Uzņēmumi un dzīvojamās ēkas patērē lielu daudzumu ūdens. Šie digitālie indikatori kļūst ne tikai par pierādījumu konkrētai vērtībai, kas norāda patēriņu.

Turklāt tie palīdz noteikt cauruļu sortimenta diametru. Daudzi cilvēki uzskata, ka nav iespējams aprēķināt ūdens plūsmu pēc caurules diametra un spiediena, jo šie jēdzieni ir pilnīgi nesaistīti.

Taču prakse ir parādījusi, ka tas tā nav. Ūdensapgādes tīkla jauda ir atkarīga no daudziem rādītājiem, un pirmais šajā sarakstā būs caurules diapazona diametrs un spiediens līnijā.

Caurules caurlaidību ieteicams aprēķināt atkarībā no diametra pat cauruļvada būvniecības projektēšanas stadijā. Iegūtie dati nosaka ne tikai mājas, bet arī industriālās lielceļa galvenos parametrus. Tas viss tiks apspriests tālāk.

Mēs aprēķinām caurules caurlaidspēju, izmantojot tiešsaistes kalkulatoru

UZMANĪBU! Lai pareizi aprēķinātu, jums jāpievērš uzmanība tam, ka 1kgf / cm2 \u003d 1 atmosfēra; 10 metri ūdens staba \u003d 1kgf / cm2 \u003d 1 atm; 5 metri ūdens staba \u003d 0,5 kgf / cm2 un \u003d 0,5 atm utt. Daļskaitļi tiešsaistes kalkulatorā tiek ievadīti ar punktu (piemēram, 3,5, nevis 3,5)

Ievadiet aprēķina parametrus:

Kādi faktori ietekmē šķidruma caurlaidību cauruļvadā

Kritēriji, kas ietekmē aprakstīto rādītāju, veido lielu sarakstu. Šeit ir daži no tiem.

1. Cauruļvada iekšējais diametrs.
2. Plūsmas ātrums, kas ir atkarīgs no spiediena līnijā.
3. Materiāls, kas ņemts cauruļu sortimenta ražošanai.

Ūdens plūsmas noteikšanu maģistrāles izejā veic pēc caurules diametra, jo šis raksturlielums kopā ar citiem ietekmē sistēmas caurlaidspēju. Tāpat, aprēķinot patērētā šķidruma daudzumu, nevar diskontēt sienas biezumu, kura noteikšana tiek veikta, pamatojoties uz aprēķināto iekšējo spiedienu.

Var pat apgalvot, ka "caurules ģeometrijas" definīciju neietekmē tikai tīkla garums. Un šķērsgriezumam, spiedienam un citiem faktoriem ir ļoti liela nozīme.

Turklāt dažiem sistēmas parametriem ir netieša, nevis tieša ietekme uz plūsmas ātrumu. Tas ietver sūknējamās vides viskozitāti un temperatūru.

Nedaudz rezumējot, mēs varam teikt, ka caurlaidspējas noteikšana ļauj precīzi noteikt optimālo materiāla veidu sistēmas izveidei un izvēlēties tās montāžai izmantoto tehnoloģiju. Pretējā gadījumā tīkls nedarbosies efektīvi un būs nepieciešams biežs avārijas remonts.

Ūdens patēriņa aprēķins pēc diametrs apaļa caurule, ir atkarīga no tā Izmērs. Tāpēc lielākā šķērsgriezumā noteiktā laika periodā pārvietosies ievērojams šķidruma daudzums. Bet, veicot aprēķinu un ņemot vērā diametru, spiedienu nevar samazināt.

Ja aplūkojam šo aprēķinu, izmantojot konkrētu piemēru, izrādās, ka caur 1 cm caurumu caur 1 cm caurumu iztecēs mazāk šķidruma nekā caur cauruļvadu, kura augstums sasniedz pāris desmitus metru. Tas ir dabiski, jo augstākais ūdens patēriņa līmenis apgabalā sasniegs visaugstākos rādītājus pie maksimālā spiediena tīklā un pie lielākajām tā tilpuma vērtībām.

Skatīties video

Sadaļu aprēķini saskaņā ar SNIP 2.04.01-85

Pirmkārt, jums ir jāsaprot, ka caurtekas diametra aprēķināšana ir sarežģīts inženierijas process. Tam būs nepieciešamas īpašas zināšanas. Bet, veicot caurtekas mājas būvniecību, bieži vien sekcijas hidrauliskais aprēķins tiek veikts neatkarīgi.

