الحساب الهيدروليكيعند تطوير مشروع خط الأنابيب ، فإنه يهدف إلى تحديد قطر الأنبوب وانخفاض ضغط تدفق الناقل. هذا النوعيتم الحساب مع مراعاة خصائص المواد الهيكلية المستخدمة في تصنيع الطريق السريع ، ونوع وعدد العناصر التي يتكون منها نظام خطوط الأنابيب (المقاطع المستقيمة ، والوصلات ، والانتقالات ، والانحناءات ، وما إلى ذلك) ، والأداء ، والفيزيائية و الخواص الكيميائيةبيئة العمل.

أظهرت سنوات عديدة من الخبرة العملية في تشغيل أنظمة خطوط الأنابيب أن الأنابيب ذات قسم مستدير، لها مزايا معينة على خطوط الأنابيب التي لها مقطع عرضي لأي شكل هندسي آخر:

• الحد الأدنى لنسبة المحيط إلى منطقة المقطع العرضي ، أي مع قدرة متساوية ، لضمان استهلاك الناقل ، وتكلفة العزل و مواد واقيةفي صناعة الأنابيب ذات المقطع العرضي على شكل دائرة ، سيكون الحد الأدنى ؛
• يعتبر المقطع العرضي المستدير أكثر فائدة لتحريك وسيط سائل أو غازي من وجهة نظر الديناميكا المائية ؛ يتم تحقيق الحد الأدنى من الاحتكاك للناقل ضد جدران الأنبوب ؛
• شكل القسم على شكل دائرة مقاوم بقدر الإمكان لتأثيرات الضغوط الخارجية والداخلية ؛
• عملية تصنيع الأنابيب شكل دائريبسيطة نسبيًا وبأسعار معقولة.

يتم اختيار الأنابيب حسب القطر والمواد على أساس متطلبات التصميم المحددة لنوع معين العملية التكنولوجية. حاليًا ، عناصر خطوط الأنابيب موحدة وموحدة في القطر. المعلمة المحددة عند اختيار قطر الأنبوب هي المسموح بها ضغط التشغيلحيث سيتم تشغيل خط الأنابيب هذا.

المعلمات الرئيسية التي تميز خط الأنابيب هي:

• القطر المشروط (الاسمي) - D N ؛
• الضغط الاسمي - P N ؛
• ضغط التشغيل (الزائد) المسموح به ؛
• مواد خطوط الأنابيب ، التمدد الخطي ، التمدد الخطي الحراري ؛
• الخصائص الفيزيائية والكيميائية لبيئة العمل ؛
• معدات نظام خطوط الأنابيب(الفروع ، الوصلات ، عناصر تعويض التوسعة ، إلخ) ؛
• مواد عزل خطوط الأنابيب.

القطر الاسمي (الممر) لخط الأنابيب (D N)- هذه قيمة بدون أبعاد مشروطة تميز إنتاجية الأنبوب ، والتي تساوي تقريبًا قطرها الداخلي. تؤخذ هذه المعلمة في الاعتبار عند تركيب منتجات خطوط الأنابيب ذات الصلة (الأنابيب ، والانحناءات ، والتجهيزات ، وما إلى ذلك).

يمكن أن يكون للقطر الشرطي قيم من 3 إلى 4000 ويشار إليه: DN 80.

يتوافق المقطع الشرطي ، من خلال التعريف العددي ، تقريبًا مع القطر الفعلي لأقسام معينة من خط الأنابيب. عدديًا ، يتم اختياره بحيث يزداد إنتاجية الأنبوب بنسبة 60-100٪ عند الانتقال من الممر الشرطي السابق إلى الممر التالي ، ويتم اختيار القطر الاسمي وفقًا لقيمة القطر الداخلي لخط الأنابيب. هذه هي القيمة الأقرب إلى القطر الفعلي للأنبوب نفسه.

تصنيف الضغط (PN)هي قيمة بلا أبعاد تميز الضغط الأقصى لوسط العمل في أنبوب بقطر معين ، حيث يكون من الممكن تشغيل خط الأنابيب على المدى الطويل عند درجة حرارة 20 درجة مئوية.

قيم الضغط الاسميعلى أساس الممارسة الطويلة والخبرة العملية: من 1 إلى 6300.

يتم تحديد الضغط الاسمي لخط أنابيب بخصائص معينة عن طريق الضغط الأقرب للضغط الذي تم إنشاؤه بالفعل فيه. في نفس الوقت ، كل شيء ملحقات خطوط الأنابيبلخط معين يجب أن يتوافق مع نفس الضغط. يتم حساب سماكة جدار الأنبوب مع مراعاة قيمة الضغط الاسمي.

الأحكام الأساسية للحساب الهيدروليكي

الناقل العامل (السائل ، الغاز ، البخار) الذي يحمله خط الأنابيب المتوقع ، نظرًا لخصائصه الفيزيائية والكيميائية الخاصة ، يحدد طبيعة التدفق المتوسط ​​في خط الأنابيب هذا. أحد المؤشرات الرئيسية التي تميز وسائط العمل هو اللزوجة الديناميكية ، التي تتميز بمعامل اللزوجة الديناميكية - μ.

أجرى الفيزيائي أوزبورن رينولدز (أيرلندا) ، الذي درس تدفق الوسائط المختلفة ، سلسلة من الاختبارات في عام 1880 ، ونتيجة لذلك اشتُق مفهوم معيار رينولدز (Re) - وهي كمية بلا أبعاد تصف طبيعة تدفق السوائل في الأنبوب. يتم حساب هذا المعيار وفقًا للصيغة:

يعطي معيار رينولدز (Re) مفهوم نسبة قوى القصور الذاتي إلى قوى الاحتكاك اللزج في تدفق السوائل. تميز قيمة المعيار التغيير في نسبة هذه القوى ، والتي بدورها تؤثر على طبيعة تدفق الناقل في خط الأنابيب. من المعتاد تحديد الأنظمة التالية لتدفق الناقل السائل في الأنبوب ، اعتمادًا على قيمة هذا المعيار:

• التدفق الصفحي (إعادة<2300), при котором носитель-жидкость движется тонкими слоями, практически не смешивающимися друг с другом;
• وضع الانتقال (2300
• التدفق المضطرب (Re> 4000) هو نظام مستقر يحدث فيه تغيير في اتجاه وسرعة كل نقطة فردية من التدفق ، مما يؤدي في النهاية إلى محاذاة سرعة التدفق على حجم الأنبوب.

يعتمد معيار رينولدز على الرأس الذي تضخ به المضخة السائل ، ولزوجة الحامل عند درجة حرارة التشغيل ، والأبعاد الهندسية للأنبوب المستخدم (د ، الطول). هذا المعيار هو معلمة تشابه لتدفق السوائل ، لذلك ، باستخدامه ، من الممكن محاكاة عملية تكنولوجية حقيقية على نطاق صغير ، وهو مناسب للاختبار والتجارب.

عند إجراء العمليات الحسابية والحسابات وفقًا للمعادلات ، يمكن أخذ جزء من الكميات غير المعروفة من مصادر مرجعية خاصة. طور الأستاذ ، دكتور في العلوم التقنية F. A. Shevelev عددًا من الجداول لحساب سعة الأنابيب بدقة. تتضمن الجداول قيم المعلمات التي تميز كل من خط الأنابيب نفسه (الأبعاد والمواد) وعلاقتها بالخصائص الفيزيائية والكيميائية للناقل. بالإضافة إلى ذلك ، توفر الأدبيات جدولًا للقيم التقريبية لمعدلات تدفق السائل والبخار والغاز في أنبوب من أقسام مختلفة.

اختيار القطر الأمثل لخط الأنابيب

يعد تحديد قطر خط الأنابيب الأمثل مهمة إنتاج معقدة ، يعتمد حلها على مجموعة من الظروف المترابطة المختلفة (التقنية والاقتصادية ، وخصائص وسيط العمل ومواد خط الأنابيب ، والمعايير التكنولوجية ، وما إلى ذلك). على سبيل المثال ، تؤدي الزيادة في معدل التدفق الذي يتم ضخه إلى انخفاض في قطر الأنبوب ، مما يوفر معدل تدفق الناقل المحدد في ظروف العملية ، مما يؤدي إلى خفض تكاليف المواد ، وتركيب وإصلاح الخط الرئيسي ، إلخ. من ناحية أخرى ، تؤدي الزيادة في معدل التدفق إلى فقدان الضغط ، الأمر الذي يتطلب طاقة إضافية وتكاليف مالية لضخ حجم معين من الناقل.

يتم حساب قيمة قطر خط الأنابيب الأمثل وفقًا لمعادلة استمرارية التدفق المحول ، مع مراعاة معدل تدفق الناقل المحدد:

في الحساب الهيدروليكي ، غالبًا ما يتم تحديد معدل تدفق السائل الذي يتم ضخه وفقًا لظروف المشكلة. يتم تحديد قيمة معدل التدفق للوسيط الذي يتم ضخه بناءً على خصائص الوسيط المحدد والبيانات المرجعية المقابلة (انظر الجدول).

