ธุรกิจและบ้านเรือนใช้น้ำปริมาณมาก ตัวบ่งชี้ดิจิทัลเหล่านี้ไม่เพียงแต่เป็นหลักฐานของค่าเฉพาะที่บ่งบอกถึงการบริโภคเท่านั้น

นอกจากนี้ยังช่วยกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของประเภทท่ออีกด้วย หลายคนเชื่อว่าการคำนวณการไหลของน้ำตามเส้นผ่านศูนย์กลางและแรงดันของท่อเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากแนวคิดเหล่านี้ไม่เกี่ยวข้องกันโดยสิ้นเชิง

แต่การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าไม่เป็นเช่นนั้น ความสามารถในการรับส่งข้อมูลของเครือข่ายน้ำประปาขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้หลายตัวและสิ่งแรกในรายการนี้คือเส้นผ่านศูนย์กลางของการแบ่งประเภทท่อและความดันในท่อหลัก

ขอแนะนำให้คำนวณความจุของท่อขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางในขั้นตอนการออกแบบของการก่อสร้างท่อ ข้อมูลที่ได้รับจะกำหนดพารามิเตอร์ที่สำคัญไม่เพียงแต่สำหรับบ้านเท่านั้น แต่ยังรวมถึงทางหลวงอุตสาหกรรมด้วย ทั้งหมดนี้จะมีการหารือเพิ่มเติม

คำนวณความจุของท่อโดยใช้เครื่องคิดเลขออนไลน์

ความสนใจ! เพื่อคำนวณให้ถูกต้อง คุณต้องสังเกตว่า 1 kgf/cm2 = 1 บรรยากาศ; เสาน้ำ 10 เมตร = 1 kgf/cm2 = 1 atm; แนวน้ำ 5 เมตร = 0.5 kgf/cm2 และ = 0.5 atm เป็นต้น ตัวเลขเศษส่วนจะถูกป้อนลงในเครื่องคิดเลขออนไลน์ผ่านจุด (เช่น 3.5 ไม่ใช่ 3.5)

ป้อนพารามิเตอร์สำหรับการคำนวณ:

ปัจจัยใดที่มีอิทธิพลต่อการซึมผ่านของของเหลวผ่านท่อ?

เกณฑ์ที่มีอิทธิพลต่อตัวบ่งชี้ที่อธิบายไว้นั้นประกอบขึ้นเป็นรายการจำนวนมาก นี่คือบางส่วนของพวกเขา

1. เส้นผ่านศูนย์กลางภายในที่ท่อมี
2. ความเร็วของการไหลซึ่งขึ้นอยู่กับแรงดันในเส้น
3. วัสดุที่ใช้สำหรับการผลิตประเภทท่อ

อัตราการไหลของน้ำที่ทางออกของท่อหลักถูกกำหนดโดยเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ เนื่องจากลักษณะนี้ร่วมกับลักษณะอื่น ๆ ส่งผลต่อปริมาณงานของระบบ นอกจากนี้ เมื่อคำนวณปริมาณของเหลวที่ใช้ เราไม่สามารถลดความหนาของผนังได้ ซึ่งพิจารณาจากแรงดันภายในที่คาดหวัง

อาจมีคนแย้งว่าคำจำกัดความของ "เรขาคณิตของท่อ" ไม่ได้รับผลกระทบจากความยาวของเครือข่ายเพียงอย่างเดียว และภาพตัดขวาง ความกดดัน และปัจจัยอื่นๆ มีบทบาทสำคัญมาก

นอกจากนี้ พารามิเตอร์ระบบบางตัวมีผลทางอ้อมมากกว่าส่งผลโดยตรงต่ออัตราการไหล ซึ่งรวมถึงความหนืดและอุณหภูมิของตัวกลางที่ถูกสูบ

โดยสรุป เราสามารถพูดได้ว่าการกำหนดปริมาณงานช่วยให้คุณสามารถกำหนดประเภทวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสร้างระบบได้อย่างแม่นยำ และเลือกเทคโนโลยีที่ใช้ในการประกอบได้ มิฉะนั้น เครือข่ายจะไม่ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพและจำเป็นต้องซ่อมแซมฉุกเฉินบ่อยครั้ง