Šāda veida konstrukcijas plūsmas ātruma aprēķinu caurtekai var veikt divos veidos. Pirmais ir tabulas dati. Bet, atsaucoties uz tabulām, jāzina ne tikai precīzs krānu skaits, bet arī tvertnes ūdens savākšanai (vannas, izlietnes) un citas lietas.

Tikai tad, ja jums ir šī informācija par caurteku sistēmu, varat izmantot SNIP 2.04.01-85 sniegtās tabulas. Saskaņā ar tiem ūdens tilpumu nosaka caurules apkārtmērs. Šeit ir viena šāda tabula:

Cauruļu ārējais tilpums (mm)

Aptuvenais saņemtais ūdens daudzums litros minūtē

Aptuvenais ūdens daudzums, kas aprēķināts m3 stundā

Ja koncentrējaties uz SNIP normām, tad tajās var redzēt sekojošo - viena cilvēka ikdienas patērētais ūdens daudzums nepārsniedz 60 litrus. Tas tiek nodrošināts ar nosacījumu, ka māja nav aprīkota ar tekošu ūdeni, un situācijā ar ērtu mājokli šis tilpums palielinās līdz 200 litriem.

Noteikti šie apjomu dati, kas parāda patēriņu, ir interesanti kā informācija, taču cauruļvadu speciālistam būs jādefinē pavisam citi dati - tas ir tilpums (mm) un iekšējais spiediens līnijā. Tas ne vienmēr ir atrodams tabulā. Un formulas palīdz šo informāciju noskaidrot precīzāk.

Skatīties video

Jau tagad ir skaidrs, ka sistēmas sekcijas izmēri ietekmē patēriņa hidraulisko aprēķinu. Mājas aprēķiniem tiek izmantota ūdens plūsmas formula, kas palīdz iegūt rezultātu, kam ir dati par cauruļveida izstrādājuma spiedienu un diametru. Šeit ir formula:

Formula spiediena un caurules diametra aprēķināšanai: q = π × d² / 4 × V

Formulā: q parāda ūdens plūsmu. To mēra litros. d ir caurules sekcijas izmērs, tas ir parādīts centimetros. Un V formulā ir plūsmas ātruma apzīmējums, tas tiek parādīts metros sekundē.

Ja ūdensapgādes tīklu baro no ūdenstorņa, bez spiediena sūkņa papildu ietekmes, tad plūsmas ātrums ir aptuveni 0,7 - 1,9 m/s. Ja ir pievienota kāda sūknēšanas iekārta, tad pasē tai ir informācija par radītā spiediena koeficientu un ūdens plūsmas ātrumu.

Šī formula nav vienīgā. Ir daudz vairāk. Tos var viegli atrast internetā.

Papildus uzrādītajai formulai jāatzīmē, ka cauruļveida izstrādājumu iekšējām sienām ir liela nozīme sistēmas funkcionalitātē. Tā, piemēram, plastmasas izstrādājumiem ir gludāka virsma nekā tērauda izstrādājumiem.

Šo iemeslu dēļ plastmasas pretestības koeficients ir ievērojami zemāks. Turklāt šos materiālus neietekmē korozīvi veidojumi, kas arī pozitīvi ietekmē ūdens apgādes tīkla caurlaidību.

Galvas zuduma noteikšana

Ūdens caurlaidības aprēķins tiek veikts ne tikai pēc caurules diametra, bet arī tiek aprēķināts ar spiediena kritumu. Zaudējumus var aprēķināt, izmantojot īpašas formulas. Kādas formulas izmantot, katrs izlems pats. Lai aprēķinātu vēlamās vērtības, varat izmantot dažādas iespējas. Šim jautājumam nav viena universāla risinājuma.

Bet vispirms ir jāatceras, ka plastmasas un metāla plastmasas konstrukcijas caurbraukšanas iekšējā klīrenss nemainīsies pēc divdesmit gadu kalpošanas. Un metāla konstrukcijas ejas iekšējais klīrenss laika gaitā kļūs mazāks.

