وابستگی قطر لوله به جریان آب. نحوه محاسبه دبی آب بر اساس قطر لوله - تئوری و عملی. روش های محاسبه توان عملیاتی خط لوله

محاسبه مصرف آب قبل از ساخت خطوط لوله انجام می شود و جزء لاینفک محاسبات هیدرودینامیکی است. در حین ساخت خطوط لوله اصلی و صنعتی، این محاسبات با استفاده از برنامه های خاص انجام می شود. هنگام ساخت یک خط لوله داخلی با دستان خود، می توانید محاسبه را خودتان انجام دهید، اما باید در نظر داشت که نتیجه به دست آمده تا حد امکان دقیق نخواهد بود. نحوه محاسبه پارامتر مصرف آب در ادامه مطلب بخوانید.

عوامل موثر بر توان عملیاتی

عامل اصلی که سیستم خط لوله توسط آن محاسبه می شود توان عملیاتی است. این شاخص تحت تأثیر پارامترهای مختلفی است که مهمترین آنها عبارتند از:

فشار در خط لوله موجود (در شبکه اصلی، اگر خط لوله در حال ساخت به یک منبع خارجی متصل شود). روش محاسبه با در نظر گرفتن فشار پیچیده تر، اما همچنین دقیق تر است، زیرا این فشار است که چنین شاخصی را به عنوان توان عملیاتی تعیین می کند، یعنی توانایی عبور مقدار معینی از آب در یک واحد زمان مشخص.
طول کل خط لوله هرچه این پارامتر بزرگتر باشد، تعداد تلفات در طول استفاده از آن بیشتر می شود و بر این اساس، برای از بین بردن افت فشار، لازم است از لوله هایی با قطر بیشتر استفاده شود. بنابراین، این عامل نیز توسط متخصصان در نظر گرفته می شود.
موادی که لوله ها از آن ساخته شده اند. اگر از لوله های فلزی برای سازه یا خط دیگری استفاده شود، سطح داخلی ناهموار و احتمال گرفتگی تدریجی با رسوبات موجود در آب منجر به کاهش توان و بر این اساس، افزایش جزئی قطر می شود. هنگام استفاده از لوله های پلاستیکی (PVC)، لوله های پلی پروپیلن و غیره، احتمال گرفتگی با رسوبات عملاً منتفی است. علاوه بر این، سطح داخلی لوله های پلاستیکی صاف تر است.

بخش لوله ها با توجه به بخش داخلی لوله، می توانید به طور مستقل یک محاسبه اولیه انجام دهید.

عوامل دیگری نیز وجود دارد که کارشناسان آن را در نظر می گیرند. اما برای این مقاله آنها ضروری نیستند.

روش محاسبه قطر بسته به مقطع لوله ها

اگر هنگام محاسبه خط لوله، لازم است همه این عوامل را در نظر بگیرید، توصیه می شود با استفاده از برنامه های خاص محاسبات را انجام دهید. اگر محاسبات اولیه برای ساخت سیستم کافی باشد، به ترتیب زیر انجام می شود:

تعیین اولیه میزان مصرف آب توسط همه اعضای خانواده؛
محاسبه اندازه بهینه قطر.

نحوه محاسبه میزان مصرف آب در خانه

با چند روش می توانید میزان آب سرد یا گرم مصرفی در خانه را تعیین کنید:

با توجه به قرائت کنتور در صورت نصب کنتور هنگام ورود خط لوله به داخل خانه، تعیین میزان مصرف آب در روز برای هر نفر مشکلی ندارد. علاوه بر این، هنگام مشاهده برای چند روز، می توانید پارامترهای نسبتاً دقیقی دریافت کنید.

طبق هنجارهای تعیین شده توسط کارشناسان تعیین شده است. استاندارد مصرف آب برای هر نفر برای انواع خاصی از محل ها با وجود / عدم وجود شرایط خاص تنظیم شده است.

