Vytápění, topné systémy budov, hydraulické obvody strojů, drenážní systémy, vodovodní potrubí - všechny tyto objekty se skládají z potrubí. Inženýrské komunikace vytvořené na jejich základě jsou nejúspornějším způsobem přepravy různých látek. Hydraulický výpočet potrubí vám umožňuje určit hodnoty mnoha charakteristik při maximálním průtoku potrubních prvků potrubí.
Hydraulické výpočty jsou prováděny pro všechny systémy - vytápění, instalatérství, kanalizace
Obsah
Co se počítá
Tento postup se provádí s ohledem na následující provozní parametry technické komunikace.
- Průtok tekutiny na jednotlivých segmentech přívodu vody.
- Průtok pracovního média v trubkách.
- Optimální průměr přívodu vody, který zajišťuje přijatelný pokles tlaku.
Podrobně zvažte metodiku výpočtu těchto ukazatelů.
Spotřeba vody
Údaje o normativní spotřebě vody jednotlivými vodovodními armaturami jsou uvedeny v dodatku k SNiP 2.04.01-85. Tento dokument upravuje výstavbu kanalizačních sítí a vnitřních vodovodních systémů. Následující část je součástí příslušné tabulky.
stůl 1
| Vodovodní armatura | Celkový průtok (domácí horká voda a studená voda), litr / sekundu | Spotřeba studené vody, litr / sekundu |
| Záchodová mísa s přímým vodním ventilem | 1,4 | 1,4 |
| Záchodová mísa s nádrží na vypouštění vody | 0,10 | 0,10 |
| Sprchový kout (směšovač) | 0,12 | 0,08 |
| Vana (směšovač) | 0,25 | 0,17 |
| Umyvadlo (směšovač) | 0,12 | 0,08 |
| Umyvadlo (směšovač) | 0,12 | 0,08 |
| Umyvadlo (vodovodní kohoutky) | 0,10 | 0,10 |
| Zalévání kohoutku | 0,3 | 0,3 |
Pokud chcete používat více zařízení současně, tok se sčítá. V případě, že sprcha pracuje v prvním patře se současným použitím toalety ve druhém patře, je tedy logické přidat objem spotřeby vody oběma spotřebiteli - 0,12 + 0,10 = 0,22 litru / sekundu.
Tlak vody v budoucí dodávce vody závisí na správnosti výpočtů
Důležité! Pro potrubí požární vody platí toto pravidlo: u jednoho proudu musí mít průtok alespoň 2,5 litru / s.
Je zcela zřejmé, že při hašení požáru je počet trysek z jednoho požárního hydrantu určen oblastí a typem budovy. Pro snadnější orientaci jsou informace o tomto čísle k dispozici také ve formě tabulky.
tabulka 2
| Typ budovy | Potřebné hasicí množství |
| Správa podniků (objem až 25 000 metrů krychlových) | 1 |
| Veřejné budovy (objem až 25 000 metrů krychlových, více než 10 pater) | 2 |
| Veřejné budovy (objem až 25 000 metrů krychlových, až 10 pater) | 1 |
| Administrativní budova (objem až 25 000 metrů krychlových, 10 a více pater) | 2 |
| Administrativní budova (od 6 do 10 pater) | 1 |
| Obytný dům (od 16 do 25 pater) | 2 |
| Obytný dům (až 16 pater) | 1 |
Průtok
Předpokládejme, že máme před sebou úkol spočítat slepou uličku vodovodní sítě při daném maximálním průtoku skrz ni. Účelem výpočtů je určit průměr, při kterém bude zajištěn přijatelný průtok potrubím (podle SNiPu - 0,7 - 1,5 m / s).
Pro výběr průměru potrubí jsou také nutné výpočty.
Aplikujeme vzorce. Velikost potrubí souvisí s průtokem vody a průtokem podle následujících vzorců:
S = π * R2 kde
S je plocha průřezu potrubí.Měrná jednotka - metr čtvereční; π je známé iracionální číslo; R je poloměr vnitřního průměru trubky.
Měrná jednotka - stejné čtvereční metry.
