Obliczanie zużycia wody przez przekrój rury wodnej stanowi punkt wyjścia w złożonym systemie obliczeń hydrodynamicznych. Podczas budowy lub rekonstrukcji budynku przy ustawianiu systemu gaśniczego konieczne jest obliczenie, ile wody przepłynie do obiektu przy znanym ciśnieniu w systemie, jeśli zostaną zainstalowane rury z określonego odcinka.
Przy obliczaniu przepływu wody bierze się pod uwagę kilka czynników, jednym z najważniejszych jest przekrój rury zasilającej i ciśnienie w systemie
Zadowolony
Jakie czynniki biorą pod uwagę przy obliczaniu przepływu wody
Określenie przepływu wody według średnicy rury pozwala uzyskać dane, które są bardzo zbliżone do rzeczywistych, ale nie zawsze. Oprócz średnicy rury na rzeczywiste natężenie przepływu wpływa szereg czynników:
- poziom ciśnienia. Przy wyższych ciśnieniach w systemie rurowym konsumenci otrzymają więcej wody. Obliczanie przepływu wody według średnicy i ciśnienia rury pozwala uzyskać dokładniejsze dane niż przy użyciu tylko jednego parametru. Na podstawie tych wartości określa się wymaganą grubość ścianki rury;
- ciśnienie wody w systemie zależy od zmian średnicy rur, zakrętów i zwojów, odgałęzień, obecności zaworów odcinających. Im bardziej skomplikowana jest konfiguracja systemu zaopatrzenia w wodę, tym trudniej jest ustalić rzeczywiste wskaźniki prędkości przepływu wody przez rurę pod ciśnieniem określonym zgodnie z SNiP;
- przez siłę tarcia, która utrudnia ruch strumienia wody, przy większej długości układu, natężenie przepływu wody przez rurę jest znacznie zmniejszone, ponieważ prędkość cieczy porusza się
- chropowatość wewnętrznych ścian wodociągu. Nowoczesne konstrukcje polimerowe mają około dziesięcioprocentową wyższą wydajność niż najnowsze produkty z tradycyjnych materiałów - betonu, żeliwa i stali;
- podczas długotrwałego użytkowania różne osady zapychają wnętrze rurociągu. Zmiana wewnętrznej ulgi spowodowanej zatkaniem jest prawie niemożliwa do obliczenia za pomocą wzorów matematycznych. Dokładne określenie ilości wody przepływającej przez rurę będzie niemożliwe. Nowe materiały polimerowe pozwalają nie brać pod uwagę czynnika stopniowego zapychania układu, ponieważ praktycznie powstawanie narostów na ich wewnętrznej powierzchni jest praktycznie wyeliminowane.
Zużycie wody będzie zależeć od konfiguracji zaopatrzenia w wodę, a także rodzaju rur, z których montowana jest sieć
Tak więc, obliczając ciśnienie wody w zależności od średnicy rury, bez uwzględnienia innych czynników wpływających na faktyczne natężenie przepływu cieczy, można popełnić znaczące błędy.
Metody obliczania ilości wody wzdłuż przekroju rury
Przepustowość rurociągu można obliczyć za pomocą kilku różnych metod. Możesz użyć:
- fizyczne metody obliczeń według specjalnych wzorów, które są doskonałe podczas wykonywania obliczeń dotyczących zaopatrzenia w wodę i ścieków;
- tabelaryczne metody obliczania, dające przybliżone wartości, które w większości przypadków wystarczają do podejmowania kolejnych decyzji. Aby uzyskać dokładne wartości, użyj tabel Shevelev.Oprócz sekcji wewnętrznej tabele te uwzględniają szereg innych parametrów, których wpływ wpływa na przepustowość rurociągu;
- specjalne bezpłatne kalkulatory online;
- specjalne programy komputerowe do obliczania różnych parametrów związanych z działaniem systemu rurociągów. Duże rosyjskie firmy korzystają z płatnego krajowego programu Hydrosystem. W Internecie można znaleźć linki, które umożliwiają korzystanie z programu TAScope, który jest szeroko stosowany w wielu krajach.