طبق فرمول

برای تعیین میزان کل آب مصرفی در اتاق، لازم است برای هر واحد لوله کشی (حمام، دوش، شیر آب و غیره) به طور جداگانه محاسبه شود. فرمول محاسبه:

Qs \u003d 5 x q0 x P،جایی که

Qs شاخصی است که میزان جریان را تعیین می کند.

q0 هنجار تعیین شده است.

P ضریبی است که امکان استفاده همزمان از چندین نوع لوله کشی را در نظر می گیرد.

نشانگر q0 بسته به نوع تجهیزات لوله کشی مطابق جدول زیر تعیین می شود:

احتمال P با فرمول زیر تعیین می شود:

P = L x N1 / q0 x 3600 x N2، جایی که

L - حداکثر مصرف آب برای 1 ساعت؛

N1 - تعداد افرادی که از وسایل لوله کشی استفاده می کنند.

q0 - استانداردهای تعیین شده برای یک واحد لوله کشی جداگانه؛

N2 - تعداد وسایل لوله کشی نصب شده.

تعیین جریان آب بدون در نظر گرفتن احتمال غیرقابل قبول است، زیرا استفاده همزمان از وسایل لوله کشی منجر به افزایش قدرت جریان می شود.

بیایید آب را با استفاده از یک مثال خاص محاسبه کنیم. تعیین جریان آب با توجه به پارامترهای زیر ضروری است:

5 نفر در خانه زندگی می کنند.
6 واحد تجهیزات بهداشتی نصب شده است: وان حمام، کاسه توالت، سینک در آشپزخانه، ماشین لباسشویی و ماشین ظرفشویی نصب شده در آشپزخانه، کابین دوش؛
حداکثر مصرف آب به مدت 1 ساعت مطابق با SNiP برابر با 5.6 لیتر در ثانیه است.

اندازه احتمال را تعیین کنید:

P \u003d 5.6 x 4 / 0.25 x 3600 x 6 \u003d 0.00415

ما میزان مصرف گاو را برای حمام، آشپزخانه و اتاق توالت تعیین می کنیم:

Qs (حمام) = 4 x 0.25 x 0.00518 = 0.00415 (l/s)

Qs (آشپزخانه) \u003d 4 x 0.12 x 0.00518 \u003d 0.002 (l/s)

Qs (توالت) \u003d 4 x 0.4 x 0.00518 \u003d 0.00664 (l/s)

محاسبه مقطع بهینه

برای تعیین سطح مقطع از فرمول زیر استفاده می شود:

Q \u003d (πd² / 4) xW، جایی که

Q مقدار آب مصرفی است که با محاسبه محاسبه می شود.

d قطر مورد نظر است.

W سرعت حرکت آب در سیستم است.

با عملیات ساده ریاضی می توان نتیجه گرفت که

d = √(4Q/πW)

W را می توان از جدول به دست آورد:

از شاخص های ارائه شده در جدول برای محاسبات تقریبی استفاده می شود. برای به دست آوردن پارامترهای دقیق تر، از یک فرمول پیچیده ریاضی استفاده می شود.

بیایید قطر لوله های حمام، آشپزخانه و توالت را با توجه به پارامترهای ارائه شده در این مثال تعیین کنیم:

d (برای حمام) \u003d √ (4 x 0.00415 / (3.14 x 3)) \u003d 0.042 (m)

d (برای آشپزخانه) \u003d √ (4 x 0.002 / (3.14 x 3)) \u003d 0.03 (m)

d (توالت) = √(4 x 0.00664 / (3.14 x 3)) = 0.053 (m)

برای تعیین سطح مقطع لوله ها بالاترین نشانگر طراحی گرفته می شود. با توجه به حاشیه کم در این مثال می توان آب رسانی را با لوله هایی با مقطع 55 میلی متر انجام داد.

نحوه محاسبه با استفاده از برنامه نیمه حرفه ای ویژه، فیلم را ببینید.

مشاغل و همچنین آپارتمان ها و خانه ها به طور کلی مقدار زیادی آب مصرف می کنند. اعداد بسیار زیاد است، اما آیا آنها می توانند چیز دیگری بگویند، به جز این واقعیت که یک هزینه خاص است؟ بله آنها میتوانند. یعنی جریان آب می تواند به محاسبه قطر لوله کمک کند. به نظر می رسد که این پارامترها به یکدیگر مرتبط نیستند، اما در واقع رابطه آشکار است.

