Los negocios, así como los departamentos y las casas en general, consumen grandes cantidades de agua. Los números son enormes, pero ¿pueden decir algo más, excepto por el hecho de cierto gasto? Sí pueden. Es decir, el flujo de agua puede ayudar a calcular el diámetro de la tubería. Parecería que estos parámetros no están relacionados entre sí, pero de hecho la relación es obvia.

Después de todo, el rendimiento del sistema de suministro de agua depende de muchos factores. Un lugar significativo en esta lista es precisamente el diámetro de las tuberías, así como la presión en el sistema. Profundicemos más en este tema.

Factores que afectan la permeabilidad del agua a través de una tubería.

El caudal de agua a través de un tubo circular con un agujero depende del tamaño de este agujero. Así, cuanto más grande sea, más agua pasará por la tubería en un determinado periodo de tiempo. Sin embargo, no te olvides de la presión. Después de todo, puedes dar un ejemplo. Un pilar de un metro empujará agua a través de un agujero de un centímetro mucho menos por unidad de tiempo que un pilar con una altura de varias decenas de metros. Es obvio. Por tanto, el caudal de agua alcanzará su máximo en la máxima sección interna del producto, así como en la máxima presión.

Cálculo del diámetro

Si necesita obtener un cierto flujo de agua en la salida del sistema de suministro de agua, entonces no puede prescindir de calcular el diámetro de la tubería. Después de todo, este indicador, junto con el resto, afecta la tasa de rendimiento.

Por supuesto, hay tablas especiales que están en la Web y en la literatura especializada que le permiten pasar por alto los cálculos, enfocándose en ciertos parámetros. Sin embargo, no se debe esperar una alta precisión de tales datos, el error seguirá presente, incluso si se tienen en cuenta todos los factores. Por lo tanto, la mejor manera de obtener resultados precisos es calcular de forma independiente.

Para ello necesitarás los siguientes datos:

• Consumo de consumo de agua.
• Pérdida de carga desde el punto de partida hasta el punto de consumo.

No es necesario calcular el consumo de agua, hay un estándar digital. Puede tomar datos en el mezclador, que dice que se consumen alrededor de 0,25 litros por segundo. Esta cifra se puede utilizar para los cálculos.

Un parámetro importante para obtener datos precisos es la pérdida de carga en el área. Como usted sabe, la presión de cabeza en los conductos ascendentes de suministro de agua estándar está en el rango de 1 a 0,6 atmósferas. El promedio es de 1.5-3 atm. El parámetro depende del número de pisos en la casa. Pero esto no significa que cuanto más alta sea la casa, mayor será la presión en el sistema. En edificios muy altos (más de 16 pisos), a veces se utiliza una división del sistema en pisos para normalizar la presión.

En cuanto a la pérdida de carga, esta cifra se puede calcular utilizando manómetros en el punto de partida y antes del punto de consumo.

Sin embargo, si el conocimiento y la paciencia para el autocálculo no son suficientes, puede usar datos tabulares. Y si tienen ciertos errores, los datos serán lo suficientemente precisos para ciertas condiciones. Y luego, según el consumo de agua, será muy fácil y rápido obtener el diámetro de la tubería. Esto significa que el sistema de suministro de agua se calculará correctamente, lo que permitirá obtener una cantidad de líquido tal que satisfaga las necesidades.

Trabajar con la calculadora es simple: ingrese datos y obtenga el resultado. Pero a veces esto no es suficiente: un cálculo preciso del diámetro de la tubería solo es posible con el cálculo manual utilizando fórmulas y coeficientes seleccionados correctamente. ¿Cómo calcular el diámetro de la tubería según el caudal de agua? ¿Cómo determinar el tamaño de la línea de gas?

Al calcular el diámetro requerido de la tubería, los ingenieros profesionales suelen utilizar programas especiales que pueden calcular y dar un resultado preciso utilizando parámetros conocidos. Es mucho más difícil para un constructor aficionado realizar el cálculo por su cuenta para organizar los sistemas de suministro de agua, calefacción y gasificación. Por lo tanto, la mayoría de las veces, al construir o reconstruir una casa privada, se utilizan los tamaños de tubería recomendados. Pero no siempre los consejos estándar pueden tener en cuenta todos los matices de la construcción individual, por lo que debe realizar manualmente un cálculo hidráulico para elegir el diámetro de tubería correcto para la calefacción y el suministro de agua.

Cálculo del diámetro de la tubería para suministro de agua y calefacción.

