Cauruļvadu izvēles hidrauliskais aprēķins: metodes

Apkures cauruļvadi, ēku apkures sistēmas, mašīnu hidrauliskās shēmas, kanalizācijas sistēmas, ūdensvadi - visas šīs iekārtas sastāv no cauruļvadiem. Uz to pamata izveidotās inženierkomunikācijas ir visekonomiskākais dažādu vielu pārvadāšanas līdzeklis. Cauruļvadu hidrauliskais aprēķins ļauj noteikt daudzu raksturlielumu vērtības pie cauruļvada cauruļu elementu maksimālās caurlaides spējas.

Kas tiek aprēķināts

Šī procedūra tiek veikta, ievērojot šādus inženierkomunikāciju darbības parametrus.

1. Šķidruma plūsmas ātrums atsevišķos ūdensapgādes segmentos.
2. Darba vides plūsmas ātrums caurulēs.
3. Ūdens padeves optimālais diametrs, kas nodrošina pieņemamu spiediena kritumu.

Sīki apsveriet šo rādītāju aprēķināšanas metodiku.

Ūdens patēriņš

Dati par atsevišķu santehnikas armatūru ūdens patēriņam ir norādīti SNiP 2.04.01-85 pielikumā. Šis dokuments regulē kanalizācijas tīklu un iekšējo ūdens apgādes sistēmu izbūvi. Tālāk ir daļa no attiecīgās tabulas.

1. tabula

Santehnikas armatūra	Kopējā plūsma (karstais ūdens un aukstais ūdens), litrā sekundē	Aukstā ūdens patēriņš, litrā sekundē
Tualetes pods ar tiešu ūdens vārstu	1,4	1,4
Tualetes pods ar tvertni ūdens novadīšanai	0,10	0,10
Dušas kabīne (maisītājs)	0,12	0,08
Vanna (maisītājs)	0,25	0,17
Izlietne (maisītājs)	0,12	0,08
Izlietne (maisītājs)	0,12	0,08
Izlietne (ūdens krāni)	0,10	0,10
Laistīšanas krāns	0,3	0,3

Ja plānojat vienlaikus izmantot vairākas ierīces, plūsma tiek summēta. Tātad, ja duša strādā pirmajā stāvā, vienlaikus izmantojot tualeti otrajā stāvā, ir loģiski pievienot abu patērētāju patērēto ūdens daudzumu - 0,12 + 0,10 = 0,22 litri sekundē.

Svarīgs! Ugunsdzēsības ūdens cauruļvadiem tiek piemērots šāds noteikums: vienai strūklai jānodrošina plūsmas ātrums vismaz 2,5 litri / sek.

Ir pilnīgi skaidrs, ka ugunsgrēka dzēšanas laikā viena ugunsdzēsības hidranta strūklu skaitu nosaka ēkas platība un tips. Uzziņas ērtībai informācija par šo jautājumu ir pieejama arī tabulas veidā.

2. tabula

Ēkas tips	Nepieciešamais ugunsdzēšanas daudzums
Uzņēmumu administrēšana (tilpums līdz 25 000 kubikmetriem)	1
Sabiedriskās ēkas (tilpums līdz 25 000 kubikmetriem, vairāk nekā 10 stāvi)	2
Sabiedriskās ēkas (tilpums līdz 25 000 kubikmetriem, līdz 10 stāviem)	1
Pārvaldības ēka (tilpums līdz 25 000 kubikmetriem, 10 un vairāk stāvu)	2
Pārvaldības ēka (no 6 līdz 10 stāviem)	1
Dzīvojamā ēka (no 16 līdz 25 stāviem)	2
Dzīvojamā ēka (līdz 16 stāviem)	1

Plūsmas ātrums

Pieņemsim, ka mēs saskaramies ar uzdevumu aprēķināt strupceļa ūdensapgādes tīklu ar noteiktu maksimālo caurplūdumu caur to. Aprēķinu mērķis ir noteikt diametru, pie kura tiks nodrošināts pieņemams plūsmas ātrums caur cauruļvadu (saskaņā ar SNiP - 0,7 - 1,5 m / s).

Mēs izmantojam formulas. Cauruļvada izmērs ir saistīts ar ūdens plūsmas ātrumu un tā plūsmas ātrumu pēc šādām formulām:

S = π * R² kur

S ir caurules šķērsgriezuma laukums.Mērvienība - kvadrātmetrs; π ir zināmais neracionālais skaitlis; R ir caurules iekšējā diametra rādiuss.

