eem3_a5 consideratii hidraulice

of 28 /28
STF - EEM 3 Editia 02.0 Iulie 2008 ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI CARACTERISTICI ALE TUBURILOR ŞI FITINGUTILOR CORUGATE DIN POLIETILENĂ DE ÎNALTĂ DENSITATE (PEID) CONSIDERAŢII HIDRAULICE CUPRINS 1. Introducere ............................................................................................................................................................. 1 2. Evaluări energetice ................................................................................................................................................ 2 1.1 Evaluarea pierderilor .................................................................................................................................... 2 1.1.1 Pierderi minore ................................................................................................................................................. 2 1.1.2 Pierderi majore ................................................................................................................................................. 3 3. Evaluarea capacităţii hidraulice ............................................................................................................................. 4 4. Evaluarea eficientei hidraulice ............................................................................................................................... 7 5. Conducte cu deversare libera................................................................................................................................ 8 6. Bibliografie ............................................................................................................................................................ 13 7. Anexe .................................................................................................................................................................... 13 1. INTRODUCERE Structura tuburilor corugate cu pereţi dubli EUROEM şi materialele utilizate conferă excelente performanţe hidraulice pe termen lung, superioare sistemelor clasice. Peretele interior neted, cu coeficient redus de frecare şi rezistenţă ridicată la abraziune nu facilitează acumularea de reziduuri, permiţând auto-curăţarea chiar la pante şi viteze mici de curgere. Pentru proiectarea sistemelor de canalizare şi drenaj trebuie să se ţină cont de volumul maxim de fluid prevăzut a fi transportat, de dimensiunea şi tipul structural al conductei care trebuie să asigure transportarea volumului maxim prevăzut. De asemenea, trebuie luată în considerare natura fluidului transportat, aluviunile transportate în suspensie şi târâte etc. Viteze mai mari de curgere ajută la păstrarea sedimentelor în suspensie, uşurând transportul acestora. Un grad mai scăzut de sedimentare reduce necesităţile de mentenanţă şi ajută la păstrarea caracteristicilor hidraulice ale conductei. Tuburile corugate cu pereţi dubli EUROEM se utilizează pentru transportul gravitaţional al fluidelor (sisteme de canalizare menajeră, industrială sau pluvială, sisteme de drenaj, subtraversări sau podeţe) oferind caracteristici hidraulice superioare sistemelor clasice. Peretele interior al conductei, care asigură funcţia de transport a fluidelor este realizat dintr-un compound pe bază de PE-ID (polietilenă de înaltă densitate), material cu coeficienţi mici de frecare, rezistenţă mare la abraziune, rezistenţă mecanică şi optim al raportului rigiditate/elasticitate. În cele ce urmează vor fi prezentate unele dintre modelele şi modurile de calcul utilizate practic pentru evaluarea caracteristicilor hidraulice ale conductelor, particularizate şi cu exemplificări pentru tuburile EUROEM. Modelele general utilizate în prezent pentru evaluări practice sunt modele semi-empirice cu vechime mai mare de un secol, propuse iniţial pentru curgere uniformă (secţiunea de curgere este constantă pe toată lungimea conductei – conductă prismatică) şi staţionară (viteza de descărcare şi ceilalţi factori legaţi de aceasta sunt constanţi în timp), corectate cu factori experimentali pentru compensarea efectelor care apar în curgerea reală (frecări şi turbulenţe). Aceste modele au fost ulterior evaluate teoretic luând în considerare toţi factorii legaţi de curgerea reală, demonstrându-se viabilitatea pentru evaluări practice cu precizii acceptabile.

Upload: catalin-sandu

Post on 25-Dec-2015

49 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

Tevi

TRANSCRIPT

Page 1: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

STF - EEM 3

Editia 02.0 Iulie 2008

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

CARACTERISTICI ALE TUBURILOR ŞI FITINGUTILOR CORUGATE DIN POLIETILENĂ DE ÎNALTĂ DENSITATE (PEID) CONSIDERAŢII HIDRAULICE

CUPRINS

1. Introducere .............................................................................................................................................................1 2. Evaluări energetice ................................................................................................................................................ 2 1.1 Evaluarea pierderilor .................................................................................................................................... 2 1.1.1 Pierderi minore ................................................................................................................................................. 2 1.1.2 Pierderi majore ................................................................................................................................................. 3

3. Evaluarea capacităţii hidraulice .............................................................................................................................4 4. Evaluarea eficientei hidraulice............................................................................................................................... 7 5. Conducte cu deversare libera................................................................................................................................ 8 6. Bibliografie............................................................................................................................................................13 7. Anexe....................................................................................................................................................................13

1. INTRODUCERE

Structura tuburilor corugate cu pereţi dubli EUROEM şi materialele utilizate conferă excelente performanţe hidraulice pe termen lung, superioare sistemelor clasice. Peretele interior neted, cu coeficient redus de frecare şi rezistenţă ridicată la abraziune nu facilitează acumularea de reziduuri, permiţând auto-curăţarea chiar la pante şi viteze mici de curgere. Pentru proiectarea sistemelor de canalizare şi drenaj trebuie să se ţină cont de volumul maxim de fluid prevăzut a fi transportat, de dimensiunea şi tipul structural al conductei care trebuie să asigure transportarea volumului maxim prevăzut. De asemenea, trebuie luată în considerare natura fluidului transportat, aluviunile transportate în suspensie şi târâte etc. Viteze mai mari de curgere ajută la păstrarea sedimentelor în suspensie, uşurând transportul acestora. Un grad mai scăzut de sedimentare reduce necesităţile de mentenanţă şi ajută la păstrarea caracteristicilor hidraulice ale conductei. Tuburile corugate cu pereţi dubli EUROEM se utilizează pentru transportul gravitaţional al fluidelor (sisteme de canalizare menajeră, industrială sau pluvială, sisteme de drenaj, subtraversări sau podeţe) oferind caracteristici hidraulice superioare sistemelor clasice. Peretele interior al conductei, care asigură funcţia de transport a fluidelor este realizat dintr-un compound pe bază de PE-ID (polietilenă de înaltă densitate), material cu coeficienţi mici de frecare, rezistenţă mare la abraziune, rezistenţă mecanică şi optim al raportului rigiditate/elasticitate. În cele ce urmează vor fi prezentate unele dintre modelele şi modurile de calcul utilizate practic pentru evaluarea caracteristicilor hidraulice ale conductelor, particularizate şi cu exemplificări pentru tuburile EUROEM. Modelele general utilizate în prezent pentru evaluări practice sunt modele semi-empirice cu vechime mai mare de un secol, propuse iniţial pentru curgere uniformă (secţiunea de curgere este constantă pe toată lungimea conductei – conductă prismatică) şi staţionară (viteza de descărcare şi ceilalţi factori legaţi de aceasta sunt constanţi în timp), corectate cu factori experimentali pentru compensarea efectelor care apar în curgerea reală (frecări şi turbulenţe). Aceste modele au fost ulterior evaluate teoretic luând în considerare toţi factorii legaţi de curgerea reală, demonstrându-se viabilitatea pentru evaluări practice cu precizii acceptabile.

Page 2: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Pg. 2 ANEXA 5 – Consideratii hidraulice Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

2. EVALUĂRI ENERGETICE

Modelele bazate pe legi de conservare a energiei stabilesc dependenţe între presiuni, căderi (diferenţa dintre cotele verticale), viteze, densităţi fluid, secţiuni transversale ale conductelor, precum şi mărimi derivate, precum debite. Utilizarea practică a acestor modele vizează în special evaluări de presiuni în diferite puncte ale unei conducte, cunoscând debitele descărcate.

Modelul matematic se bazează pe ecuaţia de continuitate (ecuaţia Bernoulli de conservare a energiei pentru un fluid în mişcare sub efect gravitaţional printr-o conductă închisă şi înclinată). Considerând două secţiuni pentru o conductă 1 (amonte) şi 2 (aval) conform Fig. A5.1, cu o „cădere” Dz = z1 – z2, ecuaţia de continuitate poate fi scrisă sub forma:

hVP

zVP

z Lgggg

+++=++22

2

222

2

111

ρρ (2.1)

unde g = acceleraţia gravitaţională = 9,806 m/s2

ρ = densitatea fluidului [kg/m3] – apă la 5°C ρ = 1000 kg/m3 - apă la 20°C ρ = 998,2 kg/m3 z1 = înălţimea secţiunii 1 – amonte ; z2 = înălţimea secţiunii 2 – aval [m] P1 = presiunea fluidului în secţiunea 1 – amonte ; P2 = presiunea fluidului în secţiunea 2 – aval [N/m2] V1 = viteza fluidului în secţiunea 1 – amonte ; V2 = viteza fluidului în secţiunea 2 – aval [m/s] hL = pierderea de energie exprimată în unităţi de lungime o pierdere de căderii (z1 - z2) [m] Componenta de pierderi hL sumează toate pierderile minore hm (ventile, coturi, ramificaţi etc.) şi majore hf (frecări fluid – conductă): hL = hm + hf În situaţii practice, cunoscând debitul volumic descărcat, Q = VA [m3/s] pentru o conductă plină, unde V = viteza de fluidului (m/s) iar A este aria secţiunii transversale [m2] determinată de diametrul conductei, se poate măsura pierderea de presiune după o anumită lungime L a conductei evaluând astfel empiric pentru o situaţie dată, toate pierderile (minore şi majore).

( )( )

( )g

obtinempentrugg

PPzzhAA

AA

AAQPPzzh LL ρρ

12212

2

2

1

2

2

2

1

2

12

21212

−−=

−⋅−

−− −=−= (2.2)

Relaţiile de mai sus evidenţiază semnificaţia termenului de pierderi hL care chiar dacă este un termen dintr-o ecuaţie energetică, reprezintă o „pierdere de cădere” în curgerea gravitaţională a fluidului. Având determinate pierderile totale pentru o porţiune de conductă, ecuaţia de conservare poate fi folosită ulterior pentru determinarea presiunilor sau altor mărimi necunoscute cuprinse în relaţie în situaţii de transport la capacitate maximă a conductei (plină) utilizând relaţiile:

( ) ( )VVhzzPP Lg2

2

2

121122

−+−−+=ρ

ρ (2.3)

Sau, considerând Q = VA în m3/s, relaţia de mai sus devine:

( ) ( )hzzPPAAAA

AAQhzzPP LL gpentrug −−+=⇒=

−⋅−−−+=

2112212

2

2

1

2

2

2

1

2

21122

ρρ

ρ (2.4)

1.1 Evaluarea pierderilor Evaluarea teoretică a pierderilor, cuprinzând pierderile minore şi pierderile majore se face utilizând modele semi-empirice care conţin coeficienţi prin care se realizează corecţii funcţie de situaţiile date.

