أنابيب التدفئة ، وأنظمة تدفئة المباني ، والدوائر الهيدروليكية للآلات ، وأنظمة الصرف ، وخطوط أنابيب المياه - تتكون جميع هذه المرافق من خطوط الأنابيب. الاتصالات الهندسية التي تم إنشاؤها على أساسها هي أكثر الوسائل الاقتصادية لنقل المواد المختلفة. يتيح لك الحساب الهيدروليكي لخطوط الأنابيب تحديد قيم العديد من الخصائص عند أقصى إنتاجية لعناصر الأنابيب لخط الأنابيب.
يتم إجراء الحسابات الهيدروليكية لجميع الأنظمة - التدفئة والسباكة والصرف الصحي
المحتوى
ما يحسب
يتم تنفيذ هذا الإجراء فيما يتعلق بمعلمات تشغيل الاتصالات الهندسية التالية.
- معدل تدفق السوائل على الأجزاء الفردية من إمدادات المياه.
- معدل تدفق وسط العمل في الأنابيب.
- القطر الأمثل لإمدادات المياه ، مما يوفر انخفاضًا مقبولًا في الضغط.
فكر في منهجية حساب هذه المؤشرات بالتفصيل.
استهلاك الماء
يشار إلى البيانات عن الاستهلاك المعياري للمياه بواسطة تركيبات السباكة الفردية في ملحق SNiP 2.04.01-85. تنظم هذه الوثيقة بناء شبكات الصرف الصحي وأنظمة إمدادات المياه الداخلية. ما يلي هو جزء من الجدول ذي الصلة.
الجدول 1
| أجهزة صحية | إجمالي التدفق (الماء الساخن المنزلي والماء البارد) لتر / ثانية | استهلاك الماء البارد ، لتر / ثانية |
| حوض المرحاض بصمام مياه مباشر | 1,4 | 1,4 |
| حوض المرحاض بخزان لتصريف المياه | 0,10 | 0,10 |
| حجرة الحمام (خلاط) | 0,12 | 0,08 |
| حمام (خلاط) | 0,25 | 0,17 |
| بالوعة (خلاط) | 0,12 | 0,08 |
| مغسلة (خلاط) | 0,12 | 0,08 |
| مغسلة (صنابير ماء) | 0,10 | 0,10 |
| صنبور الري | 0,3 | 0,3 |
إذا كنت تنوي استخدام عدة أجهزة في نفس الوقت ، يتم إضافة التدفق. لذلك ، في حالة عمل الدش في الطابق الأول مع الاستخدام المتزامن للمرحاض في الطابق الثاني ، فمن المنطقي إضافة حجم استهلاك المياه من قبل المستهلكين - 0.12 + 0.10 = 0.22 لتر / ثانية.
يعتمد ضغط المياه في إمدادات المياه المستقبلية على صحة الحسابات
مهم! تنطبق القاعدة التالية على أنابيب مياه الحريق: بالنسبة لطائرة واحدة ، يجب أن توفر معدل تدفق لا يقل عن 2.5 لتر / ثانية.
من الواضح تمامًا أنه أثناء مكافحة الحرائق ، يتم تحديد عدد الطائرات من صنبور إطفاء الحريق حسب المنطقة ونوع المبنى. لتسهيل الرجوع إليها ، تتوفر معلومات حول هذه المشكلة أيضًا في شكل جدول.
الجدول 2
| نوع المبنى | مطلوب كمية إطفاء الحريق |
| إدارة الشركات (حجم يصل إلى 25000 متر مكعب) | 1 |
| المباني العامة (حجم يصل إلى 25000 متر مكعب ، أكثر من 10 طوابق) | 2 |
| المباني العامة (حجم يصل إلى 25000 متر مكعب ، حتى 10 طوابق) | 1 |
| مبنى إداري (حجم يصل إلى 25000 متر مكعب ، 10 طوابق وأكثر) | 2 |
| مبنى إداري (من 6 إلى 10 طوابق) | 1 |
| مبنى سكني (من 16 إلى 25 طابقا) | 2 |
| مبنى سكني (حتى 16 طابقا) | 1 |
معدل المد و الجزر
لنفترض أننا نواجه مهمة حساب شبكة إمدادات المياه المسدودة عند ذروة معدل تدفق من خلالها. الغرض من الحسابات هو تحديد القطر الذي سيتم فيه ضمان سرعة تدفق مقبولة عبر خط الأنابيب (وفقًا لـ SNiP - 0.7 - 1.5 m / s).
