Хидравличните изчисления при разработването на проект за тръбопровод са насочени към определяне на диаметъра на тръбата и спада на налягането на носещия поток. Този типизчислението се извършва, като се вземат предвид характеристиките на структурния материал, използван при производството на тръбопровода, вида и броя на елементите, които изграждат тръбопроводната система (прави участъци, връзки, преходи, завои и др.), производителност, физически и химични свойстваработна среда.

Дългогодишният практически опит в експлоатацията на тръбопроводни системи показва, че тръбите с кръгло сечение, имат определени предимства пред тръбопроводите с напречно сечение от друга геометрична форма:

• минималното съотношение на периметъра към площта на напречното сечение, т.е. с еднаква способност, осигуряване на медийно потребление, разходи за изолация и защитни материалипри производството на тръби с напречно сечение под формата на кръг те ще бъдат минимални;
• кръглото напречно сечение е най-изгодно за преместване на течна или газообразна среда от гледна точка на хидродинамиката се постига минимално триене на носача по стените на тръбата;
• кръглата форма на напречното сечение е максимално устойчива на външни и вътрешни напрежения;
• процес на производство на тръби кръгла формаотносително прост и достъпен.

Изборът на тръби по диаметър и материал се извършва въз основа на определените изисквания за проектиране за конкретен технологичен процес. В момента тръбопроводните елементи са стандартизирани и унифицирани по диаметър. Определящият параметър при избора на диаметър на тръбата е допустимият работно налягане, при които ще се експлоатира този газопровод.

Основните параметри, характеризиращи тръбопровода са:

• условен (номинален) диаметър – D N;
• номинално налягане – P N ;
• работно допустимо (прекомерно) налягане;
• тръбопроводен материал, линейно разширение, термично линейно разширение;
• физични и химични свойства на работната среда;
• оборудване тръбопроводна система(разклонения, връзки, елементи за компенсация на разширението и др.);
• изолационни материали за тръбопроводи.

Номинален диаметър (отвор) на тръбопровода (D N)е условно безразмерно количество, характеризиращо пропускателната способност на тръбата, приблизително равна на нейния вътрешен диаметър. Този параметър се взема предвид при регулиране на свързани тръбопроводни продукти (тръби, завои, фитинги и др.).

Номиналният диаметър може да има стойности от 3 до 4000 и се обозначава: DN 80.

Номиналният диаметър, по числено определение, приблизително съответства на действителния диаметър на определени участъци от тръбопровода. Числено се избира по такъв начин, че пропускателна способносттръбата се увеличава с 60-100% при преминаване от предишния номинален диаметър към следващия Номиналният диаметър се избира според вътрешния диаметър на тръбопровода. Това е стойността, която е най-близо до действителния диаметър на самата тръба.

Номинално налягане (PN)е безразмерна величина, характеризираща максималното налягане на работната среда в тръба с определен диаметър, при което е възможна продължителна работа на тръбопровода при температура 20 ° C.

Ценности номинално наляганеса създадени на базата на дългогодишна практика и експлоатационен опит: от 1 до 6300.

Номиналното налягане за тръбопровод с дадени характеристики се определя от налягането, което е най-близко до реално създаденото в него. В същото време всички тръбопроводна арматураза дадена линия трябва да съответства на същото налягане. Дебелината на стената на тръбата се изчислява, като се вземе предвид номиналната стойност на налягането.

Основни принципи на хидравличното изчисление

Работната среда (течност, газ, пара), пренасяна от проектирания тръбопровод, поради своите специални физични и химични свойства, определя естеството на потока на средата в този тръбопровод. Един от основните показатели, характеризиращи работната среда, е динамичният вискозитет, характеризиращ се с коефициента на динамичен вискозитет - μ.

Инженер-физикът Осбърн Рейнолдс (Ирландия), който изучава потока на различни среди, провежда серия от тестове през 1880 г., в резултат на които е получена концепцията за критерия на Рейнолдс (Re) - безразмерна величина, която описва естеството на поток на течност в тръба. Този критерий се изчислява по формулата:

Критерият на Рейнолдс (Re) дава концепцията за съотношението на инерционните сили към силите на вискозно триене във флуиден поток. Стойността на критерия характеризира промяната в съотношението на тези сили, което от своя страна влияе върху естеството на носещия поток в тръбопровода. В зависимост от стойността на този критерий е обичайно да се разграничават следните режими на потока на течността в тръбата:

• ламинарен поток (Re<2300), при котором носитель-жидкость движется тонкими слоями, практически не смешивающимися друг с другом;
• преходен режим (2300
• турбулентният поток (Re>4000) е устойчив режим, при който във всяка отделна точка на потока има промяна в неговата посока и скорост, което в крайна сметка води до изравняване на скоростта на потока в целия обем на тръбата.

Критерият на Рейнолдс зависи от налягането, с което помпата изпомпва течността, вискозитета на средата при работна температура и геометричните размери на използваната тръба (d, дължина). Този критерий е параметър за сходство на потока на флуида, следователно, използвайки го, е възможно да се симулира реален технологичен процес в намален мащаб, което е удобно при провеждане на тестове и експерименти.

При извършване на изчисления и изчисления с помощта на уравнения, част от дадените неизвестни количества могат да бъдат взети от специални референтни източници. Професор, доктор на техническите науки Ф. А. Шевелев разработи редица таблици за точно изчисляване на капацитета на тръбата. Таблиците включват стойностите на параметрите, характеризиращи както самия тръбопровод (размери, материали), така и връзката им с физичните и химичните свойства на носителя. В допълнение, литературата предоставя таблица с приблизителни стойности на дебита на течност, пара и газ в тръби от различни секции.

Избор на оптимален диаметър на тръбопровода

Определянето на оптималния диаметър на тръбопровода е сложен производствен проблем, чието решение зависи от набор от различни взаимосвързани условия (технико-икономически, характеристики на работната среда и материала на тръбопровода, технологични параметри и др.). Например, увеличаването на скоростта на изпомпвания поток води до намаляване на диаметъра на тръбата, което осигурява скоростта на потока на средата, определена от условията на процеса, което води до намаляване на материалните разходи, по-евтин монтаж и ремонт на тръбопровода, и т.н. От друга страна, увеличаването на дебита води до загуба на налягане, което изисква допълнителни енергийни и финансови разходи за изпомпване на даден обем среда.

Стойността на оптималния диаметър на тръбопровода се изчислява с помощта на трансформираното уравнение за непрекъснатост на потока, като се вземе предвид дадения дебит на средата:

При хидравличните изчисления дебитът на изпомпваната течност най-често се определя от условията на проблема. Дебитът на изпомпваната среда се определя въз основа на свойствата на дадената среда и съответните референтни данни (виж таблицата).