از این گذشته، توان عملیاتی سیستم تامین آب به عوامل زیادی بستگی دارد. یک مکان قابل توجه در این لیست دقیقاً قطر لوله ها و همچنین فشار در سیستم است. بیایید عمیق تر به این موضوع بپردازیم.

عوامل موثر بر نفوذپذیری آب از طریق لوله

سرعت جریان آب از طریق لوله دایره ای با سوراخ به اندازه این سوراخ بستگی دارد. بنابراین، هرچه بزرگتر باشد، آب بیشتری در یک بازه زمانی مشخص از لوله عبور می کند. با این حال، فشار را فراموش نکنید. پس از همه، شما می توانید یک مثال بزنید. یک ستون متر در واحد زمان بسیار کمتر از یک ستون با ارتفاع چند ده متر آب را از سوراخ سانتی متری عبور می دهد. مشخص است. بنابراین، جریان آب در حداکثر بخش داخلی محصول و همچنین در حداکثر فشار به حداکثر خود می رسد.

محاسبه قطر

اگر نیاز به یک جریان آب معین در خروجی سیستم تامین آب دارید، بدون محاسبه قطر لوله نمی توانید انجام دهید. پس از همه، این شاخص، همراه با بقیه، بر نرخ توان تاثیر می گذارد.

البته، جداول خاصی در وب و در ادبیات تخصصی وجود دارد که به شما امکان می دهد محاسبات را با تمرکز بر پارامترهای خاص دور بزنید. با این حال، نباید از چنین داده هایی انتظار دقت بالایی داشت، حتی اگر همه عوامل در نظر گرفته شوند، خطا همچنان وجود خواهد داشت. بنابراین، بهترین راه برای به دست آوردن نتایج دقیق، محاسبه مستقل است.

برای این کار به داده های زیر نیاز دارید:

مصرف آب.
افت سر از نقطه شروع تا نقطه مصرف.

محاسبه مصرف آب ضروری نیست - یک استاندارد دیجیتال وجود دارد. می توانید داده هایی را روی میکسر بگیرید که می گوید حدود 0.25 لیتر در ثانیه مصرف می شود. از این رقم می توان برای محاسبات استفاده کرد.

یک پارامتر مهم برای به دست آوردن اطلاعات دقیق، افت سر در منطقه است. همانطور که می دانید فشار هد در رایزرهای استاندارد تامین آب در محدوده 1 تا 0.6 اتمسفر می باشد. میانگین 1.5-3 اتمسفر است. پارامتر بستگی به تعداد طبقات خانه دارد. اما این بدان معنا نیست که هر چه خانه بالاتر باشد، فشار در سیستم بیشتر می شود. در ساختمان های بسیار بلند (بیش از 16 طبقه)، گاهی اوقات از تقسیم سیستم به طبقات برای عادی سازی فشار استفاده می شود.

با توجه به افت هد، این رقم را می توان با استفاده از فشار سنج در نقطه شروع و قبل از نقطه مصرف محاسبه کرد.

اگر، با این وجود، دانش و صبر برای محاسبه خود کافی نیست، می توانید از داده های جدولی استفاده کنید. و اجازه دهید آنها خطاهای خاصی داشته باشند، داده ها برای شرایط خاص به اندازه کافی دقیق خواهند بود. و سپس با توجه به مصرف آب، قطر لوله بسیار آسان و سریع بدست می آید. این بدان معنی است که سیستم آبرسانی به درستی محاسبه می شود، که امکان به دست آوردن چنین مقدار مایعی را فراهم می کند که نیازها را برآورده کند.

چرا ما به چنین محاسباتی نیاز داریم

هنگام تهیه طرحی برای ساخت یک کلبه بزرگ با چندین حمام، یک هتل خصوصی، سازماندهی سیستم آتش نشانی، داشتن اطلاعات کم و بیش دقیق در مورد قابلیت های حمل و نقل لوله موجود با در نظر گرفتن بسیار مهم است. قطر و فشار آن در سیستم همه چیز در مورد نوسانات فشار در زمان اوج مصرف آب است: چنین پدیده هایی به طور جدی بر کیفیت خدمات ارائه شده تأثیر می گذارد.