لتحديد قطر الأنبوب ، تكون الحسابات ضرورية أيضًا.
نطبق الصيغ. يرتبط حجم خط الأنابيب بمعدل تدفق المياه ومعدل تدفقه بالصيغ التالية:
S = π * R2 أين
S هي منطقة المقطع العرضي للأنبوب.وحدة القياس - متر مربع ؛ π هو الرقم غير المنطقي المعروف ؛ R هو نصف قطر القطر الداخلي للأنبوب.
وحدة القياس - نفس الأمتار المربعة.
في ملاحظة! بالنسبة لأنابيب الحديد الزهر والفولاذ ، يكون نصف القطر مساوياً عادة لنصف قطرها الاسمي (DN). معظم المنتجات الأنبوبية البلاستيكية لها قطر خارجي اسمي أكبر خطوة واحدة من القطر الداخلي. على سبيل المثال ، بالنسبة لأنبوب البولي بروبيلين بمقطع عرضي داخلي يبلغ 32 ملم ، يكون القطر الخارجي 40 ملم.
تبدو الصيغة التالية كما يلي:
W = V × S ، أين
ث - استهلاك المياه بالمتر المكعب ؛ V - معدل تدفق المياه (م / ث) ؛ S - المساحة المقطعية (بالمتر المربع).
مثال. سنقوم بحساب خط أنابيب نظام إطفاء الحريق لطائرة واحدة ، تدفق المياه فيه 3.5 لتر في الثانية. في نظام SI ، ستكون قيمة هذا المؤشر: 3.5 لتر / ثانية = 0.0035 م 3 / ثانية. تم ضبط معدل التدفق لكل طائرة لإخماد حريق داخل المخازن والمباني الصناعية بحجم 200 إلى 400 متر مكعب وارتفاع يصل إلى 50 مترًا.
بالنسبة لأنابيب البوليمر ، قد يكون القطر الخارجي أكبر بخطوة من الداخل
أولاً نأخذ الصيغة الثانية ونحسب الحد الأدنى للمساحة المستعرضة. إذا كانت السرعة 3 م / ث ، فإن هذا المؤشر يساوي
S = W / V = 0.0035 / 3 = 0.0012 م 2
ثم سيكون نصف قطر الجزء الداخلي من الأنبوب كما يلي:
R = √S / π = 0.019 م.
وبالتالي ، يجب أن يكون القطر الداخلي لخط الأنابيب مساويًا للحد الأدنى
تحويلة. = 2R = 0.038 م = 3.8 سم.
إذا كانت نتيجة الحسابات هي قيمة وسيطة بين القيم القياسية لأبعاد المنتجات الأنبوبية ، يتم إجراء التقريب لأعلى. أي ، في هذه الحالة ، يكون الأنبوب الفولاذي القياسي مع DN = 40 مم مناسبًا.
كم هو سهل لمعرفة القطر. من أجل إجراء عملية حسابية سريعة ، يمكنك استخدام جدول آخر يرتبط مباشرة بتدفق المياه عبر خط الأنابيب إلى قطره الاسمي. ويرد أدناه.
الجدول 3
| الاستهلاك لتر / ثانية. | جهاز التحكم عن بعد الحد الأدنى لخط الأنابيب ، مليمتر |
| 10 | 50 |
| 6 | 40 |
| 4 | 32 |
| 2,4 | 25 |
| 1,2 | 20 |
| 0,6 | 15 |
| 0,20 | 10 |
فقدان الضغط
حساب فقدان الضغط في مقطع من خط أنابيب بطول معروف أمر بسيط للغاية. ولكن هنا تحتاج إلى استخدام قدر لا بأس به من المتغيرات. يمكنك العثور على قيمها في الدلائل. والصيغة هي كما يلي:
P = b × L × (1 + K) ، حيث
ف - فقدان الضغط بالأمتار من الماء. هذه الخاصية قابلة للتطبيق في ضوء حقيقة أن ضغط الماء في تدفقه يتغير ؛ ب - المنحدر الهيدروليكي لخط الأنابيب ؛ L هو طول خط الأنابيب بالأمتار ؛ K هو معامل خاص. يعتمد هذا الإعداد على الغرض من الشبكة.
