Poduzeća, kao i stanovi i kuće općenito, troše velike količine vode. Brojke su ogromne, ali mogu li reći još nešto, osim činjenice o određenom trošku? Da, oni mogu. Naime, protok vode može pomoći u izračunavanju promjera cijevi. Čini se da ti parametri nisu međusobno povezani, ali zapravo je odnos očit.

Uostalom, propusnost vodoopskrbnog sustava ovisi o mnogim čimbenicima. Značajno mjesto na ovom popisu je upravo promjer cijevi, kao i tlak u sustavu. Udubimo se dublje u ovo pitanje.

Čimbenici koji utječu na propusnost vode kroz cijev

Brzina protoka vode kroz kružnu cijev s rupom ovisi o veličini ove rupe. Dakle, što je veći, to će više vode proći kroz cijev u određenom vremenskom razdoblju. Međutim, ne zaboravite na pritisak. Uostalom, možete dati primjer. Metarski stup će gurnuti vodu kroz centimetarsku rupu mnogo manje po jedinici vremena od stupa visine nekoliko desetaka metara. Očito je. Stoga će protok vode dosegnuti svoj maksimum na maksimalnom unutarnjem presjeku proizvoda, kao i pri maksimalnom tlaku.

Proračun promjera

Ako trebate dobiti određeni protok vode na izlazu iz vodoopskrbnog sustava, onda ne možete bez izračunavanja promjera cijevi. Uostalom, ovaj pokazatelj, zajedno s ostatkom, utječe na brzinu protoka.

Naravno, postoje posebne tablice koje se nalaze na webu iu specijaliziranoj literaturi koje vam omogućuju zaobići izračune, usredotočujući se na određene parametre. Međutim, od takvih podataka ne treba očekivati ​​visoku točnost, greška će i dalje biti prisutna, čak i ako se uzmu u obzir svi čimbenici. Stoga je najbolji način za dobivanje točnih rezultata samostalno izračunavanje.

Za to će vam trebati sljedeći podaci:

• Potrošnja vode.
• Gubitak glave od početne točke do točke potrošnje.

Nije potrebno izračunati potrošnju vode - postoji digitalni standard. Možete uzeti podatke na mikseru koji kaže da se troši oko 0,25 litara u sekundi. Ova se brojka može koristiti za izračune.

Važan parametar za dobivanje točnih podataka je gubitak glave u tom području. Kao što znate, tlak glave u standardnim usponima za vodoopskrbu je u rasponu od 1 do 0,6 atmosfera. Prosjek je 1,5-3 atm. Parametar ovisi o broju katova u kući. Ali to ne znači da što je kuća viša, to je veći tlak u sustavu. U vrlo visokim zgradama (više od 16 katova) ponekad se koristi podjela sustava na katove za normalizaciju tlaka.

S obzirom na gubitak glave, ova se brojka može izračunati pomoću manometara na početnoj točki i prije točke potrošnje.

Ako ipak znanje i strpljenje za samoizračun nisu dovoljni, onda možete koristiti tablične podatke. I neka imaju određene greške, podaci će biti dovoljno točni za određene uvjete. A onda, prema potrošnji vode, bit će vrlo lako i brzo dobiti promjer cijevi. To znači da će vodoopskrbni sustav biti ispravno izračunat, što će omogućiti dobivanje takve količine tekućine koja će zadovoljiti potrebe.

Rad s kalkulatorom je jednostavan - unesite podatke i dobijete rezultat. Ali ponekad to nije dovoljno - točan izračun promjera cijevi moguć je samo uz ručni izračun pomoću formula i ispravno odabranih koeficijenata. Kako izračunati promjer cijevi prema protoku vode? Kako odrediti veličinu plinovoda?

Prilikom izračuna potrebnog promjera cijevi, profesionalni inženjeri najčešće koriste posebne programe koji mogu izračunati i dati točan rezultat pomoću poznatih parametara. Graditelju amateru je mnogo teže samostalno izvršiti izračun za organiziranje sustava vodoopskrbe, grijanja, plinifikacije. Stoga se najčešće pri izgradnji ili rekonstrukciji privatne kuće koriste preporučene veličine cijevi. Ali ne uvijek standardni savjeti mogu uzeti u obzir sve nijanse individualne konstrukcije, tako da morate ručno izvesti hidraulički izračun kako biste odabrali pravi promjer cijevi za grijanje i vodoopskrbu.

