W niektórych przypadkach trzeba zmierzyć się z koniecznością obliczenia przepływu wody przez rurę. Ten wskaźnik wskazuje, ile wody może przejść rura, mierzona w m³ / s.
- W przypadku organizacji, które nie postawiły licznika na wodzie, opłata zależy od drożności rury. Ważne jest, aby wiedzieć, jak dokładnie te dane są obliczane, za co i za jaką stawkę trzeba zapłacić. Osoby nie dotyczy to dla nich, w przypadku braku licznika, liczbę zarejestrowanych osób mnoży się przez zużycie wody przez 1 osobę zgodnie z normami sanitarnymi. Jest to dość duża ilość, a przy nowoczesnych taryfach znacznie bardziej opłaca się zainstalować licznik. W ten sam sposób w naszych czasach często bardziej opłaca się samodzielnie podgrzewać wodę za pomocą kolumny niż płacić za gorącą wodę.
- Obliczanie przepuszczalności rur odgrywa ogromną rolę przy projektowaniu domu, przy wprowadzaniu komunikacji do domu .
Ważne jest, aby upewnić się, że każda gałąź wodociągu może otrzymać swój udział z głównej rury, nawet w godzinach szczytowego zużycia wody. Hydraulika została stworzona z myślą o komforcie, wygodzie i łatwości pracy dla człowieka.
Jeśli każdego wieczoru woda praktycznie nie dotrze do mieszkańców wyższych pięter, o jakim komforcie możemy mówić? Jak można pić herbatę, zmywać naczynia, pływać? A wszyscy piją herbatę i kąpią się, więc ilość wody, jaką dostarczała rura, była rozprowadzana po niższych piętrach. Ten problem może odgrywać bardzo złą rolę w gaszeniu pożarów. Jeśli strażacy podłączą się do centralnej rury i nie ma w niej ciśnienia.
Czasami obliczenie przepływu wody przez rurę może się przydać, jeśli po naprawie zaopatrzenia w wodę przez nieszczęsnych mistrzów, wymianie części rur, ciśnienie znacznie spadło.
Obliczenia hydrodynamiczne nie są zadaniem łatwym, zwykle wykonywanym przez wykwalifikowanych specjalistów. Ale powiedzmy, że zajmujesz się budownictwem prywatnym, projektując swój przytulny przestronny dom.
Jak samodzielnie obliczyć przepływ wody przez rurę?
Wydawałoby się, że wystarczy znać średnicę otworu na rurę, aby otrzymać może zaokrąglone, ale ogólnie uczciwe liczby. Niestety, to bardzo mało. Inne czynniki mogą czasami zmienić wynik obliczeń. Co wpływa maksymalny przepływ woda przez rurę?
- Przekrój rury. oczywisty czynnik. Punkt wyjścia obliczeń hydrodynamicznych.
- Ciśnienie w rurze. Wraz ze wzrostem ciśnienia przez rurę o tym samym przekroju przechodzi więcej wody.
- Łuki, zakręty, zmiana średnicy, rozgałęzienia zablokować przepływ wody przez rurę. Różne warianty aby zróżnicować stopnie.
- Długość rury. Dłuższe rury przeniosą mniej wody na jednostkę czasu niż krótsze. Cały sekret tkwi w sile tarcia. Tak jak opóźnia ruch znanych nam obiektów (samochodów, rowerów, sań itp.), siła tarcia utrudnia przepływ wody.
- Rura o mniejszej średnicy ma większą powierzchnię kontaktu wody z powierzchnią rury w stosunku do objętości przepływu wody. A z każdego punktu kontaktu jest siła tarcia. Podobnie jak w rurach dłuższych, w rurach węższych prędkość przepływu wody spada.
- Materiał rury. Oczywiście stopień chropowatości materiału wpływa na wielkość siły tarcia. Nowoczesny materiały plastikowe(polipropylen, PCV, metal-plastik itp.) są bardzo śliskie w porównaniu do tradycyjnej stali i umożliwiają szybsze przemieszczanie się wody.
- Czas działania rury. Osady wapienne, rdza znacznie pogarszają przepustowość dopływu wody. Jest to najtrudniejszy czynnik, ponieważ stopień zatkania rury, jej nowe wewnętrzne podcięcie i współczynnik tarcia są bardzo trudne do obliczenia z matematyczną dokładnością. Na szczęście obliczenia przepływu wody są najczęściej wymagane w przypadku nowych konstrukcji i świeżych, nieużywanych materiałów. Z drugiej strony system ten będzie podłączony do już istniejącej, istniejącej komunikacji na wiele lat. A jak będzie się zachowywać za 10, 20, 50 lat? Najnowsza technologia znacznie poprawiła tę sytuację. plastikowe rury nie rdzewieją, ich powierzchnia praktycznie nie ulega z czasem degradacji.
Obliczanie przepływu wody przez kran
Objętość wypływającego płynu określa się mnożąc przekrój otworu rury S przez prędkość wypływu V. Przekrój to pole pewnej części figury objętościowej, w tym przypadku pole powierzchni koło. Występuje zgodnie ze wzorem S = πR2. R będzie promieniem otworu rury, którego nie należy mylić z promieniem rury. π jest wartością stałą, stosunkiem obwodu koła do jego średnicy, około 3,14.
Natężenie przepływu określa wzór Torricellego: . Gdzie g jest przyspieszeniem swobodnego spadania na Ziemi równym około 9,8 m/s. h to wysokość słupa wody nad otworem.
Przykład
Obliczmy przepływ wody przez kran z otworem o średnicy 0,01 mi wysokości kolumny 10 m.
Przekrój otworu \u003d πR2 \u003d 3,14 x 0,012 \u003d 3,14 x 0,0001 \u003d 0,000314 m².
Prędkość wypływu = √2gh = √2 x 9,8 x 10 = √196 = 14 m/s.
Zużycie wody \u003d SV \u003d 0,000314 x 14 \u003d 0,004396 m³ / s.
W przeliczeniu na litry okazuje się, że z danej rury może wypłynąć 4,396 litra na sekundę.
Aby prawidłowo zamontować konstrukcję wodociągową, przystępując do budowy i planowania instalacji, konieczne jest obliczenie przepływu wody przez rurę.
Główne parametry przewodu domowego zależą od uzyskanych danych.
W tym artykule czytelnicy będą mogli zapoznać się z podstawowymi technikami, które pomogą im samodzielnie obliczyć system wodno-kanalizacyjny.
