Flux d’aigua per la canonada a la pressió desitjada
El contingut de l'article
La tasca principal de calcular el volum de consum d’aigua d’una canonada per la seva secció transversal (diàmetre) és seleccionar les canonades perquè el consum d’aigua no sigui massa gran i la pressió es mantingui bona. En aquest cas, cal tenir en compte:
- diàmetres (secció interna DN),
- pèrdua de cap a la zona calculada,
- cabal hidràulic,
- pressió màxima,
- influència de girs i portes en el sistema,
- material (característiques de les parets de la canonada) i longitud, etc.
La selecció del diàmetre de la canonada segons el cabal d’aigua mitjançant la taula es considera una manera més senzilla, però menys precisa, de mesurar i calcular la pressió, la velocitat de l’aigua i altres paràmetres a la canonada, realitzats localment.
Circumferència de canonada
On comença la determinació del diàmetre de la canonada per cabal? Si no coneixeu les xarxes de posada, aquest procés comença per entendre quin és el diàmetre.
Per tant, el diàmetre és un segment que connecta dos punts extrems d’un cercle situat als costats oposats de l’estructura. El diàmetre de la canonada es calcula en funció del cabal, és una de les dimensions globals significatives del sistema.
La saviesa del càlcul
Què es té en compte en el moment dels càlculs, quins paràmetres cal tenir en compte?
- El gruix de la paret de l'estructura.
- Dimensió interna de la línia.
- Dimensió exterior dels elements de malla.
- El diàmetre nominal de l'estructura, sovint anomenat DN a les fórmules.
- Un indicador que caracteritza el passatge condicional, anomenat Du en els càlculs. Mesurat en mil·límetres.
A més, s’ha de tenir en compte què es mourà al sistema, sota quina pressió i la longitud de la ruta. També cal tenir en compte per a quin tipus de canalització serveixen els càlculs. Els paràmetres del sistema de calefacció i del subministrament d’aigua difereixen.
Anteriorment, la mida de les estructures es calculava i s’indicava en polzades, però durant els darrers anys s’ha practicat cada cop més fer càlculs en centímetres, mil·límetres. Però, fins i tot si ho calculeu tot en polzades, no importa; només cal que utilitzeu una de les taules de conversió de mesuraments generosament publicades al web.
Normes per determinar el cabal
Consum d'aigua
Un punt important és determinar correctament el cabal d’aigua a la canonada.
Prenem una casa de camp. Per determinar la mida de les estructures que s’utilitzen per subministrar aigua a l’estructura, s’ha de calcular el consum màxim. Aquest punt és important no només per entendre quins elements són necessaris per a la ruta, sinó també per als processos de perforació correctes, quan la mida de la carcassa és important.
Considerem la situació amb un exemple. Casa privada de mida mitjana. Això vol dir que té una cuina on s’ha de subministrar aigua, un bany (lavabo, bany, que també albergarà un lavabo). A més, ara s’utilitzen rentadores, que també han d’estar connectades al sistema. A l’estiu, necessiteu reg dels llits i parterres. A partir d’aquestes dades d’entrada, es pot concloure que per subministrar aigua a aquesta economia es necessitarà un sistema de subministrament d’aigua amb paràmetres aproximats de 3 metres cúbics per hora.
Per a aquesta càrrega, són adequades les bombes de tres polzades. La unitat té un diàmetre de 75 cm. Quan instal·leu la bomba, és important recordar que el dispositiu no hauria d’entrar en contacte amb les parets de la carcassa, cosa que significa que heu de tenir cura que hi hagi espai lliure entre els elements. - dins de la canonada.
Com a regla general, una bomba de tres polzades és suficient per subministrar aigua a una casa particular.
Reduir la pressió i calcular la resistència hidràulica
Per determinar el cap dins de les canonades i la selecció correcta d’equips que ajudin a bombar medis líquids o gasosos, cal calcular la caiguda de pressió. En absència d’accés a la xarxa d’Internet, els càlculs es fan segons la fórmula:
Δp=λ·(l/d1)·(ρ/2)·v²
Δp - caigudes de tensió a la secció de la canonada, Pa l - longitud de la secció de la canonada, m λ - coeficient de resistència d1 - secció transversal de la canonada, m ρ - nivell de densitat dels mitjans transportats, kg / m3 v - velocitat de moviment, m / s
La resistència hidràulica es forma sota la influència de 2 factors principals:
- resistència al fregament;
- resistència local.
La primera opció es proporciona per a la formació d’irregularitats i rugositats que impedeixen el moviment del material bombat. Per superar l’efecte inhibitori, es requereix un consum addicional d’energia. Amb un flux laminar i el corresponent exponent de Reynolds (Re), caracteritzat per la uniformitat i l’exclusió de la possibilitat de barrejar capes adjacents de medis líquids o gasosos, l’efecte de la rugositat és mínim. Això es deu a un augment del paràmetre de la subcapa viscosa extrema del mitjà bombat, en relació amb les irregularitats i ressalts formats a la superfície de les canonades. Aquestes condicions permeten que les canonades es considerin hidràulicament llises.
