Сравнение результатов расчета гидравлического уклона самотечных сетей водоотведения по классической и уточненной формуле А. Шези

Цель работы заключается в проведении сравнения результатов расчета по классической формуле Антуана Шези и уточненной формуле Продоуса – Шлычкова. Тандем ученных утверждает, что в их формуле учитывается толщина фактического слоя отложений в лотковой части труб, в отличие от классической формулы гидравлического расчета самотечных сетей водоотведения, введенной в 1769 году. Использование формулы А. Шези для гидравлического расчета новых труб из разных материалов дает достаточную практическую точность расчета i, однако для труб с отложениями в лотковой части исследований не проводилось. Отличительной особенностью формулы А. Шези является то, что в знаменатель входит значение приведенного диаметра труб, который и учитывает влияние толщины слоя отложений h. Для сравнения результатов эффективности двух формул была решена практическая задача. В ней необходимо было сравнить на конкретном примере результаты расчета гидравлического уклона i, подсчитанные по классической формуле А. Шези и по уточненной формуле Продоуса – Шлычкова. Анализ значений характеристик труб свидетельствует о том, что наличие слоя отложений h = 0,1 м в лотковой части труб приводит к увеличению скорости самотечного потока с V_н = 0,88 м/с до V_пр = 2,0 м/с, то есть в 2,27 раз, и гидравлического уклона с i_н  = 0,00282  м/м  до  i_пр = 0,02527 м/м, то есть в 8,96 раз. Следовательно, введение в расчетную формулу значения d_пр позволяет получать более точные результаты гидравлического расчета значений гидравлического уклона i_пр для труб с отложениями в их лотковой части. Приведен пример гидравлического расчета труб с отложениями и построены графики зависимости гидравлического уклона от фактической скорости потока. Полученные расчетные значения сведены в таблицу зависимости характеристик труб от различной скорости самотечного потока. Было рекомендовано внесение уточненной формулы А. Шези в требования нормативного стандарта СП 32.13330.2012.

1. Воинцева И. И., Новиков М. Г., Продоус О. А. Продление периода эксплуатации трубопроводов систем водоснабжения из стальных и чугунных труб // Инженерные системы. АВОК – Северо-Запад. 2019. № 1. С. 44–47.

2. Федоров Н. Ф., Волков Л. Е. Гидравлический расчет канализационных сетей. 4-е изд., испр. М.: Стандарт, 1968. 252 с.

3. Продоус О. А. Зависимость продолжительности исследования металлических трубопроводов водоснабжения от толщины слоя отложений на внутренней поверхности труб // Сборник докладов XV Международной научно-технической конференции, посвященной памяти академика РАН С. В. Яковлева (г. Москва, 19 марта 2020). Москва: МИСИ – МГСУ, 2020. С. 113–117.

4. Продоус О. А., Шлычков Д. И. Об изменении значений гидравлических характеристик напорных канализационных коллекторов из стальных и чугунных труб с внутренними отложениями // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2020. № 12 (744). С. 70–77. https://doi.org/10.32683/0536-1052-2020-744-12-70-77.

5. Орлов В. А. Энергосбережение как результат реконструкции водопроводных сетей бестраншейными методами // Актуальные проблемы строительной отрасли и образования: сборник докладов Первой Национальной конференции (г. Москва, 30 сентября 2020 года). M., 2020. С. 866–870.

6. Чупин Р. В. Оптимизация развивающихся систем водоотведения: монография. Иркутск: ИрГТУ, 2015. 418 с.

7. Schwermer C. U., Uhl W. Calculating expected effects of treatment effectivity and river flow rates on the contribution of WWTP effluent to the ARG load of a receiving river // Journal of Environmental Management. 2021. Vol. 288. p. 112445. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112445.

8. Шевелев Ф. А., Шевелев А. Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: cправ. пособ. М.: Издательский дом «Бастет», 2014. 382 с.

9. Мохов А. И. Отличие системного и комплексного подходов в научных исследованиях // Большая Евразия: развитие, безопасность, сотрудничество: ежегодник. 2019. С. 520–527.

10. Продоус О. А., Шлычков Д. И. Сравнительный анализ расчетных зависимостей для гидравлического расчета самотечных сетей водоотведения // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2021. Т. 11. № 3. С. 462–469. https://doi.org/10/21285/2227-2917-2021-3-462-469.

11. Shlychkov D. Еnergy-saving as an integral part of technical and economic efficiency // Opcion. 2019. Vol. 35. № SpecialEdition24. p. 1626-1636.

12. Мохов А. И., Душкин Р. В. Функциональный подход к интеллектуализации объектов на основе комплексотехники // E-Management. 2020. Т. 3. № 4. С. 13–25. https://doi.org/10.26425/2658-3445-2020-3-4-13-25.

13. Продоус О. А., Шлычков Д. И. Уточненная формула А. Шези для гидравлического расчета самотечных сетей водоотведения в лотковой части труб [Электронный ресурс] // Интеллектуальный марафон в области водоснабжения и водоотведения: сборник докладов участников интеллектуального марафона в области водоснабжения и водоотведения среди молодых ученых, аспирантов и студентов (г. Москва, 9 сентября 2021 г.). М.: МИСИ – МГСУ, 2021. C. 56–60. URL: http://mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr-dostupa/ (16.09.2021).