Etap-6. Obliczenia hydrauliczne i dobór średnic rur.

Tabelaryczne dane standardowe i średnie dla kluczowych parametrów

Aby określić obliczony maksymalny przepływ wody przez rurę, przedstawiono tabelę dla 9 najczęstszych średnic przy różnych ciśnieniach.

Średnie ciśnienie w większości pionów mieści się w przedziale 1,5-2,5 atmosfery. Istniejąca zależność od liczby kondygnacji (szczególnie widoczna w wieżowcach) jest regulowana poprzez podział sieci wodociągowej na kilka segmentów. Wtrysk wody za pomocą pomp wpływa również na zmianę prędkości przepływu hydraulicznego. Ponadto, odnosząc się do tabel, obliczenia zużycia wody uwzględniają nie tylko liczbę kranów, ale także liczbę podgrzewaczy wody, wanien i innych źródeł.

Zmiany w charakterystyce przejezdności żurawia za pomocą regulatorów przepływu wody, ekonomistów podobnych do WaterSave (https://water-save.com/), nie są rejestrowane w tabelach i z reguły nie są brane pod uwagę przy obliczaniu natężenie przepływu wody w (przelotowej) rurze.

Obliczanie średnicy rury do zaopatrzenia w wodę i ogrzewania

Głównym kryterium wyboru rury grzewczej jest jej średnica. Ten wskaźnik określa, jak efektywne będzie ogrzewanie domu, żywotność systemu jako całości. Przy małej średnicy w przewodach może powstać zwiększone ciśnienie, które spowoduje nieszczelności, zwiększone obciążenie rur i metalu, co doprowadzi do problemów i niekończących się napraw. Przy dużej średnicy przenoszenie ciepła w systemie grzewczym będzie dążyć do zera, a zimna woda po prostu będzie wyciekać z kranu.

Przepustowość rur

Średnica rury wpływa bezpośrednio na przepustowość systemu, to znaczy w tym przypadku liczy się ilość wody lub nośnika ciepła przechodzącego przez sekcję w jednostce czasu. Im więcej cykli (ruchów) w systemie w określonym czasie, tym bardziej wydajne jest ogrzewanie. W przypadku rur wodociągowych średnica wpływa na początkowe ciśnienie wody - odpowiedni rozmiar tylko utrzyma ciśnienie, a zwiększony zmniejszy je.

W zależności od średnicy wybiera się schemat zaopatrzenia w wodę i ogrzewanie, określa się liczbę grzejników i ich przekrój oraz optymalną długość sieci.

Ponieważ przepustowość rury jest podstawowym czynnikiem przy wyborze, należy zdecydować, co z kolei wpływa na przepuszczalność wody w linii.
Tabela 1. Przepustowość rury w zależności od natężenia przepływu i średnicy wody

Konsumpcja	Pasmo
Du rura	15 mm	20 mm	25 mm	32 mm	40 mm	50 mm	65 mm	80 mm	100 mm
Pa / m - mbar / m	mniej niż 0,15 m/s			0,15 m/s					0,3 m/s
90,0 — 0,900	173	403	745	1627	2488	4716	9612	14940	30240
92,5 — 0,925	176	407	756	1652	2524	4788	9756	15156	30672
95,0 — 0,950	176	414	767	1678	2560	4860	9900	15372	31104
97,5 — 0,975	180	421	778	1699	2596	4932	10044	15552	31500
100,0 — 1,000	184	425	788	1724	2632	5004	10152	15768	31932
120,0 — 1,200	202	472	871	1897	2898	5508	11196	17352	35100
140,0 — 1,400	220	511	943	2059	3143	5976	12132	18792	38160
160,0 — 1,600	234	547	1015	2210	3373	6408	12996	20160	40680
180,0 — 1,800	252	583	1080	2354	3589	6804	13824	21420	43200
200,0 — 2,000	266	619	1151	2486	3780	7200	14580	22644	45720
220,0 — 2,200	281	652	1202	2617	3996	7560	15336	23760	47880
240,0 — 2,400	288	680	1256	2740	4176	7920	16056	24876	50400
260,0 — 2,600	306	713	1310	2855	4356	8244	16740	25920	52200
280,0 — 2,800	317	742	1364	2970	4356	8566	17338	26928	54360
300,0 — 3,000	331	767	1415	3076	4680	8892	18000	27900	56160

Czynniki wpływające na przepustowość autostrady:

1. Ciśnienie wody lub nośnika ciepła.
2. Średnica wewnętrzna (przekrój) rury.
3. Całkowita długość systemu.
4. Materiał rurociągu.
5. Grubość ścianki rury.

W starym systemie przepuszczalność rury jest pogarszana przez wapno, osady mułu, skutki korozji (na produktach metalowych). Wszystko to razem zmniejsza ilość wody przechodzącej przez odcinek w czasie, co oznacza, że ​​używane linie radzą sobie gorzej niż nowe.

Warto zauważyć, że wskaźnik ten nie zmienia się w przypadku rur polimerowych - plastik jest znacznie mniejszy niż metal, pozwala na gromadzenie się żużlu na ścianach. Dlatego przepustowość rur PVC pozostaje taka sama jak w dniu ich instalacji.

