31132 0 22

Pasovna širina cevi: preprosto o zapleteno

Kako se pretok cevi razlikuje glede na premer? Kateri dejavniki poleg preseka vplivajo na ta parameter? Končno, kako izračunati, čeprav približno, prepustnost vodovodnega sistema z znanim premerom? V članku bom poskušal dati najbolj preproste in dostopne odgovore na ta vprašanja.

Naša naloga je naučiti se izračunati optimalni prerez vodovodnih cevi.

Zakaj je potrebno

Hidravlični izračun vam omogoča, da dobite optimalno minimalno premer cevovoda.

Po eni strani denarja med gradnjo in popravilom vedno močno primanjkuje ter cena tekoči meter cevi rastejo nelinearno z naraščajočim premerom. Po drugi strani pa bo podcenjen del oskrbe z vodo zaradi hidravličnega upora povzročil prevelik padec tlaka na končnih napravah.

S pretokom na vmesni napravi bo padec tlaka na končni napravi povzročil, da se bo temperatura vode z odprtimi pipami za hladno in toplo vodo dramatično spremenila. Posledično boste bodisi potopljeni ledena voda ali poparjen z vrelo vodo.

Omejitve

Namenoma bom omejil obseg obravnavanih nalog na vodovodne instalacije majhne zasebne hiše. Obstajata dva razloga:

1. Plini in tekočine različnih viskoznosti se pri transportu po cevovodu obnašajo povsem različno. Upoštevanje obnašanja naravnih in utekočinjen plin, nafta in drugi mediji bi večkrat povečali obseg tega materiala in bi nas odpeljali daleč stran od moje specializacije - vodovoda;
2. V primeru velike stavbe s številnimi vodovodnimi napeljavami za hidravlični izračun sistem za oskrbo z vodo bo moral izračunati verjetnost hkratne uporabe več točk dovoda vode. AT majhna hiša izračun se izvede za konično porabo vseh razpoložljivih naprav, kar močno poenostavi nalogo.

Dejavniki

Hidravlični izračun vodovodnega sistema je iskanje ene od dveh količin:

• Izračun pretoka cevi z znanim presekom;
• Izračun optimalni premer po znani načrtovani ceni.

AT realnih razmerah(pri načrtovanju vodovoda) veliko pogosteje morate opraviti drugo nalogo.

Gospodinjska logika kaže, da je največji pretok vode skozi cevovod določen z njegovim premerom in vstopnim tlakom. Aja, realnost je veliko bolj zapletena. Dejstvo je, da cev ima hidravlični upor: Preprosto povedano, tok se zaradi trenja ob stene upočasni. Poleg tega material in stanje sten predvidljivo vplivata na stopnjo zaviranja.

tukaj celoten seznam Dejavniki, ki vplivajo na delovanje vodovodne cevi:

• Pritisk na začetku oskrbe z vodo (beri - tlak na poti);
• pristranskost cevi (sprememba višine nad pogojnim nivojem tal na začetku in na koncu);

• Material stene. Polipropilen in polietilen imata veliko manjšo hrapavost kot jeklo in lito železo;
• starost cevi. Sčasoma bo jeklo zarjavelo in usedline apna, ki ne samo povečajo hrapavost, ampak tudi zmanjšajo notranji odmik cevovoda;

To ne velja za steklo, plastiko, baker, pocinkano in kovinsko-polimerne cevi. Tudi po 50 letih delovanja so kot novi. Izjema je zamuljenje vodovoda, ko v velikem številu suspendirane trdne snovi in ​​odsotnost vstopnih filtrov.

• Količina in kot obrne;
• Spremembe premera vodovod;
• Prisotnost ali odsotnost zvari, kroglice za spajkanje in spojni elementi;

• Zaporni ventili. Celo polna Kroglični ventili zagotavljajo določen upor proti toku.

Vsak izračun zmogljivosti cevovoda bo zelo približen. Hočeš ali nočeš, bomo morali uporabiti povprečne koeficiente, ki so značilni za razmere, ki so blizu našim.

Torricellijev zakon

Evangelista Torricelli, ki je živel v začetku 17. stoletja, je znan kot študent Galileo Galilei in avtor koncepta zračni tlak. Ima tudi formulo, ki opisuje pretok vode, ki se izlije iz posode skozi odprtino znanih dimenzij.

