Hidraulinis skaičiavimas rengiant dujotiekio projektą, siekiama nustatyti vamzdžio skersmenį ir nešiklio srauto slėgio kritimą. Šis tipas Skaičiavimas atliekamas atsižvelgiant į greitkelio gamyboje naudojamos konstrukcinės medžiagos ypatybes, vamzdynų sistemą sudarančių elementų tipą ir skaičių (tiesios atkarpos, jungtys, perėjimai, posūkiai ir kt.), eksploatacines savybes, fizinės ir cheminės savybės darbo aplinka.

Ilgametė praktinė vamzdynų sistemų eksploatavimo patirtis parodė, kad vamzdžiai su apvali dalis, turi tam tikrų pranašumų, palyginti su vamzdynais, kurie turi skersinis pjūvis bet kokia kita geometrinė figūra:

• minimalus perimetro ir skerspjūvio ploto santykis, t.y. turint vienodą galimybę, užtikrinti nešiklio suvartojimą, izoliacijos išlaidas ir apsaugines medžiagas gaminant vamzdžius, kurių skerspjūvis yra apskritimo formos, bus minimalus;
• apvalus skerspjūvis yra naudingiausias skystai arba dujinei terpei hidrodinamikos požiūriu, pasiekiama minimali nešiklio trintis į vamzdžio sieneles;
• apskritimo formos sekcijos forma yra kuo atsparesnė išorinių ir vidinių įtempių poveikiui;
• vamzdžių gamybos procesas apvali forma palyginti paprastas ir prieinamas.

Vamzdžiai parenkami pagal skersmenį ir medžiagą, remiantis konkrečiais projektavimo reikalavimais technologinis procesas. Šiuo metu dujotiekio elementai yra standartizuoti ir vienodo skersmens. Nustatomas parametras renkantis vamzdžio skersmenį yra leistinas darbinis slėgis kuriame bus eksploatuojamas šis dujotiekis.

Pagrindiniai dujotiekį apibūdinantys parametrai yra šie:

• sąlyginis (vardinis) skersmuo - D N;
• vardinis slėgis - P N ;
• darbinis leistinas (perteklinis) slėgis;
• vamzdyno medžiaga, linijinis plėtimasis, terminis linijinis plėtimasis;
• darbo aplinkos fizinės ir cheminės savybės;
• pilnas vamzdynų sistemos komplektas (atšakos, jungtys, išsiplėtimo kompensavimo elementai ir kt.);
• vamzdynų izoliacinės medžiagos.

Vardinis dujotiekio skersmuo (praėjimas) (D N)- tai sąlyginė bematė vertė, apibūdinanti vamzdžio pralaidumą, maždaug lygi jo vidiniam skersmeniui. Šis parametrasį tai atsižvelgiama montuojant susijusius vamzdynų gaminius (vamzdžius, posūkius, jungiamąsias detales ir kt.).

Sąlyginis skersmuo gali turėti reikšmes nuo 3 iki 4000 ir žymimas: DN 80.

Sąlyginis praėjimas skaitmeninis apibrėžimas maždaug atitinka tikrąjį tam tikrų dujotiekio atkarpų skersmenį. Skaitmeniškai jis pasirenkamas taip, kad pralaidumas vamzdis pereinant iš ankstesnio sąlyginio praėjimo į kitą padidėja 60-100%.Vardinis skersmuo parenkamas pagal vamzdyno vidinio skersmens reikšmę. Tai vertė, kuri yra arčiausiai tikrojo paties vamzdžio skersmens.

Slėgio įvertinimas (PN) yra bematis dydis, apibūdinantis didžiausią darbinio nešiklio slėgį tam tikro skersmens vamzdyje, kuriam esant ilgalaikė eksploatacija vamzdynas 20°C temperatūroje.

Slėgio reitingai buvo nustatyti remiantis ilga praktika ir eksploatavimo patirtimi: nuo 1 iki 6300.

Dujotiekio su nurodytomis charakteristikomis vardinis slėgis nustatomas pagal slėgį, kuris yra arčiausiai jame susidariusio slėgio. Tuo pačiu metu visi vamzdynų priedai tam tikros linijos slėgis turi atitikti tą patį slėgį. Vamzdžio sienelės storis apskaičiuojamas atsižvelgiant į vardinio slėgio vertę.

Pagrindinės hidraulinio skaičiavimo nuostatos

Darbo terpė (skystis, dujos, garai), nešama projektuojamu dujotiekiu, dėl savo specialios fizinės ir cheminės savybės lemia terpės tekėjimo šiame dujotiekyje pobūdį. Vienas iš pagrindinių darbo terpę apibūdinančių rodiklių yra dinaminis klampumas, apibūdinamas dinaminės klampos koeficientu - μ.

Fizikas Osborne'as Reynoldsas (Airija), tyrinėjęs srautą įvairios aplinkos, 1880 m., atliko daugybę bandymų, kurių metu buvo išvesta Reinoldso kriterijaus (Re) sąvoka – bematis dydis, apibūdinantis skysčio srauto vamzdyje pobūdį. Šis kriterijus apskaičiuojamas pagal formulę:

Reinoldso kriterijus (Re) pateikia inercijos jėgų santykio su klampios trinties jėgomis skysčio sraute sampratą. Kriterijaus reikšmė apibūdina šių jėgų santykio pokytį, o tai, savo ruožtu, turi įtakos nešiklio srauto dujotiekyje pobūdžiui. Atsižvelgiant į šio kriterijaus reikšmę, įprasta išskirti šiuos skysčio nešiklio srauto vamzdyje režimus:

• laminarinis srautas (Re<2300), при котором носитель-жидкость движется тонкими слоями, практически не смешивающимися друг с другом;
• perėjimo režimas (2300
• turbulentinis srautas (Re>4000) yra stabilus režimas, kai kiekviename atskirame srauto taške keičiasi jo kryptis ir greitis, o tai galiausiai lemia srauto greičio išlyginimą vamzdžio tūryje.

