Dovod grijanja, sustavi grijanja zgrada, hidraulički krugovi strojeva, sustavi odvodnje, vodovodne cijevi - svi se ti objekti sastoje od cjevovoda. Inženjerske komunikacije stvorene na njihovoj osnovi najekonomičnije su prijevozno sredstvo raznih tvari. Hidraulički proračun cjevovoda omogućuje vam određivanje vrijednosti mnogih karakteristika na maksimalnoj propusnosti elemenata cijevi cjevovoda.
Hidraulički proračuni provode se za sve sustave - grijanje, vodovod, kanalizaciju
Sadržaj
Što se izračunava
Ovaj postupak se izvodi s obzirom na sljedeće radne parametre inženjerskih komunikacija.
- Brzina protoka tekućine na pojedinim segmentima vodovoda.
- Brzina protoka radnog medija u cijevima.
- Optimalni promjer dovoda vode, koji omogućuje prihvatljiv pad tlaka.
Razmotrite detaljno metodologiju izračuna tih pokazatelja.
Potrošnja vode
Podaci o normativnoj potrošnji vode po pojedinim vodovodnim instalacijama navedeni su u dodatku SNiP 2.04.01-85. Ovaj dokument regulira izgradnju kanalizacijskih mreža i unutarnjih vodovodnih sustava. Sljedeće je dio odgovarajuće tablice.
stol 1
| Vodovodna instalacija | Ukupni protok (topla voda u kućanstvu i hladna voda), litra / sekunda | Potrošnja hladne vode, litra / sekunda |
| WC školjka s izravnim ventilom za vodu | 1,4 | 1,4 |
| WC školjka s spremnikom za odvod vode | 0,10 | 0,10 |
| Tuš kabina (mikser) | 0,12 | 0,08 |
| Kupka (mikser) | 0,25 | 0,17 |
| Sudoper (miješalica) | 0,12 | 0,08 |
| Umivaonik (mikser) | 0,12 | 0,08 |
| Umivaonik (slavine za vodu) | 0,10 | 0,10 |
| Slavina za zalijevanje | 0,3 | 0,3 |
Ako namjeravate koristiti više uređaja istovremeno, protok se zbraja. Dakle, u slučaju kada tuš radi na prvom katu uz istodobnu upotrebu WC-a na drugom katu, logično je dodati volumen potrošnje vode od strane oba potrošača - 0,12 + 0,12 = 0,22 litre / sekunde.
Tlak vode u budućem vodoopskrbi ovisi o ispravnosti izračuna
Važno! Sljedeće pravilo primjenjuje se na cjevovode za protupožarnu vodu: za jedan mlaz mora osigurati protok od najmanje 2,5 litre / sek.
Sasvim je jasno da se tijekom gašenja požara broj mlazeva iz jednog vatrogasnog hidranta određuje prema području i vrsti zgrade. Radi lakšeg upućivanja, informacije o ovom pitanju dostupne su i u tabelarnom obliku.
tablica 2
| Vrsta zgrade | Potrebna količina gašenja požara |
| Administracija poduzeća (zapremina do 25.000 kubika) | 1 |
| Javne zgrade (zapremina do 25 000 kubnih metara, više od 10 katova) | 2 |
| Javne zgrade (zapremina do 25 000 kubnih metara, do 10 katova) | 1 |
| Upravna zgrada (zapremina do 25 000 kubnih metara, 10 i više katova) | 2 |
| Upravna zgrada (od 6 do 10 katova) | 1 |
| Stambena zgrada (od 16 do 25 spratova) | 2 |
| Stambena zgrada (do 16 katova) | 1 |
Protok
Pretpostavimo da smo suočeni sa zadatkom izračunavanja slijepe vodovodne mreže pri zadanom vršnom protoku kroz nju. Svrha izračuna je odrediti promjer pri kojem će se osigurati prihvatljiv protok kroz cjevovod (prema SNiPu - 0,7 - 1,5 m / s).
Za odabir promjera cijevi potrebni su i proračuni.
Primjenjujemo formule. Veličina cjevovoda povezana je sa protokom vode i njegovom protokom sljedećim formulama:
S = π * R2 gdje
S je površina poprečnog presjeka cijevi.Mjerna jedinica - kvadratni metar; π je poznati iracionalni broj; R je polumjer unutarnjeg promjera cijevi.
Mjerna jedinica - isti kvadratni metar.