El criterio principal para seleccionar una tubería de calefacción es su diámetro. De este indicador depende qué tan efectiva será la calefacción de la casa, la vida útil del sistema en su conjunto. Con un diámetro pequeño en las líneas, puede ocurrir un aumento de la presión, lo que provocará fugas, mayor tensión en las tuberías y el metal, lo que generará problemas y un sinfín de reparaciones. Con un diámetro grande, la transferencia de calor del sistema de calefacción tenderá a cero, y el agua fría simplemente saldrá del grifo.

capacidad de tubería

El diámetro de la tubería afecta directamente el rendimiento del sistema, es decir, en este caso, importa la cantidad de agua o refrigerante que pasa a través de la sección por unidad de tiempo. Cuantos más ciclos (movimientos) haya en el sistema durante un cierto período de tiempo, más eficiente será la calefacción. Para las tuberías de suministro de agua, el diámetro afecta la presión inicial del agua: un tamaño adecuado solo mantendrá la presión y uno más grande la reducirá.

Según el diámetro, se selecciona un esquema de plomería y calefacción, se determina la cantidad de radiadores y su sección, y se determina la longitud óptima de la red.

Dado que el rendimiento de la tubería es un factor fundamental al elegir, debe decidir qué, a su vez, afecta la permeabilidad del agua en la línea.

Factores que influyen en la permeabilidad de la carretera:

1. La presión del agua o refrigerante.
2. El diámetro interior (sección) de la tubería.
3. La longitud total del sistema.
4. material de tubería.
5. Espesor de la pared de la tubería.

En el sistema antiguo, la permeabilidad de la tubería se ve agravada por la cal, los depósitos de limo, los efectos de la corrosión (en productos metálicos). Todo esto en conjunto reduce la cantidad de agua que pasa por la sección con el tiempo, es decir, las líneas usadas funcionan peor que las nuevas.

Es de destacar que este indicador no cambia para las tuberías de polímero: el plástico es mucho menos que el metal, lo que permite que la escoria se acumule en las paredes. Por lo tanto, el rendimiento de las tuberías de PVC sigue siendo el mismo que el día en que se instalaron.

Cálculo del diámetro de la tubería por caudal de agua

Determinar la cantidad correcta de agua

Para determinar el diámetro de la tubería por el caudal del líquido que pasa, necesitará los valores del consumo real de agua, teniendo en cuenta todos los accesorios de plomería: una bañera, un grifo de cocina, una lavadora, un taza del inodoro Cada sección individual del sistema de suministro de agua se calcula de acuerdo con la fórmula:

qc = 5× q0 × α, l/s

donde qc es el valor del agua consumida por cada dispositivo;

q0 es un valor normalizado, que está determinado por SNiP. Aceptamos para el baño - 0,25, para el grifo de la cocina 0,12, para la taza del inodoro -0,1;

a es un coeficiente que tiene en cuenta la posibilidad de operación simultánea de accesorios de plomería en la habitación. Depende del valor de probabilidad y del número de consumidores.

En los tramos de la carretera donde se combinan los caudales de agua para la cocina y el baño, para el inodoro y el baño, etc., se suma a la fórmula el valor de probabilidad. Es decir, la posibilidad de funcionamiento simultáneo de un grifo de cocina, grifo de baño, taza de inodoro y otros electrodomésticos.

La probabilidad está determinada por la fórmula:

Ð = qhr µ × u/q0 × 3600 × N,

donde N es el número de consumidores de agua (dispositivos);

qhr µ es el consumo máximo de agua por hora que se puede tomar según SNiP. Elegimos para agua fría qhr µ = 5,6 l/s, el caudal total es de 15,6 l/s;

u es el número de personas que usan plomería.

Ejemplo de cálculo del consumo de agua:

La casa de dos plantas tiene 1 baño, 1 cocina con lavadora y lavavajillas instalados, ducha, 1 aseo. Una familia de 5 vive en la casa. Algoritmo de cálculo:

1. Calculamos la probabilidad P = 5,6 × 5 / 0,25 × 3600 × 6 = 0,00518.
2. Entonces el caudal de agua para el baño será qc = 5 × 0,25 × 0,00518=0,006475 l/s.
3. Para la cocina qc \u003d 5 × 0.12 × 0.00518 \u003d 0.0031 l / s.
4. Para un retrete, qc = 5× 0,1 × 0,00518=0,00259 l/s.

Calculamos el diámetro de la tubería.

Existe una dependencia directa del diámetro del volumen del líquido que fluye, que se expresa mediante la fórmula:

donde Q es el consumo de agua, m3/s;

d – diámetro de la tubería, m;

w es la velocidad del flujo, m/s.

