Berechnung des Wasserverbrauchs durch den inneren Rohrabschnitt: Formeln und andere Methoden

Wasser fließt mit dem gewünschten Druck durch das Rohr

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Die Hauptaufgabe bei der Berechnung des Wasserverbrauchsvolumens in einem Rohr anhand seines Querschnitts (Durchmessers) besteht darin, die Rohre so auszuwählen, dass der Wasserverbrauch nicht zu groß ist und der Druck gut bleibt. In diesem Fall ist Folgendes zu berücksichtigen:

• Durchmesser (DN Innenabschnitt),
• Kopfverlust im berechneten Bereich,
• Hydraulikdurchfluss,
• maximaler Druck,
• Einfluss von Kurven und Toren im System,
• Material (Eigenschaften der Rohrleitungswände) und Länge usw.

Die Auswahl des Rohrdurchmessers gemäß der Wasserdurchflussrate anhand der Tabelle wird als einfacher, aber weniger genau angesehen als die Messung und Berechnung des Drucks, der Wassergeschwindigkeit und anderer Parameter in der Rohrleitung vor Ort.

Rohrumfang

Wo beginnt die Bestimmung des Rohrleitungsdurchmessers anhand der Durchflussmenge? Wenn Sie mit dem Verlegen von Netzwerken noch nicht vertraut sind, beginnt dieser Prozess mit dem Verständnis des Durchmessers.

Der Durchmesser ist also ein Segment, das zwei Extrempunkte auf einem Kreis verbindet, der sich auf gegenüberliegenden Seiten der Struktur befindet. Der Durchmesser der Rohrleitung wird in Abhängigkeit von der Durchflussmenge berechnet und ist eine der wesentlichen Gesamtabmessungen des Systems.

Die Weisheit der Berechnung

Was wird zum Zeitpunkt der Berechnung berücksichtigt, welche Parameter müssen berücksichtigt werden?

1. Die Dicke der Wand der Struktur.
2. Innenmaß der Linie.
3. Außenabmessung der Netzelemente.
4. Der Nenndurchmesser der Struktur, in Formeln oft als DN bezeichnet.
5. Ein Indikator, der die bedingte Passage charakterisiert und in den Berechnungen als Du bezeichnet wird. Gemessen in Millimetern.

Außerdem sollte berücksichtigt werden, was sich im System unter welchem ​​Druck bewegt und wie lang die Route ist. Es muss auch berücksichtigt werden, für welche Art von Pipeline die Berechnungen bestimmt sind. Die Parameter für das Heizsystem und die Wasserversorgung sind unterschiedlich.

Früher wurde die Größe von Strukturen berechnet und in Zoll angegeben, aber in den letzten Jahren wurde es zunehmend praktiziert, Berechnungen in Zentimetern, Millimetern durchzuführen. Aber selbst wenn Sie alles in Zoll berechnet haben, spielt es keine Rolle - verwenden Sie einfach eine der Messumrechnungstabellen, die großzügig im Web veröffentlicht wurden.

Standards zur Bestimmung der Durchflussmenge

Wasserverbrauch

Ein wichtiger Punkt ist die korrekte Bestimmung des Wasserflusses in der Rohrleitung.

Nehmen wir ein Landhaus. Um die Größe der Strukturen zu bestimmen, die zur Wasserversorgung der Struktur verwendet werden, muss der maximale Verbrauch berechnet werden. Dieser Punkt ist nicht nur wichtig, um zu verstehen, welche Elemente für die Route benötigt werden, sondern auch für die richtigen Bohrprozesse, wenn die Größe des Gehäuses wichtig ist.

Betrachten wir die Situation anhand eines Beispiels. Privathaus von durchschnittlicher Größe. Dies bedeutet, dass es eine Küche gibt, in der Wasser zugeführt werden sollte, ein Badezimmer (Toilette, Badezimmer, in dem sich auch ein Waschbecken befindet). Außerdem werden jetzt Waschmaschinen eingesetzt, die ebenfalls an das System angeschlossen werden müssen. Im Sommer müssen Sie die Beete und Blumenbeete bewässern. Basierend auf diesen Eingabedaten kann geschlossen werden, dass zur Wasserversorgung dieser Wirtschaft ein Wasserversorgungssystem mit ungefähren Parametern von 3 Kubikmetern pro Stunde benötigt wird.