Proračun promjera cijevi za vodoopskrbu i grijanje

Glavni kriterij za odabir cijevi za grijanje je njezin promjer. Od ovog pokazatelja ovisi koliko će učinkovito biti grijanje kuće, život sustava u cjelini. Kod malog promjera u vodovima može doći do povećanja tlaka, što će uzrokovati curenje, povećano opterećenje cijevi i metala, što će dovesti do problema i beskonačnih popravaka. S velikim promjerom, prijenos topline sustava grijanja težit će nuli, a hladna voda će jednostavno curiti iz slavine.

kapacitet cijevi

Promjer cijevi izravno utječe na propusnost sustava, odnosno u ovom slučaju je bitna količina vode ili rashladne tekućine koja prolazi kroz dio po jedinici vremena. Što je više ciklusa (kretanja) u sustavu tijekom određenog vremenskog razdoblja, to je grijanje učinkovitije. Za vodoopskrbne cijevi promjer utječe na početni tlak vode - prikladna veličina samo će održavati tlak, a povećana će ga smanjiti.

Prema promjeru, odabire se shema vodovoda i grijanja, određuje se broj radijatora i njihova presjek, te optimalna duljina mreže.

Budući da je propusnost cijevi temeljni čimbenik pri odabiru, trebali biste odlučiti što zauzvrat utječe na propusnost vode u liniji.

Čimbenici koji utječu na prohodnost autoceste:

1. Tlak vode ili rashladne tekućine.
2. Unutarnji promjer (presjek) cijevi.
3. Ukupna duljina sustava.
4. materijal cjevovoda.
5. Debljina stijenke cijevi.

Na starom sustavu, prohodnost cijevi pogoršana je vapnom, naslagama mulja, učincima korozije (na metalnim proizvodima). Sve to zajedno s vremenom smanjuje količinu vode koja prolazi kroz dionicu, odnosno rabljeni vodovi rade lošije od novih.

Važno je napomenuti da se ovaj pokazatelj ne mijenja za polimerne cijevi - plastika je mnogo manja od metala, što omogućuje nakupljanje troske na zidovima. Dakle, propusnost PVC cijevi ostaje ista kao na dan kada su postavljene.

Proračun promjera cijevi prema protoku vode

Određivanje prave količine vode

Da biste odredili promjer cijevi prema brzini protoka tekućine koja prolazi, trebat će vam vrijednosti stvarne potrošnje vode, uzimajući u obzir sve vodovodne instalacije: kadu, kuhinjsku slavinu, perilicu rublja, zahodska školjka. Svaki pojedinačni dio vodoopskrbnog sustava izračunava se prema formuli:

qc = 5× q0 × α, l/s

gdje je qc vrijednost vode koju potroši svaki uređaj;

q0 je normalizirana vrijednost, koja je određena SNiP-om. Prihvaćamo za kadu - 0,25, za kuhinjsku slavinu 0,12, za WC školjku -0,1;

a je koeficijent koji uzima u obzir mogućnost istovremenog rada vodovodnih uređaja u prostoriji. Ovisi o vrijednosti vjerojatnosti i broju potrošača.

U dijelovima autoceste gdje se kombinira voda za kuhinju i kadu, za WC i kadu itd., vrijednost vjerojatnosti se dodaje formuli. Odnosno mogućnost istovremenog rada kuhinjske slavine, kupaonske slavine, WC školjke i ostalih aparata.

Vjerojatnost je određena formulom:

R = qhr µ × u/q0 × 3600 × N,

gdje je N broj potrošača vode (uređaja);

qhr µ je maksimalna potrošnja vode po satu koja se može uzeti prema SNiP-u. Za hladnu vodu biramo qhr µ = 5,6 l / s, ukupni protok je 15,6 l / s;

u je broj ljudi koji koriste vodovod.

Primjer izračuna potrošnje vode:

Kuća na dvije etaže ima 1 kupaonicu, 1 kuhinju s ugrađenom perilicom rublja i suđa, tuš, 1 wc. U kući živi peteročlana obitelj. Algoritam izračuna:

1. Izračunavamo vjerojatnost P = 5,6 × 5 / 0,25 × 3600 × 6 = 0,00518.
2. Tada će protok vode za kupaonicu biti qc = 5 × 0,25 × 0,00518=0,006475 l/s.
3. Za kuhinju qc \u003d 5 × 0,12 × 0,00518 \u003d 0,0031 l / s.
4. Za WC, qc = 5× 0,1 × 0,00518=0,00259 l/s.

Izračunavamo promjer cijevi

Postoji izravna ovisnost promjera o volumenu tekućine koja teče, što se izražava formulom:

gdje je Q potrošnja vode, m3/s;

d – promjer cjevovoda, m;

w je brzina protoka, m/s.

