Sieć grzewcza, systemy ogrzewania budynków, obwody hydrauliczne maszyny, systemy odwadniające, rurociągi wodne - wszystkie te obiekty składają się z rurociągów. Tworzona na ich podstawie komunikacja inżynierska jest najbardziej ekonomicznym środkiem transportu różnych substancji. Obliczenia hydrauliczne rurociągów pozwalają określić wartości wielu charakterystyk przy maksymalnej przepustowości elementów rurociągu.
Obliczenia hydrauliczne są przeprowadzane dla wszystkich systemów - ogrzewania, hydrauliki, kanalizacji
Zadowolony
Co jest obliczane
Ta procedura jest wykonywana w odniesieniu do następujących parametrów operacyjnych komunikacji inżynierskiej.
- Natężenie przepływu płynu w poszczególnych segmentach zaopatrzenia w wodę.
- Natężenie przepływu czynnika roboczego w rurach.
- Optymalna średnica dopływu wody, która zapewnia dopuszczalny spadek ciśnienia.
Rozważ szczegółowo metodologię obliczania tych wskaźników.
Konsumpcja wody
Dane dotyczące normatywnego zużycia wody przez poszczególne urządzenia hydrauliczne podano w dodatku do SNiP 2.04.01-85. Dokument ten reguluje budowę sieci kanalizacyjnych i wewnętrznych systemów zaopatrzenia w wodę. Poniższa część jest częścią odpowiedniej tabeli.
Tabela 1
| Armatura wodociągowa | Całkowity przepływ (ciepła woda użytkowa i zimna woda), litr / sekundę | Zużycie zimnej wody, litr / sekundę |
| Miska ustępowa z bezpośrednim zaworem wody | 1,4 | 1,4 |
| Miska ustępowa ze zbiornikiem do spuszczania wody | 0,10 | 0,10 |
| Kabina prysznicowa (mikser) | 0,12 | 0,08 |
| Wanna (mikser) | 0,25 | 0,17 |
| Zlew (mikser) | 0,12 | 0,08 |
| Umywalka (mikser) | 0,12 | 0,08 |
| Umywalka (baterie wodne) | 0,10 | 0,10 |
| Kran do podlewania | 0,3 | 0,3 |
Jeśli zamierzasz korzystać z kilku urządzeń jednocześnie, przepływ jest sumowany. Tak więc w przypadku, gdy prysznic pracuje na pierwszym piętrze z jednoczesnym korzystaniem z toalety na drugim piętrze, logiczne jest dodanie objętości zużycia wody przez obu konsumentów - 0,12 + 0,10 = 0,22 litra / sekundę.
Ciśnienie wody w przyszłym zaopatrzeniu w wodę zależy od poprawności obliczeń
Ważny! Następująca zasada ma zastosowanie do rurociągów wody pożarowej: dla jednego strumienia musi zapewniać przepływ co najmniej 2,5 litra / sek.
Oczywiste jest, że podczas gaszenia pożaru liczba dysz z jednego hydrantu zależy od powierzchni i rodzaju budynku. Dla ułatwienia informacje na ten temat są również dostępne w formie tabelarycznej.
Tabela 2
| Rodzaj budynku | Wymagana ilość środka gaśniczego |
| Administracja przedsiębiorstw (objętość do 25 000 metrów sześciennych) | 1 |
| Budynki użyteczności publicznej (objętość do 25 000 metrów sześciennych, ponad 10 pięter) | 2 |
| Budynki użyteczności publicznej (objętość do 25 000 metrów sześciennych, do 10 pięter) | 1 |
| Budynek zarządzania (objętość do 25 000 metrów sześciennych, 10 i więcej pięter) | 2 |
| Budynek zarządzania (od 6 do 10 pięter) | 1 |
| Budynek mieszkalny (od 16 do 25 pięter) | 2 |
| Budynek mieszkalny (do 16 pięter) | 1 |
Przepływ
Załóżmy, że stoimy przed zadaniem obliczenia ślepej sieci wodociągowej przy danym szczytowym natężeniu przepływu przez nią. Celem obliczeń jest określenie średnicy, przy której zapewnione zostanie dopuszczalne natężenie przepływu przez rurociąg (zgodnie z SNiPu - 0,7 - 1,5 m / s).
Aby wybrać średnicę rury, konieczne są również obliczenia.
Stosujemy formuły. Rozmiar rurociągu zależy od natężenia przepływu wody i jego natężenia przepływu według następujących wzorów:
S = π * R2 gdzie
S to pole przekroju poprzecznego rury.Jednostka miary - metr kwadratowy; π jest znaną liczbą niewymierną; R jest promieniem wewnętrznej średnicy rury.
Jednostka miary - te same metry kwadratowe.
