Vandens sunaudojimo apskaičiavimas pagal vidinę vamzdžio dalį: formulės ir kiti metodai

Vanduo teka per vamzdį norimu slėgiu

Straipsnio turinys
Pagrindinė užduotis apskaičiuoti vandens suvartojimo kiekį vamzdyje pagal jo skerspjūvį (skersmenį) yra parinkti vamzdžius, kad vandens sąnaudos nebūtų per didelės, o slėgis išlieka geras. Būtina atsižvelgti į:

• skersmenys (DN vidinė sekcija),
• galvos praradimas apskaičiuotame plote,
• hidraulinis srautas,
• didžiausias slėgis,
• posūkių ir vartų įtaka sistemoje,
• medžiaga (dujotiekio sienų charakteristikos) ir ilgis ir kt.

Vamzdžio skersmens pasirinkimas pagal vandens srauto greitį naudojant lentelę laikomas paprastesniu, bet ne tokiu tiksliu būdu, kaip matuojant ir apskaičiuojant slėgį, vandens greitį ir kitus dujotiekio parametrus, atliekamus vietoje.

Vamzdžio apimtis

Nuo ko prasideda dujotiekio skersmens nustatymas pagal srauto greitį? Jei jūs pradedate tiesti tinklus, šis procesas prasideda suprantant, koks yra skersmuo.

Taigi, skersmuo yra segmentas, jungiantis du kraštutinius taškus apskritime, esančiame priešingose ​​konstrukcijos pusėse. Dujotiekio skersmuo apskaičiuojamas atsižvelgiant į srauto greitį, tai yra vienas iš reikšmingiausių sistemos matmenų.

Skaičiavimo išmintis

Į ką atsižvelgiama skaičiuojant, į kokius parametrus reikia atsižvelgti?

1. Konstrukcijos sienos storis.
2. Vidinis linijos matmuo.
3. Tinklo elementų išorinis matmuo.
4. Nominalus konstrukcijos skersmuo, formulėse dažnai vadinamas DN.
5. Rodiklis, apibūdinantis sąlyginę ištrauką, skaičiavimuose vadinamas Du. Matuojamas milimetrais.

Be to, reikėtų atsižvelgti ir į tai, kas juda sistemoje, kokiu slėgiu, ir maršruto ilgį. Taip pat būtina atsižvelgti į tai, kokio tipo dujotiekiui atlikti skaičiavimai. Šildymo sistemos ir vandens tiekimo parametrai skiriasi.

Anksčiau konstrukcijų dydis buvo skaičiuojamas ir nurodomas coliais, tačiau per pastaruosius kelerius metus vis dažniau buvo skaičiuojama centimetrais, milimetrais. Bet net jei viską apskaičiavote coliais, tai nesvarbu - tiesiog naudokite vieną iš matavimo konversijų lentelių, gausiai paskelbtų internete.

Srauto greičio nustatymo standartai

Vandens suvartojimas

Svarbus momentas yra teisingai nustatyti vandens srautą dujotiekyje.

Paimkime kaimo namą. Norint nustatyti konstrukcijų, tiekiančių vandenį į konstrukciją, dydį, reikia apskaičiuoti maksimalų suvartojimą. Šis taškas yra svarbus ne tik norint suprasti, kokie elementai reikalingi trasai, bet ir teisingiems gręžimo procesams, kai svarbu apvalkalo dydis.

Panagrinėkime situaciją pavyzdžiu. Vidutinio dydžio privatus namas. Tai reiškia, kad jame yra virtuvė, kurioje turėtų būti tiekiamas vanduo, vonios kambarys (tualetas, vonios kambarys, kuriame taip pat bus kriauklė). Be to, dabar naudojamos skalbimo mašinos, kurias taip pat reikia prijungti prie sistemos. Vasarą reikės drėkinti lovas ir gėlynus. Remiantis tokiais įvesties duomenimis, galima daryti išvadą, kad norint tiekti vandenį šiai ekonomikai, reikės vandens tiekimo sistemos, kurios parametrai yra apytiksliai 3 kubiniai metrai per valandą.