Transformacijom formule možemo odabrati vrijednost promjera cjevovoda, koja će odgovarati volumenu potrošene vode:

Julia Petrichenko, stručnjakinja

d = √(4Q/πw), m

Brzina protoka vode može se uzeti iz tablice 2. Postoji složenija metoda za izračunavanje brzine protoka - uzimajući u obzir gubitke i koeficijent hidrauličkog trenja. Ovo je prilično opsežan izračun, ali na kraju vam omogućuje da dobijete točnu vrijednost, za razliku od tablične metode.

Primjer: Izračunajte promjer cijevi za kupaonicu, kuhinju i WC, na temelju dobivenih brzina protoka vode. Odabiremo iz tablice 2 vrijednost protoka vode u opskrbi tlačnom vodom - 3 m / s.

Zašto su nam potrebni takvi izračuni

Prilikom izrade plana izgradnje velike vikendice s nekoliko kupaonica, privatnog hotela, organizacije protupožarnog sustava, vrlo je važno imati više ili manje točne informacije o transportnim mogućnostima postojeće cijevi, uzimajući u obzir njegov promjer i tlak u sustavu. Sve se radi o fluktuacijama tlaka tijekom vrhunca potrošnje vode: takvi fenomeni ozbiljno utječu na kvalitetu pruženih usluga.

Osim toga, ako vodoopskrbni sustav nije opremljen vodomjerima, tada se pri plaćanju komunalnih usluga tzv. "Propustljivost cijevi". U ovom slučaju sasvim logično se nameće pitanje tarifa koje se u ovom slučaju primjenjuju.

Istodobno, važno je razumjeti da se druga opcija ne odnosi na privatne prostore (stanove i vikendice), gdje se, u nedostatku brojila, pri izračunu plaćanja uzimaju u obzir sanitarni standardi: obično je to do 360 l / dan po osobi.

Što određuje propusnost cijevi

Što određuje protok vode u okrugloj cijevi? Stječe se dojam da potraga za odgovorom ne bi trebala uzrokovati poteškoće: što je veći poprečni presjek cijevi, veći volumen vode može proći u određenom vremenu. Jednostavna formula za volumen cijevi omogućit će vam da saznate ovu vrijednost. Pritom se također pamti pritisak, jer što je veći vodeni stupac, voda će brže proći kroz komunikaciju. Međutim, praksa pokazuje da su to daleko od svih čimbenika koji utječu na potrošnju vode.

Osim njih, potrebno je uzeti u obzir i sljedeće točke:

1. Duljina cijevi. S povećanjem duljine, voda se jače trlja o njezine zidove, što dovodi do usporavanja protoka. Doista, na samom početku sustava na vodu utječe samo tlak, ali je također važno koliko brzo će sljedeći dijelovi imati priliku ući u komunikaciju. Kočenje unutar cijevi često doseže velike vrijednosti.
2. Potrošnja vode ovisi o promjeru u mnogo složenijoj mjeri nego što se na prvi pogled čini. Kada je veličina promjera cijevi mala, zidovi se odupiru protoku vode za red veličine više nego u debljim sustavima. Kao rezultat toga, kako se promjer cijevi smanjuje, smanjuje se njezina korist u smislu omjera protoka vode i pokazatelja unutarnjeg područja u dijelu fiksne duljine. Pojednostavljeno rečeno, debeli vodovodni sustav prenosi vodu mnogo brže od tankog.
3. Proizvodni materijal. Još jedna važna točka koja izravno utječe na brzinu kretanja vode kroz cijev. Na primjer, glatki propilen potiče klizanje vode u mnogo većoj mjeri nego grubi čelični zidovi.
4. Vijek trajanja. S vremenom se na čeličnim vodovodnim cijevima pojavljuje hrđa. Osim toga, za čelik, kao i za lijevano željezo, tipično je postupno nakupljanje naslaga vapna. Otpor na protok vode cijevi s naslagama mnogo je veći od otpora novih čeličnih proizvoda: ta razlika ponekad doseže 200 puta. Osim toga, prekomjerni rast cijevi dovodi do smanjenja njezina promjera: čak i ako ne uzmemo u obzir povećano trenje, njezina propusnost jasno se smanjuje. Također je važno napomenuti da proizvodi od plastike i metal-plastike nemaju takvih problema: čak i nakon desetljeća intenzivne uporabe, njihova razina otpornosti na vodene tokove ostaje na izvornoj razini.
5. Prisutnost zavoja, armatura, adaptera, ventila doprinosi dodatnom kočenju protoka vode.

Sve gore navedene čimbenike treba uzeti u obzir, jer ne govorimo o nekim malim greškama, već o ozbiljnoj razlici višestruko. Kao zaključak možemo reći da je jednostavno određivanje promjera cijevi iz protoka vode teško moguće.

