حركة السوائل عبر الأنابيب. اعتماد ضغط السائل على سرعة تدفقه. سعة الأنابيب: بسيطة حول المجمع
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 ، المادية 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 السائل. تتدفق في أنبوب. 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 يستلزم 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 بناء 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 على سرعة 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)] \ u003d \ u003d (8 l Q²) / (g ²) λ / d 5 \ u003d (8 26 0.005²) / (9.81 3.14²) λ / d 5 = 5.376 10 -5 / d 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؟ 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. يتم تحديد قيم إنتاجية الأنابيب بواسطة صيغ خاصة. لكل نوع من المنتجات - للغاز وإمدادات المياه والصرف الصحي - تختلف طرق الحساب. 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. 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. 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. 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). 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. 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. 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: 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 المحلية 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. 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. في جداول السعة لأنابيب ضغط الصرف الصحي ، تعتمد القيم على الدرجة القصوى للتعبئة ومتوسط معدل التدفق المقدر لمياه الصرف. تستخدم أنابيب المياه في المنزل في أغلب الأحيان. ونظرًا لأنهم يتعرضون لحمل كبير ، فإن حساب معدل نقل المياه الرئيسي يصبح شرطًا مهمًا للتشغيل الموثوق. 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. 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 لحسابات الحرارة والمبرد. يوجد جدول يصف معدل نقل الأنابيب حسب الضغط. 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: بالنسبة لأنابيب المياه ، يتم تطبيق معادلة الحساب التالية:
إذا كان 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. 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:
تشكل المعايير التي تؤثر على المؤشر الموصوف قائمة كبيرة. هنا بعض منهم 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. 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 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 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: 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. 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 اللازمة لمرور السائل ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الخسارة في معدل تدفق نظام إمداد المياه مرتبطة بعدد المنعطفات والتجهيزات وتحولات الحجم مع وجود الإغلاق الصمامات 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 30267
0
22
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. 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. سوف أقصر عمدا نطاق المهام قيد النظر على السباكة لمنزل خاص صغير. هناك سببان: الحساب الهيدروليكي لنظام إمداد المياه هو البحث عن إحدى الكميتين: 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: 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. أي حساب لسعة خط الأنابيب سيكون تقريبيًا للغاية. ويلي-نيللي ، سيتعين علينا استخدام متوسط المعاملات النموذجية لظروف قريبة من ظروفنا. 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: 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. 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. 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. 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. دعني أذكرك أنهما مرتبطان ببعضهما البعض بواسطة صيغتين: من أين يمكنني الحصول على قيم نصف قطر القسم الداخلي؟ 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؟ 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: 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. 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. 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 أقصى تدفق من خلال نظام إمداد المياه بخصائص معروفة ، يمكن للمرء أن يختار في عمود "معدل التدفق" في جدول Shevelev الكامل هذه القيمة التي لا يقع عندها الضغط في نهاية الأنبوب أقل من 0.5 أجواء. 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! إذا كنت تريد التعبير عن الامتنان ، أضف توضيحًا أو اعتراضًا ، اسأل المؤلف شيئًا - أضف تعليقًا أو قل شكرًا! 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: 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) 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: 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. 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 واط ي² / 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. 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 لا يوجد مثل هذا الاعتماد لتدفق السوائل على الضغط ، ولكن هناك - على انخفاض الضغط. الصيغة بسيطة. هناك معادلة مقبولة عمومًا لانخفاض الضغط أثناء تدفق السائل في أنبوب Δp = (L / d) w² / 2 ، هو معامل الاحتكاك (يتم البحث عنها اعتمادًا على سرعة الأنبوب وقطره وفقًا لـ الرسوم البيانية أو الصيغ المقابلة) ، L طول الأنبوب ، d هو قطره ، ρ - كثافة السوائل ، w - السرعة. 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.طرق حساب صبيب خطوط الأنابيب
الطرق الفيزيائية لحساب صبيب الأنابيب
طرق الحساب الجدولي
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
الحساب باستخدام البرامج
كيفية حساب صبيب أنبوب الغاز
صيغة حساب صبيب أنبوب الغاز
جدول سعات أنابيب الغاز حسب الضغط
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
طاولات السعة لأنابيب الصرف الصحي غير المضغوطة
جداول السعة لأنظمة الصرف الصحي المضغوطة
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
تعتمد قدرة الأنبوب على القطر
جدول سعة الأنابيب حسب درجة حرارة المبرد
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
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)
صيغة الحساب الهيدروليكي
آلة حاسبة على الإنترنت: حساب سعة الأنابيب
حاسبة المياه على الإنترنت
ما هي العوامل التي تؤثر على نفاذية السائل عبر خط الأنابيب
بل يمكن القول إن تعريف "هندسة الأنابيب" لا يتأثر بطول الشبكة وحده. ويلعب المقطع العرضي والضغط وعوامل أخرى دورًا مهمًا للغاية.
حسابات القسم وفقًا لـ SNIP 2.04.01-85
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.
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.
تحديد فقدان الرأس
إدخالاتسعة الأنابيب: بسيطة حول المجمع
لماذا هو مطلوب
قيود
عوامل
قانون توريسيلي
العودة إلى الواقع
البيانات المرجعية
معدل التدفق ، القطر ، السرعة
فقدان الرأس
نوع السباكة
ل
رجال الاطفاء
0,1
حريق صناعي
0,15
صناعية أم حريق واقتصادية
0,2
عند الحساب ، ضع في اعتبارك أنه بالنسبة للبلاستيك المعدني ، من الأفضل أخذ القيم المقابلة لأنبوب أصغر بمقدار خطوة واحدة.خاتمة
Q هو معدل تدفق السائل الذي يتم ضخه ، m3 / s
د - قطر خط الأنابيب ، م
ث هي سرعة التدفق ، م / ثسرعة السائل المناسبة ، حسب نوع خط الأنابيب
سرعة الماء في صيغة خط الأنابيب
صيغة استهلاك المياه
التدفق مقابل الضغط