기업과 가정은 많은 양의 물을 소비합니다. 이러한 디지털 지표는 소비를 나타내는 특정 가치의 증거일 뿐만 아니라

또한 파이프 분류의 직경을 결정하는 데 도움이 됩니다. 많은 사람들은 파이프 직경과 압력을 기준으로 물 흐름을 계산하는 것이 불가능하다고 생각합니다. 왜냐하면 이러한 개념은 완전히 관련이 없기 때문입니다.

그러나 실제로는 그렇지 않은 것으로 나타났습니다. 급수 네트워크의 처리량은 많은 지표에 따라 달라지며 이 목록의 첫 번째 항목은 파이프 분류의 직경과 주 배관의 압력입니다.

파이프라인 건설의 설계 단계에서 직경에 따라 파이프 용량을 계산하는 것이 좋습니다. 얻은 데이터는 가정뿐만 아니라 산업 고속도로의 주요 매개변수를 결정합니다. 이 모든 내용은 더 자세히 논의될 것입니다.

온라인 계산기를 사용하여 파이프 용량 계산

주목! 올바르게 계산하려면 1kgf/cm2 = 1기압이라는 점에 유의해야 합니다. 수주 10미터 = 1kgf/cm2 = 1atm; 수주 5미터 = 0.5kgf/cm2 및 = 0.5atm 등 분수는 점을 통해 온라인 계산기에 입력됩니다(예: 3.5가 아닌 3.5).

계산을 위한 매개변수 입력:

파이프라인을 통한 액체의 투과성에 영향을 미치는 요인은 무엇입니까?

설명된 지표에 영향을 미치는 기준은 큰 목록을 구성합니다. 다음은 그 중 일부입니다.

1. 파이프라인의 내부 직경입니다.
2. 라인의 압력에 따라 달라지는 흐름 속도.
3. 파이프 제품 생산에 사용되는 재료입니다.

본관 출구의 물 유속은 파이프 직경에 따라 결정됩니다. 왜냐하면 이 특성이 다른 특성과 함께 시스템의 처리량에 영향을 미치기 때문입니다. 또한 소비되는 액체의 양을 계산할 때 예상되는 내부 압력에 따라 결정되는 벽 두께를 무시할 수 없습니다.

"파이프 기하학"의 정의는 네트워크 길이에만 영향을 받지 않는다고 주장할 수도 있습니다. 그리고 단면적, 압력 및 기타 요소가 매우 중요한 역할을 합니다.

또한 일부 시스템 매개변수는 유량에 직접적인 영향을 미치지 않고 간접적인 영향을 미칩니다. 여기에는 펌핑된 매체의 점도와 온도가 포함됩니다.

요약하자면, 처리량을 결정하면 시스템 구축을 위한 최적의 재료 유형을 정확하게 결정하고 조립에 사용되는 기술을 선택할 수 있다고 말할 수 있습니다. 그렇지 않으면 네트워크가 효율적으로 작동하지 않으며 빈번한 긴급 수리가 필요합니다.

물 소비량 계산 지름둥근 파이프는 그것에 따라 다릅니다. 크기. 결과적으로 더 큰 단면에 걸쳐 상당한 양의 액체가 일정 시간 내에 이동합니다. 그러나 계산을 수행하고 직경을 고려할 때 압력을 무시할 수는 없습니다.

특정 예를 사용하여 이 계산을 고려하면 특정 기간 동안 1cm 구멍을 통해 미터 길이의 파이프 제품을 통과하는 액체가 수십 미터 높이에 도달하는 파이프라인을 통과하는 것보다 적은 것으로 나타났습니다. 현장에서 가장 높은 수준의 물 소비량은 네트워크의 최대 압력과 해당 볼륨의 가장 높은 값에서 가장 높은 값에 도달하기 때문에 이는 자연스러운 현상입니다.

