El càlcul del consum d’aigua a la secció transversal d’una canonada d’aigua actua com a punt de partida d’un complex sistema de càlculs hidrodinàmics. Quan es construeix o es reconstrueix un edifici, quan s’organitza un sistema d’extinció d’incendis, és imprescindible calcular quanta aigua fluirà a l’objecte a una pressió coneguda del sistema si s’instal·len canonades d’una determinada secció.
Quan es calcula el cabal d’aigua es tenen en compte diversos factors, un dels més importants és la secció transversal del tub d’alimentació i la pressió del sistema
Contingut
Quins factors tenen en compte a l’hora de calcular el cabal d’aigua
La determinació del cabal d’aigua pel diàmetre de la canonada permet obtenir dades molt properes a les reals, però no sempre. A més del diàmetre de la canonada, diversos factors afecten el cabal real:
- nivell de pressió. A majors pressions en el sistema de canonades, els consumidors rebran més aigua. El càlcul del cabal d’aigua pel diàmetre i la pressió de la canonada permet obtenir dades més precises que no pas fer servir només un paràmetre. A partir d’aquests valors, es determina el gruix de paret del tub necessari;
- la pressió de l'aigua en el sistema depèn dels canvis en el diàmetre de les canonades, dels revolts i dels gir, de les branques, de la presència de vàlvules de tancament. Com més complicada sigui la configuració del sistema d’abastament d’aigua, més difícil és determinar els indicadors reals del cabal d’aigua a través de la canonada a una pressió especificada segons SNiP;
- per la força de fricció que impedeix el moviment del corrent d'aigua, amb una major longitud del sistema, el cabal d'aigua a través de la canonada es redueix significativament, ja que la velocitat del líquid es mou
- rugositat de les parets internes del subministrament d'aigua. Les modernes estructures de polímers tenen un rendiment del deu per cent més elevat que els últims productes de materials tradicionals: formigó, fosa i acer;
- durant un ús prolongat, diversos dipòsits obstrueixen l’interior de la canonada. No es pot calcular el canvi del relleu intern a causa de l’obstrucció mitjançant fórmules matemàtiques. Així, serà impossible determinar amb precisió la quantitat d’aigua que passa per la canonada. Els nous materials polimèrics permeten no tenir en compte el factor d’obstrucció gradual del sistema, ja que la formació de creixements a la seva superfície interior queda pràcticament eliminada.
El consum d’aigua dependrà de la configuració del subministrament d’aigua, així com del tipus de canonades des d’on es munti la xarxa
Així doncs, calculant la pressió de l’aigua en funció del diàmetre de la canonada, sense tenir en compte altres factors que afectin el cabal real del líquid, es poden cometre errors importants.
Mètodes per calcular la quantitat d’aigua al llarg de la secció de canonades
Es pot calcular el rendiment de la canalització mitjançant diversos mètodes. Pots fer servir:
- mètodes físics de càlcul segons fórmules especials excel·lents a l’hora de realitzar càlculs per a l’abastament d’aigua i aigües residuals;
- mètodes tabulars de càlcul, donant valors aproximats, que en la majoria dels casos és suficient per prendre decisions posteriors. Per obtenir valors exactes, utilitzeu taules Shevelev.A més de la secció interna, aquestes taules tenen en compte una sèrie d'altres paràmetres, l'efecte dels quals afecta la producció del conducte;
- calculadores en línia gratuïtes especials;
- programes informàtics especials per al càlcul de diversos paràmetres associats al funcionament del sistema de canonades. Les grans empreses russes utilitzen el programa de hidrosistema nacional de pagament. Podeu trobar enllaços a Internet que us permeten utilitzar el programa TAScope, molt utilitzat en molts països.
Càlcul del consum d’aigua per diàmetre i altres paràmetres
L’obtenció de les dades calculades del cabal d’aigua permet determinar:
- amb la selecció de canonades del diàmetre desitjat, que es vincula amb el cabal estimat;
- amb el gruix de les seves parets associats a la pressió interna estimada;
- amb els materials que s'utilitzaran en la col·locació de la canonada;
- amb la tecnologia d'instal·lació tronc.