يتأثر فقدان الضغط بوجود الصمامات الحابسة وانحناءات الأنابيب.
هذه الصيغة مبسطة إلى حد كبير. من الناحية العملية ، تحدث قطرات الضغط بسبب الصمامات وانحناءات الأنابيب. مع الأشكال التي تمثل هذه الظاهرة في التركيبات ، يمكنك التعرف على نفسك من خلال دراسة الجدول التالي.
الجدول 4
| يعادل طول الجزء المستقيم من خط الأنابيب بالأمتار | ||||||||||||
| قطر الدائرة | 300 | 250 | 200 | 150 | 125 | 100 | 80 | 65 | 50 | 40 | 32 | 25 |
| 50٪ محبس مفتوح | 60 | 60 | 60 | 45 | 30 | 30 | 15 | 15,0 | 15 | 15,0 | 15 | 15,0 |
| 75٪ محبس مفتوح | 8 | 8 | 8 | 6 | 4 | 4 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 |
| 100٪ محبس مفتوح | 2 | 2 | 2 | 1,5 | 1 | 1 | 0,50 | 0,50 | 0,5 | 0,5 | 0,50 | 0,5 |
| فحص الصمام | 35 | 25 | 25 | 20 | 15 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 |
| صمام الاختيار للطي | 45 | 30 | 30 | 25 | 20 | 15 | 12 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 |
| تضييق مخروطي | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
| 90 درجة الكوع | 7 | 5 | 4 | 2,7 | 2,5 | 1,7 | 1,30 | 0,9 | 0,70 | 0,6 | 0,40 | 0,3 |
| انحناء 90 درجة | 5,5 | 5 | 3 | 2 | 1,8 | 1,20 | 1 | 0,7 | 0,50 | 0,4 | 0,30 | 0,2 |
يجب التعليق على بعض عناصر الصيغة أعلاه. الاحتمالات بسيطة. يمكن العثور على قيمها في SNiPa No. 2.04.01-85.
الجدول 5
|
الغرض من إمدادات المياه |
معامل في الرياضيات او درجة |
| مكافحة الحريق | 0,15 |
| الشرب المنزلي | 0,3 |
| مكافحة الحريق | 0,1 |
| الإنتاج الاقتصادي والحريق | 0,2 |
أما بالنسبة لمفهوم "المنحدر الهيدروليكي" ، فإن كل شيء أكثر تعقيدًا.
مهم! تعرض هذه الخاصية المقاومة التي يمارسها الأنبوب لحركة الماء.
المنحدر الهيدروليكي مشتق من المعلمات التالية:
- معدل المد و الجزر. يكون الاعتماد متناسبًا بشكل مباشر ، أي أن المقاومة الهيدروليكية أعلى ، وكلما زادت سرعة التدفق ؛
- قطر دائرة الانبوب.هنا يكون الاعتماد متناسبًا عكسياً بالفعل: تزداد المقاومة الهيدروليكية مع انخفاض في المقطع العرضي للفرع الهندسي ؛
- خشونة الجدران. يعتمد هذا المؤشر بدوره على مادة الأنبوب (سطح HDPE أو البولي بروبلين أنعم من سطح الفولاذ). في بعض الحالات ، هناك عامل مهم هو عمر أنابيب المياه. تتسبب ترسبات الجير والصدأ المتكون بمرور الوقت في زيادة خشونة أسطح الجدران.
في الأنابيب القديمة ، تزداد المقاومة الهيدروليكية ، نظرًا لتضخم الجدران الداخلية للأنابيب ، يتم تضييقها
باستخدام الجدول Shevelev
لحل المشكلة المرتبطة بتحديد المنحدر الهيدروليكي باستخدام الآلة الحاسبة ، يمكنك استخدام جدول الحساب الهيدروليكي لأنابيب المياه التي طورها F. Shevelev بالكامل. أنه يحتوي على بيانات لأقطار مختلفة والمواد ومعدلات التدفق. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الجدول على تعديلات تتعلق بالأنابيب القديمة. ولكن هنا يجب توضيح نقطة واحدة: لا تنطبق تصحيحات العمر على جميع أنواع منتجات أنابيب البوليمر. لا يتغير الهيكل السطحي للبولي إيثيلين والبولي بروبيلين والبلاستيك المعدني أو المتشابك خلال فترة التشغيل بأكملها.