معادلة استمرارية التدفق المحولة لحساب قطر العمل للأنبوب لها الشكل:

حساب انخفاض الضغط والمقاومة الهيدروليكية

يشمل فقدان الضغط الكلي للسائل خسائر التدفق للتغلب على جميع العقبات: وجود المضخات ، والسيفونات ، والصمامات ، والانحناءات ، والانحناءات ، وانخفاض المستوى عندما يتدفق التدفق عبر خط الأنابيب الموجود بزاوية ، إلخ. تؤخذ خسائر المقاومة المحلية بسبب خصائص المواد المستخدمة في الاعتبار.

عامل مهم آخر يؤثر على فقدان الضغط هو احتكاك التدفق المتحرك ضد جدران خط الأنابيب ، والذي يتميز بمعامل المقاومة الهيدروليكية.

تعتمد قيمة معامل المقاومة الهيدروليكية على نظام التدفق وخشونة مادة جدار خط الأنابيب. تحت الخشونة فهم عيوب ومخالفات السطح الداخلي للأنبوب. يمكن أن تكون مطلقة ونسبية. تختلف الخشونة في الشكل وغير متساوية على مساحة سطح الأنبوب. لذلك ، يتم استخدام مفهوم الخشونة المتوسطة مع عامل التصحيح (k1) في الحسابات. تعتمد هذه الخاصية لخط أنابيب معين على المادة ومدة تشغيله ووجود عيوب تآكل مختلفة وأسباب أخرى. القيم التي نوقشت أعلاه هي قيم مرجعية.

يتم تحديد العلاقة الكمية بين معامل الاحتكاك ورقم رينولدز والخشونة بواسطة مخطط مودي.

لحساب معامل الاحتكاك للتدفق المضطرب ، تُستخدم أيضًا معادلة Colebrook-White ، والتي يمكن من خلالها إنشاء تبعيات رسومية بصريًا ، والتي وفقًا لها يتم تحديد معامل الاحتكاك:

تستخدم الحسابات أيضًا معادلات أخرى للحساب التقريبي لخسائر ضغط الاحتكاك. تعد صيغة دارسي-فايسباخ واحدة من أكثرها ملاءمة وأكثرها استخدامًا في هذه الحالة. يعتبر فقد رأس الاحتكاك دالة لسرعة السائل مقابل مقاومة الأنبوب لحركة المائع ، معبرًا عنه من حيث خشونة سطح جدار الأنبوب:

يتم حساب فقد الضغط بسبب الاحتكاك بالماء باستخدام صيغة هازن ويليامز:

حساب فقدان الضغط

ضغط العمل في خط الأنابيب هو الضغط الزائد الأعلى الذي يتم فيه ضمان الوضع المحدد للعملية التكنولوجية. قيم الضغط الأدنى والأقصى ، بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية والكيميائية لوسط العمل ، هي المعلمات المحددة عند حساب المسافة بين المضخات التي تضخ الناقل والقدرة الإنتاجية.

يتم حساب الخسائر بسبب انخفاض الضغط في خط الأنابيب وفقًا للمعادلة:

أمثلة على مشاكل الحساب الهيدروليكي لخط الأنابيب مع الحلول

مهمة 1

يتم ضخ الماء في الجهاز بضغط 2.2 بار عبر خط أنابيب أفقي بقطر فعال يبلغ 24 مم من مخزن مفتوح. المسافة إلى الجهاز 32 م ، ومعدل تدفق السائل مضبوط على 80 م 3 / ساعة. الرأس الكلي 20 م ، معامل الاحتكاك المقبول 0.028.

احسب خسارة رأس السائل بسبب المقاومة المحلية في خط الأنابيب هذا.

البيانات الأولية:

الاستهلاك س = 80 م 3 / ساعة = 80 1/3600 = 0.022 م 3 / ث ؛

القطر الفعال د = 24 مم ؛

طول الأنبوب لتر = 32 م ؛

معامل الاحتكاك λ = 0.028 ؛

الضغط في الجهاز P = 2.2 بار = 2.2 10 5 باسكال ؛

إجمالي الرأس ع = 20 م.

حل المشكلة:

يتم حساب معدل تدفق المياه في خط الأنابيب وفقًا للمعادلة المعدلة:

ث \ u003d (4 س) / (π د 2) \ u003d ((4 0.022) / (3.14 2)) \ u003d 48.66 م / ث

يتم تحديد فقد الاحتكاك لضغط السائل في خط الأنابيب بالمعادلة:

H T \ u003d (λ l) / (d) \ u003d (0.028 32) / (0.024 2) / (2 9.81) \ u003d 0.31 م

يتم حساب إجمالي فقد الضغط للناقل وفقًا للمعادلة وهو:

ح ع \ u003d H - [(p 2 -p 1) / (ρ g)] - H g \ u003d 20 - [(2.2-1) 10 5) / (1000 9.81)] - 0 \ u003d 7.76 م

يتم تعريف خسارة الرأس بسبب المقاومة المحلية على أنها الفرق:

7.76 - 0.31 = 7.45 م

إجابة: خسائر ضغط المياه بسبب المقاومة المحلية 7.45 م.

المهمة 2

يتم نقل المياه عبر خط أنابيب أفقي بواسطة مضخة طرد مركزي. يتحرك التدفق في الأنبوب بسرعة 2.0 م / ث. إجمالي الرأس 8 م.

أوجد الحد الأدنى لطول خط الأنابيب المستقيم مع وجود صمام واحد في المنتصف. يؤخذ الماء من مخزن مفتوح. من الأنبوب ، يتدفق الماء بالجاذبية إلى حاوية أخرى. يبلغ قطر العمل لخط الأنابيب 0.1 متر ، ويُفترض أن تكون الخشونة النسبية 4 · 10 -5.

البيانات الأولية:

معدل تدفق السوائل W = 2.0 م / ث ؛

قطر الأنبوب د = 100 مم ؛

إجمالي الرأس ع = 8 م ؛

الخشونة النسبية 4 · 10 -5.

حل المشكلة:

وفقًا للبيانات المرجعية ، في أنبوب يبلغ قطره 0.1 متر ، تكون معاملات المقاومة المحلية للصمام والخروج من الأنبوب 4.1 و 1 على التوالي.

يتم تحديد قيمة الضغط الديناميكي من خلال النسبة:

ث 2 / (2 جم) = 2.0 2 / (2 9.81) = 0.204 م

سيكون فقدان ضغط الماء بسبب المقاومة المحلية:

∑ζ MS = (4.1 + 1) 0.204 = 1.04 م

يتم حساب إجمالي خسائر الضغط للناقل بسبب مقاومة الاحتكاك والمقاومة المحلية بواسطة معادلة الرأس الكلي للمضخة (الارتفاع الهندسي Hg يساوي 0 وفقًا لظروف المشكلة):

ح ع \ u003d H - (ص 2-ص 1) / (ρ ز) - \ u003d 8 - ((1-1) 10 5) / (1000 9.81) - 0 \ u003d 8 م

ستكون القيمة الناتجة لفقدان ضغط الاحتكاك للحامل:

8-1.04 = 6.96 م

دعونا نحسب قيمة رقم رينولدز لظروف التدفق المعطاة (يفترض أن اللزوجة الديناميكية للماء 1 10 -3 باسكال ، كثافة الماء 1000 كجم / م 3):

إعادة \ u003d (ث د ρ) / μ \ u003d (2.0 0.1 1000) / (1 10 -3) \ u003d 200000

وفقًا للقيمة المحسوبة لـ Re ، مع 2320

λ = 0.316 / Re 0.25 = 0.316 / 200000 0.25 = 0.015

دعنا نحول المعادلة ونجد الطول المطلوب لخط الأنابيب من معادلة حساب خسائر ضغط الاحتكاك:

ل \ u003d (ح حوالي د) / (λ) \ u003d (6.96 0.1) / (0.016 0.204) = 213.235 م

إجابة: الطول المطلوب لخط الأنابيب سيكون 213.235 م.

المهمة 3

في الإنتاج ، يتم نقل الماء عند درجة حرارة تشغيل 40 درجة مئوية مع تدفق إنتاج Q = 18 م 3 / ساعة. طول خط الأنابيب المستقيم l = 26 م ، المادة - فولاذ. تؤخذ الخشونة المطلقة (ε) للصلب حسب المصادر المرجعية وهي 50 ميكرومتر. ماذا سيكون قطر الأنبوب الفولاذي إذا كان انخفاض الضغط في هذا القسم لا يتجاوز Δp = 0.01 ميجا باسكال (ΔH = 1.2 متر في الماء)؟ يُفترض أن معامل الاحتكاك يساوي 0.026.

البيانات الأولية:

الاستهلاك س = 18 م 3 / ساعة = 0.005 م 3 / ث ؛

طول خط الأنابيب l = 26 م ؛

للمياه ρ \ u003d 1000 كجم / م 3 ، μ \ u003d 653.3 10 -6 باسكال ث (عند T \ u003d 40 درجة مئوية) ؛

خشونة الأنابيب الفولاذية ε = 50 ميكرومتر ؛

معامل الاحتكاك λ = 0.026 ؛

Δp = 0.01 ميجا باسكال ؛

حل المشكلة:

باستخدام صيغة معادلة الاستمرارية W = Q / F ومعادلة منطقة التدفق F = (π d²) / 4 ، نقوم بتحويل تعبير Darcy-Weisbach:

∆H = λ l / d W² / (2 g) = λ l / d Q² / (2 g F²) = λ [(l Q²) / (2 d g [(π d²) / 4] ²)] = (8 l Q²) / (g π²) / d 5 = (826 0.005²) / (9.81-d 5) 5

دعونا نعبر عن القطر:

د 5 \ u003d (5.376 10 -5 λ) / ∆H \ u003d (5.376 10 -5 0.026) / 1.2 \ u003d 1.16 10 -6

د = 5 √1.16 10 -6 = 0.065 م.

