Изчисляване на консумацията на вода от вътрешния участък на тръбата: формули и други методи

Водният поток през тръбата при желаното налягане

Съдържанието на статията
Основната задача за изчисляване на обема на потреблението на вода в тръба чрез нейното напречно сечение (диаметър) е да се изберат тръби, така че консумацията на вода да не е твърде голяма, а налягането да остане добро. В този случай е необходимо да се вземат предвид:

• диаметри (DN вътрешна секция),
• загуба на глава в изчислената площ,
• хидравличен дебит,
• максимално налягане,
• влияние на завоите и портите в системата,
• материал (характеристики на стените на тръбопровода) и дължина и др.

Изборът на диаметъра на тръбата според дебита на водата с помощта на таблицата се счита за по-прост, но по-малко точен начин от измерването и изчисляването на налягането, скоростта на водата и други параметри в тръбопровода, извършвано локално.

Обиколка на тръбата

Откъде започва определянето на диаметъра на тръбопровода по дебит? Ако не сте начинаещи в полагането на мрежи, тогава този процес започва с разбирането на диаметъра.

И така, диаметърът е сегмент, свързващ две крайни точки върху кръг, разположен от противоположните страни на конструкцията. Диаметърът на тръбопровода се изчислява в зависимост от дебита, той е един от значимите габаритни размери на системата.

Мъдростта на изчислението

Какво се взема предвид по време на изчисленията, какви параметри трябва да се вземат предвид?

1. Дебелината на стената на конструкцията.
2. Вътрешно измерение на линията.
3. Външен размер на мрежестите елементи.
4. Номиналният диаметър на конструкцията, често наричан DN във формулите.
5. Индикатор, характеризиращ условния проход, посочен в изчисленията като Du. Измерено в милиметри.

Освен това трябва да се вземе предвид какво ще се движи в системата, под какъв натиск и дължината на маршрута. Също така е необходимо да се вземе предвид за какъв тип тръбопровод са предназначени изчисленията. Параметрите за отоплителната система и водоснабдяването се различават.

Преди това размерът на конструкциите беше изчислен и посочен в инчове, но през последните няколко години все по-често се практикува да се правят изчисления в сантиметри и милиметри. Но дори и да сте изчислили всичко в инчове, няма значение - просто използвайте една от таблиците за преобразуване на измервания, публикувани щедро в мрежата.

Стандарти за определяне на дебита

Консумация на вода

Важен момент е правилното определяне на водния поток в тръбопровода.

Да вземем селска къща. За да се определи размерът на конструкциите, използвани за подаване на вода към конструкцията, трябва да се изчисли максималният разход. Този момент е важен не само за разбирането на това кои елементи са необходими за маршрута, но и за правилните процеси на пробиване, когато размерът на кожуха е важен.

Нека разгледаме ситуацията с пример. Частна къща със среден размер. Това означава, че има кухня, в която трябва да се подава вода, баня (тоалетна, баня, в която ще се помещава и мивка). Освен това сега се използват перални машини, които също трябва да бъдат свързани към системата. През лятото ще ви е необходимо напояване на леглата и цветните лехи. Въз основа на такива входни данни може да се заключи, че за снабдяване с вода на тази икономика ще е необходима водоснабдителна система с приблизителни параметри от 3 кубически метра на час.

За такъв товар са подходящи три инчови помпи. Самият уред има диаметър 75 см. При инсталиране на помпата е важно да запомните, че устройството не трябва да влиза в контакт със стените на корпуса, което означава, че трябва да се погрижите за свободно пространство между елементите - вътре в тръбопровода.

По правило три инчова помпа е достатъчна за подаване на вода в частна къща.

Намаляване на налягането и изчисляване на хидравличното съпротивление

За да се определи главата вътре в тръбите и правилният избор на оборудване, което помага за изпомпване на течна или газообразна среда, е необходимо да се изчисли спадът на налягането. При липса на достъп до интернет мрежата изчисленията се правят по формулата:

Δp=λ·(л/д1)·(ρ/2)·v²

Δp - спада на напрежението в участъка на тръбопровода, Pa l - дължина на участъка на тръбопровода, m λ - коефициент на съпротивление d1 - напречно сечение на тръбата, m ρ - ниво на плътност на транспортираната среда, kg / m3 v - скорост на движение, m / s

Хидравличното съпротивление се формира под въздействието на 2 основни фактора:

• устойчивост на триене;
• локална съпротива.

Първият вариант е предвиден за образуване на неравности и грапавини, които възпрепятстват движението на изпомпваната среда. За преодоляване на инхибиторния ефект е необходима допълнителна консумация на енергия. С ламинарен поток и съответния нисък показател на Рейнолдс (Re), характеризиращ се с еднородност и изключване на възможността за смесване на съседни слоеве течна или газообразна среда, ефектът на грапавост е минимален. Това се дължи на увеличаване на параметъра на екстремно вискозния подслой на изпомпваната среда спрямо образуваните неравности и издатини на повърхността на тръбите. Тези условия позволяват тръбите да се считат за хидравлично гладки.

