Calcolo del consumo di acqua da parte della sezione interna del tubo: formule e altri metodi

Il calcolo del consumo di acqua sulla sezione trasversale di una tubatura dell'acqua funge da punto di partenza in un complesso sistema di calcoli idrodinamici. Quando si costruisce o si ricostruisce un edificio, quando si organizza un sistema di estinzione dell'incendio, è indispensabile calcolare la quantità di acqua che fluirà all'oggetto a una pressione nota nel sistema se sono installati tubi di una determinata sezione.

Nel calcolare il flusso d'acqua, vengono presi in considerazione diversi fattori, uno dei più importanti è la sezione trasversale del tubo di alimentazione e la pressione nel sistema

Quali fattori tengono conto nel calcolo del flusso d'acqua

La determinazione del flusso d'acqua in base al diametro del tubo consente di ottenere dati molto vicini al reale, ma non sempre. Oltre al diametro del tubo, numerosi fattori influenzano la portata reale:

• livello di pressione. A pressioni più elevate nel sistema di tubazioni, i consumatori riceveranno più acqua. Il calcolo del flusso d'acqua per diametro del tubo e pressione consente di ottenere dati più precisi rispetto all'utilizzo di un solo parametro. Sulla base di questi valori, viene determinato lo spessore della parete del tubo richiesto;
• la pressione dell'acqua nel sistema dipende da variazioni nel diametro dei tubi, curve e curve, rami, presenza di valvole di intercettazione. Quanto più complicata è la configurazione del sistema di approvvigionamento idrico, tanto più difficile è determinare gli indicatori reali della portata dell'acqua attraverso il tubo ad una pressione specificata secondo SNiP;
• la forza di attrito che impedisce il movimento del flusso d'acqua, con una maggiore lunghezza del sistema, la portata dell'acqua attraverso il tubo è significativamente ridotta, poiché la velocità del fluido si muove;
• rugosità delle pareti interne dell'approvvigionamento idrico. Le moderne strutture polimeriche hanno un rendimento superiore di circa il dieci percento rispetto agli ultimi prodotti di materiali tradizionali: cemento, ghisa e acciaio;
• durante un uso prolungato, vari depositi intasano l'interno della tubazione. La modifica del rilievo interno dovuta all'intasamento è difficilmente calcolabile utilizzando formule matematiche. Quindi, per determinare con precisione la quantità di acqua che passa attraverso il tubo sarà impossibile. I nuovi materiali polimerici consentono di non tener conto del fattore di intasamento graduale del sistema, poiché la formazione di escrescenze sulla loro superficie interna è praticamente eliminata.

Il consumo di acqua dipenderà dalla configurazione della fornitura idrica, nonché dal tipo di tubi da cui è montata la rete

Pertanto, quando si calcola la pressione dell'acqua in base al diametro del tubo, senza tenere conto di altri fattori che influenzano la portata effettiva del liquido, è possibile commettere errori significativi.

Metodi per il calcolo della quantità di acqua lungo la sezione trasversale del tubo

Il throughput della pipeline può essere calcolato utilizzando diversi metodi. Puoi usare:

• metodi fisici di calcolo secondo formule speciali che sono eccellenti quando si eseguono calcoli per l'approvvigionamento idrico e le acque reflue;
• metodi tabulari di calcolo, fornendo valori approssimativi, che nella maggior parte dei casi sono sufficienti per prendere decisioni successive. Per ottenere valori precisi, utilizzare le tabelle Shevelev.Oltre alla sezione interna, queste tabelle tengono conto di una serie di altri parametri, il cui effetto influenza il throughput della pipeline;
• calcolatori online speciali gratuiti;
• programmi speciali per computer per il calcolo di vari parametri associati al funzionamento del sistema di condotte. Le grandi compagnie russe utilizzano il programma Hydrosystem domestico a pagamento. È possibile trovare collegamenti su Internet che consentono di utilizzare il programma TAScope, ampiamente utilizzato in molti paesi.

