Débit d'eau à travers le tuyau à la pression souhaitée
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La tâche principale du calcul du volume de consommation d'eau dans un tuyau par sa section transversale (diamètre) est de sélectionner les tuyaux afin que la consommation d'eau ne soit pas trop importante et que la pression reste bonne. Dans ce cas, il faut prendre en compte:
- diamètres (partie intérieure DN),
- perte de charge dans la zone calculée,
- débit hydraulique,
- pression maximale,
- influence des virages et des portes dans le système,
- matériau (caractéristiques des parois du pipeline) et longueur, etc.
La sélection du diamètre du tuyau en fonction du débit d'eau à l'aide du tableau est considérée comme un moyen plus simple, mais moins précis que la mesure et le calcul de la pression, de la vitesse de l'eau et d'autres paramètres dans la canalisation, effectués localement.
Circonférence du tuyau
Où commence la détermination du diamètre de la canalisation par le débit? Si vous débutez dans la pose de réseaux, ce processus commence par comprendre le diamètre.
Ainsi, le diamètre est un segment reliant deux points extrêmes sur un cercle situé de part et d'autre de la structure. Le diamètre de la canalisation est calculé en fonction du débit, c'est l'une des dimensions hors tout importantes du système.
La sagesse du calcul
Qu'est-ce qui est pris en compte au moment des calculs, quels paramètres faut-il prendre en compte?
- L'épaisseur de la paroi de la structure.
- Dimension interne de la ligne.
- Dimension extérieure des éléments de maillage.
- Le diamètre nominal de la structure, souvent appelé DN dans les formules.
- Un indicateur caractérisant le passage conditionnel, désigné dans les calculs par Du. Mesuré en millimètres.
De plus, il faut tenir compte de ce qui bougera dans le système, sous quelle pression et de la longueur de l'itinéraire. Il est également nécessaire de prendre en compte le type de pipeline pour lequel les calculs sont effectués. Les paramètres du système de chauffage et de l'alimentation en eau diffèrent.
Auparavant, la taille des structures était calculée et indiquée en pouces, mais au cours des dernières années, il était de plus en plus pratiqué de faire des calculs en centimètres, en millimètres. Mais même si vous calculez tout en pouces, peu importe - utilisez simplement l'une des tables de conversion de mesure généreusement publiées sur le Web.
Normes pour déterminer le débit
Consommation d'eau
Un point important est de déterminer correctement le débit d'eau dans le pipeline.
Prenons une maison de campagne. Pour déterminer la taille des structures utilisées pour alimenter en eau la structure, la consommation maximale doit être calculée. Ce point est important non seulement pour comprendre quels éléments sont nécessaires pour le tracé, mais aussi pour les processus de forage corrects, lorsque la taille du tubage est importante.
Considérons la situation avec un exemple. Maison privée de taille moyenne. Cela signifie qu'il dispose d'une cuisine où l'eau doit être fournie, d'une salle de bain (WC, salle de bain, qui abritera également un lavabo). De plus, des machines à laver sont maintenant utilisées, qui doivent également être connectées au système. En été, vous aurez besoin d'irrigation des parterres et des parterres de fleurs. Sur la base de ces données d'entrée, on peut conclure que pour fournir de l'eau à cette économie, un système d'approvisionnement en eau avec des paramètres approximatifs de 3 mètres cubes par heure sera nécessaire.
Pour une telle charge, des pompes de trois pouces conviennent. L'unité elle-même a un diamètre de 75 cm. Lors de l'installation de la pompe, il est important de se rappeler que l'appareil ne doit pas entrer en contact avec les parois du boîtier, ce qui signifie que vous devez veiller à ce qu'il y ait un espace libre entre les éléments - à l'intérieur du pipeline.
En règle générale, une pompe de trois pouces suffit pour alimenter en eau une maison privée.
Réduction de la pression et calcul de la résistance hydraulique
Pour déterminer la tête à l'intérieur des tuyaux et pour sélectionner correctement l'équipement qui aide à pomper les fluides liquides ou gazeux, il est nécessaire de calculer la perte de charge. En l'absence d'accès au réseau Internet, les calculs sont effectués selon la formule:
Δp=λ·(l/ré1)·(ρ/2)·v²
Δp - chutes de tension dans la section de canalisation, Pa l - longueur de la section de canalisation, m λ - coefficient de résistance d1 - section de canalisation, m ρ - niveau de densité du fluide transporté, kg / m3 v - vitesse de déplacement, m / s
La résistance hydraulique se forme sous l'influence de 2 facteurs principaux:
- résistance au frottement;
- résistance locale.
La première option est prévue pour la formation d'irrégularités et de rugosités qui empêchent le mouvement du fluide pompé. Pour surmonter l'effet inhibiteur, une consommation d'énergie supplémentaire est nécessaire. Avec un écoulement laminaire et le faible exposant de Reynolds correspondant (Re), caractérisé par l'uniformité et l'exclusion de la possibilité de mélanger des couches adjacentes de milieux liquides ou gazeux, l'effet de rugosité est minime. Ceci est dû à une augmentation du paramètre de la sous-couche extrêmement visqueuse du milieu pompé, par rapport aux irrégularités formées et aux saillies à la surface des tuyaux. Ces conditions permettent de considérer les tuyaux comme hydrauliquement lisses.
