Hidraulikus számítás a csővezetékek kiválasztásához: módszerek

Fűtővezetékek, épületek fűtési rendszerei, gépek hidraulikus áramkörei, vízelvezető rendszerek, vízcsövek - ezek az elemek csővezetékekből állnak. Az ezek alapján létrehozott műszaki kommunikáció a leggazdaságosabb eszköz a különféle anyagok szállításához. A csővezetékek hidraulikus számítása lehetővé teszi számos jellemző értékének meghatározását a csővezeték csőelemeinek maximális teljesítménye mellett.

Mit számítanak

Ezt az eljárást a következő műszaki kommunikációs működési paraméterek figyelembevételével hajtják végre.

1. Folyadékáram a vízellátás egyes szegmensein.
2. A munkaközeg áramlási sebessége a csövekben.
3. A vízellátás optimális átmérője, amely elfogadható nyomásesést biztosít.

Részletesen mérlegelje ezen mutatók kiszámításának módszertanát.

Vízfogyasztás

Az egyes vízvezeték-szerelvények normatív vízfogyasztására vonatkozó adatokat az SNiP 2.04.01-85 függelék tartalmazza. Ez a dokumentum a csatornahálózatok és a belső vízellátó rendszerek építését szabályozza. Az alábbiakban a vonatkozó táblázat része.

Asztal 1

Vízvezeték-szerelvény	Teljes áram (használati meleg víz és hideg víz), liter / másodperc	Hideg víz fogyasztása, liter / másodperc
WC-csésze közvetlen vízszeleppel	1,4	1,4
WC-csész egy tartállyal a víz elvezetéséhez	0,10	0,10
Zuhanykabin (keverő)	0,12	0,08
Fürdő (keverő)	0,25	0,17
Mosogató (keverő)	0,12	0,08
Mosdó (keverő)	0,12	0,08
Mosdó (vízcsapok)	0,10	0,10
Öntözési csap	0,3	0,3

Ha egyszerre több eszközt kíván használni, akkor az áramlás összeadódik. Tehát abban az esetben, ha a zuhany az első emeleten működik, miközben a második emeleti WC-t egyidejűleg használja, logikus a két fogyasztó vízfogyasztásának hozzáadása - 0,12 + 0,10 = 0,22 liter / másodperc.

Fontos! A tűzvízvezetékekre a következő szabály vonatkozik: egy sugárhajtóműnek legalább 2,5 liter / sec áramlási sebességgel kell rendelkeznie.

Teljesen világos, hogy a tűzoltás során az egyik tűzcsap fúvókáinak számát az épület területe és típusa határozza meg. A hivatkozás megkönnyítése érdekében a kérdéssel kapcsolatos információk táblázatos formában is rendelkezésre állnak.

2. táblázat

Épület típusa	Tűzoltáshoz szükséges mennyiség
Vállalkozások adminisztrációja (térfogat 25 000 köbméterig)	1
Középületek (térfogata 25 000 köbméter, több mint 10 emelet)	2
Középületek (térfogata 25 000 köbméter, 10 emeletig)	1
Menedzsment épület (térfogata 25 000 köbméter, 10 és több emelet)	2
Menedzsment épület (6-10 emelet)	1
Lakóépület (16-25 emelet)	2
Lakóépület (legfeljebb 16 emelet)	1

Áramlási sebesség

Tegyük fel, hogy azzal a feladattal kell szembenéznünk, hogy egy zsákutca vízellátó hálózatot kiszámítsunk egy adott csúcsáramlási sebességgel. A számítások célja az átmérő meghatározása, amely mellett a csővezetéken átmenő átfolyási sebesség biztosított (SNiPu szerint - 0,7 - 1,5 m / s).

A képleteket alkalmazzuk. A csővezeték mérete a következő képletekkel függ össze a víz áramlási sebességével és áramlási sebességével:

S = π * R² ahol

S a cső keresztmetszeti területe.Mértékegység - négyzetméter; π az ismert irracionális szám; R a cső belső átmérőjének sugara.

Mértékegység - ugyanaz a négyzetméter.