Cel obliczenia średnicy rurociągu według przepływu: Wyznaczenie średnicy i przekroju rurociągu na podstawie danych dotyczących natężenia przepływu i prędkości wzdłużnego ruchu wody.
Takie obliczenie jest raczej trudne. Konieczne jest uwzględnienie wielu niuansów związanych z danymi technicznymi i ekonomicznymi. Te parametry są ze sobą powiązane. Średnica rurociągu zależy od rodzaju cieczy, która będzie przez niego przepompowywana.
Jeśli zwiększysz natężenie przepływu, możesz zmniejszyć średnicę rury. Zużycie materiału zmniejszy się automatycznie. Dużo łatwiej będzie zamontować taki system, koszty pracy spadną.
Jednak zwiększenie ruchu przepływu spowoduje straty głowy, które wymagają wytworzenia dodatkowej energii do pompowania. Jeśli zmniejszysz go zbyt mocno, mogą pojawić się niepożądane konsekwencje.
Podczas projektowania rurociągu w większości przypadków wielkość przepływu wody jest ustalana od razu. Dwie wielkości pozostają nieznane:
- Średnica rury;
- Przepływ.
Bardzo trudno jest dokonać pełnej kalkulacji technicznej i ekonomicznej. Wymaga to odpowiedniej wiedzy inżynierskiej i dużo czasu. Aby ułatwić to zadanie przy obliczaniu żądanej średnicy rury, stosuje się materiały referencyjne. Podają wartości najlepszego natężenia przepływu uzyskane empirycznie.
Ostateczny wzór na obliczenie optymalnej średnicy rurociągu jest następujący:
d = √(4Q/Πw)
Q to natężenie przepływu pompowanej cieczy, m3/s
d – średnica rurociągu, m
w to prędkość przepływu, m/s
Odpowiednia prędkość cieczy w zależności od rodzaju rurociągu
Przede wszystkim brane są pod uwagę koszty minimalne, bez których nie można pompować cieczy. Ponadto należy wziąć pod uwagę koszt rurociągu.
Przy obliczaniu należy zawsze pamiętać o ograniczeniach prędkości poruszającego się medium. W niektórych przypadkach wielkość rurociągu głównego musi spełniać wymagania stawiane w procesie technologicznym.
Na wymiary rurociągu wpływają również ewentualne skoki ciśnienia.
Przy dokonywaniu wstępnych obliczeń zmiana ciśnienia nie jest brana pod uwagę. Dopuszczalna prędkość jest brana pod uwagę przy projektowaniu rurociągu technologicznego.
W przypadku zmiany kierunku ruchu w projektowanym rurociągu, na powierzchnię rury zaczyna oddziaływać duże ciśnienie skierowane prostopadle do ruchu przepływu.
Wzrost ten wynika z kilku wskaźników:
- Prędkość płynu;
- Gęstość;
- Ciśnienie początkowe (ciśnienie).
Ponadto prędkość jest zawsze odwrotnie proporcjonalna do średnicy rury. Dlatego płyny o dużej prędkości wymagają właściwy wybór konfiguracje, właściwy dobór wymiarów rurociągów.
Na przykład, jeśli pompowany jest kwas siarkowy, wartość prędkości jest ograniczona do wartości, która nie spowoduje erozji ścianek kolanek rurowych. W rezultacie struktura rury nigdy nie zostanie zerwana.
Prędkość wody w formule rurociągu
Przepływ objętościowy V (60m³/h lub 60/3600m³/sec) jest obliczany jako iloczyn prędkości przepływu w i przekroju rury S (a przekrój z kolei oblicza się jako S=3,14 d²/4): V = 3,14 w d²/4. Stąd otrzymujemy w = 4V/(3,14 d²). Nie zapomnij przeliczyć średnicy z milimetrów na metry, czyli średnica będzie wynosić 0,159 m.
Formuła zużycia wody
Generalnie metodyka pomiaru przepływu wody w rzekach i rurociągach oparta jest na uproszczonej postaci równania ciągłości dla płynów nieściśliwych:
Przepływ wody przez stół rurowy
Przepływ a ciśnienie
Nie ma takiej zależności przepływu płynu od ciśnienia, ale jest - od spadku ciśnienia. Formuła jest prosta. Istnieje ogólnie przyjęte równanie na spadek ciśnienia podczas przepływu cieczy w rurze Δp = (λL / d) ρw² / 2, λ jest współczynnikiem tarcia (przeszukuje się go w zależności od prędkości i średnicy rury zgodnie z wykresów lub odpowiednich wzorów), L to długość rury, d to jej średnica , ρ - gęstość płynu, w - prędkość. Z drugiej strony istnieje definicja przepływu G = ρwπd²/4. Wyrażamy prędkość z tego wzoru, podstawiamy ją do pierwszego równania i znajdujemy zależność natężenia przepływu G = π SQRT(Δp d^5/λ/L)/4, SQRT jest pierwiastkiem kwadratowym.
Współczynnik tarcia jest poszukiwany przez dobór. Najpierw ustawiasz jakąś wartość prędkości płynu z latarki i wyznaczasz liczbę Reynoldsa Re=ρwd/μ, gdzie μ to lepkość dynamiczna płynu (nie myl jej z lepkością kinematyczną, to są różne rzeczy). Według Reynoldsa szukasz współczynnika tarcia λ = 64 / Re dla trybu laminarnego i λ = 1 / (1,82 lgRe - 1,64)² dla turbulentnego (tu lg jest logarytmem dziesiętnym). I weź wyższą wartość. Po znalezieniu natężenia przepływu i prędkości konieczne będzie powtórzenie całego obliczenia z nowym współczynnikiem tarcia. I powtarzasz to ponowne obliczenie, aż wartość prędkości określona do określenia współczynnika tarcia zbiegnie się z pewnym błędem z wartością znalezioną w obliczeniach.
Parametry przepływu wody:
- Wartość średnicy rury, która również determinuje dalszą przepustowość.
- Rozmiar ścianek rur, który następnie określi ciśnienie wewnętrzne w systemie.
Jedyne, co nie wpływa na konsumpcję, to długość komunikacji.
Jeśli średnica jest znana, obliczenia można przeprowadzić zgodnie z następującymi danymi:
- Materiał konstrukcyjny do budowy rur.
- Technologia wpływająca na proces montażu rurociągów.
