Berechnung des Wasserverbrauchs durch den inneren Rohrabschnitt: Formeln und andere Methoden

Die Berechnung des Wasserverbrauchs über den Querschnitt einer Wasserleitung dient als Ausgangspunkt in einem komplexen System hydrodynamischer Berechnungen. Bei der Errichtung oder Rekonstruktion eines Gebäudes und bei der Anordnung eines Feuerlöschsystems muss unbedingt berechnet werden, wie viel Wasser bei einem bekannten Druck im System zum Objekt fließt, wenn Rohre eines bestimmten Abschnitts installiert werden.

Bei der Berechnung des Wasserdurchflusses werden mehrere Faktoren berücksichtigt. Einer der wichtigsten ist der Querschnitt der Zuleitung und der Druck im System

Welche Faktoren werden bei der Berechnung des Wasserflusses berücksichtigt?

Durch die Bestimmung des Wasserflusses anhand des Rohrdurchmessers können Sie Daten erhalten, die sehr real, aber nicht immer real sind. Neben dem Rohrdurchmesser beeinflussen eine Reihe von Faktoren die tatsächliche Durchflussmenge:

• Druckniveau. Bei höheren Drücken im Rohrleitungssystem erhalten die Verbraucher mehr Wasser. Durch die Berechnung des Wasserdurchflusses nach Rohrdurchmesser und -druck erhalten Sie genauere Daten als mit nur einem Parameter. Basierend auf diesen Werten wird die erforderliche Rohrwandstärke bestimmt;
• Der Wasserdruck im System hängt von Änderungen des Rohrdurchmessers, Biegungen und Windungen, Abzweigungen und dem Vorhandensein von Absperrventilen ab. Je komplizierter die Konfiguration des Wasserversorgungssystems ist, desto schwieriger ist es, die tatsächlichen Indikatoren für den Wasserdurchfluss durch das Rohr bei einem gemäß SNiP festgelegten Druck zu bestimmen.
• Durch die Reibungskraft, die die Bewegung des Wasserflusses bei einer größeren Länge des Systems behindert, wird die Wasserflussrate durch das Rohr erheblich verringert, da sich die Geschwindigkeit des Fluids bewegt.
• Rauheit der Innenwände der Wasserversorgung. Moderne Polymerstrukturen haben einen um etwa zehn Prozent höheren Durchsatz als die neuesten Produkte aus traditionellen Materialien - Beton, Gusseisen und Stahl;
• Bei längerem Gebrauch verstopfen verschiedene Ablagerungen das Innere der Rohrleitung. Die Änderung des inneren Reliefs aufgrund von Verstopfung ist mit mathematischen Formeln kaum zu berechnen. Eine genaue Bestimmung der Wassermenge, die durch das Rohr fließt, ist daher nicht möglich. Neue Polymermaterialien ermöglichen es, den Faktor der allmählichen Verstopfung des Systems nicht zu berücksichtigen, da die Bildung von Wucherungen auf ihrer inneren Oberfläche praktisch beseitigt wird.

Der Wasserverbrauch hängt von der Konfiguration der Wasserversorgung sowie von der Art der Rohre ab, an denen das Netzwerk montiert ist

Durch Berechnen des Wasserdrucks in Abhängigkeit vom Rohrdurchmesser, ohne andere Faktoren zu berücksichtigen, die die tatsächliche Durchflussrate der Flüssigkeit beeinflussen, können erhebliche Fehler gemacht werden.

Methoden zur Berechnung der Wassermenge entlang des Rohrquerschnitts

Der Pipeline-Durchsatz kann mit verschiedenen Methoden berechnet werden. Sie können verwenden:

• physikalische Berechnungsmethoden nach speziellen Formeln, die sich hervorragend für Berechnungen der Wasserversorgung und des Abwassers eignen;
• tabellarische Berechnungsmethoden mit ungefähren Werten, die in den meisten Fällen ausreichen, um spätere Entscheidungen zu treffen. Verwenden Sie Shevelev-Tabellen, um genaue Werte zu erhalten.Zusätzlich zum internen Abschnitt berücksichtigen diese Tabellen eine Reihe anderer Parameter, deren Auswirkung sich auf den Durchsatz der Pipeline auswirkt.
• spezielle kostenlose Online-Rechner;
• spezielle Computerprogramme zur Berechnung verschiedener Parameter, die mit dem Betrieb des Pipelinesystems verbunden sind. Große russische Unternehmen nutzen das bezahlte inländische Hydrosystem-Programm. Im Internet finden Sie Links, über die Sie das in vielen Ländern weit verbreitete TAScope-Programm verwenden können.