Al transformar la fórmula, podemos seleccionar el valor del diámetro de la tubería, que corresponderá al volumen de agua consumido:

Yulia Petrichenko, experta

re = √(4Q/πw), metro

El caudal de agua se puede tomar de la Tabla 2. Existe un método más complejo para calcular el caudal, teniendo en cuenta las pérdidas y el coeficiente de fricción hidráulica. Este es un cálculo bastante voluminoso, pero al final le permite obtener el valor exacto, a diferencia del método tabular.

Ejemplo: Calcular el diámetro de la tubería para el baño, la cocina y el inodoro, en base a los caudales de agua obtenidos. Seleccionamos de la tabla 2 el valor del caudal de agua en el suministro de agua a presión: 3 m / s.

¿Por qué necesitamos tales cálculos?

Al elaborar un plan para la construcción de una casa de campo grande con varios baños, un hotel privado, la organización de un sistema contra incendios, es muy importante tener información más o menos precisa sobre las capacidades de transporte de la tubería existente, teniendo en cuenta su diámetro y presión en el sistema. Se trata de fluctuaciones de presión durante el pico de consumo de agua: tales fenómenos afectan seriamente la calidad de los servicios prestados.

Además, si el sistema de suministro de agua no está equipado con medidores de agua, al pagar los servicios públicos, los llamados. "Permeabilidad de la tubería". En este caso, surge lógicamente la cuestión de las tarifas aplicadas en este caso.

Al mismo tiempo, es importante comprender que la segunda opción no se aplica a locales privados (apartamentos y cabañas), donde, en ausencia de medidores, se tienen en cuenta los estándares sanitarios al calcular el pago: por lo general, esto es hasta 360 l/día por persona.

Lo que determina la permeabilidad de la tubería.

¿Qué determina el flujo de agua en una tubería redonda? Da la impresión de que la búsqueda de una respuesta no debería causar dificultades: cuanto mayor sea la sección transversal de la tubería, mayor será el volumen de agua que puede pasar en un tiempo determinado. Una fórmula simple para el volumen de la tubería le permitirá encontrar este valor. Al mismo tiempo, también se recuerda la presión, porque cuanto mayor sea la columna de agua, más rápido se forzará el agua a través de la comunicación. Sin embargo, la práctica muestra que estos están lejos de todos los factores que afectan el consumo de agua.

Además de ellos, también hay que tener en cuenta los siguientes puntos:

1. Longitud de la tubería. A medida que aumenta su longitud, el agua roza sus paredes con más fuerza, lo que provoca una desaceleración del flujo. De hecho, al comienzo del sistema, el agua solo se ve afectada por la presión, pero también es importante la rapidez con la que las siguientes porciones tendrán la oportunidad de ingresar a la comunicación. El frenado en el interior de la tubería suele alcanzar valores elevados.
2. El consumo de agua depende del diámetro. en una medida mucho más compleja de lo que parece a primera vista. Cuando el tamaño del diámetro de la tubería es pequeño, las paredes resisten el flujo de agua en un orden de magnitud mayor que en sistemas más gruesos. Como resultado, a medida que disminuye el diámetro de la tubería, disminuye su beneficio en términos de la relación entre el caudal de agua y el indicador del área interna en una sección de una longitud fija. En pocas palabras, un sistema de tuberías grueso transporta el agua mucho más rápido que uno delgado.
3. Material de producción. Otro punto importante que afecta directamente la velocidad de movimiento del agua a través de la tubería. Por ejemplo, el propileno liso promueve el deslizamiento del agua en una medida mucho mayor que las paredes de acero rugoso.
4. Vida de servicio. Con el tiempo, aparece óxido en las tuberías de agua de acero. Además, tanto para el acero como para el hierro fundido, es típico que se acumulen gradualmente depósitos de cal. La resistencia al flujo de agua de una tubería con depósitos es mucho mayor que la de los nuevos productos de acero: esta diferencia a veces llega a 200 veces. Además, el crecimiento excesivo de la tubería provoca una disminución de su diámetro: incluso si no tenemos en cuenta el aumento de la fricción, su permeabilidad disminuye claramente. También es importante tener en cuenta que los productos hechos de plástico y metal-plástico no tienen tales problemas: incluso después de décadas de uso intensivo, su nivel de resistencia a los flujos de agua se mantiene en el nivel original.
5. La presencia de giros, accesorios, adaptadores, válvulas. contribuye al frenado adicional de los flujos de agua.