Obliczanie zużycia wody według średnicy i innych parametrów
Uzyskanie obliczonych danych przepływu wody pozwala ustalić:
- z wyborem rur o pożądanej średnicy, która jest powiązana z szacunkową przepustowością;
- z grubością ich ścian związaną z szacowanym ciśnieniem wewnętrznym;
- z materiałami, które zostaną wykorzystane podczas układania rurociągu;
- z technologią instalacji bagażnika.
Obliczanie zużycia wody pozwala wybrać rodzaj rury i jej średnicę
Można obliczyć ilość wody zużytej za pomocą prostej formuły:
q = π × d2 / 4 × V
W powyższym wzorze zastosowano parametry: d - średnica wewnętrzna rury; V jest prędkością przepływu strumienia wody; q jest wartością przepływu wody.
Uwaga! Do obliczeń nie mają znaczenia cechy prędkości przepływu wody, która może być zarówno naturalna, z przepływem grawitacyjnym, jak i sztucznie wytworzona za pomocą zewnętrznego źródła pompującego.
W systemie pozbawionym grawitacji, w którym woda porusza się grawitacyjnie z wieży ciśnień, natężenie przepływu wody wynosi od 0,7 m / s do 1,9 m / s (w miejskim systemie zaopatrzenia w wodę przepływ wody zwykle porusza się z prędkością półtora metra na sekundę). W przypadku korzystania z zewnętrznego źródła do wstrzykiwań, prędkość do nich przypisana zależy od danych paszportowych doładowania.
Powyższa formuła obejmuje trzy parametry i pozwala, znając dwa z nich, określić trzeci.
Określenie przepływu wody z możliwym spadkiem ciśnienia
Rozważany wzór określania przepływu wody na podstawie wewnętrznej średnicy rury i prędkości przepływu wody uważa się za uproszczony. Nie uwzględnia zmiany ciśnienia pod wpływem okoliczności, które mogą prowadzić do niższego lub wyższego ciśnienia w systemie rurociągów. Formuła Darcy'ego pozwala wykonać obliczenia uwzględniające straty w skrajnych punktach rurociągu. To wygląda tak:
ΡΡ = λL / D * V2/ 2gρ
Formuła Darcy uwzględnia następujące parametry:
P oznacza lepkość; λ jest współczynnikiem tarcia, którego wartość jest określona przez:
- konfiguracja rurociągu, prosta lub mająca złożone zakręty i łuki;
- turbulencje w przepływie wody;
- chropowatość wewnętrznej powierzchni rury;
- obecność przeszkód w postaci odcinków za pomocą zaworów odcinających.
Na współczynnik tarcia wpływa obecność elementów blokujących i ich liczba
L jest długością rur; D jest wartością sekcji wewnętrznej; V jest prędkością ruchu strumienia wody; g oznacza przyspieszenie ziemskie.
Uproszczone obliczenia
Wzór Darcy'ego jest stosowany w złożonych obliczeniach hydrodynamicznych. W większości przypadków wystarczające jest zastosowanie zwykłego wzoru w celu ustalenia prędkości przepływu. Złożonych obliczeń można uniknąć, odwołując się do tabel opartych na kombinacji czterech parametrów:
- wartości sekcji wewnętrznej - D;
- natężenie przepływu płynu - q;
- natężenia przepływu - V;
- nachylenie rury - i.
Szczególnym przypadkiem obliczeń hydrodynamicznych jest określenie przepływu wody przez otwór na baterię. Stosuje się wzór q = SV, w którym oprócz wartości natężenia przepływu wody i natężenia przepływu wody wprowadza się wartość pola przekroju otworu na baterię. Jest on zdefiniowany w następujący sposób:
S = πr2
Jeśli prędkość przepływu wody jest nieznana, jest ona określana za pomocą wzoru Toricelli V = 2gh. We wzorze Toricelli: g jest wartością przyspieszenia grawitacyjnego; h jest wysokością słupa wody nad otworem kranowym.
Jest całkiem możliwe obliczenie zużycia wody na podstawie znanej wartości wewnętrznego przekroju rury. Dokładność tego obliczenia będzie zależeć od efektów kilku innych czynników. W niektórych przypadkach, gdy nie jest wymagane uzyskanie idealnie dokładnych wartości, można je całkowicie pominąć. Oczywiście w przypadku skomplikowanych obliczeń hydrodynamicznych niepożądane wzory uproszczone są niepożądane.