Reynoldso kriterijus priklauso nuo slėgio, kuriuo siurblys pumpuoja skystį, nešiklio klampumo darbinėje temperatūroje ir naudojamo vamzdžio geometrinių matmenų (d, ilgis). Šis kriterijus yra skysčio srauto panašumo parametras, todėl jį naudojant galima imituoti realų technologinį procesą sumažintu mastu, o tai patogu bandymams ir eksperimentams.

Atliekant skaičiavimus ir skaičiavimus pagal lygtis, dalis pateiktų nežinomų dydžių gali būti paimta iš specialių informacinių šaltinių. Profesorius, technikos mokslų daktaras F. A. Ševelevas sukūrė daugybę lentelių, skirtų tiksliai apskaičiuoti vamzdžio talpą. Lentelėse pateikiamos parametrų reikšmės, apibūdinančios tiek patį dujotiekį (matmenys, medžiagos), tiek jų ryšys su fizikinėmis ir cheminėmis nešiklio savybėmis. Be to, literatūroje pateikiama apytikslių skysčio, garų, dujų srauto įvairių sekcijų vamzdyje verčių lentelė.

Optimalaus vamzdyno skersmens pasirinkimas

Optimalaus vamzdyno skersmens nustatymas yra sudėtingas gamybos uždavinys, kurio sprendimas priklauso nuo įvairių tarpusavyje susijusių sąlygų (techninių ir ekonominių, darbinės terpės ir vamzdyno medžiagos charakteristikų, technologinių parametrų ir kt.) derinio. Pavyzdžiui, padidėjus siurbiamam srautui, sumažėja vamzdžio skersmuo, kuris užtikrina proceso sąlygų nurodytą nešiklio srautą, o tai reiškia, kad sumažėja medžiagų sąnaudos, pigesnis pagrindinės linijos įrengimas ir remontas, ir tt Kita vertus, padidėjus srautui prarandamas slėgis, o tai reikalauja papildomų energijos ir finansinių išlaidų tam tikro nešiklio tūrio siurbimui.

Optimalaus vamzdyno skersmens vertė apskaičiuojama pagal transformuotą srauto tęstinumo lygtį, atsižvelgiant į nurodytą nešiklio srautą:

Atliekant hidraulinius skaičiavimus, siurbiamo skysčio srautą dažniausiai nurodo problemos sąlygos. Siurbiamos terpės debito vertė nustatoma pagal duotosios terpės savybes ir atitinkamus atskaitos duomenis (žr. lentelę).

Transformuota srauto tęstinumo lygtis, skirta apskaičiuoti vamzdžio darbinį skersmenį, yra tokia:

Slėgio kritimo ir hidraulinio pasipriešinimo skaičiavimas

Bendras skysčio slėgio nuostolis apima nuostolius srautui įveikti visas kliūtis: siurblių, sifonų, vožtuvų buvimą, posūkius, posūkius, lygio kritimus, kai srautas teka kampu esančiu vamzdynu ir kt. Atsižvelgiama į vietinius atsparumo nuostolius dėl naudojamų medžiagų savybių.

Kitas svarbus veiksnys, turintis įtakos slėgio praradimui, yra judančio srauto trintis į dujotiekio sieneles, kuriai būdingas hidraulinio pasipriešinimo koeficientas.

Hidraulinio pasipriešinimo koeficiento λ reikšmė priklauso nuo srauto režimo ir dujotiekio sienelės medžiagos šiurkštumo. Pagal šiurkštumą supraskite vamzdžio vidinio paviršiaus defektus ir nelygumus. Jis gali būti absoliutus ir santykinis. Šiurkštumas yra skirtingos formos ir nelygus vamzdžio paviršiaus plote. Todėl skaičiavimuose naudojama vidutinio šiurkštumo sąvoka su pataisos koeficientu (k1). Ši konkretaus vamzdyno charakteristika priklauso nuo medžiagos, jo eksploatavimo trukmės, įvairių korozijos defektų buvimo ir kitų priežasčių. Aukščiau aptartos vertės yra pamatinės vertės.

Kiekybinis ryšys tarp trinties koeficiento, Reinoldso skaičiaus ir šiurkštumo nustatomas pagal Mūdio diagramą.

Turbulentinio srauto trinties koeficientui apskaičiuoti taip pat naudojama Colebrook-White lygtis, kurios pagalba galima vizualiai sudaryti grafines priklausomybes, pagal kurias nustatomas trinties koeficientas:

Skaičiavimams taip pat naudojamos kitos lygtys apytiksliai trinties slėgio nuostoliams apskaičiuoti. Viena patogiausių ir dažniausiai naudojamų šiuo atveju yra Darcy-Weisbach formulė. Trinties slėgio nuostoliai yra laikomi skysčio greičio ir vamzdžio pasipriešinimo skysčio judėjimui funkcija, išreiškiama vamzdžio sienelės paviršiaus šiurkštumu:

Slėgio nuostoliai dėl vandens trinties apskaičiuojami pagal Hazen-Williams formulę:

Slėgio nuostolių skaičiavimas

Darbinis slėgis vamzdyne yra didesnis viršslėgis, kuriam esant užtikrinamas nurodytas technologinio proceso režimas. Apskaičiuojant atstumą tarp siurblių, siurbiančių nešiklį, ir gamybinės galios, lemiami parametrai yra minimalios ir didžiausios slėgio reikšmės, taip pat fizinės ir cheminės darbo terpės savybės.

Nuostoliai dėl slėgio kritimo vamzdyne apskaičiuojami pagal lygtį:

Dujotiekio hidraulinio skaičiavimo uždavinių su sprendimais pavyzdžiai

1 užduotis

Vanduo į aparatą pumpuojamas 2,2 baro slėgiu horizontaliu 24 mm efektyvaus skersmens vamzdynu iš atviros saugyklos. Atstumas iki aparato yra 32 m. Skysčio debitas yra 80 m 3 /val. Bendras aukštis 20 m Priimtas trinties koeficientas yra 0,028.

Apskaičiuokite skysčio slėgio nuostolius dėl vietinių varžų šiame vamzdyne.