Na bilješku! Za cijevi od lijevanog željeza i čelika, polumjer se obično izjednačava s polovicom njihovog nazivnog promjera (DN). Većina plastičnih cijevnih proizvoda ima nazivni vanjski promjer za jedan korak veći od unutarnjeg promjera. Na primjer, za polipropilensku cijev s unutarnjim presjekom od 32 milimetra, vanjski promjer je 40 milimetara.
Sljedeća formula izgleda ovako:
W = V × S, gdje
W - potrošnja vode u kubičnim metrima; V - protok vode (m / s); S - površina presjeka (četvornih metara).
Primjer. Izračunat ćemo cjevovod sustava za gašenje požara za jedan mlaz, protok vode u kojem je 3,5 litre u sekundi. U SI sustavu vrijednost ovog pokazatelja bit će: 3,5 l / s = 0,0035 m3 / s. Ova potrošnja po mlaznom vodu normalizirana je za gašenje vatre unutar skladišnih i industrijskih zgrada obujma od 200 do 400 kubika i visine do 50 metara.
Za polimerne cijevi, vanjski promjer može biti jedan korak veći od unutarnjeg
Prvo uzimamo drugu formulu i izračunavamo minimalnu površinu poprečnog presjeka. Ako je brzina 3 m / s., Ovaj je indikator jednak
S = Š / V = 0,0035 / 3 = 0,0012 m2
Tada će polumjer unutarnjeg dijela cijevi biti takav:
R = √S / π = 0,019 m.
Dakle, unutarnji promjer cjevovoda trebao bi biti jednak minimalnom
Ext. = 2R = 0,038 m = 3,8 centimetara.
Ako je rezultat izračuna srednja vrijednost između standardnih vrijednosti dimenzija cjevastih proizvoda, zaokruživanje se vrši prema gore. To je, u ovom slučaju, prikladna standardna čelična cijev s DN = 40 mm.
Koliko je lako saznati promjer. Da biste brzo izvršili proračun, možete koristiti drugu tablicu koja izravno odnosi protok vode kroz cjevovod na njegov nazivni promjer. To je predstavljeno u nastavku.
Tablica 3
| Potrošnja, litra / sek. | Minimalni daljinski upravljač cjevovoda, milimetri |
| 10 | 50 |
| 6 | 40 |
| 4 | 32 |
| 2,4 | 25 |
| 1,2 | 20 |
| 0,6 | 15 |
| 0,20 | 10 |
Gubitak pritiska
Izračun gubitka tlaka u dijelu cjevovoda poznate duljine vrlo je jednostavan. Ali ovdje trebate koristiti priličnu količinu varijabli. Njihove vrijednosti možete pronaći u imenicima. A formula je sljedeća:
P = b × L × (1 + K), gdje
P - gubitak tlaka u metrima vode. Ova karakteristika je primjenjiva s obzirom na činjenicu da se tlak vode u njenom protoku mijenja; b - hidraulički nagib cjevovoda; L je duljina cjevovoda u metrima; K je poseban koeficijent. Ova postavka ovisi o namjeni mreže.
Na gubitak tlaka utječe prisutnost zapornih ventila i zavoja cijevi.
Ova je formula uvelike pojednostavljena. U praksi, pad tlaka nastaje zbog ventila i zavoja cijevi. Sa slikama koje predstavljaju ovaj fenomen u okovima možete se upoznati proučavanjem sljedeće tablice.
Tablica 4
| Ekvivalentno duljini ravnog dijela cjevovoda, metara | ||||||||||||
| Promjer | 300 | 250 | 200 | 150 | 125 | 100 | 80 | 65 | 50 | 40 | 32 | 25 |
| 50% otvoreni graničnik | 60 | 60 | 60 | 45 | 30 | 30 | 15 | 15,0 | 15 | 15,0 | 15 | 15,0 |
| 75% otvoreni graničnik | 8 | 8 | 8 | 6 | 4 | 4 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 |
| 100% otvoreni graničnik | 2 | 2 | 2 | 1,5 | 1 | 1 | 0,50 | 0,50 | 0,5 | 0,5 | 0,50 | 0,5 |
| Provjeriti ventil | 35 | 25 | 25 | 20 | 15 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 |
| Preklopni povratni ventil | 45 | 30 | 30 | 25 | 20 | 15 | 12 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 |
| Konično sužavanje | 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 stupnjeva lakta | 7 | 5 | 4 | 2,7 | 2,5 | 1,7 | 1,30 | 0,9 | 0,70 | 0,6 | 0,40 | 0,3 |
| Zavoj od 90 stupnjeva | 5,5 | 5 | 3 | 2 | 1,8 | 1,20 | 1 | 0,7 | 0,50 | 0,4 | 0,30 | 0,2 |
Neke elemente gornje formule potrebno je komentirati. Izgledi su jednostavni. Njegove vrijednosti mogu se naći u SNiPa br. 2.04.01-85.