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SNIP 2.04.01-85에 따른 섹션 계산

우선, 암거의 직경을 계산하는 것은 복잡한 엔지니어링 과정이라는 것을 이해해야 합니다. 이를 위해서는 특별한 지식이 필요합니다. 그러나 국내 암거 건설을 수행할 때 단면의 수력학적 계산이 독립적으로 수행되는 경우가 많습니다.

이러한 유형의 암거 유속 설계 계산은 두 가지 방법으로 수행할 수 있습니다. 첫 번째는 표 형식의 데이터입니다. 그러나 테이블로 돌아가서 정확한 수도꼭지 수뿐만 아니라 물을 모으는 용기 (욕조, 싱크대) 및 기타 물건도 알아야합니다.

암거 시스템에 대한 이러한 정보가 있는 경우에만 SNIP 2.04.01-85에서 제공하는 표를 사용할 수 있습니다. 파이프 둘레를 기준으로 물의 양을 결정하는 데 사용됩니다. 다음은 그러한 테이블 중 하나입니다.

파이프 분류의 외부 부피(mm)

분당 리터 단위로 얻은 대략적인 물의 양

시간당 m3 단위로 계산된 대략적인 물의 양

SNIP 표준에 초점을 맞추면 다음 사항을 볼 수 있습니다. 한 사람이 소비하는 일일 물의 양은 60 리터를 초과하지 않습니다. 집에 흐르는 물이 없으며 편안한 주거 환경에서는이 양이 200 리터로 증가합니다.

분명히 소비량을 보여주는 이러한 볼륨 데이터는 정보로서 흥미롭지만 파이프라인 전문가는 완전히 다른 데이터, 즉 볼륨(mm 단위)과 라인의 내부 압력을 결정해야 합니다. 항상 테이블에서 찾을 수는 없습니다. 그리고 공식은 이 정보를 더 정확하게 찾는 데 도움이 됩니다.

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시스템의 단면적 치수가 소비의 유압 계산에 영향을 미친다는 것은 이미 분명합니다. 가정 계산의 경우 파이프 제품의 압력과 직경에 따른 결과를 얻는 데 도움이 되는 물 흐름 공식이 사용됩니다. 공식은 다음과 같습니다.

압력 및 파이프 직경을 기준으로 한 계산 공식: q = π×d²/4 ×V

공식에서 q는 물 소비량을 나타냅니다. 리터 단위로 계산됩니다. d는 파이프 단면의 크기이며 센티미터로 표시됩니다. 그리고 공식의 V는 흐름의 이동 속도를 지정하며 초당 미터로 표시됩니다.

급수 네트워크가 압력 펌프의 추가 영향 없이 급수탑으로 구동되는 경우 유속은 약 0.7 - 1.9m/s입니다. 펌핑 장치가 연결된 경우 해당 장치의 여권에는 생성된 압력 계수와 물 흐름의 이동 속도에 대한 정보가 포함됩니다.

이 공식은 유일한 것이 아닙니다. 더 많은 것이 있습니다. 인터넷에서 쉽게 찾을 수 있습니다.

제시된 공식 외에도 파이프 제품의 내부 벽이 시스템 기능에 큰 영향을 미친다는 점에 유의해야 합니다. 예를 들어, 플라스틱 제품은 강철 제품보다 표면이 매끄럽습니다.

이러한 이유로 플라스틱의 저항 계수는 상당히 낮습니다. 또한 이러한 재료는 부식성 구조물의 영향을 받지 않으며 이는 물 공급 네트워크의 처리량에도 긍정적인 영향을 미칩니다.

머리 손실의 결정

물의 통로는 파이프의 직경뿐만 아니라 압력 강하로. 손실은 특별한 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. 어떤 공식을 사용할지는 모두가 스스로 결정합니다. 필요한 값을 계산하려면 다양한 옵션을 사용할 수 있습니다. 이 문제에 대한 단일한 보편적인 해결책은 없습니다.

그러나 우선, 플라스틱 및 금속-플라스틱 구조물 통과의 내부 간격은 20년의 사용 후에도 변하지 않을 것이라는 점을 기억할 필요가 있습니다. 그리고 금속 구조물이 통과하는 내부 간격은 시간이 지남에 따라 작아집니다.

