Отоплителни мрежи, отоплителни системи на сгради, хидравлични вериги на машини, дренажни системи, водопроводи - всички тези обекти се състоят от тръбопроводи. Инженерните комуникации, създадени на тяхна основа, са най-икономичното средство за транспортиране на различни вещества. Хидравличното изчисляване на тръбопроводите ви позволява да определите стойностите на много характеристики при максимална пропускателна способност на тръбните елементи на тръбопровода.
Хидравличните изчисления се извършват за всички системи - отопление, водопровод, канализация
съдържание
Какво се изчислява
Тази процедура се извършва по отношение на следните параметри за работа на инженерни комуникации.
- Дебит на течността на отделни сегменти от водоснабдяването.
- Дебитът на работната среда в тръбите.
- Оптималният диаметър на водоснабдяването, който осигурява приемлив спад на налягането.
Разгледайте подробно методологията за изчисляване на тези показатели.
Консумация на вода
Данните за нормативната консумация на вода от отделни водопроводни уреди са посочени в приложението към SNiP 2.04.01-85. Този документ регламентира изграждането на канализационни мрежи и вътрешни водоснабдителни системи. Следното е част от съответната таблица.
маса 1
| ВиК арматура | Общ дебит (битова гореща и студена вода), литър / секунда | Консумация на студена вода, литър / секунда |
| Тоалетна чиния с директен воден клапан | 1,4 | 1,4 |
| Тоалетна чиния с резервоар за източване на вода | 0,10 | 0,10 |
| Душ кабина (миксер) | 0,12 | 0,08 |
| Вана (смесител) | 0,25 | 0,17 |
| Мивка (смесител) | 0,12 | 0,08 |
| Умивалник (миксер) | 0,12 | 0,08 |
| Умивалник (кранове за вода) | 0,10 | 0,10 |
| Кран за поливане | 0,3 | 0,3 |
Ако възнамерявате да използвате няколко устройства едновременно, потокът се добавя. Така че, в случай, че душът работи на първия етаж с едновременното използване на тоалетната на втория етаж, е логично да се добави обемът на консумацията на вода от двамата потребители - 0,12 + 0,10 = 0,22 литра / секунда.
Водното налягане в бъдещото водоснабдяване зависи от правилността на изчисленията
Важно! Следното правило важи за тръбите за пожарна вода: за една струя тя трябва да осигурява дебит от поне 2,5 литра / сек.
Напълно ясно е, че по време на пожарогасенето броят струи от един пожарен хидрант се определя от площта и вида на сградата. За по-лесно справяне информацията по този въпрос е достъпна и в табличен вид.
таблица 2
| Вид сграда | Необходимо количество за гасене на пожар |
| Администрация на предприятия (обем до 25 000 куб. М) | 1 |
| Обществени сгради (обем до 25 000 куб. М, повече от 10 етажа) | 2 |
| Обществени сгради (обем до 25 000 куб. М, до 10 етажа) | 1 |
| Сграда за управление (обем до 25 000 кубически метра, 10 и повече етажа) | 2 |
| Сграда за управление (от 6 до 10 етажа) | 1 |
| Жилищна сграда (от 16 до 25 етажа) | 2 |
| Жилищна сграда (до 16 етажа) | 1 |
Дебит
Да предположим, че сме изправени пред задачата да изчислим задънена водопроводна мрежа при даден пиков дебит през нея. Целта на изчисленията е да се определи диаметърът, при който ще бъде осигурен приемлив дебит през тръбопровода (съгласно SNiPu - 0,7 - 1,5 m / s).
За да изберете диаметъра на тръбата, са необходими и изчисления.
Прилагаме формулите. Размерът на тръбопровода е свързан с дебита на водата и нейния дебит по следните формули:
S = π * R2 където
S е площта на напречното сечение на тръбата.Мерна единица - квадратен метър; π е известното ирационално число; R е радиусът на вътрешния диаметър на тръбата.
Единица за измерване - същите квадратни метра.
