Калькулятор гидравлического расчёта канализации

Самотечную канализацию проверяют, чтобы стоки текли с достаточной скоростью и не заиливали трубу.

Что подготовить:

• внутренний диаметр трубы, мм - у трубы 110 * 3,2 мм это 103,6 мм;
• наполнение - доля диаметра, занятая потоком (высота потока, делённая на диаметр): 0,5 - наполовину, 1 - полностью;
• уклон в долях - 0,02 означает 2 см на 1 м;
• длину участка, м - для перепада высот;
• коэффициент шероховатости - для канализационных труб 0,012-0,015, по умолчанию 0,014;
• нормативы: наибольшее наполнение 0,7 (п. 5.4.6), наименьшая скорость 0,7 м/с для труб 150-250 мм (табл. 2), наименьший уклон 0,008 для 150 мм и 0,007 для 200 мм (п. 5.5.1).

СП 32.13330 - это наружные сети. Для внутренней канализации дома (трубы 50 и 110 мм) действует СП 30.13330 с другим критерием: для таких труб меняйте поля минимумов по нему. Для полимерных труб СП 32.13330 требует расчёта по СП 399.1325800 - здесь даётся оценка по Павловскому.

Калькулятор не решает обратную задачу - подбор диаметра или наполнения под расход: наполнение задаётся. Подпор, колодцы, перепады и напорный режим не проверяются.

Расчёт предварительный; для проекта нужен расчёт специалиста по действующим нормам.

Геометрия частично заполненной трубы:

Угол = 2 * arccos(1 - 2 * Наполнение)
Площадь сечения = Диаметр^2 / 8 * (Угол - sin Угол)
Смоченный периметр = Диаметр * Угол / 2
Гидравлический радиус = Площадь сечения / Смоченный периметр

Скорость по Шези с коэффициентом Павловского, расход и перепад:

Показатель = 2,5 * корень(Шероховатость) - 0,13 - 0,75 * корень(Радиус) * (корень(Шероховатость) - 0,1)
Коэффициент Шези = Радиус в степени Показатель / Шероховатость
Скорость = Коэффициент Шези * корень(Радиус * Уклон)
Расход = Площадь сечения * Скорость * 1000
Перепад = Уклон * Длина участка

где диаметр - внутренний, в метрах (введённые мм делятся на 1000); наполнение - доля диаметра; угол - центральный угол смоченной части, в радианах; площадь сечения - площадь живого сечения, кв. м; смоченный периметр и гидравлический радиус (в формулах - "радиус") - в метрах; шероховатость - коэффициент шероховатости; уклон - в долях; скорость - в м/с; расход - в л/с; длина участка - в м.

Источники: формула Шези и коэффициент Павловского - Википедия; нормативы - СП 32.13330.2018 с изм. 1, 2; сверка - таблица Лукиных для трубы 50 мм (rtp.ru): при шероховатости 0,014 формула воспроизводит её ячейки.

Точность вывода: скорость и расход - 0,01, перепад - 0,001 м.

Пример: труба 50 мм, наполнение 0,5, уклон 0,01 - сверка с таблицей Лукиных.

Что не учитывается: подбор диаметра под расход, внутренняя канализация по СП 30.13330, полимерные трубы по СП 399.1325800, подпор и колодцы.