علاوه بر این، اگر سیستم تامین آب مجهز به کنتور آب نباشد، در هنگام پرداخت هزینه خدمات آب و برق، به اصطلاح. "نفوذ پذیری لوله". در این صورت، مسئله تعرفه های اعمال شده در این مورد کاملاً منطقی به نظر می رسد.

در عین حال، درک این نکته مهم است که گزینه دوم برای اماکن خصوصی (آپارتمان ها و کلبه ها) اعمال نمی شود، جایی که در صورت عدم وجود متر، استانداردهای بهداشتی هنگام محاسبه پرداخت در نظر گرفته می شود: معمولاً این تا 360 است. l / روز برای هر نفر.

چه چیزی نفوذپذیری لوله را تعیین می کند

چه چیزی جریان آب را در یک لوله گرد تعیین می کند؟ این تصور به وجود می آید که جستجو برای پاسخ نباید مشکلی ایجاد کند: هرچه سطح مقطع لوله بزرگتر باشد، حجم آب بیشتری می تواند در زمان معینی عبور کند. یک فرمول ساده برای حجم لوله به شما امکان می دهد این مقدار را پیدا کنید. در عین حال، فشار نیز به خاطر می‌آید، زیرا هرچه ستون آب بالاتر باشد، آب سریع‌تر از طریق ارتباط منتقل می‌شود. با این حال، عمل نشان می دهد که اینها با همه عوامل مؤثر بر مصرف آب فاصله زیادی دارند.

علاوه بر آنها، نکات زیر نیز باید در نظر گرفته شود:

طول لوله. با افزایش طول آن، آب به شدت به دیواره های آن ساییده می شود که منجر به کاهش سرعت جریان می شود. در واقع، در همان ابتدای سیستم، آب فقط تحت تأثیر فشار قرار می گیرد، اما همچنین مهم است که بخش های بعدی با چه سرعتی فرصت ورود به ارتباطات را خواهند داشت. ترمز در داخل لوله اغلب به مقادیر زیادی می رسد.
مصرف آب بستگی به قطر داردبسیار پیچیده تر از آنچه در نگاه اول به نظر می رسد. هنگامی که اندازه قطر لوله کوچک است، دیوارها نسبت به سیستم های ضخیم تر در برابر جریان آب مقاومت می کنند. در نتیجه با کاهش قطر لوله، سود آن از نظر نسبت دبی آب به نشانگر مساحت داخلی در مقطعی با طول ثابت کاهش می یابد. به بیان ساده، یک سیستم لوله کشی ضخیم آب را بسیار سریعتر از یک سیستم نازک انتقال می دهد.
مواد تولیدی. نکته مهم دیگری که به طور مستقیم بر سرعت حرکت آب در لوله تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، پروپیلن صاف باعث افزایش لغزش آب نسبت به دیوارهای فولادی خشن می شود.
عمر سرویس. با گذشت زمان، زنگ زدگی روی لوله های فولادی آب ظاهر می شود. علاوه بر این، برای فولاد، و همچنین برای چدن، تجمع تدریجی رسوبات آهک معمول است. مقاومت در برابر جریان آب لوله با رسوبات بسیار بیشتر از محصولات فولادی جدید است: این تفاوت گاهی اوقات به 200 برابر می رسد. علاوه بر این، رشد بیش از حد لوله منجر به کاهش قطر آن می شود: حتی اگر افزایش اصطکاک را در نظر نگیریم، نفوذپذیری آن به وضوح کاهش می یابد. همچنین توجه به این نکته مهم است که محصولات ساخته شده از پلاستیک و فلز-پلاستیک چنین مشکلاتی ندارند: حتی پس از چندین دهه استفاده فشرده، سطح مقاومت آنها در برابر جریان آب در سطح اولیه باقی می ماند.
وجود چرخش، اتصالات، آداپتورها، دریچه هابه ترمز اضافی جریان آب کمک می کند.