Трансформираното уравнение за непрекъснатост на потока за изчисляване на работния диаметър на тръбата има формата:

Изчисляване на пад на налягане и хидравлично съпротивление

Общите загуби на налягане на флуида включват загуби за потока за преодоляване на всички препятствия: наличие на помпи, сифони, клапани, колена, завои, разлики в нивата, когато потокът тече през тръбопровод, разположен под ъгъл и др. Взети са предвид загубите, дължащи се на местно съпротивление, дължащо се на свойствата на използваните материали.

Друг важен фактор, влияещ върху загубата на налягане, е триенето на движещия се поток по стените на тръбопровода, което се характеризира с коефициента на хидравлично съпротивление.

Стойността на коефициента на хидравлично съпротивление λ зависи от режима на потока и грапавостта на материала на стената на тръбопровода. Грапавостта се отнася до дефекти и неравности на вътрешната повърхност на тръбата. Тя може да бъде абсолютна и относителна. Грапавостта варира по форма и е неравномерна по повърхността на тръбата. Следователно изчисленията използват концепцията за средна грапавост с корекционен коефициент (k1). Тази характеристика за конкретен тръбопровод зависи от материала, продължителността на неговата работа, наличието на различни корозионни дефекти и други причини. Стойностите, обсъдени по-горе, са за справка.

Количествената връзка между коефициента на триене, числото на Рейнолдс и грапавостта се определя от диаграмата на Муди.

За изчисляване на коефициента на триене на турбулентно движение на потока се използва и уравнението на Colebrook-White, с помощта на което е възможно визуално да се конструират графични зависимости, чрез които се определя коефициентът на триене:

Изчисленията използват и други уравнения за приблизително изчисляване на загубата на напор при триене. Една от най-удобните и често използвани в случая е формулата на Дарси-Вайсбах. Загубите на налягане от триене се разглеждат като функция на скоростта на флуида от съпротивлението на тръбата към движението на флуида, изразена чрез стойността на грапавостта на повърхността на стените на тръбата:

Загубата на налягане поради триене за вода се изчислява с помощта на формулата на Hazen-Williams:

Изчисляване на загубата на налягане

Работното налягане в тръбопровода е по-високото свръхналягане, при което се осигурява зададеният режим на технологичния процес. Минималните и максималните стойности на налягането, както и физикохимичните свойства на работната среда са определящи параметри при изчисляване на разстоянието между помпите, изпомпващи средата, и производствения капацитет.

Изчисляването на загубите поради спад на налягането в тръбопровода се извършва съгласно уравнението:

Примери за хидравлични изчислителни задачи на тръбопроводи с решения

Проблем 1

По хоризонтален тръбопровод с ефективен диаметър 24 mm от открито хранилище се изпомпва вода в апарат с налягане 2,2 bar. Разстоянието до апарата е 32 m, дебитът на течността е настроен на 80 m 3 /час. Общият напор е 20 m. Приетият коефициент на триене е 0,028.

Изчислете загубата на налягане на флуида поради локално съпротивление в този тръбопровод.

Първоначални данни:

Дебит Q = 80 m 3 /час = 80 1/3600 = 0,022 m 3 /s;

ефективен диаметър d = 24 mm;

дължина на тръбата l = 32 m;

коефициент на триене λ = 0,028;

налягане в апарата P = 2,2 bar = 2,2·10 5 Pa;

общ напор H = 20 m.

Решение на проблема:

Скоростта на водния поток в тръбопровода се изчислява с помощта на модифицирано уравнение:

w=(4·Q) / (π·d 2) = ((4·0,022) / (3,14·2)) = 48,66 m/s

Загубата на налягане на течността в тръбопровода поради триене се определя от уравнението:

H T = (λ l) / (d ) = (0,028 32) / (0,024 2) / (2 9,81) = 0,31 m

Общата загуба на налягане на носача се изчислява с помощта на уравнението и е:

h p = H - [(p 2 -p 1)/(ρ g)] - H g = 20 - [(2,2-1) 10 5)/(1000 9,81)] - 0 = 7,76 m

Загубата на налягане поради локално съпротивление се определя като разликата:

7,76 - 0,31=7,45м

отговор: загубата на водно налягане поради местно съпротивление е 7,45 m.

Проблем 2

Водата се транспортира по хоризонтален тръбопровод от центробежна помпа. Потокът в тръбата се движи със скорост 2,0 m/s. Общият напор е 8м.

Намерете минималната дължина на прав тръбопровод с един вентил, монтиран в центъра. Водоснабдяването се извършва от открито хранилище. От тръбата водата тече гравитационно в друг контейнер. Работният диаметър на тръбопровода е 0,1 m и се приема за 4·10 -5.

Първоначални данни:

Дебит на флуида W = 2,0 m/s;

диаметър на тръбата d = 100 mm;

общ напор H = 8 m;

относителна грапавост 4·10 -5.

Решение на проблема:

Според референтни данни, в тръба с диаметър 0,1 m коефициентите на локално съпротивление за вентила и изхода на тръбата са съответно 4,1 и 1.

Стойността на скоростното налягане се определя от съотношението:

w 2 /(2 g) = 2,0 2 /(2 9,81) = 0,204 m

Загубата на водно налягане поради локално съпротивление ще бъде:

∑ζ MS = (4,1+1) 0,204 = 1,04 m

Общите загуби на налягане на носача, дължащи се на съпротивлението на триене и местните съпротивления, се изчисляват с помощта на уравнението на общото налягане за помпата (геометричната височина Hg според условията на задачата е равна на 0):

h p = H - (p 2 -p 1)/(ρ g) - = 8 - ((1-1) 10 5)/(1000 9,81) - 0 = 8 m

Резултантната стойност на загубата на налягане в носителя поради триене ще бъде:

8-1,04 = 6,96 м

Нека изчислим стойността на числото на Рейнолдс за дадените условия на потока (динамичният вискозитет на водата се приема за 1·10 -3 Pa·s, плътността на водата е 1000 kg/m3):

Re = (w d ρ)/μ = (2,0 0,1 1000)/(1 10 -3) = 200000

Според изчислената стойност на Re, с 2320

λ = 0,316/Re 0,25 = 0,316/200000 0,25 = 0,015

Нека трансформираме уравнението и намерим необходимата дължина на тръбопровода от формулата за изчисление за загуба на налягане поради триене:

l = (H rev · d) / (λ ·) = (6,96 · 0,1) / (0,016 · 0,204) = 213,235 m

отговор: необходимата дължина на тръбопровода ще бъде 213,235 m.

Проблем 3

При производството водата се транспортира при работна температура 40°C с производствен дебит Q = 18 m 3 /час. Дължина прав тръбопровод l = 26 m, материал - стомана. Абсолютната грапавост (ε) за стомана е взета от референтни източници и е 50 µm. Какъв ще бъде диаметърът на стоманената тръба, ако спадът на налягането в тази секция не надвишава Δp = 0,01 mPa (ΔH = 1,2 m за вода)? Приема се, че коефициентът на триене е 0,026.

