חשמל לחימום, מערכות חימום של בניינים, מעגלים הידראוליים של מכונות, מערכות ניקוז, צינורות מים - כל החפצים הללו מורכבים מצינורות. תקשורת הנדסית שנוצרה על בסיסם הם האמצעים החסכוניים ביותר להובלת חומרים שונים. חישוב הידראולי של צינורות מאפשר לך לקבוע את הערכים של מאפיינים רבים בתפוקה המרבית של אלמנטי הצינור של הצינור.
חישובים הידראוליים מבוצעים עבור כל המערכות - חימום, אינסטלציה, ביוב
תוכן
מה מחושב
נוהל זה מבוצע ביחס לפרמטרים ההפעלה הבאים של תקשורת הנדסית.
- קצב זרימת הנוזלים בקטעים בודדים של אספקת המים.
- קצב זרימת הנוזלים בצינורות.
- הקוטר האופטימלי של אספקת המים, המספק ירידת לחץ מקובלת.
שקול את המתודולוגיה לחישוב מדדים אלה בפירוט.
צריכת מים
נתונים על צריכת מים נורמטיבית על ידי אביזרי אינסטלציה פרטניים מצוינים בנספח ל- SNiP 2.04.01-85. מסמך זה מסדיר את הקמת רשתות הביוב ומערכות אספקת מים פנימיות. להלן חלק מהטבלה הרלוונטית.
שולחן 1
| תיקון צנרת | זרימה כוללת (מים חמים ביתיים ומים קרים), ליטר / שנייה | צריכת מים קרים, ליטר / שנייה |
| אסלה עם שסתום מים ישיר | 1,4 | 1,4 |
| אסלה עם מיכל לניקוז מים | 0,10 | 0,10 |
| תא מקלחת (מערבל) | 0,12 | 0,08 |
| אמבטיה (מערבל) | 0,25 | 0,17 |
| כיור (מערבל) | 0,12 | 0,08 |
| כיור (מערבל) | 0,12 | 0,08 |
| כיור (ברזי מים) | 0,10 | 0,10 |
| ברז השקיה | 0,3 | 0,3 |
אם אתה מתכוון להשתמש במספר מכשירים בו זמנית, הזרם מתווסף. לכן, במקרה בו המקלחת עובדת בקומה הראשונה עם השימוש בו זמנית בשירותים בקומה השנייה, הגיוני להוסיף את נפח צריכת המים של שני הצרכנים - 0.12 + 0.10 = 0.22 ליטר / שנייה.
לחץ המים בעתיד אספקת המים תלוי בנכונות החישובים
חשוב! הכלל הבא חל על צינורות מי אש: עבור סילון אחד עליו לספק קצב זרימה של לפחות 2.5 ליטר / שניה.
די ברור שבמהלך כיבוי האש מספר המטוסים ממתקן כיבוי אחד נקבע על פי האזור וסוג הבניין. כדי להקל על ההתייחסות, מידע בנושא זה זמין גם בטבלאות.
שולחן 2
| סוג הבניין | נדרש כמות כיבוי אש |
| ניהול ארגונים (נפח של עד 25,000 קוב) | 1 |
| מבני ציבור (נפח של עד 25,000 קוב, יותר מ -10 קומות) | 2 |
| מבני ציבור (נפח של עד 25,000 קוב, עד 10 קומות) | 1 |
| בניין ניהול (נפח של עד 25,000 קוב, 10 קומות ויותר) | 2 |
| בניין ניהול (מגובה 6 עד 10 קומות) | 1 |
| בניין מגורים (בין 16 ל 25 קומות) | 2 |
| בניין מגורים (עד 16 קומות) | 1 |
קצב זרימה
נניח שעומד בפנינו המשימה לחשב רשת אספקת מים ללא מוצא בקצב זרימה שיא נתון דרכה. מטרת החישובים היא לקבוע את הקוטר בו יבטיח קצב זרימה קביל דרך הצינור (על פי SNiPu - 0.7 - 1.5 מטר / שניות).
כדי לבחור את קוטר הצינור, יש צורך גם בחישובים.
אנו מיישמים את הנוסחאות. גודל הצינור קשור לקצב זרימת המים וקצב הזרימה שלו על ידי הנוסחאות הבאות:
S = π * R2 איפה
S הוא שטח חתך הצינור.יחידת מידה - מטר מרובע; π הוא המספר הלא רציונאלי הידוע; R הוא רדיוס הקוטר הפנימי של הצינור.
יחידת המדידה - אותם מטרים רבועים.
בנימה! עבור צינורות ברזל יצוק ופלדה, הרדיוס בדרך כלל משווה למחצית הקוטר הנומינלי שלהם (DN). לרוב מוצרי צינורות הפלסטיק קוטר חיצוני נומינלי צעד אחד גדול יותר מהקוטר הפנימי. לדוגמה, עבור צינור פוליפרופילן עם חתך רוחב פנימי של 32 מילימטרים, הקוטר החיצוני הוא 40 מילימטרים.