Nova mogućnost proračuna potrošnje vode

Ako se voda koristi pomoću slavine, to uvelike pojednostavljuje zadatak. Glavna stvar u ovom slučaju je da su dimenzije rupe za izlijevanje vode mnogo manje od promjera cijevi za vodu. U ovom slučaju je primjenjiva formula za izračunavanje vode preko poprečnog presjeka Torricellijeve cijevi v ^ 2 \u003d 2gh, gdje je v brzina protoka kroz malu rupu, g je ubrzanje slobodnog pada, a h je visina vodenog stupca iznad slavine (rupa poprečnog presjeka s, u jedinici vremena prolazi volumen vode s*v). Važno je zapamtiti da se izraz "presjek" ne koristi za označavanje promjera, već njegovu površinu. Da biste ga izračunali, koristite formulu pi * r ^ 2.

Ako stup vode ima visinu od 10 metara, a rupa ima promjer 0,01 m, protok vode kroz cijev pri tlaku od jedne atmosfere izračunava se na sljedeći način: v^2=2*9,78*10=195,6. Nakon uzimanja kvadratnog korijena, v=13,98570698963767. Nakon zaokruživanja kako bi se dobila jednostavnija brojka brzine, rezultat je 14m/s. Poprečni presjek rupe, promjera 0,01 m, izračunava se na sljedeći način: 3,14159265*0,01^2=0,000314159265 m2. Kao rezultat toga, ispada da maksimalni protok vode kroz cijev odgovara 0,000314159265 * 14 = 0,00439822971 m3 / s (nešto manje od 4,5 litara vode / sekundi). Kao što vidite, u ovom slučaju, izračun vode preko poprečnog presjeka cijevi je prilično jednostavan. Također su besplatno dostupne posebne tablice koje pokazuju potrošnju vode za najpopularnije vodovodne proizvode, s minimalnom vrijednošću za promjer vodovodne cijevi.

Kao što već možete razumjeti, ne postoji univerzalni jednostavan način za izračunavanje promjera cjevovoda ovisno o protoku vode. Međutim, još uvijek možete sami zaključiti određene pokazatelje. To je osobito istinito u slučajevima kada je sustav opremljen plastičnim ili metalno-plastičnim cijevima, a vodu troše slavine s malim izlaznim presjekom. U nekim je slučajevima ova metoda proračuna primjenjiva na čelične sustave, ali prije svega govorimo o novim vodovodnim cijevima koje se nisu imale vremena prekriti unutarnjim naslagama na zidovima.

Proračun potrošnje vode radi se prije izgradnje cjevovoda i sastavni je dio hidrodinamičkih proračuna. Tijekom izgradnje magistralnih i industrijskih cjevovoda ovi se izračuni izrađuju pomoću posebnih programa. Prilikom izgradnje domaćeg cjevovoda vlastitim rukama, možete sami izvršiti izračun, ali treba imati na umu da dobiveni rezultat neće biti što točniji. Kako izračunati parametar potrošnje vode, pročitajte dalje.

Čimbenici koji utječu na protok

Glavni čimbenik na kojem se provodi izračun cjevovodnog sustava je propusnost. Na ovaj pokazatelj utječu mnogi različiti parametri, od kojih su najznačajniji:

1. tlaka u postojećem cjevovodu (u glavnoj mreži, ako će cjevovod u izgradnji biti spojen na vanjski izvor). Metoda izračuna koja uzima u obzir tlak je složenija, ali i točnija, jer tlak određuje takav pokazatelj kao što je propusnost, odnosno sposobnost prolaska određene količine vode u određenoj jedinici vremena;
2. ukupna duljina cjevovoda. Što je ovaj parametar veći, veći je broj gubitaka koji se očituju tijekom njegove uporabe i, sukladno tome, za uklanjanje pada tlaka potrebno je koristiti cijevi većeg promjera. Stoga ovaj čimbenik također uzimaju u obzir stručnjaci;
3. materijal od kojeg su cijevi izrađene. Ako se metalne cijevi koriste za konstrukciju ili drugu liniju, tada će neravna unutarnja površina i mogućnost postupnog začepljenja naslagama sadržanim u vodi dovesti do smanjenja propusnosti i, sukladno tome, laganog povećanja promjera. Pri korištenju plastičnih cijevi (PVC), polipropilenskih cijevi i tako, mogućnost začepljenja naslagama praktički je isključena. Štoviše, unutarnja površina plastičnih cijevi je glatkija;

1. dio cijevi. Prema unutarnjem dijelu cijevi, možete samostalno napraviti preliminarni izračun.

Postoje i drugi čimbenici koje stručnjaci uzimaju u obzir. Ali za ovaj članak oni nisu bitni.