Tokiai apkrovai tinka trijų colių siurbliai. Paties įrenginio skersmuo yra 75 cm. Montuodami siurblį, svarbu atsiminti, kad prietaisas neturėtų liestis su korpuso sienomis, o tai reiškia, kad turite pasirūpinti, kad tarp elementų būtų laisvos vietos - dujotiekio viduje.

Paprastai vandens tiekimui į privatų namą pakanka trijų colių siurblio.

Slėgio sumažinimas ir hidraulinio pasipriešinimo apskaičiavimas

Norint nustatyti galvą vamzdžių viduje ir teisingai parinkti įrangą, padedančią pumpuoti skystą ar dujinę terpę, būtina apskaičiuoti slėgio kritimą. Jei nėra prieigos prie interneto tinklo, skaičiavimai atliekami pagal formulę:

Δp=λ·(l/d1)·(ρ/2)·v²

Δp - įtampos kritimai dujotiekio ruože, Pa l - dujotiekio atkarpos ilgis, m λ - atsparumo koeficientas d1 - vamzdžio skerspjūvis, m ρ - transportuojamos terpės tankio lygis, kg / m3 v - judėjimo greitis, m / s

Hidraulinė varža susidaro veikiant 2 pagrindiniams veiksniams:

• trinties atsparumas;
• vietinis pasipriešinimas.

Pirmasis variantas yra numatytas nelygumams ir šiurkštumui susidaryti, kurie trukdo pumpuojamos terpės judėjimui. Norint įveikti slopinamąjį poveikį, reikia papildomai suvartoti energijos. Esant laminariniam srautui ir atitinkamam mažam Reynoldso rodikliui (Re), kuriam būdingas tolygumas ir neįmanoma maišyti gretimų skystų ar dujinių terpių sluoksnių, šiurkštumo poveikis yra minimalus. Taip yra dėl padidėjusio pumpuojamos terpės klampaus posluoksnio parametro padidėjimo, palyginti su susidariusiais nelygumais ir iškyšomis vamzdžių paviršiuje. Šios sąlygos leidžia laikyti vamzdžius hidrauliškai lygiais.

Padidėjus Reinoldso vertei, klampus posluoksnis yra mažesnio storio, kuris užtikrina nelygumų sutapimą ir šiurkštumo poveikį, hidraulinio pasipriešinimo lygis nepriklauso nuo Reinoldso rodiklio ir vidutinio iškyšų aukščio. vamzdžių danga. Vėlesnis Reynoldso vertės padidėjimas leidžia perpumpuotą terpę perkelti į turbulentinio srauto režimą, kur susidaro klampaus posluoksnio sunaikinimas, o susidariusią trintį lemia šiurkštumo vertė.

Trinties nuostoliai apskaičiuojami pakeičiant duomenis:

HT = [(λ · l) / de] · [w2 / (2g)]

• HT - galvos netekimas su atsparumu trinčiai, m
• [w2 / (2g)] - greičio galvutė, m
• λ - atsparumo koeficientas
• l - dujotiekio atkarpos ilgis, m
• dЭ - lygiavertė dujotiekio linijos skerspjūvio vertė, m
• w - terpės judėjimo greitis, m / s
• g - pagreitis dėl sunkio jėgos, m / s2

Vandens srauto greičio ir vamzdyno skersmens priklausomybės skaičiavimo metodai

Naudodamiesi žemiau pateiktomis formulėmis, galite apskaičiuoti vandens srautą vamzdyje ir nustatyti vamzdžio skersmens priklausomybę nuo vandens srauto.

Šioje vandens suvartojimo formulėje:

• q yra srauto greitis l / s,
• V - nustato hidraulinio srauto greitį m / s,
• d - vidinis pjūvis (skersmuo cm).

Žinant atkarpos srautą ir d, naudojant atvirkštinius skaičiavimus, galima nustatyti greitį arba, žinant srauto greitį ir greitį, nustatyti skersmenį. Papildomo kompresoriaus atveju (pavyzdžiui, daugiaaukščiuose pastatuose) jo sukurtas slėgis ir hidraulinis srautas nurodomi prietaiso pase. Be papildomo įpurškimo srauto greitis dažniausiai svyruoja nuo 0,8 iki 1,5 m / s.