Първоначални данни:

Дебит Q = 18 m 3 /час = 0,005 m 3 /s;

дължина на тръбопровода l=26 m;

за вода ρ = 1000 kg/m 3, μ = 653,3·10 -6 Pa·s (при T = 40°C);

грапавост на стоманена тръба ε = 50 µm;

коефициент на триене λ = 0,026;

Δp=0,01 MPa;

Решение на проблема:

Използвайки формата на уравнението за непрекъснатост W=Q/F и уравнението за площта на потока F=(π d²)/4, трансформираме израза на Дарси–Вайсбах:

∆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)·λ/d 5 = (8·26·0,005²)/(9,81·3,14²) λ/d 5 = 5,376 10 -5 λ/d 5

Нека изразим диаметъра:

d 5 = (5,376 10 -5 λ)/∆H = (5,376 10 -5 0,026)/1,2 = 1,16 10 -6

d = 5 √1,16·10 -6 = 0,065 m.

отговор: оптималният диаметър на тръбопровода е 0,065 m.

Проблем 4

Проектират се два тръбопровода за транспортиране на невискозна течност с очакван капацитет Q 1 = 18 m 3 /час и Q 2 = 34 m 3 /час. Тръбите за двата тръбопровода трябва да са с еднакъв диаметър.

Определете ефективния диаметър на тръбите d, подходящи за условията на този проблем.

Първоначални данни:

Q 1 = 18 m 3 / час;

Q 2 = 34 m 3 / час.

Решение на проблема:

Нека определим възможния диапазон от оптимални диаметри за проектираните тръбопроводи, като използваме трансформираната форма на уравнението на потока:

d = √(4·Q)/(π·W)

Ще намерим стойностите на оптималната скорост на потока от референтните таблични данни. За невискозна течност скоростите на потока ще бъдат 1,5 – 3,0 m/s.

За първия тръбопровод с дебит Q 1 = 18 m 3 / час възможните диаметри ще бъдат:

d 1min = √(4 18)/(3600 3,14 1,5) = 0,065 m

d 1max = √(4 18)/(3600 3,14 3,0) = 0,046 m

За тръбопровод с дебит от 18 m 3 / час са подходящи тръби с диаметър на напречното сечение от 0,046 до 0,065 m.

По същия начин определяме възможните стойности на оптималния диаметър за втория тръбопровод с дебит Q 2 = 34 m 3 / час:

d 2min = √(4 34)/(3600 3,14 1,5) = 0,090 m

d 2max = √(4 34)/(3600 3,14 3) = 0,063 m

За тръбопровод с дебит 34 m 3 / час възможните оптимални диаметри могат да бъдат от 0,063 до 0,090 m.

Пресечната точка на двата диапазона на оптимални диаметри е в диапазона от 0,063 m до 0,065 m.

отговор: За два тръбопровода са подходящи тръби с диаметър 0,063–0,065 m.

Проблем 5

В тръбопровод с диаметър 0,15 m при температура T = 40 ° C има воден поток с капацитет 100 m 3 / час. Определете режима на потока на водата в тръбата.

дадени:

диаметър на тръбата d = 0,25 m;

дебит Q = 100 m 3 / час;

μ = 653,3·10 -6 Pa·s (според таблицата при T = 40°C);

ρ = 992,2 kg/m 3 (според таблицата при T = 40°C).

Решение на проблема:

Режимът на потока на носителя се определя от стойността на числото на Рейнолдс (Re). За да изчислим Re, ние определяме скоростта на потока на течността в тръбата (W), като използваме уравнението на потока:

W = Q 4/(π d²) = = 0,57 m/s

Стойността на числото на Рейнолдс се определя по формулата:

Re = (ρ·W·d)/μ = (992,2·0,57·0,25) / (653,3·10 -6) = 216422

Критичната стойност на критерия Re cr по референтни данни е равна на 4000. Получената стойност на Re е по-голяма от определената критична стойност, което показва турбулентния характер на потока на течността при дадените условия.

отговор: Режимът на водния поток е турбулентен.

Капацитетът е важен параметър за всякакви тръби, канали и други наследници на римския акведукт. Въпреки това пропускателната способност не винаги е посочена на опаковката на тръбата (или на самия продукт). В допълнение, оформлението на тръбопровода също определя колко течност тръбата преминава през напречното сечение. Как да изчислим правилно пропускателната способност на тръбопроводите?

Методи за изчисляване на капацитета на тръбопровода

Има няколко метода за изчисляване на този параметър, всеки от които е подходящ за конкретен случай. Някои символи, важни при определяне на капацитета на тръбата:

Външният диаметър е физическият размер на напречното сечение на тръбата от единия край на външната стена до другия. В изчисленията се обозначава като Dn или Dn. Този параметър е посочен в етикета.

Номиналният диаметър е приблизителната стойност на диаметъра на вътрешното сечение на тръбата, закръглена до най-близкото цяло число. В изчисленията се обозначава като Du или Du.

Физични методи за изчисляване на капацитета на тръбата

Стойностите на пропускателната способност на тръбата се определят с помощта на специални формули. За всеки вид продукт - за газ, водоснабдяване, канализация - има различни методи за изчисление.

Таблични методи за изчисление

Има таблица с приблизителни стойности, създадена, за да улесни определянето на капацитета на тръбите в окабеляването на апартамента. В повечето случаи не се изисква висока точност, така че стойностите могат да се прилагат без сложни изчисления. Но тази таблица не взема предвид намаляването на пропускателната способност поради появата на седиментни израстъци вътре в тръбата, което е типично за старите магистрали.

Таблица 1. Капацитет на тръбата за течности, газ, водна пара

Вид течност	Скорост (м/сек)
Градска вода	0,60-1,50
Водопровод	1,50-3,00
ТЕЦ вода	2,00-3,00
Вода под налягане в тръбопровода	0,75-1,50
Хидравлична течност	до 12м/сек
Нефтопровод	3,00-7,5
Масло в системата под налягане на тръбопровода	0,75-1,25
Пара в отоплителната система	20,0-30,00
Парна централна тръбопроводна система	30,0-50,0
Пара в отоплителна система с висока температура	50,0-70,00
Въздух и газ в централната тръбопроводна система	20,0-75,00

Има точна таблица за изчисляване на капацитета, наречена таблица на Шевелев, която взема предвид материала на тръбата и много други фактори. Тези таблици рядко се използват при полагане на водопроводни тръби в апартамент, но в частна къща с няколко нестандартни щрангове те могат да бъдат полезни.

Изчисляване с помощта на програми

Съвременните водопроводни компании разполагат със специални компютърни програми за изчисляване на капацитета на тръбите, както и много други подобни параметри. Освен това са разработени онлайн калкулатори, които, макар и по-малко точни, са безплатни и не изискват инсталация на компютър. Една от стационарните програми „TAScope“ е творение на западни инженери, което е Shareware. Големите компании използват „Hydrosystem“ - това е местна програма, която изчислява тръбите според критерии, които засягат тяхната работа в регионите на Руската федерация. В допълнение към хидравличните изчисления, той ви позволява да изчислявате други параметри на тръбопровода. Средната цена е 150 000 рубли.