Amb un augment del valor de Reynolds, la subcapa viscosa té un gruix menor, cosa que garanteix la superposició d’irregularitats i l’efecte de rugositat, el nivell de resistència hidràulica no depèn de l’exponent de Reynolds i l’alçada mitjana de les protuberàncies al recobriment de canonades. Un augment posterior del valor de Reynolds permet transferir el mitjà bombat a un mode de flux turbulent, on es forma la destrucció de la subcapa viscosa i la fricció formada està determinada pel valor de rugositat.
La pèrdua per fricció es calcula mitjançant la substitució de dades:
HT = [(λ · l) / de] · [w2 / (2g)]
- HT - pèrdua de cap amb resistència a la fricció, m
- [w2 / (2g)] - velocitat del cap, m
- λ - coeficient de resistència
- l - longitud de la secció de la canonada, m
- dЭ - valor equivalent de la secció transversal de la línia de canonada, m
- w - velocitat de moviment dels suports, m / s
- g - acceleració per gravetat, m / s2
Mètodes per calcular les dependències del cabal d’aigua i del diàmetre de la canonada
Mitjançant les fórmules següents, podeu calcular el cabal d’aigua a la canonada i determinar la dependència del diàmetre de la canonada al cabal.
En aquesta fórmula de consum d'aigua:
- q és el cabal en l / s,
- V - determina la velocitat del cabal hidràulic en m / s,
- d - secció interna (diàmetre en cm).
Sabent el cabal i la d de la secció, és possible, mitjançant càlculs inversos, establir la velocitat o, coneixent el cabal i la velocitat, determinar el diàmetre. En el cas d’un sobrecarregador addicional (per exemple, en edificis de gran alçada), la pressió que genera i el cabal hidràulic s’indiquen al passaport de l’instrument. Sense injecció addicional, el cabal varia amb freqüència en el rang de 0,8-1,5 m / s.
Per fer càlculs més precisos, es tenen en compte les pèrdues de càrrega mitjançant la fórmula de Darcy:
Per calcular, heu d'instal·lar addicionalment:
- longitud de la canonada (L),
- factor de pèrdua, que depèn de la rugositat de les parets de la canonada, la turbulència, la curvatura i les seccions amb vàlvules de parada (λ),
- viscositat del fluid (ρ).
La relació entre el valor D de la canonada, el cabal hidràulic (V) i el cabal d’aigua (q), tenint en compte l’angle de pendent (i), es pot expressar en una taula on dues quantitats conegudes estan connectades per una línia recta i el valor de la quantitat desitjada es veurà a la intersecció de l’escala i la línia recta.
Per a la justificació tècnica, també es construeixen gràfics de la dependència dels costos operatius i de capital amb la determinació del valor òptim de D, que s’estableix a la intersecció de les corbes de costos operatius i de capital.
El càlcul del cabal d’aigua a través de la canonada tenint en compte la caiguda de pressió es pot realitzar mitjançant calculadores en línia (per exemple: https://allcalc.ru/node/498; https://www.calc.ru/gidravlicheskiy- raschet-truboprovoda.html). Per al càlcul hidràulic, com a la fórmula, cal tenir en compte el factor de pèrdua, que implica l'elecció:
- mètode de càlcul de la resistència,
- el material i el tipus de sistemes de canonades (acer, fosa, amiant, formigó armat, plàstic), on es té en compte que, per exemple, les superfícies plàstiques són menys rugoses que l’acer i no es corroixen,
- diàmetres interiors,
- longitud de la secció,
- caiguda de pressió per cada metre de la canonada.
Algunes calculadores tenen en compte característiques addicionals dels sistemes de canonades, per exemple:
- nou o no nou amb recobriment bituminós o sense recobriment protector intern,
- amb recobriment extern de plàstic o ciment polimèric,
- amb recobriment extern de ciment-sorra, aplicat per diferents mètodes, etc.
Com es calcula el diàmetre d’una canonada de gas
La canonada de gas es calcula lleugerament diferent a la canonada d’aigua. Aquí els valors fonamentals són:
- velocitat i pressió del gas;
- longitud de la canonada amb pèrdua de pressió en els accessoris;
- caiguda de pressió dins dels límits acceptables.
El càlcul del diàmetre de la canonada de gas es pot fer mitjançant la fórmula:
on di és el diàmetre interior de la canonada, m;
V´: consum volumètric d'aire comprimit, m³ / s;
L és la longitud de la canonada, ajustada per a accessoris, m;
Δp - caiguda de pressió admissible, bar;
pmax - pressió superior del compressor, bar.
Per tant, a l’hora d’escollir un diàmetre de canonada, un paràmetre important és el rendiment, que depèn de la secció transversal i de la mida interna de la línia. Per tant, és imprescindible mesurar dades com la pressió admissible, el gruix de la paret, el diàmetre interior de la canonada, les propietats del portador de calor o el gas.
Com es dimensiona la canonada? Digueu-nos, per quins paràmetres heu calculat les canonades de casa vostra?
Quan es posa la xarxa d’aigua, el més difícil és calcular el rendiment de les seccions de canonades. Els càlculs correctes asseguraran que el cabal d’aigua no sigui massa gran i que la seva pressió no disminueixi.