Obliczanie zużycia wody według średnicy i innych parametrów

Uzyskanie obliczonych danych o zużyciu wody pozwala określić:

• z doborem rur o wymaganej średnicy, co jest powiązane z oczekiwaną przepustowością;
• z grubością ich ścian, związaną z założonym ciśnieniem wewnętrznym;
• z materiałami, które będą używane podczas układania rurociągu;
• z technologią instalacji liniowej.

Obliczenie zużycia wody pozwala dobrać odpowiedni rodzaj rur i ich średnicę

Objętość zużytej wody można obliczyć za pomocą prostego wzoru:

q = π × d2 / 4 × V

W powyższym wzorze stosowane są następujące parametry: d - średnica wewnętrzna rury; V jest natężeniem przepływu wody; q to ilość zużytej wody.

Uwaga! Do obliczeń nie mają znaczenia cechy prędkości przepływu wody, które mogą być naturalne, grawitacyjne lub stworzone sztucznie za pomocą zewnętrznego źródła pompującego.

W systemie bezciśnieniowym, gdzie woda spływa grawitacyjnie z wieży ciśnień, prędkość przepływu wody waha się od 0,7 m/s do 1,9 m/s (w wodociągu miejskim przepływ wody zwykle porusza się z prędkością półtora metra na sekundę). W przypadku korzystania z zewnętrznego źródła wtrysku, prędkość im przekazana jest określona przez dane na tabliczce znamionowej doładowania.

Powyższy wzór zawiera trzy parametry i pozwala, znając dwa z nich, wyznaczyć trzeci.

Detale

Uwaga! Zwiększenie średnicy okrągłej rury wpłynie na zużycie wody. Oznacza to, że przez rurę o dużym przekroju przepłynie większa objętość cieczy niż w tym samym czasie przez rury o mniejszej średnicy.

Przy określaniu przepływu wody według średnicy konieczne jest uwzględnienie ciśnienia wewnątrz rur.

Na przykład metrową rurą o przekroju jednego centymetra transportuje się znacznie mniej wody w tym samym czasie, co rurą walcowaną o średnicy 20 metrów. Największy wskaźnik wody będzie znajdował się w rurach o największej średnicy i największym ciśnieniu wewnątrz nich.

Przepływ wody w rurze przy optymalnym ciśnieniu. Obliczenie przepustowości dla średnicy rurociągu jest potrzebne do określenia średniego natężenia przepływu wody przy dobrej wysokości podnoszenia.

W tym celu brane są pod uwagę następujące parametry:

1.Wewnętrzna średnica rur walcowanych.

2.prędkość cieczy.

3. maksymalny wskaźnik ciśnienia.

4. liczba zakrętów, bramy na autostradzie.

5. materiał rury, długość rurociągu.

Jeśli wybierzesz średnicę rury według objętości zużytej wody, biorąc pod uwagę dane w tabeli, jest to łatwe, ale dane będą niedokładne. Jeśli weźmiemy pod uwagę dostępne w praktyce ciśnienie i prędkość cieczy w rurach i wykonamy obliczenia na miejscu, to wskaźniki będą dokładniejsze.

Tabela zawiera dane do obliczenia natężenia przepływu cieczy przez rury o często używanym przekroju i różnych ciśnieniach.

Uważa się, że średnie ciśnienie w standardowym pionie wynosi od półtora do dwóch i pół atmosfery.

Poziom ciśnienia zależy od budynku wielokondygnacyjnego, zależność reguluje się poprzez podział sieci wodociągowej na segmenty. Działanie pomp wodnych zmienia prędkość cieczy.

Odnosząc się do danych w tabeli, obliczenia zużycia płynu dokonuje się z uwzględnieniem liczby kranów, podgrzewaczy wody i wanien itp.

Zmiana charakterystyki przejścia rur poprzez zainstalowanie urządzeń kontrolujących i oszczędzających zużycie wody, takich jak WaterSave, zmienia dane, które nie odpowiadają wartościom w tabeli.

Jak określić średnicę zgodnie z SNiP 2.0.4.01 - 85.

Proces obliczania średnicy rury to skomplikowana praca wymagająca wiedzy inżynierskiej. Często przy projektowaniu systemu rurociągów dla prywatnego domu wszystkie obliczenia są wykonywane ręcznie.

Dane obliczeniowe do określenia objętości przepustów konstrukcji można pobrać z tabeli, podczas gdy trzeba dokładnie wiedzieć, ile armatury i kranów jest podłączonych do systemu.

SNiP 2.04.01 - 85 zapewnia dane, które można wykorzystać z powyższymi informacjami. Za pomocą tych wskaźników ustala się objętość cieczy w przekroju rur.

Na przykład zewnętrzna wartość objętości rury wynosi 20 milimetrów, co oznacza, że ​​rura transportuje 15 litrów wody na minutę i 0,9 m3 na godzinę.