Charakterystyka wpływa na ciśnienie wewnątrz systemu zaopatrzenia w wodę i określa przepływ wody.
Jeśli szukasz odpowiedzi na pytanie, jak określić przepływ wody, to musisz poznać dwa wzory obliczeniowe, które określają parametry użytkowania.
- Wzór na kalkulację dobową to Q=ΣQ×N/100. Gdzie ΣQ to roczne dzienne zużycie wody na 1 mieszkańca, a N to liczba mieszkańców budynku.
- Wzór do obliczania na godzinę to q=Q×K/24. Gdzie Q to kalkulacja dobowa, a K to stosunek według SNiP, nierównomierne zużycie (1,1-1,3).
Te proste obliczenia mogą pomóc w ustaleniu kosztów, które pokażą potrzeby i wymagania tego domu. Istnieją tabele, które można wykorzystać do obliczania cieczy.
Dane referencyjne w obliczeniach wody
Korzystając z tabel należy obliczyć wszystkie krany, wanny i podgrzewacze wody w domu. Tabela SNiP 2.04.02-84.
Standardowe stawki zużycia:
- 60 litrów - 1 osoba.
- 160 litrów - dla 1 osoby, jeśli dom ma lepszą instalację wodno-kanalizacyjną.
- 230 litrów - dla 1 osoby, w domu, w którym zainstalowano wysokiej jakości hydraulikę i łazienkę.
- 350 litrów - dla 1 osoby z bieżącą wodą, zabudowanym sprzętem AGD, łazienką, WC.
Po co obliczać wodę według SNiP?
Jak określić przepływ wody na każdy dzień, nie jest to najbardziej pożądana informacja wśród zwykłych mieszkańców domu, ale instalatorzy rurociągów potrzebują tych informacji jeszcze mniej. I w większości muszą wiedzieć, jaka jest średnica połączenia i jakie ciśnienie utrzymuje w systemie.
Ale aby określić te wskaźniki, musisz wiedzieć, ile wody jest potrzebne w rurociągu.
Wzór pomagający określić średnicę rury i natężenie przepływu płynu:
Standardowa prędkość cieczy w systemie bezgłowym wynosi 0,7 m/s i 1,9 m/s. A prędkość ze źródła zewnętrznego, takiego jak kocioł, określa paszport źródła. Gdy średnica jest znana, określa się natężenie przepływu w komunikacji.
Obliczanie strat wody
Stratę przepływu wody oblicza się biorąc pod uwagę spadek ciśnienia za pomocą jednego wzoru:
We wzorze L - oznacza długość połączenia, a λ - stratę tarcia, ρ - ciągliwość.
Współczynnik tarcia waha się od następujących wartości:
- poziom chropowatości powłoki;
- przeszkoda w sprzęcie w punktach blokowania;
- natężenie przepływu płynu;
- długość rurociągu.
Łatwość obliczeń
Znając straty ciśnienia, prędkość cieczy w rurach i potrzebną objętość wody, sposób określania przepływu wody i wielkości rurociągu staje się znacznie wyraźniejszy. Ale aby pozbyć się długich obliczeń, możesz użyć specjalnej tabeli.
Gdzie D to średnica rury, q to zużycie wody, a V to prędkość wody, i to kurs. Aby określić wartości, należy je znaleźć w tabeli i połączyć w linii prostej. Określ również natężenie przepływu i średnicę, biorąc pod uwagę nachylenie i prędkość. Dlatego najbardziej w prosty sposób obliczenia to wykorzystanie tabel i wykresów.
Firmy i budynki mieszkalne zużywają duże ilości wody. Te cyfrowe wskaźniki stają się nie tylko dowodem określonej wartości wskazującej na zużycie.
Ponadto pomagają określić średnicę asortymentu rur. Wiele osób uważa, że niemożliwe jest obliczenie przepływu wody według średnicy rury i ciśnienia, ponieważ pojęcia te nie są ze sobą powiązane.
Ale praktyka pokazała, że tak nie jest. Wydajność sieci wodociągowej zależy od wielu wskaźników, a pierwszym na tej liście będzie średnica zakresu rur i ciśnienie w linii.
Zaleca się obliczanie przepustowości rury w zależności od jej średnicy już na etapie projektowania budowy rurociągu. Uzyskane dane określają kluczowe parametry nie tylko domu, ale również autostrady przemysłowej. Wszystko to zostanie omówione dalej.
Obliczamy przepustowość rury za pomocą kalkulatora internetowego
UWAGA! Aby poprawnie obliczyć, musisz zwrócić uwagę, że 1 kgf / cm2 \u003d 1 atmosfera; 10 metrów słupa wody \u003d 1 kgf / cm2 \u003d 1 atm; 5 metrów słupa wody \u003d 0,5 kgf / cm2 i \u003d 0,5 atm itp. Liczby ułamkowe w kalkulatorze online są wprowadzane za pomocą kropki (na przykład: 3,5, a nie 3,5)
Wprowadź parametry do obliczeń:
Jakie czynniki wpływają na przepuszczalność cieczy przez rurociąg?
Kryteria, które wpływają na opisywany wskaźnik, tworzą długą listę. Tutaj jest kilka z nich.
- Średnica wewnętrzna rurociągu.
- Natężenie przepływu, które zależy od ciśnienia w linii.
- Materiał wzięty do produkcji asortymentu rurowego.
Określanie przepływu wody na wylocie magistrali odbywa się na podstawie średnicy rury, ponieważ ta cecha wraz z innymi wpływa na przepustowość systemu. Również przy obliczaniu ilości zużytego płynu nie można dyskontować grubości ścianki, której wyznaczanie odbywa się na podstawie oszacowanego ciśnienia wewnętrznego.
Można nawet argumentować, że sama długość sieci nie ma wpływu na definicję „geometrii rur”. A przekrój, ciśnienie i inne czynniki odgrywają bardzo ważną rolę.
Ponadto niektóre parametry systemu mają pośredni, a nie bezpośredni wpływ na natężenie przepływu. Obejmuje to lepkość i temperaturę pompowanego medium.
Podsumowując, można powiedzieć, że określenie przepustowości pozwala dokładnie określić optymalny rodzaj materiału do budowy instalacji oraz dokonać wyboru technologii użytej do jej montażu. W przeciwnym razie sieć nie będzie działać sprawnie i będzie wymagała częstych napraw awaryjnych.
