *)- grunt z kamieniami i g³azami

Z nadzorem- bez kamieni *)- z kamieniami

f

f

ORIENTACYJNE WARTOŒCI SK£ADOWEJ MONTA¯U RUR I

Metoda monta¿u

1 - 20

1 - 2

0 - 1

Sk³adowa monta¿u I[%]

Rura w wykopach stopniowych- bez nadzoru- z nadzorem

Du¿e obci¹¿enie ruchem pojazdówbudowlanych i H 1.5 m<

Zagêszczenie zasypki wykopu powy¿ej ruryprzy pomocy ciê¿kiego sprzêtu, P 0.6 kN>

f

f

Ze wzglêdu na procesy osiadaniai przemieszczania siê cz¹stek gruntu,zachodz¹ce zarówno w obrêbie obsyp-ki, jak i zasypki, pocz¹tkowe ugiêcie ru-ry bêdzie wzrastaæ w czasie, a¿ do mo-mentu uzyskania wartoœci zblizonej do

sta³ej, ostatecznej wartoœci po 1 rokudo 3 lat od u³o¿enia i zasypania ruro-ci¹gu. Jak wykazuj¹ d³ugoletnie obser-wacje, wielkoœæ ostatecznego ugiêciapo 1 – 3 latach osi¹gnie oko³o dwukrot-noœæ ugiêcia pocz¹tkowego.

Praktycznie dla obliczenia osta-tecznego ugiêcia rury po okresie 3 latnale¿y zastosowaæ wzór:

Maksymalne ostateczne ugiêcierury, bêdzie wiêc wyra¿one wzorem:

gdzie:k – wspó³czynnik odkszta³cenia d³ugo-

terminowego, na podstawie wielo-letnich doœwiadczeñ przyjmujesiê wartoœci 1,5 – 2,0.

( (( (δD

δD

v v= kqmost

+ +If fB

( (( (δD

δD

v v= kqost

Page 36: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

2.2.

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowatel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

OBLI

CZEN

IAST

ATYC

ZNO-

WYT

RZYM

A£OŒ

CIOW

ERU

R

STAN GRANICZNY NOŒNOŒCI – WYBOCZENIE5.

OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA£OŒCIOWE RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH

Pod wp³ywem zewnêtrznego ciœ-nienia gruntu powstaj¹ si³y œciskaj¹cedzia³aj¹ce obwodowo na œciankê rury.Je¿eli si³y te s¹ du¿e, mog¹ spowodo-waæ uszkodzenie powsta³e w wynikuwyboczenia œcianki rury.

Oddzia³ywanie to jest po³¹czonymdzia³aniem du¿ego ciœnienia zewnê-trznego (lub podciœnienia) i niskiej szty-wnoœci rury, co stwarza ryzyko wyst¹-pienia wyboczenia.

Rodzaje wyboczenia

Osadzenie rury w zagêszczonymgruncie znacznie zwiêksza jej odpor-noœæ na wyboczenia, tote¿ wystêpuj¹one w formie drobnych fal. Natomiast,gdy otaczaj¹cy grunt jest luŸny, to od-pornoœæ na wyboczenia jest mniejsza,a wiêc wyst¹pi¹ one w kszta³cie mniejlub bardziej eliptycznym (rys. obok).

grunt luŸny grunt zwiêz³y

Wyboczenia o kszta³cieeliptycznym

Wyboczenia o kszta³ciedrobnych fal

Dla rur drenarskich karbowanychz PVC na ogó³ nie przeprowadza siêobliczeñ statycznych i wytrzyma³oœcio-wych. Przyjmuje siê, ¿e g³êbokoœci dre-na¿y z rur karbowanych z PVC nie po-winny przekraczaæ 3,5 – 4,0 m.

07

Ze wzglêdu na ryzyko wyst¹pieniawyboczeñ dozwolone (bezpieczne)parcie dla gruntów zwiêz³ych mo¿e byæobliczone zgodnie z poni¿szym równa-niem:

q = 5,63Fdop SN E't

gdzie:F –wspó³czynnik bezpieczeñstwa (dla

wszystkich przypadków F=2)SN– sztywnoœæ obwodowa rury [kN/m2]E’t –modu³ styczny gruntu,

charakteryzuj¹cy sztywnoœægruntu [kN/m2] (zaleca siêprzyjmowaæ E ’ t =2E’s)

Przedstawiona powy-¿ej metoda obliczaniaodkszta³ceñ rur z two-

rzyw sztucznych dotyczy prze-wodów kanalizacyjnych (bez-ciœnieniowych) jak i przewodówciœnieniowych, poniewa¿ mak-symalne ugiêcie wyst¹pi, gdyciœnienie wewnêtrzne bêdzierówne zeru.