Todos los factores anteriores hay que tenerlos en cuenta, porque no estamos hablando de pequeños errores, sino de una gran diferencia varias veces. Como conclusión, podemos decir que una simple determinación del diámetro de la tubería a partir del flujo de agua es difícilmente posible.

Nueva posibilidad de cálculos de consumo de agua

Si el uso del agua se realiza por medio de un grifo, esto simplifica mucho la tarea. Lo principal en este caso es que las dimensiones del orificio para la salida del agua son mucho más pequeñas que el diámetro de la tubería de agua. En este caso, se aplica la fórmula para calcular el agua sobre la sección transversal de la tubería Torricelli v ^ 2 \u003d 2gh, donde v es la velocidad del flujo a través de un pequeño orificio, g es la aceleración de la caída libre y h es la altura de la columna de agua sobre el grifo (un orificio que tiene una sección transversal s, por unidad de tiempo pasa un volumen de agua s*v). Es importante recordar que el término "sección" no se usa para denotar el diámetro, sino su área. Para calcularlo, usa la fórmula pi * r ^ 2.

Si la columna de agua tiene una altura de 10 metros y el orificio tiene un diámetro de 0,01 m, el flujo de agua a través de la tubería a una presión de una atmósfera se calcula de la siguiente manera: v^2=2*9,78*10=195,6. Después de sacar la raíz cuadrada, v=13.98570698963767. Después de redondear para obtener una cifra de velocidad más simple, resulta ser 14 m/s. La sección transversal del agujero, que tiene un diámetro de 0,01 m, se calcula de la siguiente manera: 3,14159265*0,01^2=0,000314159265 m2. Como resultado, resulta que el caudal máximo de agua por la tubería corresponde a 0,000314159265 * 14 = 0,00439822971 m3/s (algo menos de 4,5 litros de agua/segundo). Como puede ver, en este caso, el cálculo del agua sobre la sección transversal de la tubería es bastante simple. También en el dominio público hay tablas especiales que indican el consumo de agua para los productos de plomería más populares, con un valor mínimo para el diámetro de la tubería de agua.

Como ya puede comprender, no existe una forma simple y universal de calcular el diámetro de la tubería según el flujo de agua. Sin embargo, aún puede deducir ciertos indicadores por sí mismo. Esto es especialmente cierto si el sistema está equipado con tuberías de plástico o metal-plástico, y los grifos con una sección transversal de salida pequeña consumen agua. En algunos casos, este método de cálculo es aplicable a los sistemas de acero, pero estamos hablando principalmente de tuberías de agua nuevas que no han tenido tiempo de cubrirse con depósitos internos en las paredes.

El cálculo del consumo de agua se realiza antes de la construcción de tuberías y es una parte integral de los cálculos hidrodinámicos. Durante la construcción de tuberías principales e industriales, estos cálculos se realizan mediante programas especiales. Al construir una tubería doméstica con sus propias manos, puede realizar el cálculo usted mismo, pero debe tener en cuenta que el resultado obtenido no será lo más preciso posible. Cómo calcular el parámetro de consumo de agua, sigue leyendo.

Factores que afectan el rendimiento

El factor principal por el cual se calcula el sistema de tuberías es el rendimiento. Este indicador está influenciado por muchos parámetros diferentes, los más significativos de los cuales son:

1. presión en la tubería existente (en la red principal, si la tubería en construcción se conectará a una fuente externa). El método de cálculo que tiene en cuenta la presión es más complejo, pero también más preciso, ya que es la presión la que determina un indicador como el rendimiento, es decir, la capacidad de pasar una cierta cantidad de agua en una determinada unidad de tiempo;
2. la longitud total de la tubería. Cuanto mayor sea este parámetro, mayor será el número de pérdidas manifestadas durante su uso y, en consecuencia, para eliminar la caída de presión, se requiere utilizar tuberías de mayor diámetro. Por ello, este factor también es tenido en cuenta por los especialistas;
3. el material del que están hechas las tuberías. Si se utilizan tuberías de metal para una estructura u otra línea, entonces una superficie interior irregular y la posibilidad de obstrucciones graduales con depósitos contenidos en el agua conducirán a una disminución en el rendimiento y, en consecuencia, a un ligero aumento en el diámetro. Cuando se utilizan tuberías de plástico (PVC), tuberías de polipropileno, etc., prácticamente se excluye la posibilidad de obstrucción con depósitos. Además, la superficie interna de las tuberías de plástico es más suave;

1. sección de tuberías. De acuerdo con la sección interna de la tubería, puede realizar un cálculo preliminar de forma independiente.