Na poznámku! U litinových a ocelových trubek se poloměr obvykle rovná polovině jejich jmenovitého průměru (DN). Většina plastových trubkových výrobků má jmenovitý vnější průměr o jeden stupeň větší než vnitřní průměr. Například pro polypropylenovou trubku s vnitřním průřezem 32 milimetrů je vnější průměr 40 milimetrů.
Následující vzorec vypadá takto:
W = V × S, kde
W - spotřeba vody v metrech krychlových; V - průtok vody (m / s); S - průřezová plocha (metrů čtverečních).
Příklad. Vypočítáme potrubí hasicího systému pro jeden proud, jehož průtok vody je 3,5 litru za sekundu. V systému SI bude hodnota tohoto indikátoru: 3,5 l / s = 0,0035 m3 / s. Tato průtoková rychlost na jeden paprsek je normalizována pro hašení požáru uvnitř skladovacích a průmyslových budov s objemem 200 až 400 metrů krychlových a výškou až 50 metrů.
U polymerních trubek může být vnější průměr o jeden krok větší než vnitřek
Nejprve vezmeme druhý vzorec a vypočítáme minimální průřezovou plochu. Pokud je rychlost 3 m / s., Je tento indikátor roven
S = W / V = 0,0035 / 3 = 0,0012 m2
Potom bude poloměr vnitřní části potrubí takto:
R = √S / π = 0,019 m.
Vnitřní průměr potrubí by se tedy měl rovnat minimu
Ext. = 2R = 0,038 m = 3,8 centimetrů.
Pokud je výsledkem výpočtů střední hodnota mezi standardními hodnotami rozměrů trubkových výrobků, provede se zaokrouhlování směrem nahoru. To znamená, že v tomto případě je vhodná standardní ocelová trubka s DN = 40 mm.
Jak snadné je znát průměr. Aby bylo možné provést rychlý výpočet, můžete použít další tabulku, která přímo souvisí tok vody potrubím s jeho jmenovitým průměrem. Je uveden níže.
Tabulka 3
| Spotřeba, litr / sec. | Minimální dálkové ovládání potrubí, milimetry |
| 10 | 50 |
| 6 | 40 |
| 4 | 32 |
| 2,4 | 25 |
| 1,2 | 20 |
| 0,6 | 15 |
| 0,20 | 10 |
Ztráta tlaku
Výpočet tlakové ztráty v úseku potrubí známé délky je poměrně jednoduchý. Ale zde musíte použít slušné množství proměnných. Jejich hodnoty najdete v adresářích. A vzorec je následující:
P = b × L × (1 + K), kde
P - tlaková ztráta v metrech vody. Tato vlastnost je použitelná s ohledem na skutečnost, že se mění tlak vody v jejím toku; b - hydraulický sklon potrubí; L je délka potrubí v metrech; K je speciální koeficient. Toto nastavení závisí na účelu sítě.
Tlaková ztráta je ovlivněna přítomností uzavíracích ventilů a ohybů potrubí.
Tento vzorec je velmi zjednodušený. V praxi jsou tlakové ztráty způsobeny ventily a ohyby potrubí. S čísly představujícími tento jev v kování se můžete seznámit prostudováním následující tabulky.
Tabulka 4
| Ekvivalent k délce přímého úseku potrubí, metry | ||||||||||||
| Průměr | 300 | 250 | 200 | 150 | 125 | 100 | 80 | 65 | 50 | 40 | 32 | 25 |
| 50% otevřený kohout | 60 | 60 | 60 | 45 | 30 | 30 | 15 | 15,0 | 15 | 15,0 | 15 | 15,0 |
| 75% otevřený kohout | 8 | 8 | 8 | 6 | 4 | 4 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 |
| 100% otevřený kohout | 2 | 2 | 2 | 1,5 | 1 | 1 | 0,50 | 0,50 | 0,5 | 0,5 | 0,50 | 0,5 |
| Zpětný ventil | 35 | 25 | 25 | 20 | 15 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 |
| Sklopný zpětný ventil | 45 | 30 | 30 | 25 | 20 | 15 | 12 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 |
| Kuželové zúžení | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
| Koleno 90 stupňů | 7 | 5 | 4 | 2,7 | 2,5 | 1,7 | 1,30 | 0,9 | 0,70 | 0,6 | 0,40 | 0,3 |
| Ohyb 90 stupňů | 5,5 | 5 | 3 | 2 | 1,8 | 1,20 | 1 | 0,7 | 0,50 | 0,4 | 0,30 | 0,2 |
Některé prvky výše uvedeného vzorce je třeba komentovat. Šance jsou jednoduché. Jeho hodnoty jsou uvedeny v SNiPa č. 2.04.01-85.
