Fonts de calefacció, sistemes de calefacció per edificis, circuits hidràulics per a màquines, sistemes de drenatge, canonades d'aigua, totes aquestes instal·lacions consten de canonades. Les comunicacions d’enginyeria creades sobre la seva base són el mitjà més econòmic per transportar diverses substàncies. El càlcul hidràulic de les canonades permet determinar els valors de moltes característiques a la màxima sortida dels elements de les canonades.
Es realitzen càlculs hidràulics per a tots els sistemes: calefacció, fontaneria, clavegueram
Contingut
Què es calcula
Aquest procediment es realitza respecte dels següents paràmetres de funcionament de comunicacions d'enginyeria.
- Cabal de fluïdesa en segments individuals del subministrament d'aigua.
- El cabal del medi de treball a les canonades.
- El diàmetre òptim del subministrament d'aigua, que proporciona una caiguda de pressió acceptable.
Considereu en detall la metodologia per calcular aquests indicadors.
Consum d'aigua
Les dades sobre el consum normatiu d'aigua per part de les instal·lacions de lampisteria són indicades a l'apèndix de la SNiP 2.04.01-85. Aquest document regula la construcció de xarxes de clavegueram i sistemes d'abastament intern d'aigua. El següent és un element de la taula corresponent.
Taula 1
| Aparells de fontaneria | Cabal total (aigua calenta domèstica i aigua freda), litre per segon | Consum d’aigua freda, litre / segon |
| Bol de vàter amb vàlvula directa d'aigua | 1,4 | 1,4 |
| Bol de vàter amb un dipòsit per drenar aigua | 0,10 | 0,10 |
| Cabina de dutxa (batedora) | 0,12 | 0,08 |
| Banyera (batedora) | 0,25 | 0,17 |
| Enfonsador (mesclador) | 0,12 | 0,08 |
| Lavabo (batedora) | 0,12 | 0,08 |
| Lavabo (aixetes d’aigua) | 0,10 | 0,10 |
| Aixeta de reg | 0,3 | 0,3 |
Si voleu utilitzar diversos dispositius alhora, el flux s'afegeix. Així, en el cas que la dutxa funciona al primer pis amb l’ús simultani del vàter al segon pis, és lògic afegir el volum de consum d’aigua per part dels dos consumidors: 0,12 + 0,10 = 0,22 litre / segon.
La pressió de l’aigua en el subministrament d’aigua futur depèn de la correcció dels càlculs
Important! La regla següent s'aplica a les canonades d'aigua contra incendis: per a un raig, ha de proporcionar un cabal d'almenys 2,5 litres per segon.
És ben clar que durant l'extinció d'incendis el nombre de dolls d'un raig d'incendis es determina segons la zona i el tipus d'edificació. Per a més facilitat de referència, la informació sobre aquest tema també està disponible de forma tabular.
taula 2
| Tipus d’edifici | Quantitat necessària d’extinció d’incendis |
| Administració d’empreses (volum fins a 25.000 metres cúbics) | 1 |
| Edificis públics (volum de fins a 25.000 metres cúbics, més de 10 pisos) | 2 |
| Edificis públics (volum de fins a 25.000 metres cúbics, fins a 10 plantes) | 1 |
| Edifici de gestió (volum de fins a 25.000 metres cúbics, 10 plantes més) | 2 |
| Edifici de gestió (de 6 a 10 pisos) | 1 |
| Edifici residencial (de 16 a 25 pisos) | 2 |
| Edifici residencial (fins a 16 pisos) | 1 |
Velocitat de flux
Suposem que ens trobem davant de la tasca de calcular una xarxa d'abastament d'aigua sense límit a un nivell de cabal determinat. L’objectiu dels càlculs és determinar el diàmetre al qual s’assegurarà una velocitat de flux acceptable pel conducte (segons SNiP - 0,7 - 1,5 m / s).
Per seleccionar el diàmetre de la canonada, també cal fer càlculs.
Apliquem les fórmules. La mida del gasoducte està relacionada amb el cabal d’aigua i el cabal mitjançant les fórmules següents:
S = π * R2 on
S és l’àrea de secció de la canonada.Unitat de mesura: metre quadrat; π és el nombre irracional conegut; R és el radi del diàmetre interior de la canonada.
Unitat de mesura: els mateixos metres quadrats.