การคำนวณปริมาณการใช้น้ำโดย เส้นผ่านศูนย์กลางท่อกลมขึ้นอยู่กับมัน ขนาด. ดังนั้น ของเหลวปริมาณมากจะเคลื่อนที่ผ่านหน้าตัดขวางที่ใหญ่ขึ้นภายในระยะเวลาหนึ่ง แต่เมื่อทำการคำนวณและคำนึงถึงเส้นผ่านศูนย์กลาง ไม่มีใครสามารถลดแรงกดลงได้

หากเราพิจารณาการคำนวณนี้โดยใช้ตัวอย่างที่เฉพาะเจาะจงปรากฎว่าของเหลวจะผ่านผลิตภัณฑ์ท่อยาวหนึ่งเมตรผ่านรูขนาด 1 ซม. ในช่วงเวลาหนึ่งได้น้อยกว่าผ่านท่อที่มีความสูงสองสามสิบเมตร นี่เป็นเรื่องปกติเนื่องจากระดับการใช้น้ำสูงสุดบนไซต์จะถึงค่าสูงสุดที่ความดันสูงสุดในเครือข่ายและที่ค่าสูงสุดของปริมาตร

ดูวิดีโอ

การคำนวณส่วนตาม SNIP 2.04.01-85

ก่อนอื่น คุณต้องเข้าใจว่าการคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อระบายน้ำเป็นกระบวนการทางวิศวกรรมที่ซับซ้อน สิ่งนี้จะต้องมีความรู้พิเศษ แต่เมื่อดำเนินการก่อสร้างท่อระบายน้ำในประเทศการคำนวณทางไฮดรอลิกของหน้าตัดมักจะดำเนินการอย่างอิสระ

การคำนวณความเร็วการไหลของการออกแบบประเภทนี้สำหรับท่อระบายน้ำสามารถทำได้สองวิธี อย่างแรกคือข้อมูลแบบตาราง แต่เมื่อหันไปที่โต๊ะแล้ว คุณไม่เพียงต้องรู้จำนวนก๊อกที่แน่นอนเท่านั้น แต่ยังต้องรู้ภาชนะสำหรับเก็บน้ำ (อ่างอาบน้ำ อ่างล้างมือ) และสิ่งอื่น ๆ ด้วย

หากคุณมีข้อมูลเกี่ยวกับระบบท่อระบายน้ำนี้ คุณสามารถใช้ตารางที่ให้ไว้ใน SNIP 2.04.01-85 ได้ ใช้เพื่อกำหนดปริมาตรน้ำตามเส้นรอบวงของท่อ นี่คือหนึ่งตารางดังกล่าว:

ปริมาตรภายนอกของท่อแบบต่างๆ (มม.)

ปริมาณน้ำที่ได้รับโดยประมาณเป็นลิตรต่อนาที

ปริมาณน้ำโดยประมาณ คำนวณเป็น ลบ.ม. ต่อชั่วโมง

หากคุณมุ่งเน้นไปที่มาตรฐาน SNIP คุณสามารถดูสิ่งต่อไปนี้ได้ - ปริมาณน้ำรายวันที่บุคคลหนึ่งใช้ไม่เกิน 60 ลิตร โดยมีเงื่อนไขว่าบ้านไม่ได้ติดตั้งน้ำประปาและในสถานการณ์ที่มีที่อยู่อาศัยที่สะดวกสบายปริมาตรนี้จะเพิ่มเป็น 200 ลิตร

เห็นได้ชัดว่าข้อมูลปริมาณที่แสดงปริมาณการใช้เป็นข้อมูลที่น่าสนใจ แต่ผู้เชี่ยวชาญด้านท่อจะต้องระบุข้อมูลที่ต่างกันโดยสิ้นเชิง นี่คือปริมาตร (เป็นมม.) และความดันภายในในท่อ สิ่งนี้ไม่สามารถพบได้ในตารางเสมอไป และสูตรช่วยให้คุณค้นหาข้อมูลนี้ได้แม่นยำยิ่งขึ้น

ดูวิดีโอ

เป็นที่ชัดเจนแล้วว่าขนาดหน้าตัดของระบบส่งผลต่อการคำนวณปริมาณการใช้ไฮดรอลิก สำหรับการคำนวณที่บ้านจะใช้สูตรการไหลของน้ำซึ่งช่วยให้ได้ผลลัพธ์ตามความดันและเส้นผ่านศูนย์กลางของผลิตภัณฑ์ท่อ นี่คือสูตร:

สูตรคำนวณตามความดันและเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ: q = π×d²/4 ×V

ในสูตร: q แสดงปริมาณการใช้น้ำ คำนวณเป็นลิตร d คือขนาดของหน้าตัดท่อแสดงเป็นเซนติเมตร และ V ในสูตรคือการกำหนดความเร็วการเคลื่อนที่ของการไหลโดยแสดงเป็นเมตรต่อวินาที

หากเครือข่ายการจ่ายน้ำได้รับพลังงานจากอ่างเก็บน้ำ โดยไม่มีอิทธิพลเพิ่มเติมจากปั๊มแรงดัน ความเร็วการไหลจะอยู่ที่ประมาณ 0.7 - 1.9 เมตร/วินาที หากมีการเชื่อมต่ออุปกรณ์สูบน้ำใด ๆ หนังสือเดินทางจะมีข้อมูลเกี่ยวกับค่าสัมประสิทธิ์แรงดันที่สร้างขึ้นและความเร็วการเคลื่อนที่ของการไหลของน้ำ

สูตรนี้ไม่ใช่สูตรเดียว มีอีกมากมาย สามารถพบได้ง่ายบนอินเทอร์เน็ต

นอกจากสูตรที่นำเสนอแล้วควรสังเกตว่าผนังภายในของผลิตภัณฑ์ท่อมีผลกระทบอย่างมากต่อการทำงานของระบบ ตัวอย่างเช่น ผลิตภัณฑ์พลาสติกมีพื้นผิวเรียบกว่าผลิตภัณฑ์ที่ทำจากเหล็ก

ด้วยเหตุผลเหล่านี้ ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานของพลาสติกจึงลดลงอย่างมาก นอกจากนี้วัสดุเหล่านี้ยังไม่ได้รับผลกระทบจากการกัดกร่อนซึ่งส่งผลเชิงบวกต่อปริมาณงานของเครือข่ายน้ำประปาด้วย

การกำหนดการสูญเสียศีรษะ

ทางเดินของน้ำไม่เพียงคำนวณจากเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเท่านั้น แต่ยังคำนวณด้วย โดยแรงดันตกคร่อม. สามารถคำนวณการสูญเสียได้โดยใช้สูตรพิเศษ จะใช้สูตรไหนทุกคนจะตัดสินใจเอง ในการคำนวณค่าที่ต้องการ คุณสามารถใช้ตัวเลือกต่างๆ ได้ ไม่มีวิธีแก้ไขปัญหาแบบสากลวิธีเดียวสำหรับปัญหานี้

แต่ก่อนอื่นจำเป็นต้องจำไว้ว่าการกวาดล้างภายในของโครงสร้างพลาสติกและโลหะพลาสติกจะไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากใช้งานมายี่สิบปี และการกวาดล้างภายในของโครงสร้างโลหะจะเล็กลงเมื่อเวลาผ่านไป

และนี่จะนำมาซึ่งการสูญเสียพารามิเตอร์บางตัว ดังนั้นความเร็วของน้ำในท่อในโครงสร้างดังกล่าวจึงแตกต่างกันเนื่องจากในบางสถานการณ์เส้นผ่านศูนย์กลางของเครือข่ายเก่าและใหม่จะแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด ค่าความต้านทานในเส้นก็จะแตกต่างกันเช่นกัน

นอกจากนี้ก่อนที่จะคำนวณพารามิเตอร์ที่จำเป็นสำหรับการผ่านของของเหลวคุณต้องคำนึงว่าการสูญเสียความเร็วการไหลของน้ำประปานั้นสัมพันธ์กับจำนวนรอบข้อต่อการเปลี่ยนปริมาตรการมีอยู่ของวาล์วปิดและแรง ของแรงเสียดทาน ยิ่งไปกว่านั้น ทั้งหมดนี้เมื่อคำนวณอัตราการไหลจะต้องดำเนินการหลังจากการเตรียมและการวัดอย่างระมัดระวัง