همه عوامل فوق را باید در نظر گرفت، زیرا ما در مورد برخی از خطاهای کوچک صحبت نمی کنیم، بلکه در مورد یک تفاوت جدی چندین برابر است. به عنوان نتیجه گیری، می توان گفت که تعیین ساده قطر لوله از جریان آب به سختی امکان پذیر است.

امکان جدید محاسبات مصرف آب

اگر استفاده از آب با استفاده از شیر آب انجام شود، این کار را بسیار ساده می کند. نکته اصلی در این مورد این است که ابعاد سوراخ برای خروج آب بسیار کوچکتر از قطر لوله آب است. در این مورد، فرمول محاسبه آب بر سطح مقطع لوله توریچلی v ^ 2 \u003d 2gh قابل استفاده است، که در آن v سرعت جریان از طریق یک سوراخ کوچک، g شتاب سقوط آزاد و h است. ارتفاع ستون آب بالای شیر آب (یک سوراخ با مقطع s، در واحد زمان حجم آب s*v را عبور می دهد). مهم است که به یاد داشته باشید که اصطلاح "بخش" برای نشان دادن قطر استفاده نمی شود، بلکه مساحت آن است. برای محاسبه آن از فرمول pi * r ^ 2 استفاده کنید.

اگر ارتفاع ستون آب 10 متر و قطر سوراخ 0.01 متر باشد، جریان آب در لوله با فشار یک اتمسفر به صورت زیر محاسبه می شود: v^2=2*9.78*10=195.6. پس از گرفتن جذر، v=13.98570698963767. پس از گرد کردن برای به دست آوردن یک رقم سرعت ساده تر، نتیجه 14 متر بر ثانیه است. سطح مقطع سوراخ با قطر 0.01 متر به صورت زیر محاسبه می شود: 3.14159265*0.01^2=0.000314159265 m2. در نتیجه، معلوم می شود که حداکثر جریان آب از طریق لوله مربوط به 0.000314159265 * 14 = 0.00439822971 m3 / s (کمی کمتر از 4.5 لیتر آب در ثانیه) است. همانطور که می بینید، در این مورد، محاسبه آب روی سطح مقطع لوله بسیار ساده است. همچنین جداول ویژه ای به صورت رایگان در دسترس است که میزان مصرف آب را برای محبوب ترین محصولات لوله کشی با حداقل مقدار برای قطر لوله آب نشان می دهد.

همانطور که می توانید درک کنید، هیچ روش ساده جهانی برای محاسبه قطر خط لوله بسته به جریان آب وجود ندارد. با این حال، هنوز هم می توانید شاخص های خاصی را برای خود استنباط کنید. این امر به ویژه در مواردی که سیستم مجهز به لوله های پلاستیکی یا فلزی پلاستیکی است و آب توسط شیرهایی با سطح مقطع خروجی کوچک مصرف می شود صادق است. در برخی موارد، این روش محاسبه برای سیستم های فولادی قابل استفاده است، اما ما در درجه اول در مورد لوله های آب جدید صحبت می کنیم که زمان پوشاندن با رسوبات داخلی روی دیوارها را نداشته اند.

در برخی موارد، فرد باید با نیاز به محاسبه جریان آب از طریق لوله مواجه شود. این شاخص نشان می دهد که لوله چقدر آب می تواند عبور کند که بر حسب m³ / s اندازه گیری می شود.

برای سازمان هایی که کنتور روی آب قرار نداده اند، هزینه بر اساس باز بودن لوله است. مهم است که بدانید این داده ها چقدر دقیق محاسبه می شوند، برای چه چیزی و با چه نرخی باید پرداخت کنید. این برای افراد صدق نمی کند، برای آنها در صورت عدم وجود کنتور، تعداد افراد ثبت نام شده بر اساس استانداردهای بهداشتی در مصرف آب 1 نفر ضرب می شود. این حجم نسبتاً زیادی است و با تعرفه های مدرن نصب کنتور بسیار سودآورتر است. به همین ترتیب، در زمان ما اغلب سودآورتر است که آب را خودتان با یک ستون گرم کنید تا اینکه هزینه آب گرم آنها را به آب و برق پرداخت کنید.
محاسبه نفوذپذیری لوله نقش بسیار زیادی دارد هنگام طراحی خانه، هنگام آوردن ارتباطات به خانه .

