31132 0 22

Честотна лентатръби: прости за сложни

Как пропускателната способност на тръбата варира в зависимост от диаметъра? Какви фактори, освен напречното сечение, влияят на този параметър? И накрая, как да изчислим, макар и приблизително, пропускливостта на водоснабдителната система с известен диаметър? В статията ще се опитам да дам най-простите и достъпни отговори на тези въпроси.

Нашата задача е да научим как да изчислим оптималното напречно сечение на водопроводните тръби.

Защо е необходимо

Хидравличното изчисление ви позволява да получите оптималното минимумдиаметъра на тръбопровода.

От една страна, парите по време на строителството и ремонта винаги силно липсват, както и цената работещ метъртръбите расте нелинейно с увеличаване на диаметъра. От друга страна, недооценен участък от водоснабдяването ще доведе до прекомерен спад на налягането в крайните устройства поради хидравличното му съпротивление.

При скорост на потока в междинното устройство спадът на налягането в крайното устройство ще доведе до факта, че температурата на водата при отворени кранове за студена и топла вода ще се промени драстично. В резултат на това или ще бъдете обляни ледена водаили попарен с вряла вода.

Ограничения

Съзнателно ще огранича обхвата на разглежданите задачи до водопровода на малка частна къща. Има две причини:

1. Газовете и течностите с различен вискозитет се държат напълно различно при транспортиране през тръбопровод. Отчитане на поведението на естествените и втечнен газ, петрол и други медии биха увеличили обема на този материал няколко пъти и биха ни отдалечили далеч от моята специализация - ВиК;
2. В случай на голяма сграда с множество ВиК инсталации за хидравлично изчислениеводоснабдителната система ще трябва да изчисли вероятността за едновременно използване на няколко точки на прием на вода. AT малка къщаизчислението се извършва за пикова консумация от всички налични устройства, което значително опростява задачата.

Фактори

Хидравличното изчисление на водоснабдителната система е търсене на една от двете величини:

• Изчисляване на пропускателната способност на тръба с известно напречно сечение;
• Изчисление оптимален диаметърна известна планирана цена.

AT реални условия(при проектиране на водоснабдителна система) много по-често трябва да изпълнявате втората задача.

Логиката на домакинството предполага, че максималният поток на вода през тръбопровода се определя от неговия диаметър и входно налягане. Уви, реалността е много по-сложна. Факт е, че тръбата има хидравлично съпротивление: Най-просто казано, потокът се забавя поради триенето в стените. Освен това материалът и състоянието на стените предсказуемо влияят върху степента на спиране.

Тук пълен списъкфактори, влияещи върху работата на водопроводната тръба:

• наляганев началото на водоснабдяването (четете - налягане в трасето);
• пристрастиетръби (промяна на височината му над условното ниво на земята в началото и края);

• Материалстени. Полипропиленът и полиетиленът имат много по-малко грапавост от стоманата и чугуна;
• възрасттръби. С течение на времето стоманата ще ръждясва и варовикови отлагания, които не само увеличават грапавостта, но и намаляват вътрешния просвет на тръбопровода;

Това не се отнася за стъкло, пластмаса, мед, поцинковани и металополимерни тръби. Те са като нови дори след 50 години експлоатация. Изключение прави затлачването на водопровода, когато в големи количествасуспендирани твърди вещества и липса на входни филтри.

• Количество и ъгъл завои;
• Промени в диаметъраводопровод;
• Наличие или отсъствие заварки, зърна за запояване и свързващи фитинги;

• Спирателни вентили. Дори пълноценен сферични крановеосигуряват известно съпротивление на потока.

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

Закон на Торичели

Евангелиста Торичели, живял в началото на 17 век, е известен като студент Галилео Галилейи авторът на концепцията атмосферно налягане. Той също така притежава формула, описваща скоростта на потока на водата, която се излива от съд през отвор с известни размери.

За да работи формулата на Торичели, е необходимо:

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

Една атмосфера под земната гравитация е в състояние да вдигне воден стълб с 10 метра. Следователно налягането в атмосфери се преизчислява в напор просто умножениена 10.

1. За да бъде дупката значително по-малък от диаметъра на съда, като по този начин се елиминира загубата на налягане поради триенето в стените.

На практика формулата на Торичели ви позволява да изчислите потока на вода през тръба с вътрешен участък с известни размери при известен моментен напор по време на поток. Просто казано: за да използвате формулата, трябва да инсталирате манометър пред крана или да изчислите спада на налягането на водоснабдяването при известно налягане в линията.