การคำนวณปริมาณการใช้น้ำด้วยวิธีง่ายๆ ไม่ใช่เรื่องง่าย แต่หากคุณประสบปัญหาเพียงเล็กน้อย คุณสามารถขอความช่วยเหลือจากผู้เชี่ยวชาญหรือใช้เครื่องคิดเลขออนไลน์ได้เสมอ จากนั้นคุณสามารถวางใจได้ว่าระบบจ่ายน้ำหรือเครือข่ายทำความร้อนที่ติดตั้งจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

วิดีโอ - วิธีคำนวณปริมาณการใช้น้ำ

ดูวิดีโอ

ความเร็วการเคลื่อนที่ของน้ำในท่อแรงโน้มถ่วงถือว่าไม่ต่ำกว่าความเร็วการไหลของน้ำในแม่น้ำ

ยอมรับเส้นผ่านศูนย์กลางท่อมาตรฐานโดยปัดเศษที่ได้รับจากการคำนวณลง ความเร็วจริงในท่อแรงโน้มถ่วงจะถูกกำหนดตามเส้นผ่านศูนย์กลางที่ยอมรับ และจะต้องมากกว่าความเร็วที่คำนวณได้ ความเร็วนี้จะถูกตรวจสอบที่ระดับน้ำสูง เช่น น้ำท่วม เมื่อเพื่อให้แน่ใจว่ามีการตกตะกอนน้อยที่สุด การไหลทั้งหมดจะถูกส่งผ่านเส้นเดียว

เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อแรงโน้มถ่วงที่ยอมรับ D (นิ้ว ม) จะต้องได้รับการตรวจสอบเพื่อหาตะกอนละเอียดที่ปราศจากตะกอนที่ลำเลียงผ่านท่อในปริมาณ ρ (นิ้ว กก./ลบ.ม. 3) มีขนาดไฮดรอลิกเฉลี่ยถ่วงน้ำหนัก ω, เมตร/วินาทีตามสูตร (6) และการเคลื่อนที่ของตะกอนขนาด d ที่ถูกจับในท่อแล้วลากไปตามด้านล่าง มตามสูตร (7)

(6)

โดยที่ V คือความเร็วของการไหลของน้ำในแนวแรงโน้มถ่วง m/วินาที

คุณ คืออัตราการตกตะกอนของอนุภาคแขวนลอยในการไหล ยูแอสโตร0.07∙วี เมตร/วินาที;

D คือเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นแรงโน้มถ่วง ม;

A – พารามิเตอร์ที่นำมาเท่ากับ 7.5-10;

d – เส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาค ม.

เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นรับน้ำแรงโน้มถ่วงจะต้องรับประกันความเป็นไปได้ในการกำจัดตะกอนที่สะสมอยู่ในระบบไฮดรอลิก

ท่อกาลักน้ำได้รับอนุญาตให้ใช้ในท่อน้ำประเภท II และ III ท่อเหล่านี้ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ทำจากท่อเหล็กเชื่อมจำนวนของพวกเขาถือว่ามีอย่างน้อยสอง

เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อกาลักน้ำถูกกำหนดโดยอัตราการไหลระหว่างการทำงานปกติของปริมาณน้ำและความเร็วของการเคลื่อนที่ของน้ำในท่อ 0.7-1.2 เมตร/วินาที.

ควรสร้างสุญญากาศในปริมาณมากที่สุดที่จุดสูงสุดของกาลักน้ำ ซึ่งมีการติดตั้งตัวดักอากาศที่เชื่อมต่อกับปั๊มสุญญากาศ ความสูงที่อนุญาตของกาลักน้ำ ซึ่งเท่ากับความแตกต่างระหว่างระดับความสูงของจุดสูงสุดและระดับน้ำต่ำ (LW) ถูกกำหนดในโหมดฉุกเฉินโดยใช้สูตร:

โดยที่สุญญากาศที่อนุญาตได้ที่จุดสูงสุดของกาลักน้ำคือ 0.6-0.7 เมปาสคาล;

– การสูญเสียแรงดันตามความยาวของกาลักน้ำจากจุดรับไปยังตัวสะสมอากาศ ม;

∑ξ – ผลรวมของค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานเฉพาะในกาลักน้ำ

V คือความเร็วของการเคลื่อนที่ของน้ำในท่อกาลักน้ำระหว่างโหมดฉุกเฉิน เมตร/วินาที;

ชั่วโมง ใน – การสูญเสียแรงดันในสาขาที่เพิ่มขึ้นของกาลักน้ำ ม.