En una nota! En el cas de les canonades de ferro colat i d'acer, el radi normalment s'equipara a la meitat del seu diàmetre nominal (DN). La majoria de productes tubulars de plàstic tenen un diàmetre exterior nominal un pas més gran que el diàmetre interior. Per exemple, per a una canonada de polipropilè amb una secció interna de 32 mil·límetres, el diàmetre exterior és de 40 mil·límetres.
La fórmula següent s’assembla a aquesta:
W = V × S, on
W - consum d’aigua en metres cúbics; V - cabal d’aigua (m / s); S - zona de secció (metres quadrats).
Exemple. Calcularem la canalització del sistema d’extinció d’incendis per a un raig, el cabal d’aigua en el qual és de 3,5 litres per segon. Al sistema SI, el valor d’aquest indicador serà: 3,5 l / s = 0,0035 m3 / s. Aquest cabal per raig es normalitza per apagar un incendi a les naus industrials i d'emmagatzematge amb un volum de 200 a 400 metres cúbics i una alçada de fins a 50 metres.
Per a canonades de polímer, el diàmetre exterior pot ser un pas més gran que l’interior
Primer agafem la segona fórmula i calculem l’àrea de secció mínima. Si la velocitat és de 3 m / s., Aquest indicador és igual a
S = W / V = 0,0035 / 3 = 0,0012 m2
Aleshores el radi de la secció interior de la canonada serà així:
R = √S / π = 0,019 m.
Per tant, el diàmetre interior de la canonada ha de ser igual al mínim
Ext. = 2R = 0,038 m = 3,8 centímetres.
Si el resultat dels càlculs és un valor intermedi entre els valors estàndard de les dimensions dels productes tubulars, l’arrodoniment es realitza cap amunt. És a dir, en aquest cas, és adequat un tub d’acer estàndard amb DN = 40 mm.
Què fàcil és esbrinar el diàmetre. Per fer un càlcul ràpid, podeu utilitzar una altra taula que relaciona directament el cabal d’aigua a través de la canonada amb el seu diàmetre nominal. Es presenta a continuació.
Taula 3
| Consum, litre / seg. | Comandament a distància mínim del conducte, mil·límetres |
| 10 | 50 |
| 6 | 40 |
| 4 | 32 |
| 2,4 | 25 |
| 1,2 | 20 |
| 0,6 | 15 |
| 0,20 | 10 |
Pèrdua de pressió
El càlcul de la pèrdua de pressió en un tram d’una canonada de longitud coneguda és bastant senzill. Però aquí heu d’utilitzar una quantitat justa de variables. Podeu trobar els seus valors als directoris. I la fórmula és la següent:
P = b × L × (1 + K), on
P - pèrdua de pressió en metres d’aigua. Aquesta característica és aplicable a la vista que la pressió de l'aigua en el seu cabal canvia; b - pendent hidràulic de la canalització; L és la longitud de la canonada en metres; K és un coeficient especial. Aquesta configuració depèn de la finalitat de la xarxa.
La pèrdua de pressió es veu afectada per la presència de vàlvules d’aturada i corbes de canonades.
Aquesta fórmula es simplifica molt. A la pràctica les caigudes de pressió són causades per vàlvules i corbes de les canonades. Amb les figures que representen aquest fenomen en els accessoris, podreu familiaritzar-vos estudiant la taula següent.
Taula 4
| Equivalent a la longitud de la secció recta de la canonada, metres | ||||||||||||
| Diàmetre | 300 | 250 | 200 | 150 | 125 | 100 | 80 | 65 | 50 | 40 | 32 | 25 |
| 50% de parada oberta | 60 | 60 | 60 | 45 | 30 | 30 | 15 | 15,0 | 15 | 15,0 | 15 | 15,0 |
| 75% de parada oberta | 8 | 8 | 8 | 6 | 4 | 4 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 |
| Stopcock 100% obert | 2 | 2 | 2 | 1,5 | 1 | 1 | 0,50 | 0,50 | 0,5 | 0,5 | 0,50 | 0,5 |
| Vàlvula de retenció | 35 | 25 | 25 | 20 | 15 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 |
| La vàlvula plegable | 45 | 30 | 30 | 25 | 20 | 15 | 12 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 |
| Estrenyiment cònic | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
| Colze de 90 graus | 7 | 5 | 4 | 2,7 | 2,5 | 1,7 | 1,30 | 0,9 | 0,70 | 0,6 | 0,40 | 0,3 |
| Corba de 90 graus | 5,5 | 5 | 3 | 2 | 1,8 | 1,20 | 1 | 0,7 | 0,50 | 0,4 | 0,30 | 0,2 |
Cal comentar alguns elements de la fórmula anterior. Les probabilitats són senzilles. Els seus valors es poden trobar al SNiPa núm. 2.04.01-85.