نظرًا للحجم الكبير لجدول Shevelev ، ليس من العملي نشره بالكامل. يوجد أدناه مقتطف صغير من هذه الوثيقة لأنبوب بلاستيكي بقطر 16 ملم.
الجدول 6
| السرعة ، م / ث | معدل التدفق لتر / ثانية | منحدر هيدروليكي لخط أنابيب بطول 1000 متر (1000i) |
| 1,50 | 0,17 | 319,8 |
| 1,41 | 0,16 | 287,2 |
| 1,33 | 0,15 | 256,1 |
| 1,24 | 0,14 | 226,6 |
| 1,15 | 0,13 | 198,7 |
| 0,88 | 0,1 | 124,7 |
| 0,90 | 0,09 | 103,5 |
| 0,71 | 0,08 | 84 |
عند تحليل نتائج حساب انخفاض الضغط ، يجب أن يوضع في الاعتبار أن معظم تركيبات السباكة تتطلب قدرًا معينًا من الضغط الزائد للتشغيل العادي. يوفر SNiP ، الذي تم اعتماده قبل 30 عامًا ، أرقامًا للمعدات القديمة بالفعل. تتطلب الموديلات الأكثر حداثة للمعدات المنزلية والصحية للتشغيل العادي أن الضغط الزائد لا يقل عن 0.3 كجم / سم 2 (أو 3 أمتار من الضغط). ومع ذلك ، كما تظهر الممارسة ، من الأفضل وضع قيمة أكبر قليلاً لهذه المعلمة - 0.5 kgf / cm2 في الحساب.
يتم ضمان التشغيل العادي للسباكة من خلال الضغط الزائد في خط الأنابيب
أمثلة
لاستيعاب أفضل للمعلومات أدناه هو مثال على الحساب الهيدروليكي لإمدادات المياه البلاستيكية. يتم قبول البيانات التالية كبيانات أولية:
- قطر - 16.6 مم ؛
- الطول - 27 مترًا ؛
- الحد الأقصى المسموح به لمعدل تدفق المياه هو 1.5 م / ث.
في ملاحظة! عندما يتم تشغيل نظام إمدادات المياه ، يتم إجراء الاختبارات بضغط يساوي على الأقل العامل مضروبًا في عامل 1.3. في هذه الحالة ، يجب أن يتضمن إجراء الاختبار الهيدروليكي لفرع معين من خط الأنابيب علامات على ضغط الاختبار ، وكذلك على مدة عمل الاختبار.
يبلغ المنحدر الهيدروليكي بطول 1000 متر (نأخذ القيمة من الجدول) 319.8. ولكن نظرًا لأن صيغة حساب انخفاض الضغط يجب ألا يتم استبدالها بـ 1000i ، ولكن ببساطة i ، يجب تقسيم هذا المؤشر على 1000. ونتيجة لذلك ، نحصل على:
319,8:1000=0,3198
بالنسبة لمياه الشرب المنزلية ، يتم أخذ معامل K يساوي 0.3.
عند الحساب ، من المهم أن تأخذ في الاعتبار الغرض من إمدادات المياه
بعد استبدال هذه القيم ، ستبدو الصيغة كما يلي:
P = 0.3198 × 27 × (1 + 0.3) = 11.224 متر.
وبالتالي ، سيتم إنتاج ضغط زائد يساوي 0.5 جو في نهاية السباكة عند ضغط في خط أنابيب نظام إمدادات المياه 0.5 + 1.122 = 1.622 كجم / سم 2. وبما أن الضغط في الخط ، كقاعدة عامة ، لا ينخفض إلى أقل من 2.5 - 3 أجواء ، فإن هذا الشرط ممكن تمامًا.