הנוסחה הבאה נראית כך:
W = V × S, איפה
W - צריכת מים במטר מעוקב; V - קצב זרימת מים (m / s); S - שטח חתך (מטר מרובע).
דוגמא. נחשב את צינור מערכת הכיבוי למטוס אחד שזרם המים בו הוא 3.5 ליטר לשנייה. במערכת SI הערך של אינדיקטור זה יהיה: 3.5 ל / ש '= 0.0035 m3 / s. צריכה זו לכל סילון מנורמלת לכיבוי שריפה בתוך מחסני בניינים תעשייתיים בהיקף של 200 עד 400 מטר מעוקב וגובהו עד 50 מטר.
עבור צינורות פולימר, הקוטר החיצוני עשוי להיות צעד אחד גדול יותר מבפנים
ראשית אנו לוקחים את הנוסחה השנייה ומחושבים את שטח החתך המינימלי. אם המהירות היא 3 m / s., מחוון זה שווה ל
S = W / V = 0.0035 / 3 = 0.0012 M2
ואז הרדיוס של החלק הפנימי של הצינור יהיה כך:
R = √S / π = 0.019 מ '.
לפיכך, הקוטר הפנימי של הצינור צריך להיות שווה למינימום
שלוחה = 2R = 0.038 מ '= 3.8 סנטימטרים.
אם תוצאת החישובים היא ערך ביניים בין הערכים הסטנדרטיים של הממדים של המוצרים הצינוריים, מבצעים עיגול כלפי מעלה. כלומר, במקרה זה, צינור פלדה רגיל עם DN = 40 מ"מ מתאים.
כמה קל לגלות את הקוטר. על מנת לבצע חישוב מהיר, תוכלו להשתמש בטבלה אחרת המתייחסת ישירות את זרימת המים דרך הצינור לקוטר הנומינלי שלה. זה מוצג להלן.
שולחן 3
| צריכה, ליטר / שניה. | שליטה מינימלית בצינור, מילימטרים |
| 10 | 50 |
| 6 | 40 |
| 4 | 32 |
| 2,4 | 25 |
| 1,2 | 20 |
| 0,6 | 15 |
| 0,20 | 10 |
אובדן לחץ
החישוב של אובדן הלחץ בקטע של צינור באורך ידוע הוא די פשוט. אבל כאן אתה צריך להשתמש בכמות משתנה לא קטנה. אתה יכול למצוא את הערכים שלהם בספריות. והנוסחה היא כדלקמן:
P = b × L × (1 + K), היכן
P - ירידה בלחץ במטר מים. מאפיין זה ישים נוכח העובדה שלחץ המים בזרימתם משתנה; b - שיפוע הידראולי של הצינור; L הוא אורך הצינור במטרים; K הוא מקדם מיוחד. הגדרה זו תלויה במטרת הרשת.
אובדן הלחץ מושפע מנוכחות שסתומי עצירה וכפיפות צינור.
נוסחה זו מפושטת מאוד. בפועל, טיפות לחץ נגרמות כתוצאה ממסתמים וכיפופי צנרת. בעזרת הדמויות המייצגות תופעה זו באביזרים תוכלו להכיר את עצמכם על ידי עיון בטבלה הבאה.
טבלה 4
| שווה לאורך הקטע הישר של הצינור, מטרים | ||||||||||||
| קוטר | 300 | 250 | 200 | 150 | 125 | 100 | 80 | 65 | 50 | 40 | 32 | 25 |
| שעון מעצר פתוח 50% | 60 | 60 | 60 | 45 | 30 | 30 | 15 | 15,0 | 15 | 15,0 | 15 | 15,0 |
| שעון מעצר פתוח 75% | 8 | 8 | 8 | 6 | 4 | 4 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 |
| שעון מעצר 100% פתוח | 2 | 2 | 2 | 1,5 | 1 | 1 | 0,50 | 0,50 | 0,5 | 0,5 | 0,50 | 0,5 |
| שסתום חד כיווני | 35 | 25 | 25 | 20 | 15 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 |
| שסתום הסימון המתקפל | 45 | 30 | 30 | 25 | 20 | 15 | 12 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 |
| היצרות חרוטית | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
| מרפק 90 מעלות | 7 | 5 | 4 | 2,7 | 2,5 | 1,7 | 1,30 | 0,9 | 0,70 | 0,6 | 0,40 | 0,3 |
| כיפוף של 90 מעלות | 5,5 | 5 | 3 | 2 | 1,8 | 1,20 | 1 | 0,7 | 0,50 | 0,4 | 0,30 | 0,2 |
יש להגיב על כמה מרכיבים מהנוסחה לעיל. הסיכויים פשוטים. ניתן למצוא את ערכיה ב- SNiPa מס '2.04.01-85.
