การคำนวณทางชลศาสตร์สำหรับการเลือกท่อ: วิธีการ

ท่อความร้อนระบบทำความร้อนของอาคารวงจรไฮดรอลิกของเครื่องจักรระบบระบายน้ำท่อน้ำวัตถุเหล่านี้ทั้งหมดประกอบด้วยท่อ การสื่อสารทางวิศวกรรมที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของพวกเขาเป็นวิธีที่ประหยัดที่สุดของการขนส่งสารต่างๆ การคำนวณไฮดรอลิกของท่อช่วยให้คุณสามารถกำหนดค่าของคุณสมบัติหลายอย่างที่ปริมาณงานสูงสุดขององค์ประกอบท่อของท่อ

สิ่งที่คำนวณได้

ขั้นตอนนี้ดำเนินการตามพารามิเตอร์การปฏิบัติงานด้านการสื่อสารวิศวกรรมต่อไปนี้

1. อัตราการไหลของของไหลในแต่ละส่วนของการจ่ายน้ำ
2. อัตราการไหลของสื่อการทำงานในท่อ
3. เส้นผ่านศูนย์กลางที่เหมาะสมของการจ่ายน้ำซึ่งให้แรงดันที่ยอมรับได้

พิจารณาวิธีการในการคำนวณตัวชี้วัดเหล่านี้อย่างละเอียด

ปริมาณการใช้น้ำ

ข้อมูลเกี่ยวกับปริมาณการใช้น้ำเชิงบรรทัดฐานโดยการติดตั้งท่อประปาส่วนบุคคลจะแสดงไว้ในภาคผนวกถึง SNiP 2.04.01-85 เอกสารนี้ควบคุมการสร้างเครือข่ายท่อระบายน้ำและระบบประปาภายใน ต่อไปนี้เป็นส่วนหนึ่งของตารางที่เกี่ยวข้อง

ตารางที่ 1

การติดตั้งท่อประปา	การไหลรวม (น้ำร้อนในประเทศและน้ำเย็น), ลิตร / วินาที	การบริโภคน้ำเย็นลิตร / วินาที
โถชักโครกพร้อมวาล์วน้ำโดยตรง	1,4	1,4
โถชักโครกพร้อมถังสำหรับระบายน้ำ	0,10	0,10
ห้องอาบน้ำฝักบัว (ผสม)	0,12	0,08
ห้องน้ำ (มิกเซอร์)	0,25	0,17
อ่างล้างจาน	0,12	0,08
อ่างล้างหน้า (มิกเซอร์)	0,12	0,08
อ่างล้างหน้า (ก๊อกน้ำ)	0,10	0,10
น้ำประปา	0,3	0,3

หากคุณต้องการใช้อุปกรณ์หลายเครื่องในเวลาเดียวกันโฟลว์จะถูกเพิ่มเข้ามา ดังนั้นในกรณีที่ห้องอาบน้ำฝักบัวกำลังทำงานอยู่ที่ชั้นหนึ่งพร้อมกับใช้ห้องน้ำบนชั้นสองพร้อมกันมันก็มีเหตุผลที่จะเพิ่มปริมาณการใช้น้ำของผู้บริโภคทั้งสอง - 0.12 + 0.10 = 0.22 ลิตร / วินาที

สิ่งสำคัญ! กฎต่อไปนี้ใช้กับท่อส่งน้ำดับเพลิง: สำหรับเจ็ทหนึ่งตัวต้องมีอัตราการไหลอย่างน้อย 2.5 ลิตร / วินาที

เป็นที่แน่ชัดว่าในระหว่างการดับเพลิงจำนวนไอพ่นจากดับเพลิงจะถูกกำหนดโดยพื้นที่และประเภทของอาคาร เพื่อความสะดวกในการอ้างอิงข้อมูลเกี่ยวกับปัญหานี้ยังมีอยู่ในรูปแบบตาราง

ตารางที่ 2

ประเภทของอาคาร	ปริมาณไฟที่ต้องใช้
การบริหารกิจการ (ปริมาตรสูงสุด 25,000 ลูกบาศก์เมตร)	1
อาคารสาธารณะ (สูงถึง 25,000 ลูกบาศก์เมตรมากกว่า 10 ชั้น)	2
อาคารสาธารณะ (สูงถึง 25,000 ลูกบาศก์เมตรสูงถึง 10 ชั้น)	1
อาคารบริหาร (ปริมาตรสูงสุด 25,000 ลูกบาศก์เมตร, 10 ชั้นและมากกว่า)	2
อาคารการจัดการ (จาก 6 ถึง 10 ชั้น)	1
อาคารที่พักอาศัย (จาก 16 ถึง 25 ชั้น)	2
อาคารพักอาศัย (สูงถึง 16 ชั้น)	1

