حساب استهلاك المياه بالقسم الداخلي للأنبوب: الصيغ والطرق الأخرى

يتدفق الماء عبر الأنبوب بالضغط المطلوب

محتوى المقال
تتمثل المهمة الرئيسية لحساب حجم استهلاك المياه في الأنبوب من خلال المقطع العرضي (القطر) في تحديد الأنابيب بحيث لا يكون استهلاك المياه كبيرًا جدًا ، ويظل الضغط جيدًا. في هذه الحالة ، من الضروري مراعاة:

• أقطار (القسم الداخلي DN) ،
• فقدان الرأس في المنطقة المحسوبة ،
• معدل التدفق الهيدروليكي ،
• أقصى ضغط ،
• تأثير المنعطفات والبوابات في النظام ،
• المواد (خصائص جدران خطوط الأنابيب) والطول ، إلخ.

يعتبر اختيار قطر الأنبوب وفقًا لمعدل تدفق المياه باستخدام الجدول طريقة أبسط ، ولكنها أقل دقة من قياس وحساب الضغط وسرعة المياه والمعلمات الأخرى في خط الأنابيب ، والتي يتم إجراؤها محليًا.

محيط الأنبوب

أين يبدأ تحديد قطر خط الأنابيب حسب معدل التدفق؟ إذا كنت جديدًا في وضع الشبكات ، فستبدأ هذه العملية بفهم ما هو القطر.

إذن ، القطر عبارة عن قطعة تربط بين نقطتين متطرفتين على دائرة تقع على جانبي الهيكل. يتم حساب قطر خط الأنابيب اعتمادًا على معدل التدفق ، وهو أحد الأبعاد الكلية المهمة للنظام.

حكمة الحساب

ما الذي يؤخذ في الاعتبار في وقت الحسابات ، ما هي المعلمات التي يجب مراعاتها؟

1. سمك جدار الهيكل.
2. البعد الداخلي للخط.
3. البعد الخارجي لعناصر الشبكة.
4. القطر الاسمي للهيكل ، وغالبًا ما يشار إليه باسم DN في الصيغ.
5. مؤشر يميز المقطع الشرطي ، يشار إليه في الحسابات باسم Du. تقاس بالمليمترات.

بالإضافة إلى ذلك ، يجب على المرء أن يأخذ في الاعتبار ما سيتحرك في النظام ، وتحت أي ضغط ، وطول المسار. من الضروري أيضًا مراعاة نوع خط الأنابيب الذي تستخدمه الحسابات. تختلف معلمات نظام التدفئة وإمدادات المياه.

في السابق ، كان يُحسب حجم الهياكل ويشار إليه بالبوصة ، ولكن على مدار السنوات القليلة الماضية ، تم ممارستها بشكل متزايد لإجراء الحسابات بالسنتيمترات والمليمترات. ولكن حتى إذا قمت بحساب كل شيء بالبوصة ، فلا يهم - فقط استخدم أحد جداول تحويل القياس المنشورة بسخاء على الويب.

معايير تحديد معدل التدفق

استهلاك الماء

النقطة المهمة هي تحديد تدفق المياه في خط الأنابيب بشكل صحيح.

لنأخذ منزل ريفي. لتحديد حجم الهياكل المستخدمة لتزويد الهيكل بالمياه ، يجب حساب الحد الأقصى للاستهلاك. هذه النقطة مهمة ليس فقط لفهم العناصر المطلوبة للمسار ، ولكن أيضًا لعمليات الحفر الصحيحة ، عندما يكون حجم الغلاف مهمًا.

لنفكر في الموقف بمثال. منزل خاص متوسط ​​الحجم. هذا يعني أنه يحتوي على مطبخ حيث يجب توفير المياه ، وحمام (مرحاض ، حمام ، والذي سيحتوي أيضًا على مغسلة). بالإضافة إلى ذلك ، يتم الآن استخدام الغسالات ، والتي تحتاج أيضًا إلى توصيلها بالنظام. في الصيف ، ستحتاج إلى ري الأسرة وأسرّة الزهرة. بناءً على بيانات الإدخال هذه ، يمكن استنتاج أنه من أجل توفير المياه لهذا الاقتصاد ، ستكون هناك حاجة إلى نظام إمداد بالمياه بمعلمات تقريبية تبلغ 3 أمتار مكعبة في الساعة.