Как да изчислим капацитета на газовата тръба

Газът е един от най-трудните материали за транспортиране, особено защото има тенденция да се компресира и следователно може да изтече през най-малките пролуки в тръбите. Има специални изисквания за изчисляване на капацитета на газопроводите (както и за проектиране на газовата система като цяло).

Формула за изчисляване на капацитета на газова тръба

Максималната производителност на газопроводите се определя по формулата:

Qmax = 0,67 DN2 * p

където p е равно на работното налягане в газопроводната система + 0,10 MPa или абсолютното налягане на газа;

Du - условен диаметър на тръбата.

Има сложна формула за изчисляване на капацитета на газовата тръба. Обикновено не се използва при извършване на предварителни изчисления, както и при изчисляване на домакински газопровод.

Qmax = 196,386 DN2 * p/z*T

където z е коефициентът на свиваемост;

T е температурата на транспортирания газ, K;

Съгласно тази формула се определя пряката зависимост на температурата на движещата се среда от налягането. Колкото по-висока е стойността на Т, толкова повече газът се разширява и притиска стените. Следователно, когато изчисляват големи тръбопроводи, инженерите вземат предвид възможните метеорологични условия в района, където тръбопроводът минава. Ако номиналната стойност на DN тръбата е по-малка от налягането на газа, генерирано при високи температури през лятото (например при +38 ... + 45 градуса по Целзий), тогава е вероятно повреда на линията. Това води до изтичане на ценни суровини и създава възможност за експлозия в участък от тръбата.

Таблица на капацитета на газопровода в зависимост от налягането

Има таблица за изчисляване на пропускателната способност на газопровода за често използвани диаметри на тръбите и номинални работни налягания. За да се определят характеристиките на газопровод с нестандартни размери и налягания, ще са необходими инженерни изчисления. Налягането, скоростта и обемът на газа също се влияят от външната температура на въздуха.

Максималната скорост (W) на газа в таблицата е 25 m/s, а z (коефициентът на свиваемост) е 1. Температурата (T) е 20 градуса по Целзий или 293 Келвина.

Таблица 2. Капацитет на газопровода в зависимост от налягането

Работа (MPa)	Капацитет на тръбопровода (m?/h), с wgas=25m/s;z=1;T=20?C=293?K
	DN 50	DN 80	DN 100	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

Капацитет на канализационната тръба

Дебитът на канализационната тръба е важен параметър, който зависи от вида на тръбопровода (налягане или свободен поток). Формулата за изчисление се основава на законите на хидравликата. В допълнение към трудоемките изчисления се използват таблици за определяне на капацитета на канализацията.

За хидравлично изчисляване на канализацията е необходимо да се определят неизвестните:

1. диаметър на тръбопровода Du;
2. средна скорост на потока v;
3. хидравличен наклон l;
4. степен на запълване h/Dn (изчисленията се основават на хидравличния радиус, който е свързан с тази стойност).

На практика те са ограничени до изчисляване на стойността на l или h/d, тъй като останалите параметри са лесни за изчисляване. При предварителните изчисления хидравличният наклон се приема за равен на наклона на земната повърхност, при който движението на отпадъчните води няма да бъде по-ниско от скоростта на самопочистване. Стойностите на скоростта, както и максималните стойности на h/DN за битови мрежи могат да бъдат намерени в таблица 3.

Юлия Петриченко, експерт

Освен това има стандартизирана стойност за минималния наклон за тръби с малък диаметър: 150 mm

(i=0.008) и 200 (i=0.007) mm.

Формулата за обемен флуиден поток изглежда така:

където a е площта на отвореното напречно сечение на потока,

v – скорост на потока, m/s.

Скоростта се изчислява по формулата:

където R е хидравличният радиус;

C – коефициент на омокряне;

От това можем да извлечем формулата за хидравличен наклон:

Този параметър се използва за определяне на този параметър, ако е необходимо изчисление.

където n е коефициентът на грапавост, който има стойности от 0,012 до 0,015 в зависимост от материала на тръбата.

Хидравличният радиус се счита за равен на нормалния радиус, но само когато тръбата е напълно запълнена. В други случаи използвайте формулата:

където A е площта на напречния флуиден поток,

P е намокреният периметър или напречната дължина на вътрешната повърхност на тръбата, която докосва течността.

Таблици за пропускателна способност за канализационни тръби със свободен поток

Таблицата взема предвид всички параметри, използвани за извършване на хидравличното изчисление. Данните се избират според диаметъра на тръбата и се заместват във формулата. Тук вече е изчислен обемният дебит на течността q, преминаваща през напречното сечение на тръбата, което може да се приеме като пропускателна способност на линията.

Освен това има по-подробни таблици на Lukin, съдържащи готови стойности на производителността за тръби с различни диаметри от 50 до 2000 mm.

Таблици с капацитет за напорни канализационни системи

В таблиците с капацитет на канализационните тръби под налягане стойностите зависят от максималната степен на пълнене и изчислената средна скорост на отпадъчните води.

Таблица 4. Изчисляване на дебита на отпадъчни води, литри в секунда

Диаметър, мм	Пълнеж	Приемливо (оптимален наклон)	Скорост на движение на отпадъчните води в тръбата, m/s	Разход, л/сек
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

Капацитет на водопровода

Водопроводните тръби са най-често използваните тръби в дома. И тъй като те са подложени на голямо натоварване, изчисляването на капацитета на водопровода става важно условие за надеждна работа.

Проходимостта на тръбата зависи от диаметъра

Диаметърът не е най-важният параметър при изчисляване на проходимостта на тръбата, но също така влияе върху нейната стойност. Колкото по-голям е вътрешният диаметър на тръбата, толкова по-висока е пропускливостта, а също и по-малък шанс от запушвания и запушвания. Въпреки това, в допълнение към диаметъра, е необходимо да се вземе предвид коефициентът на триене на водата по стените на тръбата (таблична стойност за всеки материал), дължината на линията и разликата в налягането на течността на входа и изхода. В допълнение, броят на колената и фитингите в тръбопровода значително ще повлияе на скоростта на потока.

Таблица на капацитета на тръбата според температурата на охлаждащата течност

Колкото по-висока е температурата в тръбата, толкова по-ниска е пропускателната способност, тъй като водата се разширява и по този начин създава допълнително триене. За водопровода това не е важно, но в отоплителните системи е ключов параметър.

Има таблица за изчисления на топлина и охлаждаща течност.