Un tas radīs dažu parametru zaudēšanu. Attiecīgi ūdens ātrums caurulē šādās konstrukcijās ir atšķirīgs, jo dažās situācijās jaunā un vecā tīkla diametrs ievērojami atšķirsies. Arī pretestības apjoms līnijā būs atšķirīgs.

Tāpat, pirms tiek aprēķināti nepieciešamie parametri šķidruma caurlaidībai, jāņem vērā, ka ūdens apgādes sistēmas plūsmas ātruma zudums ir saistīts ar apgriezienu skaitu, veidgabaliem, tilpuma pārejām, ar slēgšanu. vārsti un berzes spēks. Turklāt tas viss, aprēķinot plūsmas ātrumu, jāveic pēc rūpīgas sagatavošanas un mērījumiem.

Ūdens patēriņa aprēķinu ar vienkāršām metodēm nav viegli veikt. Bet, ja rodas mazākās grūtības, jūs vienmēr varat meklēt palīdzību no speciālistiem vai izmantot tiešsaistes kalkulatoru. Tad jūs varat paļauties uz to, ka ierīkotais ūdensvads vai siltumtīkls darbosies ar maksimālu efektivitāti.

Video - kā aprēķināt ūdens patēriņu

Skatīties video

Ūdens kustības ātrums gravitācijas caurulēs tiek ņemts ne mazāks par ūdens plūsmas ātrumu upē.

Tiek ņemti standarta cauruļu diametri, noapaļojot aprēķinātos. Atbilstoši pieņemtajam diametram tiek norādīts faktiskais ātrums gravitācijas caurulē, un tam jābūt lielākam par aprēķināto. Pēc tam šo ātrumu pārbauda pie augsta ūdens līmeņa, t.i. plūdi, kad, lai nodrošinātu vismazāko duļķošanos, pilna plūsma tiek izlaista caur vienu līniju.

Pieņemtais gravitācijas cauruļvadu diametrs D (in m) ir jāpārbauda, ​​vai tie nav aizsērējuši ar nelieliem nosēdumiem, kas tiek transportēti pa cauruli ρ apjomā (in kg/m3) ar vidējo svērto hidraulisko izmēru ω, jaunkundze, saskaņā ar formulu (6) un d izmēra nogulumu mobilitāti, kas notverti caurulē un vilkti gar apakšu, m, pēc formulas (7)

(6)

kur V ir ūdens plūsmas ātrums gravitācijas līnijās, m/s;

u ir suspensijas daļiņu izgulsnēšanās ātrums plūsmā; u≈0,07∙V jaunkundze;

D ir gravitācijas līniju diametrs, m;

A ir parametrs, kas vienāds ar 7,5-10;

d ir daļiņas diametrs, m.

Gravitācijas ūdens ieplūdes līniju diametram jānodrošina iespēja hidrauliski noņemt tajās nogulsnētas nogulsnes.

Sifona caurules ir atļauts izmantot II un III kategorijas ūdens ņemšanas vietās. Šīs caurules, kā minēts iepriekš, ir izgatavotas no tērauda caurulēm metināšanai, to skaits ir vismaz divas.

Sifona cauruļu diametru nosaka plūsmas ātrums normālas ūdens ņemšanas darbības laikā un ūdens kustības ātrums tajās 0,7-1,2 jaunkundze.

Augstākā vakuuma vērtība jāveido sifona augšpusē, kur ir uzstādīts gaisa savācējs, kas savienots ar vakuumsūkni. Pieļaujamo sifona augstumu, kas vienāds ar starpību starp tā augšējā punkta atzīmēm un zemu ūdens līmeni (UNV), avārijas režīmā nosaka pēc formulas:

kur ir pieļaujamais vakuums sifona augstākajā punktā, tiek ņemts 0,6-0,7 MPa;

- spiediena zudums sifona garumā no ieplūdes vietas līdz gaisa kolektoram, m;

∑ξ - vietējās pretestības koeficientu summa sifonā;

V ir ūdens kustības ātrums sifona caurulē avārijas režīmā, jaunkundze;

h in - spiediena zudums sifona augšupejošā atzarā, m.

Kopējais spiediena zudums sifona līnijā un ūdens ieplūdē:

h \u003d h in + h n + h resh, m(9)

kur h n - spiediena zudums visā sifona garumā un vietējā pretestība, m;

h resh - spiediena zudums režģī, m.