لمثل هذا الحمل ، مضخات ثلاث بوصات مناسبة. يبلغ قطر الوحدة نفسها 75 سم.عند تركيب المضخة ، من المهم أن تتذكر أن الجهاز لا يجب أن يتلامس مع جدران الغلاف ، مما يعني أنه يجب الحرص على وجود مساحة خالية بين العناصر - داخل خط الأنابيب.

كقاعدة عامة ، المضخة التي يبلغ قطرها ثلاث بوصات كافية لتزويد منزل خاص بالمياه.

تخفيض الضغط وحساب المقاومة الهيدروليكية

لتحديد الرأس داخل الأنابيب والاختيار الصحيح للمعدات التي تساعد على ضخ الوسائط السائلة أو الغازية ، من الضروري حساب انخفاض الضغط. في حالة عدم الوصول إلى شبكة الإنترنت ، يتم إجراء الحسابات وفقًا للصيغة:

ص=λ·(ل/د1)·(ρ/2)·الخامس²

Δp - انخفاض الجهد في قسم خط الأنابيب ، Pa l - طول قسم خط الأنابيب ، m λ - معامل المقاومة d1 - المقطع العرضي للأنبوب ، m ρ - مستوى كثافة الوسائط المنقولة ، kg / m3 v - سرعة الحركة ، m / s

تتشكل المقاومة الهيدروليكية تحت تأثير عاملين رئيسيين:

• مقاومة الإحتكاك؛
• المقاومة المحلية.

يتم توفير الخيار الأول لتشكيل المخالفات والخشونة التي تعيق حركة الوسائط التي يتم ضخها. للتغلب على التأثير المثبط ، يلزم استهلاك إضافي للطاقة. مع التدفق الصفحي وما يقابله من انخفاض الأس رينولد (Re) ، الذي يتميز بالتوحيد واستبعاد إمكانية خلط الطبقات المجاورة من الوسائط السائلة أو الغازية ، يكون تأثير الخشونة ضئيلًا. ويرجع ذلك إلى زيادة معلمة الطبقة الفرعية شديدة اللزوجة للوسائط التي يتم ضخها بالنسبة إلى المخالفات المتكونة والنتوءات على سطح الأنابيب. تسمح هذه الشروط بأن تعتبر الأنابيب ملساء هيدروليكيًا.

مع زيادة قيمة رينولدز ، يكون للطبقة الفرعية اللزجة سماكة أصغر ، مما يضمن تداخل المخالفات وتأثير الخشونة ، ولا يعتمد مستوى المقاومة الهيدروليكية على أس رينولدز ، ومتوسط ​​ارتفاع النتوءات على طلاء الأنابيب. تتيح الزيادة اللاحقة في قيمة رينولدز إمكانية نقل الوسائط التي يتم ضخها إلى وضع تدفق مضطرب ، حيث يتم تكوين تدمير الطبقة الفرعية اللزجة ، ويتم تحديد الاحتكاك المتكون من خلال قيمة الخشونة.

يتم حساب خسارة الاحتكاك عن طريق استبدال البيانات:

HT = [(λ · l) / de] · [w2 / (2g)]

• HT - فقدان الرأس مع مقاومة الاحتكاك ، م
• [w2 / (2g)] - رأس السرعة ، م
• λ - معامل المقاومة
• ل - طول قسم خط الأنابيب ، م
• dЭ - القيمة المكافئة للمقطع العرضي لخط الأنابيب ، م
• ث - سرعة حركة الوسائط ، م / ث
• ز - التسارع بسبب الجاذبية ، م / ث 2

طرق حساب تبعيات معدل تدفق المياه وقطر خط الأنابيب

باستخدام الصيغ أدناه ، يمكنك حساب تدفق المياه في الأنبوب وتحديد اعتماد قطر الأنبوب على تدفق المياه.

في صيغة استهلاك المياه هذه:

• q هو معدل التدفق في l / s ،
• V - يحدد سرعة التدفق الهيدروليكي بوحدات m / s ،
• د- القسم الداخلي (القطر بالسنتيمتر).

من خلال معرفة معدل التدفق و d للمقطع ، من الممكن ، باستخدام الحسابات العكسية ، ضبط السرعة ، أو معرفة معدل التدفق والسرعة ، لتحديد القطر. في حالة وجود شاحن فائق إضافي (على سبيل المثال ، في المباني الشاهقة) ، يتم الإشارة إلى الضغط الناتج عنه ومعدل التدفق الهيدروليكي في جواز سفر الجهاز. بدون حقن إضافي ، غالبًا ما يختلف معدل التدفق في النطاق 0.8-1.5 م / ث.