إجابة: القطر الأمثل لخط الأنابيب هو 0.065 م.

المهمة 4

تم تصميم خطين لنقل السوائل غير اللزجة بطاقة تقديرية Q 1 = 18 م 3 / ساعة و Q 2 = 34 م 3 / ساعة. يجب أن تكون الأنابيب لكلا خطي الأنابيب من نفس القطر.

تحديد القطر الفعال للأنابيب د المناسبة لظروف هذه المشكلة.

البيانات الأولية:

س 1 \ u003d 18 م 3 / ساعة ؛

س 2 \ u003d 34 م 3 / ساعة.

حل المشكلة:

دعونا نحدد النطاق المحتمل للأقطار المثلى لخطوط الأنابيب التي يجري تصميمها ، باستخدام الشكل المحول لمعادلة التدفق:

د = √ (4 س) / (π ث)

سنجد قيم معدل التدفق الأمثل من البيانات الجدولية المرجعية. بالنسبة للسائل غير اللزج ، ستكون سرعات التدفق 1.5 - 3.0 م / ث.

بالنسبة لخط الأنابيب الأول بمعدل تدفق Q 1 = 18 م 3 / ساعة ، ستكون الأقطار الممكنة:

د 1 دقيقة = √ (4 18) / (3600 3.14 1.5) = 0.065 م

د 1 ماكس = √ (4 18) / (3600 3.14 3.0) = 0.046 م

بالنسبة لخط أنابيب بمعدل تدفق يبلغ 18 م 3 / ساعة ، فإن الأنابيب ذات القطر المقطعي من 0.046 إلى 0.065 م مناسبة.

وبالمثل ، نحدد القيم المحتملة للقطر الأمثل لخط الأنابيب الثاني بمعدل تدفق Q 2 = 34 م 3 / ساعة:

د 2 دقيقة = √ (344) / (3600 3.14 1.5) = 0.090 م

د 2 ماكس = √ (4 34) / (3600 3.14 3) = 0.063 م

بالنسبة لخط أنابيب بمعدل تدفق 34 م 3 / ساعة ، يمكن أن تكون الأقطار المثلى الممكنة من 0.063 إلى 0.090 م.

يتراوح تقاطع نطاقي الأقطار المثلى من 0.063 م إلى 0.065 م.

إجابة: بالنسبة لخطي أنابيب ، فإن الأنابيب التي يبلغ قطرها من 0.063 إلى 0.065 متر مناسبة.

المهمة 5

في خط أنابيب يبلغ قطره 0.15 مترًا عند درجة حرارة T = 40 درجة مئوية ، يتحرك تدفق الماء بسعة 100 متر مكعب / ساعة. تحديد نظام تدفق تدفق المياه في الأنبوب.

منح:

قطر الأنبوب د = 0.25 م ؛

الاستهلاك س = 100 م 3 / ساعة ؛

μ \ u003d 653.3 10 -6 باسكال ث (وفقًا للجدول عند T \ u003d 40 درجة مئوية) ؛

ρ \ u003d 992.2 كجم / م 3 (وفقًا للجدول عند T \ u003d 40 درجة مئوية).

حل المشكلة:

يتم تحديد نظام تدفق تدفق الناقل من خلال قيمة رقم رينولدز (Re). لحساب Re ، نحدد سرعة تدفق السائل في الأنبوب (W) باستخدام معادلة التدفق:

W \ u003d Q 4 / (π d²) \ u003d \ u003d 0.57 م / ث

يتم تحديد قيمة رقم رينولدز بالصيغة:

إعادة \ u003d (ρ W د) / μ \ u003d (992.2 0.57 0.25) / (653.3 10 -6) \ u003d 216422

القيمة الحرجة للمعيار Re kr وفقًا للبيانات المرجعية هي 4000. القيمة التي تم الحصول عليها لـ Re أكبر من القيمة الحرجة المحددة ، والتي تشير إلى الطبيعة المضطربة لتدفق السوائل في ظل ظروف معينة.

إجابة: نظام تدفق المياه مضطرب.

الإنتاجية هي معلمة مهمة لأي أنابيب وقنوات وورثة آخرين للقناة الرومانية. ومع ذلك ، لا يتم دائمًا الإشارة إلى الإنتاجية على عبوة الأنبوب (أو على المنتج نفسه). بالإضافة إلى ذلك ، يعتمد أيضًا على مخطط خط الأنابيب مقدار السائل الذي يمر الأنبوب عبر القسم. كيف تحسب بشكل صحيح صبيب خطوط الأنابيب؟

طرق حساب صبيب خطوط الأنابيب

هناك عدة طرق لحساب هذه المعلمة ، كل منها مناسب لحالة معينة. بعض الرموز المهمة في تحديد صبيب الأنبوب:

القطر الخارجي - الحجم المادي لقسم الأنبوب من حافة الجدار الخارجي إلى الأخرى. في العمليات الحسابية ، تم تعيينه على أنه Dn أو Dn. يشار إلى هذه المعلمة في وضع العلامات.

القطر الاسمي هو القيمة التقريبية لقطر المقطع الداخلي للأنبوب ، مقربًا إلى عدد صحيح. في العمليات الحسابية ، تم تعيينه كـ Du أو Du.

الطرق الفيزيائية لحساب صبيب الأنابيب

يتم تحديد قيم إنتاجية الأنابيب بواسطة صيغ خاصة. لكل نوع من المنتجات - للغاز وإمدادات المياه والصرف الصحي - تختلف طرق الحساب.

طرق الحساب الجدولي

يوجد جدول قيم تقريبية تم إنشاؤه لتسهيل تحديد معدل نقل الأنابيب للأسلاك داخل الشقة. في معظم الحالات ، لا تكون الدقة العالية مطلوبة ، لذلك يمكن تطبيق القيم بدون حسابات معقدة. لكن هذا الجدول لا يأخذ في الاعتبار الانخفاض في الإنتاجية بسبب ظهور الزيادات الرسوبية داخل الأنبوب ، وهو أمر نموذجي للطرق السريعة القديمة.

الجدول 1. سعة الأنابيب للسوائل والغاز والبخار

نوع السائل	السرعة (م / ث)
إمدادات مياه المدينة	0,60-1,50
خط أنابيب المياه	1,50-3,00
تسخين المياه المركزية	2,00-3,00
نظام ضغط المياه في خط الأنابيب	0,75-1,50
سائل هيدروليكي	تصل إلى 12 م / ث
خط أنابيب النفط	3,00-7,5
الزيت في نظام الضغط لخط الأنابيب	0,75-1,25
البخار في نظام التدفئة	20,0-30,00
نظام خط أنابيب مركزي للبخار	30,0-50,0
البخار في نظام تسخين عالي الحرارة	50,0-70,00
الهواء والغاز في نظام الأنابيب المركزي	20,0-75,00

يوجد جدول دقيق لحساب السعة ، يسمى جدول Shevelev ، والذي يأخذ في الاعتبار مادة الأنبوب والعديد من العوامل الأخرى. نادرًا ما تُستخدم هذه الطاولات عند وضع أنابيب المياه حول الشقة ، ولكن في منزل خاص به عدة نواقل غير قياسية يمكن أن تكون مفيدة.

الحساب باستخدام البرامج

توجد تحت تصرف شركات السباكة الحديثة برامج كمبيوتر خاصة لحساب إنتاجية الأنابيب ، بالإضافة إلى العديد من المعلمات المماثلة الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، تم تطوير الآلات الحاسبة عبر الإنترنت وهي مجانية ولا تتطلب التثبيت على جهاز كمبيوتر ، على الرغم من أنها أقل دقة. أحد البرامج الثابتة "TAScope" هو من ابتكار المهندسين الغربيين ، وهو برنامج كومبيوتري مشترك. تستخدم الشركات الكبيرة "Hydrosystem" - وهو برنامج محلي يقوم بحساب الأنابيب وفقًا للمعايير التي تؤثر على عملها في مناطق الاتحاد الروسي. بالإضافة إلى الحساب الهيدروليكي ، فإنه يسمح لك بحساب المعلمات الأخرى لخطوط الأنابيب. متوسط ​​السعر 150000 روبل.

كيفية حساب صبيب أنبوب الغاز

يعتبر الغاز من أصعب المواد في النقل ، خاصة لأنه يميل إلى الانضغاط وبالتالي يمكن أن يتدفق عبر أصغر الفجوات في الأنابيب. يتم فرض متطلبات خاصة على حساب إنتاجية أنابيب الغاز (وكذلك على تصميم نظام الغاز ككل).

صيغة حساب صبيب أنبوب الغاز

يتم تحديد السعة القصوى لأنابيب الغاز من خلال الصيغة:

Qmax = 0.67 DN2 * ص

حيث p يساوي ضغط العمل في نظام خط أنابيب الغاز + 0.10 ميجا باسكال أو الضغط المطلق للغاز ؛

دو - مرور مشروط للأنبوب.