1.1.1 Pierderi minore

Pierderile minore (hm) datorate fitingurilor pot fi estimate utilizând relaţia:

g

K Vhm

2

2

⋅= sau A

Qh

gKm 2

2

2⋅= (2.5)

Page 3: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02 ANEXA 5 – Consideratii hidraulice Pg. 3

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

K = coeficientul de pierderi minore (adimensional), V = viteza de curgere (m/s), g = acceleraţia gravitaţională A = aria secţiunii transversale [m2], Q = VA debitul volumic descărcat [m3/s] Valorile coeficientului K depind de condiţiile practice şi se găsesc tabelate în literatura de specialitate. Tabelul A5.1 prezintă unele valori orientative ale acestui coeficient. Tabel A5.1

VENTILE K COTURI K Sferic – complet deschis 10 Standard 90°, cu flanşă sau sudat 0,3 Unghiular – complet deschis 2 Standard 90°, interpătruns 1,5 Sertar – complet deschis 0,15 Rază mare 90°, cu flanşă sau sudat 0,2 Sertar – deschis ¼ 0,26 Rază mare 90°, interpătruns 0,7 Sertar – deschis ½ 2,1 Standard 45°, interpătruns 0,2 Sertar – deschis ¾ 17 Rază mare 45°, interpătruns 0,4

Pierderile minore totale sumează pierderile pentru fiecare component al porţiunii de reţea: ∑= hh mim

1.1.2 Pierderi majore

Pentru evaluări ale pierderilor majore datorate abaterii de la curgerea ideală, cel mai des utilizat este modelul bazat pe relaţia Hazen–Williams, datorită simplităţii. Acest model este aplicabil doar pentru curgerea gravitaţională a apei, în domeniul de temperaturi 4 - 25°C. SRCkV h

54,063,0 ⋅⋅= - relaţia Hazen–Williams (2.6)

L

hS

f= exprimat în [m/m] are semnificaţia de pantă (înclinaţia conductei = înclinaţia suprafeţei superioare a apei

= înclinaţia liniei energetice pentru curgerea staţionară) iar L = lungimea conductei [m] hf = pierderea majoră [m] - exprimată în unităţi de lungime, cu semnificaţia de pierdere de cădere (de nivel)

4

DRh = este raza hidraulică D = diametrul conductei [m] (2.7)

V = viteza de curgere, definită anterior A

QV = (2.8)

k = coeficient de conversie pentru unităţi de măsură: k = 0,85 – pentru unităţi de măsură în Sistem Internaţional C = coeficientul Hazen-Williams care se găseşte tabelat pentru diverse materiale. Valoarea acestuia descreşte odată cu scăderea performanţelor peretelui interior al conductei. Tabelul următor prezintă valori informative ale coeficientului C. Tabel A5.2

MATERIAL C MATERIAL C Polietilena de înaltă densitate (PE-ID) 145-150 Fontă - nouă 130 Plastice în general (termoplastice) 140 -150 Fontă – după 10 ani 105-115 Polimeri vitrifiaţi (termorigide) 110-140 Fontă – după 20 ani 90-100 Sticlă 140 Fontă – după 30 ani 75-90 Cupru 130-140 Fontă – după 40 ani 65-85 Plumb 130-140 Beton – turnat în cofraje metalice 140 Oţel emailat interior 145-150 Beton – turnat în cofraje din lemn 120 Oţel ne-emailat interior 140-150 Beton – format centrifugal 135

Utilizând datele de mai sus, expresia pierderilor majore conform acestui model poate fi exprimată prin relaţia:

54.,0

63,2

5875,3

DC

QLh f

⋅= (2.9)

Valori mai precise pentru pierderile majore se obţin utilizând modelul matematic bazat pe relaţia Darcy–Weisbach aplicabilă în general pentru fluide (nu doar apă), pe un domeniu larg de temperaturi. Aceasta este un model utilizat atunci când este necesară rigurozitate mai mare.

Page 4: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Pg. 4 ANEXA 5 – Consideratii hidraulice Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

gD

Lf

Vh f

2

2

⋅⋅= - relaţia Darcy–Weisbach (2.10)

hf = pierderea majoră [m] L = lungimea conductei [m] D = diametrul conductei [m] g = acceleraţia gravitaţională [m/s2] V = viteza de curgere a fluidului [m/s] V = Q/A (Q = debit de descărcare [m3/s] ; A = aria secţiunii [m2]) f = factor de frecare Moody (adimensional)

În aproximaţia curgerii laminare: Re

f64

= unde 2100≤⋅

DVRe (numărul Reynolds) (2.11)

ν = vâscozitatea cinematică [m2/s] - pentru apă, vâscozitatea cinematică la 5°C este de 1,52 x 10-6 m2/s, la 15°C este de 1,142 x 10-6 m2/s, la 20°C este de 1,00 x 10-6 m2/s, iar la 40°C este de 0,661 x 10-6 m2/s.

În situaţia curgerii turbulente: 5000 ≤ Re ≤ 108 şi

+

=

RD

e

e

f

9,0

74,5

7,3ln

2

325,1 (2.12)

unde: e = rugozitatea suprafeţei [m] are valoarea „0” pentru polietilenă şi alte plastice şi valori 10-6 ≤ D

e≤ 10-2

pentru alte materiale (beton 3 x 10-3, fonta turnată 2,6 x 10-4, oţeluri comerciale 4,5 x 10-5 etc).

3. EVALUAREA CAPACITĂŢII HIDRAULICE

Pentru evaluarea debitului descărcat printr-o conductă în cazul curgerii gravitaţionale, cel mai utilizat în prezent este modelul Manning. Acesta este bazat pe ecuaţia Manning, o ecuaţie semi-empirică de simulare a curgerii apei prin canale şi conducte dezvoltată iniţial pentru curgere staţionară uniformă şi verificată practic în peste un secol de utilizare la diverse aplicaţii practice, realizând evaluări cu o precizie acceptabilă în cazul conductelor lungi. Ecuaţia este inconsistentă dimensional şi în acest sens, termenul k cuprinde în el unităţile de măsură pentru consistenţa dimensională. Această ecuaţie este utilizată cu succes şi pentru simularea curgerii cu variaţie graduală, în situaţii în care canalul de curgere nu este prismatic.

(3.1) k = coeficient pentru conversie unităţi de măsură. Pentru Sistemul Internaţional: k = 1 n = coeficient Manning – rugozitate - este funcţie de materialul conductei Rh= raza hidraulică a secţiunii perpendiculare [m] ; S = panta energetică [m/m] – pentru curgerea staţionară = panta suprafeţei apei = panta fundului canalului de curgere; hf = pierderea de cădere (definită anterior); L = lungimea de referinţă a conductei [m] Ah = aria secţiunii de curgere determinată perpendicular pe fundul canalului de curgere [m2] V = viteza medie de transport a fluidului [m/s] Q = debitul mediu de fluid (descărcarea) [m3/s] P = perimetrul udat [m] – lungimea de contact dintre fluid şi conductă y = adâncimea fluidului în conductă [m] (y<D). Dacă panta S este mică, atunci utilizarea simplă a dimensiunii verticale introduce doar erori minime. T = lăţimea limitei superioare a fluidului în conductă [m] (T<D) θ = unghiul de umplere al conductei [radiani] – o conductă cu θ = 0 radiani este goală (y=0); o conductă cu θ = π radiani (180°) este pe plină pe jumătate (y=D/2) iar o conductă cu θ = 2π radiani (360°) este plină (y=D).

Page 5: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02 ANEXA 5 – Consideratii hidraulice Pg. 5

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

În modelul Manning, rugozitatea (coeficientul Manning) este definitoriu pentru capacitatea de descărcare a conductei, fiind dependentă atât de materialul din care este realizată conducta cât şi de diametrul acestuia. Cu cât valoarea acestuia este mai mică, cu atât este mai ridicată capacitatea hidraulică a conductei, permiţând selectarea unor diametre mai mici. Tabelul A5.3 prezintă unele valori informative pentru coeficientul Manning, utile pentru comparaţii funcţie de natura materialului conductei. Tabel A5.3 MATERIAL n MATERIAL n Alamă 0,011 Beton finisat 0,012 Fontă nouă 0,013 Beton nefinisat 0,014 Oţel neted 0,012 Plăci ceramice 0,014 Metal corugat interior 0,022 Asfalt 0,016 Sticlă 0,010 Zidărie 0,022 Polietilena de înaltă densitate corugat (PE-ID) cu perete interior neted 0,009 – 0,012 Polietilena de înaltă densitate corugat (PE-ID) cu perete interior corugat 0,014 – 0,022 PVC – perete interior neted 0,009 – 0,012

Pentru timpi lungi de utilizare, coeficienţii Manning vor fi sever influenţaţi de coroziunea conductelor şi de modificarea suprafeţelor datorită abraziunii. În acest sens, polietilena de înaltă densitate prezintă un avantaj major faţă de alte materiale datorită rezistenţei deosebite la acţiunea agenţilor chimici, a coeficienţilor de frecare mici şi a rezistenţei ridicate la abraziune. Anexele A5.A şi A5.B prezintă sub formă tabelară şi ca diagrame capacităţile hidraulice pentru tuburile corugate din polipropilenă cu pereţi dubli (perete interior neted – anexa A5.A) şi cu un singur perete corugat (ţevi pentru încetinirea curgerii A5.B) calculate conform modelului Manning pentru conducte pline (y=D). Diagramele reprezintă debitele transportate (Q), respectiv vitezele de transport (V) funcţie de panta conductei şi de diametrul interior al acesteia. Tuburile corugate EuroEM sunt definite folosind ca referinţă diametrele exterioare (DN/OD), în concordanţă cu prevederile EN 13476. Tabelul A5.4 prezintă diametrele interioare minime, corespunzătoare pentru ambele clasele de rigiditate SN4 şi SN8. Tabel A5.4 Diametrul exterior DN/OD [mm] 200 250 315 400 500 630 800 1000

Diametrul interior minim [mm] 176 216 271 343 427 535 675 850

În scopul comparării capacităţii hidraulice pentru conducte cu diferiţi coeficienţi Manning, vom considera situaţii în care conducta este complet încărcată, total admisibil şi în general folosit pentru evaluările uzuale: θ = 2π radiani (360°) iar y=D.