Metoda za izračun promjera ovisno o poprečnom presjeku cijevi

Ako je pri izračunu cjevovoda potrebno uzeti u obzir sve ove čimbenike, preporuča se izvršiti izračune pomoću posebnih programa. Ako su preliminarni izračuni dovoljni za izgradnju sustava, onda se provode sljedećim redoslijedom:

• prethodno utvrđivanje količine utrošene vode svih članova obitelji;
• izračun optimalne veličine promjera.

Kako izračunati potrošnju vode u kući

Možete odrediti količinu hladne ili tople vode koja se troši u kući na nekoliko metoda:

• prema očitanju brojila. Ako su brojila ugrađena pri ulasku u cjevovod u kuću, tada određivanje dnevne potrošnje vode po osobi nije problem. Štoviše, kada promatrate nekoliko dana, možete dobiti prilično točne parametre;

• prema utvrđenim normama, koje određuju stručnjaci. Standard za potrošnju vode po osobi postavlja se za određene vrste prostorija uz prisutnost / odsutnost određenih uvjeta;

• prema formuli.

Da biste odredili ukupnu količinu potrošene vode u prostoriji, potrebno je napraviti izračun za svaku vodovodnu jedinicu (kada, tuš, slavina i tako dalje) zasebno. Formula za izračun:

Qs \u003d 5 x q0 x P, gdje

Qs je pokazatelj koji određuje količinu protoka;

q0 je utvrđena norma;

P je koeficijent koji uzima u obzir mogućnost korištenja nekoliko vrsta vodovodnih uređaja u isto vrijeme.

Pokazatelj q0 određuje se ovisno o vrsti vodovodne opreme prema sljedećoj tablici:

Vjerojatnost P određena je sljedećom formulom:

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

L - vršna potrošnja vode za 1 sat;

N1 - broj ljudi koji koriste vodovodne instalacije;

q0 - utvrđeni standardi za zasebnu vodovodnu jedinicu;

N2 - broj instaliranih vodovodnih uređaja.

Neprihvatljivo je odrediti protok vode bez uzimanja u obzir vjerojatnosti, jer istodobna uporaba vodovodnih uređaja dovodi do povećanja snage protoka.

Izračunajmo vodu na konkretnom primjeru. Potrebno je odrediti protok vode prema sljedećim parametrima:

• u kući živi 5 osoba;
• Postavljeno je 6 jedinica sanitarne opreme: kada, WC školjka, umivaonik u kuhinji, perilica rublja i suđa ugrađena u kuhinju, tuš kabina;
• vršna potrošnja vode za 1 sat u skladu sa SNiP-om postavljena je na 5,6 l / s.

Odredi veličinu vjerojatnosti:

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

Određujemo potrošnju volova za kadu, kuhinju i toalet:

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

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

Qs (WC) \u003d 4 x 0,4 x 0,00518 \u003d 0,00664 (l / s)

Proračun optimalnog presjeka

Za određivanje poprečnog presjeka koristi se sljedeća formula:

Q \u003d (πd² / 4) xW, gdje

Q je količina potrošene vode izračunata proračunom;

d je željeni promjer;

W je brzina kretanja vode u sustavu.

Jednostavnim matematičkim operacijama može se zaključiti da

d = √(4Q/πW)

W se može dobiti iz tablice:

Pokazatelji prikazani u tablici služe za približne izračune. Za dobivanje točnijih parametara koristi se složena matematička formula.

Odredimo promjer cijevi za kadu, kuhinju i WC prema parametrima prikazanim u ovom primjeru:

d (za kupaonicu) \u003d √ (4 x 0,00415 / (3,14 x 3)) \u003d 0,042 (m)

d (za kuhinju) \u003d √ (4 x 0,002 / (3,14 x 3)) \u003d 0,03 (m)

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

Za određivanje poprečnog presjeka cijevi uzima se najviši pokazatelj dizajna. S obzirom na malu marginu u ovom primjeru, moguće je provesti vodoopskrbno ožičenje s cijevima s poprečnim presjekom od 55 mm.

Kako izračunati pomoću posebnog poluprofesionalnog programa, pogledajte video.

35001 0 27

Kapacitet cijevi: jednostavno o složenom

Kako propusnost cijevi varira s promjerom? Koji čimbenici, osim presjeka, utječu na ovaj parametar? Konačno, kako izračunati, iako približno, propusnost vodoopskrbnog sustava s poznatim promjerom? U članku ću pokušati dati najjednostavniji i pristupačniji odgovor na ova pitanja.

Naš zadatak je naučiti kako izračunati optimalni presjek vodovodnih cijevi.