هناك معادلة معقدة لحساب صبيب أنبوب الغاز. عند إجراء الحسابات الأولية ، وكذلك عند حساب خط أنابيب الغاز المحلي ، لا يتم استخدامه عادةً.

Qmax = 196.386 Du2 * p / z * T.

حيث z هو عامل الانضغاطية ؛

T هي درجة حرارة الغاز المنقول ، K ؛

وفقًا لهذه الصيغة ، يتم تحديد الاعتماد المباشر لدرجة حرارة الوسيط المنقول على الضغط. كلما زادت قيمة T ، زاد تمدد الغاز والضغط على الجدران. لذلك ، عند حساب الطرق السريعة الكبيرة ، يأخذ المهندسون في الاعتبار الظروف الجوية المحتملة في المنطقة التي يمر فيها خط الأنابيب. إذا كانت القيمة الاسمية لأنبوب DN أقل من ضغط الغاز الناتج عند درجات حرارة عالية في الصيف (على سبيل المثال ، عند + 38 ... + 45 درجة مئوية) ، فمن المحتمل أن يتضرر الخط. وهذا ينطوي على تسرب المواد الخام القيمة ، ويخلق إمكانية انفجار قسم الأنابيب.

جدول سعات أنابيب الغاز حسب الضغط

يوجد جدول لحساب إنتاجية خط أنابيب الغاز للأقطار الشائعة الاستخدام وضغط العمل الاسمي للأنابيب. ستكون الحسابات الهندسية مطلوبة لتحديد خصائص خط أنابيب الغاز ذي الأبعاد والضغط غير القياسيين. كما يتأثر الضغط وسرعة الحركة وحجم الغاز بدرجة حرارة الهواء الخارجي.

السرعة القصوى (W) للغاز في الجدول هي 25 م / ث و z (عامل الانضغاط) 1. درجة الحرارة (T) هي 20 درجة مئوية أو 293 كلفن.

الجدول 2. تعتمد سعة خط أنابيب الغاز على الضغط

Pwork (MPa)	سعة إنتاج خط الأنابيب (م؟ / ساعة) ، مع wgas = 25m / s ؛ z \ u003d 1 ؛ T \ u003d 20؟ C = 293؟ K
	الاسم DN 50	DN 80	DN 100	الاسم DN 150	DN 200	DN 300	DN 400	DN 500
0,3	670	1715	2680	6030	10720	24120	42880	67000
0,6	1170	3000	4690	10550	18760	42210	75040	117000
1,2	2175	5570	8710	19595	34840	78390	139360	217500
1,6	2845	7290	11390	25625	45560	102510	182240	284500
2,5	4355	11145	17420	39195	69680	156780	278720	435500
3,5	6030	15435	24120	54270	96480	217080	385920	603000
5,5	9380	24010	37520	84420	150080	337680	600320	938000
7,5	12730	32585	50920	114570	203680	458280	814720	1273000
10,0	16915	43305	67670	152255	270680	609030	108720	1691500

قدرة أنبوب الصرف الصحي

تعد سعة أنبوب المجاري معلمة مهمة تعتمد على نوع خط الأنابيب (الضغط أو عدم الضغط). تعتمد صيغة الحساب على قوانين الهيدروليكا. بالإضافة إلى الحساب الشاق ، تُستخدم الجداول لتحديد سعة المجاري.

للحساب الهيدروليكي لمياه الصرف الصحي ، يلزم تحديد المجهول:

1. قطر خط الأنابيب دو ؛
2. متوسط ​​سرعة التدفق v ؛
3. المنحدر الهيدروليكي ل ؛
4. درجة الملء h / Du (في الحسابات ، يتم صدهم من نصف القطر الهيدروليكي المرتبط بهذه القيمة).

من الناحية العملية ، فهي تقتصر على حساب قيمة l أو h / d ، حيث يسهل حساب المعلمات المتبقية. يعتبر المنحدر الهيدروليكي في الحسابات الأولية مساويًا لمنحدر سطح الأرض ، حيث لن تكون حركة المياه العادمة أقل من سرعة التنظيف الذاتي. يمكن العثور على قيم السرعة بالإضافة إلى قيم h / Dn القصوى للشبكات السكنية في الجدول 3.

يوليا بيتريشينكو ، خبيرة

بالإضافة إلى ذلك ، هناك قيمة قياسية للانحدار الأدنى للأنابيب ذات القطر الصغير: 150 مم

(أنا = 0.008) و 200 (أنا = 0.007) ملم.

تبدو صيغة معدل التدفق الحجمي للسائل كما يلي:

حيث أ هي المنطقة الحرة للتدفق ،

v هي سرعة التدفق ، م / ث.

يتم حساب السرعة بالصيغة:

حيث R هو نصف القطر الهيدروليكي ؛

C هو معامل الترطيب.

من هذا يمكننا اشتقاق صيغة المنحدر الهيدروليكي:

وفقًا لذلك ، يتم تحديد هذه المعلمة إذا كان الحساب ضروريًا.

حيث n هو عامل الخشونة ، ويتراوح من 0.012 إلى 0.015 اعتمادًا على مادة الأنبوب.

يعتبر نصف القطر الهيدروليكي مساويًا لنصف القطر المعتاد ، ولكن فقط عندما يكون الأنبوب ممتلئًا تمامًا. في حالات أخرى ، استخدم الصيغة:

حيث A هي منطقة تدفق السائل المستعرض ،

P هو المحيط المبلل ، أو الطول العرضي للسطح الداخلي للأنبوب الذي يلمس السائل.

طاولات السعة لأنابيب الصرف الصحي غير المضغوطة

يأخذ الجدول في الاعتبار جميع المعلمات المستخدمة لإجراء الحساب الهيدروليكي. يتم اختيار البيانات وفقًا لقيمة قطر الأنبوب واستبدالها بالصيغة. هنا ، تم بالفعل حساب معدل التدفق الحجمي q للسائل الذي يمر عبر قسم الأنبوب ، والذي يمكن اعتباره معدل نقل خط الأنابيب.

بالإضافة إلى ذلك ، توجد جداول Lukin أكثر تفصيلاً تحتوي على قيم إنتاجية جاهزة للأنابيب بأقطار مختلفة من 50 إلى 2000 مم.

جداول السعة لأنظمة الصرف الصحي المضغوطة

في جداول السعة لأنابيب ضغط الصرف الصحي ، تعتمد القيم على الدرجة القصوى للتعبئة ومتوسط ​​معدل التدفق المقدر لمياه الصرف.

الجدول 4. حساب تدفق المياه العادمة ، لترات في الثانية

القطر ، مم	حشوة	مقبول (الانحدار الأمثل)	سرعة حركة المياه العادمة في الأنبوب ، م / ث	الاستهلاك ، لتر / ثانية
100	0,6	0,02	0,94	4,6
125	0,6	0,016	0,97	7,5
150	0,6	0,013	1,00	11,1
200	0,6	0,01	1,05	20,7
250	0,6	0,008	1,09	33,6
300	0,7	0,0067	1,18	62,1
350	0,7	0,0057	1,21	86,7
400	0,7	0,0050	1,23	115,9
450	0,7	0,0044	1,26	149,4
500	0,7	0,0040	1,28	187,9
600	0,7	0,0033	1,32	278,6
800	0,7	0,0025	1,38	520,0
1000	0,7	0,0020	1,43	842,0
1200	0,7	0,00176	1,48	1250,0

قدرة أنبوب الماء

تستخدم أنابيب المياه في المنزل في أغلب الأحيان. ونظرًا لأنهم يتعرضون لحمل كبير ، فإن حساب معدل نقل المياه الرئيسي يصبح شرطًا مهمًا للتشغيل الموثوق.

تعتمد قدرة الأنبوب على القطر

لا يُعد القطر أهم معلمة عند حساب سارية الأنبوب ، ولكنه يؤثر أيضًا على قيمته. كلما زاد القطر الداخلي للأنبوب ، زادت النفاذية ، وكذلك انخفضت فرصة الانسداد والسدادات. ومع ذلك ، بالإضافة إلى القطر ، من الضروري مراعاة معامل احتكاك الماء على جدران الأنابيب (قيمة الجدول لكل مادة) ، وطول الخط والفرق في ضغط السائل عند المدخل والمخرج. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عدد الانحناءات والتجهيزات في خط الأنابيب سيؤثر بشكل كبير على المباح.

جدول سعة الأنابيب حسب درجة حرارة المبرد

كلما ارتفعت درجة الحرارة في الأنبوب ، انخفضت سعته ، حيث يتمدد الماء وبالتالي يخلق احتكاكًا إضافيًا. بالنسبة للسباكة ، هذا ليس مهمًا ، ولكنه يعد معلمة رئيسية في أنظمة التدفئة.

يوجد جدول لحساب الحرارة والمبرد.

الجدول 5. تعتمد سعة الأنابيب على المبرد والحرارة المنبعثة

قطر الأنبوب ، مم	عرض النطاق
	بالدفء		بواسطة المبرد
	ماء	بخار	ماء	بخار
	ج كال / ح		ذ
15	0,011	0,005	0,182	0,009
25	0,039	0,018	0,650	0,033
38	0,11	0,05	1,82	0,091
50	0,24	0,11	4,00	0,20
75	0,72	0,33	12,0	0,60
100	1,51	0,69	25,0	1,25
125	2,70	1,24	45,0	2,25
150	4,36	2,00	72,8	3,64
200	9,23	4,24	154	7,70
250	16,6	7,60	276	13,8
300	26,6	12,2	444	22,2
350	40,3	18,5	672	33,6
400	56,5	26,0	940	47,0
450	68,3	36,0	1310	65,5
500	103	47,4	1730	86,5
600	167	76,5	2780	139
700	250	115	4160	208
800	354	162	5900	295
900	633	291	10500	525
1000	1020	470	17100	855

جدول سعة الأنابيب حسب ضغط سائل التبريد

يوجد جدول يصف معدل نقل الأنابيب حسب الضغط.