Pradiniai duomenys:

Sąnaudos Q \u003d 80 m 3 / val. \u003d 80 1 / 3600 \u003d 0,022 m 3 / s;

efektyvusis skersmuo d = 24 mm;

vamzdžio ilgis l = 32 m;

trinties koeficientas λ = 0,028;

slėgis aparate P \u003d 2,2 bar \u003d 2,2 10 5 Pa;

bendra galva H = 20 m.

Problemos sprendimas:

Vandens srautas vamzdyne apskaičiuojamas pagal modifikuotą lygtį:

w \u003d (4 Q) / (π d 2) \u003d ((4 0,022) / (3,14 2)) \u003d 48,66 m/s

Skysčio slėgio trinties nuostoliai vamzdyne nustatomi pagal lygtį:

H T \u003d (λ l) / (d ) \u003d (0,028 32) / (0,024 2) / (2 9,81) \u003d 0,31 m

Bendras nešiklio slėgio nuostolis apskaičiuojamas pagal lygtį ir yra:

h p \u003d H - [(p 2 -p 1) / (ρ g)] - H g = 20 - [(2,2-1) 10 5) / (1000 9,81)] - 0 = 7,76 m

Galvos praradimas dėl vietinio pasipriešinimo apibrėžiamas kaip skirtumas:

7,76 - 0,31=7,45 m

Atsakymas: vandens slėgio nuostoliai dėl vietinių varžų yra 7,45 m.

2 užduotis

Vanduo horizontaliu vamzdynu transportuojamas išcentriniu siurbliu. Srautas vamzdyje juda 2,0 m/s greičiu. Bendra galva yra 8 m.

Raskite minimalų tiesaus vamzdyno ilgį su vienu vožtuvu centre. Vanduo imamas iš atviros saugyklos. Iš vamzdžio vanduo gravitacijos būdu teka į kitą talpyklą. Darbinis dujotiekio skersmuo yra 0,1 m, santykinis šiurkštumas laikomas 4·10 -5 .

Pradiniai duomenys:

Skysčio srautas W = 2,0 m/s;

vamzdžio skersmuo d = 100 mm;

bendra galva H = 8 m;

santykinis šiurkštumas 4·10 -5 .

Problemos sprendimas:

Remiantis etaloniniais duomenimis, 0,1 m skersmens vamzdyje vožtuvo ir išėjimo iš vamzdžio vietinio pasipriešinimo koeficientai yra atitinkamai 4,1 ir 1.

Dinaminio slėgio vertė nustatoma pagal santykį:

w 2 / (2 g) \u003d 2,0 2 / (2 9,81) \u003d 0,204 m

Vandens slėgio praradimas dėl vietinių pasipriešinimų bus:

∑ζ MS = (4,1+1) 0,204 = 1,04 m

Bendrieji nešiklio slėgio nuostoliai dėl atsparumo trinčiai ir vietinių varžų apskaičiuojami pagal siurblio bendros slėgio lygtį (geometrinis aukštis Hg lygus 0 pagal uždavinio sąlygas):

h p \u003d H - (p 2 -p 1) / (ρ g) - \u003d 8 - ((1-1) 10 5) / (1000 9,81) - 0 \u003d 8 m

Gauta nešiklio trinties slėgio nuostolių vertė bus:

8-1,04 = 6,96 m

Apskaičiuokime Reinoldso skaičiaus reikšmę nurodytoms tekėjimo sąlygoms (laikoma, kad vandens dinaminis klampumas yra 1 10 -3 Pa s, vandens tankis 1000 kg / m 3):

Re \u003d (w d ρ) / μ \u003d (2,0 0,1 1000) / (1 10 -3) \u003d 200 000

Pagal apskaičiuotą Re vertę su 2320

λ = 0,316 / Re 0,25 = 0,316 / 200 000 0,25 = 0,015

Transformuokime lygtį ir iš trinties slėgio nuostolių skaičiavimo formulės suraskime reikiamą dujotiekio ilgį:

l \u003d (H apie d) / (λ ) \u003d (6,96 0,1) / (0,016 0,204) \u003d 213,235 m

Atsakymas: reikalingas dujotiekio ilgis bus 213,235 m.

3 užduotis

Gamyboje vanduo transportuojamas esant 40°C darbinei temperatūrai, kai gamybos srautas Q = 18 m 3 /val. Tiesus vamzdyno ilgis l = 26 m, medžiaga - plienas. Plieno absoliutus šiurkštumas (ε) yra paimtas pagal atskaitos šaltinius ir yra 50 µm. Koks bus plieninio vamzdžio skersmuo, jei slėgio kritimas šioje atkarpoje neviršija Δp = 0,01 MPa (ΔH = 1,2 m vandenyje)? Manoma, kad trinties koeficientas yra 0,026.

Pradiniai duomenys:

Sąnaudos Q \u003d 18 m 3 / val. \u003d 0,005 m 3 / s;

dujotiekio ilgis l=26 m;

vandeniui ρ \u003d 1000 kg / m 3, μ \u003d 653,3 10 -6 Pa s (esant T \u003d 40 ° C);

plieno vamzdžio šiurkštumas ε = 50 µm;

trinties koeficientas λ = 0,026;

Δp=0,01 MPa;

Problemos sprendimas:

Naudodami tęstinumo lygties W=Q/F formą ir srauto ploto lygtį F=(π d²)/4, transformuojame Darcy-Weisbach išraišką:

∆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 π²) λ / d 5 \u003d (8 26 0,005²) / (9,81 3,14²) λ/d 5 = 5,376 10 -5 λ/d 5

Išreikškime skersmenį:

d 5 \u003d (5,376 10 -5 λ) / ∆H \u003d (5,376 10 -5 0,026) / 1,2 \u003d 1,16 10 -6

d \u003d 5 √1,16 10 -6 \u003d 0,065 m.

Atsakymas: optimalus dujotiekio skersmuo – 0,065 m.

4 užduotis

Neklampiems skysčiams transportuoti skirti du vamzdynai, kurių numatomas našumas Q 1 = 18 m 3 /val. ir Q 2 = 34 m 3 /val. Abiejų vamzdynų vamzdžiai turi būti vienodo skersmens.