Für eine solche Last sind Drei-Zoll-Pumpen geeignet. Das Gerät selbst hat einen Durchmesser von 75 cm. Bei der Installation der Pumpe ist zu beachten, dass das Gerät nicht mit den Wänden des Gehäuses in Kontakt kommen darf. Daher müssen Sie darauf achten, dass zwischen den Elementen ein freier Raum vorhanden ist - innerhalb der Pipeline.

In der Regel reicht eine 3-Zoll-Pumpe aus, um ein Privathaus mit Wasser zu versorgen.

Druck reduzieren und Hydraulikwiderstand berechnen

Um den Druck in den Rohren und die richtige Auswahl der Geräte zu bestimmen, mit denen flüssige oder gasförmige Medien gepumpt werden können, muss der Druckabfall berechnet werden. Wenn kein Zugang zum Internet besteht, werden die Berechnungen nach folgender Formel durchgeführt:

Δp=λ·(l/d1)·(ρ/2)·v²

Δp - Spannungsabfälle im Rohrleitungsabschnitt, Pa l - Länge des Rohrleitungsabschnitts, m λ - Widerstandskoeffizient d1 - Rohrquerschnitt, m ρ - Dichtegrad der transportierten Medien, kg / m3 v - Bewegungsgeschwindigkeit, m / s

Der hydraulische Widerstand wird unter dem Einfluss von 2 Hauptfaktoren gebildet:

• Reibungswiderstand;
• lokaler Widerstand.

Die erste Option ist für die Bildung von Unregelmäßigkeiten und Rauheiten vorgesehen, die die Bewegung des gepumpten Mediums behindern. Um die Hemmwirkung zu überwinden, ist ein zusätzlicher Energieverbrauch erforderlich. Bei einer laminaren Strömung und dem entsprechenden niedrigen Reynolds-Exponenten (Re), der durch Gleichmäßigkeit und den Ausschluss der Möglichkeit des Mischens benachbarter Schichten flüssiger oder gasförmiger Medien gekennzeichnet ist, ist der Effekt der Rauheit minimal. Dies ist auf eine Zunahme des Parameters der extrem viskosen Unterschicht des gepumpten Mediums im Verhältnis zu den gebildeten Unregelmäßigkeiten und Vorsprüngen auf der Oberfläche der Rohre zurückzuführen. Unter diesen Bedingungen können die Rohre als hydraulisch glatt angesehen werden.

Mit einem Anstieg des Reynolds-Wertes hat die viskose Unterschicht eine geringere Dicke, was die Überlappung von Unregelmäßigkeiten und den Effekt der Rauheit gewährleistet, der Grad des hydraulischen Widerstands hängt nicht vom Reynolds-Exponenten und der durchschnittlichen Höhe der Vorsprünge auf dem ab Rohrbeschichtung. Eine anschließende Erhöhung des Reynolds-Wertes ermöglicht es, das gepumpte Medium in einen turbulenten Strömungsmodus zu überführen, in dem die Zerstörung der viskosen Unterschicht gebildet wird und die gebildete Reibung durch den Wert der Rauheit bestimmt wird.

Der Reibungsverlust wird durch Datensubstitution berechnet:

HT = [(λ · l) / de] · [w2 / (2g)]

• HT - Druckverlust mit Reibungswiderstand, m
• [w2 / (2g)] - Geschwindigkeitskopf, m
• λ - Widerstandskoeffizient
• l - Länge des Rohrleitungsabschnitts, m
• dЭ - Äquivalentwert des Querschnitts der Rohrleitung, m
• w - Bewegungsgeschwindigkeit der Medien, m / s
• g - Erdbeschleunigung, m / s2

Methoden zur Berechnung der Abhängigkeiten von Wasserdurchfluss und Rohrleitungsdurchmesser

Mit den folgenden Formeln können Sie sowohl den Wasserdurchfluss im Rohr berechnen als auch die Abhängigkeit des Rohrdurchmessers vom Wasserdurchfluss bestimmen.

In dieser Wasserverbrauchsformel:

• q ist die Durchflussrate in l / s,
• V - bestimmt die Geschwindigkeit des Hydraulikflusses in m / s,
• d - Innenabschnitt (Durchmesser in cm).