Zašto je potrebno

Hidraulički izračun omogućuje vam da dobijete optimalno minimum promjer cjevovoda.

S jedne strane, tijekom izgradnje i popravka uvijek katastrofalno nedostaje novca, a cijena linearnog metra cijevi raste nelinearno s povećanjem promjera. S druge strane, podcijenjeni dio vodoopskrbe dovest će do prekomjernog pada tlaka na krajnjim uređajima zbog svog hidrauličkog otpora.

Uz brzinu protoka na međuuređaju, pad tlaka na krajnjem uređaju će dovesti do činjenice da će se temperatura vode s otvorenim slavinama za hladnu i toplu vodu dramatično promijeniti. Kao rezultat toga, ili ćete biti poliveni ledenom vodom ili opečeni kipućom vodom.

Ograničenja

Namjerno ću ograničiti opseg zadataka koji se razmatraju na vodovod male privatne kuće. Dva su razloga:

1. Plinovi i tekućine različite viskoznosti se potpuno različito ponašaju kada se transportiraju kroz cjevovod. Razmatranje ponašanja prirodnog i ukapljenog plina, nafte i drugih medija povećalo bi volumen ovog materijala nekoliko puta i odvelo bi nas daleko od moje specijalnosti - vodoinstalatera;
2. U slučaju velike zgrade s brojnim vodovodnim uređajima, za hidraulički proračun vodoopskrbnog sustava bit će potrebno izračunati vjerojatnost korištenja nekoliko točaka vode u isto vrijeme. U maloj kući, izračun se provodi za vršnu potražnju svih dostupnih uređaja, što uvelike pojednostavljuje zadatak.

Čimbenici

Hidraulički proračun vodoopskrbnog sustava je traženje jedne od dvije veličine:

• Proračun propusnosti cijevi poznatog presjeka;
• Proračun optimalnog promjera s poznatim planiranim protokom.

U stvarnim uvjetima (prilikom projektiranja vodoopskrbnog sustava) mnogo je češće potreban drugi zadatak.

Logika kućanstva sugerira da je maksimalni protok vode kroz cjevovod određen njegovim promjerom i ulaznim tlakom. Jao, stvarnost je puno kompliciranija. Činjenica je da cijev ima hidraulički otpor: Jednostavno rečeno, protok se usporava zbog trenja o stijenke. Štoviše, materijal i stanje zidova predvidljivo utječu na stupanj kočenja.

Ovdje je potpuni popis čimbenika koji utječu na performanse vodovodne cijevi:

• Pritisak na početku vodoopskrbe (čitaj - tlak u trasi);
• pristranost cijevi (promjena visine iznad uvjetne razine tla na početku i na kraju);

• Materijal zidovima. Polipropilen i polietilen imaju mnogo manje hrapavosti od čelika i lijevanog željeza;
• Dob cijevi. S vremenom čelik postaje obrastao naslagama hrđe i vapna, koji ne samo da povećavaju hrapavost, već i smanjuju unutarnji zazor cjevovoda;

To se ne odnosi na staklene, plastične, bakrene, pocinčane i metalno-polimerne cijevi. U stanju su kao novi i nakon 50 godina rada. Iznimka je zamućenje vodoopskrbe s velikom količinom suspenzija i odsutnost filtera na ulazu.

• Količina i kut okreće se;
• Promjene promjera vodovod;
• Prisutnost ili odsutnost zavari, zrnca za lemljenje i spojni spojevi;

• Zaporni ventili. Čak i kuglasti ventili punog promjera pružaju određeni otpor protoku.

Svaki izračun kapaciteta cjevovoda bit će vrlo približan. Hoćeš-ne htio, morat ćemo koristiti prosječne koeficijente koji su tipični za uvjete bliske našima.

Torricellijev zakon

Evangelista Torricelli, koji je živio početkom 17. stoljeća, poznat je kao učenik Galilea Galileija i autor samog koncepta atmosferskog tlaka. Također posjeduje formulu koja opisuje brzinu protoka vode koja se izlijeva iz posude kroz otvor poznatih dimenzija.

Da bi Torricellijeva formula djelovala, potrebno je:

1. Tako da znamo tlak vode (visina vodenog stupca iznad rupe);

Jedna atmosfera pod zemljinom gravitacijom sposobna je podići stup vode za 10 metara. Stoga se tlak u atmosferi pretvara u visinu jednostavnim množenjem s 10.

1. Da rupa bude znatno manji od promjera posude, čime se eliminira gubitak tlaka zbog trenja o zidove.

U praksi, Torricellijeva formula vam omogućuje da izračunate protok vode kroz cijev s unutarnjim presjekom poznatih dimenzija pri poznatoj trenutnoj glavi tijekom protoka. Jednostavno rečeno: da biste koristili formulu, morate ugraditi manometar ispred slavine ili izračunati pad tlaka na dovodu vode pri poznatom tlaku u cjevovodu.