Tabulka 5
|
Účel dodávky vody |
Koeficient |
| Hašení požáru | 0,15 |
| Pití v domácnosti | 0,3 |
| Hašení požáru | 0,1 |
| Ekonomická produkce a požár | 0,2 |
Pokud jde o koncept „hydraulického svahu“, pak je vše mnohem složitější.
Důležité! Tato charakteristika ukazuje odpor vyvíjený potrubím vůči pohybu vody.
Hydraulický sklon je derivát následujících parametrů:
- průtok. Závislost je přímo úměrná, to znamená, že hydraulický odpor je vyšší, čím rychleji se tok pohybuje;
- průměr potrubí.Zde je závislost již nepřímo úměrná: hydraulický odpor se zvyšuje se snížením průřezu strojírenského odvětví;
- drsnost stěn. Tento indikátor zase závisí na materiálu trubky (povrch HDPE nebo polypropylenu je hladší než povrch oceli). V některých případech je důležitým faktorem stáří vodovodního potrubí. Vápno a rez vytvořený v průběhu času zvyšují drsnost povrchu jejich stěn.
U starých trubek se zvyšuje hydraulický odpor, protože v důsledku přerůstání vnitřních stěn trubek je jejich vůle zúžena
Použití tabulky Shevelev
Chcete-li vyřešit problém spojený s určením hydraulického svahu pomocí kalkulačky, můžete zcela použít tabulku hydraulických výpočtů vodovodních potrubí vyvinutou F. Shevelevem. Obsahuje data pro různé průměry, materiály a průtoky. Kromě toho tabulka obsahuje změny týkající se starých trubek. Zde by však měl být objasněn jeden bod: Korekce věku se nevztahují na všechny typy polymerních trubkových výrobků. Povrchová struktura obyčejného nebo zesítěného polyethylenu, polypropylenu a kovového plastu se nemění po celou dobu provozu.
Vzhledem k velkému objemu tabulky Shevelev není praktické publikovat ji úplně. Níže je jen malý výňatek z tohoto dokumentu pro plastovou trubku o průměru 16 milimetrů.
Tabulka 6
| Rychlost, m / s | Průtok litr / s | Hydraulický sklon pro délku potrubí 1000 metrů (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 |
Při analýze výsledků výpočtu poklesu tlaku je třeba mít na paměti, že většina vodovodních armatur vyžaduje pro normální provoz přítomnost určitého tlaku. SNiP, přijatý před 30 lety, poskytuje údaje o již zastaralém vybavení. Modernější modely domácích a sanitárních zařízení vyžadují pro normální provoz, aby přetlak byl nejméně 0,3 kgf / cm2 (nebo 3 metry tlaku). Jak však ukazuje praxe, je lepší do výpočtu vložit mírně větší hodnotu tohoto parametru - 0,5 kgf / cm2.
Normální provoz potrubí je zajištěn přetlakem v potrubí
Příklady
Pro lepší asimilaci níže uvedených informací je příklad hydraulického výpočtu plastového přívodu vody. Následující data jsou přijímána jako počáteční data:
- průměr - 16,6 mm;
- délka - 27 metrů;
- maximální přípustný průtok vody je 1,5 m / s.
Na poznámku! Při uvedení vodovodního systému do provozu se zkoušky provádějí s tlakem rovným nejméně pracovníkům vynásobeným faktorem 1,3. V tomto případě by úkon hydraulického zkoušení určité větve potrubí měl zahrnovat značky na zkušebním tlaku a na délce zkušebních prací.
Hydraulický sklon délky 1 000 metrů je (vezmeme hodnotu z tabulky) 319,8. Ale protože vzorec pro výpočet tlakové ztráty nesmí být nahrazen 1000i, ale jednoduše i, musí být tento ukazatel dělen 1000. Výsledkem je:
319,8:1000=0,3198
Pro zásobování pitnou vodou pro domácnost je koeficient K roven 0,3.