Da bi Torricellijeva formula delovala, je potrebno:

1. Tako da poznamo tlak vode (višina vodnega stolpca nad luknjo);

Ena atmosfera pod zemeljsko gravitacijo lahko dvigne vodni stolpec za 10 metrov. Zato se tlak v atmosferah preračuna v glavo preprosto množenje na 10.

1. Da bi bila luknja bistveno manjši od premera posode, s čimer se odpravi izguba tlaka zaradi trenja ob stene.

V praksi Torricellijeva formula omogoča izračun pretoka vode skozi cev z notranjim prerezom znanih dimenzij pri znani trenutni višini med pretokom. Preprosto povedano: če želite uporabiti formulo, morate pred pipo namestiti manometer ali izračunati padec tlaka na vodovodu pri znanem tlaku v cevi.

Sama formula izgleda takole: v^2=2gh. V:

• v je hitrost toka na izstopu iz odprtine, v metrih na sekundo;
• g je pospešek padca (za naš planet je enak 9,78 m/s^2);
• h - glava (višina vodnega stolpca nad luknjo).

Kako nam bo to pomagalo pri naši nalogi? In dejstvo, da pretok tekočine skozi odprtino(enaka prepustnost) je enaka S*v, kjer je S površina prečnega prereza odprtine in v je hitrost toka iz zgornje formule.

Captain Evidence pravi: če poznamo površino prečnega prereza, je enostavno določiti notranji polmer cevi. Kot veste, se površina kroga izračuna kot π*r^2, kjer je π zaokroženo na 3,14159265.

V tem primeru bo Torricellijeva formula videti kot v^2=2*9,78*20=391,2. Kvadratni koren od 391,2 je zaokroženo na 20. To pomeni, da bo voda izlila iz luknje s hitrostjo 20 m / s.

Izračunamo premer luknje, skozi katero teče tok. Če pretvorimo premer v enote SI (metre), dobimo 3,14159265*0,01^2=0,0003141593. In zdaj izračunamo pretok vode: 20 * 0,0003141593 \u003d 0,006283186 ali 6,2 litra na sekundo.

Nazaj v resničnost

Dragi bralec, upam si predlagati, da pred mešalnikom nimate nameščenega manometra. Očitno je, da je za natančnejši hidravlični izračun potrebnih nekaj dodatnih podatkov.

Običajno se problem izračuna rešuje iz nasprotnega: pri znanem pretoku vode skozi vodovodne napeljave, dolžini vodovodne cevi in ​​njenem materialu se izbere premer, ki zagotavlja padec tlaka na sprejemljive vrednosti. Omejevalni dejavnik je pretok.

Referenčni podatki

Pretok za gospodinjske vodovodne cevi Upošteva se 0,7 - 1,5 m / s. Preseganje slednje vrednosti vodi do pojava hidravličnega hrupa (predvsem na ovinkih in okovjeh).

Stopnje porabe vode za vodovodne napeljave je enostavno najti normativno dokumentacijo. Zlasti jih podaja dodatek k SNiP 2.04.01-85. Da bi bralca rešil pred dolgotrajnim iskanjem, bom dal to tabelo tukaj.

Tabela prikazuje podatke za mešalnike z aeratorji. Njihova odsotnost izenači pretok skozi umivalnik, umivalnik in pipe za prho s pretokom skozi pipo pri kopanju.

Naj vas spomnim, da če želite z lastnimi rokami izračunati oskrbo z vodo v zasebni hiši, seštejte porabo vode za vse vgrajene aparate. Če tega navodila ne boste upoštevali, vas čakajo presenečenja, na primer močan padec temperature pod tušem ob odpiranju pipe. vroča voda na .

Če je v objektu oskrba s požarno vodo, se načrtovanemu pretoku doda 2,5 l/s za vsak hidrant. Za oskrbo s požarno vodo je hitrost toka omejena na 3 m/s: v primeru požara je hidravlični hrup zadnja stvar, ki bo vznemirila stanovalce.