Nustatykite efektyvų vamzdžių skersmenį d, tinkantį šios problemos sąlygoms.

Pradiniai duomenys:

Q 1 \u003d 18 m 3 / val.;

Q 2 \u003d 34 m 3 / val.

Problemos sprendimas:

Naudodami transformuotą srauto lygties formą, nustatykime galimą projektuojamų vamzdynų optimalių skersmenų diapazoną:

d = √(4 Q)/(π W)

Optimalaus srauto reikšmes rasime iš atskaitos lentelės duomenų. Neklampaus skysčio srauto greičiai bus 1,5 - 3,0 m/s.

Pirmojo vamzdyno, kurio srautas Q 1 = 18 m 3 / val., galimi skersmenys bus:

d 1 min. \u003d √ (4 18) / (3600 3,14 1,5) \u003d 0,065 m

d 1max \u003d √ (4 18) / (3600 3,14 3,0) \u003d 0,046 m

Vamzdynui, kurio debitas yra 18 m 3 / val., tinka vamzdžiai, kurių skerspjūvio skersmuo yra nuo 0,046 iki 0,065 m.

Panašiai nustatome galimas antrojo dujotiekio, kurio srautas Q 2 = 34 m 3 / val., optimalaus skersmens vertes:

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

d 2max \u003d √ (4 34) / (3600 3,14 3) \u003d 0,063 m

Dujotiekio, kurio debitas yra 34 m 3 / val., galimi optimalūs skersmenys gali būti nuo 0,063 iki 0,090 m.

Dviejų optimalaus skersmens diapazonų sankirta yra nuo 0,063 m iki 0,065 m.

Atsakymas: dviem vamzdynams tinka 0,063–0,065 m skersmens vamzdžiai.

5 užduotis

0,15 m skersmens vamzdyne, kurio temperatūra T = 40°C, juda vandens srautas, kurio našumas yra 100 m 3 /val. Nustatykite vandens srauto tekėjimo vamzdyje režimą.

Duota:

vamzdžio skersmuo d = 0,25 m;

suvartojimas Q = 100 m 3 / val.;

μ \u003d 653,3 10 -6 Pa s (pagal lentelę esant T \u003d 40 ° C);

ρ \u003d 992,2 kg / m 3 (pagal lentelę esant T \u003d 40 ° C).

Problemos sprendimas:

Nešiklio srauto srauto režimas nustatomas pagal Reinoldso skaičiaus (Re) reikšmę. Norėdami apskaičiuoti Re, mes nustatome skysčio srauto greitį vamzdyje (W) naudodami srauto lygtį:

W \u003d Q 4 / (π d²) \u003d \u003d 0,57 m/s

Reinoldso skaičiaus reikšmė nustatoma pagal formulę:

Re \u003d (ρ W d) / μ \u003d (992,2 0,57 0,25) / (653,3 10 -6) \u003d 216422

Kriterijaus Re kr kritinė vertė pagal pamatinius duomenis yra 4000. Gauta Re reikšmė yra didesnė už nurodytą kritinę reikšmę, kuri parodo skysčio srauto turbulentinį pobūdį tam tikromis sąlygomis.

Atsakymas: vandens tėkmės režimas neramus.

Ševelevo lentelės teorinės hidraulikos SNiP 2.04.02-84 skaičiavimo metodas

Pradiniai duomenys

Vamzdžio medžiaga: Naujas plienas be vidinės apsauginės dangos arba su apsaugine bitumine danga Naujas ketus be vidinės apsauginės dangos arba su apsaugine bitumine danga Nenaujas plienas ir ketus be vidinės apsauginės dangos arba su apsaugine bitumine danga susukta plastiko arba polimerinio cemento danga Plienas ir ketus, su vidine smėlio-cemento purškimo danga Plienas ir ketus, su vidine sukimo būdu užtepama cemento-smėlio danga Pagaminta iš polimerinių medžiagų (plastiko) Stiklas

Numatomas suvartojimas

l/s m3/val

Išorinis skersmuo mm

sienos storumas mm

Dujotiekio ilgis m

Vidutinė vandens temperatūra °C

Lyg. šiurkštumas viduje. vamzdžių paviršiai: Stipriai aprūdijęs arba stipriai nusėdęs Plienas arba ketus senas aprūdijęs Plieno galv. po kelerių metų Plienas po kelerių metų Ketaus nauja Cinkuotas plienas naujas Suvirintas plienas naujas Besiūlis plienas naujas Ištrauktas iš žalvario, švino, vario Stiklas

Vietinių varžų aibių suma

Skaičiavimas

Slėgio nuostolių priklausomybė nuo vamzdžio skersmens

html5 neveikia jūsų naršyklėje
Apskaičiuojant vandens tiekimo ar šildymo sistemą, jūs susiduriate su užduotimi pasirinkti dujotiekio skersmenį. Norėdami išspręsti tokią problemą, turite atlikti hidraulinį sistemos skaičiavimą, o dar paprastesniam sprendimui galite naudoti hidraulinis skaičiavimas internetu ką dabar darysime.
Veikimo procedūra:
1. Pasirinkite tinkamą skaičiavimo metodą (skaičiavimas pagal Shevelev lenteles, teorinę hidrauliką arba pagal SNiP 2.04.02-84)
2. Pasirinkite vamzdyno medžiagą
3. Nustatykite numatomą vandens srautą vamzdyne
4. Nustatykite dujotiekio išorinį skersmenį ir sienelės storį
5. Nustatykite vamzdyno ilgį
6. Nustatykite vidutinę vandens temperatūrą
Skaičiavimo rezultatas bus grafikas ir šios hidraulinio skaičiavimo vertės.
Grafiką sudaro dvi reikšmės (1 - vandens slėgio praradimas, 2 - vandens greitis). Optimalios vamzdžio skersmens vertės bus parašytos žaliai po diagrama.