Hay otros factores que los expertos tienen en cuenta. Pero para este artículo no son imprescindibles.

Método para calcular el diámetro en función de la sección transversal de las tuberías.

Si, al calcular la tubería, es necesario tener en cuenta todos estos factores, se recomienda realizar cálculos utilizando programas especiales. Si los cálculos preliminares son suficientes para la construcción del sistema, se llevan a cabo en la siguiente secuencia:

• determinación preliminar de la cantidad de agua consumida por todos los miembros de la familia;
• cálculo del tamaño óptimo del diámetro.

Cómo calcular el consumo de agua en la casa

Puede determinar la cantidad de agua fría o caliente consumida en la casa por varios métodos:

• de acuerdo con la lectura del medidor. Si se instalan medidores al ingresar a la tubería a la casa, entonces determinar el consumo de agua por día por persona no es un problema. Además, al observar durante varios días, puede obtener parámetros bastante precisos;

• según las normas establecidas, determinadas por expertos. El estándar de consumo de agua por persona se establece para ciertos tipos de locales con la presencia / ausencia de ciertas condiciones;

• según la fórmula.

Para determinar la cantidad total de agua consumida en la habitación, es necesario realizar un cálculo para cada unidad de plomería (bañera, ducha, grifo, etc.) por separado. Fórmula de cálculo:

Qs \u003d 5 x q0 x P, donde

Qs es un indicador que determina la cantidad de flujo;

q0 es la norma establecida;

P es un coeficiente que tiene en cuenta la posibilidad de usar varios tipos de accesorios de plomería al mismo tiempo.

El indicador q0 se determina según el tipo de equipo de plomería de acuerdo con la siguiente tabla:

La probabilidad P está determinada por la siguiente fórmula:

P = L x N1 / q0 x 3600 x N2, donde

L - consumo máximo de agua durante 1 hora;

N1 - el número de personas que usan accesorios de plomería;

q0 - estándares establecidos para una unidad de plomería separada;

N2: la cantidad de accesorios de plomería instalados.

Es inaceptable determinar el flujo de agua sin tener en cuenta la probabilidad, ya que el uso simultáneo de accesorios de plomería conduce a un aumento en la potencia del flujo.

Calculemos el agua usando un ejemplo específico. Es necesario determinar el flujo de agua de acuerdo con los siguientes parámetros:

• 5 personas viven en la casa;
• Se instalan 6 unidades de equipamiento sanitario: una bañera, un inodoro, un fregadero en la cocina, una lavadora y un lavavajillas instalados en la cocina, una cabina de ducha;
• El consumo máximo de agua durante 1 hora de acuerdo con SNiP se establece en 5,6 l / s.

Determine el tamaño de la probabilidad:

P \u003d 5,6 x 4 / 0,25 x 3600 x 6 \u003d 0,00415

Determinamos el consumo de bueyes para el baño, cocina y aseo:

Qs (baños) = 4 x 0,25 x 0,00518 = 0,00415 (l/s)

Qs (cocinas) \u003d 4 x 0,12 x 0,00518 \u003d 0,002 (l/s)

Qs (inodoro) \u003d 4 x 0.4 x 0.00518 \u003d 0.00664 (l / s)

Cálculo de la sección óptima

La siguiente fórmula se utiliza para determinar la sección transversal:

Q \u003d (πd² / 4) xW, donde

Q es la cantidad de agua consumida calculada por cálculo;

d es el diámetro deseado;

W es la velocidad del movimiento del agua en el sistema.

Mediante simples operaciones matemáticas se puede deducir que

d = √(4Q/πW)

W se puede obtener de la tabla:

Los indicadores presentados en la tabla se utilizan para cálculos aproximados. Para obtener parámetros más precisos, se utiliza una fórmula matemática compleja.

Determinemos el diámetro de las tuberías para el baño, la cocina y el inodoro de acuerdo con los parámetros presentados en este ejemplo:

d (para el baño) \u003d √ (4 x 0.00415 / (3.14 x 3)) \u003d 0.042 (m)

d (para la cocina) \u003d √ (4 x 0,002 / (3,14 x 3)) \u003d 0,03 (m)

d (inodoro) = √(4 x 0,00664 / (3,14 x 3)) = 0,053 (m)

Para determinar la sección transversal de las tuberías, se toma el indicador de diseño más alto. Dado el pequeño margen en este ejemplo, es posible realizar el suministro de agua con tuberías con una sección transversal de 55 mm.

Cómo calcular usando un programa semiprofesional especial, vea el video.