Na notatce! W przypadku rur żeliwnych i stalowych promień jest zwykle równy połowie ich średnicy nominalnej (DN). Większość plastikowych produktów rurowych ma nominalną średnicę zewnętrzną o jeden stopień większą niż średnica wewnętrzna. Na przykład w przypadku rury polipropylenowej o wewnętrznym przekroju 32 milimetrów średnica zewnętrzna wynosi 40 milimetrów.
Następująca formuła wygląda następująco:
W = V × S, gdzie
W - zużycie wody w metrach sześciennych; V - natężenie przepływu wody (m / s); S - powierzchnia przekroju (metry kwadratowe).
Przykład. Obliczymy rurociąg systemu gaśniczego dla jednego strumienia, którego przepływ wody wynosi 3,5 litra na sekundę. W układzie SI wartość tego wskaźnika będzie wynosić: 3,5 l / s = 0,0035 m3 / s. Ten przepływ na strumień jest znormalizowany, aby ugasić pożar w budynkach magazynowych i przemysłowych o pojemności od 200 do 400 metrów sześciennych i wysokości do 50 metrów.
W przypadku rur polimerowych średnica zewnętrzna może być o jeden stopień większa niż wewnętrzna
Najpierw bierzemy drugi wzór i obliczamy minimalne pole przekroju. Jeśli prędkość wynosi 3 m / s., Ten wskaźnik jest równy
S = W / V = 0,0035 / 3 = 0,0012 m2
Wówczas promień wewnętrznej części rury będzie taki:
R = √S / π = 0,019 m.
Zatem wewnętrzna średnica rurociągu powinna być równa minimum
Ext. = 2R = 0,038 m = 3,8 centymetra.
Jeśli wynikiem obliczeń jest wartość pośrednia między standardowymi wartościami wymiarów produktów rurowych, zaokrąglanie jest wykonywane w górę. Oznacza to, że w tym przypadku odpowiednia jest standardowa rura stalowa o DN = 40 mm.
Jak łatwo jest znaleźć średnicę. Aby wykonać szybkie obliczenia, możesz użyć innej tabeli, która bezpośrednio odnosi przepływ wody przez rurociąg do jego średnicy nominalnej. Przedstawiono to poniżej.
Tabela 3
| Zużycie, litr / sek. | Minimalne zdalne sterowanie rurociągiem, milimetry |
| 10 | 50 |
| 6 | 40 |
| 4 | 32 |
| 2,4 | 25 |
| 1,2 | 20 |
| 0,6 | 15 |
| 0,20 | 10 |
Utrata ciśnienia
Obliczenie straty ciśnienia w odcinku rurociągu o znanej długości jest dość proste. Ale tutaj musisz użyć sporej ilości zmiennych. Ich wartości można znaleźć w katalogach. Formuła jest następująca:
P = b × L × (1 + K), gdzie
P - strata ciśnienia w metrach wody. Ta właściwość ma zastosowanie, ponieważ zmienia się ciśnienie wody w jej przepływie; b - nachylenie hydrauliczne rurociągu; L to długość rurociągu w metrach; K to specjalny współczynnik. To ustawienie zależy od celu sieci.
Na spadek ciśnienia ma wpływ obecność zaworów odcinających i kolanek rur.
Ta formuła jest znacznie uproszczona. W praktyce spadki ciśnienia są powodowane przez zawory i zgięcia rur. Dzięki cyfrom przedstawiającym to zjawisko w armaturze możesz zapoznać się z poniższą tabelą.
Tabela 4
| Równoważna z długością prostego odcinka rurociągu, w metrach | ||||||||||||
| Średnica | 300 | 250 | 200 | 150 | 125 | 100 | 80 | 65 | 50 | 40 | 32 | 25 |
| 50% otwarty kran | 60 | 60 | 60 | 45 | 30 | 30 | 15 | 15,0 | 15 | 15,0 | 15 | 15,0 |
| Kurek otwarty w 75% | 8 | 8 | 8 | 6 | 4 | 4 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 |
| Kurek w 100% otwarty | 2 | 2 | 2 | 1,5 | 1 | 1 | 0,50 | 0,50 | 0,5 | 0,5 | 0,50 | 0,5 |
| Zawór zwrotny | 35 | 25 | 25 | 20 | 15 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 |
| Składany zawór zwrotny | 45 | 30 | 30 | 25 | 20 | 15 | 12 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 |
| Stożkowe zwężenie | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
| Łokieć 90 stopni | 7 | 5 | 4 | 2,7 | 2,5 | 1,7 | 1,30 | 0,9 | 0,70 | 0,6 | 0,40 | 0,3 |
| Łuk 90 stopni | 5,5 | 5 | 3 | 2 | 1,8 | 1,20 | 1 | 0,7 | 0,50 | 0,4 | 0,30 | 0,2 |
Niektóre elementy powyższej formuły wymagają komentarza. Szanse są proste. Jego wartości można znaleźć w SNiPa nr 2.04.01-85.
