Uppvärmningsnät, värmesystem i byggnader, hydrauliska kretsar för maskiner, dräneringssystem, vattenledningar - alla dessa föremål består av rörledningar. Teknisk kommunikation skapad på grundval av detta är det mest ekonomiska sättet att transportera olika ämnen. Hydraulisk beräkning av rörledningar gör att du kan bestämma värdena för många egenskaper vid maximal kapacitet för rörelementen i rörledningen.
Hydrauliska beräkningar görs för alla system - värme, VVS, avlopp
Innehåll
Vad som beräknas
Denna procedur utförs med avseende på följande driftsparametrar för teknisk kommunikation.
- Vätskeflöde på enskilda segment av vattentillförseln.
- Flödeshastigheten för arbetsmediet i rören.
- Vattentillförselns optimala diameter, vilket ger ett acceptabelt tryckfall.
Tänk på metodiken för att beräkna dessa indikatorer i detalj.
Vatten konsumption
Uppgifter om den normativa vattenförbrukningen av enskilda VVS-fixturer anges i bilagan till SNiP 2.04.01-85. Detta dokument reglerar byggandet av avloppsnät och interna vattenförsörjningssystem. Följande är en del av den relevanta tabellen.
bord 1
| Rörmokare | Totalt flöde (varmvatten och kallt vatten), liter / sekund | Förbrukning av kallt vatten, liter / sekund |
| Toalettskål med direkt vattenventil | 1,4 | 1,4 |
| Toalettskål med tank för dränering av vatten | 0,10 | 0,10 |
| Duschkabin (mixer) | 0,12 | 0,08 |
| Badkar (mixer) | 0,25 | 0,17 |
| Handfat (mixer) | 0,12 | 0,08 |
| Tvättställ (mixer) | 0,12 | 0,08 |
| Tvättställ (vattenkranar) | 0,10 | 0,10 |
| Vattenkran | 0,3 | 0,3 |
Om du tänker använda flera enheter samtidigt läggs flödet upp. Så, när duschen arbetar på första våningen samtidigt som toaletten används på andra våningen, är det logiskt att lägga till vattenförbrukningen hos båda konsumenterna - 0,12 + 0,10 = 0,22 liter / sekund.
Vattentrycket i den framtida vattenförsörjningen beror på korrektheten i beräkningarna
Viktig! Följande regel gäller för brandvattenledningar: för en jet måste den tillhandahålla en flödeshastighet på minst 2,5 liter / sek.
Det är helt klart att antalet strålar från en brandpost under brandbekämpning bestäms av byggnadens område och typ. För enkel referens finns information om detta problem också i tabellform.
Tabell 2
| Typ av byggnad | Brandsläckningsmängd krävs |
| Förvaltning av företag (volym upp till 25 000 kubikmeter) | 1 |
| Offentliga byggnader (volym upp till 25 000 kubikmeter, mer än 10 våningar) | 2 |
| Offentliga byggnader (volym upp till 25 000 kubikmeter, upp till 10 våningar) | 1 |
| Ledningsbyggnad (volym upp till 25 000 kubikmeter, 10 och fler våningar) | 2 |
| Ledningsbyggnad (från 6 till 10 våningar) | 1 |
| Bostadshus (från 16 till 25 våningar) | 2 |
| Bostadshus (upp till 16 våningar) | 1 |
Flödeshastighet
Anta att vi står inför uppgiften att beräkna ett slutvattentillförselnät med en given toppflödeshastighet genom det. Syftet med beräkningarna är att bestämma den diameter vid vilken en acceptabel flödeshastighet genom rörledningen säkerställs (enligt SNiPu - 0,7 - 1,5 m / s).
För att välja rörets diameter är beräkningar också nödvändiga.
Vi tillämpar formlerna. Storleken på rörledningen är relaterad till vattenflödet och dess flödeshastighet med följande formler:
S = π * R2 var
S är rörets tvärsnittsarea.Mätningsenhet - kvadratmeter; π är det kända irrationella numret; R är radien för rörets innerdiameter.
Mätningsenhet - samma kvadratmeter.