Obliczanie zużycia wody wg średnica rura okrągła, zależy od tego rozmiar. Dlatego na większym przekroju znaczna ilość płynu będzie przemieszczać się przez pewien czas. Ale wykonując obliczenia i biorąc pod uwagę średnicę, nie można dyskontować ciśnienia.
Jeśli spojrzymy na te obliczenia konkretny przykład, okazuje się, że przez pewien czas przez metrowy produkt rurowy przez otwór o długości 1 cm przepłynie mniej cieczy niż przez rurociąg o wysokości kilkudziesięciu metrów. Jest to naturalne, ponieważ najwyższy poziom zużycia wody w okolicy osiągnie najwyższe wartości przy maksymalnym ciśnieniu w sieci i przy najwyższych wartościach jej objętości.
Obejrzyj wideo
Obliczenia przekrojów według SNIP 2.04.01-85
Przede wszystkim musisz zrozumieć, że obliczanie średnicy przepustu to złożony proces inżynierski. Będzie to wymagało specjalistyczna wiedza. Jednak przy wykonywaniu budowy domowej przepustu często obliczenia hydrauliczne dla przekroju są przeprowadzane niezależnie.
Ten rodzaj obliczeń projektowych prędkości przepływu dla przepustu można przeprowadzić na dwa sposoby. Pierwsza to dane tabelaryczne. Ale odnosząc się do tabel, musisz znać nie tylko dokładną liczbę kranów, ale także pojemniki na wodę (wanny, zlewy) i inne rzeczy.
Tylko jeśli masz te informacje o systemie przepustów, możesz skorzystać z tabel dostarczonych przez SNIP 2.04.01-85. Według nich objętość wody zależy od obwodu rury. Oto jeden taki stół:
Objętość zewnętrzna rurek (mm)
Przybliżona ilość odbieranej wody w litrach na minutę
Orientacyjna ilość wody obliczona w m3 na godzinę
Jeśli skupisz się na normach SNIP, możesz zobaczyć w nich: dzienna ilość wody zużywanej przez jedną osobę nie przekracza 60 litrów. Pod warunkiem, że dom nie jest wyposażony w bieżącą wodę, a w sytuacji wygodnego mieszkania objętość ta wzrasta do 200 litrów.
Zdecydowanie te dane objętościowe pokazujące zużycie są interesujące jako informacja, ale specjalista od rurociągów będzie musiał zdefiniować zupełnie inne dane - jest to objętość (w mm) i ciśnienie wewnętrzne w linii. Nie zawsze znajduje się to w tabeli. A formuły pomagają dokładniej znaleźć te informacje.
Obejrzyj wideo
Jest już jasne, że wymiary sekcji systemu wpływają na hydrauliczne obliczenia zużycia. Do obliczeń domowych stosuje się formułę przepływu wody, która pomaga uzyskać wynik, mając dane dotyczące ciśnienia i średnicy produktu rurowego. Oto wzór:
Wzór do obliczania ciśnienia i średnicy rury: q = π × d² / 4 × V
We wzorze: q przedstawia przepływ wody. Jest mierzony w litrach. d jest rozmiarem odcinka rury, jest pokazywany w centymetrach. A V we wzorze to oznaczenie prędkości przepływu, pokazane w metrach na sekundę.
Jeżeli sieć wodociągowa jest zasilana z wieży ciśnień, bez dodatkowego wpływu pompy ciśnieniowej, wówczas prędkość przepływu wynosi około 0,7 - 1,9 m/s. Jeśli podłączone jest jakiekolwiek urządzenie pompujące, to w paszporcie do niego znajduje się informacja o współczynniku wytworzonego ciśnienia i prędkości przepływu wody.
Ta formuła nie jest wyjątkowa. Jest ich znacznie więcej. Można je łatwo znaleźć w Internecie.
Oprócz przedstawionej formuły należy zauważyć, że wewnętrzne ścianki produktów rurowych mają duże znaczenie dla funkcjonalności systemu. Na przykład, plastikowe produkty różnią się gładką powierzchnią, a nie analogami ze stali.
Z tych powodów współczynnik oporu tworzywa sztucznego jest znacznie niższy. Ponadto materiały te nie są narażone na korozyjne formacje, co ma również pozytywny wpływ na przepustowość sieci wodociągowej.
Określanie utraty głowy
Obliczenie przepływu wody odbywa się nie tylko na podstawie średnicy rury, ale jest obliczane przez spadek ciśnienia. Straty można obliczyć za pomocą specjalnych formuł. Jakich formuł użyć, każdy sam zdecyduje. Aby obliczyć żądane wartości, możesz użyć różnych opcji. Nie ma jednego uniwersalnego rozwiązania tego problemu.
Przede wszystkim jednak należy pamiętać, że wewnętrzny prześwit przejścia konstrukcji plastikowej i metalowo-plastikowej nie zmieni się po dwudziestu latach eksploatacji. I wewnętrzne światło przejścia metalowa konstrukcja z czasem się zmniejszy.
A to pociągnie za sobą utratę niektórych parametrów. W związku z tym prędkość wody w rurze w takich konstrukcjach jest inna, ponieważ w niektórych sytuacjach średnica nowej i starej sieci będzie się znacznie różnić. Inna będzie również wielkość oporu w linii.
Ponadto przed obliczeniem niezbędnych parametrów przepływu cieczy należy wziąć pod uwagę, że utrata natężenia przepływu w systemie zaopatrzenia w wodę jest związana z liczbą zwojów, armatury, przemianami objętościowymi, z obecnością odcięcia zawory i siła tarcia. Co więcej, wszystko to przy obliczaniu natężenia przepływu należy przeprowadzić po starannym przygotowaniu i pomiarach.
Obliczanie zużycia wody proste metody niełatwe do wykonania. Ale przy najmniejszych trudnościach zawsze możesz zwrócić się o pomoc do specjalistów lub skorzystać kalkulator online. Wtedy możesz liczyć na to, że ułożona sieć wodociągowa lub ciepłownicza będzie działać z maksymalną wydajnością.
Wideo - jak obliczyć zużycie wody
Obejrzyj wideoDlaczego potrzebujemy takich obliczeń
Przy opracowywaniu planu budowy dużego domku z kilkoma łazienkami, prywatnego hotelu, organizacji system przeciwpożarowy, bardzo ważne jest posiadanie mniej lub bardziej dokładnych informacji o możliwościach transportowych istniejącej rury, biorąc pod uwagę jej średnicę i ciśnienie w układzie. Chodzi o wahania ciśnienia w szczytowym okresie zużycia wody: takie zjawiska poważnie wpływają na jakość świadczonych usług.