مهم است که اطمینان حاصل شود که هر انشعاب منبع آب می تواند سهم خود را حتی در ساعات اوج مصرف آب از لوله اصلی دریافت کند. لوله کشی برای راحتی، راحتی و سهولت کار برای یک فرد ایجاد شده است.

اگر هر عصر آب عملاً به ساکنان طبقات بالا نمی رسد، از چه نوع آسایشی می توان صحبت کرد؟ چگونه می توانید چای بنوشید، ظرف ها را بشویید، شنا کنید؟ و همه چای می نوشند و حمام می کنند، بنابراین حجم آبی که لوله می توانست در طبقات پایینی توزیع کند. این مشکل می تواند نقش بسیار بدی در اطفای حریق داشته باشد. اگر آتش نشانان به لوله مرکزی متصل شوند و فشاری در آن وجود نداشته باشد.

گاهی اوقات محاسبه جریان آب از طریق لوله می تواند مفید باشد اگر پس از تعمیر منبع آب توسط استادکاران بدبخت، تعویض بخشی از لوله ها، فشار به طور قابل توجهی کاهش یافته باشد.

محاسبات هیدرودینامیکی کار آسانی نیست و معمولاً توسط متخصصان واجد شرایط انجام می شود. اما، بیایید بگوییم که شما مشغول ساخت و ساز خصوصی هستید و خانه جادار و دنج خود را طراحی می کنید.

چگونه جریان آب از طریق لوله را خودتان محاسبه کنید؟

به نظر می رسد برای به دست آوردن ارقام، شاید، گرد، اما به طور کلی منصفانه، دانستن قطر سوراخ لوله کافی است. افسوس که این خیلی کم است. عوامل دیگر می توانند در مواقعی نتیجه محاسبات را تغییر دهند. چه چیزی بر حداکثر جریان آب از طریق لوله تأثیر می گذارد؟

بخش لوله. عامل آشکار نقطه شروع محاسبات هیدرودینامیکی
فشار لوله. با افزایش فشار، آب بیشتری از لوله ای با سطح مقطع یکسان عبور می کند.
خم شدن، چرخش، تغییر قطر، انشعابجریان آب را از طریق لوله مسدود کنید. گزینه های مختلف به درجات مختلف.
طول لوله. لوله‌های طولانی‌تر نسبت به لوله‌های کوتاه‌تر آب کمتری را در واحد زمان حمل می‌کنند. تمام راز در نیروی اصطکاک است. همانطور که حرکت اجسام آشنا برای ما (ماشین، دوچرخه، سورتمه و غیره) را به تاخیر می اندازد، نیروی اصطکاک مانع از جریان آب می شود.
لوله ای با قطر کمتر نسبت به حجم جریان آب، سطح تماس آب بیشتری با سطح لوله دارد. و از هر نقطه تماس نیروی اصطکاک وجود دارد. درست مانند لوله های بلندتر، در لوله های باریک تر سرعت حرکت آب کمتر می شود.
مواد لوله. بدیهی است که درجه زبری ماده بر مقدار نیروی اصطکاک تأثیر می گذارد. مواد پلاستیکی مدرن (پلی پروپیلن، پی وی سی، فلز-پلاستیک و غیره) در مقایسه با فولاد سنتی بسیار لغزنده هستند و اجازه می دهند آب سریعتر حرکت کند.
مدت زمان کار لوله. رسوبات آهک، زنگ زدگی به میزان قابل توجهی کارایی آب را مختل می کند. این مشکل ترین عامل است، زیرا میزان گرفتگی لوله، تسکین داخلی جدید و ضریب اصطکاک آن بسیار دشوار است که با دقت ریاضی محاسبه شود. خوشبختانه، محاسبات جریان آب اغلب برای ساخت و سازهای جدید و مواد تازه و استفاده نشده مورد نیاز است. و از سوی دیگر، این سیستم برای سالهای متمادی به ارتباطات موجود و موجود متصل خواهد شد. و او در 10، 20، 50 سال آینده چگونه رفتار خواهد کرد؟ آخرین تکنولوژی این وضعیت را تا حد زیادی بهبود بخشیده است. لوله های پلاستیکی زنگ نمی زنند، سطح آنها عملاً با گذشت زمان خراب نمی شود.

