Hydraulische berekening voor de selectie van pijpleidingen: methoden

Verwarmingsleidingen, verwarmingssystemen van gebouwen, hydraulische circuits van machines, drainagesystemen, waterleidingen - al deze objecten bestaan ​​uit pijpleidingen. Technische communicatie die op basis daarvan tot stand is gebracht, is het meest economische middel om verschillende stoffen te vervoeren. Met hydraulische berekening van pijpleidingen kunt u de waarden van vele kenmerken bepalen bij de maximale doorvoer van de pijpleidingen van de pijpleiding.

Wat wordt berekend

Deze procedure wordt uitgevoerd met betrekking tot de volgende bedrijfsparameters voor technische communicatie.

1. Vloeistofstroomsnelheid op afzonderlijke segmenten van de watervoorziening.
2. Het debiet van het werkmedium in de leidingen.
3. De optimale diameter van de watertoevoer, wat zorgt voor een acceptabel drukverlies.

Overweeg de methodologie om deze indicatoren in detail te berekenen.

Waterverbruik

Gegevens over het normatieve waterverbruik door individuele sanitaire voorzieningen zijn aangegeven in de bijlage bij SNiP 2.04.01-85. Dit document regelt de aanleg van rioolnetwerken en interne watervoorzieningssystemen. Het volgende maakt deel uit van de relevante tabel.

tafel 1

Sanitair armatuur	Totaal debiet (warm tapwater en koud water), liter / seconde	Verbruik van koud water, liter / seconde
Toiletpot met directe waterklep	1,4	1,4
Toiletpot met een tank voor het aftappen van water	0,10	0,10
Douchecabine (mengkraan)	0,12	0,08
Bad (mixer)	0,25	0,17
Spoelbak (mixer)	0,12	0,08
Wastafel (mixer)	0,12	0,08
Wastafel (waterkranen)	0,10	0,10
Gieter	0,3	0,3

Als u van plan bent meerdere apparaten tegelijkertijd te gebruiken, wordt de stroom opgeteld. Dus als de douche op de eerste verdieping werkt en tegelijkertijd het toilet op de tweede verdieping gebruikt, is het logisch om het volume van het waterverbruik door beide consumenten toe te voegen - 0,12 + 0,10 = 0,22 liter / seconde.

Belangrijk! Voor brandwaterleidingen geldt de volgende regel: voor één straal moet deze een debiet van minimaal 2,5 liter / sec leveren.

Het is vrij duidelijk dat tijdens brandbestrijding het aantal stralen van één brandkraan wordt bepaald door de oppervlakte en het type gebouw. Gemakshalve is informatie over dit onderwerp ook beschikbaar in tabelvorm.

tafel 2

Type gebouw	Brandblushoeveelheid vereist
Administratie van ondernemingen (volume tot 25.000 kubieke meter)	1
Openbare gebouwen (volume tot 25.000 kubieke meter, meer dan 10 verdiepingen)	2
Openbare gebouwen (volume tot 25.000 kubieke meter, tot 10 verdiepingen)	1
Managementgebouw (volume tot 25.000 kubieke meter, 10 en meer verdiepingen)	2
Managementgebouw (van 6 tot 10 verdiepingen)	1
Woongebouw (van 16 tot 25 verdiepingen)	2
Woongebouw (tot 16 verdiepingen)	1

Stroomsnelheid

Stel dat we voor de taak staan ​​om een ​​doodlopend watervoorzieningsnetwerk te berekenen bij een bepaald piekdebiet. Het doel van de berekeningen is het bepalen van de diameter waarbij een acceptabele stroomsnelheid door de pijpleiding wordt gegarandeerd (volgens SNiP - 0,7 - 1,5 m / s).

We passen de formules toe. De grootte van de pijpleiding is gerelateerd aan het waterdebiet en het debiet door de volgende formules:

S = π * R² waar

S is het dwarsdoorsnedeoppervlak van de buis.Maateenheid - vierkante meter; π is het bekende irrationele getal; R is de straal van de binnendiameter van de buis.

Maateenheid - dezelfde vierkante meter.

