İşyerleri ve evler büyük miktarda su tüketir. Bu dijital göstergeler yalnızca tüketimi gösteren belirli bir değerin kanıtı olmakla kalmıyor.

Ayrıca boru çeşitlerinin çapının belirlenmesine de yardımcı olurlar. Birçok kişi, bu kavramlar tamamen ilgisiz olduğundan, boru çapına ve basınca göre su akışını hesaplamanın imkansız olduğuna inanır.

Ancak uygulama bunun böyle olmadığını gösterdi. Su temini ağının üretim kapasitesi birçok göstergeye bağlıdır ve bu listedeki ilki boru aralığının çapı ve ana hattaki basınç olacaktır.

Boru hattı inşaatının tasarım aşamasında boru kapasitesinin çapına bağlı olarak hesaplanması tavsiye edilir. Elde edilen veriler sadece evin değil aynı zamanda endüstriyel otoyolun da temel parametrelerini belirliyor. Bütün bunlar daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır.

Çevrimiçi hesap makinesini kullanarak boru kapasitesini hesaplayın

DİKKAT! Doğru hesaplama yapmak için 1 kgf/cm2 = 1 atmosfer; 10 metre su sütunu = 1 kgf/cm2 = 1 atm; 5 metre su sütunu = 0,5 kgf/cm2 ve = 0,5 atm, vb. Kesirli sayılar çevrimiçi hesap makinesine bir nokta aracılığıyla girilir (Örneğin: 3,5, 3,5 değil)

Hesaplama için parametreleri girin:

Sıvının boru hattından geçirgenliğini hangi faktörler etkiler?

Açıklanan göstergeyi etkileyen kriterler geniş bir liste oluşturur. Bunlardan bazıları.

1. Boru hattının sahip olduğu iç çap.
2. Hattaki basınca bağlı olan akış hızı.
3. Boru çeşitlerinin üretimi için alınan malzeme.

Ana şebekenin çıkışındaki su akış hızı borunun çapına göre belirlenir, çünkü bu özellik diğerleriyle birlikte sistemin verimini etkiler. Ayrıca tüketilen sıvı miktarını hesaplarken beklenen iç basınca göre belirlenen duvar kalınlığını göz ardı edemezsiniz.

Hatta "boru geometrisi" tanımının yalnızca ağın uzunluğundan etkilenmediği bile iddia edilebilir. Ve kesit, basınç ve diğer faktörler çok önemli bir rol oynamaktadır.

Ayrıca bazı sistem parametrelerinin debi üzerinde doğrudan değil dolaylı etkisi vardır. Buna pompalanan ortamın viskozitesi ve sıcaklığı da dahildir.

Özetlemek gerekirse, verimi belirlemenin, sistemi oluşturmak için en uygun malzeme tipini doğru bir şekilde belirlemenize ve montajı için kullanılan teknolojiyi seçmenize olanak sağladığını söyleyebiliriz. Aksi takdirde ağ verimli bir şekilde çalışmayacak ve sık sık acil onarım yapılması gerekecektir.

Su tüketiminin hesaplanması çap yuvarlak boru, ona bağlıdır boyut. Sonuç olarak, daha büyük bir kesitte, belirli bir süre içinde önemli miktarda sıvı hareket edecektir. Ancak hesaplamalar yapılırken ve çap dikkate alındığında basınç azaltılamaz.

Bu hesaplamayı belirli bir örnek üzerinden ele alırsak, belirli bir süre içinde 1 cm'lik bir delikten metre uzunluğundaki bir boru ürününden, birkaç on metre yüksekliğe ulaşan bir boru hattından daha az sıvı geçeceği ortaya çıkar. Bu doğaldır, çünkü sahadaki en yüksek su tüketimi, şebekedeki maksimum basınçta ve hacminin en yüksek değerlerinde en yüksek değerlere ulaşacaktır.

Videoyu izle

SNIP 2.04.01-85'e göre kesit hesaplamaları

Öncelikle menfezin çapını hesaplamanın karmaşık bir mühendislik süreci olduğunu anlamalısınız. Bu özel bilgi gerektirecektir. Ancak bir menfezin ev yapımı inşaatı yapılırken kesitin hidrolik hesaplamaları genellikle bağımsız olarak yapılır.

