Влияние неравномерности притока сточных вод на теплотехнический расчет канализационной сети

УДК 628.24

ВЛИЯНИЕ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ПРИТОКА СТОЧНЫХ ВОД НА ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ

Майны Ш.Б.

Тувинский государственный университет, Кызыл

INFLUENCE OF AN UNEVEN INFLOW OF SEWAGE ON THERMAL CALCULATION OF SEWERAGE NETWORK Mayny Sh.B.

Tuvan state university, Kyzyl

В статье рассматривается оценка влияния неравномерности притока сточных вод на теплотехнический расчет канализационной сети. Выделенные закономерности могут послужить основанием для разработки теплотехнического расчета бесканальной прокладки канализационных трубопроводов.

Ключевые слова: приток, трубопровод, канализация, заложение.

The article discusses the influence of the irregularity of wastewater inflow on thermal calculation of a sewer network. Selected patterns can serve as a basis for the development of thermal calculation of underground laying of sewage pipelines.

Key words: inflow, pipeline, sewer, foundation.

Первоочередной задачей при проектировании сетей канализации является правильное определение расходов сточных вод. При проведении теплотехнических расчетов канализационных сетей учет влияния расхода сточных вод как непосредственного показателя наполнения трубопровода является необходимостью [1,2]. Влияние величины наполнения трубопровода на талую зону вокруг трубопровода, уложенного в слое сезонного промерзания, напрямую зависит от неравномерности притока сточных вод. Также необходимо отметить зависимость наполнения трубопровода и времени допустимой остановки работы трубопровода во время возможных аварийных ситуаций.

Поступление сточных вод от отдельных объектов колеблется в течение суток и колебания притока бытовых сточных вод в сетях различных городов подчиняются определенной закономерности с незначительными отклонениями.

В зависимости от графика притока сточных вод можно определить степень наполнения трубопровода (рис. 1 а), а от степени наполнения трубопровода зависит размер талой зоны вокруг трубопровода (рис. 1 б).

а) б)

Рис. 1 - Зависимость степени наполнения трубопровода от расходов сточных вод: а - расходы сточных вод г. Кызыла по участкам; б - определение степени наполнения трубопровода от расходов сточных вод

Установлено, что колебания притока сточных вод в канализационной сети по всем участкам подчиняются определенной закономерности с незначительными отклонениями [3,4].

Чаша/т

Рис. 2 - Зависимость величины талой зоны вокруг трубопровода от степени наполнениям - ступенчатый график притока сточных вод г. Кызыла; б - изменение величины талой зоны вокруг канализационного трубопровода область графика, соответствующая степени наполнения трубопровода: 1 - минимальная; 2 -средняя; 3 - максимальная; R1 - внутренний радиус трубопровода; R2 - внешний радиус трубопровода; R3-5 - границы талой зоны вокруг трубопровода; H1 - граница сезонного проникновения отрицательных температур в грунт; H2 - расстояние от поверхности земли до оси трубопровода; H/D1 -наполнение трубопровода на 0,175; H/D 2 - наполнение трубопровода на 0,35; H/D3 -наполнение трубопровода на 0,7.

Выявлено, что неравномерность поступления сточных вод в канализационную сеть зависит от среднего расхода воды протекающей по ней; чем больше средний расход в сети, тем меньше диапазон колебаний расходов по часам суток. По графику расходов сточных вод видно, что 17 часов в сутки трубопроводы работают при наполнении H/D=0,35 в долях единиц.

Учитывая вышеперечисленное можно прийти к выводу, что при теплотехнических расчетах нужно принимать не максимальные значения коэффициента степени наполнения трубопровода, а его средние значения. Величина расчетного радиуса талика примет вид, формула (1):

0 5у

У'тх ТВ ТН >

гт =-3-

где V - корректирующий коэффициент степени наполнения трубопровода; гтх -радиус зоны талого грунта на глубине оси трубы, м; гтв - радиус зоны талого грунта сверху трубы, м; гтн - радиус зоны талого грунта снизу трубы, м.

Исходя из вышесказанного можно представить, что радиус талой зоны вокруг трубопровода имеет несколько границ с мерзлой зоной грунта.