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Capacidad de la tubería: simple sobre lo complejo

¿Cómo varía el rendimiento de una tubería con el diámetro? ¿Qué factores, además de la sección transversal, afectan este parámetro? Finalmente, ¿cómo calcular, aunque sea aproximadamente, la permeabilidad de un sistema de suministro de agua con un diámetro conocido? En el artículo intentaré dar las respuestas más sencillas y accesibles a estas preguntas.

Nuestra tarea es aprender a calcular la sección transversal óptima de las tuberías de agua.

¿Por qué es necesario?

El cálculo hidráulico le permite obtener el óptimo mínimo el diámetro de la tubería.

Por un lado, siempre hay una escasez catastrófica de dinero durante la construcción y reparación, y el precio de un metro lineal de tubería crece de forma no lineal con el aumento del diámetro. Por otro lado, una sección subestimada del suministro de agua conducirá a una caída excesiva de presión en los dispositivos finales debido a su resistencia hidráulica.

Con un caudal en el dispositivo intermedio, la caída de presión en el dispositivo final hará que la temperatura del agua con los grifos de agua fría y agua caliente abiertos cambie drásticamente. Como resultado, lo rociarán con agua helada o lo escaldarán con agua hirviendo.

Restricciones

Limitaré deliberadamente el alcance de las tareas en consideración a la plomería de una pequeña casa privada. Hay dos razones:

1. Los gases y líquidos de diferentes viscosidades se comportan de manera completamente diferente cuando se transportan a través de una tubería. La consideración del comportamiento del gas natural y licuado, el petróleo y otros medios aumentaría varias veces el volumen de este material y nos alejaría de mi especialidad: la plomería;
2. En el caso de un edificio grande con numerosas instalaciones de plomería, para el cálculo hidráulico del sistema de suministro de agua, será necesario calcular la probabilidad de usar varios puntos de agua al mismo tiempo. En una casa pequeña, el cálculo se realiza para la demanda máxima de todos los electrodomésticos disponibles, lo que simplifica enormemente la tarea.

factores

El cálculo hidráulico de un sistema de suministro de agua es una búsqueda de una de dos cantidades:

• Cálculo del rendimiento de una tubería con una sección transversal conocida;
• Cálculo del diámetro óptimo con un caudal planificado conocido.

En condiciones reales (al diseñar un sistema de suministro de agua), la segunda tarea es mucho más necesaria.

La lógica doméstica sugiere que el flujo máximo de agua a través de una tubería está determinado por su diámetro y presión de entrada. Por desgracia, la realidad es mucho más complicada. El hecho es que la tubería tiene resistencia hidráulica: En pocas palabras, el flujo se ralentiza debido a la fricción contra las paredes. Además, el material y el estado de las paredes afectan previsiblemente al grado de frenado.

Aquí hay una lista completa de factores que afectan el rendimiento de una tubería de agua:

• Presión al comienzo del suministro de agua (leer - presión en la ruta);
• parcialidad tuberías (cambio en su altura sobre el nivel del suelo condicional al principio y al final);

• Material paredes El polipropileno y el polietileno tienen mucha menos rugosidad que el acero y el hierro fundido;
• Edad tubería. Con el tiempo, el acero se cubre de depósitos de óxido y cal, que no solo aumentan la rugosidad, sino que también reducen el espacio libre interno de la tubería;

Esto no se aplica a las tuberías de vidrio, plástico, cobre, galvanizadas y de metal-polímero. Están como nuevos incluso después de 50 años de funcionamiento. Una excepción es la sedimentación del suministro de agua con una gran cantidad de suspensiones y la ausencia de filtros en la entrada.

• Cantidad y ángulo vueltas;
• Cambios de diámetro plomería;
• Presencia o ausencia soldaduras, cordones de soldadura y accesorios de conexión;

• Válvulas de cierre. Incluso las válvulas de bola de paso total ofrecen cierta resistencia al flujo.

Cualquier cálculo de la capacidad de la tubería será muy aproximado. Quiera o no, tendremos que usar coeficientes promedio que son típicos para condiciones cercanas a las nuestras.

Ley de Torricelli

Evangelista Torricelli, que vivió a principios del siglo XVII, es conocido como alumno de Galileo Galilei y autor del concepto mismo de presión atmosférica. También posee una fórmula que describe el caudal de agua que sale de un recipiente a través de una abertura de dimensiones conocidas.

Para que la fórmula de Torricelli funcione, es necesario:

1. Para que sepamos la presión del agua (la altura de la columna de agua sobre el agujero);

Una atmósfera bajo la gravedad de la tierra es capaz de levantar una columna de agua de 10 metros. Por lo tanto, la presión en atmósferas se convierte en cabeza simplemente multiplicándola por 10.