Considerând pentru conducta plină (θ = 2π):

4

2D

AAhπ== ; DP π= ;

4

D

P

AR

hh ==

Ecuaţia Manning (3.1) devine:

n

SDV

⋅=

52,2

21

32

pentru viteze

n

SDQ

21

38

312,0⋅

= pentru debite

(3.2)

Fig. A5.3

Comparatie capacitati hidraulice functie de diametru si de coeficientul

Manning

800/685

800/685

630/543

630/543

500/434

Dia

m.E

xt.[m

m] / D

iam

.In

t. [m

m]

500/434

400/344

400/344

315/272

315/272250/216.6

250/216.6

1000/862

200/176.4

1000/862

200/176.4

1

10

100

1000

10000

0.1 1 10S [%]

Q [

L/s

]

Page 6: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Pg. 6 ANEXA 5 – Consideratii hidraulice Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Diagrama prezentată în Fig. A5.3 evidenţiază capacităţile hidraulice diferite pentru conducte de acelaşi diametru dar realizate din materiale diferite. S-au considerat coeficienţi Manning de 0,0095 (utilizaţi adesea pentru conductele de polietilenă de înaltă densitate) şi coeficienţi de 0,024, pentru alte materiale, mai rugoase. Se constată cu uşurinţă faptul că înregistrăm capacităţi hidraulice mai mici odată cu creşterea coeficientului Manning (rugozităţii). Spre exemplu, o conductă DN/OD 1000 cu n=0,024 va fi capabilă a transporta un debit de lichid semnificativ mai mic decât o conductă cu DN/OD 800 cu n=0,0095. Pentru evaluările hidraulice ale tuburilor EuroEM, în această lucrare s-au utilizat valori ale coeficientului Manning cuprinse între 0,01 şi 0,012 considerându-le mai adecvate, deşi în unele lucrări de specialitate şi studii, valorile acestui coeficient pentru polietilena de înaltă densitate sunt cuprinse în intervalul 0,0095 – 0,01. Exemplu: Estimaţi diametrul necesar pentru o conductă instalată la o pantă de 1,5%, pentru a transporta un debit maxim de 1000 l/s, pentru o conductă din polietilenă de înaltă densitate. Considerăm debitul transportat exprimat prin ecuaţia Manning (3.1) pentru situaţia în care conducta transportă la întreaga capacitate (conductă plină) şi scriem relaţiile sub forma (3.3) determinând diametrul necesar:

⋅⋅⋅ =⇒==

S

nQD

DRAS

nQ

21

35

4

4

38

35

38

32

21

π (3.3)

Înlocuind valorile: Q = 1000 l/s = 1 m3/s ; panta S = 1,5 % = 0,015 m/m iar n=0,012 (valoare superioară pentru siguranţă), se va obţine:

mmD 94,647

015,0

012,05,04

21

35 3

8

==

⋅⋅

π (3.4)

Cel mai apropiat diametru interior de tub EuroEM care satisface condiţia impusă este Di = 685 mm, pentru tubul DN/OD 800. Un rezultat similar se poate obţine utilizând diagrama de curgere din Anexa A5.A, prezentată de asemenea în fig. A5.4.

Fig. A5.4

Diagrama de curgere pentru conducte EURO EM canalizare, perete interior neted

- Debit functie de diametru si panta -

200/176

250/216

315/271

400/343

500/427

630/535

800/675

1000/850

1

10

100

1000

10000

0.1 1 10

Panta [%]

Deb

it [

l/s]

Page 7: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02 ANEXA 5 – Consideratii hidraulice Pg. 7

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Intersecţia dintre abscisa (panta) „1,5” şi ordonata (debitul) 1000 l/s este situată între curbele corespunzătoare tuburilor DN/OD 800 şi DN/OD 600, alegându-se valoarea superioară, diametrul imediat mai mare faţă de punctul determinat pe diagramă, deci DN/OD 800 ca şi în situaţia calculului precedent.

4. EVALUAREA EFICIENTEI HIDRAULICE

Selectarea unei ţevi de un diametru dat pentru aplicaţiile practice se face de pe baza debitului maxim estimat a fi transportat prin conductă, în condiţiile de capacitate maximă de transport (conductă plină) asigurând în acelaşi timp şi condiţia de auto-curăţare a conductei (viteză minimă de transport 0,75m/s – 1,0m/s în cazul tuburilor corugate cu pereţi dubli) pentru debitele minime prevăzute. Evaluarea eficienţei hidraulice explicitând modul în care se realizează transportul fluidului prin conducte pentru diferite nivele de umplere, se poate realiza simplu, utilizând modelul Manning descris mai sus. În diagramele următoare (Fig. A5.5) sunt prezentate evoluţiile debitelor transportate şi ale vitezelor funcţie de nivelul de încărcare, sub forma y/D = f(Q/Q0) şi y/D = f(V/V0), pentru o conductă de diametru (D), coeficient Manning de rugozitate (n) şi pantă (S) date. Se notează cu Q0 si V0 valorile debitelor, respectiv vitezelor pentru conducta plină (y/D = 1).

Debitul relativ functie de incarcare conducta

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Q/Q0

y/D

Viteza relativa functie de incarcre conducta

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

V/V0

y/D

Fig. A5.5 Se observă faptul că valori maxime pentru debite transportate (Q) şi viteze de transport (V) nu se obţin pentru conducta plină. Valoarea maximă a debitului se înregistrează pentru y/D = 0,938. O valoare a debitului egală cu cea pentru conducta plină, Q = Q0 se obţine şi pentru y/D = 0,82. Sub acest ultim raport de încărcare a conductei, debitul transportat scade. Valoarea maximă a vitezei de transport este la y/D = 0,81 iar valoarea vitezei la nivel de umplere jumătate din diametru (y/D = 0,5) este egală cu cea pentru transport în condiţii de conductă plină. Între nivel de umplere y/D = 0,5 şi conductă plină, valorile vitezelor sunt mai mari. În Anexa A5.C este prezentată tabelar dependenta debitelor transportate si a vitezelor de nivelul de umplere, pantă şi diametrul conductelor EuroEM. Se poate constata faptul că atunci când nivelul de umplere al conductei este sub jumătate, atât vitezele de descărcare cât şi debitele descresc. Alături de vitezele maxime de transport utilizate pentru dimensionarea conductelor, vitezele minime sunt de asemenea importante şi trebuie luate în considerare întrucât nivelul de sedimentare în conducte creşte odată cu scăderea vitezei iar pentru canalizări în special, atât menajere cât şi pluviale, trebuie asigurată condiţia de auto-curăţare a conductei. Pentru sistemele ţevile corugate din PE-ID viteza minimă recomandată în literatura de specialitate pentru a asigura condiţia de auto-curăţare este cuprinsă între 0,75 m/s şi 1 m/s. Orice obstrucţionare datorată depunerilor, pe lângă modificarea capacităţii hidraulice a conductei, poate duce la formarea unor gaze periculoase precum H2S, NH3, CH4, CO2 etc. Cu titlu informativ, în tabelele din Anexa A5.D este prezentată o estimare a pantelor minime necesare pentru diferite diametre de conducte EuroEM, considerând nivele reduse de umplere (10%, 15%, 20% şi 25%) astfel încât să fie îndeplinită condiţia de auto-curăţare, la o viteză minimă de transport de 0,9 m/s. O metodă des utilizată în calculele de evaluare practică a capacităţii hidraulice, simplificând aplicarea ecuaţiei Manning, este „Metoda factorului de transport” (conveyance metod) bazată pe definirea unui factor de transport „K”. Introducerea acestui factor simplifică ecuaţia Manning la forma:

Page 8: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Pg. 8 ANEXA 5 – Consideratii hidraulice Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

SKQ 21

⋅= unde n

RAK

h h⋅

=⋅ 3

2

(4.1)

Toţi parametrii au semnificaţiile definite anterior. Utilizând factorul de transport K (conveyance factor), evaluarea debitului transportat se simplifică. Coeficientul Manning „n” rămâne parametrul critic, la ţevi de diametre egale acesta fiind singurul parametru care realizează diferenţierea funcţie de situaţiile concrete, determinând la rândul lui valoarea factorului de transport K. În Anexa A5.E sunt prezentaţi sub formă tabelară factorii de transport „K” pentru diferite diametre de conductă şi diferite niveluri de umplere. Dacă în calculele care stau la baza tabelului prezentat în Anexa A5.E se consideră un acelaşi coeficient Manning „n”=0,01 pentru toate diametrele de ţevi (aproximaţie utilizată în multe evaluări), rezultatele obţinute sunt în totală concordanţă cu cele comunicate de Utah State University Water Research Laboratory (SUA). Ţinând cont şi de rezultatele altor studii, pentru o mai sigură evaluare, s-au considerat diferiţi coeficienţi Manning pentru diferite diametre de ţeavă, rezultând factori de transport K mai mici odată cu creşterea „n” în comparaţie cu cei comunicaţi de Universitatea Utah. Se observă faptul că pentru nivele de umplere de peste 65%, factorul de transport K este mai mare de 0,25 pentru toate diametrele de ţevi. Această ultimă metodă poate fi utilizată cu uşurinţă pentru evaluarea rapidă a debitelor transportate prin conducte la diferite nivele de umplere.

5. CONDUCTE CU DEVERSARE LIBERA

În accepţiunea prezentei lucrări conductele de deversare realizează transportul prin curgere liberă a apei între două puncte, pe sub un drum, o cale ferată, un canal sau alt obstacol natural sau artificial, realizând o funcţie de drenare şi implicând lungimi mai mici de transport ca în cazul subtraversărilor şi podeţelor sau mai mari funcţie de mărimea obstacolului. Chiar dacă suntem în situaţia unui sistem hidraulic simplu, calculul poate deveni complex datorită varietăţii condiţiilor de drenaj care la rândul lor depind de diferiţi parametri. Evaluările hidraulice trebuie să asigure diametrele minime necesare transportului cantităţilor de apă determinate prin studiile hidrogeologice. Transportul prin conductă se poate realiza în condiţii de umplere totală a conductei sau umplere parţială, pentru întreaga lungime sau pentru o parte din lungimea acesteia, funcţie de nivelele apei la începutul conductei (amonte) sau la sfârşitul acesteia (aval). Din această cauză, pentru selectarea conductelor de deversare (drenare) sunt necesare datele hidrogeologice dar şi date legate de cerinţele particulare cum ar fi nivelele admisibile de apă, vitezele maxime de transport etc. Deversarea libera printr-o conductă de drenaj poate fi controlată atât prin condiţiile de intrare cât şi prin cele de ieşire. Controlul prin intrare este legat de limitarea curgerii prin conductă datorită caracteristicilor intrării acesteia (conducta poate transporta mai mult decât acceptă intrarea). Acest tip de control apare cel mai adesea la conductele scurte, netede şi cu pante relativ mari. Caracteristicile hidraulice ale componentelor situate aval de secţiunea de intrare, nu afectează curgerea. Aceasta este condiţionată doar de nivelul apei la intrarea în conductă (imediat înainte de intrare) şi de caracteristicile geometrice ale intrării care cuprind tipul de intrare, forma conductei şi secţiunea transversală a acesteia. Controlul prin ieşire este legat de limitarea curgerii prin conductă datorită frecării cu pereţii interiori ai acesteia (conducta nu este capabilă a transporta un debit atât de mare pe cât acceptă intrarea). Controlul prin intrare are pondere majoră în special pentru conducte lungi, rugoase şi cu pante mici. În determinarea capacităţii de transport, sunt consideraţi toţi parametrii geometrici şi hidraulici: se includ toţi factorii care guvernează controlul prin intrare, nivelul suprafeţei apei la ieşire, panta, lungimea şi rugozitatea conductei. Tipul controlului depinde de asemenea de vitezele de curgere. Pentru o conductă de drenaj liber dată, controlul prin intrare poate guverna un domeniu de viteze de descărcare iar controlul prin ieşire poate guverna alte regimuri de curgere. De aceea, atunci când se realizează selectarea unei conducte, este esenţial să se verifice controlul la intrare şi la ieşire în acord cu adâncimile admisibile la intrare şi ieşire, verificând faptul ca drenajul să se realizeze pe suprafeţe libere. Suplimentar, viteza de transport şi panta conductei nu trebuie să depăşească valorile maxime reglementate regional sau naţional.