På en lapp! För rör av gjutjärn och stål likställs radien vanligtvis med hälften av deras nominella diameter (DN). De flesta rörprodukter av plast har en nominell ytterdiameter, ett steg större än den inre diametern. Till exempel, för ett polypropylenrör med ett inre tvärsnitt på 32 millimeter, är ytterdiametern 40 millimeter.
Följande formel ser ut så här:
W = V × S, där
W - vattenförbrukning i kubikmeter; V - vattenflödeshastighet (m / s); S - sektionsarea (kvadratmeter).
Exempel. Vi beräknar brandsläckningssystemets rörledning för en stråle, vars vattenflöde är 3,5 liter per sekund. I SI-systemet är värdet på denna indikator: 3,5 l / s = 0,0035 m3 / s. Denna förbrukning per jet normaliseras för att släcka en brand i lagrings- och industribyggnader med en volym på 200 till 400 kubikmeter och en höjd på upp till 50 meter.
För polymerrör kan ytterdiametern vara ett steg större än insidan
Först tar vi den andra formeln och beräknar minsta tvärsnittsarea. Om hastigheten är 3 m / s. Är denna indikator lika med
S = W / V = 0,0035 / 3 = 0,0012 m2
Då kommer radien för rörets innerdel att vara så här:
R = √S / π = 0,019 m.
Således bör den inre diametern på rörledningen vara lika med ett minimum
Ext. = 2R = 0,038 m = 3,8 centimeter.
Om resultatet av beräkningarna är ett mellanvärde mellan standardvärdena för dimensionerna på de rörformiga produkterna, utförs avrundningen uppåt. Det vill säga i detta fall är ett standard stålrör med DN = 40 mm lämpligt.
Hur lätt är det att ta reda på diametern. För att kunna utföra en snabb beräkning kan du använda en annan tabell som direkt kopplar vattenflödet genom rörledningen till dess nominella diameter. Det presenteras nedan.
Tabell 3
| Förbrukning, liter / sek. | Minsta fjärrkontroll av rörledningen, millimeter |
| 10 | 50 |
| 6 | 40 |
| 4 | 32 |
| 2,4 | 25 |
| 1,2 | 20 |
| 0,6 | 15 |
| 0,20 | 10 |
Förlust av tryck
Beräkningen av tryckförlusten i en del av en rörledning med känd längd är ganska enkel. Men här måste du använda en hel del variabler. Du kan hitta deras värden i katalogerna. Och formeln är som följer:
P = b × L × (1 + K), där
P - tryckförlust i meter vatten. Denna egenskap är tillämplig med tanke på att vattentrycket i dess flöde förändras; b - rörledningens hydrauliska lutning; L är rörledningens längd i meter; K är en speciell koefficient. Den här inställningen beror på nätverkets syfte.
Tryckförlusten påverkas av närvaron av stoppventiler och rörkurvor.
Denna formel är mycket förenklad. I praktiken orsakas tryckfall av ventiler och rörböjningar. Med figurerna som representerar detta fenomen i beslag, kan du bekanta dig genom att studera följande tabell.
Tabell 4
| Likvärdigt med längden på den raka delen av rörledningen, meter | ||||||||||||
| Diameter | 300 | 250 | 200 | 150 | 125 | 100 | 80 | 65 | 50 | 40 | 32 | 25 |
| 50% öppen stoppkran | 60 | 60 | 60 | 45 | 30 | 30 | 15 | 15,0 | 15 | 15,0 | 15 | 15,0 |
| 75% öppen stoppkran | 8 | 8 | 8 | 6 | 4 | 4 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 |
| 100% öppen stoppkran | 2 | 2 | 2 | 1,5 | 1 | 1 | 0,50 | 0,50 | 0,5 | 0,5 | 0,50 | 0,5 |
| Kontrollera ventilen | 35 | 25 | 25 | 20 | 15 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 |
| Vikningsventilen | 45 | 30 | 30 | 25 | 20 | 15 | 12 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 |
| Konisk förträngning | 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 graders armbåge | 7 | 5 | 4 | 2,7 | 2,5 | 1,7 | 1,30 | 0,9 | 0,70 | 0,6 | 0,40 | 0,3 |
| 90 graders böj | 5,5 | 5 | 3 | 2 | 1,8 | 1,20 | 1 | 0,7 | 0,50 | 0,4 | 0,30 | 0,2 |
Vissa element i ovanstående formel måste kommenteras. Oddsen är enkla. Dess värden finns i SNiPa nr 2.04.01-85.