Bir menfez için akış hızının bu tür tasarım hesaplaması iki şekilde gerçekleştirilebilir. Birincisi tablo verileridir. Ancak masalara dönersek, yalnızca muslukların tam sayısını değil, aynı zamanda su toplamak için kapları (banyolar, lavabolar) ve diğer şeyleri de bilmeniz gerekir.

Ancak menfez sistemi hakkında bu bilgiye sahipseniz SNIP 2.04.01-85 tarafından sağlanan tabloları kullanabilirsiniz. Borunun çevresine göre su hacmini belirlemek için kullanılırlar. İşte böyle bir tablo:

Boru çeşitlerinin dış hacmi (mm)

Dakikada litre cinsinden elde edilen yaklaşık su miktarı

Saatte m3 olarak hesaplanan yaklaşık su miktarı

SNIP standartlarına odaklanırsanız, aşağıdakileri görebilirsiniz - bir kişinin günlük tükettiği su hacmi 60 litreyi geçmiyor. Bu, evin akan su ile donatılmaması ve konforlu konut olması durumunda bu hacmin 200 litreye çıkması sağlanır.

Açıkçası, tüketimi gösteren bu hacim verileri bilgi açısından ilgi çekicidir, ancak bir boru hattı uzmanının tamamen farklı verileri belirlemesi gerekecektir - bu, hacim (mm cinsinden) ve hattaki iç basınçtır. Bu her zaman tabloda bulunamaz. Ve formüller bu bilgiyi daha doğru bir şekilde bulmanıza yardımcı olur.

Videoyu izle

Sistemin kesit boyutlarının tüketimin hidrolik hesaplamasını etkilediği zaten açıktır. Ev hesaplamaları için, boru ürününün basıncı ve çapı göz önüne alındığında sonucun elde edilmesine yardımcı olan bir su akışı formülü kullanılır. İşte formül:

Basınç ve boru çapına dayalı hesaplama formülü: q = π×d²/4 ×V

Formülde: q su tüketimini gösterir. Litre cinsinden hesaplanır. d boru bölümünün boyutudur, santimetre cinsinden gösterilir. Ve formüldeki V, akışın hareket hızının bir göstergesidir, saniyede metre cinsinden gösterilir.

Su besleme şebekesine, basınç pompasının ek etkisi olmadan bir su kulesi tarafından güç veriliyorsa, akış hızı yaklaşık 0,7 - 1,9 m/s'dir. Herhangi bir pompalama cihazı bağlıysa, bunun pasaportu, üretilen basınç katsayısı ve su akışının hareket hızı hakkında bilgi içerir.

Bu formül tek değildir. Daha çok var. İnternette kolayca bulunabilirler.

Sunulan formüle ek olarak, boru ürünlerinin iç duvarlarının sistemin işlevselliği üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğu unutulmamalıdır. Örneğin plastik ürünler çelik muadillerine göre daha pürüzsüz bir yüzeye sahiptir.

Bu nedenlerden dolayı plastiğin direnç katsayısı oldukça düşüktür. Ayrıca bu malzemeler aşındırıcı oluşumlardan etkilenmez ve bu da su şebekesinin verimini olumlu yönde etkiler.

Yük kaybının belirlenmesi

Su geçişi sadece borunun çapına göre değil aynı zamanda hesaplanır. basınç düşüşüyle. Kayıplar özel formüller kullanılarak hesaplanabilir. Hangi formüllerin kullanılacağına herkes kendisi karar verecektir. Gerekli değerleri hesaplamak için çeşitli seçenekleri kullanabilirsiniz. Bu sorunun tek bir evrensel çözümü yoktur.

Ancak öncelikle plastik ve metal-plastik bir yapının geçişinin iç açıklığının yirmi yıllık hizmetten sonra değişmeyeceğini unutmamak gerekir. Ve metal yapının geçişinin iç açıklığı zamanla küçülecektir.

Bu da bazı parametrelerin kaybına yol açacaktır. Buna göre, bu tür yapılarda borudaki suyun hızı farklıdır çünkü bazı durumlarda yeni ve eski ağın çapı belirgin şekilde farklı olacaktır. Hattaki direnç değeri de farklı olacaktır.