1. Para que el agujero sea significativamente menor que el diámetro del vaso, eliminando así la pérdida de presión por fricción contra las paredes.

En la práctica, la fórmula de Torricelli le permite calcular el flujo de agua a través de una tubería con una sección interna de dimensiones conocidas a una cabeza instantánea conocida durante el flujo. En pocas palabras: para usar la fórmula, debe instalar un manómetro frente al grifo o calcular la caída de presión en el suministro de agua a una presión conocida en la línea.

La fórmula en sí se ve así: v^2=2gh. En eso:

• v es la velocidad del flujo a la salida del orificio, en metros por segundo;
• g es la aceleración de la caída (para nuestro planeta es igual a 9,78 m/s^2);
• h - cabeza (altura de la columna de agua sobre el agujero).

¿Cómo nos ayudará esto en nuestra tarea? Y el hecho de que flujo de fluido a través de un orificio(el mismo rendimiento) es igual a S*v, donde S es el área de la sección transversal del orificio y v es la velocidad del flujo de la fórmula anterior.

Captain Evidence sugiere: conociendo el área de la sección transversal, es fácil determinar el radio interior de la tubería. Como sabes, el área de un círculo se calcula como π*r^2, donde π se redondea a 3,14159265.

En este caso, la fórmula de Torricelli se verá como v^2=2*9.78*20=391.2. La raíz cuadrada de 391,2 se redondea a 20. Esto significa que el agua saldrá del agujero a una velocidad de 20 m/s.

Calculamos el diámetro del agujero por el que fluye la corriente. Convirtiendo el diámetro a unidades SI (metros), obtenemos 3.14159265*0.01^2=0.0003141593. Y ahora calculamos el caudal de agua: 20 * 0,0003141593 \u003d 0,006283186, o 6,2 litros por segundo.

De vuelta a la realidad

Estimado lector, me atrevería a sugerirle que no tenga un manómetro instalado frente al mezclador. Es obvio que se necesitan algunos datos adicionales para un cálculo hidráulico más preciso.

Por lo general, el problema de cálculo se resuelve por el contrario: con el flujo de agua conocido a través de los accesorios de plomería, la longitud de la tubería de agua y su material, se selecciona un diámetro que asegure la caída de presión a valores aceptables. El factor limitante es el caudal.

Dato de referencia

El caudal de las tuberías de agua internas se considera de 0,7 a 1,5 m / s. Superar este último valor provoca la aparición de ruido hidráulico (principalmente en codos y accesorios).

Las tasas de consumo de agua para accesorios de plomería son fáciles de encontrar en la documentación reglamentaria. En particular, los proporciona el apéndice de SNiP 2.04.01-85. Para salvar al lector de largas búsquedas, daré esta tabla aquí.

La tabla muestra datos para mezcladores con aireadores. Su ausencia iguala el caudal de la grifería de lavabo, lavabo y ducha con el caudal de la grifería al bañarse.

Permítame recordarle que si desea calcular el suministro de agua de una casa privada con sus propias manos, sume el consumo de agua para todos los electrodomésticos instalados. Si no se sigue esta indicación, te esperan sorpresas, como una fuerte bajada de temperatura en la ducha al abrir el grifo del agua caliente.

Si en el edificio hay suministro de agua contra incendios, al caudal previsto se añaden 2,5 l/s por cada hidrante. Para el suministro de agua contra incendios, la velocidad del flujo está limitada a 3 m/s: en caso de incendio, el ruido hidráulico es lo último que desconcierta a los residentes.

Al calcular la presión, generalmente se supone que en el extremo del dispositivo desde la entrada debe haber al menos 5 metros, lo que corresponde a una presión de 0,5 kgf / cm2. Algunos accesorios de plomería (calentadores de agua corriente, válvulas de llenado de lavadoras automáticas, etc.) simplemente no funcionan si la presión en el suministro de agua es inferior a 0,3 atmósferas. Además, es necesario tener en cuenta las pérdidas hidráulicas en el propio dispositivo.

En la foto - calentador de agua instantáneo Atmor Basic. Incluye calentamiento solo a una presión de 0,3 kgf/cm2 y superior.

Caudal, diámetro, velocidad

Déjame recordarte que están vinculados entre sí por dos fórmulas:

1. Q=SV. El caudal de agua en metros cúbicos por segundo es igual al área de la sección transversal en metros cuadrados multiplicada por el caudal en metros por segundo;
2. S = r^2. El área de la sección transversal se calcula como el producto del número "pi" y el cuadrado del radio.