그리고 이로 인해 일부 매개변수가 손실됩니다. 따라서 이러한 구조의 파이프에서 물의 속도는 다릅니다. 어떤 상황에서는 새 네트워크와 기존 네트워크의 직경이 눈에 띄게 다르기 때문입니다. 라인의 저항 값도 달라집니다.

또한 액체 통과에 필요한 매개 변수를 계산하기 전에 물 공급 유속의 손실이 회전 수, 피팅, 볼륨 전환, 차단 밸브의 존재 및 힘과 관련되어 있음을 고려해야 합니다. 마찰의. 또한 유속을 계산할 때 이 모든 작업은 신중한 준비와 측정 후에 수행되어야 합니다.

간단한 방법으로 물 소비량을 계산하는 것은 쉽지 않습니다. 그러나 약간의 어려움이 있는 경우 언제든지 전문가에게 도움을 요청하거나 온라인 계산기를 사용할 수 있습니다. 그러면 설치된 급수 또는 난방 네트워크가 최대 효율로 작동한다는 사실을 믿을 수 있습니다.

비디오 - 물 소비량 계산 방법

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중력 파이프의 물 이동 속도는 강의 물 흐름 속도보다 작지 않은 것으로 가정됩니다.

표준 파이프 직경이 허용되며, 계산을 통해 얻은 직경은 반올림됩니다. 허용된 직경에 따라 중력 파이프의 실제 속도가 결정되며, 이는 계산된 속도보다 커야 합니다. 이 속도는 높은 수위에서 확인됩니다. 홍수가 발생하면 침적을 최소화하기 위해 전체 흐름이 한 라인을 통과합니다.

허용되는 중력 파이프라인 직경 D(in 중)는 ρ(in)의 양으로 파이프를 통해 운반되는 미사 없는 미세한 침전물을 확인해야 합니다 kg/m 3), 가중 평균 유압 크기 Ω를 가지며, 밀리미터/초, 식 (6)에 따라 파이프에 포획되어 바닥을 따라 끌린 크기 d의 퇴적물의 이동성에 대해, 중, 식 (7)에 따라

(6)

여기서 V는 중력선의 물 흐름 속도(m/초)입니다.

u는 흐름에서 부유 입자의 침전 속도입니다. u≒0.07∙V 밀리미터/초;

D - 중력선의 직경, 중;

A – 7.5-10과 동일한 매개변수;

d - 입자 직경, 중.

중력 취수 라인의 직경은 그 안에 쌓인 침전물의 수력학적 제거 가능성을 보장해야 합니다.

사이펀 파이프는 카테고리 II 및 III의 취수구에 사용할 수 있습니다. 앞서 언급한 바와 같이 이러한 파이프는 용접된 강관으로 만들어지며 그 수는 최소 2개로 가정됩니다.

사이펀 파이프의 직경은 물 흡입구가 정상적으로 작동하는 동안의 유속과 물 이동 속도에 따라 결정됩니다. 0.7-1.2 밀리미터/초.

진공 펌프와 연결된 공기 수집 장치가 설치된 사이펀의 상단 지점에서 가장 많은 진공이 생성되어야 합니다. 최고점 높이와 저수위(LW) 사이의 차이와 동일한 사이펀의 허용 높이는 다음 공식을 사용하여 비상 모드에서 결정됩니다.

사이펀의 가장 높은 지점에서 허용되는 진공은 0.6-0.7입니다. mPa;

– 수용 지점에서 공기 수집기까지 사이펀 길이에 따른 압력 손실, 중;

∑ξ – 사이펀의 국부 저항 계수의 합

V는 비상 모드 중 사이펀 도관의 물 이동 속도이고, 밀리미터/초;

h in – 사이펀의 상승 지점에서의 압력 손실, 중.

사이펀 라인과 물받이의 총 압력 손실:

h=h in +һ n +һ 풀기, 중(9)

여기서 h n – 사이펀의 길이와 국부 저항에 따른 압력 손실, 중;

h 해결 - 그리드의 압력 손실, 중.