На бележка! При тръбите от чугун и стомана радиусът обикновено се равнява на половината от номиналния им диаметър (DN). Повечето пластмасови тръбни продукти имат номинален външен диаметър с една стъпка по-голям от вътрешния диаметър. Например в полипропиленова тръба с вътрешно напречно сечение 32 милиметра външният диаметър е 40 милиметра.
Следната формула изглежда така:
W = V × S, където
W - консумация на вода в куб. М; V - дебит на водата (m / s); S - площ на секцията (квадратни метра).
Пример. Ще изчислим тръбопровода на системата за гасене на пожар за една струя, чийто воден поток е 3,5 литра в секунда. В системата SI стойността на този показател ще бъде: 3,5 l / s = 0,0035 m3 / s. Тази консумация на струя се нормализира за гасене на пожар вътре в складови и промишлени сгради с обем от 200 до 400 куб. М и височина до 50 метра.
За полимерните тръби външният диаметър може да бъде с една стъпка по-голям от вътрешния
Първо вземаме втората формула и изчисляваме минималната площ на напречното сечение. Ако скоростта е 3 m / s., Този индикатор е равен на
S = Ш / V = 0,0035 / 3 = 0,0012 м2
Тогава радиусът на вътрешната секция на тръбата ще бъде такъв:
R = √S / π = 0,019 m.
По този начин вътрешният диаметър на тръбопровода трябва да е равен на минимум
Ext. = 2R = 0,038 m = 3,8 сантиметра.
Ако резултатът от изчисленията е междинна стойност между стандартните стойности на размерите на тръбните продукти, закръглянето се извършва нагоре. Тоест в този случай е подходяща стандартна стоманена тръба с DN = 40 мм.
Колко лесно е да разберете диаметъра. За да извършите бързо изчисление, можете да използвате друга таблица, която директно свързва потока на водата през тръбопровода с номиналния му диаметър. Представена е по-долу.
Таблица 3
| Разход, литър / сек. | Минимално дистанционно управление на тръбопровода, милиметри |
| 10 | 50 |
| 6 | 40 |
| 4 | 32 |
| 2,4 | 25 |
| 1,2 | 20 |
| 0,6 | 15 |
| 0,20 | 10 |
Загуба на налягане
Изчисляването на загубата на налягане в участък от тръбопровод с известна дължина е доста проста. Но тук трябва да използвате доста количество променливи. Можете да намерите техните стойности в директории. А формулата е следната:
P = b × L × (1 + K), където
P - загуба на налягане в метри вода. Тази характеристика е приложима с оглед на факта, че налягането на водата в нейния поток се променя; б - хидравличен наклон на тръбопровода; L е дължината на тръбопровода в метри; K е специален коефициент. Тази настройка зависи от целта на мрежата.
Загубата на налягане се влияе от наличието на спирателни кранове и завои на тръбите.
Тази формула е значително опростена. На практика спада на налягането се причинява от клапани и тръбни завои. С фигурите, представящи това явление в арматурата, можете да се запознаете, като изучите следната таблица.
Таблица 4
| Еквивалентно на дължината на правия участък на тръбопровода, метри | ||||||||||||
| диаметър | 300 | 250 | 200 | 150 | 125 | 100 | 80 | 65 | 50 | 40 | 32 | 25 |
| 50% отворен спирателен кран | 60 | 60 | 60 | 45 | 30 | 30 | 15 | 15,0 | 15 | 15,0 | 15 | 15,0 |
| 75% отворен спирателен кран | 8 | 8 | 8 | 6 | 4 | 4 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 |
| 100% отворен спирателен кран | 2 | 2 | 2 | 1,5 | 1 | 1 | 0,50 | 0,50 | 0,5 | 0,5 | 0,50 | 0,5 |
| Проверка на клапана | 35 | 25 | 25 | 20 | 15 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 |
| Сгъваемият възвратен клапан | 45 | 30 | 30 | 25 | 20 | 15 | 12 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 |
| Конично стесняване | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
| 90 градусов лакът | 7 | 5 | 4 | 2,7 | 2,5 | 1,7 | 1,30 | 0,9 | 0,70 | 0,6 | 0,40 | 0,3 |
| 90 градусов завой | 5,5 | 5 | 3 | 2 | 1,8 | 1,20 | 1 | 0,7 | 0,50 | 0,4 | 0,30 | 0,2 |
Някои елементи от горната формула трябва да бъдат коментирани. Коефициентите са прости. Стойностите му могат да бъдат намерени в SNiPa № 2.04.01-85.