Tablica 5
|
Namjena vodoopskrbe |
Koeficijent |
| Gašenje požara | 0,15 |
| Piće u domaćinstvu | 0,3 |
| Gašenje požara | 0,1 |
| Gospodarska proizvodnja i vatra | 0,2 |
Što se tiče koncepta "hidrauličnog nagiba", onda je sve puno složenije.
Važno! Ova karakteristika pokazuje otpor cijevi na gibanje vode.
Hidraulički nagib je derivat slijedećih parametara:
- protok. Ovisnost je izravno proporcionalna, to jest, što je hidraulički otpor veći, brži se tok kreće;
- promjer cijevi.Ovdje je ovisnost već obrnuto proporcionalna: hidraulički otpor raste s smanjenjem presjeka strojarske grane;
- hrapavost zidova. Ovaj pokazatelj zauzvrat ovisi o materijalu cijevi (površina tvrdog polipropilena ili polipropilena je glađa od čelika). U nekim je slučajevima važan čimbenik starost vodovodnih cijevi. Naslage kamenca i hrđe formirane tijekom vremena povećavaju hrapavost površine njihovih zidova.
U starim se cijevima hidraulički otpor povećava, jer se zbog preraslih unutarnjih zidova cijevi njihov zazor sužava
Koristeći Shevelev tablicu
Da biste riješili problem povezan s određivanjem hidrauličnog nagiba pomoću kalkulatora, možete u potpunosti koristiti tablicu hidrauličkog izračuna vodovodnih cijevi koju je razvio Shevelev F.A. Sadrži podatke za različite promjere, materijale i protok. Uz to, tablica sadrži amandmane koji se odnose na stare cijevi. Ali ovdje treba razjasniti jednu točku: dobne korekcije ne primjenjuju se na sve vrste proizvoda od polimernih cijevi. Površinska struktura običnog ili umreženog polietilena, polipropilena i metalne plastike ne mijenja se tijekom cijelog razdoblja rada.
Zbog velike količine Shevelevske tablice nije praktično u potpunosti je objaviti. Ispod je samo mali izvadak iz ovog dokumenta za plastičnu cijev promjera 16 milimetara.
Tablica 6
| Brzina, m / s | Brzina protoka litra / sek | Hidraulički nagib za cjevovod dužine 1000 metara (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 |
Kada analiziramo rezultate izračuna pada tlaka, mora se imati na umu da većina vodovodnih instalacija zahtijeva normalan nadtlak za normalan rad. SNiP, usvojen prije 30 godina, daje podatke za već zastarjelu opremu. Moderniji modeli opreme za kućanstvo i sanitarne opreme zahtijevaju za normalan rad nadtlak najmanje 0,3 kgf / cm2 (ili 3 metra tlaka). Međutim, kao što pokazuje praksa, u proračun je bolje staviti malo veću vrijednost ovog parametra - 0,5 kgf / cm2.
Normalan rad vodovoda osigurava se prekomjernim tlakom u cjevovodu
Primjeri
Radi bolje asimilacije podataka u nastavku je primjer hidrauličkog izračuna plastičnog dovoda vode. Sljedeći podaci prihvaćaju se kao početni podaci:
- promjer - 16,6 mm;
- duljina - 27 metara;
- najveća dopuštena brzina protoka vode je 1,5 m / s.
Na bilješku! Nakon puštanja u pogon vodoopskrbnog sustava, ispitivanja se provode s tlakom jednakim najmanje radniku pomnoženom s faktorom 1,3. U ovom slučaju, akt hidrauličkog ispitivanja određenog grana cjevovoda treba sadržavati oznake ispitnog tlaka, kao i trajanje ispitnog rada.
Hidraulički nagib duljine 1000 metara je (uzimamo vrijednost iz tablice) 319,8. Ali kako formula za izračun pada tlaka ne smije biti supstituirana za 1000i, već jednostavno i, ovaj se pokazatelj mora podijeliti s 1000. Kao rezultat, dobivamo:
319,8:1000=0,3198
Za opskrbu pitkom vodom za kućanstvo koeficijent K uzima se jednako 0,3.