격자판의 압력 손실 0.03-0.06 중.

취수구의 정상 및 비상 작동 조건에 대한 계산이 이루어집니다.

중력 파이프의 직경은 물 흡입구의 정상적인 작동 조건에서의 유속과 0.7...2.0 m/s의 물 이동 속도에 의해 UNV로 결정됩니다(표 14). UNV가 있는 강의 물 흐름 속도 이상으로 간주됩니다. 중력수관의 수는 최소 2개 이상이어야 합니다. 중력수관을 물속에 내려 놓을 때에는 단열재가 강화된 강관을 사용합니다.

수로는 강물의 흐름에 휩쓸려 가거나 모래에 의해 마모되거나 선박의 닻이나 뗏목에 의해 손상되는 것을 방지하기 위해 항해 가능한 지역에서 강바닥 아래 최소 0.8~1.5m 묻혀 있습니다. 송수관은 급격하게 구부러지거나 좁아지거나 확장되어서는 안 됩니다. 직접 및 역경사로 수평으로 놓을 수 있습니다.

파이프 직경:

여기서 Q 아르 자형- 계산된 한 섹션의 유량은 0.8m입니다. 3 /와 함께;

V 계산- 설계 속도.

우리는 파이프 범위 d에 따라 받아들입니다 사실=800mm.

실제 속도:

실제로 중력 파이프의 속도는 두 가지 조건을 충족해야 합니다.

ㅏ)임계 속도보다 커야 합니다. 즉, 퇴적물에 의해 운반되는 파이프의 침전이 발생하지 않는 속도:

Vf >V cr,

여기서: - 퇴적물의 양, kg/m2 3 ;

w - 가중 평균 수력 크기, m/s;

d는 도관의 직경, m입니다.

u는 흐름 내 부유 입자의 침전 속도(m/s)입니다.

g - 자유 낙하 가속도, m/s 2 .

비상 모드에서 파이프라인의 속도를 찾아보겠습니다.

조건 V f >V cr때문에 실시된다 1.6>1.406.

b) 입자 크기 D, m의 침전물이 파이프에 포집되는 속도보다 커야 합니다.

탱크 A의 액체 자유 표면을 따라 섹션 1-1을 선택하고, 탱크 B의 액체 자유 표면을 따라 섹션 2-2를 선택하겠습니다(그림 7). 비교 평면은 섹션 2-2와 호환됩니다.

그림 7 - 중력 파이프라인의 직경 계산 방식

섹션 1-1과 2-2에 대한 베르누이 방정식을 만들어 보겠습니다.

이 경우:

탱크 A와 B의 수위가 일정하므로 속도 압력은 0과 같습니다.

Bernoulli 방정식 (7.1)에 모든 값을 대입하면 다음을 얻습니다.

머리 손실:

정상 상태 조건에서 탱크의 수위는 일정하며 중력 파이프라인을 통과하는 액체 흐름은 동일합니다. 따라서 중력 파이프라인의 평균 유체 속도는 다음과 같습니다.

(7.4)를 고려하여 식 ​​(7.3)을 (7.2)로 대체하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.

우리는 그래픽 분석 방법을 사용하여 식 (7.5)를 푼다. 중력 파이프라인의 직경 값을 고려하여 필요한 압력의 의존성 그래프를 구성합니다.

레이놀즈 수:

결과적으로 흐름 체제는 난류입니다. 그런 다음 길이에 따른 마찰 손실 계수는 Altschul 공식을 사용하여 결정됩니다.

여기서: - 주철(사용된) 파이프의 거칠기.

중력 파이프라인의 직경 값에서 유량을 통과하는 데 필요한 압력을 공식 (7.5)을 사용하여 계산해 보겠습니다.

얻은 값을 얻었으므로 이후의 직경 값을 줄여야 합니다.

다른 여러 직경 값에 대해서도 유사한 계산을 수행해 보겠습니다. 계산 결과를 표 2에 요약합니다.