Według SNiP ilość wody zużywanej przez jedną osobę dziennie wynosi około sześćdziesięciu litrów, jeśli w domu nie ma zorganizowanego zaopatrzenia w wodę. Jeśli obudowa jest wygodna, objętość wzrasta do dwustu litrów dziennie.

Te wartości zużycia dla zewnętrznej objętości rury mogą być interesujące jako dodatkowe informacje. Ale specjalista oblicza natężenie przepływu na podstawie objętości rury i ciśnienia w niej. Nie wszystkie dane są zawarte w tabeli, a dokładne obliczenia można wykonać tylko stosując określone formuły.

Wielkość średnicy rury wpływa na obliczenie natężenia przepływu wody. Osoby nieprofesjonalne mogą użyć wzoru do uzyskania danych, znając ciśnienie wraz ze średnicą rur.

Jak obliczyć natężenie przepływu, znając ciśnienie i średnicę.

Do obliczeń użyj wzoru q = π × d² / 4 × V, w którym:

-q zużycie wody w litrach.

-d średnica wewnętrzna rury w centymetrach.

-V to prędkość transportowania cieczy, mierzona wm/s.

Jeśli ciśnienie wody zapewnia wieża ciśnień bez pomp wtryskowych, prędkość płynu wynosi od 0,7 do 1,9 metra na sekundę. Jeśli pompa działa, dołączony jest paszport wskazujący współczynnik dostępnego ciśnienia i prędkość ruchu płynu.

Uwaga! Ta formuła obliczeń jest uważana za najbardziej dostępną, ale nie jedyną.

Formuła nie uwzględnia jakości wewnętrznej powierzchni rury, na przykład produkty z tworzyw sztucznych są gładkie w środku, nie zmieniają ciśnienia wody. Zupełnie inaczej zachowuje się wewnętrzna powierzchnia wyrobów stalowych.

Współczynnik odporności rur z tworzyw sztucznych jest niższy, produkty są odporne na korozję, a jakość przepustowości systemu wzrasta.

Co decyduje o przepuszczalności rury?

Od czego zależy natężenie przepływu wody w okrągłej rurze? Odnosi się wrażenie, że poszukiwanie odpowiedzi nie powinno sprawiać trudności: im większy przekrój rury, tym większą objętość wody będzie w stanie przepuścić w określonym czasie. A prosta formuła na objętość rury pozwoli ci znaleźć tę wartość. Jednocześnie pamiętane jest również ciśnienie, ponieważ im wyższy słup wody, tym szybciej woda będzie przepychana przez komunikację. Praktyka pokazuje jednak, że są to dalekie od wszystkich czynników wpływających na zużycie wody.

Oprócz nich należy również wziąć pod uwagę następujące punkty:

1. Długość rury... Wraz ze wzrostem długości woda silniej ociera się o jej ściany, co prowadzi do spowolnienia przepływu. Owszem, na samym początku systemu na wodę wpływa wyłącznie ciśnienie, ale ważne jest też to, jak szybko kolejne porcje będą miały możliwość wejścia w komunikację. Hamowanie wewnątrz rury często osiąga wysokie wartości.
2. Zużycie wody zależy od średnicy w dużo bardziej złożonym stopniu, niż się wydaje na pierwszy rzut oka. Gdy średnica rury jest mała, ścianki opierają się przepływowi wody o rząd wielkości bardziej niż w grubszych systemach. W rezultacie, wraz ze zmniejszaniem się średnicy rury, zmniejsza się jej przewaga pod względem stosunku natężenia przepływu do wskaźnika powierzchni wewnętrznej w odcinku o stałej długości. Mówiąc prościej, gruba rura wodna transportuje wodę znacznie szybciej niż cienka.
3. Materiał produkcyjny... Kolejny ważny punkt, który bezpośrednio wpływa na prędkość przepływu wody przez rurę. Na przykład gładki propylen znacznie bardziej sprzyja ślizganiu się wody niż szorstkie stalowe ściany.
4. Czas trwania usługi... Z biegiem czasu na stalowych rurach pojawia się rdza. Ponadto typowe dla stali i żeliwa jest stopniowe gromadzenie się osadów wapiennych. Opór przepływu wody w rurach z osadami jest znacznie wyższy niż w przypadku nowych wyrobów stalowych: ta różnica czasami sięga 200 razy. Dodatkowo zarastanie rury prowadzi do zmniejszenia jej średnicy: nawet jeśli nie uwzględnimy zwiększonego tarcia, to jej przepuszczalność wyraźnie spada. Należy również zauważyć, że produkty z tworzyw sztucznych i metaloplastików nie mają takich problemów: nawet po dziesięcioleciach intensywnego użytkowania poziom ich odporności na przepływy wody pozostaje na pierwotnym poziomie.
5. Obecność zwojów, złączek, adapterów, zaworów przyczynia się do dodatkowego zahamowania przepływów wody.

Wszystkie powyższe czynniki należy wziąć pod uwagę, ponieważ nie mówimy o jakichś drobnych błędach, a kilkakrotnie o poważnej różnicy. Podsumowując, możemy powiedzieć, że proste określenie średnicy rury na podstawie natężenia przepływu wody jest prawie niemożliwe.