Pri izračunu tlaka se običajno predpostavlja, da mora biti na skrajni napravi od vhoda najmanj 5 metrov, kar ustreza tlaku 0,5 kgf / cm2. Del vodovodne napeljave (pretočni grelniki vode, polnilni ventili za avtomat pralni stroji itd.) preprosto ne delujejo, če je tlak v vodovodu pod 0,3 atmosfere. Poleg tega je treba upoštevati hidravlične izgube na sami napravi.

Na sliki - pretočni grelnik vode Atmor Basic. Vključuje ogrevanje samo pri tlaku 0,3 kgf/cm2 in več.

Pretok, premer, hitrost

Naj vas spomnim, da sta med seboj povezana z dvema formulama:

1. Q=SV. Pretok vode v kubičnih metrih na sekundo je enak površini prečnega prereza v kvadratnih metrov pomnoženo s hitrostjo toka v metrih na sekundo;
2. S = r ^2. Površina prečnega prereza se izračuna kot zmnožek števila "pi" in kvadrata polmera.

Kje lahko dobim vrednosti za polmer notranjega odseka?

• Pri jeklene cevi je enako z najmanjšo napako, polovica kontrole(pogojni prehod, ki je označen kot valjanje cevi);
• Za polimer, kovinsko-polimer itd. notranji premer je enak razliki zunanjega, s katerim so cevi označene, in dvakratne debeline stene (običajno je tudi v oznaki). Polmer je torej polovica notranjega premera.

1. Notranji premer je 50-3 * 2 = 44 mm ali 0,044 metra;
2. Polmer bo 0,044/2=0,022 metra;
3. Površina notranjega odseka bo enaka 3,1415 * 0,022 ^ 2 = 0,001520486 m2;
4. Pri pretoku 1,5 metra na sekundo bo pretok 1,5 * 0,001520486 = 0,002280729 m3 / s ali 2,3 litra na sekundo.

izguba glave

Kako izračunati, koliko tlaka se izgubi na vodovodnem sistemu z znanimi parametri?

Najenostavnejša formula za izračun padca tlaka je H = iL(1+K). Kaj pomenijo spremenljivke v njem?

• H je cenjeni padec tlaka v metrih;
• jaz - hidravlični naklon merilnika vodovodne cevi;
• L je dolžina oskrbe z vodo v metrih;
• K- koeficient, kar omogoča poenostavitev izračuna padca tlaka na zaporni ventili in . Vezana je na namen vodovodnega omrežja.

Kje lahko dobim vrednosti teh spremenljivk? No, razen dolžine cevi - rulete še nihče ni odpovedal.

Koeficient K je enak:

S hidravličnim naklonom je slika veliko bolj zapletena. Upor, ki ga cev ponuja proti toku, je odvisen od:

• Notranji odsek;
• hrapavost sten;
• Stopnje pretoka.

Seznam vrednosti 1000i (hidravlični naklon na 1000 metrov oskrbe z vodo) najdete v Shevelevovih tabelah, ki se dejansko uporabljajo za hidravlični izračun. Tabele so prevelike za artikel, saj dajejo vrednosti 1000i za vse možne premere, pretoke in materiale s popravljeno življenjsko dobo.

Tukaj je majhen del mize Shevelev za plastična cev velikost 25 mm.

Avtor tabel navaja vrednosti padca tlaka ne za notranji odsek, ampak za standardne velikosti, s katerim so cevi označene, prilagojene debelini stene. Vendar so bile tabele objavljene leta 1973, ko se ustrezni tržni segment še ni oblikoval.
Pri izračunu ne pozabite, da je za kovinsko plastiko bolje vzeti vrednosti, ki ustrezajo cevi za korak manj.

Uporabimo to tabelo za izračun padca tlaka polipropilenska cev s premerom 25 mm in dolžino 45 metrov. Dogovorimo se, da projektiramo vodovod za gospodinjske namene.

1. Pri hitrosti toka, ki je čim bližje 1,5 m/s (1,38 m/s), bo vrednost 1000i enaka 142,8 metra;
2. Hidravlični naklon enega metra cevi bo enak 142,8 / 1000 \u003d 0,1428 metra;
3. Korekcijski faktor za vodovodne cevi za gospodinjstvo je 0,3;
4. Formula kot celota bo imela obliko H=0,1428*45(1+0,3)=8,3538 metrov. To pomeni, da bo ob koncu oskrbe z vodo pri pretoku vode 0,45 l / s (vrednost iz levega stolpca tabele) tlak padel za 0,84 kgf / cm2 in pri 3 atmosferah na vstopu bo naj bo povsem sprejemljiva 2,16 kgf / cm2.