Megjegyzés: Öntöttvas és acélcsövek esetén a sugár általában névleges átmérőjük (DN) felének felel meg. A legtöbb műanyag csőtermék névleges külső átmérőjével egy lépéssel nagyobb a belső átmérő. Például egy 32 mm belső keresztmetszetű polipropilén cső esetében a külső átmérő 40 mm.

A következő képlet így néz ki:

W = V × S, ahol

W - vízfogyasztás köbméterben; V - vízáram sebessége (m / s); S - szekcionált terület (négyzetméter).

Példa. Kiszámoljuk a tűzoltó rendszer csővezetékét egy fúvóka számára, amelynek vízáramlása másodpercenként 3,5 liter. Az SI rendszerben ennek a mutatónak a értéke: 3,5 l / s = 0,0035 m3 / s. Ez a sugármennyiségű áramlási sebesség úgy normalizálódik, hogy a tűz oltjon a tároló- és ipari épületekben, amelynek térfogata 200–400 köbméter és legfeljebb 50 méter.

Először a második képletet vesszük és kiszámoljuk a minimális keresztmetszeti területet. Ha a sebesség 3 m / s, akkor ez a jelző egyenlő:

S = W / V = ​​0,0035 / 3 = 0,0012 m2

Akkor a cső belső szakaszának sugara így lesz:

R = √S / π = 0,019 m.

Így a csővezeték belső átmérőjének minimumnak kell lennie

Ext. = 2R = 0,038 m = 3,8 centiméter.

Ha a számítások eredménye egy közbenső érték a cső alakú termékek méretének standard értékei között, akkor a kerekítést felfelé hajtják végre. Vagyis ebben az esetben egy normál acélcső, amelynek DN = 40 mm.

Milyen könnyű megismerni az átmérőt. A gyors számítás elvégzéséhez használhat egy másik táblázatot, amely a csővezetéken átfolyó víz áramlását közvetlenül a névleges átmérőjéhez kapcsolja. Az alábbiakban bemutatjuk.

3. táblázat

Fogyasztás, liter / másodperc	A csővezeték minimális távirányítója, milliméter
10	50
6	40
4	32
2,4	25
1,2	20
0,6	15
0,20	10

 

Nyomáscsökkenés

Az ismert hosszúságú csővezeték szakaszában a nyomásveszteség kiszámítása meglehetősen egyszerű. De itt tisztességes mennyiségű változót kell használni. Értékeiket a könyvtárakban találhatja meg. És a képlet a következő:

P = b × L × (1 + K), ahol

P - nyomásveszteség vízméterben. Ez a jellemző alkalmazható, tekintettel arra a tényre, hogy a víz nyomása áramlásában megváltozik; b - a csővezeték hidraulikus lejtése; L a csővezeték hossza méterben; K egy speciális együttható. Ez a beállítás a hálózat céljától függ.

Ez a képlet jelentősen egyszerűsödik. A gyakorlatban a nyomásesést a szelepek és a csövek hajlítása okozza. Az ezt a jelenséget a szerelvényekben ábrázoló számokkal megismerkedhet a következő táblázat tanulmányozásával.

4. táblázat

	A csővezeték egyenes szakaszának hossza, méter
Átmérő	300	250	200	150	125	100	80	65	50	40	32	25
50% -ban nyitott csappantyú	60	60	60	45	30	30	15	15,0	15	15,0	15	15,0
75% -ban nyitott csappantyú	8	8	8	6	4	4	2	2	2	3	3	2
100% -ban nyitott csappantyú	2	2	2	1,5	1	1	0,50	0,50	0,5	0,5	0,50	0,5
Ellenőrizd a szelepet	35	25	25	20	15	10	9	8	7	6	5	4
Összecsukható visszacsapó szelep	45	30	30	25	20	15	12	10	9	8	7	6
Kúpos szűkítés	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 fokos könyök	7	5	4	2,7	2,5	1,7	1,30	0,9	0,70	0,6	0,40	0,3
90 fokos kanyar	5,5	5	3	2	1,8	1,20	1	0,7	0,50	0,4	0,30	0,2

 

A fenti képlet néhány elemét meg kell kommentálni. Az esélyek egyszerűek. Értékeit a SNiPa 2.04.01-85 sz.