Таблица 5. Дебит на тръбата в зависимост от охлаждащата течност и топлинната мощност

Диаметър на тръбата, мм	Честотна лента
	Чрез топлина		По охладителна течност
	вода	Пара	вода	Пара
	Gcal/h		т/ч
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

Таблица на капацитета на тръбата в зависимост от налягането на охлаждащата течност

Има таблица, описваща капацитета на тръбите в зависимост от налягането.

Таблица 6. Капацитет на тръбата в зависимост от налягането на транспортираната течност

Консумация	Честотна лента
Ду тръба	15 мм	20 мм	25 мм	32 мм	40 мм	50 мм	65 мм	80 мм	100 мм
Pa/m - mbar/m	по-малко от 0,15 m/s			0,15 m/s					0,3 m/s
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

Таблица на капацитета на тръбата в зависимост от диаметъра (по Шевелев)

Таблиците на F.A. и A.F. Шевелев са един от най-точните таблични методи за изчисляване на пропускателната способност на водопровод. Освен това те съдържат всички необходими формули за изчисление за всеки конкретен материал. Това е дълга информация, която най-често се използва от хидроинженерите.

Таблиците вземат предвид:

1. диаметри на тръбите – вътрешни и външни;
2. дебелина на стената;
3. експлоатационен живот на водоснабдителната система;
4. дължина на линията;
5. предназначение на тръбите.

Хидравлична формула за изчисление

За водопроводни тръби се използва следната формула за изчисление:

Онлайн калкулатор: изчисляване на капацитета на тръбата

Ако имате някакви въпроси или имате препратки, които използват методи, които не са споменати тук, моля, пишете в коментарите.

Бизнесите и домовете консумират големи количества вода. Тези цифрови индикатори стават не само доказателство за конкретна стойност, показваща потреблението.

В допълнение, те помагат да се определи диаметърът на тръбния асортимент. Много хора смятат, че изчисляването на водния поток въз основа на диаметъра на тръбата и налягането е невъзможно, тъй като тези понятия са напълно несвързани.

Но практиката показва, че това не е така. Пропускателната способност на водоснабдителната мрежа зависи от много показатели, а първият в този списък ще бъде диаметърът на тръбния асортимент и налягането в магистралата.

Препоръчва се всички изчисления да се извършват на етапа на проектиране на изграждането на тръбопровода, тъй като получените данни определят ключовите параметри не само на домашните, но и на промишлените тръбопроводи. Всичко това ще бъде обсъдено допълнително.

Калкулатор за изчисляване на водата онлайн

ВНИМАНИЕ! 1 kgf/cm2 = 1 атмосфера; 10 m воден стълб = 1 kgf/cm2 = 1 atm; 5m воден стълб = 0,5 kgf/cm2 и = 0,5 atm и т.н. Дробните числа се въвеждат чрез точка (Например: 3,5, а не 3,5)

Въведете параметри за изчисление:

Вътрешен диаметър на тръбата Dy, mm

Дължина на тръбопровода L, m

Температура на водата t, градуси

Налягане (налягане) N, kgf / cm2 на изхода

Вид водопровод

Материал и състояние на тръбата

1.Пожарникар 2.Пожарно-производствен 3.Производствен. или пожарната

01. Пълна изтеглена стомана 02. Заварена стомана 03. Поцинкована стомана 04. Чугун асфалтиран 05. ​​Чугун без покритие 06. Етернит 07. Стъкло 08. Изтеглени тръби от олово, месинг, мед 09. Бетон и стоманобетон 10. Пластмаса, полиетилен, винилова пластмаса 11. Керамика

Какви фактори влияят върху пропускливостта на течността през тръбопровод?

Критериите, които влияят върху описания показател, съставляват голям списък. Ето някои от тях.

1. Вътрешният диаметър, който има тръбопроводът.
2. Скоростта на потока, която зависи от налягането в тръбопровода.
3. Материал, взет за производството на тръбен асортимент.

Определянето на водния поток на изхода на магистралата се извършва от диаметъра на тръбата, тъй като тази характеристика, заедно с други, влияе върху пропускателната способност на системата. Също така, когато се изчислява количеството консумирана течност, не може да се намали дебелината на стената, която се определя въз основа на очакваното вътрешно налягане.

Може дори да се твърди, че определението за „геометрия на тръбата“ не се влияе само от дължината на мрежата. И напречното сечение, налягането и други фактори играят много важна роля.

В допълнение, някои системни параметри имат косвено, а не пряко влияние върху скоростта на потока. Това включва вискозитета и температурата на изпомпваната среда.

Обобщавайки, можем да кажем, че определянето на производителността ви позволява точно да определите оптималния тип материал за изграждане на системата и да направите избор на технологията, използвана за нейното сглобяване. В противен случай мрежата няма да функционира ефективно и ще изисква чести аварийни ремонти.

Изчисляване на потреблението на вода от диаметъркръгла тръба, зависи от нейната размер. Следователно, през по-голямо напречно сечение, по-голямо количество течност ще се движи в рамките на определен период от време. Но когато извършвате изчисления и като вземете предвид диаметъра, не можете да намалите налягането.

Ако разгледаме това изчисление, като използваме конкретен пример, се оказва, че по-малко течност ще премине през тръбен продукт с дължина метър през отвор от 1 cm за определен период от време, отколкото през тръбопровод, достигащ височина от няколко десетки метра. Това е естествено, тъй като най-високото ниво на потребление на вода в обекта ще достигне своя максимум при най-високото налягане в мрежата и при най-големия обем.

Гледайте видео

Изчисления на секции съгласно SNIP 2.04.01-85

На първо място, трябва да разберете, че изчисляването на диаметъра на водостока е сложен инженерен процес. Това ще изисква специални познания. Но при извършване на домашно строителство на водосток, хидравличните изчисления на напречното сечение често се извършват независимо.

Този тип проектно изчисление на скоростта на потока за водосток може да се извърши по два начина. Първият е табличните данни. Но, обръщайки се към таблиците, трябва да знаете не само точния брой кранове, но и контейнери за събиране на вода (вани, мивки) и други неща.

Само ако имате тази информация за водосточната система, можете да използвате таблиците, предоставени от SNIP 2.04.01-85. Те се използват за определяне на обема на водата въз основа на обиколката на тръбата. Ето една такава таблица:

Външен обем на тръбния асортимент (mm)

Приблизително количество получена вода в литри за минута

Приблизително количество вода, изчислено в m3 на час

Ако се съсредоточите върху стандартите на SNIP, можете да видите следното в тях - дневният обем на водата, консумирана от един човек, не надвишава 60 литра. Това е при условие, че къщата не е оборудвана с течаща вода, а в ситуация с удобно жилище този обем се увеличава до 200 литра.

Ясно е, че тези обемни данни, показващи потреблението, са интересни като информация, но специалист по тръбопроводи ще трябва да определи съвсем други данни - това е обемът (в mm) и вътрешното налягане в тръбопровода. Това не винаги може да се намери в таблицата. А формулите ви помагат да намерите тази информация по-точно.