Самата формула изглежда така: v^2=2gh. В него:

• v е скоростта на потока на изхода на отвора, в метри в секунда;
• g е ускорението на падането (за нашата планета е равно на 9,78 m/s^2);
• h - глава (височина на водния стълб над отвора).

Как това ще ни помогне в нашата задача? И фактът, че поток на течност през отвор(същата пропускателна способност) е равна на S*v, където S е площта на напречното сечение на отвора и v е скоростта на потока от горната формула.

Captain Evidence предполага: знаейки площта на напречното сечение, е лесно да се определи вътрешният радиус на тръбата. Както знаете, площта на кръг се изчислява като π*r^2, където π се закръгля до 3,14159265.

В този случай формулата на Торичели ще изглежда като v^2=2*9,78*20=391,2. Корен квадратенот 391,2 се закръгля до 20. Това означава, че водата ще се излива от дупката със скорост 20 m / s.

Изчисляваме диаметъра на отвора, през който тече потокът. Преобразувайки диаметъра в SI единици (метри), получаваме 3,14159265*0,01^2=0,0003141593. И сега изчисляваме водния поток: 20 * 0,0003141593 \u003d 0,006283186, или 6,2 литра в секунда.

Обратно в реалността

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

Обикновено проблемът с изчислението се решава от обратното: при известен воден поток през водопроводните инсталации, дължината на водопроводната тръба и нейния материал, се избира диаметър, който осигурява спад на налягането до приемливи стойности. Ограничаващият фактор е скоростта на потока.

Референтни данни

Дебитът за битови водопроводни тръбиСчитат се 0,7 - 1,5 m/s.Превишаването на последната стойност води до появата на хидравличен шум (предимно при завои и фитинги).

Лесно се намират нормите за консумация на вода за водопроводни инсталации нормативна документация. По-специално, те са дадени от приложението към SNiP 2.04.01-85. За да спестя читателя от дълги търсения, ще дам тази таблица тук.

Таблицата показва данни за смесители с аератори. Тяхното отсъствие изравнява потока през мивката, мивката и смесителите за душ с потока през крана при къпане.

Нека ви напомня, че ако искате да изчислите водоснабдяването на частна къща със собствените си ръце, сумирайте консумацията на вода за всички монтирани уреди. Ако не спазвате тази инструкция, ще ви очакват изненади, като рязък спад на температурата под душа при отваряне на крана. топла водана .

Ако в сградата има противопожарна вода, към планирания поток се добавят 2,5 l / s за всеки хидрант. За противопожарно водоснабдяване скоростта на потока е ограничена до 3 m/s: в случай на пожар хидравличният шум е последното нещо, което ще изнерви жителите.

При изчисляване на налягането обикновено се приема, че на устройството екстремно от входа то трябва да бъде най-малко 5 метра, което съответства на налягане от 0,5 kgf / cm2. Част от ВиК инсталации (проточни бойлери, клапани за пълнене за автомат перални машинии др.) просто не работят, ако налягането във водопровода е под 0,3 атмосфери. Освен това е необходимо да се вземат предвид хидравличните загуби на самото устройство.

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

Дебит, диаметър, скорост

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

1. Q=SV. Водният поток в кубични метри в секунда е равен на площта на напречното сечение в квадратни метраумножено по скоростта на потока в метри в секунда;
2. S = r ^2. Площта на напречното сечение се изчислява като произведение на числото "pi" и квадрата на радиуса.

Къде мога да получа стойностите за радиуса на вътрешната секция?

• В стоманени тръбие равно на, с минимална грешка, половината от контрола(условен проход, който е маркиран търкаляне на тръба);
• За полимер, метал-полимер и др. вътрешният диаметър е равен на разликата между външния, с който са маркирани тръбите, и удвоената дебелина на стената (обикновено също присъства в маркировката). Радиусът, съответно, е половината от вътрешния диаметър.

1. Вътрешният диаметър е 50-3 * 2 = 44 мм, или 0,044 метра;
2. Радиусът ще бъде 0,044/2=0,022 метра;
3. Площта на вътрешната секция ще бъде равна на 3,1415 * 0,022 ^ 2 \u003d 0,001520486 m2;
4. При скорост на потока от 1,5 метра в секунда, скоростта на потока ще бъде 1,5 * 0,001520486 = 0,002280729 m3 / s, или 2,3 литра в секунда.