5. táblázat

A vízellátás célja	Együttható
Tűzoltás	0,15
Háztartási ivás	0,3
Tűzoltás	0,1
Gazdaságos termelés és tűz	0,2

 

Ami a "hidraulikus lejtő" fogalmát illeti, akkor minden sokkal bonyolultabb.

Fontos! Ez a tulajdonság jelzi a cső által a víz mozgására kifejtett ellenállást.

A hidraulikus lejtő a következő paraméterek származéka:

• áramlási sebesség. A függőség közvetlenül arányos, azaz minél nagyobb a hidraulikus ellenállás, annál gyorsabban halad az áramlás;
• csőátmérő.Itt a függőség már fordítottan arányos: a hidraulikus ellenállás növekszik a mérnöki ág keresztmetszetének csökkenésével;
• a falak egyenetlensége. Ez a mutató viszont a cső anyagától függ (a HDPE vagy a polipropilén felülete simább, mint az acélé). Bizonyos esetekben fontos tényező a vízvezetékek kora. Az idővel képződött mészlerakódások és rozsda növeli falaik felületi érdességét.

A Shevelev asztal segítségével

A hidraulikus lejtő számológép segítségével történő meghatározásával kapcsolatos probléma megoldásához használhatja a Shevelev F.A által kidolgozott vízcsövek hidraulikus számítási táblázatát. Különböző átmérőkre, anyagokra és áramlási sebességre vonatkozó adatokat tartalmaz. Ezenkívül a táblázat a régi csövekre vonatkozó módosításokat tartalmaz. De itt egy pontot tisztázni kell: a korrekció nem vonatkozik minden típusú polimer csőtermékre. A közönséges vagy térhálósított polietilén, polipropilén és fém műanyag felületi szerkezete a működés teljes ideje alatt nem változik.

A Shevelev tábla nagy volumenének köszönhetően nem célszerű azt teljesen közzétenni. Az alábbiakban csak egy kis részlet található a dokumentumból egy 16 mm átmérőjű műanyag csőhöz.

6. táblázat

Sebesség, m / s	Átáramlási sebesség liter / mp	Hidraulikus lejtő 1000 méteres (1000i) csővezetéknél
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

A nyomásesés kiszámításának eredményeinek elemzésekor szem előtt kell tartani, hogy a vízvezeték-szerelvények többsége a normál működéshez bizonyos mértékű túlnyomást igényel. A 30 évvel ezelőtt elfogadott SNiP adatokkal szolgál a már elavult berendezésekre vonatkozóan. A háztartási és egészségügyi berendezések korszerűbb modelljei a normál működéshez megkövetelik, hogy a túlnyomás legalább 0,3 kgf / cm2 (vagy 3 méter nyomás) legyen. Mint azonban a gyakorlat azt mutatja, jobb, ha a számításba e paraméter valamivel nagyobb értékét - 0,5 kgf / cm2 - vesszük.

Példák

Az alábbi információk jobb asszimilációja érdekében a műanyag vízellátás hidraulikus számításának egyik példája. A következő adatokat fogadják el kezdeti adatokként:

• átmérő - 16,6 mm;
• hosszúság - 27 méter;
• a megengedett legnagyobb vízáram sebesség 1,5 m / s.

Megjegyzés: A vízellátó rendszer üzembe helyezésekor a teszteket olyan nyomással kell elvégezni, amely legalább a munkavállaló szorzata, szorozva 1,3-es tényezővel. Ebben az esetben a csővezeték egy adott ágának hidraulikus vizsgálatának tartalmaznia kell a tesztnyomás jelét, valamint a teszt munkájának időtartamát.

Az 1000 méter hosszú hidraulikus meredekség (az értéket a táblázatból vesszük) 319,8. Mivel azonban a nyomásesés kiszámításának képletét nem helyettesíteni kell az 1000i-vel, hanem egyszerűen i-vel, ezt a mutatót el kell osztani 1000-vel. Ennek eredményeként kapjuk:

        319,8:1000=0,3198

A háztartási ivóvízellátásnál a K együtthatót 0,3-nak kell tekinteni.

Ezen értékek helyettesítése után a képlet így néz ki:

P = 0,3198 × 27 × (1 + 0,3) = 11,224 méter.