Galvas zudums režģos 0,03-0,06 m.

Aprēķins tiek veikts ūdens ņemšanas vietas normālas un avārijas darbības apstākļiem.

Gravitācijas cauruļu diametru UNV nosaka pēc plūsmas ātruma normālas ūdens ņemšanas darbības laikā un pēc ūdens kustības ātruma 0,7 ... 2,0 m / s (14. tabula). Gravitācijas ūdensvadu skaitam jābūt vismaz diviem. Ieklājot gravitācijas ūdensvadus, nolaižot zem ūdens, tiek izmantotas tērauda caurules ar pastiprinātu izolāciju.

Ūdensvadi zem upes dibena ir ierakti vismaz 0,8-1,5 m uz kuģojamiem, lai pasargātu tos no upes straumes izskalošanas, smilšu noberšanas, kuģu un plostu enkuru bojājumiem. Cauruļvadiem nedrīkst būt asi pagriezieni, sašaurināšanās, izplešanās. Tos var likt horizontāli, ar taisnu un apgrieztu slīpumu.

Caurules diametrs:

kur Q R- paredzamais vienas sekcijas patēriņš, vienāds ar 0,8 m 3 /Ar;

V aprēķins- Paredzamais ātrums.

Mēs pieņemam atbilstoši cauruļu klāstam d fakts=800 mm.

Faktiskais ātrums:

Faktiski ātrumam gravitācijas caurulēs jāatbilst diviem nosacījumiem:

A) jābūt lielākam par kritisko, t.i., ātrumu, kādā nenotiek cauruļu duļķošanās, ko transportē nosēdumi:

V f > V kr,

kur: - nogulumu daudzums, kg/m 3 ;

w ir vidējais svērtais hidrauliskais smalkums, m/s;

d - caurules diametrs, m;

u ir suspendēto daļiņu nokrišņu ātrums plūsmā, m/s;

g - brīvā kritiena paātrinājums, m/s 2 .

Atrodiet ātrumu cauruļvadā avārijas režīmā:

Nosacījums V f >V kr tiek veikta, jo 1,6>1,406.

b) jābūt lielākam par nogulumu uztveršanas ātrumu caurulē ar izmēru D, m

Izvēlamies sekciju 1-1 pa šķidruma brīvo virsmu tvertnē A, sekciju 2-2 - pa šķidruma brīvo virsmu tvertnē B (7. att.). Salīdzināšanas plakne ir saderīga ar 2.-2.

7. attēls - gravitācijas cauruļvada diametra aprēķināšanas shēma

Mēs veidojam Bernulli vienādojumu sadaļai 1-1 un 2-2:

Šajā gadījumā:

Tā kā līmenis tvertnēs A un B ir nemainīgs, ātruma spiediens un ir vienāds ar nulli.

Aizvietojot visas vērtības Bernulli vienādojumā (7.1), mēs iegūstam:

Galvas zudums:

Stabilā stāvoklī līmenis tvertnēs ir nemainīgs, tad šķidruma plūsma caur gravitācijas cauruļvadu ir vienāda. Tāpēc vidējais šķidruma ātrums gravitācijas cauruļvadā ir:

Aizvietojot izteiksmi (7.3), ņemot vērā (7.4) ar (7.2), iegūstam:

Vienādojuma (7.5) atrisināšana tiek veikta ar grafiski analītisko metodi. Ņemot vērā gravitācijas cauruļvada diametra vērtību, mēs uzzīmēsim vajadzīgā spiediena atkarību

Reinoldsa numurs:

Tāpēc plūsmas režīms ir nemierīgs. Tad berzes zuduma koeficientu visā garumā nosaka ar Altshul formulu:

kur: - čuguna (lietoto) cauruļu raupjums.

Aprēķināsim pēc formulas (7.5) vajadzīgās augstuma vērtību, lai izietu plūsmu gravitācijas cauruļvada diametra vērtībā:

Kopš iegūtās vērtības nākamās diametra vērtības ir jāsamazina.

Veiksim līdzīgus aprēķinus vairākām citām diametra vērtībām. Aprēķinu rezultāti ir apkopoti 2. tabulā.

2. tabula. Nepieciešamā spiediena aprēķināšanas rezultāti

Saskaņā ar 2. tabulu mēs izveidojam atkarības grafiku (8. att.) un pēc vērtības nosaka gravitācijas cauruļvada diametru.

