Afacerile și casele consumă cantități mari de apă. Acești indicatori digitali devin nu numai dovezi ale unei valori specifice care indică consumul.

În plus, ele ajută la determinarea diametrului sortimentului de țevi. Mulți oameni cred că este imposibil să se calculeze debitul de apă pe baza diametrului conductei și a presiunii, deoarece aceste concepte nu au nicio legătură.

Dar practica a arătat că nu este așa. Capacitățile de producție ale rețelei de alimentare cu apă depind de mulți indicatori, iar primul din această listă va fi diametrul sortimentului de conducte și presiunea principală.

Se recomandă calcularea capacității conductei în funcție de diametrul acesteia în faza de proiectare a construcției conductei. Datele obținute determină parametrii cheie nu numai ai locuinței, ci și ai autostrăzii industriale. Toate acestea vor fi discutate în continuare.

Calculați capacitatea conductei folosind un calculator online

ATENŢIE! Pentru a calcula corect, trebuie să rețineți că 1 kgf/cm2 = 1 atmosferă; 10 metri coloană de apă = 1 kgf/cm2 = 1 atm; 5 metri de coloană de apă = 0,5 kgf/cm2 și = 0,5 atm etc. Numerele fracționale sunt introduse în calculatorul online printr-un punct (de exemplu: 3,5 și nu 3,5)

Introduceți parametrii pentru calcul:

Ce factori influențează permeabilitatea lichidului printr-o conductă?

Criteriile care influențează indicatorul descris alcătuiesc o listă mare. Aici sunt câțiva dintre ei.

1. Diametrul interior pe care îl are conducta.
2. Viteza curgerii, care depinde de presiunea din linie.
3. Material luat pentru producerea sortimentului de țevi.

Debitul de apă la ieșirea din magistrală este determinat de diametrul conductei, deoarece această caracteristică, împreună cu altele, afectează debitul sistemului. De asemenea, atunci când se calculează cantitatea de lichid consumată, nu se poate reduce grosimea peretelui, care este determinată pe baza presiunii interne așteptate.

S-ar putea chiar argumenta că definiția „geometriei țevii” nu este afectată numai de lungimea rețelei. Iar secțiunea transversală, presiunea și alți factori joacă un rol foarte important.

În plus, unii parametri ai sistemului au un efect indirect mai degrabă decât direct asupra debitului. Aceasta include vâscozitatea și temperatura mediului pompat.

Pentru a rezuma, putem spune că determinarea debitului vă permite să determinați cu exactitate tipul optim de material pentru construirea sistemului și să alegeți tehnologia utilizată pentru asamblarea acestuia. În caz contrar, rețeaua nu va funcționa eficient și va necesita reparații de urgență frecvente.

Calculul consumului de apă prin diametru teava rotunda, depinde de ea mărimea. În consecință, pe o secțiune transversală mai mare, o cantitate semnificativă de lichid se va deplasa într-o anumită perioadă de timp. Dar atunci când se efectuează calcule și se ține cont de diametru, nu se poate reduce presiunea.

Dacă luăm în considerare acest calcul folosind un exemplu specific, se dovedește că mai puțin lichid va trece printr-un produs de țeavă lung de un metru printr-o gaură de 1 cm într-o anumită perioadă de timp decât printr-o conductă care atinge o înălțime de câteva zeci de metri. Acest lucru este firesc, deoarece cel mai mare nivel de consum de apă de pe șantier va atinge cele mai mari valori la presiunea maximă din rețea și la cele mai mari valori ale volumului acesteia.

Priveste filmarea

Calcule sectiuni conform SNIP 2.04.01-85

În primul rând, trebuie să înțelegeți că calcularea diametrului unui canal este un proces de inginerie complex. Acest lucru va necesita cunoștințe speciale. Dar atunci când se realizează construcția internă a unui canalizare, calculele hidraulice ale secțiunii transversale sunt adesea efectuate independent.

Acest tip de calcul al vitezei curgerii pentru un canal poate fi efectuat în două moduri. Primul este datele tabelare. Dar, trecând la tabele, trebuie să știți nu numai numărul exact de robinete, ci și recipientele pentru colectarea apei (băi, chiuvete) și alte lucruri.

Doar dacă aveți aceste informații despre sistemul de canalizare, puteți utiliza tabelele furnizate de SNIP 2.04.01-85. Ele sunt folosite pentru a determina volumul de apă pe baza circumferinței țevii. Iată un astfel de tabel:

Volumul exterior al sortimentului de țevi (mm)

Cantitatea aproximativă de apă obținută în litri pe minut

Cantitatea aproximativă de apă, calculată în m3 pe oră

Dacă vă concentrați pe standardele SNIP, puteți vedea următoarele în ele - volumul zilnic de apă consumat de o persoană nu depășește 60 de litri. Aceasta este cu condiția ca casa să nu fie dotată cu apă curentă, iar într-o situație cu locuințe confortabile, acest volum crește la 200 de litri.