Mērvienība - vienādi kvadrātmetri.

Uz nots! Čuguna un tērauda caurulēm rādiusu parasti pielīdzina pusei no to nominālā diametra (DN). Lielākajai daļai plastmasas cauruļveida izstrādājumu nominālais ārējais diametrs ir par vienu soli lielāks nekā iekšējais diametrs. Piemēram, polipropilēna caurulei ar iekšējo šķērsgriezumu 32 milimetri ārējais diametrs ir 40 milimetri.

Šī formula izskatās šādi:

W = V × S, kur

W - ūdens patēriņš kubikmetros; V - ūdens plūsmas ātrums (m / s); S - šķērsgriezuma laukums (kvadrātmetri).

Piemērs. Mēs aprēķināsim ugunsdzēšanas sistēmas cauruļvadu vienai strūklai, kuras ūdens plūsma ir 3,5 litri sekundē. SI sistēmā šī indikatora vērtība būs: 3,5 l / s = 0,0035 m3 / s. Šis strāvas patēriņš tiek normalizēts, lai nodzēstu uguni glabāšanas un rūpniecības ēkās ar tilpumu no 200 līdz 400 kubikmetriem un augstumu līdz 50 metriem.

Vispirms mēs ņemam otro formulu un aprēķinām minimālo šķērsgriezuma laukumu. Ja ātrums ir 3 m / s, šis indikators ir vienāds ar

S = W / V = ​​0,0035 / 3 = 0,0012 m2

Tad caurules iekšējās sekcijas rādiuss būs šāds:

R = √S / π = 0,019 m.

Tādējādi cauruļvada iekšējam diametram jābūt vienādam ar minimālo

Ext. = 2R = 0,038 m = 3,8 centimetri.

Ja aprēķinu rezultāts ir starpposma vērtība starp cauruļveida izstrādājumu izmēru standarta vērtībām, noapaļošanu veic uz augšu. Tas ir, šajā gadījumā ir piemērota standarta tērauda caurule ar DN = 40 mm.

Cik viegli ir uzzināt diametru. Lai veiktu ātru aprēķinu, varat izmantot citu tabulu, kas tieši saista ūdens plūsmu caur cauruļvadu līdz tā nominālajam diametram. Tas ir parādīts zemāk.

3. tabula

Patēriņš, litri / sek.	Minimālā cauruļvada tālvadība, milimetri
10	50
6	40
4	32
2,4	25
1,2	20
0,6	15
0,20	10

 

Spiediena zudums

Spiediena zudumu aprēķināšana zināma garuma cauruļvada sadaļā ir diezgan vienkārša. Bet šeit jums jāizmanto diezgan daudz mainīgo. Viņu vērtības var atrast katalogos. Un formula ir šāda:

P = b × L × (1 + K), kur

P - spiediena zudums ūdens metros. Šis raksturlielums ir piemērojams, ņemot vērā faktu, ka mainās ūdens spiediens tā plūsmā; b - cauruļvada hidrauliskais slīpums; L ir cauruļvada garums metros; K ir īpašs koeficients. Šis iestatījums ir atkarīgs no tīkla mērķa.

Šī formula ir ievērojami vienkāršota. Praksē spiediena kritumus izraisa vārsti un cauruļu līkumi. Ar skaitļiem, kas attēlo šo fenomenu armatūrā, jūs varat iepazīties, izpētot šo tabulu.

4. tabula

	Vienāds ar cauruļvada taisnās daļas garumu, metros
Diametrs	300	250	200	150	125	100	80	65	50	40	32	25
50% atvērts krāns	60	60	60	45	30	30	15	15,0	15	15,0	15	15,0
75% atvērts krāns	8	8	8	6	4	4	2	2	2	3	3	2
100% atvērts krāns	2	2	2	1,5	1	1	0,50	0,50	0,5	0,5	0,50	0,5
Pretvārsts	35	25	25	20	15	10	9	8	7	6	5	4
Salokāmais pretvārsts	45	30	30	25	20	15	12	10	9	8	7	6
Koniska sašaurināšanās	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 grādu elkonis	7	5	4	2,7	2,5	1,7	1,30	0,9	0,70	0,6	0,40	0,3
90 grādu līkums	5,5	5	3	2	1,8	1,20	1	0,7	0,50	0,4	0,30	0,2

 

Daži iepriekš minētās formulas elementi ir jākomentē. Likmes ir vienkāršas. Tās vērtības ir atrodamas SNiPa Nr. 2.04.01-85.