표 2 - 필요한 압력 계산 결과

표 2의 데이터를 바탕으로 의존성 그래프(그림 8)를 구성하고 그 값을 기반으로 중력 파이프라인의 직경을 결정합니다.

그림 8 - 종속성 그래프

우리는 일정에 따라 그것을 얻습니다.

네트워크 특성의 구성

설비의 정상 작동 조건에서 파이프라인 시스템의 유량이 시간이 지나도 변하지 않으면 펌프에 의해 발생된 압력은 설비에 필요한 압력과 같습니다.

그런 다음 공식 (4.2)에 따라 필요한 설치 압력은 다음과 같습니다.

주 압력:

종속성 (8.1)과 (8.2) 및 단락 2에 명시된 압력 손실 결정 방법을 사용하여 네트워크 특성을 구성해 보겠습니다.

비용을 생각해 봅시다.

파이프라인의 각 섹션에 대한 평균 속도, 흐름 방식 및 마찰 저항 계수를 결정해 보겠습니다.

흡입 라인 직경의 경우:

레이놀즈 수:

결과적으로, 흡입 라인의 흐름 체계는 난류입니다.

파이프라인 직경의 경우:

평균 유체 속도:

레이놀즈 수:

파이프라인 직경의 경우:

평균 유체 속도:

레이놀즈 수:

결과적으로, 직경이 있는 파이프라인의 흐름 체계는 난류입니다.

파이프라인 직경의 경우:

평균 유체 속도:

레이놀즈 수:

결과적으로, 직경이 있는 파이프라인의 흐름 체계는 난류입니다.

흡입 라인의 압력 손실

여기서: - 길이에 따른 마찰로 인한 압력 손실;

국부적인 압력 손실;

- 각각 마찰 저항 계수와 흡입 라인의 국부 저항 계수의 합.

Altschul 공식을 사용하여 유압 저항 계수를 결정해 보겠습니다.

흡입 라인 국부 저항의 경우:

저항 계수가 있는 체크 밸브가 있는 흡입 상자;

밸브(완전히 열렸을 때).

우리는 다음을 얻습니다:

흡입 라인의 압력 손실을 계산해 보겠습니다.

비슷한 방식으로 토출 라인의 압력 손실을 결정합니다.

배출 라인의 흐름 영역은 모든 섹션에서 난류이고 유압 저항 영역은 과도기적이므로 Altschul 공식을 사용하여 마찰 저항 계수를 결정합니다.

방전 라인의 국부 저항:

저항 계수가 있는 두 개의 회전 굽힘

저항 계수가 있는 제어 밸브

항력 계수가 있는 스위블 엘보

직경이 있는 파이프라인 섹션:

항력 계수가 있는 스위블 엘보

직경이 있는 파이프라인 섹션:

항력 계수가 있는 스위블 엘보

항력 계수가 있는 벤츄리 유량계

토출 라인의 압력 손실을 계산해 보겠습니다.

파이프라인의 총 압력 손실:

필요한 설치 압력:

주 압력:

다른 유량에 대한 계산을 수행해 보겠습니다. 계산 결과를 표 3에 요약합니다.

압력 파이프라인 펌프 탱크

표 3 - 네트워크 특성 구축을 위한 계산 결과

자유 흐름(중력) 파이프라인의 수력학적 계산은 두 가지 기본 공식에 따라 파이프 내 물의 일정하고 균일한 움직임을 유지하는 조건을 기반으로 합니다.

• 흐름 연속 공식

• 체지 포뮬러

여기서 q는 액체 흐름, m 3 /s입니다. Ω - 자유 단면적, m2; V - 유체 속도, m/s; R - 유압 반경, m; i는 수력 경사(정상적인 등속 운동에서 파이프의 경사와 동일)입니다. C는 수력학적 반경과 파이프라인의 젖은 표면 거칠기에 따른 Chezy 계수(m 0.5/s)입니다.

수리학적 계산을 수행할 때 가장 어려운 점은 Chezy 계수를 결정하는 것입니다.