загуба на глава

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

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

• H е заветният спад на налягането в метри;
• аз - хидравличен наклон на водомера;
• L е дължината на водоснабдяването в метри;
• К- коефициент, което прави възможно да се опрости изчисляването на спада на налягането на спирателни вентилии . Обвързано е с предназначението на водопроводната мрежа.

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

Коефициентът K се приема равен на:

При хидравличен наклон картината е много по-сложна. Съпротивлението, което тръбата предлага на поток зависи от:

• Вътрешна секция;
• Грапавост на стената;
• Дебити.

Списък със стойности 1000i (хидравличен наклон на 1000 метра водоснабдяване) може да се намери в таблиците на Шевелев, които всъщност се използват за хидравлично изчисление. Таблиците са твърде големи за статия, тъй като дават стойности от 1000i за всички възможни диаметри, скорости на потока и материали с коригиран живот.

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

Авторът на таблиците дава стойностите на спада на налягането не за вътрешната секция, а за стандартни размери, с които са маркирани тръбите, нагласени за дебелина на стената. Въпреки това, таблиците са публикувани през 1973 г., когато съответният пазарен сегмент все още не е бил формиран.
Когато изчислявате, имайте предвид, че за метал-пластмаса е по-добре да вземете стойности, съответстващи на тръба с една стъпка по-малка.

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

1. При скорост на потока, възможно най-близка до 1,5 m/s (1,38 m/s), стойността на 1000i ще бъде равна на 142,8 метра;
2. Хидравличният наклон на един метър тръба ще бъде равен на 142,8 / 1000 \u003d 0,1428 метра;
3. Коефициентът на корекция за битови водопроводни тръби е 0,3;
4. Формулата като цяло ще приеме формата H=0,1428*45(1+0,3)=8,3538 метра. Това означава, че в края на водоснабдяването при скорост на водния поток от 0,45 l / s (стойността от лявата колона на таблицата), налягането ще спадне с 0,84 kgf / cm2 и при 3 атмосфери на входа ще бъде доста приемливо 2,16 kgf / cm2.

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

В допълнение, за изчисляване на максималния поток през водоснабдяване с известни характеристики, можете да изберете в колоната "скорост на потока" на пълната таблица на Шевелев такава стойност, при която налягането в края на тръбата не пада под 0,5 атмосфери.

Заключение

Уважаеми читателю, ако горните инструкции, въпреки изключителното опростяване, все още ви изглеждат досадни, просто използвайте една от многото онлайн калкулатори. Както винаги, Допълнителна информацияможете да намерите във видеото в тази статия. Ще съм благодарен за вашите допълнения, корекции и коментари. Успех, другари!

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

По време на проектирането на тръбопровода изборът на размери на тръбите се извършва въз основа на хидравлично изчисление, което определя вътрешния диаметър на тръбите, които трябва да преминат точната сумагаз при допустими загуби на налягане или, напротив, загуби на налягане по време на транспортиране на необходимото количество газ през дървена къща с предварително определен диаметър. Съпротивлението, което се появява при движението на газа в тръбопровода, се сумира от локалните съпротивления и съпротивленията на линейно триене: съпротивленията на триене играят своята роля по цялата дължина на тръбопровода, а локалните съпротивления се създават само в точката на промяна в посоката и скорост на движение на газа (тройници, ъгли и др.). Подробно хидравлично изчисление на газопроводи се извършва по формулите, дадени в SP 42-101-2003, като се вземат предвид и режимът на движение на газа и коефициентите на хидравлично съпротивление на газопровода.
***
Можете също да използвате онлайн изчисления, изчисляване на диаметъра на газопровода и неговите размери. Ето една съкратена версия.
***

За да изчислите вътрешния диаметър на газопровода, можете да използвате формулата:

DP= (626AQ0/ρ0 ΔPsp)1/m1

DP е проектният диаметър. Q0 - прогнозен потокгаз (m3/h). ΔPr - специфична загуба на налягане (PA/m)

Вътрешният диаметър на газопровода се взема от стандартните вътрешни диаметри на тръбопроводите: най-близкият по-малък е за полиетиленови газопроводи, а следващият по-голям е за стоманени.

В газопроводи ниско налягане, изчислените общи загуби на налягане на газа се приемат за не повече от 1,80 * 10 (на трета степен) PA, във вътрешни газопроводи и входящи газопроводи - 0,60 * 10 (на трета степен) PA.