Berechnung des Wasserverbrauchs nach Durchmesser und anderen Parametern

Durch Abrufen der berechneten Daten des Wasserflusses können Sie Folgendes bestimmen:

• mit der Auswahl von Rohren mit dem gewünschten Durchmesser, der mit dem geschätzten Durchsatz verbunden ist;
• mit der Dicke ihrer Wände, die mit dem geschätzten Innendruck verbunden ist;
• mit Materialien, die beim Verlegen der Rohrleitung verwendet werden;
• mit Kofferrauminstallationstechnik.

Bei der Berechnung des Wasserverbrauchs können Sie den Rohrtyp und dessen Durchmesser auswählen

Es ist möglich, den Wasserverbrauch mit einer einfachen Formel zu berechnen:

q = π × d2 / 4 × V.

In der obigen Formel werden die Parameter verwendet: d - Innendurchmesser des Rohrs; V ist die Strömungsgeschwindigkeit des Wasserstroms; q ist der Wert des Wasserflusses.

Beachten Sie! Für die Berechnung spielen die Merkmale der Geschwindigkeit des Wasserflusses, die sowohl natürlich als auch mit Schwerkraftfluss sein können und durch eine externe Pumpquelle künstlich erzeugt werden, keine Rolle.

In einem schwerkraftfreien System, in dem sich Wasser durch die Schwerkraft von einem Wasserturm bewegt, liegt der Wasserdurchfluss im Bereich von 0,7 m / s bis 1,9 m / s (in einem städtischen Wasserversorgungssystem bewegt sich der Wasserdurchfluss normalerweise mit einer Geschwindigkeit von eineinhalb Metern pro Sekunde). Bei Verwendung einer externen Injektionsquelle wird die damit verbundene Geschwindigkeit durch die Passdaten des Kompressors bestimmt.

Die obige Formel enthält drei Parameter und ermöglicht es, zwei davon zu kennen, den dritten zu bestimmen.

Bestimmung des Wasserdurchflusses mit einem möglichen Druckabfall

Die betrachtete Formel zur Bestimmung des Wasserflusses durch den Innendurchmesser des Rohrs und die Geschwindigkeit des Wasserflusses wird als vereinfacht angesehen. Die Druckänderung unter dem Einfluss von Umständen, die zu einem niedrigeren oder höheren Druck im Rohrleitungssystem führen können, wird nicht berücksichtigt. Mit Darcys Formel können Sie eine Berechnung durchführen, die Verluste an den äußersten Punkten der Pipeline berücksichtigt. Es sieht aus wie das:

ΔΡ = λL / D * V.²/ 2gρ

Die Darcy-Formel berücksichtigt die folgenden Parameter:

P ist die Viskosität; λ ist der Reibungskoeffizient, dessen Wert bestimmt wird durch:

• die Konfiguration der Pipeline, unkompliziert oder mit komplexen Kurven und Biegungen;
• Turbulenzen im Wasserfluss;
• Rauheit der Innenfläche des Rohres;
• das Vorhandensein von Hindernissen in Form von Abschnitten unter Verwendung von Absperrventilen.

Der Reibungskoeffizient wird durch das Vorhandensein von Verriegelungselementen und deren Anzahl beeinflusst

L ist die Länge der Rohre; D ist der Wert des internen Abschnitts; V ist die Bewegungsgeschwindigkeit des Wasserstroms; g ist die Erdbeschleunigung.

Vereinfachte Berechnungen

Darcys Formel wird in komplexen hydrodynamischen Berechnungen verwendet. In den meisten Fällen ist die Verwendung der üblichen Formel zur Bestimmung der Durchflussrate ausreichend. Komplexe Berechnungen können vermieden werden, indem auf Tabellen zurückgegriffen wird, die auf einer Kombination von vier Parametern basieren:

• die Werte des internen Abschnitts - D;
• Flüssigkeitsströmungsrate - q;
• Durchflussraten - V;
• Rohrneigung - i.

Ein Sonderfall hydrodynamischer Berechnungen ist die Bestimmung des Wasserflusses durch das Hahnloch. Es wird die Formel q = SV verwendet, bei der zusätzlich zu den Werten der Wasserdurchflussrate und der Wasserdurchflussrate der Wert der Querschnittsfläche des Hahnlochs eingeführt wird. Es ist wie folgt definiert:

S = πr2

Wenn die Geschwindigkeit des Wasserflusses unbekannt ist, wird sie durch die Toricelli-Formel V = 2 gh bestimmt. In der Toricelli-Formel: g ist der Wert der Erdbeschleunigung; h ist die Höhe der Wassersäule über dem Hahnloch.

Es ist durchaus möglich, den Wasserverbrauch anhand des bekannten Wertes des Rohrquerschnitts zu berechnen. Die Genauigkeit dieser Berechnung hängt von den Auswirkungen mehrerer anderer Faktoren ab. In einigen Fällen, in denen es nicht erforderlich ist, vollkommen genaue Werte zu erhalten, ist es durchaus zulässig, diese zu vernachlässigen. Für komplexe hydrodynamische Berechnungen sind natürlich vereinfachte Formeln unerwünscht.