Ponadto, jeśli sieć wodociągowa nie jest wyposażona w wodomierze, to płacąc za usługi komunalne, tzw. „Przepuszczalność rury”. W tym przypadku dość logicznie wyłania się kwestia taryf stosowanych w tym przypadku.
Jednocześnie ważne jest, aby zrozumieć, że druga opcja nie dotyczy lokali prywatnych (mieszkań i domków), gdzie w przypadku braku liczników przy obliczaniu płatności brane są pod uwagę normy sanitarne: zwykle jest to do 360 l / dzień na osobę.
Co decyduje o przepuszczalności rury?
Od czego zależy przepływ wody w rurze okrągłej? Odnosi się wrażenie, że poszukiwanie odpowiedzi nie powinno sprawiać trudności: im większy przekrój rury, tym większa objętość wody, którą może przepłynąć w określonym czasie. Jednocześnie przypominane jest również ciśnienie, ponieważ im wyższy słup wody, tym więcej prędkości woda będzie przepychana przez komunikację. Praktyka pokazuje jednak, że są to dalekie od wszystkich czynników wpływających na zużycie wody.
Oprócz nich należy również wziąć pod uwagę następujące punkty:
- Długość rury. Wraz ze wzrostem długości woda silniej ociera się o jej ściany, co prowadzi do spowolnienia przepływu. Owszem, na samym początku systemu na wodę wpływa tylko ciśnienie, ale ważne jest też to, jak szybko kolejne porcje będą miały możliwość wejścia do komunikacji. Hamowanie wewnątrz rury często osiąga duże wartości.
- Zużycie wody zależy od średnicy w znacznie bardziej złożonym stopniu, niż się wydaje na pierwszy rzut oka. Gdy średnica rury jest mała, ścianki opierają się przepływowi wody o rząd wielkości bardziej niż w grubszych systemach. W efekcie wraz ze zmniejszaniem się średnicy rury zmniejsza się jej korzyść pod względem stosunku natężenia przepływu wody do wskaźnika powierzchni wewnętrznej na odcinku o stałej długości. Mówiąc prościej, gruba instalacja wodociągowa transportuje wodę znacznie szybciej niż cienka.
- Materiał produkcyjny. Inne ważny punkt, który bezpośrednio wpływa na prędkość przepływu wody przez rurę. Na przykład gładki propylen sprzyja ślizganiu się wody w znacznie większym stopniu niż szorstkie stalowe ściany.
- Żywotność. Z biegiem czasu na stalowych rurach wodociągowych pojawia się rdza. Ponadto zarówno w przypadku stali, jak i żeliwa typowa jest ich stopniowa akumulacja osady wapienne. Odporność na przepływ wody w rurze z osadami jest znacznie wyższa niż w przypadku nowych wyrobów stalowych: różnica ta czasami sięga 200 razy. Dodatkowo przerost rury prowadzi do zmniejszenia jej średnicy: nawet jeśli nie weźmiemy pod uwagę zwiększonego tarcia, to jej przepuszczalność wyraźnie spada. Należy również zauważyć, że produkty wykonane z tworzywa sztucznego i metalowo-plastikowego nie mają takich problemów: nawet po dziesięcioleciach intensywnego użytkowania poziom ich odporności na przepływ wody pozostaje na pierwotnym poziomie.
- Obecność zwojów, złączek, adapterów, zaworów przyczynia się do dodatkowego hamowania przepływów wody.
Wszystkie powyższe czynniki należy wziąć pod uwagę, ponieważ nie mówimy o małych błędach, ale o kilkukrotnej poważnej różnicy. Podsumowując można stwierdzić, że proste wyznaczenie średnicy rury z przepływu wody jest mało możliwe.
Nowa możliwość kalkulacji zużycia wody
Jeśli korzystanie z wody odbywa się za pomocą kranu, znacznie upraszcza to zadanie. Najważniejsze w tym przypadku jest to, że wymiary otworu do wylewania wody są znacznie mniejsze niż średnica rury wodnej. W tym przypadku ma zastosowanie wzór do obliczania wody w przekroju rury Torricellego v ^ 2 \u003d 2gh, gdzie v jest prędkością przepływu przez mały otwór, g jest przyspieszeniem swobodnego spadania, a h jest wysokość słupa wody nad kranem (otwór o przekroju s, w jednostce czasu przepływa objętość wody s*v). Należy pamiętać, że termin „przekrój” jest używany nie do określenia średnicy, ale jej powierzchni. Aby to obliczyć, użyj wzoru pi * r ^ 2.
Jeżeli słup wody ma wysokość 10 metrów, a otwór ma średnicę 0,01 m, to przepływ wody przez rurę pod ciśnieniem jednej atmosfery jest obliczany w następujący sposób: v^2=2*9,78*10=195,6. Po wyciągnięciu pierwiastka kwadratowego, v=13.98570698963767. Po zaokrągleniu w celu uzyskania prostszej wartości prędkości, wynik wynosi 14 m/s. Przekrój otworu o średnicy 0,01 m oblicza się następująco: 3.14159265*0.01^2=0.000314159265 m2. W efekcie okazuje się, że maksymalny przepływ wody przez rurę odpowiada 0,000314159265*14 = 0,00439822971 m3/s (nieco mniej niż 4,5 litra wody/sekundę). Jak widać, w tym przypadku obliczenie wody na przekroju rury jest dość proste. Również swobodnie dostępne są specjalne tabele wskazujące zużycie wody dla najpopularniejszych produktów hydraulicznych, z minimalną wartością średnicy rury wodociągowej.
Jak już wiesz, nie ma uniwersalnego prostego sposobu obliczenia średnicy rurociągu w zależności od przepływu wody. Jednak nadal możesz wydedukować pewne wskaźniki dla siebie. Jest to szczególnie ważne, jeśli system jest wykonany z tworzywa sztucznego lub rury metalowo-plastikowe, a zużycie wody odbywa się za pomocą kranów o małym przekroju wylotowym. W niektórych przypadkach ta metoda obliczeniowa ma zastosowanie do systemów stalowych, ale mówimy przede wszystkim o nowych rurach wodnych, które nie zdążyły pokryć się wewnętrznymi osadami na ścianach.