Ayrıca, sıvının geçişi için gerekli parametreleri hesaplamadan önce, su kaynağı akış hızı kaybının dönüş sayısı, bağlantı parçaları, hacim geçişleri, kapatma vanalarının varlığı ve kuvvet ile ilişkili olduğunu dikkate almanız gerekir. sürtünme. Üstelik akış hızı hesaplanırken tüm bunlar dikkatli hazırlık ve ölçümlerden sonra yapılmalıdır.

Basit yöntemlerle su tüketimini hesaplamak kolay değildir. Ancak en ufak bir zorlukla karşılaşırsanız, yardım için her zaman uzmanlara başvurabilir veya çevrimiçi hesap makinesini kullanabilirsiniz. O zaman kurulu su kaynağının veya ısıtma ağının maksimum verimlilikle çalışacağına güvenebilirsiniz.

Video - su tüketimi nasıl hesaplanır

Videoyu izle

Yerçekimi borularındaki su hareketinin hızının nehirdeki su akış hızından daha az olmadığı varsayılmaktadır.

Hesaplamayla elde edilenler aşağı doğru yuvarlanarak standart boru çapları kabul edilir. Kabul edilen çapa göre yerçekimi borusundaki gerçek hız belirlenir ve hesaplanandan daha büyük olmalıdır. Bu hız daha sonra yüksek su seviyelerinde kontrol edilir; Minimum siltasyon sağlamak için tüm akışın tek bir hattan geçtiği taşkın.

Yerçekimi boru hatlarının kabul edilen çapı D (inç M), boru boyunca ρ (inç) miktarında taşınan siltsiz ince tortu açısından kontrol edilmelidir. kg/m3), ağırlıklı ortalama hidrolik boyutu ω olan, m/sn, formül (6)'ya göre ve boruda yakalanan ve taban boyunca sürüklenen d boyutundaki tortunun hareketliliğine göre, M, formül (7)'ye göre

(6)

burada V yerçekimi hatlarındaki su akış hızıdır, m/sn;

u akışta asılı parçacıkların çökelme hızıdır; u≈0,07∙V m/sn;

D – yerçekimi çizgilerinin çapı, M;

A – 7,5-10'a eşit alınan parametre;

d – parçacık çapı, M.

Yerçekimi su giriş hatlarının çapı, içlerinde biriken tortunun hidrolik olarak uzaklaştırılması olasılığını sağlamalıdır.

Kategori II ve III'ün su girişlerinde sifon borularının kullanılmasına izin verilir. Bu borular, daha önce belirtildiği gibi, kaynaklı çelik borulardan yapılmıştır, sayılarının en az iki olduğu varsayılmaktadır.

Sifon borularının çapı, su girişinin normal çalışması sırasındaki akış hızına ve içlerindeki su hareket hızına göre belirlenir 0,7-1,2 m/sn.

En büyük vakum miktarı, vakum pompasına bağlı hava kollektörünün takıldığı sifonun en üst noktasında oluşturulmalıdır. Sifonun izin verilen yüksekliği, üst noktasının yüksekliği ile düşük su seviyesi (LW) arasındaki farka eşit olup, acil durum modunda aşağıdaki formül kullanılarak belirlenir:

Sifonun en yüksek noktasında izin verilen vakum nerede, 0,6-0,7 alındı mPa;

– alım noktasından hava toplayıcıya kadar sifonun uzunluğu boyunca basınç kaybı, M;

∑ξ – sifondaki yerel direnç katsayılarının toplamı;

V, acil durum modu sırasında sifon kanalındaki su hareketinin hızıdır, m/sn;

h in – sifonun yükselen kolundaki basınç kaybı, M.

Sifon hattı ve su deposundaki toplam basınç kaybı:

+һ n +һ çözümünde h=h, M(9)

burada h n – sifonun uzunluğu ve yerel direnci boyunca basınç kaybı, M;

h çöz – şebekedeki basınç kaybı, M.

Izgaralarda basınç kaybı 0,03-0,06 M.

Hesaplama, su girişinin normal ve acil çalışma koşulları için yapılır.