Гледайте видео

Вече е ясно, че размерите на напречното сечение на системата влияят върху хидравличното изчисляване на потреблението. За домашни изчисления се използва формула за воден поток, която помага да се получи резултатът, като се има предвид налягането и диаметъра на тръбния продукт. Ето формулата:

Формула за изчисляване: q = π×d²/4 ×V

Във формулата: q показва потреблението на вода. Изчислява се в литри. d е размерът на тръбната секция, показан е в сантиметри. А V във формулата е обозначение за скоростта на движение на потока, показва се в метри в секунда.

Ако водоснабдителната мрежа се захранва от водонапорна кула, без допълнително влияние на помпа под налягане, тогава скоростта на потока е приблизително 0,7 - 1,9 m/s. Ако има свързано помпено устройство, паспортът за него съдържа информация за създадения коефициент на налягане и скоростта на движение на водния поток.

Тази формула не е единствената. Има много повече. Те могат лесно да бъдат намерени в интернет.

В допълнение към представената формула, трябва да се отбележи, че вътрешните стени на тръбните продукти оказват огромно влияние върху функционалността на системата. Например, пластмасовите продукти имат гладка повърхност от техните стоманени колеги.

Поради тези причини коефициентът на устойчивост на пластмасата е значително по-нисък. Плюс това, тези материали не са засегнати от корозивни образувания, което също има положителен ефект върху пропускателната способност на водоснабдителната мрежа.

Определяне на загуба на глава

Изчисляването на преминаването на водата се извършва не само от диаметъра на тръбата, но се изчислява чрез спад на налягането. Загубите могат да се изчислят по специални формули. Кои формули да използвате, всеки ще реши сам. За да изчислите необходимите стойности, можете да използвате различни опции. Няма едно универсално решение на този проблем.

Но преди всичко е необходимо да запомните, че вътрешната хлабина на преминаването на пластмасова и металопластична конструкция няма да се промени след двадесет години експлоатация. И вътрешната хлабина на преминаването на метална конструкция ще стане по-малка с времето.

И това ще доведе до загуба на някои параметри. Съответно скоростта на водата в тръбата в такива конструкции ще бъде различна, тъй като в някои ситуации диаметърът на новата и старата мрежа ще бъде забележимо различен. Стойността на съпротивлението в линията също ще се различава.

Също така, преди да изчислите необходимите параметри за преминаване на течност, трябва да вземете предвид, че загубата на скорост на водоснабдителния поток е свързана с броя на завъртанията, фитингите, обемните преходи, наличието на спирателни вентили и силата на триене. Освен това всичко това при изчисляване на дебита трябва да се извърши след внимателна подготовка и измервания.

Изчисляването на потреблението на вода с прости методи не е лесно. Но при най-малкото затруднение винаги можете да се обърнете за помощ към специалисти. Тогава можете да разчитате, че инсталираната водоснабдителна или отоплителна мрежа ще работи с максимална ефективност.

Гледайте видео
Публикации

30267 0 22

Пропускателна способност на тръбата: просто за сложните неща

Как се променя капацитетът на тръбата в зависимост от диаметъра? Какви фактори, различни от напречното сечение, влияят върху този параметър? И накрая, как да изчислим, дори приблизително, пропускливостта на водопровод с известен диаметър? В тази статия ще се опитам да дам най-простите и достъпни отговори на тези въпроси.

Нашата задача е да се научим да изчисляваме оптималното напречно сечение на водопроводните тръби.

Защо е необходимо това?

Хидравличното изчисление ви позволява да получите оптимално минимумстойност на диаметъра на водопровода.

От една страна, винаги има катастрофален недостиг на пари по време на строителство и ремонт, а цената на линеен метър тръби нараства нелинейно с увеличаване на диаметъра. От друга страна, водоснабдителната секция с малък размер ще доведе до прекомерен спад на налягането в крайните устройства поради хидравличното му съпротивление.

Когато дебитът е в междинното устройство, спадът на налягането в крайното устройство ще доведе до факта, че температурата на водата при отворени кранове за студена вода и топла вода ще се промени рязко. В резултат на това или ще бъдете поляти с ледена вода, или попарени с вряща вода.

Ограничения

Съзнателно ще огранича обхвата на разглежданите проблеми до водоснабдяването на малка частна къща. Има две причини:

1. Газове и течности с различен вискозитет се държат напълно различно, когато се транспортират през тръбопровод. Разглеждането на поведението на природен и втечнен газ, нефт и други среди би увеличило обема на този материал няколко пъти и би ни отдалечило далеч от моята специализация – ВиК;
2. В случай на голяма сграда с множество водопроводни инсталации, за хидравличното изчисление на водоснабдяването ще е необходимо да се изчисли вероятността за едновременно използване на няколко точки за вода. В малка къща изчислението се извършва за пикова консумация от всички налични уреди, което значително опростява задачата.

Фактори

Хидравличното изчисляване на водоснабдителната система е търсене на едно от двете количества:

• Изчисляване на капацитета на тръбата за известно напречно сечение;
• Изчисляване на оптималния диаметър с известен планиран дебит.

В реални условия (при проектиране на водоснабдителна система) е много по-често да се изпълнява втората задача.

Всекидневната логика диктува, че максималният воден поток през тръбопровода се определя от неговия диаметър и входното налягане. Уви, реалността е много по-сложна. Въпросът е в това тръбата има хидравлично съпротивление: Просто казано, потокът се забавя от триенето в стените. Освен това материалът и състоянието на стените предвидимо влияят върху степента на спиране.

Ето пълен списък на факторите, влияещи върху работата на една водопроводна тръба:

• наляганев началото на водоснабдяването (прочетете - налягане в линията);
• Наклонтръби (промяна във височината му над условното ниво на земята в началото и в края);

• Материалстени Полипропиленът и полиетиленът имат много по-малка грапавост от стоманата и чугуна;
• Възрасттръби. С течение на времето стоманата обраства с ръжда и варовикови отлагания, които не само увеличават грапавостта, но и намаляват вътрешната хлабина на тръбопровода;

Това не важи за стъклени, пластмасови, медни, поцинковани и металополимерни тръби. Дори след 50 години експлоатация те са в ново състояние. Изключение е затлачването на водопровода, когато има голямо количество суспендирани вещества и няма филтри на входа.

• Количество и ъгъл завои;
• Промени в диаметъраводоснабдяване;
• Присъствие или отсъствие заварки, запояване и свързващи фитинги;

• Спирателни кранове. Дори сферичните кранове с пълен отвор осигуряват известно съпротивление на движението на потока.

Всяко изчисление на капацитета на тръбопровода ще бъде много приблизително. Волю-неволю ще трябва да използваме средни коефициенти, характерни за близки до нашите условия.