Wartoœæ ugiêcia rury ograniczonajest warunkiem zachowania szczelno-œci w ca³ym okresie eksploatacyjnymoraz niewielk¹ zmian¹ przepustowoœci.

W zwi¹zku z tym zaleca siê, abymaksymalne d³ugotrwa³e ugiêcie rurynie przekracza³o 15%.

15%≤( (δD

v

most

Page 37: 2. OBLICZENIA RUROCI¥GÓW 2.1. OBLICZENIA …pracownicy.uwm.edu.pl/i.dyka/woda_pliki/obliczenia_rurociagow.pdf · OBLICZENIA HYDRAULICZNE PRZEWODÓW Pipelife Polska S.A. ul.Torfowa

2.2.

Pipelife Polska S.A.ul.Torfowa 4; Kartoszyno; 84-110 Krokowa

tel.:(+ 48 58) 77 48 888; fax: ( 58) 77 48 807;+ 48 e-mail: [email protected]; www.pipelife.pl

OBLI

CZEN

IAST

ATYC

ZNO-

WYT

RZYM

A£OŒ

CIOW

ERU

R

gdzie:ε – dopuszczalne odkszta³cenie

wzglêdne (%)p – ciœnienie robocze [MPa]en – nominalna gruboœæ œcianki [mm]E – modu³ Younga [d³ugotrwa³y]

[MPa]δ – ugiêcie bezwzglêdne [mm]Dn – œrednica nominalna [mm]Df – wspó³czynnik zwi¹zany

z momentem zginaj¹cymspowodowanym ugiêciem.

Wspó³czynnik Df ma charakter z³o¿ony,jego wartoœæ mo¿e zmieniaæ siê w prze-dziale 3 do 10 i wiêcej (œrednio 6).

( (( (δd

ed

v n

n

n

n nfε =

p d2e E

+ D

Odkszta³cenie

Odkszta³cenie dla rur ciœnienio-wych sprawdzamy zgodnie ze wzorem:

Odkszta³cenie wzglêdne œcianki

rury

Dla rur ciœnieniowych odkszta³ce-nie ca³kowite bêdzie sum¹ odkszta³ce-nia zginaj¹cego i rozci¹gaj¹cego. Dlarur z tworzyw sztucznych (materia³ o wy-

sokiej szybkoœci relaksacji naprê¿eniazginaj¹cego), obliczenia mog¹ byæ wy-konywane oddzielnie dla naprê¿eniarozci¹gaj¹cego spowodowanego

Wyboczenie

Sprawdzanie rur na wyboczenianale¿y przeprowadzaæ przy za³o¿eniu,¿e modu³ styczny gruntu E't równy jest

zeru, niezale¿nie od rodzaju gruntuotaczaj¹cego rurê.

OBLICZENIA STATYCZNO-WYTRZYMA£OŒCIOWE RUR Z TWORZYW SZTUCZNYCH

przez wewnêtrzne ciœnienie i osobnodla naprê¿enia zginaj¹cego spowodo-wanego przez obci¹¿enia zewnêtrzne(od gruntu i ruchu ulicznego).

Dla rur ciœnieniowych, posia-daj¹cych du¿¹ sztywnoœæ SN, wybo-czenia rzadko bêd¹ decyduj¹cym kry-terium projektowym.

08

Minimalna niezbêdna wartoœæ sto-sunku gruboœci œciany do œrednicy rury(e/D), dla rury z PVC ze wzglêdu na ry-zyko wyst¹pienia wyboczenia wynosi:

Pod warunkiem, ¿e spe³niona jestzale¿noœæ:

tSN 0,0275 E'>

q = 24 SNFdop

2 E'3F

t+

W przypadku gdy rura otoczonajest gruntem luŸnym, takim jak mu³, gli-na czy i³, dopuszczalne zewnêtrzneparcie gruntu oblicza siê zgodnie zrównaniem:

Ruch drogowy

nie wystêpuje

wystêpuje

(e/D)

0,02

0,025

0,03