8. attēls — atkarības grafiks

Mēs saņemam grafiku.

TĪKLA BŪVES RAKSTUROJUMS

Iekārtas vienmērīgā darbības stāvoklī, kad plūsmas ātrums cauruļvadu sistēmā laika gaitā nemainās, sūkņa izstrādātais augstums ir vienāds ar nepieciešamo iekārtas augstumu.

Pēc tam saskaņā ar formulu (4.2.) nepieciešamais iekārtas spiediens:

Tīkla spiediens:

Konstruēsim tīkla raksturlielumu, izmantojot atkarības (8.1) un (8.2) un 2. sadaļā aprakstīto galvas zuduma noteikšanas metodi.

Tiksim galā ar izdevumiem.

Noteiksim katra cauruļvada posma vidējos ātrumus, plūsmas režīmu un berzes pretestības koeficientus.

Sūkšanas līnijas diametram:

Reinoldsa numurs:

Līdz ar to plūsmas režīms sūkšanas līnijā ir nemierīgs.

Cauruļvada diametram:

Vidējais šķidruma ātrums:

Reinoldsa numurs:

Cauruļvada diametram:

Vidējais šķidruma ātrums:

Reinoldsa numurs:

Tāpēc cauruļvadā ar diametru plūsmas režīms ir turbulents.

Cauruļvada diametram:

Vidējais šķidruma ātrums:

Reinoldsa numurs:

Tāpēc cauruļvadā ar diametru plūsmas režīms ir turbulents.

Galvas zudums sūkšanas līnijā

kur: - spiediena zudums berzes dēļ visā garumā;

Vietējie spiediena zudumi;

un - attiecīgi berzes pretestības koeficients un vietējās pretestības koeficientu summa iesūkšanas līnijā.

Noteiksim hidrauliskās pretestības koeficientu pēc Altshul formulas:

Sūkšanas līnijas vietējām pretestībām:

iesūkšanas kaste ar pretvārstu ar pretestības koeficientu;

vārsts (kad pilnībā atvērts).

Mēs iegūstam:

Aprēķiniet galvas zudumu sūkšanas līnijā:

Līdzīgi mēs nosakām spiediena zudumu izplūdes līnijā:

Tā kā plūsmas režīms izplūdes līnijā ir turbulents visās sekcijās un hidrauliskās pretestības laukums ir pārejošs, mēs nosakām berzes pretestības koeficientus, izmantojot Altshul formulu:

Izlādes līnijas lokālā pretestība:

divi grozāmi līkumi ar pretestības koeficientu

regulēšanas vārsts ar pretestības koeficientu

grozāms elkonis ar pretestības koeficientu

uz cauruļvada posma, kura diametrs ir:

grozāms elkonis ar pretestības koeficientu

uz cauruļvada posma, kura diametrs ir:

grozāms elkonis ar pretestības koeficientu

pretestības koeficienta Venturi plūsmas mērītājs

Aprēķiniet galvas zudumu izplūdes līnijā:

Kopējais spiediena zudums cauruļvadā:

Nepieciešamais uzstādīšanas spiediens:

Tīkla spiediens:

Veiksim aprēķinus citiem plūsmas ātrumiem. Aprēķinu rezultāti ir apkopoti 3. tabulā.

galvas cauruļvada sūkņa tvertne

3. tabula. Tīkla raksturlieluma konstruēšanas aprēķinu rezultāti

Bezspiediena (gravitācijas plūstošo) cauruļvadu hidrauliskie aprēķini ir balstīti uz nosacījumu, ka caurulēs tiek uzturēta vienmērīga un vienmērīga ūdens kustība saskaņā ar divām galvenajām formulām:

• plūsmas nepārtrauktības formula

• šķebinoša formula

kur q ir plūsmas ātrums, m 3 / s; ω - atklātā platība, m 2; V ir šķidruma ātrums, m/s; R — hidrauliskais rādiuss, m; i ir hidrauliskais slīpums (vienāds ar caurules slīpumu ar vienmērīgu vienmērīgu kustību); C ir Shezy koeficients atkarībā no hidrauliskā rādiusa un cauruļvada mitrinātās virsmas raupjuma, m 0,5 / s.