Page 9: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02 ANEXA 5 – Consideratii hidraulice Pg. 9

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Există mai multe modele de calcul pentru selectarea conductelor de transport liber şi mai multe standarde aplicabile, funcţie de domeniu. În cele ce urmează, se face doar o prezentare informativă a unor aspecte legate de modelele de calcul. Considerând o conductă înclinată ca în Fig. A5.6, ecuaţia de conservare a energiei poate fi scrisă sub forma:

hhhV

HV

ZH sirePierderiIetrarePierderiInecarePierderiFrWgg

HHW ++++=++ ∆22

2

0

2

0 (5.1)

unde: HW= adâncimea apei la intrare [m]; H0= adâncimea apei la ieşire [m]; ∆Z = diferenţa de nivel [m]; V, VHw, VHo= viteze prin conductă, înainte de intrare în conductă şi imediat după ieşirea din conductă [m/s]; g= acceleraţia gravitaţională [m/s2]

Pierderile la intrarea în conductă depind de geometria intrării şi de viteza de transport. Acestea se datorează modificării regimului hidraulic datorită constrângerilor impuse la intrare şi caracterului diferit al curgerii.

În Fig. A5.7 este ilustrat schematic şi simplificat faptul la intrarea în conductă există două zone distincte: una de contracţie şi una de expansiune. În zona de contracţie viteza creşte până la atingerea punctului de maximă contracţie. În această zonă se înregistrează o cădere pe curba hidraulică şi simultan o creştere a energiei cinetice egală cu căderea curbei energetice minus pierderile prin frecare. Imediat după contracţie urmează o zonă de expansiune rapidă a curgerii care are o importanţă majoră în pierderile totale la intrare.

Caracterizarea pierderilor la intrare se face uzual printr-un „coeficient de pierderi la intrare” Ke definit pe baze energetice, prin energii cinetice şi dependent de viteza prin conductă V şi de viteza critică Vcrt prin relaţia: KVV ecrt +⋅= 1 (5.2)

Pentru exprimarea pierderilor la intrare ca pierderi de cădere, relaţia este asemănătoare celei utilizate la punctul 2.1.1, utilizând coeficientul de pierderi Ke:

g

VKh etrarePierderiIn

2

2

⋅= (5.3)

Valorile coeficientului de pierderi la intrare sunt date în norme şi lucrări de specialitate, alegerea acestei valori fiind raportată la condiţiile particulare. Fig. A5.8 prezintă o exemplificare pentru 3 situaţii şi valorile corespunzătoare ale coeficientului Ke de pierderi la intrare.

Întrucât în situaţiile practice viteza apei înainte de intrarea în conductă (VHw) este mult mai mică decât viteza de transport prin conductă şi se poate considera ca neglijabilă. Fig. A5.9 detaliază condiţiile la intrare în situaţia

descrisă şi evidenţiază faptul că pe baza condiţiei de echilibru la intrarea în conductă, adâncimea apei la intrare poate fi scrisă sub forma:

( ) hV

KHg

eW +⋅+=2

2

1 (5.4)

Page 10: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Pg. 10 ANEXA 5 – Consideratii hidraulice Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Parametrii la ieşirea din conductă şi nivelul H0 al apei la ieşire depind de modul în care se face preluarea debitului transportat. Spre exemplu, în situaţia preluării apei printr-un canal de secţiune trapezoidală, ca în Fig. 5.10, capacitatea hidraulică a canalului poate fi exprimată prin ecuaţia Manning scrisă sub forma:

⋅⋅=

P

A

n

SAQ

t

t

t

32

21

(5.5)

Qt = debitul descărcat prin canal

( )ZZH

bHA RLt

tt ++⋅=2

2

= aria secţiunii transversale (5.6)

++++= ZZHbP RLt

2211 = perimetru udat (5.7)

St = panta axei longitudinale a canalului (considerată egală cu panta energetică); nt = coeficientul Manning pentru materialul din care este realizat canalul de deversare Ht = adâncimea apei în canal, egală practic cu H0 în cele mai multe situaţii. De obicei, debitul Qt este dat ca şi condiţie de intrare, constructivă şi este necesară calcularea Ht = H0 Viteza de transport a apei prin canal (Vt) poate fi determinată prin relaţia:

A

QV

t

tt = fiind practic egală cu VHo (5.8)

În cele mai multe situaţii, pentru calculele de dimensionare a conductei de deversare, Vt= VHo este mult mai mic decât V (viteza de descărcare prin conductă) iar componenta relaţiei (5.1) care conţine pătratul acestei viteze de la ieşirea din conductă devine foarte mic, considerat neglijabil. Pierderile prin frecare pot fi exprimate prin relaţiile Manning prezentate anterior (vezi capitol 3.1):

n

SRV

h2

13

2⋅

= de unde R

VnS

h3

4

22 ⋅= iar L

R

Vnhh PfecarePierderiFr

h

⋅⋅

==3

4

22

(5.9)

unde Lp = lungimea conductei iar celelalte mărimi sunt conform definirii anterioare. Utilizând relaţiile (5.3) şi (5.9) pentru pierderile la intrarea şi ieşirea din conductă şi considerând vitezele înainte de intrare şi după ieşire ca neglijabile, pierderile totale pot fi exprimate sub forma:

g

V

R

LngKH

h

Pe

2

22

12

34

+⋅

+=⋅

∆ (5.10)

Având în vedere faptul că ∆Z reprezintă diferenţa de nivel şi poate fi exprimat sub forma SLZ P ⋅=∆ , unde LP

este lungimea conductei in [m] iar S panta exprimată în [m/m], relaţia (5.1) poate fi scrisă sub forma:

SLhV

R

LngKSLhHH P

PePW

gh

⋅−+⋅

+⋅

+=⋅−+=⋅

∆ 0

22

02

12

34

(5.11)

Unde ho = adâncimea de referinţă a apei la ieşire care poate fi H0 sau o valoare corectată funcţie de viteza şi nivelul critic de umplere al conductei (hc). Nivelul critic este legat de condiţia de curgere critică prin conductă, manifestată la valori de minim ale energiei specifice, ceea ce poate fi exprimat prin relaţia (5.12):

13

2

=⋅

A

TQ

hg (5.12)

unde Q = debitul transportat [m3/s], Ah = aria hidraulică a secţiunii transversale [m2], T = lăţimea limitei superioare a fluidului în conductă (vezi Fig. A5.2).

( )θθ sin8

2

−= DAh ; ( )yDyT −⋅= 2 ;

yD

Ttg

2

2

=θ ;

−=

2cos1

2

θDy (5.13)

Nivelul critic „hc” este valoarea critică a nivelului în conductă „y” calculată conform relaţiei (5.12).

Page 11: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02 ANEXA 5 – Consideratii hidraulice Pg. 11

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

În Anexa A5.F este prezentată diagrama nivelelor critice prezentate sub forma hc/D, funcţie de diametre şi debite, obţinută prin rezolvarea numerică a ecuaţiei (5.12). În situaţii practice, în general se impune un debit Q necesar a fi transportat, o lungime dată a conductei LP, panta conductei S, adâncimea maximă la intrare Ham, şi o înălţime disponibilă a profilului. De asemenea, impusă prin reglementări regionale sau naţionale este viteza maximă de transport prin conductă. De regulă, aceasta poate avea o valoare maximă de 2m/s - 3m/s. Pentru dimensionarea conductei, se porneşte de la relaţiile Manning, obţinându-se o selecţie primară a diametrului pentru transportul în condiţii de conductă plină, în condiţii de viteză maximă de transport, utilizând relaţiile:

π

π AD

DA

V

QA

⋅=⇒

⋅=⇒= 4

4

2

(5.14)

Controlul la intrare: verificarea condiţiilor de intrare implică determinarea nivelului apei la intrare „HW” care trebuie să fie mai mică decât valoarea maximă admisibilă „Ham”. Dacă nu a fost stabilită anterior, în această etapă se precizează tipul de intrare, selectând valoarea corespunzătoare a coeficientului de pierderi la intrare „Ke” funcţie de geometria intrării (informativ, vezi Fig. A5.8). Fig. A5.11 ilustrează tipuri de control la intrare.

Tradiţional, pentru a estima HW se utilizează nomograme standardizate, adaptate situaţiilor practice concrete (Inlet Control Nomographs). Utilizând nomogramele se determină HW /D, funcţie de diametrul D preselectat pentru conductă, debitul necesar a fi transportat şi tipul de intrare (valoare coeficient Ke), iar apoi se calculează HW şi se compară cu valoarea maximă admisibilă Ham. În Anexa A5.G este prezentată informativ o diagramă pentru control la intrare, cu prezentarea exemplificarea pentru un debit de 1,5 m3/s şi un diametru interior selectat de 800mm. Se observă faptul că pentru a avea liberă partea superioară a conductei, relaţia (5.4) devine:

( ) DV

KHg

eam +⋅

⋅+≤2

2

1 (5.15)

Dacă urmare a verificării legate de condiţia de control a intrării se constată că HW ≥ Ham, se va considera un diametru mai mare, calculând noua viteză de transport prin conductă cu ajutorul relaţiei (5.12) corespunzătoare. Procedeul se repetă, crescând diametrul, până când se obţine HW < Ham iar valoarea diametrului corespunzătoare se consideră pentru evaluările ulterioare. Controlul la ieşire: consideră pe lângă parametrii de intrare şi parametrii legaţi de caracteristicile hidraulice ale conductei (rugozitate), caracteristicile ieşirii şi a nivelului apei în aval. Situaţiile practice întâlnite mai frecvent pentru tipurile de control prin ieşire sunt ilustrate în fig. A5.12.