Calcolo del consumo di acqua per diametro e altri parametri

L'ottenimento dei dati calcolati del flusso d'acqua consente di determinare:

• con la selezione di tubi del diametro desiderato, che è collegato alla portata stimata;
• con lo spessore delle pareti associato alla pressione interna stimata;
• con materiali che verranno utilizzati durante la posa della condotta;
• con tecnologia di installazione del bagagliaio.

Il calcolo del consumo di acqua consente di scegliere il tipo di tubo e il loro diametro

È possibile calcolare la quantità di acqua consumata con una semplice formula:

q = π × d2 / 4 × V

Nella formula sopra, vengono utilizzati i parametri: d - diametro interno del tubo; V è la velocità del flusso del flusso d'acqua; q è il valore del flusso d'acqua.

Nota! Per il calcolo, le caratteristiche della velocità del flusso d'acqua, che può essere sia naturale, con flusso di gravità, sia create artificialmente per mezzo di una fonte esterna di pompaggio, non contano.

In un sistema privo di gravità, in cui l'acqua si muove per gravità da una torre d'acqua, la portata dell'acqua è compresa tra 0,7 m / sa 1,9 m / s (in un sistema di approvvigionamento idrico cittadino, il flusso d'acqua di solito si sposta alla velocità di un metro e mezzo al secondo). Quando si utilizza una fonte esterna per l'iniezione, la velocità ad esse collegata è determinata dai dati del passaporto del compressore.

La formula sopra include tre parametri e consente, conoscendone due, di determinare il terzo.

Determinazione del flusso d'acqua con una possibile caduta di pressione

La formula considerata per determinare il flusso d'acqua in base al diametro interno del tubo e alla velocità del flusso d'acqua è considerata semplificata. Non tiene conto del cambiamento di pressione sotto l'influenza di circostanze che possono portare a una pressione inferiore o superiore nel sistema di tubazioni. La formula di Darcy ti consente di fare un calcolo che tiene conto delle perdite nei punti estremi della pipeline. Sembra così:

ΔΡ = λL / D * V²/ 2gρ

La formula di Darcy tiene conto dei seguenti parametri:

P è la viscosità; λ è il coefficiente di attrito, il cui valore è determinato da:

• la configurazione della condotta, semplice o con curve e curve complesse;
• turbolenza nel flusso d'acqua;
• rugosità della superficie interna del tubo;
• la presenza di ostacoli sotto forma di sezioni mediante valvole di intercettazione.

Il coefficiente di attrito è influenzato dalla presenza di elementi di bloccaggio e dal loro numero

L è la lunghezza dei tubi; D è il valore della sezione interna; V è la velocità di movimento del flusso d'acqua; g è l'accelerazione di gravità.

Calcoli semplificati

La formula di Darcy viene utilizzata in calcoli idrodinamici complessi. Nella maggior parte dei casi, è sufficiente utilizzare la solita formula per determinare la portata. Calcoli complessi possono essere evitati ricorrendo a tabelle basate su una combinazione di quattro parametri:

• i valori della sezione interna - D;
• portata del fluido - q;
• portate - V;
• pendenza del tubo - i.

Un caso speciale di calcoli idrodinamici è la determinazione del flusso d'acqua attraverso il foro del rubinetto. Viene utilizzata la formula q = SV, in cui oltre ai valori di portata e portata, viene introdotto il valore della sezione trasversale del foro del rubinetto. È definito come segue:

S = πr2

Se la velocità del flusso d'acqua non è nota, viene determinata dalla formula Toricelli V = 2gh. Nella formula Toricelli: g è il valore dell'accelerazione di gravità; h è l'altezza della colonna d'acqua sopra il foro del rubinetto.

È del tutto possibile calcolare il consumo di acqua in base al valore noto della sezione trasversale interna del tubo. L'accuratezza di questo calcolo dipenderà dagli effetti di numerosi altri fattori. In alcuni casi, quando non è necessario ottenere valori perfettamente precisi, è del tutto lecito trascurarli. Naturalmente, per calcoli idrodinamici complessi, le formule semplificate sono indesiderabili.