การสูญเสียแรงดันทั้งหมดในท่อกาลักน้ำและตัวรับน้ำ:

h=h ใน +һ n +һ แก้ ม(9)

ที่ไหน h n – การสูญเสียแรงดันตามความยาวและความต้านทานเฉพาะที่ของกาลักน้ำ ม;

h แก้ปัญหา – การสูญเสียแรงดันในตาราง ม.

การสูญเสียแรงดันในตะแกรง 0.03-0.06 ม.

การคำนวณนี้จัดทำขึ้นสำหรับเงื่อนไขของการดำเนินการปกติและฉุกเฉินของปริมาณน้ำ

เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อแรงโน้มถ่วงถูกกำหนดโดย UNV โดยอัตราการไหลภายใต้สภาวะการทำงานปกติของปริมาณน้ำและด้วยความเร็วการเคลื่อนที่ของน้ำ 0.7...2.0 ม./วินาที (ตารางที่ 14) ความเร็วของการเคลื่อนที่ของน้ำในท่อแรงโน้มถ่วง ถือว่าไม่น้อยกว่าความเร็วการไหลของน้ำในแม่น้ำด้วย UNV จำนวนท่อส่งน้ำแรงโน้มถ่วงต้องมีอย่างน้อยสอง เมื่อวางท่อส่งน้ำแรงโน้มถ่วงโดยการลดระดับลงใต้น้ำจะใช้ท่อเหล็กที่มีฉนวนเสริมแรง

ท่อส่งน้ำจะถูกฝังไว้ใต้ก้นแม่น้ำอย่างน้อย 0.8-1.5 ม. ในพื้นที่เดินเรือเพื่อป้องกันไม่ให้ถูกกระแสน้ำพัดพา ถูกทำลายด้วยทราย และได้รับความเสียหายจากสมอเรือและแพ ท่อส่งน้ำไม่ควรมีการเลี้ยวหักศอก แคบ หรือขยาย สามารถวางในแนวนอนโดยมีความลาดเอียงตรงและย้อนกลับ

เส้นผ่านศูนย์กลางท่อ:

ที่ไหน Q ร- อัตราการไหลที่คำนวณได้ของหนึ่งส่วนเท่ากับ 0.8 ม 3 /กับ;

วี การคำนวณ- ความเร็วในการออกแบบ

เรายอมรับตามช่วงท่อd ข้อเท็จจริง=800 มม.

ความเร็วจริง:

ในความเป็นจริง ความเร็วของท่อแรงโน้มถ่วงต้องเป็นไปตามเงื่อนไขสองประการ:

ก)ต้องมากกว่าค่าวิกฤตเช่น ความเร็วที่ไม่เกิดตะกอนของท่อที่ถูกขนส่งโดยตะกอน:

วี ฉ >วี Cr,

โดยที่: - ปริมาณตะกอน กก./ลบ.ม 3 ;

w - ขนาดไฮดรอลิกเฉลี่ยถ่วงน้ำหนัก, m/s;

d คือเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ m;

คุณ คืออัตราการตกตะกอนของอนุภาคแขวนลอยในการไหล, m/s;

g - ความเร่งในการตกอย่างอิสระ, m/s 2 .

มาหาความเร็วในไปป์ไลน์ในโหมดฉุกเฉิน:

เงื่อนไข V f >V Crจะดำเนินการเพราะว่า 1.6>1.406.

b) ต้องมากกว่าอัตราที่ตะกอนขนาดอนุภาค D, m ถูกจับในท่อ

ให้เลือกส่วนที่ 1-1 ตามพื้นผิวว่างของของเหลวในถัง A ส่วนที่ 2-2 - ตามพื้นผิวว่างของของเหลวในถัง B (รูปที่ 7) เครื่องบินเปรียบเทียบเข้ากันได้กับส่วนที่ 2-2

รูปที่ 7 - โครงการคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อแรงโน้มถ่วง

มาสร้างสมการเบอร์นูลลีสำหรับส่วนที่ 1-1 และ 2-2 กัน:

ในกรณีนี้:

เนื่องจากระดับในถัง A และ B คงที่ ความดันความเร็วจึงเท่ากับศูนย์

เมื่อแทนค่าทั้งหมดลงในสมการเบอร์นูลลี (7.1) เราจะได้:

การสูญเสียศีรษะ:

ภายใต้สภาวะคงตัว ระดับในถังจะคงที่ จากนั้นของเหลวจะไหลผ่านท่อแรงโน้มถ่วงจะเท่ากัน ดังนั้น ความเร็วของของไหลเฉลี่ยในไปป์ไลน์แรงโน้มถ่วง:

การแทนที่นิพจน์ (7.3) โดยคำนึงถึง (7.4) เป็น (7.2) เราได้รับ:

เราแก้สมการ (7.5) โดยใช้วิธีวิเคราะห์กราฟิก เมื่อพิจารณาถึงค่าเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อแรงโน้มถ่วงเราจะสร้างกราฟของการพึ่งพาแรงดันที่ต้องการ

หมายเลขเรย์โนลด์ส:

ส่งผลให้ระบบการไหลปั่นป่วน จากนั้นค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสียแรงเสียดทานตามความยาวจะถูกกำหนดโดยใช้สูตร Altschul:

โดยที่: - ความหยาบของท่อเหล็กหล่อ (ใช้แล้ว)

ให้เราคำนวณโดยใช้สูตร (7.5) ความดันที่ต้องการเพื่อส่งผ่านอัตราการไหลตามค่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อแรงโน้มถ่วง:

เนื่องจากได้รับค่าที่ได้รับแล้วจึงต้องลดค่าเส้นผ่านศูนย์กลางที่ตามมา

ให้เราทำการคำนวณที่คล้ายกันสำหรับค่าเส้นผ่านศูนย์กลางอื่นๆ จำนวนหนึ่ง เราสรุปผลการคำนวณในตารางที่ 2

ตารางที่ 2 - ผลลัพธ์ของการคำนวณแรงดันที่ต้องการ

จากข้อมูลในตารางที่ 2 เราสร้างกราฟการพึ่งพา (รูปที่ 8) และกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของไปป์ไลน์แรงโน้มถ่วงตามค่า

รูปที่ 8 - กราฟการพึ่งพา

เราได้รับตามกำหนดการ

การสร้างลักษณะเครือข่าย

ภายใต้สภาวะการทำงานในสภาวะคงที่ของการติดตั้ง เมื่ออัตราการไหลของระบบท่อไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป แรงดันที่ปั๊มพัฒนาขึ้นจะเท่ากับแรงดันที่ต้องการในการติดตั้ง

จากนั้นตามสูตร (4.2) ความดันในการติดตั้งที่ต้องการคือ:

แรงดันไฟหลัก:

ให้เราสร้างคุณลักษณะเครือข่ายโดยใช้การขึ้นต่อกัน (8.1) และ (8.2) และวิธีการกำหนดการสูญเสียแรงดันที่กำหนดไว้ในย่อหน้าที่ 2

ลองคิดค่าใช้จ่ายดูครับ

ให้เราพิจารณาความเร็วเฉลี่ย รูปแบบการไหล และค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานแรงเสียดทานสำหรับแต่ละส่วนของท่อ

สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางท่อดูด:

หมายเลขเรย์โนลด์ส:

ส่งผลให้ระบบการไหลในท่อดูดเกิดความปั่นป่วน

สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ:

ความเร็วของเหลวเฉลี่ย:

หมายเลขเรย์โนลด์ส:

สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ:

ความเร็วของเหลวเฉลี่ย:

หมายเลขเรย์โนลด์ส:

ดังนั้นระบบการไหลในท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางจึงมีความปั่นป่วน

สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ:

ความเร็วของเหลวเฉลี่ย:

หมายเลขเรย์โนลด์ส:

ดังนั้นระบบการไหลในท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางจึงมีความปั่นป่วน

การสูญเสียแรงดันในท่อดูด

โดยที่: - การสูญเสียแรงดันเนื่องจากแรงเสียดทานตามความยาว

การสูญเสียแรงดันในพื้นที่

และ - ตามลำดับ คือ ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานแรงเสียดทานและผลรวมของค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานเฉพาะในท่อดูด

ให้เรากำหนดค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานไฮดรอลิกโดยใช้สูตร Altschul:

สำหรับความต้านทานเฉพาะจุดของท่อดูด:

กล่องดูดพร้อมเช็ควาล์วที่มีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทาน

วาล์ว (เมื่อเปิดเต็มที่)