الجدول 6. تعتمد سعة الأنابيب على ضغط السائل المنقول

استهلاك	عرض النطاق
أنبوب DN	15 ملم	20 ملم	25 ملم	32 ملم	40 ملم	50 ملم	65 ملم	80 ملم	100 ملم
باسكال / م - مليبار / م	أقل من 0.15 م / ث			0.15 م / ث					0.3 م / ث
90,0 - 0,900	173	403	745	1627	2488	4716	9612	14940	30240
92,5 - 0,925	176	407	756	1652	2524	4788	9756	15156	30672
95,0 - 0,950	176	414	767	1678	2560	4860	9900	15372	31104
97,5 - 0,975	180	421	778	1699	2596	4932	10044	15552	31500
100,0 - 1,000	184	425	788	1724	2632	5004	10152	15768	31932
120,0 - 1,200	202	472	871	1897	2898	5508	11196	17352	35100
140,0 - 1,400	220	511	943	2059	3143	5976	12132	18792	38160
160,0 - 1,600	234	547	1015	2210	3373	6408	12996	20160	40680
180,0 - 1,800	252	583	1080	2354	3589	6804	13824	21420	43200
200,0 - 2,000	266	619	1151	2486	3780	7200	14580	22644	45720
220,0 - 2,200	281	652	1202	2617	3996	7560	15336	23760	47880
240,0 - 2,400	288	680	1256	2740	4176	7920	16056	24876	50400
260,0 - 2,600	306	713	1310	2855	4356	8244	16740	25920	52200
280,0 - 2,800	317	742	1364	2970	4356	8566	17338	26928	54360
300,0 - 3,000	331	767	1415	3076	4680	8892	18000	27900	56160

جدول سعة الأنابيب حسب القطر (حسب Shevelev)

تعد جداول FA و A.F. Shevelev واحدة من أكثر الطرق الجدولية دقة لحساب إنتاجية نظام إمداد المياه. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تحتوي على جميع الصيغ الحسابية اللازمة لكل مادة محددة. هذه مادة إعلامية ضخمة يستخدمها المهندسون الهيدروليكيون في أغلب الأحيان.

تراعي الجداول ما يلي:

1. أقطار الأنابيب - الداخلية والخارجية ؛
2. سمك الحائط؛
3. عمر خدمة خط الأنابيب ؛
4. طول الخط؛
5. تخصيص الأنابيب.

صيغة الحساب الهيدروليكي

بالنسبة لأنابيب المياه ، يتم تطبيق معادلة الحساب التالية:

آلة حاسبة على الإنترنت: حساب سعة الأنابيب

إذا كانت لديك أي أسئلة ، أو إذا كان لديك أي أدلة تستخدم طرقًا غير مذكورة هنا ، فاكتب في التعليقات.

الأعمال التجارية والمباني السكنية تستهلك كميات كبيرة من المياه. لا تصبح هذه المؤشرات الرقمية مجرد دليل على قيمة محددة تشير إلى الاستهلاك.

بالإضافة إلى ذلك ، فهي تساعد في تحديد قطر تشكيلة الأنابيب. يعتقد الكثير من الناس أنه من المستحيل حساب تدفق المياه حسب قطر الأنبوب وضغطه ، لأن هذه المفاهيم غير مرتبطة تمامًا.

لكن الممارسة أثبتت أن الأمر ليس كذلك. تعتمد سعة شبكة إمدادات المياه على العديد من المؤشرات ، وأولها في هذه القائمة هو قطر نطاق الأنابيب والضغط في الخط.

يوصى بإجراء جميع الحسابات في مرحلة التصميم لبناء خطوط الأنابيب ، لأن البيانات التي تم الحصول عليها تحدد المعلمات الرئيسية ليس فقط لخطوط الأنابيب المحلية ، ولكن أيضًا الصناعية. سيتم مناقشة كل هذا بشكل أكبر.

حاسبة المياه على الإنترنت

انتباه! 1kgf / cm2 = 1 جو ؛ 10 م من عمود الماء = 1 كجم ق / سم 2 = 1 ضغط جوي ؛ 5 أمتار من عمود الماء = 0.5 كجم / سم 2 و = 0.5 ضغط جوي ، إلخ. يتم إدخال الأرقام الكسرية من خلال نقطة (على سبيل المثال: 3.5 وليس 3.5)

أدخل المعلمات للحساب:

القطر الداخلي للأنبوب دى ، مم

طول خط الأنابيب L ، م

درجة حرارة الماء ر ، درجات

الضغط (الضغط) N ، kgf / cm2 عند المخرج

نوع السباكة

مادة الأنابيب وحالتها

1. إطفائي 2. حريق صناعي 3. إنتاج. أو قسم الإطفاء. 4- الأسرة أو المزارع. الشرب

01. صلب غير ملحوم 02. صلب ملحوم 03. صلب مجلفن 04. حديد صب أسفلت 05. حديد صب غير مطلي 06. أسمنت أسبستي 07. زجاج 08. أنابيب مسحوبة من الرصاص والنحاس الأصفر والنحاس 09. الخرسانة والخرسانة المسلحة 10. البلاستيك والبولي إيثيلين والبلاستيك الفينيل 11. السيراميك

ما هي العوامل التي تؤثر على نفاذية السائل عبر خط الأنابيب

تشكل المعايير التي تؤثر على المؤشر الموصوف قائمة كبيرة. هنا بعض منهم

1. القطر الداخلي لخط الأنابيب.
2. معدل التدفق الذي يعتمد على الضغط في الخط.
3. المواد المأخوذة لإنتاج تشكيلة الأنابيب.

يتم تحديد تدفق المياه عند مخرج التيار الرئيسي بواسطة قطر الأنبوب ، لأن هذه الخاصية ، مع غيرها ، تؤثر على إنتاجية النظام. أيضًا ، عند حساب كمية السوائل المستهلكة ، لا يمكن خصم سماكة الجدار ، ويتم تحديدها بناءً على الضغط الداخلي المقدر.

بل يمكن القول إن تعريف "هندسة الأنابيب" لا يتأثر بطول الشبكة وحده. ويلعب المقطع العرضي والضغط وعوامل أخرى دورًا مهمًا للغاية.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن بعض معلمات النظام لها تأثير غير مباشر وليس تأثيرًا مباشرًا على معدل التدفق. يتضمن ذلك اللزوجة ودرجة حرارة الوسط الذي يتم ضخه.

تلخيصًا بسيطًا ، يمكننا القول أن تحديد الإنتاجية يسمح لك بتحديد النوع الأمثل من المواد بدقة لبناء نظام واختيار التكنولوجيا المستخدمة لتجميعه. وبخلاف ذلك ، لن تعمل الشبكة بكفاءة وستتطلب إصلاحات طارئة متكررة.

حساب استهلاك المياه قطر الدائرةأنبوب دائري يعتمد عليه مقاس. وبالتالي ، فإنه خلال قسم أكبر ، ولفترة زمنية معينة ، سيتم تنفيذ حركة كمية أكبر من السائل. ولكن عند إجراء الحساب ومراعاة القطر ، لا يمكن استبعاد الضغط.

إذا أخذنا في الاعتبار هذه العملية الحسابية باستخدام مثال محدد ، فسنجد أن كمية السائل التي تمر عبر ثقب 1 سم من خلال ثقب 1 سم أقل من مرورها عبر خط أنابيب يصل ارتفاعه إلى بضع عشرات من الأمتار. هذا أمر طبيعي ، لأن أعلى مستوى لاستهلاك المياه في المنطقة سيصل إلى أقصى أداء عند أعلى ضغط في الشبكة وبأعلى حجم لحجمها.

شاهد الفيديو

حسابات القسم وفقًا لـ SNIP 2.04.01-85

بادئ ذي بدء ، عليك أن تفهم أن حساب قطر المجرى هو عملية هندسية معقدة. هذا سوف يتطلب معرفة متخصصة. ولكن ، عند إجراء البناء المحلي للقناة ، غالبًا ما يتم إجراء الحساب الهيدروليكي للقسم بشكل مستقل.

يمكن إجراء هذا النوع من حساب التصميم لسرعة التدفق للقناة بطريقتين. الأول هو جدول البيانات. ولكن ، بالإشارة إلى الجداول ، لا تحتاج فقط إلى معرفة العدد الدقيق للصنابير ، ولكن أيضًا حاويات تجميع المياه (الحمامات والأحواض) وأشياء أخرى.

