הנדסת מים

24 מגזין המים הישראלי הנדסת מים יתר“ (שיפועים גדולים יותר מן הדרוש) של צינורות בעלי קוטר קטן ו“תת תכנון“ (שיפועים קטנים מהנדרש) של צינורות בעלי קוטר גדול יותר, וכי ערך המהירות לבדו אינו אינדיקטור טוב לכוח ניקוי עצמי. נקודת המעבר בין צינורות הביוב המוגדרים כקטנים לבין הצינורות המוגדרים כגדולים, לפי מ“מ), 457( 18''- ], היא כ Mop FD -5,07[ המהדורה המעודכנת של מדריך אך אין מדובר בבעיה נקודתית בלבד. כאשר מתבססים על מהירות בחתך מלא מטר לשנייה, הבעייתיות בנקודת מעבר זו מתמשכת עם הקוטר 0.61- של כ הקטן ביותר בעל השיפוע המינימאלי השמרני ביותר (תלול) והקוטר הגדול ביותר בעל השיפוע המינימאלי המדאיג ביותר (מתון). הסיבה לבעייתיות זו נעוצה בכך שבתכנון המתבסס על מהירות זרימה בחתך זרימה מלא, הקטרים הינם בעלי קשר ישיר לספיקה (קוטר גדול יותר מסוגל להעביר ספיקה גדולה יותר באותה מהירות ומכאן מצריך שיפוע מתון יותר) ומאחר והמהירות הינה , מתקבלים 4 ' פונקציה של הספיקה וקוטר הצינור, כמתואר במשוואה מס תכנוני-היתר והחסר שפורטו לעיל. ההסתמכות על מהירות מינימאלית בצינור בחתך מלא כדרישה לניקוי עצמי הייתה בשימוש נרחב בעולם, אך .) Tractive Force כעת נעשה שימוש רב יותר בקריטריונים של כוח משיכה ( מאחר ובעיות הצטברות משקעים עדיין מתרחשות בחלק מהביבים שתוכננו מטר לשנייה, במיוחד עם הגדלת קוטר הביב. לעתים קרובות 0.61- עבור כ התגובה הייתה דרישת שיפועי מינימוםתלולים יותר ויותר בכדי להשיג מהיריות זרימה בחתך מלא גבוהות יותר ויותר. בשנות התשעים מגמה זו הגיעה לשיאה עם מספר מדינות שקידמו שיפועים מינימאליים הגורמים למהירויות צינור .] Na 96[ מטר לשנייה עבור ביוב סניטארי 1.1 עד 0.75- בחתך מלא של כ ) מבוססת CERIA גישת האיגוד למחקר ומידע של תעשיית הבניה בבריטניה ( על מאמץ של שנים רבות לזהות מהירויות זרימה בחתך מלא אשר כמעט תמיד יבטיחו ניקוי עצמי עבור מגוון רחב של מצבים נפוצים. לאחרונה, החלו הלוקחת בחשבון Tractive Force מדינות נוספות במעבר לגישת תכנון ה את הספיקות הנמוכות בפועל ובכך מאפשרת שיפועים מינימאליים קטנים יותר עבור צנרת ביוב עם שיעורי זרימה מינימאליים גבוהים יחסית, ומחייבת שיפועים מינימאליים גדולים יותר עבור צנרת עם שיעורי זרימה מינימאלית .] Ac 96[ נמוכים יחסית ] ,כי התנאים בביוב צריכים להיות מספיקים עבור: Ac 96[ עוד מוסיפים העברת ריכוזים מסויימים של חלקיקים דקיקים או בעלי צפיפות נמוכה יותר הנמצאים בתרחיף. העברת חלקיקים גסים יותר כעומס מצע הנגרף על גבי הקרקעית (עומק משקע זמני נמוך עשוי להיות קביל). סחיפתם מהצינור של משקעים אשר עלולים להיות בעלי מאפייני לכידות. בביבים בשכונות מגורים, תנועת עומס מצע היא בדרך כלל מנגנון ההסעה השולט בביבים סניטאריים. ספיקות שיא בדרך כלל מספיקות בכדי לגרום לתנועת משקעים ומניעתשיקוע והצטברות. לכן, כדי להשיג ניקוי עצמי, צינור צריך מעת לעת נתון למאמץ גזירה קריטי המספיק להעברת המוצקים לפני שהם מספיקים להתגבש על מצע הצינור. יש לציין כי עבור ביבים גדולים מאוד, יהיה צורך בזיהויי מתוחכם יותר של עומס המשקעים, הלוקח בחשבון את ], אולם הגישה המתוארת להלן מניבה