Calcul de la capacité d’autocurage d’un réseau
Comprendre le Calcul de la capacité d’autocurage d’un réseau
Dans une petite commune, le réseau d’assainissement doit être dimensionné pour assurer un écoulement autonettoyant afin d’éviter l’accumulation de sédiments et la formation de bouchons dans les canalisations.
Ce processus est crucial pour maintenir une bonne hygiène urbaine et éviter les débordements et les contaminations.
L’autocurage est obtenu lorsque la vitesse de l’eau dans la canalisation est suffisante pour entraîner les particules en suspension et les dépôts vers les stations de traitement.
Pour comprendre la Vérification des conditions d’auto-curage, cliquez sur le lien.
Données fournies:
- Diamètre de la canalisation, \(D\): 500 mm
- Pente de la canalisation, \(I\): 0.5 %
- Coefficient de rugosité de Manning, \(n\): 0.013
- Débit moyen journalier, \(Q\): 0.25 m\(^3\)/s
Objectif:
Calculer la vitesse d’écoulement de l’eau dans la canalisation pour vérifier si elle est suffisante pour permettre l’autocurage. La vitesse minimale requise pour l’autocurage est généralement de 0.6 m/s.
Travail demandé:
1. Calculez le rayon hydraulique \(R\) pour la canalisation donnée.
2. Déterminez la section mouillée \(A\).
3. Utilisez la formule de Manning pour calculer la vitesse \(V\) de l’eau.
4. Comparez la vitesse calculée avec la vitesse minimale requise pour l’autocurage et déterminez si le réseau est adéquatement dimensionné.
Correction : Calcul de la capacité d’autocurage d’un réseau
1. Calcul du rayon hydraulique \( R \)
La formule pour le rayon hydraulique \( R \) d’une conduite pleine est donnée par:
\[ R = \frac{D}{4} \]
où \( D \) est le diamètre de la canalisation.
Substituons la valeur donnée pour \( D \):
\[ R = \frac{0.5\, \text{m}}{4} \] \[ R = 0.125\, \text{m} \]
2. Calcul de la section mouillée \( A \)
La section mouillée \( A \) pour une canalisation circulaire pleine est calculée par la formule:
\[ A = \frac{\pi D^2}{4} \]
Substituons le diamètre \( D \):
\[ A = \frac{\pi (0.5\, \text{m})^2}{4} \] \[ A = \frac{\pi \times 0.25\, \text{m}^2}{4} \] \[ A = \frac{0.25\pi\, \text{m}^2}{4} \] \[ A \approx 0.19635\, \text{m}^2 \]
3. Calcul de la vitesse \( V \) avec la formule de Manning
La formule de Manning est:
\[ V = \frac{1}{n} R^{2/3} S^{1/2} \]
où:
- \( n \) est le coefficient de rugosité de Manning,
- \( R \) est le rayon hydraulique,
- \( S \) est la pente hydraulique (convertie en fraction décimale).
Convertissons la pente \( I \) en pente hydraulique \( S \):
\[ S = 0.5\% = 0.005 \]
Maintenant, substituons les valeurs de \( n \), \( R \), et \( S \) dans la formule de Manning:
\[ V = \frac{1}{0.013} \times (0.125\, \text{m})^{2/3} \times (0.005)^{1/2} \] \[ V \approx \frac{1}{0.013} \times 0.1 \times 0.07071 \] \[ V \approx 0.544\, \text{m/s} \]
4 : Comparaison de la vitesse calculée avec la vitesse minimale pour l’autocurage
La vitesse minimale requise pour l’autocurage est de 0.6 m/s. La vitesse calculée est d’environ 0.544 m/s, ce qui est inférieur à la vitesse requise.
Par conséquent, la canalisation pourrait ne pas être capable d’assurer un écoulement autonettoyant selon les critères donnés.
Conclusion :
La canalisation spécifiée avec un diamètre de 500 mm et une pente de 0.5 \% n’est pas suffisante pour atteindre la capacité d’autocurage requise.
Il serait nécessaire de reconsidérer soit le diamètre, soit la pente de la canalisation pour augmenter la vitesse d’écoulement, ou d’explorer d’autres solutions pour améliorer la capacité d’autocurage du réseau.
Calcul de la capacité d’autocurage d’un réseau
D’autres exercices d’assainissement:
0 commentaires