Page 12: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Pg. 12 ANEXA 5 – Consideratii hidraulice Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Primul pas al controlului prin ieşire este estimarea Hw şi compararea acesteia cu valoarea maximă admisibilă Ham. Dacă lungimea conductei este sub 40 metri, pentru calcul se utilizează relaţia (5.16):

SLhHH PW ⋅−+= ∆ 0 (5.16)

∆H se calculează utilizând relaţia (5.10) unde pentru coeficientul Manning este cel definit anterior iar Ke este valoarea selectată pentru tipul de intrare. ∆H se poate calcula şi utilizând nomograme standardizate pentru controlul la ieşire. Anexa A5.H prezintă un exemplu de utilizare a unei astfel de nomograme, pentru o conductă cu coeficient Manning 0,024. Dacă se doreşte estimarea valorii corespunzătoare pentru un coeficient Manning 0,011 spre exemplu, lungimea actuală a conductei se va transforma într-o lungime echivalentă conform relaţiei:

n

nLL

p

epe 2

2

= (5.17)

unde: Lp = lungimea actuală [m] Le = lungimea echivalentă [m] np = coeficient Manning actual (ex. 0,011) ne = coeficient Manning echivalent (ex. 0,024) Pentru lungimi mai mari de conducte, sau ca situaţie alternativă, se utilizează abac-urile standardizate, adaptate situaţie particulare. Pentru evaluarea nivelului h0 considerat pentru calcul, este necesară estimarea nivelului critic. Aceasta se face utilizând diagrame ca cea prezentată pentru exemplificare în Anexa A.5F cu ajutorul căreia se selectează hC/D funcţie de diametrul conductei şi debitul transportat iar apoi se calculează hC pentru diametrul selectat „D” Selectarea nivelului h0 se face conform schemei următoare:

dacă H0 > D (ieşire imersată) atunci h0 = H0 dacă hc = D (ieşire deschisă) atunci h0 = D dacă hc < H0 < D atunci h0 = cea mai mare dintre valorile „H0” sau „(hc + D)/2” dacă H0 < hc atunci h0 = hc

Utilizând relaţiile (5.16) precum şi cele menţionate mai sus pentru parametrii incluşi, se determină valoarea HW corespunzătoare controlului la ieşire. Dacă HW ≥ Ham urmare a calculului la ieşire, diametrul selectat pentru conductă este insuficient şi se va selecta un nou diametru, mai mare. Calculele de dimensionare se reiau, începând cu controlul intrării, pentru noul diametru selectat, până în momentul în care se obţine condiţia HW ≤ Ham. Comparând valorile nivelului la intrare HW, calculate prin controlul intrării „HWintrare” şi valoarea corespunzătoare determinată prin controlul ieşirii „HWieşire”, cea mai mare dintre acestea va determina tipul de control care caracterizează situaţia dată: controlul prin intrare sau controlul prin ieşire. Selectarea diametrelor conductelor folosind controlul prin intrare şi controlul prin ieşire se realizează în prezent mai precis şi cu un efort mai mic, utilizând software specializat pentru proiectarea acestor sisteme: vezi modulul

Page 13: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02 ANEXA 5 – Consideratii hidraulice Pg. 13

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

corespunzător din AutoCAD sau programe on-line specializate, accesibile pe Internet (www.lmnoeng.com, www.heastad.com, www.scientificsoftwaregroup.com, www.fhwa.dot.gov/engineering/hydraulics/software.cfm, http://flow-pro.prosoft-apps.qarchive.org/, www.softree.com/products/Civil_Engineering.htm, etc). Recomandăm utilizarea unor astfel de programe pentru selectarea diametrelor tuburilor utilizate în diverse aplicaţii.

6. BIBLIOGRAFIE

1. Streeter, V. L., E. B. Wylie, and K. W. Bedford. Fluid Mechanics. WCB/McGraw-Hill. 9ed. 1998. 2. Hwang, N. H. C. and R. J. Houghtalen. Fundamentals of Hydraulic Engineering Systems. Prentice Hall.

3ed. 1996. 3. Roberson, J. A., J. J. Cassidy, and M. H. Chaudhry. Hydraulic Engineering. John Wiley and Sons, Inc.

2ed. 1998. 4. Munson, B.R., D. F. Young, and T. H. Okiishi. Fundamentals of Fluid Mechanics. John Wiley and Sons,

Inc. 3ed. 1998. 5. Gerhart, P. M, R. J. Gross, and J. I. Hochstein. Fundamentals of Fluid Mechanics. Addison-Wesly

Pubishing Co. 2ed. 1992. 6. Mays, L. W. editor. Hydraulic design handbook. McGraw-Hill Book Co. 1999. 7. Potter, M. C. and D. C. Wiggert. Mechanics of Fluids. Prentice-Hall, Inc. 1991. 8. Roberson, J. A. and C. T. Crowe. Engineering Fluid Mechanics. Houghton Mifflin Co. 1990. 9. White, F. M. Fluid Mechanics. McGraw-Hill, Inc. 1979. 10. Chaudhry M.H. Open-Channel Flow, Prentice Hall, New Jersey, USA. 1993 11. Corrugated Polyethylene Pipe Association (CPPA), A division of the Plastics Pipe Institute Inc., Hydraulic

Considerations or Corrugated Polyethylene Pipe, Whashington D.C., USA. 2000 12. Barfuss, Steven and J. Paul Tullis. Friction factor test on high density polyethylene pipe. Hydraulics

Report No. 208. Utah Water Research Laboratory, Utah State University. Logan, Utah. 1994. 13. Tullis, J. Paul, R.K. Watkins, and S. L. Barfuss. Innovative new drainage pipe. Proceedings of the

International Conference on Pipeline Design and Installation, ASCE. March 25-27, 1990. 14. Tullis, B. P., D. S. Anderson and S. C. Robinson. Entrance Loss Coefficients and Inlet Control Head-

Discharge Relationships for Buried-Invert Culverts. Manuscript Number: IRENG5074R1. Utah State University: Logan, UT. 2006.

15. Chow, V. T. Open-Channel Hydraulics. McGraw-Hill, Inc. 1988. 16. French, R. H. Open-Channel Hydraulics. McGraw-Hill Book Co. 1985. 17. Normann, J. M. Hydraulic design of highway culverts. HDS-5 (Hydraulic Design Series 5). FHWA-IP-85-

15. NTIS publication PB86196961. 1985.

7. ANEXE

ANEXA A5.A – Capacitate hidraulica – tuburi corugate EuroEM cu pereţi dubli ANEXA A5.B – Capacitate hidraulica – tuburi corugate EuroEM cu un singur perete ANEXA A5.C – Evaluare debite şi viteze funcţie de nivelul de umplere, panta şi diametrul conductelor ANEXA A5.D – Estimare pante minime pentru conducte EuroEM ANEXA A5.E – Estimare factori de transport „K” ANEXA A5.F – Nivele critice ANEXA A5.G – Exemplu de nomogramă control intrare ANEXA A5.H – Exemplu de nomogramă control ieşire

Elaborat

Ing. Sorin Balint

---------------------------------------------------------

Page 14: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

STF - EEM 3

Editia 02.0 Iunie 2008

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Diagrama DEBITE transportate funcţie de DIAMETRE şi de PANTE

- tuburi EuroEM cu pereţi dubli, perete interior neted

Diagrama de curgere pentru conducte EURO EM canalizare, perete interior neted

- Debit functie de diametru si panta -

Фext=200mm ;

Фint=176mm

Фext=250mm ;

Фint=216mm

Фext=315mm ;

Фint=271mm

Фext=400mm ;

Фint=343mm

Фext=500mm ;

Фint=427mm

Фext=630mm ;

Фint=535mm

Фext=800mm ;

Фint=675mm

Фext=1000mm ;

Фint=850mm

1

10

100

1000

10000

0.1 1 10Panta [%]

De

bit

[l/

s]

Page 15: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02 ANEXA A5.A – Capacitati hidraulice –pereti dubli Pg. 15

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Diagrama VITEZE de transport funcţie de DIAMETRE şi de PANTE

- tuburi EuroEM cu pereţi dubli, perete interior neted

Diagrama vitezelor pentru conducte EURO EM canalizare, perete interior neted

- Viteza de curgere functie de diametru si panta -

Фext=200mm ;

Фint=176mm

Фext=250mm ;

Фint=216mm

Фext=315mm ;

Фint=271mm

Фext=400mm ;

Фint=343mm

Фext=500mm ;

Фint=427mm

Фext=630mm ;

Фint=535mm

Фext=800mm ;

Фint=675mm

Фext=1000mm ;

Фint=850mm

0.1

1

10

0.1 1 10Panta [%]

Vit

eza

[m

/s]

Page 16: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Pg. 16 ANEXA A5.A – Capacitati hidraulice –pereti dubli Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Tabel CAPACITĂŢI HIDRAULICE - tuburi EuroEM cu pereţi dubli, perete interior neted DN/OD [mm] 200 250 315 400

Di [mm] 176 216 271 343

"n" 0.010 0.010 0.010 0.010

Panta S [%] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s]