Natężenie przepływu wody według średnicy rury: określenie średnicy rurociągu w zależności od natężenia przepływu, obliczenia według przekroju, wzór na maksymalne natężenie przepływu przy ciśnieniu w rurze okrągłej
Natężenie przepływu wody według średnicy rury: określenie średnicy rurociągu w zależności od natężenia przepływu, obliczenia według przekroju, wzór na maksymalne natężenie przepływu przy ciśnieniu w rurze okrągłej
Przepływ wody przez rurę: czy możliwe jest proste obliczenie?
Czy można w prosty sposób obliczyć przepływ wody przez średnicę rury? Lub jedynym sposobem jest skontaktowanie się ze specjalistami, którzy wcześniej przedstawili szczegółowa mapa wszystkie rury wodociągowe w okolicy?
W końcu obliczenia hydrodynamiczne są niezwykle złożone…
Naszym zadaniem jest sprawdzenie, ile wody może przepuścić ta rura.
Po co to jest?
- W przypadku samodzielnego obliczania systemów wodno-kanalizacyjnych.
Jeśli planujesz budować duży dom z kilkoma łaźniami dla gości, mini-hotelem, zastanów się nad systemem gaśniczym - pożądane jest, aby wiedzieć, ile wody może dostarczyć rura o danej średnicy pod określonym ciśnieniem.
W końcu jest mało prawdopodobne, aby znaczny spadek ciśnienia w szczytach zużycia wody zadowolił mieszkańców. A słaba strużka wody z węża strażackiego prawdopodobnie będzie bezużyteczna.
- W przypadku braku wodomierzy przedsiębiorstwa użyteczności publicznej zwykle wystawiają rachunki za „przepustki rurowe”.
Uwaga: drugi scenariusz nie dotyczy mieszkań i domów prywatnych. W przypadku braku wodomierzy media pobierają opłatę za wodę zgodnie z normami sanitarnymi. W przypadku nowoczesnych komfortowych domów jest to nie więcej niż 360 litrów na osobę dziennie.
Trzeba przyznać: wodomierz znacznie ułatwia relacje z mediami
Czynniki wpływające na drożność rury
Co wpływa na maksymalny przepływ wody w rurze okrągłej?
Oczywista odpowiedź
Zdrowy rozsądek podpowiada, że odpowiedź powinna być bardzo prosta. Jest fajka wodna. Jest w nim dziura. Im jest większy, tym więcej wody przepływa przez niego w jednostce czasu. Ach, przepraszam, więcej presji.
Oczywiście 10-centymetrowy słup wody wtłoczy mniej wody przez centymetrowy otwór niż słup wody o wysokości dziesięciopiętrowego budynku.
A więc z wewnętrznej części rury i ciśnienia w dopływie wody, prawda?
Czy naprawdę potrzebne jest coś jeszcze?
Poprawna odpowiedź
Nie. Te czynniki wpływają na konsumpcję, ale to dopiero początek długiej listy. Obliczenie przepływu wody przez średnicę rury i ciśnienie w niej to to samo, co obliczenie trajektorii rakiety lecącej na Księżyc na podstawie pozornej pozycji naszego satelity.
Jeśli nie weźmiemy pod uwagę obrotu Ziemi, ruchu Księżyca po własnej orbicie, oporów atmosfery i grawitacji ciał niebieskich, jest mało prawdopodobne, aby nasz statek kosmiczny dotarł przynajmniej w przybliżeniu do pożądanego punktu w kosmosie.
Na to, ile wody wyleje się z rury o średnicy x przy ciśnieniu w torze y, mają wpływ nie tylko te dwa czynniki, ale również:
- Długość rury. Im jest dłuższy, tym silniejsze tarcie wody o ściany spowalnia jej przepływ. Tak, tylko ciśnienie w nim wpływa na wodę na samym końcu rury, ale następne objętości wody powinny zająć jej miejsce. A fajka wodna je spowalnia i jak.
To z powodu utraty ciśnienia w długiej rurze rurociągi naftowe mają przepompownie.
- Średnica rury wpływającej na przepływ wody jest znacznie bardziej skomplikowana niż sugeruje „zdrowy rozsądek”. W przypadku rur o małej średnicy opory ścianki na przepływ są znacznie większe niż w przypadku rur grubych.
Powodem jest to, że im mniejsza rura, tym mniej korzystny stosunek objętości wewnętrznej do pola powierzchni w niej z punktu widzenia natężenia przepływu wody na ustalonej długości.
Mówiąc najprościej, woda łatwiej przepływa przez grubą rurę niż przez cienką.
- Kolejnym ważnym czynnikiem, od którego zależy prędkość ruchu wody, jest materiał ścian.. Jeśli woda ślizga się po gładkim polipropylenie jak polędwica niezdarnej kobiety na chodniku w lodzie, to szorstka stal stwarza znacznie większy opór dla przepływu.
- Wiek rury również ma duży wpływ na przepuszczalność rury.. Stal rury wodne rdza, ponadto stal i żeliwo są przez lata eksploatacji zarośnięte osadami wapiennymi.
Zarośnięta rura ma znacznie większe opory przepływu (odporność polerowanej nowej Stalowa rura i zardzewiałe różnią się 200 razy!). Ponadto odcinki wewnątrz rury na skutek przerostu zmniejszają ich prześwit; nawet w idealnych warunkach znacznie mniej wody przepłynie przez zarośniętą rurę.
Czy uważasz, że ma sens obliczanie przepuszczalności według średnicy rury przy kołnierzu?
Uwaga: stan powierzchni rur plastikowych i metalowo-polimerowych nie ulega z czasem pogorszeniu. Po 20 latach rura będzie miała taką samą odporność na przepływ wody, jak podczas instalacji.
- Wreszcie dowolny obrót, zmiana średnicy, różne zawory i armatura - wszystko to również spowalnia przepływ wody.
Ach, gdyby powyższe czynniki można było zaniedbać! Nie mówimy jednak o odchyleniach w obrębie błędu, ale o czasami różnicy.
Wszystko to prowadzi nas do smutnego wniosku: proste obliczenie przepływu wody przez rurę jest niemożliwe.
Wiązka światła w ciemnej sferze
W przypadku przepływu wody przez kran zadanie można jednak znacznie uprościć. Warunek podstawowy proste obliczenia: otwór, przez który przepływa woda, musi być pomijalny w porównaniu ze średnicą rury doprowadzającej wodę.