În mod clar, aceste date de volum care arată consumul sunt interesante ca informații, dar un specialist în conducte va trebui să determine date complet diferite - acesta este volumul (în mm) și presiunea internă în conductă. Acest lucru nu poate fi găsit întotdeauna în tabel. Iar formulele te ajută să afli aceste informații mai precis.

Priveste filmarea

Este deja clar că dimensiunile secțiunii transversale ale sistemului afectează calculul hidraulic al consumului. Pentru calculele de acasă, se folosește o formulă de debit de apă, care ajută la obținerea rezultatului având în vedere presiunea și diametrul produsului conductei. Iată formula:

Formula de calcul bazată pe presiune și diametrul conductei: q = π×d²/4 ×V

În formula: q arată consumul de apă. Se calculează în litri. d este dimensiunea secțiunii țevii, este afișată în centimetri. Și V în formulă este o desemnare pentru viteza de mișcare a fluxului, este afișată în metri pe secundă.

Dacă rețeaua de alimentare cu apă este alimentată de un turn de apă, fără influența suplimentară a unei pompe de presiune, atunci viteza de curgere este de aproximativ 0,7 - 1,9 m/s. Dacă este conectat un dispozitiv de pompare, atunci pașaportul pentru acesta conține informații despre coeficientul de presiune generat și viteza de mișcare a fluxului de apă.

Această formulă nu este singura. Mai sunt multe. Ele pot fi găsite cu ușurință pe Internet.

Pe lângă formula prezentată, trebuie remarcat faptul că pereții interni ai produselor de țeavă au un impact uriaș asupra funcționalității sistemului. De exemplu, produsele din plastic au o suprafață netedă decât omologii lor din oțel.

Din aceste motive, coeficientul de rezistență al plasticului este semnificativ mai mic. În plus, aceste materiale nu sunt afectate de formațiuni corozive, ceea ce are, de asemenea, un efect pozitiv asupra debitului rețelei de alimentare cu apă.

Determinarea pierderii capului

Trecerea apei se calculează nu numai după diametrul țevii, ci se calculează prin cădere de presiune. Pierderile pot fi calculate folosind formule speciale. Ce formule să folosească, fiecare va decide singur. Pentru a calcula valorile necesare, puteți utiliza diverse opțiuni. Nu există o soluție universală unică pentru această problemă.

Dar, în primul rând, este necesar să ne amintim că spațiul interior al trecerii unei structuri din plastic și metal-plastic nu se va schimba după douăzeci de ani de serviciu. Și jocul intern al trecerii unei structuri metalice va deveni mai mic în timp.

Și acest lucru va atrage după sine pierderea unor parametri. În consecință, viteza apei în conductă în astfel de structuri este diferită, deoarece în unele situații diametrul rețelei noi și vechi va fi semnificativ diferit. Valoarea rezistenței în linie va diferi și ea.

De asemenea, înainte de a calcula parametrii necesari pentru trecerea lichidului, trebuie să țineți cont de faptul că pierderea vitezei debitului de alimentare cu apă este asociată cu numărul de spire, fitinguri, tranziții de volum, prezența supapelor de închidere și forța de frecare. . Mai mult, toate acestea atunci când se calculează debitul trebuie efectuate după o pregătire și măsurători atentă.

Calcularea consumului de apă folosind metode simple nu este ușoară. Dar, dacă ai cea mai mică dificultate, poți oricând să apelezi la specialiști pentru ajutor sau să folosești un calculator online. Apoi puteți conta pe faptul că rețeaua de alimentare cu apă sau de încălzire instalată va funcționa cu eficiență maximă.

Video - cum se calculează consumul de apă

Priveste filmarea

Se presupune că viteza de mișcare a apei în conductele gravitaționale nu este mai mică decât viteza de curgere a apei în râu.

Se acceptă diametre standard de țeavă, rotunjindu-le în jos pe cele obținute prin calcul. Pe baza diametrului acceptat, se determină viteza reală în conducta gravitațională și trebuie să fie mai mare decât cea calculată. Această viteză este apoi verificată la niveluri ridicate ale apei, de ex. inundare, când, pentru a asigura o colmație minimă, fluxul complet este trecut printr-o linie.