0.1 9.73 0.4 16.56 0.45 30.32 0.53 56.82 0.62

0.2 13.62 0.56 23.41 0.64 42.87 0.74 80.36 0.87

0.3 16.54 0.68 28.68 0.78 52.51 0.91 98.42 1.07

0.4 19.22 0.79 33.11 0.9 60.63 1.05 113.6 1.23

0.5 21.41 0.88 37.02 1.01 67.78 1.18 127.1 1.38

0.6 23.6 0.97 40.55 1.11 74.25 1.29 139.2 1.51

0.62 23.84 0.98 41.22 1.13 75.48 1.31 141.5 1.53

0.64 24.33 1 41.88 1.14 76.69 1.33 143.8 1.56

0.66 24.57 1.01 42.53 1.16 77.88 1.35 146 1.58

0.68 25.06 1.03 43.17 1.18 79.05 1.37 148.2 1.6

0.7 25.3 1.04 43.8 1.2 80.2 1.39 150.3 1.63

0.74 26.03 1.07 45.04 1.23 82.46 1.43 154.6 1.67

0.76 26.52 1.09 45.64 1.25 83.57 1.45 156.6 1.7

0.78 26.76 1.1 46.24 1.26 84.66 1.47 158.7 1.72

0.8 27.25 1.12 46.83 1.28 85.74 1.49 160.7 1.74

0.82 27.49 1.13 47.41 1.29 86.81 1.51 162.7 1.76

0.84 27.74 1.14 47.98 1.31 87.86 1.52 164.7 1.78

0.86 28.22 1.16 48.55 1.33 88.9 1.54 166.6 1.8

0.88 28.47 1.17 49.11 1.34 89.93 1.56 168.6 1.83

0.9 28.71 1.18 49.67 1.36 90.94 1.58 170.5 1.85

0.92 29.2 1.2 50.22 1.37 91.95 1.6 172.4 1.87

0.94 29.44 1.21 50.76 1.39 92.94 1.61 174.2 1.89

0.96 29.68 1.22 51.3 1.4 93.92 1.63 176.1 1.91

0.98 29.93 1.23 51.83 1.42 94.9 1.65 177.9 1.93

1 30.41 1.25 52.35 1.43 95.86 1.66 179.7 1.95

1.1 31.87 1.31 54.91 1.5 100.5 1.74 188.5 2.04

1.2 33.33 1.37 57.35 1.57 105 1.82 196.8 2.13

1.3 34.55 1.42 59.69 1.63 109.3 1.9 204.9 2.22

1.4 36.01 1.48 61.94 1.69 113.4 1.97 212.6 2.3

1.5 37.22 1.53 64.12 1.75 117.4 2.04 220.1 2.38

1.6 38.44 1.58 66.22 1.81 121.3 2.1 227.3 2.46

1.7 39.66 1.63 68.26 1.86 125 2.17 234.3 2.54

1.8 40.63 1.67 70.24 1.92 128.6 2.23 241.1 2.61

1.9 41.85 1.72 72.16 1.97 132.1 2.29 247.7 2.68

2 42.82 1.76 74.04 2.02 135.6 2.35 254.1 2.75

2.2 45.01 1.85 77.65 2.12 142.2 2.47 266.5 2.89

2.4 46.95 1.93 81.1 2.21 148.5 2.58 278.4 3.01

2.6 48.9 2.01 84.42 2.3 154.6 2.68 289.7 3.14

2.8 50.85 2.09 87.6 2.39 160.4 2.78 300.7 3.25

3 52.55 2.16 90.68 2.48 166 2.88 311.2 3.37

3.5 56.69 2.33 97.94 2.67 179.3 3.11 336.2 3.64

4 60.58 2.49 104.7 2.86 191.7 3.32 359.4 3.89

4.5 64.23 2.64 111.1 3.03 203.4 3.53 381.2 4.13

5 67.88 2.79 117.1 3.2 214.4 3.72 401.8 4.35

5.5 71.04 2.92 122.8 3.35 224.8 3.9 421.4 4.56

6 74.2 3.05 128.2 3.5 234.8 4.07 440.1 4.76

7 80.29 3.3 138.5 3.78 253.6 4.4 475.4 5.15

8 85.88 3.53 148.1 4.04 271.1 4.7 508.2 5.5

9 90.99 3.74 157.1 4.29 287.6 4.99 539 5.83

10 95.86 3.94 165.6 4.52 303.1 5.26 568.2 6.15

Page 17: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02 ANEXA A5.A – Capacitati hidraulice –pereti dubli Pg. 17

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Tabel CAPACITĂŢI HIDRAULICE - tuburi EuroEM cu pereţi dubli, perete interior neted DN/OD [mm] 500 630 800 1000

Di [mm] 427 535 675 850

"n" 0.011 0.012 0.012 0.012

Panta S [%] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s]

0.1 93.08 0.65 155.1 0.69 289.9 0.81 533.4 0.94

0.2 131.8 0.92 220.3 0.98 408 1.14 754.7 1.33

0.3 160.4 1.12 267.5 1.19 497.4 1.39 924.9 1.63

0.4 184.7 1.29 310.2 1.38 576.1 1.61 1067 1.88

0.5 207.6 1.45 346.2 1.54 644.1 1.8 1192 2.1

0.6 227.7 1.59 379.9 1.69 705 1.97 1305 2.3

0.62 230.6 1.61 386.7 1.72 715.7 2 1328 2.34

0.64 234.9 1.64 391.2 1.74 730 2.04 1351 2.38

0.66 237.7 1.66 397.9 1.77 740.7 2.07 1368 2.41

0.68 242 1.69 404.6 1.8 751.5 2.1 1390 2.45

0.7 244.9 1.71 409.1 1.82 762.2 2.13 1407 2.48

0.74 252 1.76 422.6 1.88 783.7 2.19 1447 2.55

0.76 254.9 1.78 427.1 1.9 794.4 2.22 1470 2.59

0.78 259.2 1.81 433.9 1.93 805.2 2.25 1487 2.62

0.8 262.1 1.83 438.4 1.95 815.9 2.28 1509 2.66

0.82 264.9 1.85 442.9 1.97 826.6 2.31 1526 2.69

0.84 269.2 1.88 449.6 2 833.8 2.33 1543 2.72

0.86 272.1 1.9 454.1 2.02 844.5 2.36 1560 2.75

0.88 275 1.92 460.8 2.05 855.3 2.39 1578 2.78

0.9 277.8 1.94 465.3 2.07 866 2.42 1600 2.82

0.92 280.7 1.96 469.8 2.09 873.2 2.44 1617 2.85

0.94 283.5 1.98 474.3 2.11 883.9 2.47 1634 2.88

0.96 287.8 2.01 481.1 2.14 891 2.49 1651 2.91

0.98 290.7 2.03 485.6 2.16 901.8 2.52 1668 2.94

1 293.6 2.05 490.1 2.18 912.5 2.55 1685 2.97

1.1 307.9 2.15 514.8 2.29 955.5 2.67 1765 3.11

1.2 320.8 2.24 537.3 2.39 998.4 2.79 1844 3.25

1.3 333.7 2.33 559.8 2.49 1038 2.9 1918 3.38

1.4 346.6 2.42 580 2.58 1077 3.01 1992 3.51

1.5 359.4 2.51 600.2 2.67 1116 3.12 2066 3.64

1.6 370.9 2.59 620.5 2.76 1152 3.22 2128 3.75

1.7 382.4 2.67 638.4 2.84 1188 3.32 2196 3.87

1.8 393.8 2.75 658.7 2.93 1224 3.42 2258 3.98

1.9 403.8 2.82 676.7 3.01 1256 3.51 2321 4.09

2 413.9 2.89 692.4 3.08 1288 3.6 2383 4.2

2.2 435.3 3.04 726.1 3.23 1353 3.78 2497 4.4

2.4 454 3.17 759.8 3.38 1410 3.94 2610 4.6

2.6 472.6 3.3 791.3 3.52 1467 4.1 2718 4.79

2.8 489.8 3.42 820.5 3.65 1524 4.26 2820 4.97

3 506.9 3.54 849.8 3.78 1578 4.41 2917 5.14

3.5 548.5 3.83 917.2 4.08 1703 4.76 3149 5.55

4 585.7 4.09 980.1 4.36 1821 5.09 3371 5.94

4.5 621.5 4.34 1039 4.62 1932 5.4 3575 6.3

5 655.9 4.58 1095 4.87 2036 5.69 3768 6.64

5.5 687.4 4.8 1149 5.11 2136 5.97 3949 6.96

6 717.4 5.01 1200 5.34 2229 6.23 4125 7.27

7 774.7 5.41 1297 5.77 2408 6.73 4454 7.85

8 829.1 5.79 1387 6.17 2577 7.2 4761 8.39

9 879.3 6.14 1470 6.54 2734 7.64 5050 8.9

10 926.5 6.47 1549 6.89 2881 8.05 5328 9.39

Page 18: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

STF - EEM 3

Editia 02.0 Iunie 2008

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Diagrama DEBITE transportate funcţie de DIAMETRE şi de PANTE

- tuburi EuroEM cu un singur perete corugat (profilat)

Diagrama de curgere pentru conducte EURO EM incetinire curgere - un singur perete profilat

- Debit functie de diametru si panta -

Фext=200mm

Фint=176mm

Фext=250mm

Фint=216mm

Фext=315mm

Фint=272mm

Фext=400mm

Фint=344mm

Фext=500mm

Фint=434mm

Фext=630mm

Фint=543mm

Фext=800mm

Фint=685mm

Фext=1000mm ;

Фint=850mm

1

10

100

1000

10000

0.1 1 10Panta [%]

De

bit

[l/s

]

Page 19: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02 ANEXA A5.B – Capacitati hidraulice –un perete Pg. 19

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Diagrama VITEZE de transport funcţie de DIAMETRE şi de PANTE

- tuburi EuroEM cu un singur perete corugat (profilat)

Diagrama de curgere pentru conducte EURO EM incetinire curgere - un singur perete profilat

- Viteza de curgere functie de diametru si panta -

Фext=200mm

Фint=176.4mm

Фext=250mm

Фint=216.6mm

Фext=315mm ; Фint=271mm

Фext=400mm

Фint=343mm

Фext=500mm

Фint=434mm

Фext=630mm

Фint=543mm

Фext=800mm

Фint=685mm

Фext=1000mm

Фint=862mm

0.1

1

10

0.1 1 10Panta [%]

Vit

eza

[m

/s]

Page 20: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Pg. 20 ANEXA A5.B – Capacitati hidraulice –un perete Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Tabel CAPACITĂŢI HIDRAULICE - tuburi EuroEM cu un singur perete corugat (profilat) DN/OD 200 250 315 400

Di [mm] 176 216 271 343

"n" 0.017 0.018 0.019 0.021

Panta S [%] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s]