Yer çekimi borularının çapı UNV ile su girişinin normal çalışma koşullarındaki akış hızı ve 0,7...2,0 m/s su hareketi hızı ile belirlenir (Tablo 14). UNV ile nehirdeki suyun akış hızından daha az olmayacak şekilde alınır. Yerçekimi su kanallarının sayısı en az iki olmalıdır. Yerçekimi su boru hatlarını su altına indirerek döşerken güçlendirilmiş yalıtımlı çelik borular kullanılır.

Su kanalları, nehir akıntısıyla sürüklenmesinden, kumdan aşınmasından, gemi ve salların çapalarından zarar görmesinden korunmak amacıyla, ulaşıma uygun alanlarda nehir tabanının en az 0,8-1,5 m altına gömülür. Su boru hatlarında keskin dönüşler, daralmalar veya genişlemeler olmamalıdır. Doğrudan ve ters eğimle yatay olarak döşenebilirler.

Boru çapı:

nerede Q R- 0,8 m'ye eşit bir bölümün hesaplanan akış hızı 3 /İle;

V hesaplama- tasarım hızı.

Boru aralığına göre kabul ediyoruz d hakikat=800 mm.

Gerçek hız:

Aslında yerçekimi borularındaki hızın iki koşulu karşılaması gerekir:

A) kritik olandan daha büyük olmalıdır, yani. tortuyla taşınan borularda siltlenmenin meydana gelmediği hız:

V f >V cr,

burada: - çökelti miktarı, kg/m 3 ;

w - ağırlıklı ortalama hidrolik boyut, m/s;

d, borunun çapıdır, m;

u akışta asılı parçacıkların çökelme hızıdır, m/s;

g - serbest düşme ivmesi, m/s 2 .

Acil durum modunda boru hattındaki hızı bulalım:

Koşul V f >V cr yürütülüyor çünkü 1.6>1.406.

b) D, m parçacık boyutundaki çökeltinin boruda tutulma hızından daha büyük olmalıdır

A tankındaki sıvının serbest yüzeyi boyunca 1-1 bölümünü, B tankındaki sıvının serbest yüzeyi boyunca 2-2 bölümünü seçelim (Şekil 7). Karşılaştırma düzlemi bölüm 2-2 ile uyumludur.

Şekil 7 - Yerçekimi boru hattının çapını hesaplama şeması

1-1 ve 2-2 bölümleri için Bernoulli denklemini oluşturalım:

Bu durumda:

A ve B tanklarındaki seviyeler sabit olduğundan hız basınçları sıfıra eşittir.

Tüm değerleri Bernoulli denkleminde (7.1) değiştirerek şunu elde ederiz:

Kafa kaybı:

Kararlı durum koşulları altında, tanklardaki seviyeler sabittir, bu durumda yerçekimi boru hattından geçen sıvı akışı eşittir. Bu nedenle, yerçekimi boru hattındaki ortalama sıvı hızı:

(7.4)'ü dikkate alarak (7.3) ifadesini (7.2)'ye değiştirerek şunu elde ederiz:

Denklemi (7.5) grafik-analitik yöntemi kullanarak çözüyoruz. Yerçekimi boru hattının çapının değeri göz önüne alındığında, gerekli basınca bağımlılığın bir grafiğini oluşturacağız

Reynolds sayısı:

Sonuç olarak akış rejimi türbülanslıdır. Daha sonra uzunluk boyunca sürtünme kaybı katsayısı Altschul formülü kullanılarak belirlenir:

burada: - dökme demir (kullanılmış) boruların pürüzlülüğü.

Yerçekimi boru hattının çapı değerinde akış hızını geçmek için gerekli basıncı formül (7.5) kullanarak hesaplayalım:

Elde edilen değer elde edildiği için daha sonraki çap değerlerinin düşürülmesi gerekmektedir.

Benzer hesaplamaları diğer bazı çap değerleri için de yapalım. Hesaplama sonuçlarını Tablo 2'de özetliyoruz.

Tablo 2 - Gerekli basıncı hesaplamanın sonuçları

Tablo 2'deki verilere dayanarak bir bağımlılık grafiği oluşturuyoruz (Şekil 8) ve değere göre yerçekimi boru hattının çapını belirliyoruz.