เราได้รับ:

ลองคำนวณการสูญเสียแรงดันในท่อดูด:

ในทำนองเดียวกัน เราจะพิจารณาการสูญเสียแรงดันในท่อระบาย:

เนื่องจากระบอบการไหลในท่อจำหน่ายมีความปั่นป่วนในทุกส่วนและพื้นที่ของความต้านทานไฮดรอลิกเป็นแบบเปลี่ยนผ่านเราจะกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานแรงเสียดทานโดยใช้สูตร Altschul:

ความต้านทานในท้องถิ่นของสายจำหน่าย:

โค้งแบบหมุนสองอันพร้อมค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทาน

วาล์วควบคุมที่มีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทาน

ศอกหมุนพร้อมค่าสัมประสิทธิ์การลาก

บนส่วนของท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง:

ศอกหมุนพร้อมค่าสัมประสิทธิ์การลาก

บนส่วนของท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง:

ศอกหมุนพร้อมค่าสัมประสิทธิ์การลาก

เครื่องวัดอัตราการไหล Venturi พร้อมค่าสัมประสิทธิ์การลาก

มาคำนวณการสูญเสียแรงดันในท่อระบาย:

การสูญเสียแรงดันทั้งหมดในท่อ:

แรงดันในการติดตั้งที่ต้องการ:

แรงดันไฟหลัก:

เรามาคำนวณอัตราการไหลอื่นๆ กัน เราสรุปผลการคำนวณในตารางที่ 3

อ่างเก็บน้ำปั๊มท่อแรงดัน

ตารางที่ 3 - ผลการคำนวณสำหรับการสร้างลักษณะเครือข่าย

การคำนวณทางไฮดรอลิกของท่อไหลอิสระ (แรงโน้มถ่วง) ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของการรักษาการเคลื่อนที่สม่ำเสมอของน้ำในท่อตามสูตรพื้นฐานสองสูตร:

• สูตรความต่อเนื่องของการไหล

• สูตรเชซี่

โดยที่ q คือการไหลของของเหลว m 3 /s; ω—พื้นที่หน้าตัดอิสระ, m2; V—ความเร็วของของไหล, m/s; R—รัศมีไฮดรอลิก m; i คือความชันไฮดรอลิก (เท่ากับความชันของท่อที่การเคลื่อนที่สม่ำเสมอสม่ำเสมอ) C คือค่าสัมประสิทธิ์ Chezy ขึ้นอยู่กับรัศมีไฮดรอลิกและความหยาบของพื้นผิวเปียกของท่อ m 0.5 / s

ปัญหาหลักในการคำนวณไฮดรอลิกคือการกำหนดค่าสัมประสิทธิ์เชซี่

นักวิจัยจำนวนหนึ่งได้เสนอสูตรสากลของตนเอง (การพึ่งพาเชิงประจักษ์หรือกึ่งเชิงประจักษ์) ซึ่งอธิบายการพึ่งพาค่าสัมประสิทธิ์ Chezy ในรัศมีไฮดรอลิกในระดับหนึ่งหรืออีกระดับหนึ่งความหยาบของผนังท่อและปัจจัยอื่น ๆ :

• สูตรของ N, N. Pavlovsky:

โดยที่ n คือความหยาบสัมพัทธ์ของผนังท่อ เพื่อกำหนดเลขชี้กำลัง y จะใช้สูตร

y=2.5·√n-0.13-0.75·√R·(√n-0.1)

• ก. สูตรแมนนิ่ง:

• สูตรของ A.D. Altshul และ V.A. Ludov สำหรับการพิจารณา y

y=0.57-0.22 lgC

• สูตรของ A. A. Karpinsky:

y=0.29-0.0021·C.