0.1 5.6 0.23 9.16 0.25 16.15 0.28 26.8 0.29

0.2 8.03 0.33 13.19 0.36 22.5 0.39 38.81 0.42

0.3 9.73 0.4 16.12 0.44 27.69 0.48 47.13 0.51

0.4 11.19 0.46 18.32 0.5 31.73 0.55 54.52 0.59

0.5 12.65 0.52 20.52 0.56 35.76 0.62 60.99 0.66

0.6 13.87 0.57 22.72 0.62 39.22 0.68 66.53 0.72

0.62 14.11 0.58 23.09 0.63 39.8 0.69 67.45 0.73

0.64 14.35 0.59 23.45 0.64 40.38 0.7 68.38 0.74

0.66 14.6 0.6 23.82 0.65 40.95 0.71 69.3 0.75

0.68 14.84 0.61 24.19 0.66 41.53 0.72 70.23 0.76

0.7 14.84 0.61 24.55 0.67 42.11 0.73 72.07 0.78

0.74 15.33 0.63 24.92 0.68 43.26 0.75 73.92 0.8

0.76 15.57 0.64 25.29 0.69 43.84 0.76 74.85 0.81

0.78 15.81 0.65 25.65 0.7 44.41 0.77 75.77 0.82

0.8 16.06 0.66 26.02 0.71 44.99 0.78 76.69 0.83

0.82 16.06 0.66 26.38 0.72 45.57 0.79 77.62 0.84

0.84 16.3 0.67 26.75 0.73 46.15 0.8 78.54 0.85

0.86 16.54 0.68 27.12 0.74 46.72 0.81 79.47 0.86

0.88 16.79 0.69 27.48 0.75 47.3 0.82 80.39 0.87

0.9 17.03 0.7 27.48 0.75 47.88 0.83 81.31 0.88

0.92 17.03 0.7 27.85 0.76 48.45 0.84 82.24 0.89

0.94 17.27 0.71 28.22 0.77 49.03 0.85 83.16 0.9

0.96 17.52 0.72 28.58 0.78 49.61 0.86 84.09 0.91

0.98 17.76 0.73 28.95 0.79 50.18 0.87 85.01 0.92

1 17.76 0.73 28.95 0.79 50.76 0.88 85.93 0.93

1.1 18.73 0.77 30.42 0.83 53.07 0.92 89.63 0.97

1.2 19.46 0.8 31.88 0.87 55.37 0.96 94.25 1.02

1.3 20.44 0.84 33.35 0.91 57.68 1 97.95 1.06

1.4 21.17 0.87 34.45 0.94 59.99 1.04 101.64 1.1

1.5 21.9 0.9 35.55 0.97 61.72 1.07 105.34 1.14

1.6 22.63 0.93 36.64 1 64.03 1.11 108.11 1.17

1.7 23.36 0.96 38.11 1.04 65.76 1.14 111.81 1.21

1.8 23.84 0.98 39.21 1.07 67.49 1.17 114.58 1.24

1.9 24.57 1.01 40.31 1.1 69.79 1.21 118.27 1.28

2 25.3 1.04 41.04 1.12 71.52 1.24 121.05 1.31

2.2 26.52 1.09 43.24 1.18 74.99 1.3 126.59 1.37

2.4 27.74 1.14 45.07 1.23 78.45 1.36 133.06 1.44

2.6 28.71 1.18 46.9 1.28 81.33 1.41 137.68 1.49

2.8 29.93 1.23 48.74 1.33 84.21 1.46 143.22 1.55

3 30.9 1.27 50.57 1.38 87.68 1.52 147.84 1.6

3.5 33.33 1.37 54.6 1.49 94.6 1.64 159.86 1.73

4 35.76 1.47 58.26 1.59 100.94 1.75 170.94 1.85

4.5 37.95 1.56 61.56 1.68 107.29 1.86 182.03 1.97

5 39.9 1.64 65.23 1.78 113.05 1.96 191.27 2.07

5.5 41.85 1.72 68.16 1.86 118.25 2.05 200.51 2.17

6 43.79 1.8 71.46 1.95 123.44 2.14 209.75 2.27

7 47.2 1.94 76.95 2.1 133.82 2.32 226.38 2.45

8 50.36 2.07 82.45 2.25 142.47 2.47 242.09 2.62

9 53.52 2.2 87.21 2.38 151.7 2.63 256.88 2.78

10 56.44 2.32 91.98 2.51 159.78 2.77 270.74 2.93

Page 21: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02 ANEXA A5.B – Capacitati hidraulice –un perete Pg. 21

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Tabel CAPACITĂŢI HIDRAULICE - tuburi EuroEM cu un singur perete corugat (profilat) DN/OD 500 630 800 1000

Di [mm] 427 535 675 850

"n" 0.022 0.022 0.023 0.023

Panta S [%] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s]

0.1 45.83 0.32 85.43 0.38 150.3 0.42 278.05 0.49

0.2 65.87 0.46 119.15 0.53 211.13 0.59 391.54 0.69

0.3 80.19 0.56 146.12 0.65 261.23 0.73 482.33 0.85

0.4 93.08 0.65 168.6 0.75 300.59 0.84 556.1 0.98

0.5 103.11 0.72 188.83 0.84 336.38 0.94 624.2 1.1

0.6 113.13 0.79 206.82 0.92 368.58 1.03 680.94 1.2

0.62 115.99 0.81 211.31 0.94 375.74 1.05 692.29 1.22

0.64 117.43 0.82 213.56 0.95 379.32 1.06 703.64 1.24

0.66 118.86 0.83 218.06 0.97 386.48 1.08 714.99 1.26

0.68 120.29 0.84 220.31 0.98 393.63 1.1 726.34 1.28

0.7 123.15 0.86 224.8 1 397.21 1.11 737.69 1.3

0.74 126.02 0.88 229.3 1.02 407.95 1.14 754.71 1.33

0.76 127.45 0.89 233.79 1.04 415.1 1.16 766.06 1.35

0.78 128.88 0.9 236.04 1.05 418.68 1.17 777.41 1.37

0.8 131.75 0.92 238.29 1.06 425.84 1.19 788.76 1.39

0.84 134.61 0.94 245.03 1.09 436.57 1.22 805.78 1.42

0.86 136.04 0.95 247.28 1.1 440.15 1.23 817.13 1.44

0.88 137.47 0.96 251.78 1.12 447.31 1.25 822.8 1.45

0.9 138.91 0.97 254.03 1.13 450.89 1.26 834.15 1.47

0.92 140.34 0.98 256.27 1.14 454.47 1.27 845.5 1.49

0.94 141.77 0.99 258.52 1.15 461.62 1.29 851.18 1.5

0.96 143.2 1 263.02 1.17 465.2 1.3 862.53 1.52

0.98 144.63 1.01 265.27 1.18 472.36 1.32 868.2 1.53

1 146.07 1.02 267.51 1.19 475.94 1.33 879.55 1.55

1.1 153.23 1.07 281 1.25 497.41 1.39 919.27 1.62

1.2 160.39 1.12 292.24 1.3 522.46 1.46 964.67 1.7

1.3 167.55 1.17 305.73 1.36 540.35 1.51 1004.39 1.77

1.4 173.27 1.21 316.97 1.41 561.82 1.57 1038.43 1.83

1.5 179 1.25 328.21 1.46 583.29 1.63 1078.16 1.9

1.6 184.73 1.29 337.2 1.5 601.18 1.68 1112.2 1.96

1.7 190.46 1.33 348.44 1.55 619.08 1.73 1146.25 2.02

1.8 196.19 1.37 359.68 1.6 636.97 1.78 1180.3 2.08

1.9 201.91 1.41 368.67 1.64 654.86 1.83 1214.34 2.14

2 207.64 1.45 377.67 1.68 672.75 1.88 1242.72 2.19

2.2 217.67 1.52 395.65 1.76 704.96 1.97 1305.14 2.3

2.4 227.69 1.59 413.63 1.84 737.17 2.06 1361.88 2.4

2.6 236.28 1.65 431.62 1.92 765.79 2.14 1418.63 2.5

2.8 244.87 1.71 447.35 1.99 794.42 2.22 1469.7 2.59

3 253.47 1.77 463.09 2.06 823.05 2.3 1520.77 2.68

3.5 273.51 1.91 501.31 2.23 887.46 2.48 1645.61 2.9

4 293.56 2.05 535.03 2.38 951.87 2.66 1759.1 3.1

4.5 310.75 2.17 566.5 2.52 1009.13 2.82 1866.91 3.29

5 327.93 2.29 597.97 2.66 1062.81 2.97 1963.38 3.46

5.5 343.68 2.4 627.19 2.79 1112.91 3.11 2059.85 3.63

6 359.44 2.51 654.17 2.91 1163 3.25 2150.64 3.79

7 388.08 2.71 708.12 3.15 1256.04 3.51 2326.55 4.1

8 413.85 2.89 755.33 3.36 1345.51 3.76 2485.43 4.38

9 439.63 3.07 802.54 3.57 1424.23 3.98 2638.64 4.65

10 463.97 3.24 845.25 3.76 1502.96 4.2 2780.51 4.9

Page 22: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

STF - EEM 3

Editia 02.0 Iunie 2008

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Evaluare DEBITE şi VITEZE funcţie de NIVELUL de umplere, PANTA şi DIAMETRUL conductelor

- tuburi EuroEM cu pereţi dubli, perete interior neted DN/OD [mm] 200 250 315 400

Di [mm] 176 216 271 343

"n" 0.01 0.01 0.01 0.01

Panta [%] Nivel umplere [%] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s]