Prilikom izračuna važno je uzeti u obzir svrhu opskrbe vodom
Nakon zamjene tih vrijednosti formula će izgledati ovako:
P = 0,3198 × 27 × (1 + 0,3) = 11,224 metra.
Tako će se na krajnjem vodovodnom uređaju stvoriti nadtlak jednak 0,5 atmosfere pod tlakom u cjevovodu vodovoda od 0,5 + 1,12 = 1,622 kgf / cm2. A budući da tlak u liniji, u pravilu, ne padne ispod 2,5 - 3 atmosfere, ovo je stanje sasvim izvedivo.
Hidraulički proračun cjevovoda sustava grijanja pomoću programa
Proračun grijanja privatne kuće prilično je kompliciran postupak. Međutim, posebni programi to uvelike pojednostavljuju. Danas je na raspolaganju izbor nekoliko mrežnih usluga ove vrste. Izlaz sadrži sljedeće podatke:
- potreban promjer cjevovoda;
- određeni ventil koji se koristi za uravnoteženje;
- veličine grijaćih elemenata;
- vrijednosti osjetnika diferencijalnog tlaka;
- kontrolni parametri za termostatske ventile;
- numeričke postavke regulatornih dijelova.
Oventrop co program za izbor polipropilenskih cijevi. Prije nego što ga pokrenete, morate odrediti potrebne dijelove opreme i postaviti postavke. Na kraju izračuna korisnik dobiva nekoliko opcija za implementaciju sustava grijanja. Oni iterativno mijenjaju promjene.
Izračun toplinske mreže omogućuje vam odabir pravih cijevi i otkrivanje protoka rashladne tekućine
Ovaj softver za hidraulički proračun omogućuje vam odabir cijevnih elemenata linije željenog promjera i određivanje protoka rashladne tekućine. To je pouzdan pomoćnik u proračunu i jednocijevne i dvocijevne konstrukcije. Praktičnost rada jedna je od glavnih prednosti Oventrop co. Ovaj program uključuje gotove blokove i kataloge materijala.
Program HERZ CO: proračun uzimajući u obzir kolektor. Ovaj je softver slobodno dostupan. Omogućuje vam izračun računa bez obzira na broj cijevi. HERZ CO pomaže u kreiranju projekata za renovirane i nove zgrade.
Bilješka! Postoji jedno upozorenje: smjesa glikola koristi se za stvaranje struktura.
Program se također usredotočuje na proračun jedno- i dvocijevnih sustava grijanja. Uz njegovu pomoć uzima se u obzir djelovanje termostatskog ventila, a određuju se i gubici tlaka u grijaćim uređajima te pokazatelj otpornosti na protok nosača topline.
Rezultati izračuna prikazani su u grafičkom i shematskom obliku. HERZ CO ima pomoćnu funkciju. Program ima modul koji obavlja funkciju pretraživanja i lokalizacije pogrešaka. Softverski paket sadržavat će katalog podataka o uređajima za grijanje i ventilima.
Softverski proizvod Insta-Therm HCR. Pomoću ovog softvera mogu se izračunati radijatori i površinsko grijanje. Dobavni komplet uključuje modul Tece, koji sadrži rutine za projektiranje različitih vrsta vodovodnih sustava, skeniranje crteža i izračunavanje toplinskih gubitaka. Program je opremljen raznim katalozima koji sadrže armature, baterije, toplinsku izolaciju i razne spojeve.
Duljina cjevovoda važna je za proračun
Računalni program "TRANSIT". Ovaj softverski paket omogućuje multivarijantni hidraulički proračun naftovoda u kojima postoje usredne crpne stanice za ulje (u daljnjem tekstu NPS). Početni podaci su:
- apsolutna hrapavost cijevi, tlak na kraju linije i njegova duljina;
- elastičnost i kinematička viskoznost zasićenih para ulja i njegova gustoća;
- proizvesti i broj crpki uključenih u glavnoj stanici i na srednjim crpnim stanicama;
- izgled cijevi po promjeru;
- profil cjevovoda.
Rezultat izračuna predstavljen je u obliku podataka o karakteristikama gravitacijskih presjeka prtljažnika i o stupnju crpljenja. Uz to se korisniku daje tablica koja prikazuje vrijednost tlaka prije i nakon bilo kojeg od NPS-a.
Zaključno, treba reći da su gore navedene najjednostavnije metode izračuna. Profesionalci koriste mnogo složenije sheme.