Wtedy obowiązuje prawo Torricellego: v^2=2gh, gdzie v jest prędkością wypływu z małego otworu, g jest przyspieszeniem swobodnego spadania, a h jest wysokością słupa wody nad otworem. W takim przypadku objętość cieczy s * v przejdzie przez otwór o przekroju s na jednostkę czasu.
Mistrz zostawił ci prezent
Nie zapomnij: przekrój otworu nie jest średnicą, tylko polem równym pi*r^2.
Dla słupa wody o długości 10 metrów (co odpowiada nadciśnieniu jednej atmosfery) i otworu o średnicy 0,01 metra obliczenia będą następujące:
Wyciągamy pierwiastek kwadratowy i otrzymujemy v=13.98570698963767. Dla ułatwienia obliczeń zaokrąglimy wartość prędkości przepływu do 14 m/s.
Przekrój otworu o średnicy 0,01 m wynosi 3.14159265*0.01^2=0.000314159265 m2.
Tak więc przepływ wody przez nasz otwór wyniesie 0,000314159265 * 14 = 0,00439822971 m3 / s, czyli nieco mniej niż cztery i pół litra na sekundę.
Jak widać, w tym wariancie obliczenia nie są zbyt skomplikowane.
Ponadto w załączniku do artykułu znajdziesz tabelę zużycia wody przez najczęstsze urządzenia hydrauliczne, wskazującą minimalną średnicę wkładki.
Wniosek
To wszystko w skrócie. Jak widać, nie znaleźliśmy uniwersalnego prostego rozwiązania; mamy jednak nadzieję, że artykuł będzie dla Ciebie przydatny. Powodzenia!
Jak obliczyć przepustowość rur
Obliczanie przepustowości jest jednym z najbardziej wymagające zadania podczas układania rurociągu. W tym artykule postaramy się dokładnie określić, jak to się robi różne rodzaje rurociągi i materiały rurowe.
Rury o dużej wydajności
Pasmo- ważny parametr dla wszelkich rur, kanałów i innych spadkobierców rzymskiego akweduktu. Jednak przepustowość nie zawsze jest wskazana na opakowaniu rury (lub na samym produkcie). Ponadto od schematu rurociągu zależy również, ile płynu rura przechodzi przez odcinek. Jak poprawnie obliczyć przepustowość rurociągów?
Metody obliczania przepustowości rurociągów
Istnieje kilka metod obliczania tego parametru, z których każda jest odpowiednia dla konkretnego przypadku. Niektóre notacje, które są ważne przy określaniu przepustowości rury:
Średnica zewnętrzna — fizyczny rozmiar odcinka rury od jednej krawędzi ściany zewnętrznej do drugiej. W obliczeniach jest oznaczany jako Dn lub Dn. Ten parametr jest wskazany w oznaczeniu.
Średnica nominalna to przybliżona wartość średnicy wewnętrznego odcinka rury, zaokrąglona do liczby całkowitej. W obliczeniach jest oznaczony jako Du lub Du.
Fizyczne metody obliczania przepustowości rur
Wartości przepustowości rur są określane przez specjalne formuły. Dla każdego rodzaju produktu - dla gazu, zaopatrzenia w wodę, kanalizacji - metody obliczania są różne.
Metody obliczeń tabelarycznych
Utworzono tabelę przybliżonych wartości, aby ułatwić określenie przepustowości rur do okablowania wewnątrz mieszkania. W większości przypadków wysoka precyzja nie jest wymagana, więc wartości można stosować bez skomplikowanych obliczeń. Ale ta tabela nie uwzględnia spadku przepustowości spowodowanego pojawieniem się osadów wewnątrz rury, co jest typowe dla starych autostrad.
Istnieje dokładna tabela obliczania wydajności, zwana tabelą Shevelev, która uwzględnia materiał rury i wiele innych czynników. Stoły te są rzadko używane podczas układania rur wodociągowych w mieszkaniu, ale w prywatnym domu z kilkoma niestandardowymi pionami mogą się przydać.
Obliczanie za pomocą programów
Do dyspozycji nowoczesnych firm hydraulicznych dostępne są specjalne programy komputerowe do obliczania przepustowości rur, a także wiele innych podobnych parametrów. Ponadto opracowano kalkulatory online, które choć mniej dokładne, są bezpłatne i nie wymagają instalacji na komputerze. Jednym ze stacjonarnych programów „TAScope” jest twór zachodnich inżynierów, czyli shareware. Duże firmy korzystają z „Hydrosystemu” - jest to program krajowy, który oblicza rury według kryteriów wpływających na ich działanie w regionach Federacji Rosyjskiej. Oprócz obliczeń hydraulicznych pozwala obliczyć inne parametry rurociągów. Średnia cena to 150 000 rubli.
Jak obliczyć przepustowość rury gazowej?
Gaz jest jednym z najtrudniejszych do transportu materiałów, w szczególności dlatego, że ma tendencję do ściskania się i dlatego może przepływać przez najmniejsze szczeliny w rurach. Do obliczenia przepustowości rur gazowych (a także do projektu) instalacja gazowa ogólnie) mają specjalne wymagania.
Wzór na obliczenie przepustowości rury gazowej
Maksymalną przepustowość gazociągów określa wzór:
Qmaks = 0,67 DN2 * p
gdzie p jest równe ciśnieniu roboczemu w systemie gazociągów + 0,10 MPa lub ciśnieniu bezwzględnemu gazu;
Du - warunkowe przejście rury.
Istnieje złożona formuła obliczania przepustowości rury gazowej. Przy przeprowadzaniu wstępnych obliczeń, a także przy obliczaniu gazociągu krajowego zwykle nie jest on używany.
Qmax = 196,386 Du2 * p/z*T
gdzie z jest współczynnikiem ściśliwości;
T to temperatura transportowanego gazu, K;
Zgodnie z tym wzorem określa się bezpośrednią zależność temperatury transportowanego medium od ciśnienia. Im wyższa wartość T, tym bardziej gaz rozszerza się i naciska na ściany. Dlatego przy obliczaniu dużych autostrad inżynierowie biorą pod uwagę możliwe warunki pogodowe w obszarze, przez który przebiega rurociąg. Jeżeli nominalna wartość DN rury jest mniejsza niż ciśnienie gazu powstałego podczas wysokie temperatury latem (na przykład w temperaturze +38 ... +45 stopni Celsjusza), prawdopodobne jest uszkodzenie linii. Pociąga to za sobą wyciek cennych surowców i stwarza możliwość wybuchu odcinka rury.