¿Dónde puedo obtener los valores para el radio de la sección interior?

• Para tubos de acero, es, con un error mínimo, igual a la mitad del mando(pase condicional, que está marcado como rodadura de tubería);
• Para polímero, metal-polímero, etc. el diámetro interior es igual a la diferencia entre el exterior, con el que se marcan las tuberías, y el doble del espesor de la pared (también suele estar presente en el marcado). El radio, respectivamente, es la mitad del diámetro interior.

1. El diámetro interior es 50-3 * 2 = 44 mm, o 0,044 metros;
2. El radio será 0,044/2=0,022 metros;
3. El área de la sección interna será igual a 3.1415 * 0.022 ^ 2 \u003d 0.001520486 m2;
4. A un caudal de 1,5 metros por segundo, el caudal será de 1,5 * 0,001520486 = 0,002280729 m3/s, o 2,3 litros por segundo.

pérdida de cabeza

¿Cómo calcular cuánta presión se pierde en un sistema de suministro de agua con parámetros conocidos?

La fórmula más sencilla para calcular la caída de presión es H = iL(1+K). ¿Qué significan las variables en él?

• H es la apreciada caída de presión en metros;
• i - pendiente hidráulica del medidor de tubería de agua;
• L es la longitud del suministro de agua en metros;
• K- coeficiente, lo que permite simplificar el cálculo de la caída de presión en las válvulas de cierre y . Está ligado al propósito de la red de suministro de agua.

¿Dónde puedo obtener los valores de estas variables? Bueno, excepto por la longitud de la tubería, nadie ha cancelado la ruleta todavía.

El coeficiente K se toma igual a:

Con una pendiente hidráulica, el panorama es mucho más complicado. La resistencia que ofrece una tubería a fluir depende de:

• Sección interna;
• rugosidad de la pared;
• Caudales.

Se puede encontrar una lista de valores de 1000i (pendiente hidráulica por cada 1000 metros de suministro de agua) en las tablas de Shevelev, que, de hecho, se utilizan para el cálculo hidráulico. Las tablas son demasiado grandes para un artículo ya que dan valores de 1000i para todos los diámetros, caudales y materiales corregidos de vida posibles.

Aquí hay un pequeño fragmento de la mesa Shevelev para un tubo de plástico de 25 mm.

El autor de las tablas da los valores de la caída de presión no para la sección interna, sino para los tamaños estándar que marcan las tuberías, ajustados por el espesor de la pared. Sin embargo, las tablas se publicaron en 1973, cuando aún no se había formado el segmento de mercado correspondiente.
Al calcular, tenga en cuenta que para metal-plástico es mejor tomar valores correspondientes a una tubería un paso más pequeña.

Usemos esta tabla para calcular la caída de presión en una tubería de polipropileno con un diámetro de 25 mm y una longitud de 45 metros. Acordemos que estamos diseñando un sistema de suministro de agua para uso doméstico.

1. Con una velocidad de flujo lo más cercana posible a 1,5 m/s (1,38 m/s), el valor de 1000i será igual a 142,8 metros;
2. La pendiente hidráulica de un metro de tubería será igual a 142,8 / 1000 \u003d 0,1428 metros;
3. El factor de corrección para las tuberías de agua doméstica es de 0,3;
4. La fórmula en su conjunto tomará la forma H=0.1428*45(1+0.3)=8.3538 metros. Esto significa que al final del suministro de agua a un caudal de agua de 0,45 l/s (el valor de la columna izquierda de la tabla), la presión caerá en 0,84 kgf/cm2 y a 3 atmósferas en la entrada ser bastante aceptable 2,16 kgf/cm2.

Este valor se puede utilizar para determinar consumo según la fórmula de Torricelli. El método de cálculo con un ejemplo se proporciona en la sección correspondiente del artículo.

Además, para calcular el flujo máximo a través de un sistema de suministro de agua con características conocidas, se puede seleccionar en la columna "tasa de flujo" de la tabla completa de Shevelev un valor tal en el que la presión al final de la tubería no cae. por debajo de 0,5 atmósferas.

Conclusión

Estimado lector, si las instrucciones anteriores, a pesar de la extrema simplificación, todavía le parecieron tediosas, simplemente use una de las muchas calculadoras en línea. Como siempre, se puede encontrar más información en el video de este artículo. Estaré agradecido por sus adiciones, correcciones y comentarios. ¡Buena suerte, camaradas!

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