Tie. turite nustatyti skersmenį taip, kad taškas diagramoje būtų griežtai virš jūsų žaliųjų dujotiekio skersmens verčių, nes tik esant tokioms vertėms vandens greitis ir slėgio nuostoliai bus optimalūs.

Slėgio nuostoliai dujotiekyje parodo slėgio nuostolius tam tikroje dujotiekio atkarpoje. Kuo didesni nuostoliai, tuo daugiau teks dirbti, kad vanduo būtų pristatytas į reikiamą vietą.
Hidraulinio pasipriešinimo charakteristika parodo, kaip efektyviai parenkamas vamzdžio skersmuo priklausomai nuo slėgio nuostolių.
Nuoroda:
- jei reikia sužinoti skysčio/oro/dujų greitį įvairių atkarpų vamzdyne, naudokite

Kam reikalingi tokie skaičiavimai

Rengiant didelio kotedžo su keliais vonios kambariais, privataus viešbučio, priešgaisrinės sistemos organizavimo planą, labai svarbu turėti daugiau ar mažiau tikslios informacijos apie esamo vamzdžio transportavimo galimybes, atsižvelgiant į jo skersmuo ir slėgis sistemoje. Viskas apie slėgio svyravimus vandens suvartojimo piko metu: tokie reiškiniai rimtai paveikia teikiamų paslaugų kokybę.

Be to, jei vandentiekio sistemoje nėra įrengti vandens skaitikliai, tai atsiskaitant už komunalines paslaugas, vadinamasis. "Vamzdžio pralaidumas". Šiuo atveju gana logiškai iškyla klausimas dėl šiuo atveju taikomų tarifų.

Tuo pačiu metu svarbu suprasti, kad antrasis variantas netaikomas privačioms patalpoms (butams ir kotedžams), kuriose, nesant skaitiklių, apskaičiuojant mokėjimą atsižvelgiama į sanitarinius standartus: paprastai tai yra iki 360 l / diena vienam asmeniui.

Kas lemia vamzdžio pralaidumą

Kas lemia vandens srautą apvaliame vamzdyje? Susidaro įspūdis, kad ieškant atsakymo sunkumų neturėtų kilti: kuo didesnis vamzdžio skerspjūvis, tuo didesnį vandens tūrį jis gali praleisti per tam tikrą laiką. Tuo pačiu prisimenamas ir slėgis, nes kuo aukštesnis vandens stulpelis, tuo greičiau vanduo bus išstumtas per ryšį. Tačiau praktika rodo, kad tai toli gražu ne visi vandens suvartojimą įtakojantys veiksniai.

Be jų, taip pat reikia atsižvelgti į šiuos dalykus:

1. Vamzdžio ilgis. Didėjant jo ilgiui, vanduo stipriau trinasi į jo sienas, todėl sulėtėja srautas. Iš tiesų, pačioje sistemos pradžioje vandenį veikia tik slėgis, tačiau svarbu ir tai, kaip greitai kitos porcijos turės galimybę patekti į komunikaciją. Stabdymas vamzdžio viduje dažnai pasiekia dideles vertes.
2. Vandens suvartojimas priklauso nuo skersmens daug sudėtingesniu mastu, nei atrodo iš pirmo žvilgsnio. Kai vamzdžio skersmuo yra mažas, sienos vandens srautui priešinasi daug daugiau nei storesnėse sistemose. Dėl to, mažėjant vamzdžio skersmeniui, mažėja jo nauda, ​​kalbant apie vandens srauto santykį su vidinio ploto rodikliu fiksuoto ilgio atkarpoje. Paprasčiau tariant, stora vandentiekio sistema vandenį transportuoja daug greičiau nei plona.
3. Gamybos medžiaga. Kitas svarbus dalykas, kuris tiesiogiai veikia vandens judėjimo per vamzdį greitį. Pavyzdžiui, lygus propilenas skatina vandens slydimą daug labiau nei grubios plieninės sienos.
4. Tarnavimo laikas. Laikui bėgant ant plieninių vandens vamzdžių atsiranda rūdžių. Be to, plienui, kaip ir ketui, būdinga palaipsniui kaupti kalkių nuosėdas. Vamzdžio su nuosėdomis atsparumas vandens tekėjimui yra daug didesnis nei naujų plieno gaminių: šis skirtumas kartais siekia 200 kartų. Be to, vamzdžio peraugimas lemia jo skersmens mažėjimą: net jei neatsižvelgsime į padidėjusią trintį, jo pralaidumas akivaizdžiai mažėja. Taip pat svarbu atkreipti dėmesį į tai, kad gaminiai iš plastiko ir metalo-plastiko tokių problemų neturi: net ir po dešimtmečių intensyvaus naudojimo jų atsparumo vandens srautams lygis išlieka pradiniame lygyje.
5. Posūkių, jungiamųjų detalių, adapterių, vožtuvų buvimas prisideda prie papildomo vandens srautų stabdymo.

Reikia atsižvelgti į visus aukščiau išvardintus veiksnius, nes kalbame ne apie mažas klaidas, o apie rimtą kelis kartus skirtumą. Apibendrinant galima teigti, kad paprastas vamzdžio skersmens nustatymas pagal vandens srautą vargu ar įmanomas.

Nauja vandens suvartojimo skaičiavimo galimybė

Jei vanduo naudojamas per čiaupą, tai labai supaprastina užduotį. Svarbiausia šiuo atveju yra tai, kad vandens išpylimo angos matmenys yra daug mažesni nei vandens vamzdžio skersmuo. Šiuo atveju taikoma Torricelli vamzdžio skerspjūvio vandens apskaičiavimo formulė v ^ 2 \u003d 2gh, kur v yra srauto greitis per mažą skylę, g yra laisvo kritimo pagreitis, o h yra vandens stulpelio aukštis virš čiaupo (skylė, kurios skerspjūvis s, per laiko vienetą praeina vandens tūrį s*v). Svarbu atsiminti, kad terminas „skyrius“ vartojamas ne skersmeniui, o jo plotui žymėti. Norėdami jį apskaičiuoti, naudokite formulę pi * r ^ 2.