Tabela pojemności rur gazowych w zależności od ciśnienia
Istnieje tabela do obliczania przepustowości gazociągu dla powszechnie stosowanych średnic i nominalnego ciśnienia roboczego rur. Obliczenia inżynierskie będą wymagane do określenia charakterystyk gazociągu o niestandardowych wymiarach i ciśnieniu. Również na ciśnienie, prędkość ruchu i objętość gazu ma wpływ temperatura powietrza zewnętrznego.
Maksymalna prędkość (W) gazu w tabeli wynosi 25 m/s, a z (współczynnik ściśliwości) wynosi 1. Temperatura (T) wynosi 20 stopni Celsjusza lub 293 Kelvina.
Pojemność rury kanalizacyjnej
Pasmo rura ściekowa- ważny parametr zależny od rodzaju rurociągu (ciśnieniowy lub bezciśnieniowy). Wzór obliczeniowy oparty jest na prawach hydrauliki. Oprócz żmudnych obliczeń, tabele służą do określenia przepustowości kanału.
Formuła obliczeń hydraulicznych
Do obliczeń hydraulicznych kanalizacji wymagane jest określenie niewiadomych:
- średnica rurociągu Du;
- średnia prędkość przepływu v;
- spadek hydrauliczny l;
- stopień wypełnienia h / Du (w obliczeniach są one odpychane od promienia hydraulicznego, który jest związany z tą wartością).
W praktyce ograniczają się do obliczenia wartości l lub h/d, ponieważ pozostałe parametry są łatwe do obliczenia. Nachylenie hydrauliczne we wstępnych obliczeniach uważa się za równe nachyleniu powierzchni ziemi, przy którym ruch ścieków nie będzie mniejszy niż prędkość samooczyszczania. Wartości prędkości oraz maksymalne wartości h/Dn dla sieci mieszkaniowych znajdują się w Tabeli 3.
Ponadto istnieje znormalizowana wartość minimalne nachylenie dla rur o małej średnicy: 150 mm
(i=0,008) i 200 (i=0,007) mm.
Wzór na objętościowe natężenie przepływu cieczy wygląda następująco:
gdzie a jest wolnym obszarem przepływu,
v jest prędkością przepływu, m/s.
Prędkość obliczana jest według wzoru:
gdzie R jest promieniem hydraulicznym;
C to współczynnik zwilżania;
Z tego możemy wyprowadzić wzór na nachylenie hydrauliczne:
Zgodnie z nim ten parametr jest określany, jeśli konieczne jest obliczenie.
gdzie n jest współczynnikiem chropowatości w zakresie od 0,012 do 0,015 w zależności od materiału rury.
Promień hydrauliczny jest uważany za równy zwykłemu promieniowi, ale tylko wtedy, gdy rura jest całkowicie wypełniona. W innych przypadkach użyj wzoru:
gdzie A jest obszarem poprzecznego przepływu płynu,
P to zwilżony obwód lub poprzeczna długość wewnętrznej powierzchni rury, która styka się z cieczą.
Tabele wydajności dla bezciśnieniowych rur kanalizacyjnych
Tabela uwzględnia wszystkie parametry użyte do wykonania obliczeń hydraulicznych. Dane są wybierane zgodnie z wartością średnicy rury i wstawiane do wzoru. Tutaj obliczono już objętościowe natężenie przepływu q cieczy przechodzącej przez odcinek rury, które można przyjąć jako przepustowość rurociągu.
Ponadto dostępne są bardziej szczegółowe tabele Lukin zawierające gotowe wartości przepustowości dla rur o różnych średnicach od 50 do 2000 mm.
Tabele wydajności dla ciśnieniowych systemów kanalizacyjnych
W tabelach wydajności dla ciśnieniowych rur kanalizacyjnych wartości zależą od maksymalnego stopnia napełnienia i szacowanego średniego natężenia przepływu ścieków.
Pojemność fajki wodnej
Najczęściej używane są rury wodne w domu. A ponieważ są one poddawane dużemu obciążeniu, obliczenie przepustowości sieci wodociągowej staje się ważnym warunkiem niezawodnej pracy.
Przejezdność rury w zależności od średnicy
Średnica nie jest najważniejszym parametrem przy obliczaniu drożności rury, ale wpływa również na jej wartość. Im większa średnica wewnętrzna rury, tym wyższa przepuszczalność, a także mniejsze prawdopodobieństwo zatorów i korków. Jednak oprócz średnicy należy wziąć pod uwagę współczynnik tarcia wody o ścianki rury (wartość tabelaryczna dla każdego materiału), długość przewodu oraz różnicę ciśnień płynu na wlocie i wylocie. Ponadto liczba zagięć i kształtek w rurociągu znacznie wpłynie na drożność.
Tabela pojemności rur według temperatury chłodziwa
Im wyższa temperatura w rurze, tym mniejsza jest jej pojemność, ponieważ woda rozszerza się, powodując dodatkowe tarcie. W przypadku kanalizacji nie ma to znaczenia, ale w systemach grzewczych jest to parametr kluczowy.
Jest tabela do obliczeń ciepła i chłodziwa.
Tabela wydajności rur w zależności od ciśnienia chłodziwa
Istnieje tabela opisująca przepustowość rur w zależności od ciśnienia.
Tabela wydajności rur w zależności od średnicy (wg Shevelev)
Tabele F.A. i A.F. Shevelev są jedną z najdokładniejszych tabelarycznych metod obliczania przepustowości systemu zaopatrzenia w wodę. Ponadto zawierają wszystkie niezbędne wzory obliczeniowe dla każdego konkretnego materiału. Jest to obszerny materiał informacyjny, z którego najczęściej korzystają inżynierowie hydraulików.
Tabele uwzględniają:
- średnice rur - wewnętrzne i zewnętrzne;
- grubość ściany;
- żywotność rurociągu;
- długość linii;
- przypisanie rur.
Pojemność rury w zależności od średnicy, ciśnienia: tabele, wzory obliczeniowe, kalkulator online
Obliczanie wydajności to jedno z najtrudniejszych zadań przy układaniu rurociągu. W tym artykule postaramy się dokładnie określić, jak to się robi dla różnych rodzajów rurociągów i materiałów rurowych.