محاسبه جریان آب از طریق شیر آب

حجم سیال خارج شده با ضرب سطح مقطع دهانه لوله S در سرعت خروج V بدست می آید. یک دایره طبق فرمول یافت می شود S = πR2. R شعاع دهانه لوله خواهد بود که نباید با شعاع لوله اشتباه گرفته شود. π یک مقدار ثابت است، نسبت محیط دایره به قطر آن، تقریباً 3.14.

سرعت جریان با فرمول توریچلی بدست می آید: . در جایی که g شتاب سقوط آزاد است، در سیاره زمین تقریباً 9.8 متر بر ثانیه است. h ارتفاع ستون آب بالای سوراخ است.

مثال

اجازه دهید جریان آب را از طریق یک شیر آب با سوراخی به قطر 0.01 متر و ارتفاع ستون 10 متر محاسبه کنیم.

سطح مقطع سوراخ \u003d πR2 \u003d 3.14 x 0.012 \u003d 3.14 x 0.0001 \u003d 0.000314 متر مربع.

سرعت خروجی = √2gh = √2 x 9.8 x 10 = √196 = 14 m/s.

مصرف آب \u003d SV \u003d 0.000314 x 14 \u003d 0.004396 m³ / s.

بر حسب لیتر، معلوم می شود که 4.396 لیتر در ثانیه می تواند از یک لوله مشخص خارج شود.

به منظور نصب صحیح سازه تامین آب، شروع توسعه و برنامه ریزی سیستم، لازم است جریان آب از طریق لوله محاسبه شود.

پارامترهای اصلی مجرای خانه به داده های به دست آمده بستگی دارد.

در این مقاله، خوانندگان می توانند با تکنیک های اساسی آشنا شوند که به آنها کمک می کند تا به طور مستقل سیستم لوله کشی خود را محاسبه کنند.

هدف از محاسبه قطر خط لوله بر اساس جریان: تعیین قطر و مقطع خط لوله بر اساس داده های مربوط به دبی و سرعت حرکت طولی آب.

انجام چنین محاسبه ای نسبتاً دشوار است. لازم است بسیاری از تفاوت های ظریف مربوط به داده های فنی و اقتصادی را در نظر گرفت. این پارامترها به هم مرتبط هستند. قطر خط لوله بستگی به نوع مایعی دارد که از طریق آن پمپ می شود.

اگر سرعت جریان را افزایش دهید، می توانید قطر لوله را کاهش دهید. مصرف مواد به طور خودکار کاهش می یابد. نصب چنین سیستمی بسیار ساده تر خواهد بود، هزینه کار کاهش می یابد.

با این حال، افزایش حرکت جریان باعث تلفات هد می شود که نیاز به ایجاد انرژی اضافی برای پمپاژ دارد. اگر آن را بیش از حد کاهش دهید، ممکن است عواقب نامطلوبی ظاهر شود.

هنگام طراحی خط لوله، در اغلب موارد، مقدار جریان آب بلافاصله تنظیم می شود. دو مقدار ناشناخته مانده است:

قطر لوله؛
نرخ جریان.

انجام یک محاسبه کامل فنی و اقتصادی بسیار دشوار است. این نیاز به دانش مهندسی مناسب و زمان زیادی دارد. برای تسهیل این کار هنگام محاسبه قطر لوله مورد نظر، از مواد مرجع استفاده می شود. آنها مقادیر بهترین نرخ جریان را که به صورت تجربی بدست آمده است را ارائه می دهند.