للحصول على حسابات أكثر دقة ، يتم أخذ خسائر الرأس في الاعتبار باستخدام صيغة دارسي:

للحساب ، يجب عليك أيضًا تثبيت:

• طول خط الأنابيب (L) ،
• عامل الخسارة ، الذي يعتمد على خشونة جدران خطوط الأنابيب والاضطراب والانحناء والمقاطع ذات الصمامات الحابسة (λ) ،
• لزوجة السوائل (ρ).

يمكن التعبير عن العلاقة بين قيمة D لخط الأنابيب ومعدل التدفق الهيدروليكي (V) ومعدل تدفق المياه (q) ، مع مراعاة زاوية الانحدار (i) ، في جدول حيث يتم توصيل كميتين معروفتين بواسطة a خط مستقيم ، وستظهر قيمة الكمية المطلوبة عند تقاطع المقياس مع الخط المستقيم.

للتبرير التقني ، يتم أيضًا إنشاء الرسوم البيانية للاعتماد على تكاليف التشغيل وتكاليف رأس المال مع تحديد القيمة المثلى لـ D ، والتي يتم تعيينها عند تقاطع منحنيات تكاليف التشغيل وتكاليف رأس المال.

يمكن إجراء حساب تدفق المياه عبر الأنبوب مع مراعاة انخفاض الضغط باستخدام الآلات الحاسبة عبر الإنترنت (على سبيل المثال: https://allcalc.ru/node/498 ؛ https://www.calc.ru/gidravlicheskiy- raschet-truboprovoda.html). بالنسبة للحساب الهيدروليكي ، كما في الصيغة ، يجب أن تأخذ في الاعتبار عامل الخسارة ، مما يعني الاختيار:

1. طريقة حساب المقاومة
2. مادة ونوع أنظمة الأنابيب (الصلب ، الحديد الزهر ، الأسبستوس ، الخرسانة المسلحة ، البلاستيك) ، حيث يؤخذ في الاعتبار ، على سبيل المثال ، أن الأسطح البلاستيكية أقل خشونة من الفولاذ ولا تتآكل ،
3. الأقطار الداخلية ،
4. طول القسم ،
5. انخفاض الضغط لكل متر من خط الأنابيب.

تأخذ بعض الآلات الحاسبة في الاعتبار الخصائص الإضافية لأنظمة الأنابيب ، على سبيل المثال:

• جديد أو ليس جديدًا بطلاء بيتوميني أو بدون طلاء واقي داخلي ،
• مع طلاء خارجي من البلاستيك أو البوليمر الأسمنت ،
• مع طلاء خارجي من الأسمنت والرمل ، يتم تطبيقه بطرق مختلفة ، إلخ.

كيفية حساب قطر أنبوب الغاز

يتم حساب أنبوب الغاز بشكل مختلف قليلاً عن أنبوب الماء. القيم الأساسية هنا هي:

• سرعة الغاز وضغطه.
• طول الأنبوب مع فقدان الضغط على التركيبات ؛
• انخفاض الضغط في حدود مقبولة.

يمكن حساب قطر أنبوب الغاز وفقًا للصيغة:

حيث di هو القطر الداخلي لخط الأنابيب ، م ؛

V´ - الاستهلاك الحجمي للهواء المضغوط ، m³ / s ؛

L هو طول خط الأنابيب ، معدلًا للتركيبات ، م ؛

Δp - انخفاض الضغط المسموح به ، بار ؛

pmax - ضغط الضاغط العلوي ، بار.

وبالتالي ، عند اختيار قطر الأنبوب ، فإن المعلمة المهمة هي الإنتاجية ، والتي تعتمد على المقطع العرضي والحجم الداخلي للخط. لذلك ، من الضروري قياس مثل هذه البيانات مثل الضغط المسموح به ، وسمك الجدار ، وقطر الأنبوب الداخلي ، وخصائص الناقل الحراري أو الغاز.

كيف تحدد حجم خط الأنابيب؟ أخبرنا ، ما هي المعلمات التي قمت بحساب الأنابيب لمنزلك؟

عند وضع أنابيب المياه ، فإن أصعب شيء هو حساب إنتاجية أقسام الأنابيب. ستضمن الحسابات الصحيحة أن معدل تدفق المياه ليس كبيرًا جدًا ولا ينخفض ​​ضغطه.