To vrednost je mogoče uporabiti za določitev poraba po Torricelli formuli. Metoda izračuna s primerom je podana v ustreznem razdelku članka.

Poleg tega za izračun največjega pretoka skozi vodovod s znane značilnosti, lahko v stolpcu "stopnja pretoka" celotne Shevelevove tabele izberete takšno vrednost, pri kateri tlak na koncu cevi ne pade pod 0,5 atmosfere.

Zaključek

Spoštovani bralec, če so se vam zgornja navodila kljub skrajni poenostavitvi še vedno zdela dolgočasna, uporabite eno od mnogih spletni kalkulatorji. Kot vedno, Dodatne informacije najdete v videoposnetku v tem članku. Hvaležen bom za vaše dodatke, popravke in komentarje. Srečno, tovariši!

Če želite izraziti hvaležnost, dodati pojasnilo ali ugovor, nekaj vprašati avtorja - dodajte komentar ali se zahvalite!

Pri načrtovanju cevovoda se izbira velikosti cevi izvede na podlagi hidravličnega izračuna, ki določa notranji premer cevi za prehod pravi znesek plin pri dovoljenih izgubah tlaka ali, nasprotno, izgubah tlaka med prevozom potrebne količine plina skozi brunaro predhodno določenega premera. Upor, ki se pojavi pri gibanju plina v cevovodu, je povzet iz lokalnih uporov in linearnih tornih uporov: torni upori igrajo svojo vlogo po celotni dolžini cevovoda, lokalni upor pa nastane le na mestu spremembe smeri. in hitrost gibanja plina (tees, vogali itd.). Podroben hidravlični izračun plinovodov se izvede po formulah iz SP 42-101-2003, upošteva pa tudi način gibanja plina in koeficiente hidravličnega upora plinovoda.
***
Uporabite lahko tudi spletne izračune, izračun premera plinovoda in njegovih dimenzij. Tukaj je skrajšana različica.
***

Za izračun notranjega premera plinovoda lahko uporabite formulo:

DP= (626AQ0/ρ0 ΔPsp)1/m1

DP je projektni premer. Q0 - ocenjeni pretok plin (m3/h). ΔPr - specifična izguba tlaka (PA/m)

Notranji premer plinovoda se vzame iz standardnih notranjih premerov cevovodov: najbližji manjši je za polietilenske plinovode, naslednji večji pa za jeklene.

V plinovodih nizek pritisk, izračunane skupne izgube tlaka plina se štejejo za največ 1,80 * 10 (v tretji stopnji) PA, v notranjih plinovodih in dovodnih plinovodih - 0,60 * 10 (v tretji stopnji) PA.

Za izračun padca tlaka je treba določiti tak parameter, kot je Reynoldsovo število, ki je odvisno od narave gibanja plina. Prav tako je treba določiti "λ" - koeficient hidravličnega trenja. Reynoldsovo število je brezdimenzionalno razmerje, ki odraža način gibanja plina ali tekočine: turbulentno in laminarno.

Obstaja tako imenovano kritično Reynoldsovo število, ki je enako 2320. Če je Reynoldsovo število manjše od kritične vrednosti, je režim laminaren, če je več, pa turbulenten.

Reynoldsovo število je kot merilo za prehod iz laminarnega v turbulentno in obratno relevantno za tlačne tokove. Če upoštevamo prehod v prosti tok, potem se tukaj prehodno območje med turbulentnim in laminarnim režimom poveča, zato Reynoldsovega števila kot merila ni treba posebej uporabljati.