Tabell 5
|
Syftet med vattenförsörjningen |
Koefficient |
| Brandsläckning | 0,15 |
| Hushållsdrickande | 0,3 |
| Brandsläckning | 0,1 |
| Ekonomisk produktion och brand | 0,2 |
När det gäller begreppet "hydraulisk lutning" är allt mycket mer komplicerat.
Viktig! Denna egenskap visar motståndet som röret utövar mot vattenrörelsen.
Hydraulisk lutning är ett derivat av följande parametrar:
- flödeshastighet. Beroendet är direkt proportionellt, det vill säga hydraulmotståndet är högre, desto snabbare flyter rörelsen;
- rördiameter.Här är beroendet redan omvänt proportionerligt: det hydrauliska motståndet ökar med en minskning av tvärsnittet på ingenjörsgrenen;
- grovhet på väggarna. Denna indikator beror i sin tur på rörets material (HDPE-ytan eller polypropylen är jämnare än stål). I vissa fall är en viktig faktor åldern på vattenledningarna. Kalkavlagringar och rost som bildats med tiden ökar ytornas grovhet.
I gamla rör ökar det hydrauliska motståndet, eftersom på grund av överväxt av rörens innerväggar har deras spelrum minskat
Använda Shevelev-tabellen
För att lösa problemet med att bestämma den hydrauliska lutningen med en räknare kan du helt använda tabellen för hydraulisk beräkning av vattenledningar utvecklade av Shevelev F.A. Den innehåller data för olika diametrar, material och flödeshastigheter. Tabellen innehåller dessutom ändringar avseende gamla rör. Men här bör en punkt klargöras: ålderskorrigeringar gäller inte alla typer av polymerrörsprodukter. Ytstrukturen för vanlig eller tvärbunden polyeten, polypropen och metallplast förändras inte under hela driftperioden.
På grund av Shevelev-tabellens stora volym är det inte praktiskt att publicera det helt. Nedan är bara ett litet utdrag från detta dokument för ett plaströr med en diameter på 16 millimeter.
Tabell 6
| Hastighet, m / s | Flödeshastighet liter / sek | Hydraulisk lutning för en ledningslängd på 1000 meter (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 |
Vid analys av resultaten för beräkning av tryckfallet måste man komma ihåg att de flesta VVS-fixturer kräver en viss mängd övertryck för normal drift. SNiP, som antogs för 30 år sedan, ger siffror för redan föråldrad utrustning. Mer moderna modeller av hushålls- och sanitetsutrustning kräver för normal drift att övertrycket är minst 0,3 kgf / cm2 (eller 3 meter tryck). Men som praxis visar är det bättre att sätta i beräkningen ett något större värde på denna parameter - 0,5 kgf / cm2.
Den normala driften av VVS säkerställs av övertryck i rörledningen
exempel
För bättre assimilering av informationen nedan är ett exempel på en hydraulisk beräkning av en plastvattenförsörjning. Följande data accepteras som initialdata:
- diameter - 16,6 mm;
- längd - 27 meter;
- den maximala tillåtna vattenflödet är 1,5 m / s.
På en lapp! När vattenförsörjningssystemet tas i drift utförs tester med ett tryck lika med åtminstone arbetaren multiplicerat med en faktor 1,3. I detta fall bör den hydrauliska testningen av en viss gren av rörledningen innehålla märken på testtrycket såväl som testarbetets varaktighet.
Den hydrauliska lutningen på en längd av 1000 meter är (vi tar värdet från tabellen) 319,8. Men eftersom formeln för beräkning av tryckfallet inte får ersättas med 1000i, utan helt enkelt i, måste denna indikator delas med 1000. Som ett resultat får vi:
319,8:1000=0,3198
För inhemskt dricksvattentillförsel tas koefficienten K lika med 0,3.