فقط إذا كانت لديك هذه المعلومات حول نظام المجاري ، يمكنك استخدام الجداول التي يوفرها SNIP 2.04.01-85. وفقًا لهم ، يتم تحديد حجم الماء حسب محيط الأنبوب. هنا جدول واحد من هذا القبيل:

الحجم الخارجي للأنابيب (مم)

الكمية التقريبية للمياه التي يتم استقبالها باللترات في الدقيقة

كمية الماء التقريبية محسوبة بالمتر المكعب في الساعة

إذا ركزت على معايير SNIP ، فيمكنك رؤية ما يلي فيها - لا يتجاوز الحجم اليومي للمياه التي يستهلكها شخص واحد 60 لترًا. بشرط أن المنزل غير مجهز بمياه جارية ، وفي حالة السكن المريح ، يرتفع هذا الحجم إلى 200 لتر.

بالتأكيد ، تعتبر بيانات الحجم التي تُظهر الاستهلاك مثيرة للاهتمام كمعلومات ، ولكن سيحتاج أخصائي خطوط الأنابيب إلى تحديد بيانات مختلفة تمامًا - هذا هو الحجم (بالملليمتر) والضغط الداخلي في الخط. هذا غير موجود دائمًا في الجدول. وتساعد الصيغ في معرفة هذه المعلومات بشكل أكثر دقة.

شاهد الفيديو

من الواضح بالفعل أن أبعاد قسم النظام تؤثر على الحساب الهيدروليكي للاستهلاك. بالنسبة للحسابات المنزلية ، يتم استخدام معادلة تدفق المياه ، والتي تساعد في الحصول على نتيجة ، مع وجود بيانات حول ضغط المنتج الأنبوبي وقطره. ها هي الصيغة:

صيغة الحساب: q = π × d² / 4 × V

في الصيغة: q يوضح تدفق الماء. يقاس باللتر. d هو حجم قسم الأنبوب ، ويظهر بالسنتيمتر. و V في الصيغة هو تحديد سرعة التدفق ، ويظهر بالأمتار في الثانية.

إذا تم تغذية شبكة إمداد المياه من برج مياه ، دون التأثير الإضافي لمضخة الضغط ، فإن سرعة التدفق تكون حوالي 0.7 - 1.9 م / ث. إذا تم توصيل أي جهاز ضخ ، فستجد في جواز السفر معلومات حول معامل الضغط الناتج وسرعة تدفق المياه.

هذه الصيغة ليست الوحيدة. هناك أكثر من ذلك بكثير. يمكن العثور عليها بسهولة على الإنترنت.

بالإضافة إلى الصيغة المقدمة ، تجدر الإشارة إلى أن الجدران الداخلية للمنتجات الأنبوبية لها أهمية كبيرة لوظيفة النظام. لذلك ، على سبيل المثال ، المنتجات البلاستيكية لها سطح أملس من نظائرها الفولاذية.

لهذه الأسباب ، يكون معامل السحب للبلاستيك أقل بكثير. بالإضافة إلى ذلك ، لا تتأثر هذه المواد بالتكوينات المسببة للتآكل ، والتي لها أيضًا تأثير إيجابي على إنتاجية شبكة إمدادات المياه.

تحديد فقدان الرأس

يتم حساب مرور الماء ليس فقط من خلال قطر الأنبوب ، بل يتم حسابه عن طريق انخفاض الضغط. يمكن حساب الخسائر باستخدام صيغ خاصة. ما هي الصيغ التي يجب استخدامها ، سيقرر الجميع بأنفسهم. لحساب القيم المطلوبة ، يمكنك استخدام خيارات متنوعة. لا يوجد حل عالمي واحد لهذه القضية.

لكن أولاً وقبل كل شيء ، يجب أن نتذكر أن التخليص الداخلي لمرور هيكل بلاستيكي ومعدني - بلاستيكي لن يتغير بعد عشرين عامًا من الخدمة. وسيصبح الخلوص الداخلي لمرور الهيكل المعدني أصغر بمرور الوقت.

وسيترتب على ذلك فقدان بعض المعايير. وفقًا لذلك ، ستكون سرعة الماء في الأنبوب في مثل هذه الهياكل مختلفة ، لأنه في بعض الحالات سيختلف قطر الشبكة الجديدة والقديمة بشكل ملحوظ. سيكون مقدار المقاومة في الخط مختلفًا أيضًا.

أيضًا ، قبل حساب المعلمات الضرورية لمرور السائل ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الخسارة في معدل تدفق نظام إمداد المياه مرتبطة بعدد المنعطفات والتجهيزات وتحولات الحجم ، مع وجود صمامات الإغلاق وقوة الاحتكاك. علاوة على ذلك ، كل هذا عند حساب معدل التدفق يجب أن يتم بعد إعداد وقياسات دقيقة.

ليس من السهل حساب استهلاك المياه بالطرق البسيطة. ولكن ، في أدنى صعوبة ، يمكنك دائمًا طلب المساعدة من المتخصصين. ثم يمكنك الاعتماد على حقيقة أن إمدادات المياه المثبتة أو شبكة التدفئة ستعمل بأقصى قدر من الكفاءة.

شاهد الفيديو
إدخالات

30267 0 22

سعة الأنابيب: بسيطة حول المجمع

كيف يختلف إنتاجية الأنبوب باختلاف القطر؟ ما هي العوامل ، إلى جانب المقطع العرضي ، التي تؤثر على هذه المعلمة؟ أخيرًا ، كيف نحسب ، وإن كان تقريبًا ، نفاذية نظام إمداد المياه بقطر معروف؟ سأحاول في المقالة تقديم أبسط إجابات لهذه الأسئلة ويمكن الوصول إليها.

مهمتنا هي معرفة كيفية حساب المقطع العرضي الأمثل لأنابيب المياه.

لماذا هو مطلوب

يسمح لك الحساب الهيدروليكي بالحصول على الأفضل الحد الأدنىقطر خط الأنابيب.

من ناحية أخرى ، هناك دائمًا نقص كارثي في ​​المال أثناء البناء والإصلاح ، وسعر المتر الطولي من الأنابيب ينمو بشكل غير خطي مع زيادة في القطر. من ناحية أخرى ، سيؤدي التقليل من تقدير جزء من إمدادات المياه إلى انخفاض مفرط في الضغط في الأجهزة الطرفية بسبب مقاومتها الهيدروليكية.

مع معدل التدفق في الجهاز الوسيط ، سيؤدي انخفاض الضغط في الجهاز النهائي إلى حقيقة أن درجة حرارة الماء مع فتح صنبور الماء البارد والماء الساخن ستتغير بشكل كبير. نتيجة لذلك ، سيتم صبغك بالماء المثلج أو تحرق بالماء المغلي.

قيود

سوف أقصر عمدا نطاق المهام قيد النظر على السباكة لمنزل خاص صغير. هناك سببان:

1. تتصرف الغازات والسوائل ذات اللزوجة المختلفة بشكل مختلف تمامًا عند نقلها عبر خط أنابيب. إن النظر في سلوك الغاز الطبيعي والمسال والنفط والوسائط الأخرى من شأنه أن يزيد من حجم هذه المواد عدة مرات وسيأخذنا بعيدًا عن تخصصي - السباكة ؛
2. في حالة وجود مبنى كبير به العديد من تركيبات السباكة ، من أجل الحساب الهيدروليكي لإمدادات المياه ، سيكون من الضروري حساب احتمال استخدام عدة نقاط لسحب المياه في نفس الوقت. في منزل صغير ، يتم إجراء الحساب لذروة الطلب من قبل جميع الأجهزة المتاحة ، مما يبسط المهمة إلى حد كبير.

عوامل

الحساب الهيدروليكي لنظام إمداد المياه هو البحث عن إحدى الكميتين:

• حساب صبيب الأنبوب ذي المقطع العرضي المعروف ؛
• حساب القطر الأمثل بمعدل تدفق مخطط معروف.

في الظروف الحقيقية (عند تصميم نظام إمداد بالمياه) ، تكون المهمة الثانية ضرورية في كثير من الأحيان.

يشير المنطق المنزلي إلى أن الحد الأقصى لتدفق المياه عبر خط الأنابيب يتحدد بقطره وضغط المدخل. للأسف ، الواقع أكثر تعقيدًا. الحقيقة انه الأنبوب لديه مقاومة هيدروليكية: ببساطة ، يتباطأ التدفق بسبب الاحتكاك بالجدران. علاوة على ذلك ، تؤثر مادة الجدران وحالتها بشكل متوقع على درجة الكبح.

فيما يلي قائمة كاملة بالعوامل التي تؤثر على أداء أنبوب الماء:

• ضغطفي بداية إمداد المياه (اقرأ - الضغط في الطريق) ؛
• تحيزالأنابيب (يتغير ارتفاعها فوق مستوى الأرض المشروط في البداية والنهاية) ؛

• مادةالجدران. البولي بروبلين والبولي إيثيلين لديهم خشونة أقل بكثير من الفولاذ والحديد الزهر ؛
• عمرأنابيب. بمرور الوقت ، يتضخم الفولاذ مع رواسب الصدأ والجير ، والتي لا تزيد من الخشونة فحسب ، بل تقلل أيضًا من الخلوص الداخلي لخط الأنابيب ؛

لا ينطبق هذا على الأنابيب المصنوعة من الزجاج والبلاستيك والنحاس والمجلفن والبوليمر المعدني. إنهم في حالة جديدة تمامًا حتى بعد 50 عامًا من التشغيل. الاستثناء هو غمر إمدادات المياه بكمية كبيرة من المعلقات وغياب المرشحات في المدخل.