Wenn Sie die Durchflussrate und d des Abschnitts kennen, können Sie mithilfe inverser Berechnungen die Geschwindigkeit einstellen oder, wenn Sie die Durchflussrate und die Geschwindigkeit kennen, den Durchmesser bestimmen. Bei einem zusätzlichen Lader (z. B. in Hochhäusern) werden der von ihm erzeugte Druck und der Hydraulikdurchfluss im Pass des Instruments angegeben. Ohne zusätzliche Einspritzung variiert die Durchflussrate am häufigsten im Bereich von 0,8 bis 1,5 m / s.

Für genauere Berechnungen werden Kopfverluste nach Darcys Formel berücksichtigt:

Zur Berechnung müssen Sie zusätzlich installieren:

• Rohrleitungslänge (L),
• Verlustfaktor, der von der Rauheit der Rohrleitungswände, Turbulenzen, Krümmungen und Abschnitten mit Absperrventilen (λ) abhängt,
• Flüssigkeitsviskosität (ρ).

Die Beziehung zwischen dem D-Wert der Rohrleitung, dem hydraulischen Durchfluss (V) und dem Wasserdurchfluss (q) unter Berücksichtigung des Neigungswinkels (i) kann in einer Tabelle ausgedrückt werden, in der zwei bekannte Größen durch a verbunden sind Gerade, und der Wert der gewünschten Menge wird am Schnittpunkt der Skala und der Geraden angezeigt.

Zur technischen Rechtfertigung werden auch Diagramme der Abhängigkeit von Betriebs- und Kapitalkosten mit der Bestimmung des optimalen Wertes von D erstellt, der am Schnittpunkt der Kurven der Betriebs- und Kapitalkosten festgelegt wird.

Die Berechnung des Wasserflusses durch das Rohr unter Berücksichtigung des Druckabfalls kann mit Online-Rechnern durchgeführt werden (zum Beispiel: https://allcalc.ru/node/498; https://www.calc.ru/gidravlicheskiy- raschet-truboprovoda.html). Für die hydraulische Berechnung müssen Sie wie in der Formel den Verlustfaktor berücksichtigen, der die Wahl impliziert:

1. Methode zur Berechnung des Widerstands,
2. das Material und die Art der Rohrleitungssysteme (Stahl, Gusseisen, Asbest, Stahlbeton, Kunststoff), wobei berücksichtigt wird, dass beispielsweise Kunststoffoberflächen weniger rau als Stahl sind und nicht korrodieren;
3. Innendurchmesser,
4. Abschnittslänge,
5. Druckabfall für jeden Meter der Rohrleitung.

Einige Taschenrechner berücksichtigen zusätzliche Eigenschaften von Rohrleitungssystemen, zum Beispiel:

• neu oder nicht neu mit bituminöser Beschichtung oder ohne innere Schutzbeschichtung,
• mit äußerer Kunststoff- oder Polymerzementbeschichtung,
• mit äußerer Zement-Sand-Beschichtung, aufgebracht nach verschiedenen Methoden usw.

So berechnen Sie den Durchmesser einer Gasleitung

Die Gasleitung wird geringfügig anders berechnet als die Wasserleitung. Hier sind die Grundwerte:

• Gasgeschwindigkeit und -druck;
• Rohrlänge mit Druckverlust an den Armaturen;
• Druckabfall innerhalb akzeptabler Grenzen.

Die Berechnung des Durchmessers der Gasleitung kann nach folgender Formel erfolgen:

wobei di der Innendurchmesser der Rohrleitung ist, m;

V´ - Volumenverbrauch von Druckluft, m³ / s;

L ist die Länge der Rohrleitung, angepasst an die Armaturen, m;

Δp - zulässiger Druckabfall, bar;

pmax - oberer Kompressordruck, bar.

Ein wichtiger Parameter bei der Auswahl eines Rohrdurchmessers ist daher der Durchsatz, der vom Querschnitt und der Innengröße der Leitung abhängt. Daher ist es unbedingt erforderlich, Daten wie zulässigen Druck, Wandstärke, Rohrinnendurchmesser, Eigenschaften des Wärmeträgers oder Gases zu messen.

Wie dimensionieren Sie die Pipeline? Sagen Sie uns, anhand welcher Parameter haben Sie die Rohre für Ihr eigenes Zuhause berechnet?

Bei der Verlegung von Wasserleitungen ist es am schwierigsten, den Durchsatz von Rohrabschnitten zu berechnen. Durch korrekte Berechnungen wird sichergestellt, dass der Wasserdurchfluss nicht zu groß ist und der Druck nicht abnimmt.