Így a vízvezeték-szerelvény végén 0,5 atmoszférával megegyező túlnyomás jön létre a vízellátó rendszer vezetékének nyomásánál 0,5 + 1,122 = 1,622 kgf / cm2 nyomással. És mivel a nyomás a vezetékben általában nem esik 2,5-3 atmoszféra alá, ez a feltétel teljesen megvalósítható.

Fűtési rendszerek csővezetékeinek hidraulikus kiszámítása programok segítségével

A magánház fűtésének kiszámítása meglehetősen bonyolult eljárás. A speciális programok azonban jelentősen leegyszerűsítik. Manapság számos ilyen típusú online szolgáltatás elérhető. A kimenet a következő adatokat tartalmazza:

• a csővezeték szükséges átmérője;
• egy bizonyos szelepet, amelyet a kiegyensúlyozáshoz használnak;
• fűtőelemek méretei;
• nyomáskülönbség-érzékelők értékei;
• termosztatikus szelepek vezérlési paraméterei;
• a szabályozó részek numerikus beállításai.

Oventrop társprogram a polipropilén csövek kiválasztására. Indítás előtt meg kell határoznia a szükséges felszerelést és be kell állítania a beállításokat. A számítások végén a felhasználó számos lehetőséget kap a fűtési rendszer bevezetésére. Iratív módon változtatásokat hajtanak végre.

Ez a hidraulikus számítási szoftver lehetővé teszi a kívánt átmérőjű csőelemek kiválasztását és a hűtőfolyadék áramlási sebességének meghatározását. Megbízható asszisztens az egy- és a kétcsöves szerkezetek kiszámításában. A munka kényelme az Oventrop co egyik fő előnye. Ez a program kész blokkokat és anyagkatalógusokat tartalmaz.

HERZ CO program: számítás a kollektor figyelembevételével. Ez a szoftver szabadon elérhető. Ez lehetővé teszi számítások elvégzését a csövek számától függetlenül. A HERZ CO segít felújított és új épületek építésében.

Jegyzet! Van egy figyelmeztetés: a glikolkeveréket használják struktúrák létrehozására.

A program az egy- és kétcsöves fűtési rendszerek kiszámítására is összpontosít. Segítségével figyelembe veszik a termosztatikus szelep működését, meghatározzák a fűtőberendezések nyomásveszteségét és a hőhordozó áramlási ellenállásának mutatóját.

A számítási eredmények grafikus és sematikus formában jelennek meg. A HERZ CO súgó funkcióval rendelkezik. A programnak van egy modulja, amely elvégzi a hibák keresésének és lokalizálásának a funkcióját. A szoftvercsomag tartalmaz egy katalógust a fűtőberendezésekről és a szelepekről.

Instal-Therm HCR szoftver termék. Ennek a szoftvernek a segítségével kiszámolhatók a radiátorok és a felületi fűtés. A szállítókészlet tartalmazza a Tece modult, amely rutinokat tartalmaz különféle típusú vízellátó rendszerek tervezésére, rajzok szkennelésére és a hőveszteség kiszámítására. A program különféle katalógusokkal van felszerelve, amelyek szerelvényeket, elemeket, hőszigetelést és különféle szerelvényeket tartalmaznak.

"TRANSIT" számítógépes program. Ez a szoftvercsomag lehetővé teszi az olajvezetékek többváltozós hidraulikus kiszámítását, amelyekben köztes olajszivattyú-állomások vannak (a továbbiakban NPS). A kiindulási adatok a következők:

• a csövek abszolút egyenetlensége, nyomás a vezeték végén és annak hossza;
• az olaj telített gőzeinek rugalmassága és kinematikus viszkozitása és sűrűsége;
• a szivattyúk gyártmánya és száma, mind a központi állomáson, mind a közbenső szivattyúkon;
• a cső átmérője szerinti elrendezés;
• csővezeték profilja.

A számítási eredményt a csomagtartó gravitációs szakaszának jellemzőire és a szivattyúzási sebességre vonatkozó adatok formájában mutatják be. Ezenkívül a felhasználónak egy táblázatot kap, amely bemutatja a NPS előtti és utáni nyomásértéket.

Összegzésképpen el kell mondani, hogy a legegyszerűbb számítási módszereket a fentiekben adtuk meg. A szakemberek sokkal összetettebb sémákat használnak.