อัตราการไหล

สมมติว่าเรากำลังเผชิญกับงานในการคำนวณเครือข่ายน้ำสิ้นเปลืองที่อัตราการไหลสูงสุดที่กำหนดผ่านมัน จุดประสงค์ของการคำนวณคือเพื่อกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางที่มั่นใจได้ว่าอัตราการไหลที่ยอมรับได้ผ่านไปป์ไลน์ (ตาม SNiP - 0.7 - 1.5 m / s)

เราใช้สูตร ขนาดของท่อเกี่ยวข้องกับอัตราการไหลของน้ำและอัตราการไหลของมันโดยสูตรต่อไปนี้:

S = π * R² ที่ไหน

S คือพื้นที่หน้าตัดของท่อหน่วยวัด - ตารางเมตร; πเป็นจำนวนอตรรกยะที่รู้จัก R คือรัศมีของเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของท่อ

หน่วยวัด - ตารางเมตรเดียวกัน

เมื่อทราบ! สำหรับเหล็กหล่อและท่อเหล็กรัศมีมักจะถูกบรรจุเท่ากับครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กน้อย (DN) ผลิตภัณฑ์ท่อพลาสติกส่วนใหญ่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเล็กน้อยใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในหนึ่งขั้น ตัวอย่างเช่นสำหรับท่อโพรพิลีนที่มีส่วนตัดภายในขนาด 32 มิลลิเมตรเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกคือ 40 มิลลิเมตร

สูตรต่อไปนี้มีลักษณะดังนี้:

W = V × S, ที่ไหน

W - การใช้น้ำในลูกบาศก์เมตร V - อัตราการไหลของน้ำ (m / s); พื้นที่หน้าตัด (ตารางเมตร)

ตัวอย่าง. เราจะคำนวณท่อดับเพลิงสำหรับหนึ่งเจ็ทโดยที่น้ำไหลอยู่ที่ 3.5 ลิตรต่อวินาที ในระบบ SI ค่าของตัวบ่งชี้นี้จะเป็น: 3.5 l / s = 0.0035 m3 / s อัตราการไหลต่อเจ็ทนี้เป็นปกติที่จะดับไฟภายในอาคารเก็บสินค้าและอุตสาหกรรมที่มีปริมาณ 200 ถึง 400 ลูกบาศก์เมตรและสูงถึง 50 เมตร

ก่อนอื่นเราใช้สูตรที่สองและคำนวณพื้นที่หน้าตัดต่ำสุด หากความเร็วคือ 3 m / s. ตัวบ่งชี้นี้จะเท่ากับ

S = W / V = ​​0.0035 / 3 = 0.0012 m2

จากนั้นรัศมีของส่วนด้านในของท่อจะเป็นดังนี้:

R = √S / π = 0.019 m

ดังนั้นเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของท่อควรเท่ากับค่าต่ำสุด

ext = 2R = 0.038 m = 3.8 เซนติเมตร

หากผลลัพธ์ของการคำนวณเป็นค่ากลางระหว่างค่ามาตรฐานของขนาดของผลิตภัณฑ์ tubular จะทำการปัดเศษขึ้นด้านบน นั่นคือในกรณีนี้ท่อเหล็กมาตรฐานที่มี DN = 40 มม. เหมาะสม

ง่ายขนาดไหนในการหาเส้นผ่านศูนย์กลาง เพื่อทำการคำนวณอย่างรวดเร็วคุณสามารถใช้ตารางอื่นที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการไหลของน้ำผ่านท่อไปยังเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กน้อย มันถูกนำเสนอด้านล่าง

ตารางที่ 3

การบริโภคลิตร / วินาที	การควบคุมระยะไกลขั้นต่ำของไปป์มิลลิเมตร
10	50
6	40
4	32
2,4	25
1,2	20
0,6	15
0,20	10

 

การสูญเสียความดัน

การคำนวณความดันสูญเสียในส่วนของท่อที่มีความยาวที่รู้จักนั้นค่อนข้างง่าย แต่ที่นี่คุณต้องใช้ตัวแปรจำนวนพอสมควร คุณสามารถค้นหาค่าได้ในไดเรกทอรี และสูตรมีดังนี้:

P = b × L × (1 + K) ที่ไหน

P - แรงดันสูญเสียเป็นเมตรของน้ำ คุณลักษณะนี้มีผลบังคับใช้ในมุมมองของความจริงที่ว่าความดันของน้ำในการไหลของการเปลี่ยนแปลง; b - ความลาดชันไฮดรอลิกของท่อ; L คือความยาวของท่อเป็นเมตร K เป็นสัมประสิทธิ์พิเศษ การตั้งค่านี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของเครือข่าย

สูตรนี้ง่ายมาก ในทางปฏิบัติความดันลดลงเกิดจากวาล์วและแนวโค้งท่อ ด้วยตัวเลขที่แสดงถึงปรากฏการณ์นี้ในอุปกรณ์คุณสามารถทำความคุ้นเคยกับการศึกษาตารางต่อไปนี้

ตารางที่ 4

	เทียบเท่ากับความยาวของส่วนทางตรงของท่อเมตร
เส้นผ่าศูนย์กลาง	300	250	200	150	125	100	80	65	50	40	32	25
ก๊อกเปิด 50%	60	60	60	45	30	30	15	15,0	15	15,0	15	15,0
เปิดก๊อก 75%	8	8	8	6	4	4	2	2	2	3	3	2
ก๊อกเปิด 100%	2	2	2	1,5	1	1	0,50	0,50	0,5	0,5	0,50	0,5
เช็ควาล์ว	35	25	25	20	15	10	9	8	7	6	5	4
เช็ควาล์วแบบพับได้	45	30	30	25	20	15	12	10	9	8	7	6
กรวยแคบลง	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
ข้อศอก 90 องศา	7	5	4	2,7	2,5	1,7	1,30	0,9	0,70	0,6	0,40	0,3
โค้ง 90 องศา	5,5	5	3	2	1,8	1,20	1	0,7	0,50	0,4	0,30	0,2

 

องค์ประกอบบางส่วนของสูตรข้างต้นจำเป็นต้องได้รับการแสดงความคิดเห็น อัตราต่อรองเป็นเรื่องง่าย ค่าของมันสามารถพบได้ใน SNiPa No. 2.04.01-85

ตารางที่ 5

วัตถุประสงค์ของการประปา	ค่าสัมประสิทธิ์
ดับเพลิง	0,15
การดื่มในครัวเรือน	0,3
ดับเพลิง	0,1
การผลิตและไฟทางเศรษฐกิจ	0,2

 

สำหรับแนวคิดของ "ลาดไฮดรอลิก" นั้นทุกอย่างซับซ้อนกว่ามาก

สิ่งสำคัญ! คุณลักษณะนี้แสดงความต้านทานที่กระทำโดยท่อต่อการเคลื่อนที่ของน้ำ

ความลาดชันไฮดรอลิกเป็นอนุพันธ์ของพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

• อัตราการไหล. การพึ่งพาอาศัยกันเป็นสัดส่วนโดยตรงนั่นคือความต้านทานไฮดรอลิกจะสูงกว่ายิ่งการเคลื่อนไหวจะไหลเร็วขึ้น
• เส้นผ่าศูนย์กลางท่อนี่คือการพึ่งพาอาศัยกันอยู่แล้วสัดส่วนผกผัน: ความต้านทานไฮดรอลิกเพิ่มขึ้นด้วยการลดลงในภาคตัดขวางของสาขาวิศวกรรม
• ความขรุขระของผนัง ตัวบ่งชี้นี้จะขึ้นอยู่กับวัสดุของท่อ (พื้นผิวของ HDPE หรือโพรพิลีนนั้นเรียบเนียนกว่าของเหล็ก) ในบางกรณีปัจจัยสำคัญคืออายุของท่อน้ำ คราบปูนขาวและสนิมเกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปเพิ่มความขรุขระของพื้นผิวผนัง

ใช้ตาราง Shevelev

เพื่อแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการกำหนดความลาดชันไฮดรอลิกโดยใช้เครื่องคิดเลขคุณสามารถใช้ตารางการคำนวณไฮดรอลิกของท่อน้ำที่พัฒนาโดย Shevelev F.A มันมีข้อมูลสำหรับขนาดต่าง ๆ วัสดุและอัตราการไหล นอกจากนี้ตารางมีการแก้ไขที่เกี่ยวข้องกับท่อเก่า แต่ที่นี่ควรมีจุดหนึ่งที่ชัดเจน: การแก้ไขอายุใช้ไม่ได้กับผลิตภัณฑ์ท่อโพลิเมอร์ทุกประเภท โครงสร้างพื้นผิวของโพลีเอทิลีนธรรมดาหรือโพลีเอทิลีนโพลีโพรพีลีนและพลาสติกโลหะไม่เปลี่ยนแปลงในช่วงระยะเวลาการดำเนินงานทั้งหมด