Càlcul de l'consum d'aigua us permet escollir el tipus de tub i el seu diàmetre
Es pot calcular la quantitat d’aigua consumida mitjançant una fórmula senzilla:
q = π × d2 / 4 × V
A la fórmula anterior s'utilitzen els paràmetres: d - diàmetre interior de la canonada; V és la velocitat de flux del corrent d'aigua; q és el valor del cabal d’aigua.
Nota! Per al càlcul, no importen les característiques de la velocitat del cabal d’aigua, que pot ser natural, amb flux de gravetat i creada artificialment mitjançant una font externa de bombeig.
En un sistema lliure de gravetat, on l’aigua es desplaça per gravetat des d’una torre d’aigua, el cabal d’aigua és d’interval entre 0,7 m / s i 1,9 m / s (en un sistema d’abastament d’aigua de la ciutat, el cabal d’aigua sol moure’s a una velocitat d’un metre i mig per segon). Quan s’utilitza una font d’injecció externa, la velocitat que s’hi adjunta està determinada per les dades del passaport del sobrealimentador.
La fórmula anterior inclou tres paràmetres i permet, en coneixent dos, determinar el tercer.
Determinació del cabal d’aigua amb una possible caiguda de pressió
Es considera simplificada la fórmula considerada per determinar el cabal d’aigua pel diàmetre interior de la canonada i la velocitat del cabal d’aigua. No té en compte el canvi en la pressió sota la influència de les circumstàncies que poden conduir a disminuir o major pressió en el sistema de canonades. La fórmula de Darcy permet fer un càlcul que tingui en compte les pèrdues als punts extrems de la canonada. Sembla així:
ΔΡ = λL / D * V2/ 2gρ
La fórmula Darcy té en compte els paràmetres següents:
P és la viscositat; λ és el coeficient de fricció, el valor del qual és determinat per:
- la configuració de la canalització, directa o amb voltes i revolts complexos;
- turbulències en el flux d’aigua;
- rugositat de la superfície interior de la canonada;
- la presència d'obstacles en forma de seccions mitjançant vàlvules de tancament.
El coeficient de fricció es veu afectat per la presència d’elements de bloqueig i el seu nombre
L és la longitud de les canonades; D és el valor de la secció interna; V és la velocitat de moviment del corrent d'aigua; g és l’acceleració de la gravetat.
Càlculs simplificats
La fórmula de Darcy s’utilitza en càlculs hidrodinàmics complexos. En la majoria dels casos, l'ús de la fórmula habitual per determinar el cabal és suficient. Es poden evitar càlculs complexos recorrent a taules basades en una combinació de quatre paràmetres:
- els valors de la secció interna - D;
- cabal de fluids - q;
- cabals - V;
- pendent de les canonades - i.
Un cas especial de càlculs hidrodinàmics és la determinació del cabal d’aigua a través del forat de l’aixeta. S'utilitza la fórmula q = SV, en la qual, a més dels valors del cabal i del cabal d'aigua, s'introdueix el valor de l'àrea transversal del forat de l'aixeta. Es defineix de la manera següent:
S = πr2
Si no es coneix la velocitat del cabal d’aigua, la fórmula de Toricelli V = 2gh la determina. A la fórmula de Toricelli: g és el valor de l’acceleració de la gravetat; h és l'alçada de la columna d'aigua per sobre del forat de l'aixeta.
És molt possible calcular el consum d’aigua en funció d’un valor conegut de la secció interna de la canonada. L'exactitud d'aquest càlcul dependrà dels efectes de diversos altres factors. En alguns casos, quan no es requereix l'obtenció de valors perfectament precisos, és força autoritzat negligir-los. Naturalment, per a càlculs hidrodinàmics complexos, no són desitjables fórmules simplificades.