Таблица 5
|
Цел на водоснабдяването |
коефициент |
| Пожарогасене | 0,15 |
| Пиене в домакинството | 0,3 |
| Пожарогасене | 0,1 |
| Икономическо производство и пожар | 0,2 |
Що се отнася до концепцията за "хидравличен наклон", тогава всичко е много по-сложно.
Важно! Тази характеристика показва съпротивлението, упражнявано от тръбата, срещу движението на водата.
Хидравличният наклон е производно на следните параметри:
- дебит. Зависимостта е пряко пропорционална, тоест хидравличното съпротивление е по-високо, толкова по-бързо се движи потока;
- диаметър на тръбатаТук зависимостта вече е обратно пропорционална: хидравличното съпротивление се увеличава с намаляване на напречното сечение на инженерния клон;
- грапавост на стените. Този индикатор от своя страна зависи от материала на тръбата (повърхността на HDPE или полипропилен е по-гладка от тази на стоманата). В някои случаи важен фактор е възрастта на водопроводите. Натрупаните във времето варовикови отлагания и ръжда увеличават грапавостта на повърхността на стените им.
В старите тръби хидравличното съпротивление се увеличава, тъй като поради пренарастване на вътрешните стени на тръбите клирънсът им се стеснява
Използване на таблицата на Шевелев
За да разрешите проблема, свързан с определянето на хидравличния наклон с помощта на калкулатор, можете напълно да използвате таблицата с хидравлично изчисление на водопроводи, разработена от Ф. Шевелев. Той съдържа данни за различни диаметри, материали и дебит. Освен това таблицата съдържа изменения, свързани със стари тръби. Но тук трябва да се изясни една точка: корекциите за възрастта не се прилагат за всички видове продукти от полимерни тръби. Повърхностната структура на обикновен или омрежен полиетилен, полипропилен и метална пластмаса не се променя през целия период на работа.
Поради големия обем на таблицата на Шевелев, не е практично да се публикува напълно. По-долу е само малък откъс от този документ за пластмасова тръба с диаметър 16 милиметра.
Таблица 6
| Скорост, m / s | Дебит литър / сек | Хидравличен наклон за тръбопровод с дължина 1000 метра (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 |
Когато анализирате резултатите от изчисляването на спада на налягането, трябва да се има предвид, че повечето водопроводни тела изискват определено количество свръхналягане за нормална работа. Приетата преди 30 години SNiP предоставя данни за вече остаряло оборудване. По-съвременните модели домакински и санитарни съоръжения изискват за нормална работа свръхналягането да е поне 0,3 kgf / cm2 (или 3 метра налягане). Както показва практиката, по-добре е в изчислението да се постави малко по-голяма стойност на този параметър - 0,5 kgf / cm2.
Нормалната работа на водопровод се осигурява от излишно налягане в тръбопровода
Примери
За по-добро усвояване на информацията по-долу е пример за хидравлично изчисление на пластмасово водоснабдяване. Следните данни се приемат като първоначални данни:
- диаметър - 16,6 мм;
- дължина - 27 метра;
- максималният допустим дебит на водата е 1,5 m / s.
На бележка! Когато системата за водоснабдяване е пусната в експлоатация, се провеждат изпитвания с налягане, равно на поне работника, умножено по коефициент 1,3. В този случай актът на хидравличното изпитване на определен клон на тръбопровода трябва да включва маркировки върху изпитвателното налягане, както и продължителността на тестовата работа.
Хидравличният наклон с дължина 1000 метра е (взимаме стойността от таблицата) 319.8. Но тъй като формулата за изчисляване на спада на налягането не трябва да бъде заменена с 1000i, а просто i, този показател трябва да бъде разделен на 1000. В резултат получаваме:
319,8:1000=0,3198
За битово водоснабдяване коефициентът К се приема равен на 0,3.