Diametrul acceptat al conductelor gravitaționale D (in m) trebuie verificat pentru sedimente fine fără nămol transportate prin conductă într-o cantitate ρ (in kg/m3), având o dimensiune hidraulică medie ponderată ω, m/sec, conform formulei (6) și asupra mobilității sedimentului de mărimea d captat în conductă și târât de-a lungul fundului, m, conform formulei (7)

(6)

unde V este viteza curgerii apei în liniile gravitaționale, m/sec;

u este viteza de precipitare a particulelor în suspensie în flux; u≈0,07∙V m/sec;

D – diametrul liniilor gravitaționale, m;

A – parametru luat egal cu 7,5-10;

d – diametrul particulei, m.

Diametrul liniilor gravitaționale de admisie a apei trebuie să asigure posibilitatea de îndepărtare hidraulică a sedimentelor depuse în acestea.

Țevile cu sifon sunt permise a fi utilizate în prizele de apă din categoriile II și III. Aceste țevi, după cum sa menționat anterior, sunt fabricate din țevi de oțel sudate; numărul lor se presupune a fi de cel puțin două.

Diametrul conductelor de sifon este determinat de debitul în timpul funcționării normale a prizei de apă și de viteza de mișcare a apei în ele 0,7-1,2 m/sec.

Cea mai mare cantitate de vid trebuie creată în punctul superior al sifonului, la care este instalat un colector de aer conectat la o pompă de vid. Înălțimea admisibilă a sifonului, egală cu diferența dintre cotele punctului său superior și nivelul scăzut al apei (LW), se determină în modul de urgență folosind formula:

unde este vidul admis în punctul cel mai înalt al sifonului, luat 0,6-0,7 mPa;

– pierderea de presiune pe lungimea sifonului de la punctul de primire la colectorul de aer, m;

∑ξ – suma coeficienților locali de rezistență în sifon;

V este viteza de mișcare a apei în conducta sifonului în timpul modului de urgență, m/sec;

h in – pierderea de presiune în ramura ascendentă a sifonului, m.

Pierderea totală de presiune în conducta de sifon și recipientul de apă:

h=h în +һ n +һ rezolva, m(9)

unde h n – pierderea de presiune pe lungimea și rezistența locală a sifonului, m;

h rezolvă – pierderea de presiune în rețea, m.

Pierderea de presiune în grătare 0,03-0,06 m.

Calculul se face pentru condițiile de funcționare normală și de urgență a prizei de apă.

Diametrul conductelor gravitaționale este determinat cu UNV de debitul în condiții normale de funcționare al prizei de apă și de viteza de mișcare a apei de 0,7...2,0 m/s (Tabelul 14).Viteza de mișcare a apei în conductele gravitaționale se consideră a fi nu mai mică decât viteza de curgere a apei în râu cu UNV. Numărul conductelor de apă gravitațională trebuie să fie de cel puțin două. La așezarea conductelor de apă gravitațională prin coborârea lor sub apă, se folosesc conducte de oțel cu izolație întărită.

Conductele de apă sunt îngropate sub fundul râului cu cel puțin 0,8-1,5 m în zonele navigabile pentru a le proteja de a fi spălate de curgerea râului, abrazate de nisip și deteriorate de ancorele navelor și plutelor. Conductele de apă nu trebuie să aibă viraje ascuțite, îngustări sau dilatații. Pot fi așezate orizontal, cu panta directă și inversă.

Diametrul conductei:

unde Q R- debitul calculat al unei secțiuni egal cu 0,8 m 3 /Cu;

V calcul- viteza de proiectare.

Acceptăm în conformitate cu gama de conducte d fapt=800 mm.

Viteza reală:

De fapt, viteza în conductele gravitaționale trebuie să îndeplinească două condiții:

A) trebuie să fie mai mare decât cea critică, adică viteza cu care nu are loc colmatarea conductelor transportate de sedimente:

V f >V cr,

unde: - cantitatea de sediment, kg/m 3 ;

w - dimensiunea hidraulică medie ponderată, m/s;

d este diametrul conductei, m;

u este viteza de precipitare a particulelor suspendate în flux, m/s;

g - accelerația de cădere liberă, m/s 2 .

Să găsim viteza în conductă în modul de urgență:

Condiția V f >V cr se realizează deoarece 1,6>1,406.

b) trebuie să fie mai mare decât viteza cu care sedimentul de dimensiunea particulei D, m este captat în conductă

Să alegem secțiunea 1-1 de-a lungul suprafeței libere a lichidului din rezervorul A, secțiunea 2-2 - de-a lungul suprafeței libere a lichidului din rezervorul B (Fig. 7). Planul de comparație este compatibil cu secțiunea 2-2.