Jei vandens stulpelio aukštis yra 10 metrų, o skylės skersmuo 0,01 m, vandens srautas vamzdžiu, esant vienos atmosferos slėgiui, apskaičiuojamas taip: v^2=2*9,78*10=195,6. Paėmus kvadratinę šaknį, v=13.98570698963767. Suapvalinus paprastesnį greičio skaičių gaunamas 14m/s. 0,01 m skersmens skylės skerspjūvis apskaičiuojamas taip: 3,14159265*0,01^2=0,000314159265 m2. Dėl to paaiškėja, kad didžiausias vandens srautas per vamzdį atitinka 0,000314159265 * 14 = 0,00439822971 m3 / s (šiek tiek mažiau nei 4,5 litro vandens per sekundę). Kaip matote, šiuo atveju vandens apskaičiavimas per vamzdžio skerspjūvį yra gana paprastas. Taip pat laisvai prieinamos specialios lentelės, kuriose nurodomas vandens suvartojimas populiariausiems santechnikos gaminiams, nurodant mažiausią vandens vamzdžio skersmens vertę.

Kaip jau supratote, nėra universalaus paprasto būdo apskaičiuoti vamzdyno skersmenį priklausomai nuo vandens srauto. Tačiau tam tikrus rodiklius vis tiek galite nustatyti patys. Tai ypač aktualu tais atvejais, kai sistemoje sumontuoti plastikiniai arba metalo-plastikiniai vamzdžiai, o vandenį sunaudoja čiaupai, kurių išleidimo angos skerspjūvis. Kai kuriais atvejais šis skaičiavimo metodas taikomas plieninėms sistemoms, tačiau pirmiausia kalbame apie naujus vandens vamzdžius, kurie dar nespėjo pasidengti vidinėmis nuosėdomis ant sienų.

Įmonės ir gyvenamieji pastatai sunaudoja daug vandens. Šie skaitmeniniai indikatoriai tampa ne tik konkrečios suvartojimą rodančios vertės įrodymu.

Be to, jie padeda nustatyti vamzdžių asortimento skersmenį. Daugelis žmonių mano, kad neįmanoma apskaičiuoti vandens srauto pagal vamzdžio skersmenį ir slėgį, nes šios sąvokos yra visiškai nesusijusios.

Tačiau praktika parodė, kad taip nėra. Vandentiekio tinklo pajėgumas priklauso nuo daugelio rodiklių, o pirmasis šiame sąraše bus vamzdžio skersmuo ir slėgis linijoje.

Visus skaičiavimus rekomenduojama atlikti dujotiekio tiesimo projektavimo etape, nes pagal gautus duomenis nustatomi pagrindiniai ne tik buitinių, bet ir pramoninių vamzdynų parametrai. Visa tai bus aptarta toliau.

Internetinė vandens skaičiuoklė

DĖMESIO! 1kgf/cm2 = 1 atmosfera; 10 m vandens stulpelio \u003d 1kgf / cm2 \u003d 1 atm; 5 m vandens stulpelio = 0,5 kgf / cm2 ir = 0,5 atm ir kt. Trupmeniniai skaičiai įvedami per tašką (pavyzdžiui, 3,5, o ne 3,5)

Įveskite skaičiavimo parametrus:

Vamzdžio vidinis skersmuo Dy, mm

Dujotiekio ilgis L, m

Vandens temperatūra t, laipsniai

Slėgis (slėgis) N, kgf/cm2 išėjimo angoje

Santechnikos tipas

Vamzdžio medžiaga ir būklė

1. Gaisrininkas 2. Gaisrinė pramonė 3. Gamyba. arba gaisrinė. 4. Namų ūkis arba ūkiai. gerti

01. Besiūlis plienas 02. Suvirintas plienas 03. Cinkuotas plienas 04. Asfalto ketus 05. Nedengtas ketus 06. Asbestcementas 07. Stiklas 08. Vamzdžiai iš švino, žalvario, vario 09. Betonas ir gelžbetonis, 10. polietilenas, vinilo plastikas 11.Keramika

Kokie veiksniai turi įtakos skysčio pralaidumui per dujotiekį

Kriterijai, turintys įtakos aprašytam rodikliui, sudaro didelį sąrašą. Štai keletas iš jų.

1. Vidinis skersmuo, kurį turi dujotiekis.
2. Srauto greitis, kuris priklauso nuo slėgio linijoje.
3. Medžiaga, paimta vamzdžių asortimento gamybai.

Vandens srautas magistralinio vamzdžio išleidimo angoje nustatomas pagal vamzdžio skersmenį, nes ši charakteristika kartu su kitomis turi įtakos sistemos pralaidumui. Taip pat skaičiuojant suvartoto skysčio kiekį negalima neįvertinti sienelės storio, kurio nustatymas atliekamas pagal numatomą vidinį slėgį.

Galima net ginčytis, kad „vamzdžio geometrijos“ apibrėžimui įtakos neturi vien tinklo ilgis. O skerspjūvis, slėgis ir kiti veiksniai vaidina labai svarbų vaidmenį.

Be to, kai kurie sistemos parametrai turi netiesioginį, o ne tiesioginį poveikį srauto greičiui. Tai apima siurbiamos terpės klampumą ir temperatūrą.

Šiek tiek apibendrinant galime pasakyti, kad pralaidumo nustatymas leidžia tiksliai nustatyti optimalų sistemos kūrimo medžiagos tipą ir pasirinkti technologiją, naudojamą jai surinkti. Priešingu atveju tinklas neveiks efektyviai ir reikės dažnai atlikti avarinį remontą.

Vandens suvartojimo apskaičiavimas pagal skersmens apvalus vamzdis, priklauso nuo to dydis. Vadinasi, didesniame ruože tam tikrą laiką bus judinamas didesnis skysčio kiekis. Tačiau atliekant skaičiavimus ir atsižvelgiant į skersmenį, negalima nuleisti slėgio.

