Menu

Projektowanie syfonów kanalizacyjnych

   Projektowanie syfonów kanalizacyjnych

Syfony kanalizacyjne służą do pokonywania przeszkód terenowych, takich jak koryta rzeczne, niecki czy kolidujące z trasą kanału podziemne obiekty, pod tego typu przeszkodami
 
Rys.1 syfonu pod dnem rzeki (1- komora rozdzielcza na dopływie; 2- przewód płuczący; 3 - komora połączeniowa na odpływie)
Przepływ w syfonie, złożonym z jednego lub z kilku przewodów, odbywa się pod ciśnieniem, ze stratą energii  ∆hs - na pokonanie oporów liniowych i miejscowych według schematu na rys.2
 
Rys.2 Schemat działania syfonu pod dnem rzeki. ∆hs - różnica poziomów zwierciadeł wody na wlocie i wylocie z syfonu.
Prędkość przepływu ścieków w przewodach syfonowych, nawet przy minimalnych przepływach, powinna być większa od prędkości samooczyszczania. Na ogół przyjmuje się jako minimum:
  • 0,9 m/s w kanalizacji rozdzielczej (przy przepływach nocnych ścieków pogody bezdeszczowej - nie mniej niż 0,7 m/s),
  • 1,2 m/s w kanalizacji ogólnospławnej.
Z drugiej strony prędkość przepływu nie powinna być zbyt duża, gdyż prowadzi do dużych wartości strat hydraulicznych (Δhs) i w konsekwencji do dużych niezbędnych różnic den kanałów na wlocie i wylocie z syfonu.
     W kanalizacji deszczowej bądź ogólnospławnej stosuje się najczęściej kilka przewodów syfonowych, o różnych średnicach i o wlotach na różnych poziomach, włączających się do pracy kolejno, w miarę zwiększania się strumienia dopływających ścieków pogody deszczowej.
     Ze względu na występujące wytrącanie się i odkładanie osadów należy przewidzieć możliwość płukania i czyszczenia (mechanicznego lub hydrodynamicznego) przewodów syfonowych, zwłaszcza odcinków wznoszących się. Celowa jest więc budowa przed syfonami (na kierunku napływu ścieków) studzienki jako piaskownika oraz studzienki (na wylocie z syfonu) umożliwiającej płukanie i zbieranie popłuczyn. Minimalna średnica syfonu to 0,15 m. Stosuje się tutaj rury żeliwne, stalowe czy żelbetowe, obecnie  coraz częściej również wzmocnione tworzywa sztuczne.
     Ogólnie, stosowanie syfonów kanalizacyjnych jest rozwiązaniem bardzo kłopotliwym w eksploatacji. Syfony powinny być więc projektowane tylko w wyjątkowych przypadkach, gdyż są w praktyce wysoce awaryjne - wymagają częstego czyszczenia.
Obliczenia hydrauliczne syfonów sprowadzają się do:
  • doboru średnic przewodów syfonowych (ds) ze względu na prędkość przepływu υs,
  • określenia strat hydraulicznych w syfonie (Δhs), tj. różnicy zwierciadeł ścieków w studzienkach 1 i 2 lub różnicy rzędnych dna kanałów dopływowego i odpływowego.
Rys.3 Schemat obliczeniowy syfonu.
gdzie:
 ξi  -  współczynniki strat miejscowych: na wlocie i zmianach kierunków - łuki 1 i
 λ - współczynnik oporów liniowych na długości odcinków l1, l2l3 - z wzoru Colebrooka - White’a lub z formuły Chezy-Manninga (dla strefy oporów kwadratowych):
 αs -  współczynnik energii kinetycznej równy współczynnikowi strat wylotowych
Gdy występuje kilka rur syfonowych o różnych średnicach di - jak na rysunku 4, wówczas:
                                        Rys.4 Schemat dla układu równolegle działających rur syfonowych
gdzie:
Kz - zastępczy współczynnik oporności układu równolegle połączonych przewodów syfonowych, s2/m5,
     Ki - współczynnik oporności przewodu syfonowego o średnicy di,
     Kli- współczynnik oporności liniowej przewodu di o długości Σ li ,
     Kmi - współczynnik oporności miejscowej Σ ξi przewodu di,
     Ci  - współczynnik oporności właściwej przewodu di (do strat liniowych), s2/m6
     SKi - współczynnik oporności przewodu di (do strat miejscowych), s2/m5
Wartości współczynników Ci oraz SKi przewodów żeliwnych i stalowych znaleźć można w literaturze, np. [ Mielcarzewicz E. Wł.: Obliczanie systemów zaopatrzenia w wodę. Arkady, Warszawa 2000]. Natomiast przykłady wymiarowania hydraulicznego syfonów podane są m.in. w pracach [Mysiak M.: Zarys kanalizacji. Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, 1970; Gruszecki T., Wartalski J.: Kanalizacja. Materiały pomocnicze do ćwiczeń projektowych. Wydawnictwo Wyższej Szkoły Inżynierskiej w Koszalinie 1986; Błaszczyk W., Roman M., Stamatello H.: Kanalizacja. Tom I. Arkady, Warszawa 1974].
 

 

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});