Let op! Voor gietijzeren en stalen buizen wordt de straal meestal gelijk gesteld aan de helft van hun nominale diameter (DN). De meeste plastic buisvormige producten hebben een nominale buitendiameter die één stap groter is dan de binnendiameter. Voor een polypropyleen buis met een inwendige doorsnede van 32 millimeter is de buitendiameter bijvoorbeeld 40 millimeter.

De volgende formule ziet er zo uit:

W = V × S, waar

W - waterverbruik in kubieke meter; V - waterstroomsnelheid (m / s); S - doorsnedeoppervlak (vierkante meter).

Voorbeeld. Voor één straal berekenen we de pijpleiding van het brandblussysteem, de waterstroom is 3,5 liter per seconde. In het SI-systeem is de waarde van deze indicator: 3,5 l / s = 0,0035 m3 / s. Dit verbruik per straal is genormaliseerd om een ​​brand in opslag- en bedrijfsgebouwen te blussen met een inhoud van 200 tot 400 kubieke meter en een hoogte tot 50 meter.

Eerst nemen we de tweede formule en berekenen we het minimale doorsnedeoppervlak. Als de snelheid 3 m / s is, is deze indicator gelijk aan

S = W / V = ​​0,0035 / 3 = 0,0012 m2

Dan is de straal van het binnenste gedeelte van de buis als volgt:

R = √S / π = 0,019 m.

De binnendiameter van de pijpleiding moet dus minimaal zijn

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

Als het resultaat van de berekeningen een tussenwaarde is tussen de standaardwaarden van de afmetingen van de buisvormige producten, wordt naar boven afgerond. Dat wil zeggen dat in dit geval een standaard stalen buis met DN = 40 mm geschikt is.

Hoe gemakkelijk is het om de diameter te achterhalen. Om een ​​snelle berekening uit te voeren, kunt u een andere tabel gebruiken die de waterstroom door de pijpleiding direct relateert aan zijn nominale diameter. Het wordt hieronder weergegeven.

tafel 3

Verbruik, liter / sec.	Minimale afstandsbediening van de pijpleiding, millimeters
10	50
6	40
4	32
2,4	25
1,2	20
0,6	15
0,20	10

 

Verlies van druk

De berekening van het drukverlies in een leidingstuk van bekende lengte is vrij eenvoudig. Maar hier moet je een behoorlijk aantal variabelen gebruiken. U vindt hun waarden in de mappen. En de formule is als volgt:

P = b × L × (1 + K), waar

P - drukverlies in meters water. Dit kenmerk is toepasbaar aangezien de waterdruk in zijn stroming verandert; b - hydraulische helling van de pijpleiding; L is de lengte van de pijpleiding in meters; K is een speciale coëfficiënt. Deze instelling is afhankelijk van het doel van het netwerk.

Deze formule is sterk vereenvoudigd. In de praktijk worden drukvallen veroorzaakt door kleppen en bochten. Met de figuren die dit fenomeen in de armaturen weergeven, kunt u zich vertrouwd maken door de volgende tabel te bestuderen.

Tafel 4

	Komt overeen met de lengte van het rechte gedeelte van de pijpleiding, meters
Diameter	300	250	200	150	125	100	80	65	50	40	32	25
50% open kraan	60	60	60	45	30	30	15	15,0	15	15,0	15	15,0
75% open kraan	8	8	8	6	4	4	2	2	2	3	3	2
100% open kraan	2	2	2	1,5	1	1	0,50	0,50	0,5	0,5	0,50	0,5
Terugslagklep	35	25	25	20	15	10	9	8	7	6	5	4
De inklapbare terugslagklep	45	30	30	25	20	15	12	10	9	8	7	6
Conische vernauwing	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 graden elleboog	7	5	4	2,7	2,5	1,7	1,30	0,9	0,70	0,6	0,40	0,3
90 graden bocht	5,5	5	3	2	1,8	1,20	1	0,7	0,50	0,4	0,30	0,2

 

Sommige elementen van de bovenstaande formule moeten worden becommentarieerd. De kansen zijn simpel. De waarden zijn te vinden in SNiPa nr. 2.04.01-85.