Jei apsvarstysime šį skaičiavimą naudodami konkretų pavyzdį, paaiškės, kad per 1 cm skylę per 1 cm skylę praeis mažiau skysčio nei per dujotiekį, kurio aukštis siekia porą dešimčių metrų. Tai natūralu, nes didžiausias vandens suvartojimo lygis rajone pasieks maksimalų našumą esant didžiausiam slėgiui tinkle ir esant didžiausiam jo tūriui.

Žiūrėti video įrašą

Pjūvio skaičiavimai pagal SNIP 2.04.01-85

Visų pirma, jūs turite suprasti, kad pralaidos skersmens apskaičiavimas yra sudėtingas inžinerinis procesas. Tam reikės specialių žinių. Tačiau atliekant buitinę pralaidos statybą, dažnai hidraulinis sekcijos skaičiavimas atliekamas atskirai.

Šio tipo konstrukcinis pralaidos srauto greičio skaičiavimas gali būti atliekamas dviem būdais. Pirmasis yra lentelės duomenys. Bet, remiantis lentele, reikia žinoti ne tik tikslų čiaupų skaičių, bet ir vandens surinkimo indus (vonios, kriauklės) ir kitus dalykus.

Tik jei turite šią informaciją apie pralaidų sistemą, galite naudotis SNIP 2.04.01-85 pateiktomis lentelėmis. Anot jų, vandens tūrį lemia vamzdžio apimtis. Štai viena tokia lentelė:

Išorinis vamzdžių tūris (mm)

Apytikslis gaunamo vandens kiekis litrais per minutę

Apytikslis vandens kiekis, skaičiuojamas m3 per valandą

Jei sutelkiate dėmesį į SNIP normas, jose galite pamatyti štai ką - vieno žmogaus per dieną suvartojamo vandens kiekis neviršija 60 litrų. Tai su sąlyga, kad namuose nėra tekančio vandens, o esant patogiam būstui, šis tūris padidėja iki 200 litrų.

Be abejo, šie tūrio duomenys, rodantys suvartojimą, yra įdomūs kaip informacija, tačiau vamzdynų specialistui reikės apibrėžti visiškai kitus duomenis – tai tūris (mm) ir vidinis slėgis linijoje. Tai ne visada randama lentelėje. O šią informaciją tiksliau išsiaiškinti padeda formulės.

Žiūrėti video įrašą

Jau dabar aišku, kad sistemos sekcijos matmenys turi įtakos hidrauliniam suvartojimo skaičiavimui. Namų skaičiavimams naudojama vandens srauto formulė, kuri padeda gauti rezultatą, turinti duomenis apie vamzdinio gaminio slėgį ir skersmenį. Štai formulė:

Skaičiavimo formulė: q = π × d² / 4 × V

Formulėje: q rodo vandens srautą. Jis matuojamas litrais. d yra vamzdžio sekcijos dydis, jis rodomas centimetrais. O formulėje V yra srauto greičio žymėjimas, jis rodomas metrais per sekundę.

Jei vandens tiekimo tinklas tiekiamas iš vandens bokšto, be papildomo slėgio siurblio įtakos, tada srauto greitis yra maždaug 0,7 - 1,9 m / s. Jei prijungtas koks nors siurbimo įrenginys, tada jo pase yra informacija apie sukurto slėgio koeficientą ir vandens srauto greitį.

Ši formulė nėra unikali. Yra daug daugiau. Juos nesunkiai galima rasti internete.

Be pateiktos formulės, reikia pažymėti, kad vidinės vamzdinių gaminių sienelės turi didelę reikšmę sistemos funkcionalumui. Taigi, pavyzdžiui, plastikiniai gaminiai turi lygų paviršių nei plieniniai gaminiai.

Dėl šių priežasčių plastiko pasipriešinimo koeficientas yra žymiai mažesnis. Be to, šios medžiagos nėra paveiktos korozinių darinių, o tai taip pat teigiamai veikia vandens tiekimo tinklo pralaidumą.

Galvos praradimo nustatymas

Vandens pratekėjimo apskaičiavimas atliekamas ne tik pagal vamzdžio skersmenį, bet ir apskaičiuojamas dėl slėgio kritimo. Nuostolius galima apskaičiuoti naudojant specialias formules. Kokias formules naudoti, kiekvienas spręs pats. Norėdami apskaičiuoti norimas vertes, galite naudoti įvairias parinktis. Vieno universalaus šios problemos sprendimo nėra.

Tačiau pirmiausia reikia atsiminti, kad plastikinės ir metalo-plastikinės konstrukcijos praėjimo vidinė prošvaisa nepasikeis po dvidešimties metų. O metalinės konstrukcijos praėjimo vidinis prošvaisa laikui bėgant mažės.

Ir tai lems kai kurių parametrų praradimą. Atitinkamai vandens greitis vamzdyje tokiose konstrukcijose skirsis, nes kai kuriose situacijose naujojo ir senojo tinklo skersmuo ženkliai skirsis. Atsparumo lygis linijoje taip pat skirsis.

Be to, prieš apskaičiuojant būtinus skysčio pratekėjimo parametrus, reikia atsižvelgti į tai, kad vandens tiekimo sistemos debito praradimas yra susijęs su apsisukimų, jungiamųjų detalių, tūrio perėjimų skaičiumi, su uždarymo buvimu. vožtuvai ir trinties jėga. Be to, visa tai skaičiuojant srautą turėtų būti atlikta kruopščiai paruošus ir išmatavus.

Apskaičiuoti vandens suvartojimą paprastais metodais nėra lengva. Tačiau esant menkiausiam sunkumui, visada galite kreiptis pagalbos į specialistus. Tuomet galima tikėtis, kad įrengtas vandentiekio ar šildymo tinklas veiks maksimaliai efektyviai.

Žiūrėti video įrašą
Įrašai

Norint tinkamai sumontuoti vandentiekio konstrukciją, pradedant sistemos kūrimu ir planavimu, būtina apskaičiuoti vandens srautą per vamzdį.

Pagrindiniai namo vamzdžio parametrai priklauso nuo gautų duomenų.

Šiame straipsnyje skaitytojai galės susipažinti su pagrindiniais metodais, kurie padės jiems savarankiškai apskaičiuoti vandentiekio sistemą.