Şekil 8 - Bağımlılık grafiği

Plana göre alıyoruz.

AĞ ÖZELLİKLERİNİN İNŞAATI

Tesisin kararlı durum çalışma koşullarında, boru hattı sistemindeki debinin zamanla değişmediği durumlarda pompanın geliştirdiği basınç, tesisatın gerekli basıncına eşit olur.

Daha sonra formül (4.2)'ye göre gerekli kurulum basıncı:

Şebeke basıncı:

Bağımlılıkları (8.1) ve (8.2) ve paragraf 2'de belirtilen basınç kayıplarını belirleme yöntemini kullanarak bir ağ karakteristiği oluşturalım.

Masrafı düşünelim.

Boru hattının her bölümü için ortalama hızları, akış rejimini ve sürtünme direnç katsayılarını belirleyelim.

Emme hattı çapı için:

Reynolds sayısı:

Sonuç olarak emme hattındaki akış rejimi türbülanslıdır.

Boru hattı çapı için:

ortalama sıvı hızı:

Reynolds sayısı:

Boru hattı çapı için:

ortalama sıvı hızı:

Reynolds sayısı:

Sonuç olarak, çapı olan bir boru hattındaki akış rejimi türbülanslıdır.

Boru hattı çapı için:

ortalama sıvı hızı:

Reynolds sayısı:

Sonuç olarak, çapı olan bir boru hattındaki akış rejimi türbülanslıdır.

Emme hattında basınç kaybı

burada: - uzunluk boyunca sürtünmeden dolayı basınç kaybı;

Yerel basınç kayıpları;

ve - sırasıyla sürtünme direnci katsayısı ve emme hattındaki yerel direnç katsayılarının toplamı.

Altschul formülünü kullanarak hidrolik direnç katsayısını belirleyelim:

Emme hattı yerel dirençleri için:

direnç katsayılı çek valfli emme kutusu;

vana (tamamen açıkken).

Şunu elde ederiz:

Emme hattındaki basınç kaybını hesaplayalım:

Benzer şekilde basma hattındaki basınç kaybını da belirliyoruz:

Deşarj hattındaki akış rejimi tüm bölümlerde türbülanslı olduğundan ve hidrolik direnç alanı geçişli olduğundan, Altschul formülünü kullanarak sürtünme direnci katsayılarını belirleyeceğiz:

Deşarj hattının yerel direnci:

direnç katsayılı iki döner dirsek

direnç katsayılı kontrol vanası

sürükleme katsayılı döner dirsek

çaplı bir boru hattı bölümünde:

sürükleme katsayılı döner dirsek

çaplı bir boru hattı bölümünde:

sürükleme katsayılı döner dirsek

Sürtünme katsayılı Venturi akış ölçer

Basma hattındaki basınç kaybını hesaplayalım:

Boru hattındaki toplam basınç kayıpları:

Gerekli kurulum basıncı:

Şebeke basıncı:

Diğer debiler için de hesaplamalar yapalım. Hesaplama sonuçlarını Tablo 3'te özetliyoruz.

basınçlı boru hattı pompa rezervuarı

Tablo 3 - Ağ özelliklerini oluşturmak için hesaplama sonuçları

Serbest akışlı (yerçekimi) boru hatlarının hidrolik hesaplamaları, iki temel formüle göre borulardaki suyun sabit ve düzgün hareketinin sürdürülmesi koşuluna dayanmaktadır:

• akış sürekliliği formülü

• Chezy formülü

burada q sıvı akışıdır, m3 /s; ω—serbest kesit alanı, m2; V—akışkan hızı, m/s; R—hidrolik yarıçap, m; i hidrolik eğimdir (sabit düzgün harekette borunun eğimine eşit); C, hidrolik yarıçapa ve boru hattının ıslak yüzeyinin pürüzlülüğüne bağlı olarak Chezy katsayısıdır, m 0,5 / s.

Hidrolik hesaplamaların yapılmasındaki temel zorluk Chezy katsayısının belirlenmesidir.