Povezane novice:

Raztegljivi stropi se zlahka kombinirajo z različnimi barvnimi in teksturnimi možnostmi, poleg tega pa so zelo lahki. Glavna značilnost raztegljivi strop je možnost njegove namestitve pod različnimi nagibi in koti v različnih ravninah. Strop je opremljen z bakterijskim filmom, ki bo služil kot dobra zaščita pred žuželkami in vam bo omogočil montažo stropa v zdravstvenih in otroških ustanovah. Kot vsak material ima poleg slabosti tudi manjše pomanjkljivosti, še posebej, ker ta material spada v luksuzni segment. Torej, slabosti: nemogoče razstaviti strop in ga znova namestiti v isti prostor, saj fizične lastnosti materiali ne omogočajo izvajanja takega postopka. Vendar, kot sem rekel, je namestitev v drugo sobo izvedljiva, vendar v manjši velikosti. Zadnji ...

Kamini sami v svoji zasnovi že predvidevajo vrsto goriva, ki se uporablja za zgorevanje. Lahko bi bilo tekoče gorivo, plin oz trdo gorivo. Toda v večini primerov so v hišah nameščeni kamini na trda goriva (drva, premog, šotni briket, antracit). Trdne drevesne vrste (breza, hrast, leska, glog, tisa, gaber, jesen) dolgo gorijo, oddajajo veliko toplotne energije in dajejo enakomeren dolg plamen, težko pa jih je tudi sekljati. Topol in vsi iglavci spadajo med mehke pasme: popolnoma se cepijo, veliko hitreje gorijo. Vendar je bolje, da jih ne uporabljate, saj vsebujejo katran in ta smola pri gorenju iskri in sprošča škodljive hlape. Večina primerna možnost drva bodo iz hrasta, breze, trepetlike ali jelše. Brezovi hlodi dajejo več ...

Umetniško kovanje je ena od metod površinske obdelave kovinski tip, kar omogoča ustvarjanje edinstvenih izdelkov, ki se danes uporabljajo na skoraj vseh področjih. Na splošno lahko rečemo, da je umetniška vrsta kovanja zaradi svoje nevtralnosti zelo priljubljena, saj lahko izgleda primerno v popolnoma različna področja. Eno od glavnih področij, kjer se aktivno uporablja umetniško kovanje, je oblikovanje notranjih zasnov in gospodinjskih parcel, kjer bi bilo lepo namestiti kovano ograjo. Tako dokaj širok načrt za uporabo kovanja umetniški tip zagotavlja dejstvo, da lahko zaradi svoje vsestranskosti postane resnično nepogrešljiv element. Zdaj je lahko vsaka vrsta artikla ...

Izbira jedilna miza- naloga ni lahka in zelo odgovorna, saj je jedilnica prostor, kjer se zbere vsa družina. Ta soba je utelešenje srca hiše. Notranji predmet je treba izbrati ob upoštevanju dimenzij prostora, da se ne zdi zajeten, in ne bi smeli kupiti premajhnega predmeta. Pozornost je treba nameniti širini, da se miza ne izkaže za preozko, kar ne bo omogočilo urejenega in priročnega serviranja jedi, niti ne sme biti preširoka, kar bo oviralo komunikacijo. Pri postavitvi mize je treba upoštevati, da je za raztegovanje stola potrebno nekaj prostora, za kar naj bo na vsaki strani rezerviran vsaj meter. Ne samo velikost mize mora ustrezati prostoru, temveč tudi število družinskih članov. ...

Izjemno pomembno je, da se v kopalnici počutite čim bolj udobno in udobno. Če želite to narediti, morate izbrati pravo vodovodno opremo, okrasite kopalnico v skladu s svojim okusom. Danes vam bomo povedali, kako izbrati pravega. pomemben element sanitarni prostor, kot je tuš kabina. Najprej morate določiti kraj - kjer bo tuš kabina, izmerite razdaljo, se prepričajte, da nič ne bo preprečilo odpiranja vrat, vhod bo priročen in brezplačen. Izmerite nivo stavbe enakomernost tal in sten, da kabina ne stoji krivo. Glede na material je priporočljivo izbrati akrilne tuš kabine. Akril spodbuja hitrejše segrevanje in daljše zadrževanje toplote. Iz varnostnih razlogov je treba paleto kupiti z valovito površino, ...