Tafel 5

Doel van de watervoorziening	Coëfficiënt
Brand blussen	0,15
Huishoudens drinken	0,3
Brand blussen	0,1
Economische productie en vuur	0,2

 

Wat betreft het concept van "hydraulische helling", dan is alles veel ingewikkelder.

Belangrijk! Dit kenmerk geeft de weerstand weer die de buis uitoefent tegen de beweging van water.

Hydraulische helling is een afgeleide van de volgende parameters:

• stroomsnelheid. De afhankelijkheid is direct evenredig, dat wil zeggen dat de hydraulische weerstand hoger is, hoe sneller de stroming beweegt;
• pijp diameter.Hier is de afhankelijkheid al omgekeerd evenredig: de hydraulische weerstand neemt toe met een afname van de dwarsdoorsnede van de technische branche;
• ruwheid van de muren. Deze indicator is op zijn beurt afhankelijk van het materiaal van de buis (het oppervlak van het HDPE of polypropyleen is gladder dan dat van staal). In sommige gevallen is de leeftijd van de waterleidingen een belangrijke factor. Kalkafzettingen en roest die in de loop van de tijd zijn gevormd, vergroten de ruwheid van het oppervlak van hun muren.

De Shevelev-tafel gebruiken

Om het probleem op te lossen dat gepaard gaat met het bepalen van de hydraulische helling met behulp van een rekenmachine, kunt u de tabel voor hydraulische berekening van waterleidingen die is ontwikkeld door Shevelev F.A. volledig gebruiken. Het bevat gegevens voor verschillende diameters, materialen en stroomsnelheden. Daarnaast bevat de tabel wijzigingen met betrekking tot oude buizen. Maar hier moet één punt worden verduidelijkt: leeftijdscorrecties zijn niet van toepassing op alle soorten polymeerbuisproducten. De oppervlaktestructuur van gewoon of verknoopt polyethyleen, polypropyleen en metaalplastic verandert niet gedurende de gehele gebruiksperiode.

Vanwege het grote volume van de Shevelev-tafel is het niet praktisch om deze volledig te publiceren. Hieronder is slechts een klein fragment uit dit document voor een plastic buis met een diameter van 16 millimeter.

Tafel 6

Snelheid, m / s	Debiet liter / sec	Hydraulische helling voor een pijpleidinglengte van 1000 meter (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

Bij het analyseren van de resultaten van het berekenen van het drukverlies, moet er rekening mee worden gehouden dat de meeste sanitairarmaturen een bepaalde overdruk nodig hebben voor normaal gebruik. De SNiP, 30 jaar geleden aangenomen, levert cijfers voor reeds verouderde apparatuur. Modernere modellen van huishoudelijke en sanitaire apparatuur vereisen voor normaal gebruik dat de overdruk minimaal 0,3 kgf / cm2 (of 3 meter druk) is. Zoals de praktijk aantoont, is het echter beter om in de berekening een iets grotere waarde van deze parameter in te voeren - 0,5 kgf / cm2.

Voorbeelden

Voor een betere assimilatie van onderstaande informatie is een voorbeeld van een hydraulische berekening van een kunststof watervoorziening. De volgende gegevens worden geaccepteerd als initiële gegevens:

• diameter - 16,6 mm;
• lengte - 27 meter;
• het maximaal toegestane waterdebiet is 1,5 m / s.

Let op! Bij de inbedrijfstelling van het watervoorzieningssysteem worden proeven uitgevoerd met een druk gelijk aan tenminste de werknemer vermenigvuldigd met een factor 1,3. In dit geval moet het hydraulisch testen van een bepaalde tak van de pijpleiding markeringen op de testdruk en op de duur van het testwerk omvatten.

De hydraulische helling met een lengte van 1000 meter is (we nemen de waarde uit de tabel) 319,8. Maar aangezien de formule voor het berekenen van het drukverlies niet mag worden vervangen door 1000i, maar eenvoudigweg i, moet deze indicator worden gedeeld door 1000. Als resultaat krijgen we:

        319,8:1000=0,3198

Voor huishoudelijke drinkwatervoorziening wordt de coëfficiënt K gelijk gesteld aan 0,3.

