Prietok vody potrubím pri požadovanom tlaku
Obsah článku
Hlavnou úlohou výpočtu objemu spotreby vody v potrubí podľa jeho prierezu (priemeru) je výber potrubí tak, aby spotreba vody nebola príliš veľká a aby tlak zostal dobrý. V takom prípade je potrebné vziať do úvahy:
- priemery (DN vnútorná časť),
- strata hlavy vo vypočítanej oblasti,
- hydraulický prietok,
- maximálny tlak,
- vplyv zákrut a brán v systéme,
- materiál (charakteristika stien potrubia) a dĺžka atď.
Voľba priemeru potrubia podľa prietoku vody pomocou tabuľky sa považuje za jednoduchší, ale menej presný spôsob ako miestne meranie tlaku a rýchlosti vody a ďalších parametrov v potrubí.
Obvod potrubia
Odkiaľ sa začína určovať priemer potrubia prietokom? Ak ste v pokládaní sietí nováčikom, potom tento proces začína pochopením, aký je priemer.
Priemer je teda segment spájajúci dva krajné body v kruhu umiestnenom na protiľahlých stranách konštrukcie. Priemer potrubia sa počíta v závislosti od prietoku, je to jeden z významných celkových rozmerov systému.
Múdrosť výpočtu
Čo sa berie do úvahy v čase výpočtov, aké parametre je potrebné brať do úvahy?
- Hrúbka steny konštrukcie.
- Vnútorný rozmer priamky.
- Vonkajší rozmer sieťových prvkov.
- Menovitý priemer konštrukcie, ktorý sa vo vzorcoch často označuje ako DN.
- Indikátor charakterizujúci podmienený prechod, vo výpočtoch označovaný ako Du. Merané v milimetroch.
Okrem toho by sa malo brať do úvahy, čo sa bude v systéme pohybovať, pod akým tlakom a dĺžka trasy. Je tiež potrebné vziať do úvahy, pre aký typ potrubia sú výpočty určené. Parametre vykurovacieho systému a prívodu vody sa líšia.
Predtým sa veľkosť štruktúr počítala a uvádzala v palcoch, ale v posledných niekoľkých rokoch sa čoraz viac praktizuje robiť výpočty v centimetroch, milimetroch. Ale aj keď ste všetko vypočítali v palcoch, nevadí - stačí použiť jednu z tabuliek prevodu meraní, ktoré sú veľkoryso zverejnené na webe.
Normy na určovanie prietoku
Spotreba vody
Dôležitým bodom je správne určenie prietoku vody v potrubí.
Zoberme si vidiecky dom. Na určenie veľkosti konštrukcií používaných na prívod vody do konštrukcie je potrebné vypočítať maximálnu spotrebu. Tento bod je dôležitý nielen pre pochopenie toho, aké prvky sú potrebné pre trasu, ale aj pre správne procesy vŕtania, keď je dôležitá veľkosť plášťa.
Uvažujme o situácii na príklade. Súkromný dom priemernej veľkosti. To znamená, že má kuchyňu, do ktorej by mala byť dodávaná voda, kúpeľňu (WC, kúpeľňa, v ktorej bude tiež umiestnené umývadlo). Okrem toho sa teraz používajú práčky, ktoré je tiež potrebné pripojiť k systému. V lete budete potrebovať zavlažovanie záhonov a kvetinových záhonov. Na základe týchto vstupných údajov možno dospieť k záveru, že na zásobovanie tohto hospodárstva vodou bude potrebný vodovod s približnými parametrami 3 metre kubické za hodinu.
Pre takéto zaťaženie sú vhodné trojpalcové čerpadlá. Samotná jednotka má priemer 75 cm. Pri inštalácii čerpadla je dôležité mať na pamäti, že zariadenie by nemalo prísť do kontaktu so stenami krytu, čo znamená, že musíte dbať na to, aby medzi prvkami bol voľný priestor. - vo vnútri potrubia.
Spravidla je na dodávku vody do súkromného domu dostatočné trojpalcové čerpadlo.
Znižovanie tlaku a výpočet hydraulického odporu
Na určenie hlavy vo vnútri rúrok a správny výber zariadenia, ktoré pomáha pri čerpaní kvapalných alebo plynných médií, je potrebné vypočítať pokles tlaku. Pri absencii prístupu k sieti Internet sa výpočty uskutočňujú podľa vzorca:
Δp=λ·(l/d1)·(ρ/2)·v²
Δp - poklesy napätia v úseku potrubia, Pa l - dĺžka úseku potrubia, m λ - koeficient odporu d1 - prierez potrubia, m ρ - úroveň hustoty prepravovaného média, kg / m3 v - rýchlosť pohybu, m / s
Hydraulický odpor sa vytvára pod vplyvom 2 hlavných faktorov:
- trecí odpor;
- miestny odpor.
Prvá možnosť je poskytnutá na vytváranie nepravidelností a drsnosti, ktoré bránia pohybu čerpaného média. Na prekonanie inhibičného účinku je potrebná ďalšia spotreba energie. S laminárnym prúdením a zodpovedajúcim nízkym Reynoldsovým exponentom (Re), charakterizovaným rovnomernosťou a vylúčením možnosti zmiešania susedných vrstiev kvapalného alebo plynného média, je efekt drsnosti minimálny. Je to spôsobené zvýšením parametra extrémne viskóznej podvrstvy čerpaného média v porovnaní s vytvorenými nepravidelnosťami a výčnelkami na povrchu rúrok. Tieto podmienky umožňujú považovať potrubie za hydraulicky hladké.