Taula 5
|
Finalitat del subministrament d'aigua |
Coeficient |
| Lluita contra incendis | 0,15 |
| Beure de la llar | 0,3 |
| Lluita contra incendis | 0,1 |
| Producció i incendi econòmics | 0,2 |
Pel que fa al concepte de "pendent hidràulic", llavors tot és molt més complicat.
Important! Aquesta característica mostra la resistència exercida per la canonada al moviment de l'aigua.
El pendent hidràulic és un derivat dels següents paràmetres:
- velocitat de flux. La dependència és directament proporcional, és a dir, la resistència hidràulica és més alta, més ràpid es mou el cabal;
- diàmetre de la canonada.Aquí la dependència ja és inversament proporcional: la resistència hidràulica augmenta amb una disminució de la secció transversal de la branca d’enginyeria;
- rugositat de les parets. Aquest indicador, al seu torn, depèn del material de la canonada (la superfície del HDPE o del polipropilè és més suau que la de l’acer). En alguns casos, un factor important és l’edat de les canonades d’aigua. Els dipòsits de calç i el rovell format al llarg del temps augmenten la rugositat superficial de les seves parets.
En canonades antigues, augmenta la resistència hidràulica, ja que a causa del sobrecobriment de les parets interiors de les canonades, la seva separació es redueix
Utilitzant la taula de Shevelev
Per resoldre el problema associat a la determinació del pendent hidràulic mitjançant una calculadora, podeu utilitzar completament la taula de càlcul hidràulic de canonades d’aigua desenvolupada per Shevelev F.A. Conté dades de diferents diàmetres, materials i cabals. A més, la taula conté esmenes relacionades amb canonades antigues. Però aquí s’hauria d’aclarir un punt: les correccions d’edat no s’apliquen a tot tipus de productes de canonada de polímer. L’estructura superficial de polietilè, polipropilè i plàstic metàl·lics ordinaris o reticulats no canvia durant tot el període d’operació.
A causa del gran volum de la taula de Shevelev, no és pràctic publicar-lo completament. A continuació, es mostra un petit extracte d'aquest document per a una canonada de plàstic amb un diàmetre de 16 mil·límetres.
Taula 6
| Velocitat, m / s | Cabal litre / seg | Pendent hidràulic per a una longitud de canonada de 1000 metres (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 |
Quan s'analitzen els resultats del càlcul de la caiguda de pressió, cal tenir en compte que la majoria dels accessoris de fontaneria requereixen una certa sobrepressió per al funcionament normal. El SNiP, adoptat fa 30 anys, proporciona xifres d’equips ja obsolets. Els models més moderns d’equips sanitaris i domèstics requereixen un funcionament normal que la sobrepressió sigui almenys de 0,3 kgf / cm2 (o 3 metres de pressió). No obstant això, tal com demostra la pràctica, és millor posar en el càlcul un valor lleugerament més gran d’aquest paràmetre: 0,5 kgf / cm2.
El funcionament normal de la fontaneria es garanteix per l’excés de pressió al conducte
Exemples
Per assimilar millor la informació a continuació, es mostra un exemple de càlcul hidràulic d'un subministrament d'aigua de plàstic. Com a dades inicials s’accepten les dades següents:
- diàmetre - 16,6 mm;
- de longitud: 27 metres;
- el cabal màxim permès d'aigua és de 1,5 m / s.
En una nota! Quan es posa en marxa el sistema de subministrament d’aigua, es realitzen proves amb una pressió igual o mínima al treballador multiplicada per un factor d’1,3. En aquest cas, l’assaig hidràulic d’una determinada branca del conducte ha d’incloure marques a la pressió de prova, així com a la durada del treball de prova.
El pendent hidràulic de 1000 metres de longitud és (agafem el valor de la taula) 319,8. Però, ja que la fórmula per calcular la caiguda de pressió no ha de ser substituïda per 1000i, sinó simplement i, aquest indicador s'ha de dividir per 1000. Com a resultat, obtenim:
319,8:1000=0,3198
Per al subministrament d'aigua potable domèstica, el coeficient K es considera igual a 0,3.