5. tabula

Ūdensapgādes mērķis	Koeficients
Uguns dzēšana	0,15
Sadzīves dzeršana	0,3
Uguns dzēšana	0,1
Ekonomiskā ražošana un uguns	0,2

 

Kas attiecas uz "hidrauliskā slīpuma" jēdzienu, tad viss ir daudz sarežģītāk.

Svarīgs! Šis raksturlielums parāda caurules izturību pret ūdens kustību.

Hidrauliskais slīpums ir šādu parametru atvasinājums:

• plūsmas ātrums. Atkarība ir tieši proporcionāla, tas ir, jo lielāka ir hidrauliskā pretestība, jo ātrāk plūsma pārvietojas;
• caurules diametrs.Šeit atkarība jau ir apgriezti proporcionāla: hidrauliskā pretestība palielinās, samazinoties inženierijas nozares šķērsgriezumam;
• sienu nelīdzenums. Šis indikators savukārt ir atkarīgs no caurules materiāla (HDPE vai polipropilēna virsma ir gludāka nekā tērauda). Dažos gadījumos svarīgs faktors ir ūdensvadu vecums. Laika gaitā izveidotās kaļķu nogulsnes un rūsa palielina to sienu virsmas raupjumu.

Izmantojot Shevelev tabulu

Lai atrisinātu problēmu, kas saistīta ar hidrauliskā slīpuma noteikšanu, izmantojot kalkulatoru, jūs varat pilnībā izmantot ūdensvada hidraulisko aprēķinu tabulu, ko izstrādājusi Shevelev F.A. Tas satur datus par dažādiem diametriem, materiāliem un plūsmas ātrumu. Turklāt tabulā ir grozījumi attiecībā uz vecajām caurulēm. Bet šeit jāprecizē viens punkts: vecuma korekcijas neattiecas uz visiem polimēru cauruļu izstrādājumu veidiem. Parastās vai savstarpēji savienotās polietilēna, polipropilēna un metāla plastmasas virsmas struktūra nemainās visā darbības laikā.

Tā kā Shevelev tabula ir liela apjoma, nav praktiski to pilnībā publicēt. Zemāk ir tikai neliels izraksts no šī dokumenta par plastmasas cauruli ar diametru 16 milimetri.

6. tabula

Ātrums, m / s	Plūsmas ātrums litrā / sekundē	Hidrauliskais slīpums cauruļvada garumam 1000 metri (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

Analizējot spiediena krituma aprēķināšanas rezultātus, jāpatur prātā, ka lielākajai daļai santehnikas izstrādājumu normālai darbībai ir nepieciešams noteikts pārspiediena līmenis. SNiP, kas pieņemts pirms 30 gadiem, sniedz skaitļus par jau novecojušām iekārtām. Mūsdienu sadzīves un sanitārā aprīkojuma modernākiem modeļiem normālai darbībai ir nepieciešams, lai pārspiediens būtu vismaz 0,3 kgf / cm2 (vai 3 metru spiediena). Tomēr, kā rāda prakse, labāk ir aprēķinos ievietot nedaudz lielāku šī parametra vērtību - 0,5 kgf / cm2.

Piemēri

Zemākas informācijas labāka asimilācija ir plastmasas ūdens apgādes hidrauliskā aprēķina piemērs. Par sākotnējiem datiem tiek pieņemti šādi dati:

• diametrs - 16,6 mm;
• garums - 27 metri;
• maksimālais pieļaujamais ūdens plūsmas ātrums ir 1,5 m / s.

Uz nots! Kad ūdens apgādes sistēma tiek nodota ekspluatācijā, testus veic ar spiedienu, kas ir vienāds vismaz ar darba ņēmēja koeficientu 1,3. Šajā gadījumā konkrēta cauruļvada atzara hidrauliskās pārbaudes aktā jāiekļauj atzīmes par pārbaudes spiedienu, kā arī par testa darba ilgumu.

Hidrauliskais slīpums 1000 metru garumā ir (vērtību mēs ņemam no tabulas) 319.8. Bet tā kā spiediena krituma aprēķināšanas formulu nedrīkst aizstāt ar 1000i, bet vienkārši ar i, šis rādītājs jāsadala ar 1000. Rezultātā mēs iegūstam:

        319,8:1000=0,3198

Sadzīves dzeramā ūdens apgādei koeficientu K pieņem vienādu ar 0,3.