Avec une augmentation de la valeur de Reynolds, la sous-couche visqueuse a une épaisseur plus petite, ce qui assure le chevauchement des irrégularités et l'effet de la rugosité, le niveau de résistance hydraulique ne dépend pas de l'exposant de Reynolds, et la hauteur moyenne des saillies sur le revêtement de tuyau. Une augmentation ultérieure de la valeur de Reynolds permet de transférer le milieu pompé dans un mode d'écoulement turbulent, où se forme la destruction de la sous-couche visqueuse et le frottement formé est déterminé par la valeur de la rugosité.
La perte de friction est calculée par substitution de données:
HT = [(λ · l) / de] · [w2 / (2g)]
- HT - perte de charge avec résistance au frottement, m
- [w2 / (2g)] - tête de vitesse, m
- λ - coefficient de résistance
- l - longueur de la section du pipeline, m
- dЭ - valeur équivalente de la section transversale de la canalisation, m
- w - vitesse de déplacement du support, m / s
- g - accélération de la gravité, m / s2
Méthodes de calcul des dépendances du débit d'eau et du diamètre de la canalisation
En utilisant les formules ci-dessous, vous pouvez à la fois calculer le débit d'eau dans le tuyau et déterminer la dépendance du diamètre du tuyau sur le débit d'eau.
Dans cette formule de consommation d'eau:
- q est le débit en l / s,
- V - détermine la vitesse du débit hydraulique en m / s,
- d - section interne (diamètre en cm).
Connaissant le débit et le d de la section, il est possible, à l'aide de calculs inverses, de régler la vitesse, ou, connaissant le débit et la vitesse, de déterminer le diamètre. Dans le cas d'un compresseur supplémentaire (par exemple dans les immeubles de grande hauteur), la pression générée par celui-ci et le débit hydraulique sont indiqués dans le passeport de l'instrument. Sans injection supplémentaire, le débit varie le plus souvent dans la plage de 0,8 à 1,5 m / s.
Pour des calculs plus précis, les pertes de charge sont prises en compte en utilisant la formule de Darcy:
Pour calculer, vous devez en plus installer:
- longueur du pipeline (L),
- facteur de perte, qui dépend de la rugosité des parois de la canalisation, de la turbulence, de la courbure et des sections avec vannes d'arrêt (λ),
- viscosité du fluide (ρ).
La relation entre la valeur D de la canalisation, le débit hydraulique (V) et le débit d'eau (q), en tenant compte de l'angle de pente (i), peut être exprimée dans un tableau où deux grandeurs connues sont reliées par un ligne droite, et la valeur de la valeur souhaitée sera vue à l'intersection de l'échelle et de la ligne droite.
Pour la justification technique, des graphiques de la dépendance des coûts d'exploitation et d'investissement sont également construits avec la détermination de la valeur optimale de D, qui est fixée à l'intersection des courbes des coûts d'exploitation et d'investissement.
Le calcul du débit d'eau à travers la conduite en tenant compte de la perte de charge peut être effectué à l'aide de calculateurs en ligne (par exemple: https://allcalc.ru/node/498; https://www.calc.ru/gidravlicheskiy- raschet-truboprovoda.html). Pour le calcul hydraulique, comme dans la formule, vous devez prendre en compte le facteur de perte, ce qui implique le choix:
- méthode de calcul de la résistance,
- le matériau et le type des systèmes de canalisations (acier, fonte, amiante, béton armé, plastique), où il est pris en compte, par exemple, que les surfaces en plastique sont moins rugueuses que l'acier et ne se corrodent pas,
- diamètres intérieurs,
- longueur de section,
- chute de pression pour chaque mètre de la canalisation.
Certains calculateurs prennent en compte des caractéristiques supplémentaires des systèmes de tuyauterie, par exemple:
- neuf ou pas neuf avec revêtement bitumineux ou sans revêtement de protection interne,
- avec revêtement extérieur en plastique ou polymère-ciment,
- avec revêtement externe de ciment-sable, appliqué par différentes méthodes, etc.
Comment calculer le diamètre d'un tuyau de gaz
La conduite de gaz est calculée légèrement différemment de la conduite d'eau. Ici, les valeurs fondamentales sont:
- vitesse et pression du gaz;
- longueur de tuyau avec perte de charge sur les raccords;
- chute de pression dans des limites acceptables.
Le calcul du diamètre du tuyau de gaz peut être effectué selon la formule:
où di est le diamètre intérieur du pipeline, m;
V´ - consommation volumétrique d'air comprimé, m³ / s;
L est la longueur du pipeline, ajustée pour les raccords, m;
Δp - perte de charge admissible, bar;
pmax - pression supérieure du compresseur, bar.
Ainsi, lors du choix d'un diamètre de tuyau, un paramètre important est le débit, qui dépend de la section transversale et de la taille interne de la ligne. Par conséquent, il est impératif de mesurer des données telles que la pression admissible, l'épaisseur de la paroi, le diamètre intérieur du tuyau, les propriétés du liquide de refroidissement ou du gaz.
Comment dimensionner le pipeline? Dites-nous, par quels paramètres avez-vous calculé les tuyaux pour votre propre maison?
Lors de la pose de conduites d'eau, le plus difficile est de calculer le débit des sections de tuyaux. Des calculs corrects garantiront que le débit d'eau n'est pas trop important et que sa pression ne diminue pas.