Vid beräkning är det viktigt att beakta syftet med vattenförsörjningen
Efter att dessa värden har ersatts kommer formeln att se ut så här:
P = 0,3198 × 27 × (1 + 0,3) = 11,224 meter.
Således kommer ett övertryck som är lika med 0,5 atmosfär att produceras vid den slutliga VVS-fixturen vid ett tryck i rörledningen för vattenförsörjningssystemet på 0,5 + 1,122 = 1,622 kgf / cm2. Och eftersom trycket i linjen som regel inte faller under 2,5 - 3 atmosfärer är detta tillstånd ganska genomförbart.
Hydraulisk beräkning av rörledningar för värmesystem med hjälp av program
Beräkning av uppvärmning av ett privat hus är en ganska komplicerad procedur. Men specialprogram förenklar det kraftigt. Idag finns ett urval av flera onlinetjänster av denna typ. Utgången innehåller följande data:
- önskad diameter på rörledningen;
- en viss ventil som används för balansering;
- storlekar på värmeelement;
- värden för differenstrycksensorer;
- styrparametrar för termostatventiler;
- numeriska inställningar för reglerande delar.
Oventrop co-program för val av polypropylenrör. Innan du startar den måste du bestämma nödvändiga utrustningsartiklar och ställa in inställningarna. I slutet av beräkningarna får användaren flera alternativ för att implementera värmesystemet. De gör iterativt förändringar.
Beräkning av värmenätet låter dig välja rätt rör och ta reda på flödet av kylvätska
Denna hydrauliska beräkningsprogramvara låter dig välja rörelement i linjen med önskad diameter och bestämma flödeshastigheten för kylvätskan. Det är en pålitlig assistent vid beräkningen av både enkelrörs- och tvårörskonstruktioner. Bekvämlighet med arbete är en av de viktigaste fördelarna med Oventrop co. Detta program innehåller färdiga block och materialkataloger.
HERZ CO-program: beräkning med hänsyn till samlaren. Denna programvara är fritt tillgänglig. Det låter dig göra beräkningar oavsett antal rör. HERZ CO hjälper till att skapa projekt för renoverade och nya byggnader.
Notera! Det finns en varning: glykolblandning används för att skapa strukturer.
Programmet fokuserar också på beräkning av en- och två-rörs värmesystem. Med dess hjälp beaktas verkan av den termostatiska ventilen, och tryckförluster i uppvärmningsanordningar och en indikator på värmebärarens flödesmotstånd bestäms också.
Beräkningsresultaten visas i grafisk och schematisk form. HERZ CO har en hjälpfunktion. Programmet har en modul som utför funktionen att söka och lokalisera fel. Programvarupaketet kommer att innehålla en katalog med data om apparater för uppvärmning och ventiler.
Instal-Therm HCR-programvaruprodukt. Med hjälp av denna programvara kan radiatorer och ytvärme beräknas. Leveranssatsen inkluderar Tece-modulen, som innehåller rutiner för att utforma olika typer av vattenförsörjningssystem, skanna ritningar och beräkna värmeförluster. Programmet är utrustat med olika kataloger som innehåller beslag, batterier, värmeisolering och en mängd beslag.
Ledningslängden är viktig för beräkningarna
Datorprogram "TRANSIT". Detta mjukvarupaket tillåter multivariat hydraulisk beräkning av rörledningar där det finns mellanliggande oljepumpstationer (nedan NPS). De ursprungliga uppgifterna är:
- absolut ojämnhet i rör, tryck i slutet av linjen och dess längd;
- elasticitet och kinematisk viskositet hos mättade ångor av olja och densitet;
- tillverkning och antal pumpar inkluderade både i huvudstationen och vid mellanliggande pumpstationer;
- rörlayout efter diameter;
- rörledningsprofil.
Beräkningsresultatet presenteras i form av data om karaktäristiken för tyngddelarna i bagagerummet och på pumphastigheten. Dessutom ges användaren en tabell som visar tryckvärdet före och efter någon av NPS.
Sammanfattningsvis måste det sägas att de enklaste beräkningsmetoderna anges ovan. Professionella använder mycket mer komplexa scheman.