Dujotiekio skersmens skaičiavimo pagal srautą tikslas: Dujotiekio skersmens ir pjūvio nustatymas remiantis debito ir išilginio vandens judėjimo greičio duomenimis.

Tokį skaičiavimą atlikti gana sunku. Būtina atsižvelgti į daugybę niuansų, susijusių su techniniais ir ekonominiais duomenimis. Šie parametrai yra tarpusavyje susiję. Dujotiekio skersmuo priklauso nuo skysčio, kuris bus pumpuojamas per jį, tipo.

Jei padidinsite srautą, galite sumažinti vamzdžio skersmenį. Medžiagų suvartojimas automatiškai sumažės. Tokią sistemą sumontuoti bus daug lengviau, sumažės darbų kaina.

Tačiau srauto judėjimo padidėjimas sukels slėgio nuostolius, todėl siurbimui reikės sukurti papildomos energijos. Jei per daug sumažinsite, gali atsirasti nepageidaujamų pasekmių.

Projektuojant dujotiekį, daugeliu atvejų iš karto nustatomas vandens srauto kiekis. Du kiekiai lieka nežinomi:

• Vamzdžio skersmuo;
• Srauto greitis.

Labai sunku atlikti išsamų techninį ir ekonominį skaičiavimą. Tam reikia atitinkamų inžinerinių žinių ir daug laiko. Siekiant palengvinti šią užduotį apskaičiuojant norimą vamzdžio skersmenį, naudojamos etaloninės medžiagos. Jie pateikia geriausio srauto, gauto empiriškai, vertes.

Galutinė optimalaus dujotiekio skersmens skaičiavimo formulė yra tokia:

d = √(4Q/Πw)
Q – siurbiamo skysčio srautas, m3/s
d – vamzdyno skersmuo, m
w yra srauto greitis, m/s

Tinkamas skysčio greitis, priklausomai nuo dujotiekio tipo

Visų pirma, atsižvelgiama į minimalias išlaidas, be kurių neįmanoma siurbti skysčio. Be to, reikia atsižvelgti į dujotiekio kainą.

Skaičiuodami visada turite atsiminti apie judančios terpės greičio apribojimus. Kai kuriais atvejais magistralinio vamzdyno dydis turi atitikti technologiniame procese nustatytus reikalavimus.

Dujotiekio matmenims įtakos turi ir galimi slėgio šuoliai.

Atliekant preliminarius skaičiavimus, į slėgio pokytį neatsižvelgiama. Projektuojant proceso dujotiekį remiamasi leistinu greičiu.

Pasikeitus projektuojamo vamzdyno judėjimo krypčiai, vamzdžio paviršius pradeda patirti didelį slėgį, nukreiptą statmenai srauto judėjimui.

Šį padidėjimą lemia keli rodikliai:

• Skysčio greitis;
• Tankis;
• Pradinis slėgis (slėgis).

Be to, greitis visada yra atvirkščiai proporcingas vamzdžio skersmeniui. Štai kodėl greitaeigiams skysčiams reikia tinkamai pasirinkti konfigūraciją, kompetentingai pasirinkti vamzdyno matmenis.

Pavyzdžiui, jei siurbiama sieros rūgštis, greičio vertė ribojama iki tokios vertės, kuri nesukels erozijos ant vamzdžio vingių sienelių. Dėl to vamzdžio konstrukcija niekada nebus sulaužyta.

Vandens greitis vamzdyno formulėje

Tūrinis srautas V (60 m³/h arba 60/3600 m³/s) apskaičiuojamas kaip srauto greičio w ir vamzdžio S skerspjūvio sandauga (o skerspjūvis savo ruožtu apskaičiuojamas kaip S=3,14 d²/4) : V = 3,14 w d²/4. Iš čia gauname w = 4V/(3,14 d²). Nepamirškite paversti skersmens iš milimetrų į metrus, t.y. skersmuo bus 0,159 m.

Vandens suvartojimo formulė

Apskritai vandens srauto upėse ir vamzdynuose matavimo metodika yra pagrįsta supaprastinta tęstinumo lygties forma nesuspaudžiamiems skysčiams:

Vandens tekėjimas per vamzdžių lentelę

Srautas vs slėgis

Tokios skysčio srauto priklausomybės nuo slėgio nėra, bet yra - nuo slėgio kritimo. Formulė paprasta. Yra visuotinai priimta slėgio kritimo skysčiui tekant vamzdžiu lygtis Δp = (λL/d) ρw²/2, λ yra trinties koeficientas (ji ieškoma priklausomai nuo vamzdžio greičio ir skersmens pagal grafikai arba atitinkamos formulės), L – vamzdžio ilgis, d – jo skersmuo , ρ – skysčio tankis, w – greitis. Kita vertus, yra srauto apibrėžimas G = ρwπd²/4. Iš šios formulės išreiškiame greitį, pakeičiame ją pirmąja lygtimi ir nustatome srauto greičio priklausomybę G = π SQRT(Δp d^5/λ/L)/4, SQRT yra kvadratinė šaknis.

Atrankos būdu ieškomas trinties koeficientas. Pirma, jūs nustatote tam tikrą skysčio greičio reikšmę iš žibinto ir nustatote Reinoldso skaičių Re=ρwd/μ, kur μ yra dinaminis skysčio klampumas (nepainiokite su kinematine klampa, tai yra skirtingi dalykai). Pasak Reynoldso, jūs ieškote laminarinio režimo trinties koeficiento λ = 64 / Re ir turbulentinį λ = 1 / (1,82 lgRe - 1,64)² (čia lg yra dešimtainis logaritmas). Ir paimkite vertę, kuri yra didesnė. Suradę srauto greitį ir greitį, turėsite pakartoti visą skaičiavimą su nauju trinties koeficientu. Ir kartokite šį perskaičiavimą tol, kol greičio vertė, nurodyta trinties koeficientui nustatyti, sutampa su tam tikra paklaida su verte, kurią radote iš skaičiavimo.