Galvenās grūtības hidraulisko aprēķinu veikšanā ir Chezy koeficienta noteikšana.

Vairāki pētnieki ir ierosinājuši savas universālās formulas (empīriskās vai daļēji empīriskās atkarības), kas vienā vai otrā pakāpē apraksta Shezy koeficienta atkarību no hidrauliskā rādiusa, cauruļvada sienu nelīdzenuma un citiem faktoriem:

• formula N, N. Pavlovskis:

kur n ir caurules sienas relatīvais raupjums; lai noteiktu eksponentu y, tiek izmantota formula

y=2,5 √n-0,13-0,75 √R (√n-0,1)

• A. Meninga formula:

• A. D. Altšula un V. A. Ludova formula y noteikšanai.

y=0,57-0,22 lgC

• formula A. A. Karpinsky:

y = 0,29-0,0021 C.

Pamatojoties uz šīm un citām līdzīgām atkarībām, ir konstruētas hidraulisko aprēķinu tabulas un nomogrammas, kas ļauj projektētājiem veikt no dažādiem materiāliem izgatavotu brīvās plūsmas tīklu un kanālu hidraulisko aprēķinu. Ir ieteicams aprēķināt bezspiediena gravitācijas cauruļvadus, izmantojot labi zināmo Darcy-Weisbach formulu:

i=λ/4R V 2 /2g

kur λ ir hidrauliskās berzes koeficients; g ir brīvā kritiena paātrinājums, m/s 2 .

Chezy koeficientu var definēt šādi:

Visvairāk apstiprinātās un labākas par citām, kas atbilst eksperimentālajiem datiem, no iepriekš atzīmētajām formulām, ko ieguvuši vietējie pētnieki, ir N. N. Pavlovska formulas. Šo formulu derīgumu ir apstiprinājusi un pārbaudīta inženiertehniskā prakse, un nav šaubu, ka tās turpmāk var izmantot hidrauliskajos aprēķinos bezspiediena tīkliem no keramikas, betona un ķieģeļiem, t.i., tiem materiāliem, kuriem raupjuma koeficients n ir apmēram 0,013-0,014, kā arī polimēru.noteikti korekcijas koeficienti.

Mūsdienu tendences jaunu, no dažādiem materiāliem (tostarp polimēriem) izgatavotu cauruļu plašā izmantošanā veco tīklu remonta un rekonstrukcijas periodā noved pie tā, ka pilsētu drenāžas tīkls gadu no gada kļūst arvien neviendabīgāks, kas ietekmē arī ūdensvadu tīklu. grūtības novērtēt hidraulisko veiktspēju, kā arī grūtības ekspluatācijā, jo katram cauruļvada neviendabīgajam posmam ir jāpiemēro atbilstošas ​​apkopes metodes (piemēram, tīrīšana utt.).

Cauruļvadiem, kas izgatavoti no jauniem materiāliem, šobrīd nav stingras hidrauliskās atkarības koeficientu C un λ maiņai. Turklāt katrs jauna veida cauruļu ražotājs publicē savus, dažkārt neobjektīvus kritērijus dažādu materiālu cauruļu hidrauliskās savietojamības novērtēšanai. Uzdevums vēl vairāk saasinās, ja šādu materiālu ir daudz un katrs atrod savu nišu tīklu remontā. Rezultātā parādās sava veida tīkls ar "plāksteriem". Tas neizslēdz hidraulisko nelīdzsvarotību, t.i., iespējamās negatīvās tendences, kas saistītas ar applūšanu cauruļu savienojumos vai noteiktos attālumos no savienojumiem.

Tādējādi katram cauruļvada materiāla vai aizsargpārklājuma veidam projektētājam vēlams vienotas atkarības no hidraulisko raksturlielumu izmaiņām, t.i., pilna mēroga eksperimentu rezultāti, lai noteiktu Čezy, Darcy koeficientus un citus izgatavoto cauruļu parametrus. no dažādiem materiāliem. Līdz ar to, kā secinājumu, ir nepieciešams norādīt, cik svarīgi ir veikt eksperimentālos hidrauliskos pētījumus. Eksperimentu laikā ar vienu diametru iegūtās Chezy koeficienta eksperimentālās vērtības var būt aptuvenas hidrauliskās līdzības kritērijs pārejai uz citiem diametriem.