При изчисляването е важно да се вземе предвид целта на водоснабдяването
След заместване на тези стойности, формулата ще изглежда така:
P = 0,3198 × 27 × (1 + 0,3) = 11,224 метра.
По този начин в крайния санитарен инструмент ще се получи свръхналягане, равно на 0,5 атмосфера, при налягане в тръбопровода на водоснабдителната система от 0,5 + 1,12 = 1,622 kgf / cm2. И тъй като налягането в линията по правило не пада под 2,5 - 3 атмосфери, това състояние е напълно възможно.
Хидравлично изчисляване на тръбопроводи на отоплителни системи с помощта на програми
Изчисляването на отоплението на частна къща е доста сложна процедура. Специалните програми обаче го опростяват значително. Днес се предлага селекция от няколко онлайн услуги от този тип. Резултатът съдържа следните данни:
- необходим диаметър на тръбопровода;
- определен клапан, използван за балансиране;
- размери нагревателни елементи;
- стойности на датчици за диференциално налягане;
- контролни параметри за термостатични клапани;
- числови настройки на регулаторните части.
Oventrop co програма за избор на полипропиленови тръби. Преди да го стартирате, трябва да определите необходимите елементи от оборудването и да зададете настройките. В края на изчисленията потребителят получава няколко опции за внедряване на отоплителната система. Те итеративно правят промени.
Изчисляването на топлинната мрежа ви позволява да изберете правилните тръби и да разберете потока на охлаждащата течност
Този софтуер за хидравлично изчисляване ви позволява да изберете тръбни елементи на линията с желания диаметър и да определите дебита на охлаждащата течност. Той е надежден помощник при изчисляването както на еднотръбни, така и на двутръбни конструкции. Удобството на работа е едно от основните предимства на Oventrop co. Тази програма включва готови блокове и каталози с материали.
Програма HERZ CO: изчисление, като се вземе предвид колекторът. Този софтуер е свободно достъпен. Тя ви позволява да правите изчисления независимо от броя на тръбите. HERZ CO помага за създаването на проекти за реновирани и нови сгради.
Забележка! Има едно предупреждение: гликолевата смес се използва за създаване на структури.
Програмата се фокусира и върху изчисляването на едно- и двутръбни отоплителни системи. С негова помощ се отчита действието на термостатичния клапан и се определят и загубите на налягане в отоплителните уреди и индикатор за устойчивост на потока на топлоносителя.
Резултатите от изчисленията се показват в графичен и схематичен вид. HERZ CO има помощна функция. Програмата има модул, който изпълнява функцията за търсене и локализиране на грешки. Софтуерният пакет ще съдържа каталог с данни за уреди за отопление и вентили.
Софтуерен продукт на Instal-Therm HCR. С помощта на този софтуер могат да бъдат изчислени радиаторите и повърхностното отопление. Комплектът за доставка включва модула Tece, който съдържа процедури за проектиране на различни видове водоснабдителни системи, сканиране на чертежи и изчисляване на топлинните загуби. Програмата е оборудвана с различни каталози, които съдържат фитинги, батерии, топлоизолация и разнообразни фитинги.
Дължината на тръбопровода е важна за изчисленията
Компютърна програма "ТРАНЗИТ". Този софтуерен пакет позволява многовариантно хидравлично изчисляване на нефтопроводи, в които има междинни помпени помпени станции (наричани по-долу NPS). Първоначалните данни са:
- абсолютна грапавост на тръбите, налягане в края на линията и дължината му;
- еластичност и кинематичен вискозитет на наситени пари от масло и неговата плътност;
- марка и брой помпи, включени както в централната станция, така и в междинните помпени станции;
- оформление на тръбата по диаметър;
- профил на тръбопровода.
Резултатът от изчислението се представя под формата на данни за характеристиките на гравитационните участъци на багажника и скоростта на изпомпване. В допълнение, на потребителя се предоставя таблица, показваща стойността на налягането преди и след някоя от NPS.
В заключение трябва да се каже, че най-простите методи за изчисление са дадени по-горе. Професионалистите използват много по-сложни схеми.