Figura 7 - Schema de calcul al diametrului unei conducte gravitaționale

Să creăm ecuația Bernoulli pentru secțiunile 1-1 și 2-2:

În acest caz:

Deoarece nivelurile din rezervoarele A și B sunt constante, presiunile de viteză sunt egale cu zero.

Înlocuind toate valorile în ecuația Bernoulli (7.1), obținem:

Pierderea capului:

În condiții de echilibru, nivelurile din rezervoare sunt constante, apoi fluxul de lichid prin conducta gravitațională este egal. Prin urmare, viteza medie a fluidului într-o conductă gravitațională:

Înlocuind expresia (7.3) ținând cont de (7.4) în (7.2), obținem:

Rezolvăm ecuația (7.5) folosind metoda grafico-analitică. Având în vedere valoarea diametrului conductei gravitaționale, vom construi un grafic al dependenței presiunii necesare

Numărul Reynolds:

În consecință, regimul de curgere este turbulent. Apoi, coeficientul de pierdere prin frecare de-a lungul lungimii este determinat folosind formula Altschul:

unde: - rugozitatea tevilor din fonta (utilizate).

Să calculăm folosind formula (7.5) presiunea necesară pentru a trece debitul la valoarea diametrului conductei gravitaționale:

Deoarece se obține valoarea obținută, valorile ulterioare ale diametrului trebuie reduse.

Să efectuăm calcule similare pentru o serie de alte valori de diametru. Rezum rezultatele calculului în tabelul 2.

Tabelul 2 - Rezultatele calculului presiunii necesare

Pe baza datelor din Tabelul 2, construim un grafic de dependență (Fig. 8) și, pe baza valorii, determinăm diametrul conductei gravitaționale.

Figura 8 - Graficul dependenței

O primim conform programului.

CONSTRUCȚIA CARACTERISTICILOR REȚELEI

În condiții de funcționare constantă a instalației, când debitul în sistemul de conducte nu se modifică în timp, presiunea dezvoltată de pompă este egală cu presiunea necesară a instalației

Apoi, conform formulei (4.2), presiunea de instalare necesară este:

Presiunea retelei:

Să construim o caracteristică de rețea folosind dependențele (8.1) și (8.2) și metoda de determinare a pierderilor de presiune prezentată în paragraful 2.

Să ne gândim la cheltuială.

Să determinăm vitezele medii, regimul de curgere și coeficienții de rezistență la frecare pentru fiecare secțiune a conductei.

Pentru diametrul conductei de aspirație:

Numărul Reynolds:

În consecință, regimul de curgere în conducta de aspirație este turbulent.

Pentru diametrul conductei:

viteza medie a fluidului:

Numărul Reynolds:

Pentru diametrul conductei:

viteza medie a fluidului:

Numărul Reynolds:

În consecință, regimul de curgere într-o conductă cu un diametru este turbulent.

Pentru diametrul conductei:

viteza medie a fluidului:

Numărul Reynolds:

În consecință, regimul de curgere într-o conductă cu un diametru este turbulent.

Pierderea de presiune în conducta de aspirație

unde: - pierderea de presiune prin frecare pe lungime;

Pierderi de presiune locale;

și - respectiv, coeficientul de rezistență la frecare și suma coeficienților de rezistență locală în linia de aspirație.

Să determinăm coeficientul de rezistență hidraulică folosind formula Altschul:

Pentru rezistențele locale ale conductei de aspirație:

cutie de aspirație cu supapă de reținere cu coeficient de rezistență;

supapă (când este complet deschisă).

Primim:

Să calculăm pierderea de presiune în conducta de aspirație:

În mod similar, determinăm pierderea de presiune în conducta de refulare:

Deoarece regimul de curgere în linia de refulare este turbulent în toate secțiunile, iar zona rezistenței hidraulice este tranzitorie, vom determina coeficienții de rezistență la frecare folosind formula Altschul:

Rezistența locală a liniei de descărcare:

două coturi rotative cu coeficient de rezistență

supapă de control cu ​​coeficient de rezistență

cot pivotant cu coeficient de rezistență

pe o secțiune de conductă cu diametrul:

cot pivotant cu coeficient de rezistență

pe o secțiune de conductă cu diametrul:

cot pivotant cu coeficient de rezistență

Debitmetru Venturi cu coeficient de rezistență

Să calculăm pierderea de presiune în conducta de refulare:

Pierderi totale de presiune în conductă:

Presiunea de instalare necesară:

Presiunea retelei:

Să efectuăm calcule pentru alte debite. Rezumăm rezultatele calculului în tabelul 3.

rezervor pompa conductei de presiune

Tabelul 3 - Rezultatele calculului pentru construirea caracteristicilor rețelei

Calculele hidraulice ale conductelor cu curgere liberă (gravitațională) se bazează pe condiția menținerii mișcării uniforme și constante a apei în conducte conform două formule de bază:

• formula de continuitate a fluxului

• Formula Chezy

unde q este debitul lichidului, m3/s; ω—aria secțiunii libere, m2; V—viteza fluidului, m/s; R—raza hidraulică, m; i este panta hidraulică (egală cu panta conductei la mișcare uniformă constantă); C este coeficientul Chezy, în funcție de raza hidraulică și de rugozitatea suprafeței umede a conductei, m 0,5 / s.

Principala dificultate în efectuarea calculelor hidraulice este determinarea coeficientului Chezy.

O serie de cercetători și-au propus propriile formule universale (dependențe empirice sau semiempirice), care descriu într-o măsură sau alta dependența coeficientului Chezy de raza hidraulică, rugozitatea pereților conductei și alți factori:

• formula lui N, N. Pavlovsky:

unde n este rugozitatea relativă a peretelui conductei; pentru a determina exponentul y se folosește formula

y=2,5·√n-0,13-0,75·√R·(√n-0,1)

• A. Formula Manning:

• formula lui A.D. Altshul și V.A. Ludov pentru determinarea y.

y=0,57-0,22 lgC

• formula lui A. A. Karpinsky:

y=0,29-0,0021°C.

Pe baza acestor și a altor dependențe similare, au fost construite tabele de calcul hidraulic și nomograme, care permit inginerilor proiectanți să efectueze calcule hidraulice ale rețelelor gravitaționale și canalelor din diverse materiale. Se recomandă calcularea conductelor gravitaționale cu curgere liberă folosind binecunoscuta formulă Darcy-Weisbach:

i=λ/4R V2/2g

unde λ este coeficientul de frecare hidraulică; g—accelerația gravitațională, m/s 2 .

Coeficientul Chezy poate fi definit ca:

Dintre formulele menționate anterior, obținute de cercetătorii autohtoni, cele mai testate și cele mai conforme cu datele experimentale sunt formulele lui N. N. Pavlovsky. Valabilitatea acestor formule a fost confirmată și testată de practica inginerească și nu există nicio îndoială cu privire la posibilitatea utilizării lor ulterioare pentru calculul hidraulic al rețelelor cu curgere liberă din ceramică, beton și cărămidă, adică acele materiale în care coeficientul de rugozitate n este de ordinul 0,013-0,014, precum şi polimerii anumiţi factori de corecţie.

Tendințele actuale în utilizarea pe scară largă a noilor țevi din diverse materiale (inclusiv polimeri) în timpul reparației și reconstrucției rețelelor vechi conduc la faptul că rețeaua de drenaj a orașelor devine din ce în ce mai eterogenă de la an la an, ceea ce afectează dificultățile de evaluarea indicatorilor hidraulici, precum și a dificultății în funcționare, deoarece trebuie aplicate metode de întreținere adecvate (de exemplu, curățare etc.) pentru fiecare secțiune diferită a conductei.

Pentru conductele realizate din materiale noi, în prezent nu există dependențe hidraulice stricte pentru modificările coeficienților C și λ. Mai mult, fiecare producător de noi tipuri de țevi își publică propriile criterii, uneori părtinitoare, pentru evaluarea compatibilității hidraulice a țevilor din diverse materiale. . Sarcina este și mai agravată atunci când există multe astfel de materiale și fiecare dintre ele își găsește nișa la repararea rețelelor. Ca urmare, apare un fel de rețea cu „patch-uri”. Acest lucru nu exclude dezechilibrul hidraulic, adică posibilele tendințe negative asociate cu inundațiile la joncțiunile conductelor sau la anumite distanțe de joncțiuni.

Astfel, pentru fiecare tip de material de conductă sau acoperire de protecție, este de dorit ca proiectantul să aibă dependențe unificate pentru modificările caracteristicilor hidraulice, adică rezultatele experimentelor la scară completă pentru a determina coeficienții Chezy, Darcy și alți parametri ai conductelor realizate. din diverse materiale. Prin urmare, în concluzie, este necesar să se precizeze importanța efectuării unor studii hidraulice experimentale. Valorile experimentale ale coeficientului Chezy obținute în timpul experimentelor pe un diametru pot fi un criteriu pentru similitudinea hidraulică aproximativă pentru trecerea la alte diametre.