Pēc šo vērtību aizstāšanas formula izskatīsies šādi:

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

Tādējādi santehnikas gala galā ar spiedienu ūdens apgādes sistēmas cauruļvadā 0,5 + 1,122 = 1,622 kgf / cm2 radīsies pārspiediens, kas vienāds ar 0,5 atmosfēras spiediena. Un tā kā spiediens līnijā, kā likums, nepārsniedz 2,5 - 3 atmosfēras, šis nosacījums ir diezgan iespējams.

Apkures sistēmu cauruļvadu hidrauliskais aprēķins, izmantojot programmas

Privātmājas apkures aprēķināšana ir diezgan sarežģīta procedūra. Tomēr īpašās programmas to ievērojami vienkāršo. Mūsdienās ir pieejams vairāku šāda veida tiešsaistes pakalpojumu klāsts. Izvade satur šādus datus:

• nepieciešamais cauruļvada diametrs;
• noteikts vārsts, ko izmanto balansēšanai;
• sildelementu izmēri;
• spiediena starpības sensoru vērtības;
• termostatisko vārstu vadības parametri;
• normatīvo daļu skaitliskie iestatījumi.

Oventrop sadarbības programma polipropilēna cauruļu izvēlei. Pirms tā palaišanas jums jānosaka nepieciešamās iekārtas un jāiestata iestatījumi. Aprēķinu beigās lietotājs saņem vairākas apkures sistēmas ieviešanas iespējas. Viņi iteratīvi veic izmaiņas.

Šī hidrauliskā aprēķina programmatūra ļauj jums izvēlēties vēlamā diametra līnijas caurules elementus un noteikt dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrumu. Tas ir uzticams palīgs gan vienas, gan divu cauruļu konstrukciju aprēķinos. Darba ērtums ir viena no Oventrop co galvenajām priekšrocībām. Šajā programmā ir gatavi bloki un materiālu katalogi.

HERZ CO programma: aprēķins, ņemot vērā kolektoru. Šī programmatūra ir brīvi pieejama. Tas ļauj veikt aprēķinus neatkarīgi no cauruļu skaita. HERZ CO palīdz veidot renovētu un jaunu ēku projektus.

Piezīme! Ir viens brīdinājums: struktūru radīšanai izmanto glikola maisījumu.

Programma koncentrējas arī uz viencauruļu un divu cauruļu apkures sistēmu aprēķināšanu. Ar tās palīdzību tiek ņemta vērā termostatiskā vārsta darbība, tiek noteikti arī spiediena zudumi sildīšanas ierīcēs un siltumnesēja pretestības rādītājs.

Aprēķina rezultāti tiek parādīti grafiskā un shematiskā formā. HERZ CO ir palīdzības funkcija. Programmai ir modulis, kas veic kļūdu meklēšanas un lokalizācijas funkciju. Programmatūras pakotnē būs datu katalogs par apkures ierīcēm un vārstiem.

Instal-Therm HCR programmatūras produkts. Izmantojot šo programmatūru, var aprēķināt radiatorus un virsmas apsildi. Tās piegādes komplektā ietilpst modulis Tece, kurā ir iekļautas kārtības dažāda veida ūdens apgādes sistēmu projektēšanai, rasējumu skenēšanai un siltuma zudumu aprēķināšanai. Programma ir aprīkota ar dažādiem katalogiem, kuros ir veidgabali, akumulatori, siltumizolācija un dažādi piederumi.

Datorprogramma "TRANSIT". Šī programmatūras pakotne ļauj daudzfaktoru hidrauliskiem aprēķiniem veikt naftas cauruļvadus, kuros atrodas starpposma eļļas sūknēšanas stacijas (turpmāk - NPS). Sākotnējie dati ir:

• cauruļu absolūtais nelīdzenums, spiediens līnijas galā un tā garums;
• piesātinātu eļļas tvaiku elastība un kinemātiskā viskozitāte un tās blīvums;
• sūkņu marka un skaits, kas iekļauti gan galvenajā stacijā, gan starpposma sūkņu stacijās;
• caurules izkārtojums pēc diametra;
• cauruļvada profils.

Aprēķina rezultāts ir uzrādīts kā datu forma par stumbra gravitācijas sekciju parametriem un par sūknēšanas ātrumu. Turklāt lietotājam tiek dota tabula, kurā parādīta spiediena vērtība pirms un pēc jebkura no NPS.

Noslēgumā jāsaka, ka iepriekš tika dotas vienkāršākās aprēķina metodes. Speciālisti izmanto daudz sarežģītākas shēmas.