Při výpočtu je důležité vzít v úvahu účel přívodu vody
Po nahrazení těchto hodnot bude vzorec vypadat takto:
P = 0,3198 × 27 × (1 + 0,3) = 11,224 metrů.
Tudíž bude na koncovém sanitárním nástroji při tlaku v potrubí vodovodního systému vytvářen přetlak rovnající se 0,5 atmosféře 0,5 + 1,122 = 1,622 kgf / cm2. A protože tlak v potrubí zpravidla neklesne pod 2,5 - 3 atmosféry, je tento stav docela proveditelný.
Hydraulický výpočet potrubí topných systémů pomocí programů
Výpočet vytápění soukromého domu je poměrně komplikovaný postup. Speciální programy to však značně zjednodušují. Dnes je k dispozici výběr několika online služeb tohoto typu. Výstup obsahuje následující data:
- požadovaný průměr potrubí;
- určitý ventil používaný pro vyvážení;
- velikosti topných článků;
- hodnoty senzorů diferenčního tlaku;
- regulační parametry pro termostatické ventily;
- numerické nastavení regulačních částí.
Program Oventrop pro výběr polypropylenových trubek. Před spuštěním musíte určit požadované položky zařízení a provést nastavení. Na konci výpočtů obdrží uživatel několik možností implementace topného systému. Iterativně provádějí změny.
Výpočet tepelné sítě vám umožní vybrat si správné potrubí a zjistit průtok chladicí kapaliny
Tento software pro hydraulický výpočet umožňuje vybrat potrubní prvky vedení požadovaného průměru a určit průtok chladicí kapaliny. Jedná se o spolehlivého pomocníka při výpočtu struktur s jedním a dvěma potrubí. Pohodlí práce je jednou z hlavních výhod společnosti Oventrop co. Tento program zahrnuje hotové bloky a katalogy materiálů.
Program HERZ CO: výpočet zohledňující sběratele. Tento software je volně k dispozici. Umožňuje provádět výpočty bez ohledu na počet trubek. HERZ CO pomáhá vytvářet projekty pro renovované a nové budovy.
Poznámka! Existuje jedna námitka: směs glykolu se používá k vytváření struktur.
Program se také zaměřuje na výpočet jedno a dvou trubkových topných systémů. S jeho pomocí je brána v úvahu činnost termostatického ventilu a jsou také stanoveny tlakové ztráty v topných zařízeních a indikátor odporu proti proudění tepelného nosiče.
Výsledky výpočtu jsou zobrazeny v grafické a schematické podobě. HERZ CO má pomocnou funkci. Program má modul, který provádí funkci vyhledávání a lokalizace chyb. Softwarový balíček bude obsahovat katalog údajů o spotřebičích pro topení a ventily.
Softwarový produkt Instal-Therm HCR. Pomocí tohoto softwaru lze vypočítat radiátory a povrchové vytápění. Součástí dodávky je modul Tece, který obsahuje rutiny pro navrhování různých typů vodovodních systémů, skenování výkresů a výpočet tepelných ztrát. Program je vybaven různými katalogy, které obsahují armatury, baterie, tepelnou izolaci a různé armatury.
Délka potrubí je důležitá pro výpočty
Počítačový program "TRANSIT". Tento softwarový balíček umožňuje vícerozměrný hydraulický výpočet ropovodů, ve kterých jsou umístěny mezistátní čerpací stanice oleje (dále jen NPS). Počáteční údaje jsou:
- absolutní drsnost potrubí, tlak na konci potrubí a jeho délka;
- elasticita a kinematická viskozita nasycených par oleje a její hustota;
- značka a počet čerpadel zahrnutých jak na hlavní stanici, tak i na mezilehlých čerpacích stanicích;
- rozložení potrubí podle průměru;
- profil potrubí.
Výsledek výpočtu je prezentován ve formě údajů o charakteristikách gravitačních částí kmene a o čerpací rychlosti. Kromě toho je uživateli poskytnuta tabulka ukazující hodnotu tlaku před a po kterémkoli z NPS.
Závěrem je třeba říci, že nejjednodušší metody výpočtu byly uvedeny výše. Odborníci používají mnohem složitější schémata.