100 9.73 0.4 16.49 0.45 30.57 0.53 57.29 0.62

75 8.81 0.45 15.04 0.51 27.84 0.6 52.04 0.7

50 4.87 0.4 8.25 0.45 15.29 0.53 28.65 0.62

25 1.33 0.28 2.29 0.32 4.17 0.37 7.77 0.43

0.1

10 0.2 0.16 0.35 0.18 0.63 0.21 1.2 0.25

100 15.33 0.63 26.39 0.72 47.88 0.83 89.63 0.97

75 13.9 0.71 23.88 0.81 43.62 0.94 81.77 1.1

50 7.67 0.63 13.19 0.72 23.94 0.83 44.82 0.97

25 2.09 0.44 3.58 0.5 6.54 0.58 12.29 0.68

0.25

10 0.32 0.25 0.56 0.29 1.02 0.34 1.88 0.39

100 21.41 0.88 37.01 1.01 68.06 1.18 127.52 1.38

75 19.57 1 33.9 1.15 61.72 1.33 115.97 1.56

50 10.71 0.88 18.51 1.01 34.03 1.18 63.76 1.38

25 2.95 0.62 5.09 0.71 9.36 0.83 17.52 0.97

0.5

10 0.46 0.36 0.78 0.41 1.41 0.47 2.65 0.55

100 26.28 1.08 45.44 1.24 83.06 1.44 156.16 1.69

75 24.08 1.23 41.27 1.4 75.64 1.63 141.99 1.91

50 13.14 1.08 22.72 1.24 41.53 1.44 78.08 1.69

25 3.62 0.76 6.23 0.87 11.39 1.01 21.32 1.18

0.75

10 0.55 0.43 0.96 0.5 1.74 0.58 3.27 0.68

100 30.41 1.25 52.4 1.43 95.75 1.66 180.18 1.95

75 27.6 1.41 47.76 1.62 87.71 1.89 164.29 2.21

50 15.21 1.25 26.2 1.43 47.88 1.66 90.09 1.95

25 4.19 0.88 7.17 1 13.2 1.17 24.57 1.36

1

10 0.64 0.5 1.11 0.58 2.01 0.67 3.75 0.78

100 42.82 1.76 74.02 2.02 135.55 2.35 254.11 2.75

75 39.15 2 67.51 2.29 123.9 2.67 231.93 3.12

50 21.41 1.76 37.01 2.02 67.78 2.35 127.05 2.75

25 5.9 1.24 10.17 1.42 18.61 1.65 34.87 1.93

2

10 0.9 0.71 1.55 0.81 2.82 0.94 5.34 1.11

100 52.55 2.16 90.88 2.48 166.12 2.88 311.39 3.37

75 47.95 2.45 82.84 2.81 151.28 3.26 283.97 3.82

50 26.28 2.16 45.44 2.48 83.06 2.88 155.7 3.37

25 7.18 1.51 12.47 1.74 22.78 2.02 42.63 2.36

3

10 1.1 0.87 1.89 0.99 3.48 1.16 6.49 1.35

100 60.58 2.49 104.8 2.86 192.08 3.33 359.44 3.89

75 55.39 2.83 95.52 3.24 174.94 3.77 327.83 4.41

50 30.29 2.49 52.4 2.86 96.04 3.33 179.72 3.89

25 8.33 1.75 14.33 2 26.28 2.33 49.32 2.73

4

10 1.27 1 2.2 1.15 4.02 1.34 7.5 1.56

100 67.88 2.79 117.26 3.2 214.57 3.72 401.95 4.35

75 61.85 3.16 106.72 3.62 195.36 4.21 366.48 4.93

50 33.94 2.79 58.63 3.2 107.29 3.72 200.97 4.35

25 9.28 1.95 16.05 2.24 29.43 2.61 55.1 3.05

5

10 1.42 1.12 2.44 1.28 4.47 1.49 8.42 1.75

Page 23: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

Euro EM SRL - EEM3 -Ed.02 ANEXA A5.C – Evaluari debite si viteze Pg. 23

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Evaluare DEBITE şi VITEZE funcţie de NIVELUL de umplere, PANTA şi DIAMETRUL conductelor

- tuburi EuroEM cu pereţi dubli, perete interior neted DN/OD [mm] 500 630 800 1000

Di [mm] 427 535 675 850

"n" 0.011 0.012 0.012 0.012

Panta [%] Nivel umplere [%] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s] Q [l/s] V [m/s]

100 93.08 0.65 155.11 0.69 289.86 0.81 533.41 0.94

75 85.25 0.74 141.07 0.78 261.98 0.91 488.47 1.07

50 46.54 0.65 77.56 0.69 144.93 0.81 266.7 0.94

25 12.88 0.46 21.1 0.48 39.88 0.57 73.22 0.66

0.1

10 1.94 0.26 3.28 0.28 5.96 0.32 11.22 0.38

100 146.07 1.02 245.03 1.09 454.47 1.27 845.5 1.49

75 133.64 1.16 224.26 1.24 414.56 1.44 766.94 1.68

50 73.03 1.02 122.52 1.09 227.23 1.27 422.75 1.49

25 20.16 0.72 33.84 0.77 62.27 0.89 115.38 1.04

0.25

10 3.06 0.41 5.15 0.44 9.5 0.51 17.72 0.6

100 207.64 1.45 346.19 1.54 644.13 1.8 1191.65 2.1

75 188.94 1.64 316.49 1.75 587.29 2.04 1086.5 2.38

50 103.82 1.45 173.1 1.54 322.06 1.8 595.82 2.1

25 28.56 1.02 47.47 1.08 88.15 1.26 163.08 1.47

0.5

10 4.32 0.58 7.26 0.62 13.41 0.72 24.81 0.84

100 253.47 1.77 424.88 1.89 790.84 2.21 1458.35 2.57

75 231.56 2.01 387.02 2.14 719.72 2.5 1328.45 2.91

50 126.73 1.77 212.44 1.89 395.42 2.21 729.18 2.57

25 34.72 1.24 58.01 1.32 108.44 1.55 199.69 1.8

0.75

10 5.29 0.71 8.89 0.76 16.58 0.89 30.42 1.03

100 293.56 2.05 490.07 2.18 912.51 2.55 1685.33 2.97

75 267.28 2.32 446.71 2.47 832 2.89 1538.45 3.37

50 146.78 2.05 245.03 2.18 456.26 2.55 842.67 2.97

25 40.32 1.44 67.24 1.53 125.23 1.79 230.75 2.08

1

10 6.11 0.82 10.3 0.88 19 1.02 35.15 1.19

100 415.28 2.9 692.39 3.08 1288.25 3.6 2383.29 4.2

75 377.87 3.28 632.98 3.5 1174.58 4.08 2173 4.76

50 207.64 2.9 346.19 3.08 644.13 3.6 1191.65 4.2

25 56.83 2.03 94.93 2.16 176.3 2.52 326.16 2.94

2

10 8.65 1.16 14.51 1.24 27.01 1.45 49.91 1.69

100 508.37 3.55 849.75 3.78 1578.11 4.41 2916.7 5.14

75 463.13 4.02 774.05 4.28 1439.44 5 2661.47 5.83

50 254.18 3.55 424.88 3.78 789.05 4.41 1458.35 5.14

25 69.43 2.48 116.47 2.65 216.18 3.09 399.38 3.6

3

10 10.58 1.42 17.79 1.52 32.97 1.77 60.84 2.06

100 585.69 4.09 980.13 4.36 1821.44 5.09 3370.66 5.94

75 534.55 4.64 893.41 4.94 1661.11 5.77 3072.33 6.73

50 292.85 4.09 490.07 4.36 910.72 5.09 1685.33 5.94

25 80.35 2.87 134.49 3.06 249.76 3.57 461.5 4.16

4

10 12.22 1.64 20.48 1.75 37.99 2.04 70.29 2.38

100 655.86 4.58 1097.03 4.88 2036.15 5.69 3767.87 6.64

75 597.92 5.19 1000.11 5.53 1856.88 6.45 3432.98 7.52

50 327.93 4.58 548.52 4.88 1018.08 5.69 1883.94 6.64

25 89.87 3.21 150.31 3.42 279.14 3.99 515.86 4.65

5

10 13.72 1.84 22.93 1.96 42.46 2.28 78.56 2.66

Page 24: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

STF - EEM 3

Editia 02.0 Iunie 2008

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Estimare PANTE MINIME pentru evitarea colmatării

- tuburi EuroEM cu pereţi dubli, perete interior neted - viteza minimă de transport considerată, 0,9 m/s

y/D = 10 % y/D = 15 %

θ = 1.29 rad θ = 1.59 rad

DN/OD Di [m] Coef. "n" Rh [m] Smin [%] DN/OD Di [m] Coef. "n" Rh [m] Smin [%]

200 0.176 0.01 0.011 3.31 200 0.176 0.01 0.016 2.01

250 0.216 0.01 0.014 2.4 250 0.216 0.01 0.02 1.49

315 0.271 0.01 0.017 1.86 315 0.271 0.01 0.025 1.11

400 0.343 0.01 0.022 1.32 400 0.343 0.01 0.032 0.8

500 0.427 0.011 0.027 1.21 500 0.427 0.011 0.04 0.72

630 0.535 0.012 0.034 1.06 630 0.535 0.012 0.05 0.64

800 0.675 0.012 0.043 0.78 800 0.675 0.012 0.063 0.47

1000 0.85 0.012 0.054 0.57 1000 0.85 0.012 0.079 0.35

y/D = 20 % y/D = 25 %

θ = 1.85 rad θ = 2.09 rad

DN/OD Di [m] Coef. "n" Rh [m] Smin [%] DN/OD Di [m] Coef. "n" Rh [m] Smin [%]

200 0.176 0.01 0.021 1.4 200 0.176 0.01 0.026 1.05

250 0.216 0.01 0.026 1.05 250 0.216 0.01 0.032 0.8

315 0.271 0.01 0.033 0.77 315 0.271 0.01 0.04 0.59

400 0.343 0.01 0.041 0.57 400 0.343 0.01 0.05 0.44

500 0.427 0.011 0.051 0.52 500 0.427 0.011 0.062 0.4

630 0.535 0.012 0.064 0.46 630 0.535 0.012 0.078 0.35

800 0.675 0.012 0.081 0.33 800 0.675 0.012 0.099 0.26

1000 0.85 0.012 0.102 0.25 1000 0.85 0.012 0.124 0.19

Page 25: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

STF - EEM 3

Editia 02.0 Iunie 2008

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Estimare FACTORI DE TRANSPORT „K” funcţie de diametrul conductelor şi nivelul de umplere

- tuburi EuroEM cu pereţi dubli, perete interior neted

DN/OD [mm] 200 250 315 400 500 630 800 1000

Di [mm] 176 216 271 343 427 535 675 850

Umplere[%] \"n" 0.01 0.01 0.01 0.01 0.011 0.012 0.012 0.012

100 0.31 0.53 0.96 1.8 2.93 4.9 9.11 16.84

90 0.33 0.56 1.02 1.92 3.12 5.22 9.71 17.95

80 0.3 0.51 0.94 1.76 2.87 4.79 8.9 16.46

70 0.26 0.44 0.8 1.51 2.45 4.1 7.63 14.1

60 0.21 0.35 0.65 1.21 1.97 3.29 6.12 11.32

50 0.15 0.26 0.48 0.9 1.47 2.45 4.56 8.42

40 0.1 0.18 0.33 0.61 0.99 1.65 3.07 5.68

30 0.06 0.1 0.19 0.35 0.58 0.96 1.79 3.3

20 0.03 0.05 0.09 0.16 0.26 0.43 0.8 1.48

10 0.01 0.01 0.02 0.04 0.06 0.1 0.19 0.35

Page 26: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

STF - EEM 3

Editia 02.0 Iunie 2008

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

Estimare NIVELE CRITICE „hC” funcţie de diametrul conductelor şi debitele transportate

- tuburi EuroEM cu pereţi dubli, perete interior neted

Diagrama nivele critice functie de debitul deversat

Фext=200mm ;

Фint=176mm

Фext=250mm ;

Фint=216mm

Фext=315mm ;

Фint=271mm

Фext=400mm ;

Фint=343mm

Фext=500mm ;

Фint=427mm

Фext=630mm ;

Фint=535mm

Фext=800mm ;

Фint=675mm

Фext=1000mm ;

Фint=850mm

0.01

0.1

1

10

0.01 0.1 1

hc/D

Q [

m3

/s]

Page 27: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

STF - EEM 3

Editia 02.0 Iunie 2008

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

EXEMPLU: Nomogramă Control Intrare

Page 28: EEM3_A5 Consideratii Hidraulice

STF - EEM 3

Editia 02.0 Iunie 2008

ELABORAT ING. SORIN BALINT TUBURI CORUGATE CU PERETI DUBLI

EXEMPLU: Nomogramă Control Ieşire