За да се изчисли падането на налягането, е необходимо да се определи такъв параметър като числото на Рейнолдс, което зависи от естеството на движението на газа. Необходимо е също така да се определи "λ" - коефициент на хидравлично триене. Числото на Рейнолдс е безразмерно съотношение, което отразява режима, в който се движи газ или течност: турбулентно и ламинарно.

Съществува така нареченото критично число на Рейнолдс, което е равно на 2320. Ако числото на Рейнолдс е по-малко от критичната стойност, тогава режимът е ламинарен, ако е повече, тогава турбулентен.

Числото на Рейнолдс, като критерий за прехода от ламинарно към турбулентно и обратно, е от значение за потоците под налягане. Ако разгледаме прехода към свободен поток, тогава преходната зона между турбулентния и ламинарния режим се увеличава, следователно не е особено необходимо да се използва числото на Рейнолдс като критерий.

Свързани новини:

Опънати тавани лесно се комбинират с различни цветове и текстури, освен това са много леки. Основна характеристика опънат таване възможността за монтажа му при различни наклони и ъгли в различни равнини. Таванът е снабден с бактериален филм, който ще служи като добра защита срещу насекоми и ще ви позволи да монтирате тавана в медицински и детски заведения. Като всеки материал, в допълнение към недостатъците, има и незначителни недостатъци, особено след като този материал принадлежи към луксозния сегмент. И така, минуси: Невъзможността за демонтиране на тавана и повторното му инсталиране в същата стая, т.к. физични свойстваматериалите не позволяват извършването на такъв процес. Въпреки това, както казах, монтаж в друга стая е осъществим, но с по-малък размер. Последно...

Самите камини в своя дизайн вече предвиждат вида гориво, което се използва за изгаряне. Може да бъде течно гориво, газ или твърдо гориво. Но в повечето случаи в къщите се монтират камини на твърдо гориво (дърва, въглища, торфен брикет, антрацит). Твърдите дървесни видове (бреза, дъб, леска, глог, тис, габър, ясен) горят дълго време, отделят много топлинна енергия и дават равномерен дълъг пламък, но също така е трудно да се накълцат. Тополата и всички иглолистни дървета принадлежат към меки породи: те се разделят перфектно, изгарят много по-бързо. Но е по-добре да не ги използвате, тъй като те съдържат катран и тази смола искри и отделя вредни изпарения при изгаряне. Повечето подходящ вариантще има дърва за огрев от дъб, бреза, трепетлика или елша. Брезовите трупи дават повече...

Художественото коване е един от методите за повърхностна обработка метален тип, което прави възможно създаването на уникални продукти, които се използват днес в почти всички области. Като цяло можем да кажем, че художественият тип коване се счита за доста популярен поради своята неутралност, тъй като може да изглежда подходящо в напълно различни области. Една от основните области, където художественото коване се използва активно, е проектирането на интериорни дизайни и домакински парцели, където би било хубаво да се монтира кована ограда. Такъв доста широк план за използване на коване художествен типгарантирано от факта, че поради своята гъвкавост може да се превърне в наистина незаменим елемент. Сега всеки тип артикул може да бъде...

Избор маса за хранене- задачата не е лесна и много отговорна, защото трапезарията е мястото, където се събира цялото семейство. Тази стая е олицетворение на сърцето на къщата. Необходимо е да изберете интериорен елемент, като вземете предвид размерите на стаята, така че да не изглежда обемист и не трябва да купувате артикул, който е твърде малък. Трябва да се обърне внимание на ширината, така че масата да не се окаже твърде тясна, което няма да направи възможно сервирането на ястия спретнато и удобно, нито пък трябва да е твърде широка, което ще пречи на комуникацията. При поставянето на масата трябва да се има предвид, че е необходимо известно пространство, за да се разшири столът, за който трябва да се запази поне по метър от всяка страна. Не само размерът на масата трябва да съответства на стаята, но и на броя на членовете на семейството. ...

Изключително важно е в банята да се чувствате максимално удобно и комфортно. За да направите това, трябва да изберете правилното водопроводно оборудване, да украсите банята в съответствие с вашия вкус. Днес ще ви кажем как да изберете правилния. важен елементсанитарен възел, като душ кабина. Първо трябва да определите мястото - където ще бъде разположена душ кабината, измерете разстоянието, уверете се, че нищо няма да попречи на отварянето на вратите, входът ще бъде удобен и безплатен. Измерете ниво на сградатаравномерност на пода и стените, така че кабината да не стои криво. Според материала се препоръчва да изберете акрилни душ кабини. Акрилът насърчава по-бързото нагряване и по-дългото задържане на топлината. От съображения за безопасност палетът трябва да бъде закупен с гофрирана повърхност, той ...