Sama formula izgleda ovako: v^2=2gh. U tome:

• v je brzina protoka na izlazu iz otvora, u metrima u sekundi;
• g je ubrzanje pada (za naš planet jednako je 9,78 m/s^2);
• h - glava (visina vodenog stupca iznad rupe).

Kako će nam to pomoći u našem zadatku? I činjenica da protok tekućine kroz otvor(ista propusnost) jednaka je S*v, gdje je S površina poprečnog presjeka otvora, a v je brzina protoka iz gornje formule.

Kapetan Evidence sugerira: poznavajući površinu poprečnog presjeka, lako je odrediti unutarnji radijus cijevi. Kao što znate, površina kruga se izračunava kao π*r^2, gdje je π zaokruženo na 3,14159265.

U ovom slučaju, Torricellijeva formula će izgledati kao v^2=2*9,78*20=391,2. Kvadratni korijen od 391,2 zaokružen je na 20. To znači da će voda izliti iz rupe brzinom od 20 m / s.

Izračunavamo promjer rupe kroz koju teče mlaz. Pretvarajući promjer u SI jedinice (metre), dobivamo 3,14159265*0,01^2=0,0003141593. A sada izračunavamo protok vode: 20 * 0,0003141593 \u003d 0,006283186, ili 6,2 litara u sekundi.

Povratak u stvarnost

Poštovani čitatelju, usudio bih se sugerirati da nemate ugrađen manometar ispred mješalice. Očito je da su za precizniji hidraulički proračun potrebni neki dodatni podaci.

Obično se problem proračuna rješava suprotno: s poznatim protokom vode kroz vodovodne instalacije, duljinom cijevi za vodu i njezinim materijalom, odabire se promjer koji osigurava pad tlaka na prihvatljive vrijednosti. Ograničavajući faktor je brzina protoka.

Referentni podaci

Brzina protoka za unutarnje vodovodne cijevi smatra se 0,7 - 1,5 m / s. Prekoračenje potonje vrijednosti dovodi do pojave hidrauličke buke (prvenstveno na zavojima i spojevima).

Stope potrošnje vode za vodovodne instalacije lako je pronaći u regulatornoj dokumentaciji. Konkretno, oni su dati u dodatku SNiP 2.04.01-85. Kako bih čitatelja spasio od dugih pretraga, ovdje ću dati ovu tablicu.

U tablici su prikazani podaci za mješalice s aeratorima. Njihov nedostatak izjednačava protok kroz slavine umivaonika, umivaonika i tuš kabine s protokom kroz slavinu prilikom kupanja.

Podsjetim vas da ako želite vlastitim rukama izračunati vodoopskrbu privatne kuće, zbrojite potrošnju vode za sve ugrađene uređaje. Ako se ne pridržavate ove upute, čekaju vas iznenađenja, poput naglog pada temperature pod tušem kada otvorite slavinu za toplu vodu.

Ako u zgradi postoji dovod vode za požar, planiranom protoku se dodaje 2,5 l/s za svaki hidrant. Za opskrbu vatrogasnom vodom brzina protoka je ograničena na 3 m/s: u slučaju požara, hidraulična buka je posljednja stvar koja će uznemiriti stanovnike.

Prilikom izračuna tlaka obično se pretpostavlja da na uređaju krajnji od ulaza mora biti najmanje 5 metara, što odgovara tlaku od 0,5 kgf / cm2. Neki vodovodni uređaji (protočni bojleri, ventili za punjenje automatskih perilica rublja itd.) jednostavno ne rade ako je tlak u vodoopskrbi ispod 0,3 atmosfere. Osim toga, potrebno je uzeti u obzir i hidrauličke gubitke na samom uređaju.

Na fotografiji - protočni bojler Atmor Basic. Uključuje zagrijavanje samo pri tlaku od 0,3 kgf/cm2 i više.

Brzina protoka, promjer, brzina

Dopustite mi da vas podsjetim da su oni međusobno povezani pomoću dvije formule:

1. Q=SV. Protok vode u kubičnim metrima u sekundi jednak je površini poprečnog presjeka u četvornim metrima pomnoženoj s protokom u metrima u sekundi;
2. S = r ^2. Površina poprečnog presjeka izračunava se kao umnožak broja "pi" i kvadrata polumjera.

Gdje mogu dobiti vrijednosti za radijus unutarnjeg presjeka?