Закон на Торичели

Еванджелиста Торичели, живял в началото на 17 век, е известен като ученик на Галилео Галилей и автор на самата концепция за атмосферното налягане. Той също така притежава формула, която описва скоростта на потока на водата, изливаща се от съд през дупка с известни размери.

За да работи формулата на Торичели, трябва:

1. За да знаем налягането на водата (височината на водния стълб над дупката);

Една атмосфера под земната гравитация е в състояние да издигне воден стълб с 10 метра. Следователно налягането в атмосфери се преобразува в налягане чрез просто умножаване по 10.

1. Така че има дупка значително по-малък от диаметъра на съда, като по този начин се елиминира загубата на налягане поради триене в стените.

В този случай формулата на Торичели ще изглежда като v^2=2*9.78*20=391.2. Корен квадратен от 391,2 е закръглен до 20. Това означава, че водата ще се излее от дупката със скорост 20 m/s.

Изчисляваме диаметъра на отвора, през който протича потокът. Преобразувайки диаметъра в единици SI (метри), получаваме 3,14159265*0,01^2=0,0003141593. Сега нека изчислим консумацията на вода: 20*0,0003141593=0,006283186, или 6,2 литра в секунда.

Обратно към реалността

Уважаеми читателю, осмелявам се да предположа, че нямате монтиран манометър пред миксера. Очевидно за по-точно хидравлично изчисление са необходими някои допълнителни данни.

Обикновено изчислителният проблем се решава в обратна посока: при известния воден поток през водопроводната инсталация, дължината на водопроводната тръба и нейния материал се избира диаметър, който осигурява спад на налягането до приемливи стойности. Ограничаващият фактор е дебитът.

Справочни данни

Нормалният дебит за вътрешни водоснабдителни системи се счита за 0,7 - 1,5 m/s.Превишаването на последната стойност води до появата на хидравличен шум (предимно при завои и фитинги).

Стандартите за потребление на вода за водопроводни инсталации са лесни за намиране в регулаторната документация. По-специално, те са дадени в приложението към SNiP 2.04.01-85. За да спася читателя от продължителното търсене, ще предоставя тази таблица тук.

Таблицата показва данни за смесители с аератори. Липсата им изравнява потока през смесителите на мивката, умивалника и душа с потока през смесителя при настройка на ваната.

Позволете ми да ви напомня, че ако искате да изчислите водоснабдяването на частна къща със собствените си ръце, добавете потреблението на вода за всички инсталирани устройства. Ако тези инструкции не се спазват, ще ви очакват изненади като рязък спад на температурата под душа, когато отворите крана за гореща вода.

Ако сградата има противопожарно водоснабдяване, към планирания дебит за всеки хидрант се добавят 2,5 l/s. При противопожарно водоснабдяване скоростта на потока е ограничена до 3 m/s: В случай на пожар хидравличният шум е последното нещо, което ще дразни обитателите.

При изчисляване на налягането обикновено се приема, че най-отдалеченото от входа устройство трябва да бъде най-малко 5 метра, което съответства на налягане от 0,5 kgf / cm2. Някои водопроводни инсталации (проточни бойлери, кранове за пълнене на автоматични перални машини и др.) Просто не работят, ако налягането във водоснабдяването е под 0,3 атмосфери. Освен това е необходимо да се вземат предвид хидравличните загуби на самото устройство.

На снимката проточен бойлер Atmor Basic. Включва отопление само при налягане от 0,3 kgf / cm2 и повече.

Дебит, диаметър, скорост

Нека ви напомня, че те са свързани помежду си с две формули:

1. Q = SV. Водният поток в кубични метри в секунда е равен на площта на напречното сечение в квадратни метри, умножена по дебита в метри в секунда;
2. S = π r^2. Площта на напречното сечение се изчислява като произведението на pi и квадрата на радиуса.

Къде мога да получа стойностите на радиуса за вътрешната секция?

• За стоманени тръби с минимална грешка е равно на половината дистанционно управление(условен отвор, използван за маркиране на тръби);
• За полимерни, металополимерни и др. вътрешният диаметър е равен на разликата между външния, който се използва за маркиране на тръбите, и двойната дебелина на стената (обикновено присъства и в маркировката). Радиусът, съответно, е половината от вътрешния диаметър.

1. Вътрешният диаметър е 50-3*2=44 мм, или 0,044 метра;
2. Радиусът ще бъде 0,044/2=0,022 метра;
3. Площта на вътрешното напречно сечение ще бъде равна на 3,1415*0,022^2=0,001520486 m2;
4. При дебит от 1,5 метра в секунда, дебитът ще бъде 1,5*0,001520486=0,002280729 m3/s, или 2,3 литра в секунда.

Загуба на налягане

Как да изчислим колко налягане се губи във водоснабдителната система с известни параметри?

Най-простата формула за изчисляване на спада на налягането е H = iL(1+K). Какво означават променливите в него?

• H е желаният спад на налягането в метри;
• аз — хидравличен наклон на водомер;
• L е дължината на водопровода в метри;
• К— коефициент, което позволява да се опрости изчисляването на спада на налягането на спирателните вентили и. Обвързано е с предназначението на водопроводната мрежа.

Къде мога да получа стойностите на тези променливи? Е, с изключение на дължината на тръбата, никой все още не е отменил рулетката.

Коефициентът K се приема равен на:

Противопожарно водоснабдяване: максимален диаметър и минимален междинен спирателен вентил.

При хидравличен наклон картината е много по-сложна. Съпротивлението, предлагано от тръбата при протичане, зависи от:

• Вътрешна секция;
• Грапавост на стената;
• Скорости на потока.

Списък със стойности за 1000i (хидравличен наклон на 1000 метра водоснабдяване) можете да намерите в таблиците на Шевелев, които всъщност служат за хидравлични изчисления. Таблиците са твърде големи за артикул, защото предоставят стойности 1000i за всички възможни диаметри, дебити и материали, коригирани за експлоатационния живот.

Ето малък фрагмент от таблицата на Шевелев за 25 мм пластмасова тръба.

Авторът на таблиците дава стойностите на пада на налягането не за вътрешното сечение, а за стандартните размери, с които са маркирани тръбите, коригирани за дебелината на стената. Таблиците обаче са публикувани през 1973 г., когато съответният пазарен сегмент все още не е бил оформен.
Когато изчислявате, имайте предвид, че за металопластика е по-добре да вземете стойности, съответстващи на тръба, която е една стъпка по-малка.

Нека използваме тази таблица, за да изчислим спада на налягането върху полипропиленова тръба с диаметър 25 mm и дължина 45 метра. Нека се съгласим, че проектираме водоснабдителна система за битови нужди.