Na vervanging van deze waarden ziet de formule er als volgt uit:

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

Er zal dus een overdruk gelijk aan 0,5 atmosfeer worden geproduceerd aan het uiteinde van het leidingwerk bij een druk in de pijpleiding van het watervoorzieningssysteem 0,5 + 1,122 = 1,622 kgf / cm2. En aangezien de druk in de lijn in de regel niet onder de 2,5 - 3 atmosfeer komt, is deze toestand redelijk haalbaar.

Hydraulische berekening van pijpleidingen van verwarmingssystemen met behulp van programma's

Berekening van het verwarmen van een privéwoning is een nogal gecompliceerde procedure. Speciale programma's vereenvoudigen het echter aanzienlijk. Tegenwoordig is een selectie van verschillende online services van dit type beschikbaar. De output bevat de volgende gegevens:

• vereiste diameter van de pijpleiding;
• een bepaalde klep gebruikt voor balancering;
• afmetingen van verwarmingselementen;
• waarden van verschildruksensoren;
• regelparameters voor thermostatische kleppen;
• numerieke instellingen van regelgevende onderdelen.

Oventrop co-programma voor de selectie van polypropyleen buizen. Voordat u ermee begint, moet u de vereiste apparatuur bepalen en de instellingen maken. Aan het einde van de berekeningen krijgt de gebruiker verschillende opties voor het implementeren van het verwarmingssysteem. Ze brengen iteratief wijzigingen aan.

Met deze hydraulische berekeningssoftware kunt u buiselementen van de lijn met de gewenste diameter selecteren en het debiet van het koelmiddel bepalen. Het is een betrouwbare assistent bij het berekenen van zowel enkelpijps als tweepijps constructies. Gemak van werk is een van de belangrijkste voordelen van Oventrop co. Dit programma bevat kant-en-klare blokken en materiaalcatalogi.

HERZ CO-programma: berekening rekening houdend met de verzamelaar. Deze software is gratis beschikbaar. Hiermee kunt u berekeningen maken, ongeacht het aantal buizen. HERZ CO helpt bij het creëren van projecten voor gerenoveerde en nieuwe gebouwen.

Notitie! Er is één waarschuwing: glycolmengsel wordt gebruikt om structuren te creëren.

Het programma richt zich ook op de berekening van een- en tweepijps verwarmingssystemen. Met zijn hulp wordt rekening gehouden met de werking van de thermostatische klep en worden ook drukverliezen in verwarmingsapparaten en een indicator van de weerstand tegen stroming van de warmtedrager bepaald.

De berekeningsresultaten worden grafisch en schematisch weergegeven. HERZ CO heeft een helpfunctie. Het programma heeft een module die de functie van het zoeken en lokaliseren van fouten vervult. Het softwarepakket bevat een catalogus met gegevens over toestellen voor verwarming en afsluiters.

Instal-Therm HCR-softwareproduct. Met deze software kunnen radiatoren en oppervlakteverwarming worden berekend. De leveringskit bevat de Tece-module, die routines bevat voor het ontwerpen van verschillende soorten watervoorzieningssystemen, het scannen van tekeningen en het berekenen van warmteverliezen. Het programma is uitgerust met verschillende catalogi met fittingen, batterijen, thermische isolatie en een verscheidenheid aan fittingen.

Computerprogramma "TRANSIT". Dit softwarepakket maakt multivariate hydraulische berekening van oliepijpleidingen mogelijk met tussenliggende oliepompstations (hierna NPS genoemd). De eerste gegevens zijn:

• absolute ruwheid van buizen, druk aan het einde van de lijn en de lengte ervan;
• elasticiteit en kinematische viscositeit van verzadigde oliedampen en de dichtheid ervan;
• merk en aantal pompen inbegrepen zowel bij het hoofdstation als bij tussenpompstations;
• buisindeling op diameter;
• pijplijnprofiel.

Het berekeningsresultaat wordt gepresenteerd in de vorm van gegevens over de kenmerken van zwaartekrachtsecties van de romp en over de pompsnelheid. Bovendien krijgt de gebruiker een tabel met de drukwaarde voor en na een van de NPS.

Concluderend kan worden gezegd dat hierboven de eenvoudigste berekeningsmethoden zijn gegeven. Professionals gebruiken veel complexere schema's.