B.K. Kovalev, namestnik direktorja za raziskave in razvoj

AT zadnji čas Vse pogosteje naletimo na primere pri oddaji naročil za industrijsko plinska oprema izvajajo vodje, ki nimajo dovolj izkušenj in tehnično znanje glede predmeta javnega naročila. Včasih rezultat ni povsem pravilna aplikacija ali v osnovi napačna izbira naročene opreme. Ena najpogostejših napak je izbira nazivnih odsekov dovodnih in izstopnih cevovodov distribucijske postaje plina, usmerjenih le na nazivne vrednosti tlaka plina v cevovodu brez upoštevanja pretoka plina. Namen tega članka je izdati priporočila za določanje prepustnosti cevovodov GDS, ki omogočajo, da pri izbiri velikosti plinske distribucijske postaje opravimo predhodno oceno njene zmogljivosti za določene vrednosti obratovalnih tlakov in nazivnih premerov. dovodnih in izstopnih cevovodov.

Pri izbiri zahtevanih tipskih dimenzij opreme GDS je eno glavnih meril zmogljivost, ki je v veliki meri odvisna od zmogljivosti dovodnih in izstopnih cevovodov.

Zmogljivost cevovodov plinske distribucijske postaje se izračuna ob upoštevanju zahtev normativni dokumenti omejitev največjega dovoljenega pretoka plina v cevovodu na 25 m/s. Po drugi strani je pretok plina odvisen predvsem od tlaka plina in površine prečnega prereza cevovoda, pa tudi od stisljivosti plina in njegove temperature.

Pretok plinovoda je mogoče izračunati iz klasične formule za hitrost plina v plinovodu (Vodnik za načrtovanje magistralnih plinovodov uredil A.K. Dercakjan, 1977):

kje W- hitrost gibanja plina v plinovodu, m/s;
Q- pretok plina skozi določen odsek (pri 20 ° C in 760 mm Hg), m 3 / h;
z- faktor stisljivosti (za idealen plin z = 1);
T = (273 + t °C)- temperatura plina, °K;
D- notranji premer cevovoda, cm;
str= (Pwork + 1,033) - absolutni pritisk plin, kgf / cm 2 (atm);
V sistemu SI (1 kgf / cm 2 = 0,098 MPa; 1 mm = 0,1 cm) bo ta formula dobila naslednjo obliko:

kjer je D notranji premer cevovoda, mm;
p = (Pwork + 0,1012) - absolutni tlak plina, MPa.
Iz tega sledi, da je zmogljivost cevovoda Qmax, ki ustreza največjemu pretoku plina w = 25m/s, določena s formulo:

Za predhodne izračune lahko vzamemo z = 1; T \u003d 20? C \u003d 293? K in z zadostno stopnjo zanesljivosti opravite izračune po poenostavljeni formuli:

Pretočne vrednosti cevovodov z najpogostejšimi pogojnimi premeri v GDS pri različnih vrednostih tlaka plina so prikazane v tabeli 1.

Opomba: za predhodno oceno pretoka cevovodov so notranji premeri cevi enaki njihovim običajnim vrednostim (DN 50; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500).

Primeri uporabe tabele:

1. Določite zmogljivost GDS s DNin=100mm, DNout=150mm, s PNin=2,5 - 5,5 MPa in PNout=1,2 MPa.

Iz tabele 1 ugotovimo, da bo zmogljivost izstopnega cevovoda DN=150mm pri PN=1,2 MPa 19595 m 3 / h hkrati dovodni cevovod DN=100mm pri PN=5,5 MPa bo zmogel 37520 m 3 /h, pri PN=2,5 MPa pa le 17420 m 3 /h. Tako bo ta GDS s PNin=2,5 - 5,5 MPa in PNout=1,2 MPa lahko čim več prehajal od 17420 do 19595 m 3 /h. Opomba: Natančnejše vrednosti Qmax lahko dobite iz formule (3).

2. Določite premer izstopnega cevovoda GDS, s kapaciteto 5000 m 3 / h pri Pin=3,5 MPa za izstopna tlaka Pout1=1,2 MPa in Pout2=0,3 MPa.

Iz tabele 1 ugotovimo, da bo pretok 5000m 3 /uro pri Pout=1,2 MPa zagotavljal cevovod DN=80mm, pri Pout=0,3 MPa pa le DN=150mm. Hkrati je dovolj, da imamo na vhodu GDS cevovod DN=50mm.