Bir dizi araştırmacı, Chezy katsayısının hidrolik yarıçapa, boru hattı duvarlarının pürüzlülüğüne ve diğer faktörlere bağımlılığını bir dereceye kadar tanımlayan kendi evrensel formüllerini (ampirik veya yarı deneysel bağımlılıklar) önermiştir:

• N, N. Pavlovsky'nin formülü:

burada n, boru duvarının göreceli pürüzlülüğüdür; y üssünü belirlemek için formül kullanılır

y=2,5·√n-0,13-0,75·√R·(√n-0,1)

• A. Manning formülü:

• y'yi belirlemek için A.D. Altshul ve V.A. Ludov'un formülü.

y=0,57-0,22 lgC

• A. A. Karpinsky'nin formülü:

y=0,29-0,0021·C.

Bu ve benzeri bağımlılıklara dayanarak tasarım mühendislerinin çeşitli malzemelerden yapılmış yerçekimi ağları ve kanalların hidrolik hesaplamalarını yapmasına olanak sağlayan hidrolik hesaplama tabloları ve nomogramlar oluşturulmuştur. İyi bilinen Darcy-Weisbach formülünü kullanarak serbest akışlı yerçekimi boru hatlarının hesaplanması önerilir:

i=λ/4R V2 /2g

burada λ hidrolik sürtünme katsayısıdır; g—yerçekimi ivmesi, m/s2 .

Chezy katsayısı şu şekilde tanımlanabilir:

Yerli araştırmacılar tarafından elde edilen daha önce belirtilen formüllerden en çok test edilen ve deneysel verilerle en tutarlı olanı N. N. Pavlovsky'nin formülleridir. Bu formüllerin geçerliliği mühendislik uygulamalarıyla doğrulanmış ve test edilmiştir ve seramik, beton ve tuğladan yapılmış serbest akışlı ağların, yani pürüzlülük katsayısının olduğu malzemelerin hidrolik hesaplamasında daha fazla kullanılma olasılıkları konusunda hiçbir şüphe yoktur. n, 0,013-0,014 düzeyindedir ve ayrıca polimerik olanların belirli düzeltme faktörleri vardır.

Eski ağların onarımı ve yeniden inşası sırasında çeşitli malzemelerden (polimerler dahil) yapılmış yeni boruların yaygın kullanımındaki mevcut eğilimler, şehirlerin drenaj ağının yıldan yıla giderek daha heterojen hale gelmesine yol açmakta ve bu da zorlukları etkilemektedir. boru hattının her farklı bölümü için uygun bakım yöntemlerinin (örneğin temizleme vb.) uygulanması gerektiğinden hidrolik göstergelerin yanı sıra çalışma zorluğunun değerlendirilmesi.

Yeni malzemelerden yapılmış boru hatları için, C ve λ katsayılarındaki değişiklikler için şu anda katı bir hidrolik bağımlılık yoktur.Ayrıca, her yeni boru tipi üreticisi, çeşitli malzemelerden yapılmış boruların hidrolik uyumluluğunu değerlendirmek için kendi, bazen önyargılı kriterlerini yayınlar. . Bu tür birçok malzeme olduğunda ve her biri ağları onarırken kendi nişini bulduğunda görev daha da ağırlaşır. Sonuç olarak, "yamalar" içeren bir tür ağ ortaya çıkıyor. Bu, hidrolik dengesizliği, yani boru bağlantı noktalarında veya bağlantı noktalarından belirli mesafelerde su baskını ile ilişkili olası olumsuz eğilimleri hariç tutmaz.

Bu nedenle, her bir boru hattı malzemesi veya koruyucu kaplama türü için, tasarımcının hidrolik özelliklerdeki değişikliklere, yani Chezy, Darcy katsayılarını ve yapılan boruların diğer parametrelerini belirlemek için tam ölçekli deneylerin sonuçlarına ilişkin birleşik bağımlılıklara sahip olması arzu edilir. çeşitli malzemelerden. Dolayısıyla sonuç olarak deneysel hidrolik çalışmaların yapılmasının önemini belirtmek gerekir. Bir çap üzerinde yapılan deneyler sırasında elde edilen Chezy katsayısının deneysel değerleri, diğer çaplara geçişte yaklaşık hidrolik benzerlik için bir kriter olabilir.