เนื่องจากตาราง Shevelev มีปริมาณมากจึงไม่สามารถเผยแพร่ได้อย่างสมบูรณ์ ด้านล่างนี้เป็นเพียงข้อความที่ตัดตอนมาเล็กน้อยจากเอกสารนี้สำหรับท่อพลาสติกที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 16 มิลลิเมตร

ตารางที่ 6

ความเร็ว m / s	อัตราการไหลลิตร / วินาที	ความลาดชันไฮดรอลิกสำหรับความยาวท่อ 1,000 เมตร (1,000i)
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

เมื่อวิเคราะห์ผลลัพธ์ของการคำนวณแรงดันตกจะต้องรับภาระในใจว่าส่วนใหญ่ของการติดตั้งท่อประปาต้องใช้แรงดันเกินจำนวนหนึ่งเพื่อการทำงานตามปกติ SNiP ที่นำมาใช้ 30 ปีที่ผ่านมาให้ตัวเลขสำหรับอุปกรณ์ที่ล้าสมัยแล้ว รุ่นที่ทันสมัยกว่าของใช้ในครัวเรือนและอุปกรณ์สุขภัณฑ์ต้องการการทำงานปกติที่แรงดันเกินอย่างน้อย 0.3 kgf / cm2 (หรือแรงดัน 3 เมตร) อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าการใส่ค่าพารามิเตอร์นี้มีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยคือ 0.5 kgf / cm2

ตัวอย่าง

เพื่อให้การดูดซึมของข้อมูลด้านล่างดีขึ้นเป็นตัวอย่างของการคำนวณไฮดรอลิกของการจ่ายน้ำพลาสติก ข้อมูลต่อไปนี้ได้รับการยอมรับว่าเป็นข้อมูลเริ่มต้น:

• เส้นผ่าศูนย์กลาง - 16.6 มม.;
• ความยาว - 27 เมตร
• อัตราการไหลของน้ำสูงสุดที่อนุญาตคือ 1.5 m / s

เมื่อทราบ! เมื่อระบบน้ำประปาได้รับการมอบหมายการทดสอบจะดำเนินการด้วยความดันเท่ากับอย่างน้อยคนงานคูณด้วยปัจจัย 1.3 ในกรณีนี้การทดสอบไฮโดรลิกของสาขาเฉพาะของท่อควรมีเครื่องหมายที่ความดันทดสอบรวมถึงระยะเวลาของการทดสอบ

ความลาดชันไฮดรอลิกยาว 1,000 เมตรคือ (เราเอาค่าจากตาราง) 319.8 แต่เนื่องจากสูตรการคำนวณการลดลงของความดันจะต้องไม่ถูกแทนที่ด้วย 1,000i แต่เพียง i ตัวบ่งชี้นี้จะต้องหารด้วย 1,000 ดังนั้นเราจะได้รับ:

        319,8:1000=0,3198

สำหรับการจัดหาน้ำดื่มในประเทศนั้นค่าสัมประสิทธิ์ K เท่ากับ 0.3

หลังจากทดแทนค่าเหล่านี้แล้วสูตรจะมีลักษณะดังนี้:

P = 0.3198 × 27 × (1 + 0.3) = 11.224 เมตร

ดังนั้นแรงดันเกินที่เท่ากับ 0.5 บรรยากาศจะถูกสร้างขึ้นที่จุดสิ้นสุดของการประปาที่ความดันในท่อของระบบน้ำประปา 0.5 + 1.122 = 1.622 kgf / cm2 และเนื่องจากความดันในเส้นตามกฎไม่ได้ต่ำกว่าบรรยากาศ 2.5-3 สภาพนี้เป็นไปได้ค่อนข้าง

การคำนวณไฮดรอลิกของท่อของระบบทำความร้อนโดยใช้โปรแกรม

การคำนวณความร้อนในบ้านส่วนตัวเป็นขั้นตอนที่ค่อนข้างซับซ้อน อย่างไรก็ตามโปรแกรมพิเศษทำให้มันง่ายขึ้นมาก วันนี้มีบริการออนไลน์หลายประเภทให้เลือก เอาต์พุตประกอบด้วยข้อมูลต่อไปนี้:

• เส้นผ่านศูนย์กลางที่ต้องการของท่อ
• วาล์วบางตัวใช้สำหรับปรับสมดุล
• ขนาดขององค์ประกอบความร้อน
• ค่าเซ็นเซอร์ความดันแตกต่าง
• พารามิเตอร์การควบคุมสำหรับวาล์วอุณหภูมิ
• การตั้งค่าตัวเลขของชิ้นส่วนด้านกฎระเบียบ