S nárastom hodnoty Reynoldsa má viskózna podvrstva menšiu hrúbku, čo zaisťuje prekrytie nepravidelností a pôsobenie drsnosti, úroveň hydraulického odporu nezávisí od Reynoldsovho exponenta a priemerná výška výčnelkov na poťah potrubia. Následné zvýšenie Reynoldsovej hodnoty umožňuje preniesť čerpané médium do režimu turbulentného prúdenia, kde sa vytvorí deštrukcia viskóznej podvrstvy a vytvorené trenie je určené hodnotou drsnosti.
Strata trením sa počíta substitúciou údajov:
HT = [(λ · l) / de] · [w2 / (2 g)]
- HT - strata hlavy s trecím odporom, m
- [w2 / (2g)] - rýchlosť, m
- λ - koeficient odporu
- l - dĺžka úseku potrubia, m
- dЭ - ekvivalentná hodnota prierezu potrubia, m
- w - rýchlosť pohybu média, m / s
- g - gravitačné zrýchlenie, m / s2
Metódy výpočtu závislostí prietoku vody a priemeru potrubia
Pomocou nižšie uvedených vzorcov môžete vypočítať prietok vody v potrubí a určiť závislosť priemeru potrubia od prietoku vody.
V tomto vzorci spotreby vody:
- q je prietok vl / s,
- V - určuje rýchlosť hydraulického prietoku vm / s,
- d - vnútorný rez (priemer v cm).
Ak poznáte prietok ad úseku, je možné pomocou inverzných výpočtov nastaviť rýchlosť alebo so znalosťou prietoku a rýchlosti určiť priemer. V prípade prídavného kompresora (napríklad vo výškových budovách) je tlak, ktorý generuje, a hydraulický prietok uvedený v pase prístroja. Bez dodatočného vstrekovania sa prietok najčastejšie mení v rozmedzí 0,8 - 1,5 m / s.
Pre presnejšie výpočty sa straty hlavy berú do úvahy pomocou Darcyho vzorca:
Ak chcete vypočítať, musíte navyše nainštalovať:
- dĺžka potrubia (L),
- stratový faktor, ktorý závisí od drsnosti stien potrubia, turbulencie, zakrivenia a úsekov s uzatváracími ventilmi (λ),
- viskozita kvapaliny (ρ).
Vzťah medzi hodnotou D potrubia, hydraulickým prietokom (V) a prietokom vody (q), berúc do úvahy uhol sklonu (i), možno vyjadriť v tabuľke, kde sú dve známe veličiny spojené a priamka a hodnota požadovanej veličiny sa zobrazí na priesečníku stupnice a priamky.
Pre technické zdôvodnenie sa zostavujú aj grafy závislosti prevádzkových a kapitálových nákladov so stanovením optimálnej hodnoty D, ktorá sa nastavuje na priesečníku kriviek prevádzkových a kapitálových nákladov.
Výpočet prietoku vody potrubím s prihliadnutím na pokles tlaku je možné vykonať pomocou online kalkulačiek (napríklad: https://allcalc.ru/node/498; https://www.calc.ru/gidravlicheskiy- raschet-truboprovoda.html). Pre hydraulický výpočet, ako vo vzorci, musíte brať do úvahy stratový faktor, z ktorého vyplýva voľba:
- metóda výpočtu odporu,
- materiál a typ potrubných systémov (oceľ, liatina, azbest, železobetón, plast), pri ktorých sa berie do úvahy, že napríklad plastové povrchy sú menej drsné ako oceľ a nekorodujú,
- vnútorné priemery,
- dĺžka úseku,
- pokles tlaku pre každý meter potrubia.
Niektoré kalkulačky zohľadňujú ďalšie vlastnosti potrubných systémov, napríklad:
- nové alebo nové s bitúmenovým náterom alebo bez vnútorného ochranného náteru,
- s vonkajším plastovým alebo polymércementovým povlakom,
- s vonkajším cementovo-pieskovým náterom, nanášané rôznymi metódami atď.
Ako vypočítať priemer plynového potrubia
Plynové potrubie sa počíta trochu inak ako vodovodné potrubie. Tu sú základné hodnoty:
- rýchlosť a tlak plynu;
- dĺžka potrubia so stratou tlaku na armatúrach;
- pokles tlaku v prijateľných medziach.
Výpočet priemeru plynového potrubia je možné vykonať pomocou vzorca:
kde di je vnútorný priemer potrubia, m;
V´ - objemová spotreba stlačeného vzduchu, m³ / s;
L je dĺžka potrubia upravená pre armatúry, m;
Δp - prípustný pokles tlaku, bar;
pmax - tlak horného kompresora, bar.
Pri výbere priemeru potrubia je teda dôležitým parametrom priepustnosť, ktorá závisí od prierezu a vnútornej veľkosti potrubia. Preto je nevyhnutné merať také údaje, ako sú prípustný tlak, hrúbka steny, vnútorný priemer potrubia, vlastnosti tepelného nosiča alebo plynu.
Ako dimenzujete potrubie? Povedzte nám, podľa akých parametrov ste vypočítali rúry pre svoj vlastný domov?
Pri kladení vodovodov je najťažšie vypočítať priechodnosť úsekov potrubí. Správne výpočty zabezpečia, že prietok vody nebude príliš veľký a jeho tlak neklesne.