С увеличаване на стойността на Рейнолдс, вискозният подслой има по-малка дебелина, което осигурява припокриване на неравности и ефект на грапавост, нивото на хидравличното съпротивление не зависи от степента на Рейнолдс и средната височина на издатините върху покритие на тръбите. Последващото увеличаване на стойността на Рейнолдс дава възможност за прехвърляне на изпомпваната среда в режим на турбулентен поток, където се образува разрушаването на вискозния подслой и образуваното триене се определя от стойността на грапавостта.

Загубата на триене се изчислява чрез заместване на данните:

HT = [(λ · l) / de] · [w2 / (2g)]

• HT - загуба на глава с устойчивост на триене, m
• [w2 / (2g)] - скорост, m
• λ - коефициент на съпротивление
• l - дължина на участъка на тръбопровода, m
• dЭ - еквивалентна стойност на напречното сечение на тръбопровода, m
• w - скорост на движение на носителя, m / s
• g - ускорение поради гравитацията, m / s2

Методи за изчисляване на зависимостите на дебита на водата и диаметъра на тръбопровода

Използвайки формулите по-долу, можете както да изчислите водния поток в тръбата, така и да определите зависимостта на диаметъра на тръбата от водния поток.

В тази формула за консумация на вода:

• q е дебитът в l / s,
• V - определя скоростта на хидравличния поток в m / s,
• d - вътрешен разрез (диаметър в см).

Познавайки скоростта на потока и d на участъка, е възможно, използвайки обратни изчисления, да зададете скоростта или, като знаете скоростта и скоростта на потока, да определите диаметъра. В случай на допълнителен компресор (например във високи сгради), генерираното от него налягане и хидравличният дебит са посочени в паспорта на инструмента. Без допълнително впръскване скоростта на потока най-често варира в диапазона 0,8-1,5 m / s.

За по-точни изчисления се вземат предвид загубите на глава, като се използва формулата на Дарси:

За да изчислите, трябва допълнително да инсталирате:

• дължина на тръбопровода (L),
• коефициент на загуба, който зависи от грапавостта на стените на тръбопровода, турбулентността, кривината и участъците със спирателни клапани (λ),
• вискозитет на течността (ρ).

Връзката между стойността D на тръбопровода, хидравличния дебит (V) и дебита на водата (q), като се вземе предвид ъгълът на наклона (i), може да бъде изразена в таблица, където две известни величини са свързани с права линия, а стойността на желаното количество ще се види в пресечната точка на скалата и правата линия.

За техническа обосновка се изграждат и графики на зависимостта на оперативните и капиталовите разходи с определяне на оптималната стойност на D, която се задава в пресечната точка на кривите на оперативните и капиталовите разходи.

Изчисляването на водния поток през тръбата, като се вземе предвид спада на налягането, може да се извърши с помощта на онлайн калкулатори (например: https://allcalc.ru/node/498; https://www.calc.ru/gidravlicheskiy- raschet-truboprovoda.html). За хидравличното изчисление, както във формулата, трябва да вземете предвид фактора на загубата, който предполага избора:

1. метод за изчисляване на съпротивлението,
2. материал и тип тръбни системи (стомана, чугун, азбест, стоманобетон, пластмаса), където се взема предвид, че например пластмасовите повърхности са по-малко грапави от стоманата и не корозират,
3. вътрешни диаметри,
4. дължина на участъка,
5. спад на налягането за всеки метър от тръбопровода.

Някои калкулатори вземат предвид допълнителни характеристики на тръбните системи, например:

• нови или не нови с битумно покритие или без вътрешно защитно покритие,
• с външно пластмасово или полимер-циментово покритие,
• с външно циментово-пясъчно покритие, нанесено по различни методи и др.

Как да изчислим диаметъра на газова тръба

Газовата тръба се изчислява малко по-различно от водопровода. Тук основните ценности са:

• скорост и налягане на газа;
• дължина на тръбата със загуба на налягане върху фитингите;
• спад на налягането в допустимите граници.

Изчисляването на диаметъра на газопровода може да се извърши по формулата:

където di е вътрешният диаметър на тръбопровода, m;

V´ - обемна консумация на сгъстен въздух, m³ / s;

L е дължината на тръбопровода, коригирана за фитинги, m;

Δp - допустим спад на налягането, бара;

pmax - горно налягане на компресора, бара.

По този начин при избора на диаметър на тръбата важен параметър е пропускателната способност, която зависи от напречното сечение и вътрешния размер на линията. Следователно е наложително да се измерват такива данни като допустимо налягане, дебелина на стената, вътрешен диаметър на тръбата, свойства на топлоносителя или газа.

Как оразмерявате тръбопровода? Кажете ни, по какви параметри сте изчислили тръбите за собствения си дом?

При полагане на водопроводи най-трудно е да се изчисли производителността на тръбните секции. Правилните изчисления ще гарантират, че дебитът на водата не е твърде голям и налягането му не намалява.