• الكمية والزاوية يتحول;
• يتغير القطرالسباكة.
• وجود أو غياب اللحامات ، خرز اللحام ووصلات التوصيل ؛

• أغلق الصبابات. حتى الصمامات الكروية ذات التجويف الكامل توفر بعض المقاومة للتدفق.

أي حساب لسعة خط الأنابيب سيكون تقريبيًا للغاية. ويلي-نيللي ، سيتعين علينا استخدام متوسط ​​المعاملات النموذجية لظروف قريبة من ظروفنا.

قانون توريسيلي

يُعرف إيفانجليستا توريشيلي ، الذي عاش في أوائل القرن السابع عشر ، بأنه تلميذ لدى جاليليو جاليلي ومؤلف مفهوم الضغط الجوي ذاته. كما أنه يمتلك صيغة تصف معدل تدفق الماء المتدفق من وعاء من خلال فتحة ذات أبعاد معروفة.

لكي تعمل صيغة Torricelli ، من الضروري:

1. حتى نعرف ضغط الماء (ارتفاع عمود الماء فوق الحفرة) ؛

جو واحد تحت جاذبية الأرض قادر على رفع عمود من الماء بمقدار 10 أمتار. لذلك ، يتم تحويل الضغط في الأجواء إلى رأس بمجرد الضرب في 10.

1. لكي تكون الحفرة أصغر بكثير من قطر الوعاء، وبالتالي القضاء على فقدان الضغط بسبب الاحتكاك بالجدران.

في هذه الحالة ، ستبدو صيغة توريشيلي مثل v ^ 2 = 2 * 9.78 * 20 = 391.2. تم تقريب الجذر التربيعي للرقم 391.2 إلى 20. وهذا يعني أن الماء سيخرج من الحفرة بسرعة 20 م / ث.

نحسب قطر الحفرة التي يتدفق من خلالها التيار. بتحويل القطر إلى وحدات SI (بالمتر) ، نحصل على 3.14159265 * 0.01 ^ 2 = 0.0003141593. والآن نحسب تدفق المياه: 20 * 0.0003141593 \ u003d 0.006283186 ، أو 6.2 لترات في الثانية.

العودة إلى الواقع

عزيزي القارئ ، أود أن أقترح أنه ليس لديك مقياس ضغط مثبت أمام الخلاط. من الواضح أن هناك حاجة إلى بعض البيانات الإضافية لإجراء حساب هيدروليكي أكثر دقة.

عادة ، يتم حل مشكلة الحساب من العكس: مع تدفق المياه المعروف من خلال تركيبات السباكة ، وطول أنبوب الماء ومادته ، يتم تحديد القطر الذي يضمن انخفاض الضغط إلى القيم المقبولة. العامل المحدد هو معدل التدفق.

البيانات المرجعية

يعتبر معدل التدفق لأنابيب المياه الداخلية 0.7 - 1.5 م / ث.يؤدي تجاوز القيمة الأخيرة إلى ظهور ضوضاء هيدروليكية (بشكل أساسي عند الانحناءات والتركيبات).

من السهل العثور على معدلات استهلاك المياه لتركيبات السباكة في الوثائق التنظيمية. على وجه الخصوص ، يتم تقديمها بواسطة الملحق لـ SNiP 2.04.01-85. لحفظ القارئ من عمليات البحث المطولة ، سأقدم هذا الجدول هنا.

يوضح الجدول بيانات الخلاطات المزودة بمهويات. عدم وجودهم يعادل التدفق عبر المغسلة وحوض المغسلة وصنابير الدش مع التدفق عبر الصنبور عند الاستحمام.

دعني أذكرك أنه إذا كنت تريد حساب إمدادات المياه لمنزل خاص بيديك ، فقم بتلخيص استهلاك المياه لجميع الأجهزة المثبتة. إذا لم يتم اتباع هذه التعليمات ، فستنتظرك مفاجآت ، مثل انخفاض حاد في درجة الحرارة في الحمام عند فتح صنبور الماء الساخن.

إذا كان هناك مصدر لمياه الحريق في المبنى ، تتم إضافة 2.5 لتر / ثانية لكل صنبور إلى التدفق المخطط له. بالنسبة لإمدادات مياه الحرائق ، تقتصر سرعة التدفق على 3 م / ث: في حالة نشوب حريق ، فإن الضوضاء الهيدروليكية هي آخر ما يزعج السكان.

عند حساب الضغط ، يُفترض عادةً أنه على الجهاز الأقصى من الإدخال يجب أن لا يقل عن 5 أمتار ، وهو ما يتوافق مع ضغط يبلغ 0.5 كجم / سم 2. بعض تركيبات السباكة (سخانات المياه المتدفقة ، وصمامات ملء الغسالات الأوتوماتيكية ، وما إلى ذلك) لا تعمل ببساطة إذا كان الضغط في مصدر المياه أقل من 0.3 ضغط جوي. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري مراعاة الخسائر الهيدروليكية على الجهاز نفسه.

في الصورة - سخان المياه الفوري Atmor Basic. يشمل التسخين فقط عند ضغط 0.3 كجم / سم 2 وما فوق.

معدل التدفق ، القطر ، السرعة

دعني أذكرك أنهما مرتبطان ببعضهما البعض بواسطة صيغتين:

1. س = س. تدفق المياه بالمتر المكعب في الثانية يساوي مساحة المقطع العرضي بالمتر المربع مضروبًا في معدل التدفق بالأمتار في الثانية ؛
2. S = ص ^ 2. يتم حساب مساحة المقطع العرضي على أنها حاصل ضرب الرقم "pi" ومربع نصف القطر.

من أين يمكنني الحصول على قيم نصف قطر القسم الداخلي؟

• بالنسبة للأنابيب الفولاذية ، فإن الحد الأدنى من الخطأ يساوي نصف السيطرة(التمرير الشرطي ، وهو عبارة عن درفلة الأنابيب) ؛
• للبوليمر والبوليمر المعدني ، إلخ. القطر الداخلي يساوي الفرق بين القطر الخارجي ، الذي يتم تمييز الأنابيب به ، ومرتين سمك الجدار (عادة ما يكون موجودًا أيضًا في وضع العلامات). نصف القطر ، على التوالي ، هو نصف القطر الداخلي.

1. القطر الداخلي 50-3 * 2 = 44 مم ، أو 0.044 متر ؛
2. سيكون نصف القطر 0.044 / 2 = 0.022 متر ؛
3. ستكون مساحة القسم الداخلي مساوية لـ 3.1415 * 0.022 ^ 2 \ u003d 0.001520486 م 2 ؛
4. بمعدل تدفق 1.5 متر في الثانية ، سيكون معدل التدفق 1.5 * 0.001520486 = 0.002280729 م 3 / ث ، أو 2.3 لتر في الثانية.

فقدان الرأس

كيف تحسب مقدار الضغط المفقود على نظام إمداد المياه مع المعلمات المعروفة؟

أبسط صيغة لحساب انخفاض الضغط هي H = iL (1 + K). ماذا تعني المتغيرات فيه؟

• H هو انخفاض الضغط العزيزة بالأمتار ؛
• أنا - المنحدر الهيدروليكي لمقياس أنابيب المياه;
• L هو طول إمدادات المياه بالأمتار ؛
• ك- معامل في الرياضيات او درجة، مما يجعل من الممكن تبسيط حساب انخفاض الضغط على الصمامات الحابسة و. إنه مرتبط بالغرض من شبكة إمدادات المياه.

من أين يمكنني الحصول على قيم هذه المتغيرات؟ حسنًا ، باستثناء طول الأنبوب - لم يقم أحد بإلغاء لعبة الروليت بعد.

المعامل K يساوي:

إمداد مياه الحريق: أقصى قطر وأدنى صمامات إغلاق وسيطة.

مع منحدر هيدروليكي ، تكون الصورة أكثر تعقيدًا. تعتمد المقاومة التي يوفرها الأنبوب للتدفق على:

• قسم داخلي
• خشونة الجدار
• معدلات التدفق.

يمكن العثور على قائمة بقيم 1000i (المنحدر الهيدروليكي لكل 1000 متر من إمدادات المياه) في جداول Shevelev ، والتي ، في الواقع ، تستخدم للحساب الهيدروليكي. الجداول كبيرة جدًا بالنسبة لمقالة ما لأنها تعطي قيم 1000i لجميع الأقطار الممكنة ومعدلات التدفق والمواد المصححة بعمر افتراضي.

هنا جزء صغير من طاولة Shevelev لأنبوب بلاستيكي 25 مم.

يعطي مؤلف الجداول قيم انخفاض الضغط ليس للقسم الداخلي ، ولكن للأحجام القياسية التي تميز الأنابيب ، والمعدلة لسمك الجدار. ومع ذلك ، تم نشر الجداول في عام 1973 ، عندما لم يتم تشكيل قطاع السوق المقابل.
عند الحساب ، ضع في اعتبارك أنه بالنسبة للبلاستيك المعدني ، من الأفضل أخذ القيم المقابلة لأنبوب أصغر بمقدار خطوة واحدة.

لنستخدم هذا الجدول لحساب انخفاض الضغط على أنبوب بولي بروبيلين بقطر 25 مم وطول 45 مترًا. دعنا نتفق على أننا نصمم نظام إمداد بالمياه للأغراض المنزلية.