• Za čelične cijevi ona je, uz minimalnu pogrešku, jednaka pola kontrole(uvjetni prolaz, koji je označen kotrljanjem cijevi);
• Za polimer, metal-polimer itd. unutarnji promjer jednak je razlici između vanjskog, kojim su cijevi označene, i dvostruke debljine stijenke (također je obično prisutan u oznaci). Radijus je, odnosno, polovica unutarnjeg promjera.

1. Unutarnji promjer je 50-3 * 2 = 44 mm, ili 0,044 metara;
2. Radijus će biti 0,044/2=0,022 metara;
3. Površina unutarnjeg presjeka bit će jednaka 3,1415 * 0,022 ^ 2 \u003d 0,001520486 m2;
4. Pri brzini protoka od 1,5 metara u sekundi, brzina protoka će biti 1,5 * 0,001520486 = 0,002280729 m3 / s, odnosno 2,3 litre u sekundi.

gubitak glave

Kako izračunati koliki se pritisak gubi na vodoopskrbnom sustavu s poznatim parametrima?

Najjednostavnija formula za izračun pada tlaka je H = iL(1+K). Što znače varijable u njemu?

• H je dragi pad tlaka u metrima;
• ja - hidraulički nagib mjerača vodovodne cijevi;
• L je duljina vodoopskrbe u metrima;
• K- koeficijent, što omogućuje pojednostavljenje proračuna pada tlaka na zapornim ventilima i . Vezana je za namjenu vodovodne mreže.

Gdje mogu dobiti vrijednosti ovih varijabli? Pa, osim duljine lule - još nitko nije otkazao rulet.

Koeficijent K se uzima jednak:

S hidrauličkim nagibom, slika je puno kompliciranija. Otpor koji cijev nudi protoku ovisi o:

• Unutarnji odjeljak;
• Hrapavost zida;
• Brzine protoka.

Popis vrijednosti 1000i (hidraulički nagib na 1000 metara vodoopskrbe) može se naći u Shevelevovim tablicama, koje, zapravo, služe za hidraulički proračun. Tablice su prevelike za članak, jer daju vrijednosti od 1000i za sve moguće promjere, brzine protoka i materijale prilagođene životnom vijeku.

Ovdje je mali ulomak Shevelev stola za plastičnu cijev od 25 mm.

Autor tablica daje vrijednosti pada tlaka ne za unutarnji presjek, već za standardne veličine kojima su cijevi označene, prilagođene debljini stijenke. No, tablice su objavljene 1973. godine, kada se odgovarajući tržišni segment još nije formirao.
Prilikom izračuna, imajte na umu da je za metal-plastiku bolje uzeti vrijednosti koje odgovaraju cijevi s manjim korakom.

Uzmimo ovu tablicu za izračunavanje pada tlaka na polipropilenskoj cijevi promjera 25 mm i duljine 45 metara. Složimo se da projektiramo vodoopskrbni sustav za potrebe kućanstva.

1. Uz brzinu protoka što je bliže 1,5 m/s (1,38 m/s), vrijednost 1000i bit će jednaka 142,8 metara;
2. Hidraulički nagib jednog metra cijevi bit će jednak 142,8 / 1000 \u003d 0,1428 metara;
3. Korekcioni faktor za vodovodne cijevi za kućanstvo je 0,3;
4. Formula kao cjelina imat će oblik H=0,1428*45(1+0,3)=8,3538 metara. To znači da će na kraju vodoopskrbe pri protoku vode od 0,45 l/s (vrijednost iz lijevog stupca tablice), tlak pasti za 0,84 kgf/cm2, a pri 3 atmosfere na ulazu će biti sasvim prihvatljivo 2,16 kgf / cm2.

Ova vrijednost se može koristiti za određivanje potrošnja prema Torricellijevoj formuli. Metoda izračuna s primjerom navedena je u odgovarajućem odjeljku članka.

Osim toga, kako bi se izračunao maksimalni protok kroz vodoopskrbni sustav s poznatim karakteristikama, može se odabrati u stupcu "brzina protoka" kompletne Shevelevove tablice takvu vrijednost na kojoj tlak na kraju cijevi ne pada ispod 0,5 atmosfere.

Zaključak

Dragi čitatelju, ako su vam se gornje upute, unatoč krajnjem pojednostavljenju, ipak učinile zamornim, samo upotrijebite jednu od mnogih online kalkulatori. Kao i uvijek, više informacija možete pronaći u videu u ovom članku. Bit ću vam zahvalan na vašim dopunama, ispravcima i komentarima. Sretno, drugovi!

Želite li izraziti zahvalnost, dodati pojašnjenje ili prigovor, pitati nešto od autora - dodajte komentar ili zahvalite!