Hydraulika transportu ścieków i zasady projektowania kanalizacji podciśnieniowej

• Autorzy: Matz R. , Błażejewski R. , Nawrot T. , Kalenik M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2017.2.4

Warianty tytułu

EN

Hydraulics of wastewater transport and design principles of vacuum sewerage systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono podstawy teoretyczne projektowania kanalizacji podciśnieniowej, oparte głównie na analizie przepływów dwufazowych (ciecz-powietrze) oraz wynikające z nich zasady projektowania. Złożoność trójfazowego, nieustalonego w czasie przepływu ścieków i powietrza powoduje, że stosowane w praktyce projektowej modele matematyczne są zbyt uproszczone i projektanci nadal bazują na wytycznych o charakterze empirycznym, często stanowiących know-how tzw. dostawców technologii. Autorzy zwracają uwagę na konieczność dokładnego odtworzenia projektowych profili w trakcie budowy i ich utrzymania w czasie eksploatacji sieci. Niezbędne jest dalsze rozwijanie modeli matematycznych przepływów trójfazowych w warunkach podciśnienia oraz ich kalibracja i weryfikacja w warunkach terenowych.

EN

The paper presents theoretical fundamentals of dimensioning vacuum sewerage systems based mainly on analyses of two-dimensional (liquid-air) flows and corresponding design guidelines. Due to complexity of three-phase, unsteady sewage and air flows, their mathematical models applied in design practice are oversimplified, therefore designers still use empirical guidelines, often treated as a know-how of technology suppliers. Authors emphasize necessity of exact construction and application of measures stabilizing longitudinal pipelines' profiles during operation. There is a need of further development of mathematical models of three-phase flows under vacuum conditions as well as their calibration and validation in field conditions.

Słowa kluczowe

PL

kanalizacja podciśnieniowa; przepływy wielofazowe; modelowanie; projektowanie

EN

vacuum sewerage; multiphase flows; modelling; design

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2017
• Tom: Nr 2
• Strony: 51--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Matz R.

• Katedra Inżynierii Wodnej i Sanitarnej, Wydział Inżynierii Środowiska i Gospodarki Przestrzennej, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul. Piątkowska 94A, 60-649 Poznań

autor

Błażejewski R.

• Katedra Inżynierii Wodnej i Sanitarnej, Wydział Inżynierii Środowiska i Gospodarki Przestrzennej, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul. Piątkowska 94A, 60-649 Poznań

autor

Nawrot T.

• Katedra Inżynierii Wodnej i Sanitarnej, Wydział Inżynierii Środowiska i Gospodarki Przestrzennej, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul. Piątkowska 94A, 60-649 Poznań

autor

Kalenik M.

• Katedra Inżynierii Budowlanej, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa

Bibliografia

• [1] AIRVAC 1976. Design Criteria Manual, The Vacuum Sewer Systems, Rochester.
• [2] Averill D.W., Heinke G.W. 1974. Vacuum sewer systems. Prepared for Northern Science Research Group, Department of Indian Affairs and Northern Development. Publ.: Information Canada, Ottawa.
• [3] Bowne W.C., R. Naret, R.J. Otis. 1991. "Alternative Wastewater Collection Systems" EPA Manual. Cincinnati - Washington.
• [4] Choiński D. 2005. Real-time simulation of two-phase flow in vacuum sewerage with pressure control. Proc. 11th IEEE Int. Conf. on Methods in Automation and Robotics, MMAR: 813-818.
• [5] Choiński D., M. Metzger, W. Nocoń. 2008. "Multiscale three-phase flow simulation dedicated to model based control." M. Bubak et al. (Eds.): Proc. ICCS 2008, Part II, LNCS 5102: 261-270.
• [6] Dolecki J. 1986. „Zasady projektowania i możliwości stosowania kanalizacji podciśnieniowej" Ochrona Środowiska. PZITS Wrocław 488(1-2): 27-28.
• [7] EN-PN 1091 2002. Zewnętrzne systemy kanalizacji podciśnieniowej. PKN, Warszawa.
• [8] EPA 1977. Alternatives for small wastewater treatment systems. Pressure sewers/vacuum sewers. EPA Technology Transfer Seminar Publ.
• [9] Gray D.D., L.L. Miller, E.H. Winant. 1989. "Experimental study of vacuum transport in a horizontal 50-millimeter pipe" Report DTRC/SME-CR-04-89 Dept. of Civil Eng. West Virginia Uni. Morgantown, USA.
• [10] Hałas A., P. Szwemin. 2008. „Podstawy techniki próżni' Wyd. AGH, Kraków.
• [11] Kalenik M. 2014. „Hydrauliczne warunki przepływu w rurociągach kanalizacji podciśnieniowej". Wyd. SGGW, Warszawa.
• [12] Li Min. 2011. Study on Modeling and Simulation of Vacuum Sewerage System. Ph. D. thesis. Huazhong Uni. of Science and Technology, Wuhan, China.
• [13] Lips S., J.P. Meyer. 2011. Two-phase flow in inclined tubes with specific reference to condensation: A review. Int. J. Multiphase Flow 37: 845-859.
• [14] Matz R., R. Błażejewski. 2012. Raport z projektu NN 523 565438 „Badania i modelowanie przepływów ścieków i powietrza w kanalizacji podciśnieniowej. KIWiS UP. Poznań.
• [15] Matz R., R. Błażejewski, T. Nawrot. 2016. „Onset of slugging at gas flow over stagnant liquid in slightly curved and V-shaped pipes" Arch. Hydro-Eng. and Env. Mechanics (in press).
• [16] Myczka J. 2011. „Kanalizacja podciśnieniowa cz. II." Inżynier Budownictwa, 4 (83): 61-64.
• [17] Ogiołda E., O. Strycki. 2013. „Model symulacyjny kanalizacji podciśnieniowej w Lubiechowie" ZN Uniwersytetu Zielonogórskiego. 152: 78-87.
• [18] Roediger M. 1997. Vacuum sewerage system. US patent No. 5 673 723.
• [19] Schluff R. 2013. Vacuum sewerage system. Ph. D. thesis. University Politehnica of Bucharest. Doctoral School of Power Engineering, Bucharest.
• [20] Wallis G.B. 1969. One-dimensional Two-phase Flows. McGraw-Hill Book Co., New York.
• [21] Water Environment Federation 2008. Alternative Sewer Systems. Manual of Practice FD-12 WEF Press, McGraw Hill, N.Y.
• [22] Wichowski P., T. Siwiec, M. Kalenik, D. Morawski. 2011. „Analiza porównawcza strat ciśnienia w rurach z PVC i PE modelowanych wzorami Darcy-Weisbacha i Hazena-Williamsa" Gaz, Woda i Technika Sanitarna (10): 407-410.
• [23] Woods B.D., E.T. Hulburt, T.J. Hanratty. 2000. "Mechanism of slug formation in downwardly inclined pipes" Int. Journal of Multiphase Flow (26): 977-998.
• [24] Yamanaka J., T. Aoyama. 1996. "The new design method for the vacuum sewerage system and the reverse siphon system with pressure balancing pipe for the vacuum sewerage system" Jour. JSIDRE, 64(6): 575-580.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).