Эти границы в силу своих специфических условий напрямую взаимосвязаны с наполнением трубопровода, как уже говорилось, в течение суток величины наполнения трубопровода можно систематизировать и разбить на три временные зоны - и соответственно температурные поля этих зон будут образовывать эти границы.

На рисунке 2 б показано изменение размера талой зоны вокруг трубопровода в зависимости от степени его наполнения, т.е. размеры талой зоны по трем границам:

- первая граница R3 зависит от тепловых характеристик минимального наполнения трубопровода;

- вторая граница R4 зависит от тепловых характеристик первой и третьей границ наполнения трубопровода;

- третья граница R5 зависит от тепловых характеристик максимального наполнения трубопровода.

Вторая граница является в данном случае основной границей талой зоны т.к. по временным интервалам зона от R5 до R4 возможно будет замерзать в течение времени минимальных наполнений, а в выходные и праздничные дни может приближаться к границе R3 (может колебаться в зависимости от температуры окружающих грунтов).

При расчетах с применением коэффициентов максимального наполнения будет происходить переоценка на 30% (и в ряде случаев до 50%), что может приводить к большим количествам аварий.

В работе Порхаева В.Г. «Рекомендации по теплотехническим расчетам и прокладке трубопроводов в районах с глубоким сезонным промерзанием грунтов», диапазон значений коэффициента V в зависимости от степени наполнения трубопровода учитывается не полностью [5,6,7].

Для расширения диапазона значения коэффициента V более детально были взяты степени наполнения (табл. 1).

аблица 1 - Таблица значения коэффициента v в долях единиц

Температура Степень заполнения трубы в % при трубах

грунта на сталь, чугун

глубине

заложения 10 20 30 35 37 40 50 60 65 70 80 90 100

труб, оС

0 0,800 0,875 0,950 0,953 0,955 0,956 0,963 0,969 0,975 0,981 0,988 0,994 1,000

-2 0,750 0,800 0,850 0,859 0,864 0,869 0,888 0,906 0,925 0,944 0,963 0,981 1,000

-4 0,700 0,750 0,800 0,813 0,819 0,825 0,850 0,875 0,900 0,925 0,950 0,975 1,000

-6 0,660 0,715 0,770 0,784 0,792 0,799 0,828 0,856 0,885 0,914 0,943 0,971 1,000

-8 0,600 0,650 0,700 0,719 0,728 0,738 0,775 0,813 0,850 0,888 0,925 0,963 1,000

бетон, железобетон

0 0,700 0,750 0,800 0,813 0,819 0,825 0,850 0,875 0,900 0,925 0,950 0,975 1,000

-2 0,650 0,700 0,750 0,766 0,773 0,781 0,813 0,844 0,875 0,906 0,938 0,969 1,000

-4 0,600 0,650 0,700 0,719 0,728 0,738 0,775 0,813 0,850 0,888 0,925 0,963 1,000

-6 0,550 0,605 0,660 0,681 0,692 0,703 0,745 0,788 0,830 0,873 0,915 0,958 1,000

-8 0,500 0,550 0,600 0,625 0,638 0,650 0,700 0,750 0,800 0,850 0,900 0,950 1,000

Так для уточнения значений коэффициента наполнения трубопроводов более точно определяем существующие показатели значений коэффициента и расширяем его диапазон от 10 до 100% наполнения (в существующей работе Порхаева В.Г. диапазон ограничивается на показателях наполнения 10, 30 и 100%, табл. 10).

После расширения диапазона данных получаем таблицу 1 коэффициентов наполнения для труб из различных материалов и температуре окружающих грунтов от 0 до -8 °С.

Библиографический список

1. Майны, Ш.Б. Анализ аварий канализационных трубопроводов (на примере г. Кызыла) / Ш.Б. Майны // Вестник гражданских инженеров. - 2015. - № 3(50). С. 197 -201.

2. СП 32.13330.2012 Канализация. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85.

3. Терехов, Л. Д., Гинзбург, А.В. Аварийность водоводов БАМа. Материалы семинара МДНТП / Обеспечение надежности систем хозяйственно-питьевого водоснабжения. М.:МДНТП, 1989. С. 63-66.