טבלה 5
|
מטרת אספקת המים |
מקדם |
| מלחמת אש | 0,15 |
| שתייה ביתית | 0,3 |
| מלחמת אש | 0,1 |
| ייצור כלכלי ושריפה | 0,2 |
באשר למושג "שיפוע הידראולי", אז הכל הרבה יותר מסובך.
חשוב! מאפיין זה מציג את ההתנגדות המופעלת על ידי הצינור לתנועת מים.
שיפוע הידראולי הוא נגזרת של הפרמטרים הבאים:
- קצב זרימה. התלות היא ביחס ישר, כלומר ההתנגדות ההידראולית גבוהה יותר, ככל שהזרימה נעה מהר יותר;
- קוטר הצינור.כאן התלות היא כבר ביחס הפוך: ההתנגדות ההידראולית עולה עם ירידה בחתך הרוחב של ענף ההנדסה;
- חספוס הקירות. מחוון זה בתורו תלוי בחומר הצינור (משטח ה- HDPE או הפוליפרופילן חלק יותר מזה של הפלדה). בחלק מהמקרים גורם חשוב הוא גיל צינורות המים. מרבצי סיד וחלודה שנוצרו לאורך זמן מגבירים את חספוס פני השטח של קירותיהם.
בצינורות ישנים ההתנגדות ההידראולית עולה, מכיוון שעקב צמיחת יתר של הדפנות הפנימיות של הצינורות, מרווחם מצטמצם.
שימוש בטבלת שבלב
כדי לפתור את הבעיה הקשורה לקביעת המדרון ההידראולי באמצעות מחשבון, אתה יכול להשתמש לחלוטין בטבלת החישובים ההידראוליים של צנרת מים שפותחה על ידי F. Shevelev. הוא מכיל נתונים לגבי קוטרים, חומרים ושיעורי זרימה שונים. בנוסף, הטבלה מכילה תיקונים הנוגעים לצינורות ישנים. אך כאן יש להבהיר נקודה אחת: תיקוני גיל אינם חלים על כל סוגי מוצרי צינור הפולימר. מבנה פני השטח של פוליאתילן, פוליפרופילן ופלסטיק מתכת רגיל או צמודים אינו משתנה במהלך כל תקופת הפעולה.
בזכות הנפח הגדול של טבלת שבלב, אין זה מעשי לפרסם אותו לחלוטין. להלן רק קטע קטן ממסמך זה עבור צינור פלסטיק בקוטר של 16 מילימטרים.
טבלה 6
| מהירות, m / s | קצב זרימה ליטר / שניה | שיפוע הידראולי לאורך צינור של 1000 מטר (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 |
בעת ניתוח תוצאות חישוב ירידת הלחץ, יש לזכור שרוב אביזרי האינסטלציה דורשים נוכחות של לחץ מסוים להפעלה רגילה. ה- SNiP, שאומץ לפני 30 שנה, מספק נתונים עבור ציוד מיושן שכבר היה. דגמים מודרניים יותר של ציוד ביתי וסניטרי דורשים להפעלה רגילה כי לחץ יתר הוא לפחות 0.3 ק"ג / ס"מ (או 3 מטר לחץ). עם זאת, כפי שמראה בפועל, עדיף להכניס לחישוב ערך מעט גדול יותר של פרמטר זה - 0.5 ק"ג / ס"מ.
הפעולה התקינה של אינסטלציה מובטחת על ידי לחץ עודף בצנרת
דוגמאות
להטמעה טובה יותר של המידע בהמשך הוא דוגמה לחישוב הידראולי של אספקת מים מפלסטיק. הנתונים הבאים מתקבלים כנתונים ראשוניים:
- קוטר - 16.6 מ"מ;
- אורך - 27 מטר;
- קצב זרימת המים המרבי המותר הוא 1.5 מ '/ ש.
בנימה! כאשר מערכת אספקת המים מתבצעת, מבוצעות בדיקות בלחץ השווה לפחות לעובד כפול גורם 1.3. במקרה זה, פעולת הבדיקה ההידראולית של ענף מסוים בצנרת צריכה לכלול סימנים על לחץ הבדיקה, כמו גם את משך עבודת הבדיקה.
המדרון ההידראולי באורך 1000 מטר הוא (אנו לוקחים את הערך מהטבלה) 319.8. אך מכיוון שאסור להחליף את הנוסחה לחישוב ירידת הלחץ ב -1000i, אלא פשוט i, יש לחלק את המדד הזה ב -1000. כתוצאה מכך אנו מקבלים:
319,8:1000=0,3198
עבור אספקת מי שתייה ביתיים, מקדם K נלקח שווה ל 0.3.