A l’hora de calcular és important tenir en compte l’objectiu del subministrament d’aigua
Després de substituir aquests valors, la fórmula serà així:
P = 0,3198 × 27 × (1 + 0,3) = 11.224 metres.
Així, es produirà una sobrepressió igual a 0,5 atmosfera al final de l’instrument sanitari a una pressió a la canonada del sistema d’abastament d’aigua de 0,5 + 1,122 = 1,622 kgf / cm2. I com que, per regla general, la pressió de la línia no cau per sota dels 2,5 - 3 atmosferes, aquesta condició és força factible.
Càlcul hidràulic de canonades de sistemes de calefacció mitjançant programes
El càlcul de la calefacció d’una casa privada és un procediment força complicat. Tot i això, els programes especials ho simplifiquen enormement. Avui, hi ha disponible una selecció de diversos serveis en línia d’aquest tipus. La sortida conté les dades següents:
- diàmetre necessari de la canonada;
- una certa vàlvula usada per equilibrar-se;
- mides d'elements de calefacció;
- valors dels sensors de pressió diferencials;
- paràmetres de control de vàlvules termostàtiques;
- paràmetres numèrics de les parts reguladores.
Oventrop programa de selecció de canonades de polipropilè. Abans d’iniciar-lo, heu de determinar els equips necessaris i definir la configuració. Al final dels càlculs, l'usuari rep diverses opcions per implementar el sistema de calefacció. Modifiquen iterativament canvis.
El càlcul de la xarxa de calor permet triar les canonades adequades i esbrinar el cabal de refrigerant
Aquest programa de càlcul hidràulic permet seleccionar elements de canonades de la línia del diàmetre desitjat i determinar el cabal del refrigerant. És un assistent fiable en el càlcul d’estructures d’un sol canal i de dos canonades. La comoditat del treball és un dels principals avantatges de Oventrop co. Aquest programa inclou blocs preparats i catàlegs de materials.
Programa HERZ CO: càlcul tenint en compte el col·lector. Aquest programari està disponible lliurement. Permet fer càlculs independentment del nombre de canonades. HERZ CO ajuda a crear projectes per a edificis nous i renovats.
Nota! Hi ha una advertència: la barreja de glicol s’utilitza per crear estructures.
El programa també se centra en el càlcul de sistemes de calefacció amb un i dos tubs. Amb la seva ajuda, es té en compte l’acció de la vàlvula termostàtica i també es determinen pèrdues de pressió en els dispositius de calefacció i un indicador de resistència al flux del portador de calor.
Els resultats del càlcul es mostren de forma gràfica i esquemàtica. HERZ CO té una funció d’ajuda. El programa disposa d’un mòdul que fa la funció de cerca i localització d’errors. El paquet informàtic contindrà un catàleg de dades sobre electrodomèstics i calefacció.
Producte de programari Instal-Therm HCR. Mitjançant aquest programari, es poden calcular radiadors i calefacció superficial. El seu kit d’entrega inclou el mòdul Tece, que conté rutines per dissenyar diversos tipus de sistemes d’abastament d’aigua, dibuixos d’escaneig i càlcul de pèrdues de calor. El programa està equipat amb diversos catàlegs que contenen accessoris, bateries, aïllament tèrmic i diversos accessoris.
La longitud de la canalització és important per als càlculs
Programa informàtic "TRANSIT". Aquest paquet de programari permet el càlcul hidràulic multivariant de les canonades de petroli en les quals hi ha estacions intermedies de bombament de petroli (en endavant NPS). Les dades inicials són:
- rugositat absoluta de les canonades, la pressió al final de la línia i la seva longitud;
- elasticitat i viscositat cinemàtica dels vapors saturats d’oli i la seva densitat;
- marca i nombre de bombes incloses tant a l'estació principal com a les estacions de bombes intermèdies;
- disposició de canonades per diàmetre;
- perfil de canalització.
El resultat de càlcul es presenta en forma de dades sobre les característiques de les seccions de gravetat del tronc i sobre la velocitat de bombament. A més, es proporciona a l'usuari una taula que mostra el valor de la pressió abans i després de qualsevol dels NPS.
Com a conclusió, cal dir que els mètodes de càlcul més senzills es van donar anteriorment. Els professionals utilitzen esquemes molt més complexos.