4. Майны, Ш.Б., Терехов, Л.Д., Заборщикова, Н.П. Методика определения минимальной глубины заложения начального участка канализационных трубопроводов в суровых климатических условиях / Ш.Б. Майны, Л.Д., Терехов, Н.П. Заборщикова // Вестник гражданских инженеров. - 2016. - № 3(50). С. 116-122.

5. Дадар, А.Х. Архитектурно-строительное и организационно-технологическое проектирование зданий в интересах энергоресурсосбережения. Естественные и технические науки. 2015. № 8 (86). С. 101-104.

6. Болотин, С.А., Дадар, А.Х., Оолакай, З.Х., Чебокчинова, Г.С. Методика детализации «новых» норм продолжительности строительства на основе статистики СНиП 1.04.03-85. Известие вузов. Строительство. - Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 2013. Выпуск 5 - С. 41-47.

7. Рекомендации по теплотехническим расчетам и прокладке трубопроводов в районах с глубоким сезонным промерзанием грунтов. - М.: НИИОСП, 1975. - 91 с.

Bibliograficheskiy spisok

1. Mayny, SH.B. Analiz avariy kanalizatsionnykh truboprovodov (na primere g. Kyzyla) / SH.B. Mayny // Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. - 2015. - № 3(50). S. 197-201].

2. SP 32.13330.2012 Kanalizatsiya. Naruzhnyye seti i sooruzheniya. Aktualizirovannaya redaktsiya SNiP 2.04.03-85.

3. Terekhov, L. D., Ginzburg, A.V. Avariynost' vodovodov BAMa. Materialy seminara MDNTP / Obespecheniye nadezhnosti sistem khozyaystvenno-pit'yevogo vodosnabzheniya. M.:MDNTP, 1989. S. 63-66.

4. Mayny, SH.B., Terekhov, L.D., Zaborshchikova, N.P. Metodika opredeleniya minimal'noy glubiny zalozheniya nachal'nogo uchastka kanalizatsionnykh truboprovodov v surovykh klimaticheskikh usloviyakh / SH.B. Mayny, L.D., Terekhov, N.P. Zaborshchikova // Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. - 2016. - № 3(50). S. 116-122.

5. Dadar, A.KH. Arkhitekturno-stroitel'noye i organizatsionno-tekhnologicheskoye proyektirovaniye zdaniy v interesakh energoresursosberezheniya. Yestestvennyye i tekhnicheskiye nauki. 2015. № 8 (86). S. 101-104.

6. Bolotin, S.A., Dadar, A.KH., Oolakay, Z.KH., Chebokchinova, G.S. Metodika detalizatsii «novykh» norm prodolzhitel'nosti stroitel'stva na osnove statistiki SNiP 1.04.03-85. Izvestiye vuzov. Stroitel'stvo. - Novosibirsk: NGASU (Sibstrin), 2013. Vypusk 5 - S. 41-47.

7. Rekomendatsii po teplotekhnicheskim raschetam i prokladke truboprovodov v rayonakh s glubokim sezonnym promerzaniyem gruntov. - M.: NIIOSP, 1975. - 91 s.

Майны Шончалай Борисовна - старший преподаватель кафедры городского хозяйства Тувинского государственного университета, г. Кызыл, E-mail: shonchikspb@mail.ru

Mayny Shonchalay - senior lecturer of the Tuvan State University, Kyzyl, E-mail: shonchikspb@mail.ru

УДК699.841

ВОЗДЕЙСТВИЕ СЕЙСМИЧЕСКИХ СИЛ НА ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Чылбак А.А.

Тувинский государственный университет, Кызыл

IMPACT OF SEISMIC FORCES ON BUILDINGS AND STRUCTURES

Chylbak A.A.

Tuvan state university, Kyzyl

В статье рассматриваются основные принципы обеспечения сейсмостойкости зданий, процесс передачи сейсмических нагрузок на здания и сооружения, основные конструктивные схемы.

Ключевые слова: сейсмические нагрузки, сейсмостойкость.

The article discusses the basic principles of earthquake resistance of buildings, transfer seismic loads to buildings and structures, basic design scheme.

Keywords: seismic loads, seismic stability.