Б.К. Ковалев, заместник-директор по научноизследователска и развойна дейност

AT последните временаВсе по-често се срещат примери, когато се правят поръчки за индустриални газово оборудванепровежда се от мениджъри, които нямат достатъчно опит и технически познанияотносно предмета на поръчката. Понякога резултатът не е напълно правилно приложение или фундаментално неправилен избор на поръчано оборудване. Една от най-често срещаните грешки е изборът на номинални участъци на входящия и изходния тръбопровод на газоразпределителна станция, ориентирани само към номиналните стойности на налягането на газа в тръбопровода, без да се отчита скоростта на газовия поток. Целта на тази статия е да даде препоръки за определяне на пропускателната способност на тръбопроводите GDS, които позволяват при избора на стандартен размер на газоразпределителна станция да се извърши предварителна оценка на нейната производителност за конкретни стойности на работни налягания и номинални диаметри на входящия и изходящия тръбопровод.

При избора на необходимите стандартни размери на GDS оборудването един от основните критерии е производителността, която до голяма степен зависи от капацитета на входящия и изходния тръбопровод.

Капацитетът на тръбопроводите на газоразпределителна станция се изчислява, като се вземат предвид изискванията нормативни документиограничаване на максимално допустимия дебит на газ в тръбопровода до 25m/s. От своя страна дебитът на газа зависи главно от налягането на газа и площта на напречното сечение на тръбопровода, както и от свиваемостта на газа и неговата температура.

Капацитетът на тръбопровода може да се изчисли от класическата формула за скоростта на газа в газопровода (Ръководство за проектиране магистрални газопроводиредактиран от A.K. Дерцакян, 1977 г.):

където У- скорост на движение на газа в газопровода, m/s;
В- газов поток през даден участък (при 20 ° C и 760 mm Hg), m 3 / h;
z- фактор на свиваемост (за идеален газ z = 1);
T = (273 + t °C)- температура на газа, °К;
д- вътрешен диаметър на тръбопровода, cm;
стр= (Pwork + 1,033) - абсолютно наляганегаз, kgf / cm 2 (атм);
В системата SI (1 kgf / cm 2 = 0,098 MPa; 1 mm = 0,1 cm) тази формула ще приеме следната форма:

където D е вътрешният диаметър на тръбопровода, mm;
p = (Pwork + 0,1012) - абсолютно налягане на газа, MPa.
От това следва, че капацитетът на тръбопровода Qmax, съответстващ на максималния дебит на газ w = 25m/s, се определя по формулата:

За предварителни изчисления можем да вземем z = 1; T = 20? C = 293? K и с достатъчна степен на надеждност извършете изчисления по опростена формула:

Стойностите на пропускателна способност на тръбопроводи с най-често срещаните условни диаметри в GDS при различни стойности на налягането на газа са показани в Таблица 1.

Забележка: за предварителна оценка на пропускателната способност на тръбопроводите вътрешните диаметри на тръбите се приемат равни на техните конвенционални стойности (DN 50; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500).

Примери за използване на таблицата:

1. Определете капацитета на GDS с DNin=100mm, DNout=150mm, с PNin=2.5 - 5.5 MPa и PNout=1.2 MPa.

От таблица 1 установяваме, че капацитетът на изходния тръбопровод DN=150mm при PN=1,2 MPa ще бъде 19595 m 3 / h, в същото време входящ тръбопровод DN=100mm при PN=5.5 MPa ще може да премине 37520 m 3 /h, а при PN=2.5 MPa - само 17420 m 3 /h. Така този GDS с PNin=2.5 - 5.5 MPa и PNout=1.2 MPa ще може да преминава от 17420 до 19595 m 3 /h колкото е възможно повече. Забележка: По-точни стойности на Qmax могат да бъдат получени от формула (3).

2. Определете диаметъра на изходния тръбопровод на GDS, с капацитет 5000 m 3 / h при Pin=3,5 MPa за изходни налягания Pout1=1,2 MPa и Pout2=0,3 MPa.

От таблица 1 установяваме, че пропускателна способност от 5000m 3 /час при Pout=1,2 MPa ще бъде осигурена от тръбопровод DN=80mm, а при Pout=0,3 MPa - само DN=150mm. В същото време е достатъчно да има тръбопровод DN=50mm на входа на GDS.