บนพื้นฐานของการพึ่งพาเหล่านี้และการพึ่งพาอื่น ๆ ที่คล้ายคลึงกัน ตารางการคำนวณไฮดรอลิกและโนโมแกรมได้ถูกสร้างขึ้น ซึ่งช่วยให้วิศวกรออกแบบสามารถทำการคำนวณไฮดรอลิกของเครือข่ายแรงโน้มถ่วงและช่องที่ทำจากวัสดุหลากหลายชนิด ขอแนะนำให้คำนวณท่อแรงโน้มถ่วงแบบไหลอิสระโดยใช้สูตร Darcy-Weisbach ที่รู้จักกันดี:

i=แลม/4R V 2 /2g

โดยที่ γ คือสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของไฮดรอลิก g—ความเร่งโน้มถ่วง, m/s 2

ค่าสัมประสิทธิ์ Chezy สามารถกำหนดได้ดังนี้:

จากสูตรที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ซึ่งได้รับโดยนักวิจัยในประเทศ สูตรของ N. N. Pavlovsky ที่ผ่านการทดสอบและสอดคล้องกับข้อมูลการทดลองมากที่สุด ความถูกต้องของสูตรเหล่านี้ได้รับการยืนยันและทดสอบโดยการปฏิบัติงานทางวิศวกรรมและไม่มีข้อสงสัยเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการใช้งานเพิ่มเติมสำหรับการคำนวณไฮดรอลิกของเครือข่ายการไหลอิสระที่ทำจากเซรามิก คอนกรีต และอิฐ เช่น วัสดุเหล่านั้นที่มีค่าสัมประสิทธิ์ความหยาบ n อยู่ในลำดับ 0.013-0.014 เช่นเดียวกับโพลีเมอร์ ปัจจัยการแก้ไขบางอย่าง

แนวโน้มปัจจุบันในการใช้ท่อใหม่ที่ทำจากวัสดุต่าง ๆ (รวมถึงโพลีเมอร์) อย่างแพร่หลายในระหว่างการซ่อมแซมและสร้างเครือข่ายเก่านำไปสู่ความจริงที่ว่าเครือข่ายการระบายน้ำของเมืองมีความแตกต่างกันมากขึ้นทุกปีซึ่งส่งผลต่อความยากลำบากของ การประเมินตัวบ่งชี้ไฮดรอลิกตลอดจนความยากลำบากในการใช้งาน เนื่องจากต้องใช้วิธีการบำรุงรักษาที่เหมาะสม (เช่น การทำความสะอาด ฯลฯ) สำหรับแต่ละส่วนของท่อที่ไม่เหมือนกัน

สำหรับท่อที่ทำจากวัสดุใหม่ปัจจุบันไม่มีการพึ่งพาไฮดรอลิกอย่างเข้มงวดสำหรับการเปลี่ยนแปลงค่าสัมประสิทธิ์ C และ lam นอกจากนี้ผู้ผลิตท่อประเภทใหม่แต่ละรายยังเผยแพร่เกณฑ์ของตนเองซึ่งบางครั้งก็ลำเอียงในการประเมินความเข้ากันได้ทางไฮดรอลิกของท่อที่ทำจากวัสดุต่างๆ . งานจะรุนแรงยิ่งขึ้นเมื่อมีวัสดุดังกล่าวจำนวนมากและแต่ละวัสดุพบช่องทางเฉพาะเมื่อซ่อมแซมเครือข่าย เป็นผลให้เครือข่ายประเภทหนึ่งที่มี "แพตช์" ปรากฏขึ้น ซึ่งไม่รวมถึงความไม่สมดุลของไฮดรอลิก กล่าวคือ แนวโน้มเชิงลบที่เป็นไปได้ที่เกี่ยวข้องกับน้ำท่วมที่ทางแยกท่อหรือที่ระยะห่างจากทางแยกที่กำหนด

ดังนั้นสำหรับวัสดุท่อแต่ละประเภทหรือการเคลือบป้องกันจึงเป็นที่พึงปรารถนาสำหรับนักออกแบบที่จะต้องมีการพึ่งพาแบบรวมสำหรับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางไฮดรอลิกเช่นผลลัพธ์ของการทดลองเต็มรูปแบบเพื่อกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ Chezy, Darcy และพารามิเตอร์อื่น ๆ ของท่อที่ทำ ของวัสดุต่างๆ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องระบุถึงความสำคัญของการดำเนินการศึกษาทางชลศาสตร์เชิงทดลอง ค่าทดลองของค่าสัมประสิทธิ์ Chezy ที่ได้รับระหว่างการทดลองกับเส้นผ่านศูนย์กลางหนึ่งอาจเป็นเกณฑ์สำหรับความคล้ายคลึงกันของไฮดรอลิกโดยประมาณสำหรับการเปลี่ยนไปใช้เส้นผ่านศูนย์กลางอื่น