많은 연구자들이 수력 반경, 파이프라인 벽의 거칠기 및 기타 요인에 대한 Chezy 계수의 의존성을 어느 정도 설명하는 고유한 범용 공식(경험적 또는 반경험적 종속성)을 제안했습니다.

• N, N. Pavlovsky의 공식:

여기서 n은 파이프 벽의 상대적 거칠기입니다. 지수 y를 결정하기 위해 공식이 사용됩니다

y=2.5·√n-0.13-0.75·√R·(√n-0.1)

• A. 매닝 공식:

• y를 결정하기 위한 A.D. Altshul 및 V.A. Ludov의 공식.

y=0.57-0.22IgC

• A. A. Karpinsky의 공식:

y=0.29-0.0021·C.

이들 및 기타 유사한 종속성을 기반으로 수력학적 계산 테이블과 노모그램이 구축되어 설계 엔지니어가 다양한 재료로 만들어진 중력 네트워크 및 채널의 수력학적 계산을 수행할 수 있습니다. 잘 알려진 Darcy-Weisbach 공식을 사용하여 자유 흐름 중력 파이프라인을 계산하는 것이 좋습니다.

i=λ/4RV2/2g

여기서 λ는 유압 마찰 계수입니다. g - 중력 가속도, m/s 2 .

Chezy 계수는 다음과 같이 정의할 수 있습니다.

국내 연구원이 얻은 이전에 언급된 공식 중에서 가장 많이 테스트되고 실험 데이터와 가장 잘 일치하는 공식은 N. N. Pavlovsky의 공식입니다. 이 공식의 타당성은 엔지니어링 실무에 의해 확인되고 테스트되었으며 세라믹, 콘크리트 및 벽돌로 만들어진 자유 흐름 네트워크, 즉 거칠기 계수가 다음과 같은 재료의 수력학적 계산에 추가로 사용될 가능성에 대해서는 의심의 여지가 없습니다. n은 0.013-0.014 정도이며 고분자 특정 보정 계수도 마찬가지입니다.

오래된 네트워크를 수리하고 재건축하는 동안 다양한 재료(폴리머 포함)로 만들어진 새로운 파이프를 널리 사용하는 현재 추세로 인해 도시의 배수 네트워크가 해마다 점점 더 이질화되어 어려움에 영향을 미칩니다. 파이프라인의 각기 다른 섹션에 대해 적절한 유지 관리 방법(예: 청소 등)을 적용해야 하기 때문에 유압 표시기 평가 및 작동 어려움을 평가합니다.

새로운 재료로 만들어진 파이프라인의 경우 현재 계수 C와 λ의 변화에 ​​대한 엄격한 수리학적 종속성이 없습니다. 더욱이 새로운 유형의 파이프를 생산하는 각 제조업체는 다양한 재료로 만들어진 파이프의 수리학적 호환성을 평가하기 위한 자체적인, 때로는 편향된 기준을 발표합니다. . 그러한 자료가 많고 각각이 네트워크를 수리할 때 틈새 시장을 찾으면 작업은 더욱 악화됩니다. 결과적으로 "패치"가 있는 일종의 네트워크가 나타납니다. 이는 수리학적 불균형, 즉 파이프 접합부 또는 접합부로부터 특정 거리의 범람과 관련된 부정적인 경향을 배제하지 않습니다.

따라서 각 유형의 파이프라인 재료 또는 보호 코팅에 대해 설계자는 수리학적 특성의 변화, 즉 Chezy, Darcy 계수 및 파이프의 기타 매개변수를 결정하기 위한 전체 규모 실험 결과에 대해 통일된 종속성을 갖는 것이 바람직합니다. 다양한 재료의. 따라서 결론적으로 실험적인 수리학적 연구 수행의 중요성을 언급할 필요가 있다. 한 직경에 대한 실험 중에 얻은 Chezy 계수의 실험값은 다른 직경으로의 전환에 대한 대략적인 수력학적 유사성에 대한 기준이 될 수 있습니다.