למעשה Ot 03[ אופיים של החלקיקים את אותן תוצאות, אלא אם כן השפכים מכילים כמות גדולה במיוחד של משקעים גדולים יותר ו/או בעלי נטייה גבוהה במיוחד להתלכדות. לניקוי עצמי. Tractive Force , תומכים כיום במעבר לגישת ה- WEF ו ASCE הנחיות התכנון המבוססות על מהירות מינימאלית ושיפוע מינימאלי, ימשיכו ככל הנראה להיות בשימוש לזמן מה. עם זאת, קווים מנחים אלו הינם “נחותים באשר לקביעתשיפועי מינימום לניקוי עצמי. Tractive Force יותר“ מגישת ה תלוי בבחירה מושכלתשל הפרמטרים Tractive Force יישום נכון של שיטת ה של חלקיקי המשקעים שישמשו לחישוב, ובהערכה מציאותית של שיעורי (ספיקות המינימום) לתכנון. מאמץ הגזירה הממוצע המופעל על ידי Qmin 1 ' הנוזל הזורם בצינור, יכול להיות מבוטא ע“י משוואה מס τ 0 = γ*R h *S : מאמץ הגזירה הממוצע המופעל על ידי הנוזל הזורם בצינור 1 ' משוואה מס ] Mop FD -5,07[ כאשר: מאמץ גזירה (פסקל) τ 0 רדיוס הידראולי (מטר) R h שיפוע הצינור (אחוז) S משקל סגולי של המים γ *צפיפות המים והמשקל הסגולי קשורים לתאוצה כתוצאה מכוח הכבידה .γ = gρ ניתן והצפיפות של המים הינה בקירוב מכיוון ש- להתייחס למשקל סגול של המים כ- מבוסס על ההגדרה של החלקיק Tractive Force תכנון על פי קריטריון המוצק הקשה ביותר להעברה דרך הצינור, אשר עדיין ינוע לאורך הצינור באופן לא רציף, ובתדירות גבוהה מספיק בכדי שלא יצטבר לכדי שכבת משקעים קבועה לאורך הצינור. כל המוצקים האחרים יועברו בקלות רבה יותר , חלקיק קריטי Qmin מאשר חלקיק זה. בתפיסה זו, בתכנון ספיקה נמוכה זה יוסע על ידי מערבולות - כמו גם רוב החלקיקים הגדולים הצפופים פחות, החלקיקים הקטנים יותר, והחלקיקים הצפופים במידה שווה. חלקיק זה נגרר לאורך הצינור כ“עומס מצע נע“. זה מתרחש מאחר ומאמץ הגזירה הפועל עליו גדול יותר מהתנגדות החיכוך המקסימאלית שהוא יכול לפתח כנגד מצע הצינור. חלקיק קריטי זה, אינו חייב לנוע ברציפות לאורך הצינור, כל עוד הוא נע בתדירות גבוהה מספיק, כך שהצטברות חלק מהחומר האורגני הינה קלה ואינה מגיעה לנקודה בה נוצרת שכבת משקעים וההתנגדות לתנועה עולה על מאמצי הגזירה המתוכננים. קביעת גודל חלקיק קריטי לתכנון וערך גודל ה לקיום דרישת תנועת המשקעים: Tractive force נעשו מאמצים שונים לזיהוי הכוח הדרוש להובלת גדלים וסוגים שונים של ]. עם זאת, עבור ביבים סניטאריים, נתונים Me 02[ חלקיקים בתעלות ביוב Tractive מסוימים על כמויותמשקעים, על מאפיינים ועל יחסי התנועה מול ה יעזרו בכיוון שכלולים עתידיים לגישה זו. לדוגמא, ניתן לפתח נתונים force הדרושים להבטחת תנועה של Tractive force לגבי הבדלים קלים בערכי ה משקעי התכנון כפונקציה של פרמטרים אחרים, כגון: משקעים מייצגים בפועל של השפכים שיובלו, או נוכחות של כמויות גדולות במיוחד של חומרים מלוכדים מסוימים. חלק מהתוצאות הרלוונטיות נובעות מניסויים שנעשו ע“י ], שיטתהריבועים המינימאליים המתאימה Wa 04[ ]. מתוך מאמרםשל Ra 62[ .2 ' לתוצאותיהם מניבה את משוואה מס : משוואה לביטוי מאמץ הגזירה כפונקציהשל הקוטר הנומינאלי 2 ' משוואהמס (צפיפות יחסית) של specific gravity SG עבור חלקיק מינראלי בודד בעל- ] Wa 04[ 2.7 כאשר: מאמץ גזירה (פסקל) τ c