Tabela 5
|
Cel zaopatrzenia w wodę |
Współczynnik |
| Walka z ogniem | 0,15 |
| Picie w gospodarstwie domowym | 0,3 |
| Walka z ogniem | 0,1 |
| Produkcja ekonomiczna i ogień | 0,2 |
Jeśli chodzi o koncepcję „spadku hydraulicznego”, to wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane.
Ważny! Ta cecha pokazuje opór wywierany przez rurę na ruch wody.
Nachylenie hydrauliczne jest pochodną następujących parametrów:
- Przepływ. Zależność jest wprost proporcjonalna, tzn. Im większy jest opór hydrauliczny, tym szybciej porusza się przepływ;
- Średnica rury.Tutaj zależność jest już odwrotnie proporcjonalna: opór hydrauliczny rośnie wraz ze spadkiem przekroju gałęzi inżynierii;
- chropowatość ścian. Ten wskaźnik z kolei zależy od materiału rury (powierzchnia HDPE lub polipropylenu jest gładsza niż powierzchnia stali). W niektórych przypadkach ważnym czynnikiem jest wiek rur wodociągowych. Osady wapienne i rdza powstające z czasem zwiększają chropowatość powierzchni ścian.
W starych rurach wzrasta opór hydrauliczny, ponieważ z powodu zarastania wewnętrznych ścian rur ich prześwit jest zawężony
Korzystanie ze stołu Shevelev
Aby rozwiązać problem związany z określaniem nachylenia hydraulicznego za pomocą kalkulatora, możesz całkowicie skorzystać z tabeli obliczeń hydraulicznych rur wodnych opracowanej przez F.Sheveleva. Zawiera dane dla różnych średnic, materiałów i prędkości przepływu. Ponadto tabela zawiera poprawki dotyczące starych rur. Ale tutaj należy wyjaśnić jedną kwestię: korekty wieku nie dotyczą wszystkich rodzajów produktów z rur polimerowych. Struktura powierzchni zwykłego lub usieciowanego polietylenu, polipropylenu i metalu z tworzywa sztucznego nie zmienia się przez cały okres eksploatacji.
Ze względu na dużą objętość stołu Shevelev nie jest praktyczne publikowanie go w całości. Poniżej znajduje się tylko niewielki fragment tego dokumentu na plastikową rurę o średnicy 16 milimetrów.
Tabela 6
| Prędkość, m / s | Przepływ litr / sek | Nachylenie hydrauliczne dla rurociągu o długości 1000 metrów (1000i) |
| 1,50 | 0,17 | 319,8 |
| 1,41 | 0,16 | 287,2 |
| 1,33 | 0,15 | 256,1 |
| 1,24 | 0,14 | 226,6 |
| 1,15 | 0,13 | 198,7 |
| 0,88 | 0,1 | 124,7 |
| 0,90 | 0,09 | 103,5 |
| 0,71 | 0,08 | 84 |
Analizując wyniki obliczania spadku ciśnienia, należy pamiętać, że większość urządzeń hydraulicznych wymaga pewnej nadciśnienia do normalnej pracy. SNiP, przyjęty 30 lat temu, podaje dane o już przestarzałym sprzęcie. Bardziej nowoczesne modele sprzętu gospodarstwa domowego i urządzeń sanitarnych wymagają do normalnej pracy, aby nadciśnienie wynosiło co najmniej 0,3 kgf / cm2 (lub 3 metry ciśnienia). Jednak, jak pokazuje praktyka, lepiej jest uwzględnić w obliczeniach nieco większą wartość tego parametru - 0,5 kgf / cm2.
Normalne działanie instalacji wodociągowej jest zapewnione przez nadciśnienie w rurociągu
Przykłady
Dla lepszego przyswojenia informacji poniżej podano przykład obliczenia hydraulicznego plastikowego źródła wody. Następujące dane są akceptowane jako dane początkowe:
- średnica - 16,6 mm;
- długość - 27 metrów;
- maksymalny dopuszczalny przepływ wody wynosi 1,5 m / s.
Na notatce! Po uruchomieniu systemu zaopatrzenia w wodę przeprowadza się testy przy ciśnieniu równym co najmniej pracownikowi pomnożonemu przez współczynnik 1,3. W takim przypadku czynność próby hydraulicznej konkretnego odgałęzienia rurociągu powinna obejmować oznaczenia ciśnienia próbnego, a także czasu trwania pracy testowej.
Nachylenie hydrauliczne o długości 1000 metrów wynosi (przyjmujemy wartość z tabeli) 319,8. Ale ponieważ wzór do obliczania spadku ciśnienia nie może być zastąpiony przez 1000i, ale po prostu i, ten wskaźnik należy podzielić przez 1000. W rezultacie otrzymujemy:
319,8:1000=0,3198
Dla zaopatrzenia w wodę pitną przyjmuje się współczynnik K równy 0,3.