1. При скорост на потока, възможно най-близка до 1,5 m/s (1,38 m/s), стойността 1000i ще бъде равна на 142,8 метра;
2. Хидравличният наклон на един метър тръба ще бъде равен на 142,8/1000=0,1428 метра;
3. Коефициентът на корекция за битови водоснабдителни системи е 0,3;
4. Формулата като цяло ще приеме формата H=0,1428*45(1+0,3)=8,3538 метра. Това означава, че в края на водоснабдителната система, при дебит на водата 0,45 l/s (стойността от лявата колона на таблицата), налягането ще падне с 0,84 kgf/cm2 и при 3 атмосфери на входа ще бъде доста приемливо 2,16 kgf / cm2.

Тази стойност може да се използва за определяне консумация по формулата на Торичели. Методът на изчисление с пример е даден в съответния раздел на статията.

Освен това, за да изчислите максималния дебит през водоснабдителна система с известни характеристики, можете да изберете в колоната „дебит“ на пълната таблица на Шевелев стойност, при която налягането в края на тръбата не пада под 0,5 атмосфера.

Заключение

Уважаеми читателю, ако дадените инструкции, въпреки че са изключително опростени, все още ви изглеждат досадни, просто използвайте една от многото онлайн калкулатори. Както винаги, повече информация можете да намерите във видеоклипа в тази статия. Ще се радвам на вашите допълнения, корекции и коментари. Успех, другари!

31 юли 2016 г

Ако искате да изразите благодарност, да добавите пояснение или възражение или да попитате автора нещо - добавете коментар или кажете благодаря!

Вид водопровод	ДО
Пожарникар	0,1
Индустриален пожарникар	0,15
Промишлени или противопожарни	0,2

За да се монтира правилно водоснабдителната конструкция, когато се започне разработването и планирането на системата, е необходимо да се изчисли водният поток през тръбата.

От получените данни зависят основните параметри на домашната водоснабдителна система.

В тази статия читателите ще могат да се запознаят с основните техники, които ще им помогнат самостоятелно да изчислят своята водопроводна система.

Целта на изчисляването на диаметъра на тръбопровода чрез дебит: Определяне на диаметъра и напречното сечение на тръбопровода въз основа на данни за дебита и скоростта на надлъжно движение на водата.

Извършването на такова изчисление е доста трудно. Необходимо е да се вземат предвид много нюанси, свързани с технически и икономически данни. Тези параметри са взаимосвързани. Диаметърът на тръбопровода зависи от вида на течността, която ще се изпомпва през него.

Ако увеличите скоростта на потока, можете да намалите диаметъра на тръбата. Разходът на материали автоматично ще намалее. Ще бъде много по-лесно да инсталирате такава система и цената на работата ще падне.

Въпреки това, увеличаването на движението на потока ще причини загуби на налягане, което изисква създаването на допълнителна енергия за изпомпване. Ако го намалите твърде много, може да се появят нежелани последствия.

При проектирането на тръбопровод в повечето случаи дебитът на водата се посочва веднага. Две количества остават неизвестни:

• Диаметър на тръбата;
• Скорост на потока.

Много е трудно да се направи пълно технико-икономическо изчисление. Това изисква подходящи инженерни познания и много време. За да улесните тази задача, когато изчислявате необходимия диаметър на тръбата, използвайте референтни материали. Те дават стойностите на най-добрия дебит, получен експериментално.

Окончателната формула за изчисляване на оптималния диаметър на тръбопровода е следната:

d = √(4Q/Πw)
Q – дебит на изпомпваната течност, m3/s
d – диаметър на тръбопровода, m
w – скорост на потока, m/s

Подходяща скорост на течността, в зависимост от вида на тръбопровода

На първо място, се вземат предвид минималните разходи, без които е невъзможно изпомпването на течността. Освен това трябва да се вземе предвид цената на тръбопровода.

Когато правите изчисления, винаги трябва да помните ограниченията на скоростта на движещата се среда. В някои случаи размерът на главния тръбопровод трябва да отговаря на изискванията, заложени в технологичния процес.

Размерите на тръбопровода също се влияят от възможни скокове на налягането.

Когато се правят предварителни изчисления, промените в налягането не се вземат предвид. Проектирането на технологичен тръбопровод се основава на допустимата скорост.

Когато има промени в посоката на движение в проектирания тръбопровод, повърхността на тръбата започва да изпитва високо налягане, насочено перпендикулярно на движението на потока.

Това увеличение е свързано с няколко показателя:

• Скорост на флуида;
• Плътност;
• Първоначално налягане (глава).

Освен това скоростта винаги е обратно пропорционална на диаметъра на тръбата. Ето защо високоскоростните течности изискват правилен избор на конфигурация и подходящ избор на размерите на тръбопровода.

Например, ако се изпомпва сярна киселина, скоростта е ограничена до стойност, която няма да причини ерозия по стените на завоите на тръбата. В резултат на това структурата на тръбата никога няма да бъде повредена.

Скорост на водата във формула за тръбопровод

Обемният дебит V (60m³/час или 60/3600m³/sec) се изчислява като произведение на скоростта на потока w и напречното сечение на тръбата S (а напречното сечение на свой ред се изчислява като S=3,14 d² /4): V = 3,14 w d²/4. От тук получаваме w = 4V/(3,14 d²). Не забравяйте да преобразувате диаметъра от милиметри в метри, т.е. диаметърът ще бъде 0,159 m.

Формула за консумация на вода

Като цяло методологията за измерване на водния поток в реки и тръбопроводи се основава на опростена форма на уравнението за непрекъснатост за несвиваеми течности:

Воден поток през тръбната маса

Поток срещу налягане

Няма такава зависимост на потока на течността от налягането, а по-скоро от спада на налягането. Формулата е проста. Съществува общоприето уравнение за спада на налягането, когато течността тече в тръба Δp = (λL/d) ρw²/2, λ е коефициентът на триене (търси се в зависимост от скоростта и диаметъра на тръбата с помощта на графики или съответните формули) , L е дължината на тръбата, d е нейният диаметър, ρ е плътността на течността, w е скоростта. От друга страна, има определение за дебит G = ρwπd²/4. Изразяваме скоростта от тази формула, заместваме я в първото уравнение и намираме зависимостта на дебита G = π SQRT(Δp d^5/λ/L)/4, SQRT е корен квадратен.

Коефициентът на триене се намира чрез селекция. Първо задавате определена стойност на скоростта на течността от фенерчето и определяте числото на Рейнолдс Re=ρwd/μ, където μ е динамичният вискозитет на течността (не го бъркайте с кинематичен вискозитет, това са различни неща). Според Рейнолдс вие търсите стойности на коефициента на триене ​​λ = 64/Re за ламинарен режим и λ = 1/(1,82 logRe - 1,64)² за турбулентен режим (тук log е десетичният логаритъм). И вземете стойността, която е по-висока. След като намерите потока и скоростта на течността, ще трябва да повторите цялото изчисление отново с нов коефициент на триене. И вие повтаряте това преизчисляване, докато стойността на скоростта, посочена за определяне на коефициента на триене, съвпадне, в рамките на определена грешка, със стойността, която намирате от изчислението.