Tikslesniems skaičiavimams atsižvelgiama į galvos nuostolius pagal Darcy formulę:

Norėdami apskaičiuoti, turite papildomai įdiegti:

• dujotiekio ilgis (L),
• nuostolių koeficientas, kuris priklauso nuo dujotiekio sienelių šiurkštumo, turbulencijos, kreivumo ir sekcijų su stabdymo vožtuvais (λ),
• skysčio klampa (ρ).

Santykį tarp vamzdyno D vertės, hidraulinio srauto greičio (V) ir vandens srauto greičio (q), atsižvelgiant į nuolydžio kampą (i), galima išreikšti lentelėje, kurioje du žinomi dydžiai yra sujungti tiesė, o norimo kiekio vertė bus matoma skalės ir tiesės sankirtoje.

Techniniam pagrindimui taip pat sudaromi eksploatacinių ir kapitalo sąnaudų priklausomybės grafikai, nustatant optimalią D vertę, kuri nustatoma eksploatacijos ir kapitalo sąnaudų kreivių sankirtoje.

Vandens srautą per vamzdį, atsižvelgiant į slėgio kritimą, galima apskaičiuoti naudojant internetinius skaičiuotuvus (pavyzdžiui: https://allcalc.ru/node/498; https://www.calc.ru/gidravlicheskiy- raschet-truboprovoda.html). Apskaičiuodami hidrauliką, kaip ir formulėje, turite atsižvelgti į nuostolių koeficientą, kuris reiškia pasirinkimą:

1. atsparumo apskaičiavimo metodas,
2. vamzdynų sistemų medžiaga ir tipas (plienas, ketaus, asbestas, gelžbetonis, plastikas), kai atsižvelgiama į tai, kad, pavyzdžiui, plastikiniai paviršiai yra mažiau grublėti nei plieno ir nerūdija,
3. vidiniai skersmenys,
4. sekcijos ilgis,
5. slėgio kritimas kiekvienam dujotiekio metrui.

Kai kurie skaičiuotuvai atsižvelgia į papildomas vamzdynų sistemų charakteristikas, pavyzdžiui:

• naujas arba ne naujas su bitumine danga arba be vidinės apsauginės dangos,
• su išorine plastiko arba polimero-cemento danga,
• su išorine cemento-smėlio danga, padengta skirtingais metodais ir kt.

Kaip apskaičiuoti dujų vamzdžio skersmenį

Dujų vamzdis apskaičiuojamas šiek tiek kitaip nei vandens vamzdis. Pagrindinės vertybės yra šios:

• dujų greitis ir slėgis;
• vamzdžio ilgis su slėgio nuostoliais ant jungiamųjų detalių;
• slėgio kritimas leistinose ribose.

Dujų vamzdžio skersmenį galima apskaičiuoti pagal formulę:

kur di yra dujotiekio vidinis skersmuo, m;

V´ - suslėgto oro tūrinis suvartojimas, m³ / s;

L yra vamzdyno ilgis, pritaikytas pagal jungiamąsias detales, m;

Δp - leistinas slėgio kritimas, barai;

pmax - viršutinis kompresoriaus slėgis, bar.

Taigi, renkantis vamzdžio skersmenį, svarbus parametras yra pralaidumas, kuris priklauso nuo linijos skerspjūvio ir vidinio dydžio. Todėl būtina išmatuoti tokius duomenis kaip leistinas slėgis, sienos storis, vamzdžio vidinis skersmuo, šilumos nešiklio ar dujų savybės.

Kaip jūs nustatote dujotiekio dydį? Pasakykite mums, pagal kokius parametrus apskaičiavote vamzdžius savo namams?

Klojant vandens magistrales sunkiausia apskaičiuoti vamzdžių sekcijų pralaidumą. Teisingi skaičiavimai užtikrins, kad vandens srautas nebūtų per didelis ir jo slėgis nesumažėtų.