Przy obliczaniu ważne jest, aby wziąć pod uwagę cel zaopatrzenia w wodę
Po podstawieniu tych wartości formuła będzie wyglądać następująco:
P = 0,3198 × 27 × (1 + 0,3) = 11,224 metra.
Zatem nadciśnienie równe 0,5 atmosfery będzie wytwarzane na końcowym instrumencie sanitarnym przy ciśnieniu w rurociągu systemu zaopatrzenia w wodę 0,5 + 1,122 = 1,622 kgf / cm2. A ponieważ ciśnienie w linii z reguły nie spada poniżej 2,5 - 3 atmosfer, ten warunek jest całkiem wykonalny.
Obliczenia hydrauliczne rurociągów instalacji grzewczych za pomocą programów
Obliczanie ogrzewania prywatnego domu jest dość skomplikowaną procedurą. Jednak specjalne programy znacznie to upraszczają. Obecnie dostępny jest wybór kilku usług online tego typu. Dane wyjściowe zawierają następujące dane:
- wymagana średnica rurociągu;
- pewien zawór używany do równoważenia;
- rozmiary elementów grzejnych;
- wartości czujników różnicy ciśnień;
- parametry kontrolne zaworów termostatycznych;
- ustawienia numeryczne części regulacyjnych.
Program Oventrop do wyboru rur polipropylenowych. Przed uruchomieniem należy określić wymagane elementy wyposażenia i skonfigurować ustawienia. Pod koniec obliczeń użytkownik otrzymuje kilka opcji wdrożenia systemu grzewczego. Wprowadzają iteracyjnie zmiany.
Obliczanie sieci ciepłowniczej pozwala wybrać odpowiednie rury i sprawdzić przepływ chłodziwa
To oprogramowanie do obliczeń hydraulicznych pozwala wybrać elementy rurowe linii o pożądanej średnicy i określić natężenie przepływu chłodziwa. Jest niezawodnym pomocnikiem w obliczeniach zarówno konstrukcji jednorurowej, jak i dwururowej. Wygoda pracy jest jedną z głównych zalet Oventrop co. Program obejmuje gotowe bloki i katalogi materiałów.
Program HERZ CO: obliczenia uwzględniające kolektor. To oprogramowanie jest dostępne bezpłatnie. Umożliwia wykonywanie obliczeń niezależnie od liczby rur. HERZ CO pomaga tworzyć projekty dla odnowionych i nowych budynków.
Uwaga! Jest jedno zastrzeżenie: mieszanka glikolu służy do tworzenia struktur.
Program koncentruje się również na obliczeniach jedno- i dwururowych systemów grzewczych. Za jego pomocą bierze się pod uwagę działanie zaworu termostatycznego, a także określa się straty ciśnienia w urządzeniach grzewczych i wskaźnik oporu przepływu nośnika ciepła.
Wyniki obliczeń są wyświetlane w formie graficznej i schematycznej. HERZ CO ma funkcję pomocy. Program ma moduł, który pełni funkcję wyszukiwania i lokalizowania błędów. Pakiet oprogramowania będzie zawierał katalog danych dotyczących urządzeń do ogrzewania i zaworów.
Oprogramowanie Instal-Therm HCR. Za pomocą tego oprogramowania można obliczyć grzejniki i ogrzewanie powierzchniowe. Zestaw dostarczający zawiera moduł Tece, który zawiera procedury projektowania różnych rodzajów systemów zaopatrzenia w wodę, skanowania rysunków i obliczania strat ciepła. Program jest wyposażony w różne katalogi zawierające armaturę, baterie, izolację termiczną i różnorodne armatury.
Długość rurociągu jest ważna dla obliczeń
Program komputerowy „TRANSIT”. Ten pakiet oprogramowania umożliwia wielowymiarowe obliczenia hydrauliczne rurociągów naftowych, w których znajdują się pośrednie przepompownie ropy naftowej (zwane dalej NPS). Początkowe dane to:
- absolutna szorstkość rur, ciśnienie na końcu linii i jej długość;
- elastyczność i lepkość kinematyczna nasyconych par oleju i jego gęstość;
- marka i liczba pomp uwzględnionych zarówno na stacji głównej, jak i na pośrednich stacjach pomp;
- układ rur według średnicy;
- profil rurociągu.
Wynik obliczeń jest prezentowany w postaci danych dotyczących charakterystyk odcinków grawitacyjnych tułowia i prędkości pompowania. Ponadto użytkownik otrzymuje tabelę przedstawiającą wartość ciśnienia przed dowolnym NPS i po nim.
Podsumowując, należy stwierdzić, że najprostsze metody obliczeń podano powyżej. Specjaliści używają znacznie bardziej złożonych schematów.