בעת החישוב חשוב לקחת בחשבון את מטרת אספקת המים
לאחר החלפת ערכים אלה הנוסחה תיראה כך:
P = 0.3198 × 27 × (1 + 0.3) = 11.224 מטר.
לפיכך, לחץ יתר השווה ל -0.5 אטמוספרה יופק בסוף המכשיר הסניטרי בלחץ בצנרת מערכת אספקת המים של 0.5 + 1.122 = 1.622 kgf / cm2. ומכיוון שהלחץ בתור, ככלל, אינו נופל מתחת ל -3.5 - 3 אטמוספרות, מצב זה די בר-ביצוע.
חישוב הידראולי של צנרת מערכות חימום באמצעות תוכניות
חישוב חימום בית פרטי הוא הליך מסובך למדי. עם זאת, תוכניות מיוחדות מפשטות זאת מאוד. כיום, מבחר של מספר שירותים מקוונים מסוג זה זמין. הפלט מכיל את הנתונים הבאים:
- קוטר חובה של הצינור;
- שסתום מסוים המשמש לאיזון;
- גדלים של גופי חימום;
- חיישני לחץ ההפרש;
- פרמטרי בקרה למסתמים תרמוסטטיים;
- הגדרות מספריות של חלקים רגולטוריים.
תוכנית שיתוף Oventrop לבחירת צינורות פוליפרופילן. לפני שתתחיל בה, עליך לקבוע את פריטי הציוד הנדרשים ולהגדיר את ההגדרות. בסוף החישובים, המשתמש מקבל מספר אפשרויות ליישום מערכת החימום. הם מבצעים שינויים באופן איטרטיבי.
חישוב רשת החום מאפשר לך לבחור את הצינורות הנכונים ולגלות את זרימת נוזל הקירור
תוכנת חישוב הידראולית זו מאפשרת לך לבחור רכיבי צינור של הקו בקוטר הרצוי ולקבוע את קצב הזרימה של נוזל הקירור. זהו עוזר אמין בחישוב מבני צנרת יחידה ושני צינורות. נוחות העבודה היא אחד היתרונות העיקריים של שיתוף Oventrop. תוכנית זו כוללת בלוקים מוכנים וקטלוגים של חומרים.
תוכנית HERZ CO: חישוב תוך התחשבות באספן. תוכנה זו זמינה בחופשיות. זה מאפשר לך לבצע חישובים ללא קשר למספר הצינורות. HERZ CO מסייע ביצירת פרויקטים לבניינים משופצים וחדשים.
פתק! יש אזהרה אחת: תערובת גליקול משמשת ליצירת מבנים.
התוכנית מתמקדת גם בחישוב מערכות חימום בעלות צינור אחד ושני צינורות. בעזרתו נלקחת בחשבון פעולת השסתום התרמוסטטי, וקובעים גם הפסדי לחץ במכשירי חימום ומדד להתנגדות לזרימתו של מוביל החום.
תוצאות החישוב מוצגות בצורה גרפית וסכמאטית. ל- HERZ CO פונקצית עזרה. לתוכנית יש מודול המבצע את הפונקציה של שגיאות חיפוש ולוקליזציה. חבילת התוכנה תכלול קטלוג של נתונים על מכשירי חימום ושסתומים.
מוצר תוכנת HCR אינסטלי-תרמי. בעזרת תוכנה זו ניתן לחשב רדיאטורים וחימום פני השטח. ערכת המסירה שלה כוללת את מודול Tece, המכיל שגרות לתכנון מערכות אספקת מים מסוגים שונים, סריקת רישומים וחישוב הפסדי חום. התוכנית מצוידת בקטלוגים שונים המכילים אביזרים, סוללות, בידוד תרמי ומגוון אביזרים.
אורך הצינור חשוב לחישובים
תוכנית מחשב "TRANSIT". חבילת תוכנה זו מאפשרת חישוב הידראולי רב משתנים של צינורות נפט בהם יש תחנות שאיבת ביניים (להלן NPS). הנתונים הראשוניים הם:
- חספוס מוחלט של צינורות, לחץ בסוף הקו ואורכו;
- גמישות וצמיגות קינמטית של אדי שמן רוויים וצפיפותו;
- ייצור ומספר המשאבות הכלולות הן בתחנת הראש והן בתחנות המשאבה הבינוניות;
- פריסת צינור לפי קוטר;
- פרופיל צינור.
תוצאת החישוב מוצגת בצורה של נתונים על מאפייני קטעי הכובד של תא המטען ועל קצב השאיבה. בנוסף, נותנת למשתמש טבלה המציגה את ערך הלחץ לפני ואחרי אחד מה- NPS.
לסיכום, יש לומר ששיטות החישוב הפשוטות ביותר ניתנו לעיל. אנשי מקצוע משתמשים בתכניות מורכבות בהרבה.