1. مع سرعة تدفق أقرب ما يمكن إلى 1.5 م / ث (1.38 م / ث) ، فإن قيمة 1000i ستكون 142.8 مترًا ؛
2. سيساوي المنحدر الهيدروليكي لمتر واحد من الأنبوب 142.8 / 1000 \ u003d 0.1428 متر ؛
3. معامل التصحيح لأنابيب المياه المنزلية هو 0.3 ؛
4. ستتخذ الصيغة ككل الشكل H = 0.1428 * 45 (1 + 0.3) = 8.3538 مترًا. هذا يعني أنه في نهاية إمداد المياه بمعدل تدفق ماء يبلغ 0.45 لتر / ثانية (القيمة من العمود الأيسر من الجدول) ، سينخفض ​​الضغط بمقدار 0.84 كجم / سم 2 وعند 3 أجواء عند المدخل سيكون مقبولًا تمامًا 2.16 كجم / سم 2.

يمكن استخدام هذه القيمة لتحديد الاستهلاك وفقًا لصيغة Torricelli. يتم إعطاء طريقة الحساب مع مثال في القسم المقابل من المقالة.

بالإضافة إلى ذلك ، من أجل حساب الحد الأقصى للتدفق من خلال نظام إمداد المياه بخصائص معروفة ، يمكن للمرء أن يختار في عمود "معدل التدفق" في جدول Shevelev الكامل هذه القيمة التي لا ينخفض ​​عندها الضغط في نهاية الأنبوب عن 0.5 ضغط جوي.

خاتمة

عزيزي القارئ ، إذا كانت التعليمات المذكورة أعلاه ، على الرغم من التبسيط الشديد ، لا تزال تبدو مملة بالنسبة لك ، فما عليك سوى استخدام واحد من العديد حاسبات على الإنترنت. كالعادة ، يمكن العثور على مزيد من المعلومات في الفيديو في هذه المقالة. سأكون ممتنا للإضافات والتصحيحات والتعليقات. حظا سعيدا أيها الرفاق!

31 يوليو 2016

إذا كنت تريد التعبير عن الامتنان ، أضف توضيحًا أو اعتراضًا ، اسأل المؤلف شيئًا - أضف تعليقًا أو قل شكرًا!

نوع السباكة	ل
رجال الاطفاء	0,1
حريق صناعي	0,15
صناعية أم حريق واقتصادية	0,2

من أجل تركيب هيكل إمدادات المياه بشكل صحيح ، وبدء تطوير النظام وتخطيطه ، من الضروري حساب تدفق المياه عبر الأنبوب.

تعتمد المعلمات الرئيسية للقناة المنزلية على البيانات التي تم الحصول عليها.

في هذه المقالة ، سيتمكن القراء من التعرف على التقنيات الأساسية التي ستساعدهم بشكل مستقل في حساب نظام السباكة الخاص بهم.

الغرض من حساب قطر خط الأنابيب حسب التدفق: تحديد القطر والمقطع لخط الأنابيب بناءً على بيانات معدل التدفق وسرعة الحركة الطولية للمياه.

من الصعب إجراء مثل هذا الحساب. من الضروري مراعاة الكثير من الفروق الدقيقة المتعلقة بالبيانات الفنية والاقتصادية. هذه المعلمات مترابطة. يعتمد قطر خط الأنابيب على نوع السائل الذي سيتم ضخه من خلاله.

إذا قمت بزيادة معدل التدفق ، يمكنك تقليل قطر الأنبوب. سوف ينخفض ​​استهلاك المواد تلقائيًا. سيكون تركيب مثل هذا النظام أسهل بكثير ، وستنخفض تكلفة العمل.

ومع ذلك ، فإن الزيادة في حركة التدفق ستؤدي إلى خسائر في الرأس ، الأمر الذي يتطلب خلق طاقة إضافية للضخ. إذا قمت بتقليله أكثر من اللازم ، فقد تظهر عواقب غير مرغوب فيها.

عند تصميم خط أنابيب ، في معظم الحالات ، يتم تحديد كمية تدفق المياه على الفور. تبقى كميتان غير معروفين:

• قطر دائرة الانبوب؛
• معدل المد و الجزر.

من الصعب جدًا إجراء حساب تقني واقتصادي كامل. هذا يتطلب معرفة هندسية مناسبة والكثير من الوقت. لتسهيل هذه المهمة عند حساب قطر الأنبوب المطلوب ، يتم استخدام المواد المرجعية. يعطون قيم أفضل معدل تدفق تم الحصول عليه تجريبياً.

صيغة الحساب النهائية لقطر خط الأنابيب الأمثل هي كما يلي:

د = √ (4Q / Πw)
Q هو معدل تدفق السائل الذي يتم ضخه ، m3 / s
د - قطر خط الأنابيب ، م
ث هي سرعة التدفق ، م / ث

سرعة السائل المناسبة ، حسب نوع خط الأنابيب

بادئ ذي بدء ، يتم أخذ الحد الأدنى من التكاليف في الاعتبار ، والتي بدونها يستحيل ضخ السائل. بالإضافة إلى ذلك ، يجب النظر في تكلفة خط الأنابيب.

عند الحساب ، يجب أن تتذكر دائمًا حدود سرعة الوسيط المتحرك. في بعض الحالات ، يجب أن يفي حجم خط الأنابيب الرئيسي بالمتطلبات المنصوص عليها في العملية التكنولوجية.

تتأثر أبعاد خط الأنابيب أيضًا بارتفاع الضغط المحتمل.

عند إجراء الحسابات الأولية ، لا يؤخذ التغيير في الضغط في الاعتبار. تؤخذ السرعة المسموح بها كأساس لتصميم خط أنابيب العملية.

عندما تكون هناك تغييرات في اتجاه الحركة في خط الأنابيب الذي يتم تصميمه ، يبدأ سطح الأنبوب في تجربة ضغط كبير موجه بشكل عمودي على حركة التدفق.

وتعزى هذه الزيادة إلى عدة مؤشرات:

• سرعة السائل
• كثافة؛
• الضغط الأولي (الضغط).

علاوة على ذلك ، تكون السرعة دائمًا في تناسب عكسي مع قطر الأنبوب. هذا هو السبب في أن السوائل عالية السرعة تتطلب الاختيار الصحيح للتكوين ، والاختيار الكفء لأبعاد خط الأنابيب.

على سبيل المثال ، إذا تم ضخ حمض الكبريتيك ، فإن قيمة السرعة تقتصر على قيمة لن تتسبب في تآكل جدران ثنيات الأنابيب. نتيجة لذلك ، لن ينكسر هيكل الأنبوب أبدًا.

سرعة الماء في صيغة خط الأنابيب

يتم حساب تدفق الحجم V (60m³ / h أو 60 / 3600m³ / sec) على أنه ناتج سرعة التدفق w والمقطع العرضي للأنبوب S (ويتم حساب المقطع العرضي بدوره على أنه S = 3.14 d² / 4): V = 3.14 w d² / 4. من هنا نحصل على w = 4V / (3.14 d²). لا تنس تحويل القطر من مليمترات إلى أمتار ، أي أن القطر سيكون 0.159 م.

صيغة استهلاك المياه

بشكل عام ، تعتمد منهجية قياس تدفق المياه في الأنهار وخطوط الأنابيب على شكل مبسط من معادلة الاستمرارية للسوائل غير القابلة للضغط:

تدفق المياه من خلال طاولة الأنابيب

التدفق مقابل الضغط

لا يوجد مثل هذا الاعتماد لتدفق السوائل على الضغط ، ولكن هناك - على انخفاض الضغط. الصيغة بسيطة. هناك معادلة مقبولة عمومًا لانخفاض الضغط عندما يتدفق السائل في الأنبوب Δp = (L / d) w² / 2 ، λ هو معامل الاحتكاك (يتم البحث عنه اعتمادًا على سرعة الأنبوب وقطره وفقًا للرسومات البيانية أو الصيغ المقابلة) ، L هو طول الأنبوب ، d هو قطره ، ρ كثافة السائل. من ناحية أخرى ، هناك تعريف للتدفق G = ρwπd² / 4. نعبر عن السرعة من هذه الصيغة ، ونستبدلها في المعادلة الأولى ونجد اعتماد معدل التدفق G = π SQRT (Δp d ^ 5 / λ / L) / 4 ، SQRT هو الجذر التربيعي.

يتم البحث عن معامل الاحتكاك بالاختيار. أولاً ، تقوم بتعيين قيمة معينة لسرعة السائل من الفانوس وتحدد رقم رينولدز Re = ρwd / μ ، حيث μ هي اللزوجة الديناميكية للسائل (لا تخلط بينه وبين اللزوجة الحركية ، فهذه أشياء مختلفة). وفقًا لرينولدز ، أنت تبحث عن معامل الاحتكاك λ = 64 / Re للوضع الرقائقي و λ = 1 / (1.82 lgRe - 1.64) ² للاضطراب (هنا lg هو اللوغاريتم العشري). وخذ القيمة الأعلى. بعد أن تعثر على معدل التدفق والسرعة ، ستحتاج إلى تكرار العملية الحسابية بالكامل مرة أخرى بمعامل احتكاك جديد. وتكرر عملية إعادة الحساب هذه حتى تتطابق قيمة السرعة المحددة لتحديد معامل الاحتكاك مع خطأ ما مع القيمة التي تجدها من الحساب.