โปรแกรม Oventrop co สำหรับการเลือกท่อโพรพิลีน ก่อนเริ่มใช้งานคุณต้องกำหนดรายการอุปกรณ์ที่จำเป็นและตั้งค่า ในตอนท้ายของการคำนวณผู้ใช้จะได้รับตัวเลือกมากมายสำหรับการติดตั้งระบบทำความร้อน พวกเขาทำซ้ำการเปลี่ยนแปลง

ซอฟต์แวร์การคำนวณไฮดรอลิกนี้ให้คุณเลือกองค์ประกอบท่อของเส้นเส้นผ่านศูนย์กลางที่ต้องการและกำหนดอัตราการไหลของสารหล่อเย็น เป็นผู้ช่วยที่เชื่อถือได้ในการคำนวณทั้งโครงสร้างท่อเดี่ยวและท่อสองท่อ ความสะดวกสบายในการทำงานเป็นหนึ่งในข้อได้เปรียบหลักของ Oventrop co โปรแกรมนี้รวมถึงบล็อกสำเร็จรูปและแคตตาล็อกของวัสดุ

โปรแกรม HERZ CO: การคำนวณโดยคำนึงถึงตัวรวบรวม ซอฟต์แวร์นี้สามารถใช้ได้อย่างอิสระ จะช่วยให้คุณทำการคำนวณโดยไม่คำนึงถึงจำนวนของท่อ HERZ CO ช่วยสร้างโครงการสำหรับอาคารที่ได้รับการปรับปรุงใหม่และใหม่

บันทึก! มีหนึ่ง caveat: ผสม glycol ใช้ในการสร้างโครงสร้าง

โปรแกรมยังเน้นการคำนวณระบบทำความร้อนแบบหนึ่งและสองท่อ ด้วยความช่วยเหลือของมันจะมีการพิจารณาการกระทำของวาล์วควบคุมอุณหภูมิตลอดจนการสูญเสียแรงดันในอุปกรณ์ทำความร้อนและตัวบ่งชี้ความต้านทานต่อการไหลของสารหล่อเย็น

ผลการคำนวณจะแสดงในรูปแบบกราฟิกและแผนผัง HERZ CO มีฟังก์ชันช่วยเหลือ โปรแกรมมีโมดูลที่ทำหน้าที่ของการค้นหาและการแปลข้อผิดพลาด แพคเกจซอฟต์แวร์จะมีแคตตาล็อกของข้อมูลเกี่ยวกับเครื่องใช้สำหรับทำความร้อนและวาล์ว

ผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์ Instal-Therm HCR การใช้ซอฟต์แวร์นี้สามารถคำนวณหม้อน้ำและความร้อนบนพื้นผิวได้ ชุดการส่งมอบของมันรวมถึงโมดูล Tece ซึ่งมีกิจวัตรในการออกแบบระบบน้ำประปาประเภทต่าง ๆ การสแกนแบบและการคำนวณการสูญเสียความร้อน โปรแกรมนี้มาพร้อมกับแคตตาล็อกต่าง ๆ ที่มีอุปกรณ์, แบตเตอรี่, ฉนวนกันความร้อนและความหลากหลายของอุปกรณ์

โปรแกรมคอมพิวเตอร์ "TRANSIT" แพคเกจซอฟต์แวร์นี้ช่วยให้สามารถคำนวณท่อไฮโดรลิคแบบหลายตัวแปรที่มีสถานีสูบจ่ายน้ำมันขั้นกลาง (ต่อไปนี้จะเป็น NPS) ข้อมูลเริ่มต้นคือ:

• ความหยาบอย่างแน่นอนของท่อความดันที่ปลายสายและความยาว
• ความยืดหยุ่นและความหนืดจลน์ของไอระเหยน้ำมันอิ่มตัวและความหนาแน่น
• ทำและจำนวนของปั๊มรวมทั้งที่สถานีหัวและที่สถานีปั๊มกลาง
• การวางท่อตามเส้นผ่านศูนย์กลาง
• ไปป์ไลน์

ผลการคำนวณจะถูกนำเสนอในรูปแบบของข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะของส่วนแรงโน้มถ่วงของลำตัวและอัตราการสูบน้ำ นอกจากนี้ผู้ใช้จะได้รับตารางแสดงค่าความดันก่อนและหลัง NPS ใด ๆ

โดยสรุปจะต้องกล่าวว่าวิธีการคำนวณที่ง่ายที่สุดที่ได้รับข้างต้น ผู้เชี่ยวชาญใช้รูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้น