الحساب الهيدروليكي لخطوط أنابيب أنظمة التدفئة باستخدام البرامج
حساب تدفئة منزل خاص هو إجراء معقد إلى حد ما. ومع ذلك ، تبسطه البرامج الخاصة إلى حد كبير. اليوم ، تتوفر مجموعة من الخدمات عبر الإنترنت من هذا النوع. يحتوي الإخراج على البيانات التالية:
- القطر المطلوب لخط الأنابيب ؛
- صمام معين يستخدم لتحقيق التوازن ؛
- أحجام عناصر التسخين
- قيم أجهزة استشعار الضغط التفاضلي ؛
- معلمات التحكم للصمامات الحرارية ؛
- الإعدادات العددية للأجزاء التنظيمية.
برنامج Oventrop co لاختيار أنابيب البولي بروبلين. قبل البدء ، يجب عليك تحديد العناصر المطلوبة للمعدات وضبط الإعدادات. في نهاية الحسابات ، يتلقى المستخدم العديد من الخيارات لتنفيذ نظام التدفئة. يقومون بإجراء تغييرات بشكل متكرر.
يسمح لك حساب الشبكة الحرارية باختيار الأنابيب المناسبة ومعرفة تدفق سائل التبريد
يسمح لك برنامج الحساب الهيدروليكي هذا بتحديد عناصر الأنابيب لخط القطر المطلوب وتحديد معدل تدفق سائل التبريد. وهو مساعد موثوق به في حساب الهياكل ذات الأنبوب الواحد والأنبوبين. راحة العمل هي واحدة من المزايا الرئيسية لشركة Oventrop co. يتضمن هذا البرنامج الكتل الجاهزة وكتالوجات المواد.
برنامج HERZ CO: الحساب مع الأخذ في الاعتبار المجمع. هذا البرنامج متاح مجانًا. يسمح لك بإجراء الحسابات بغض النظر عن عدد الأنابيب. تساعد شركة HERZ CO على إنشاء مشاريع للمباني المجددة والجديدة.
ملحوظة! هناك تحذير واحد: يستخدم خليط الجليكول لإنشاء الهياكل.
يركز البرنامج أيضًا على حساب أنظمة التدفئة ذات الأنبوب الواحد والأنبوبين. بمساعدته ، يتم أخذ عمل الصمام الحراري في الاعتبار ، ويتم أيضًا تحديد خسائر الضغط في أجهزة التدفئة ومؤشر مقاومة تدفق الناقل الحراري.
يتم عرض نتائج الحساب في شكل رسومي وتخطيطي. لدى HERZ CO وظيفة مساعدة. يحتوي البرنامج على وحدة نمطية تؤدي وظيفة البحث وتوطين الأخطاء. ستحتوي حزمة البرامج على كتالوج للبيانات حول أجهزة التدفئة والصمامات.
منتج برنامج Instal-Therm HCR. باستخدام هذا البرنامج ، يمكن حساب المشعات والتدفئة السطحية. تتضمن مجموعة التوصيل الخاصة بها وحدة Tece ، والتي تحتوي على إجراءات لتصميم أنواع مختلفة من أنظمة إمدادات المياه ، ومسح الرسومات وحساب خسائر الحرارة. البرنامج مجهز بكتالوجات متنوعة تحتوي على تجهيزات وبطاريات وعزل حراري ومجموعة متنوعة من التجهيزات.
طول خط الأنابيب مهم للحسابات
برنامج كمبيوتر "ترانزيت". تسمح حزمة البرامج هذه بالحساب الهيدروليكي متعدد المتغيرات لأنابيب النفط التي توجد بها محطات وسيطة لضخ النفط (يشار إليها فيما يلي باسم NPS). البيانات الأولية هي:
- الخشونة المطلقة للأنابيب ، والضغط في نهاية الخط وطوله ؛
- المرونة واللزوجة الحركية لأبخرة الزيت المشبعة وكثافتها ؛
- صنع وعدد المضخات المدرجة في كل من المحطة الرئيسية ومحطات الضخ المتوسطة ؛
- تخطيط الأنابيب حسب القطر ؛
- ملف تعريف خط الأنابيب.
يتم عرض نتيجة الحساب في شكل بيانات عن خصائص أقسام الجاذبية في الجذع ومعدل الضخ. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إعطاء المستخدم جدولًا يوضح قيمة الضغط قبل وبعد أي من مصادر القدرة النووية.
في الختام ، يجب القول أن أبسط طرق الحساب مذكورة أعلاه. يستخدم المحترفون مخططات أكثر تعقيدًا.