فرمول محاسبه نهایی برای قطر بهینه خط لوله به شرح زیر است:

d = √(4Q/Πw)
Q دبی مایع پمپ شده m3/s است
d - قطر خط لوله، m
w سرعت جریان، m/s است

سرعت مایع مناسب، بسته به نوع خط لوله

اول از همه، حداقل هزینه ها در نظر گرفته می شود که بدون آن پمپاژ مایع غیرممکن است. علاوه بر این، هزینه خط لوله نیز باید در نظر گرفته شود.

هنگام محاسبه، همیشه باید محدودیت سرعت وسیله متحرک را به خاطر بسپارید. در برخی موارد، اندازه خط لوله اصلی باید الزامات تعیین شده در فرآیند فن آوری را برآورده کند.

ابعاد خط لوله نیز تحت تأثیر نوسانات احتمالی فشار قرار می گیرد.

هنگامی که محاسبات اولیه انجام می شود، تغییر فشار در نظر گرفته نمی شود. سرعت مجاز به عنوان مبنای طراحی خط لوله فرآیند در نظر گرفته می شود.

هنگامی که در خط لوله در حال طراحی تغییراتی در جهت حرکت ایجاد می شود، سطح لوله شروع به تجربه یک فشار بزرگ عمود بر حرکت جریان می کند.

این افزایش به دلیل چند شاخص است:

سرعت سیال؛
تراکم؛
فشار اولیه (فشار).

علاوه بر این، سرعت همیشه با قطر لوله نسبت معکوس دارد. به همین دلیل است که مایعات با سرعت بالا به انتخاب درست پیکربندی، انتخاب مناسب ابعاد خط لوله نیاز دارند.

به عنوان مثال، اگر اسید سولفوریک پمپ شود، مقدار سرعت به مقداری محدود می شود که باعث فرسایش دیواره های خم لوله نشود. در نتیجه ساختار لوله هرگز شکسته نخواهد شد.

سرعت آب در فرمول خط لوله

جریان حجمی V (60m³/h یا 60/3600m³/sec) به عنوان حاصل ضرب سرعت جریان w و مقطع لوله S محاسبه می شود (و سطح مقطع به نوبه خود به صورت S=3.14 d²/4 محاسبه می شود). : V = 3.14 w d²/4. از اینجا w = 4V/(3.14 d²) بدست می آوریم. فراموش نکنید که قطر را از میلی متر به متر تبدیل کنید، یعنی قطر 0.159 متر خواهد بود.

فرمول مصرف آب

به طور کلی، روش اندازه گیری جریان آب در رودخانه ها و خطوط لوله بر اساس شکل ساده شده معادله پیوستگی، برای سیالات تراکم ناپذیر است:

جریان آب از طریق جدول لوله

جریان در مقابل فشار

چنین وابستگی جریان سیال به فشار وجود ندارد، اما - به افت فشار وجود دارد. فرمول ساده است. یک معادله عمومی پذیرفته شده برای افت فشار در طول جریان مایع در لوله وجود دارد Δp = (λL / d) ρw² / 2، λ ضریب اصطکاک است (بسته به سرعت و قطر لوله جستجو می شود. نمودارها یا فرمول های مربوطه)، L طول لوله، d قطر آن، ρ - چگالی سیال، w - سرعت است. از سوی دیگر، تعریفی از جریان G = ρwπd²/4 وجود دارد. سرعت را از این فرمول بیان می کنیم، آن را جایگزین معادله اول می کنیم و وابستگی نرخ جریان G = π SQRT(Δp d^5/λ/L)/4 را پیدا می کنیم، SQRT جذر است.

ضریب اصطکاک با انتخاب جستجو می شود. ابتدا مقداری از سرعت سیال را از چراغ قوه تنظیم می کنید و عدد رینولدز Re=ρwd/μ را تعیین می کنید، جایی که μ ویسکوزیته دینامیکی سیال است (آن را با ویسکوزیته سینماتیک اشتباه نگیرید، اینها چیزهای مختلفی هستند). طبق گفته رینولدز، شما به دنبال ضریب اصطکاک λ = 64 / Re برای حالت آرام و λ = 1 / (1.82 lgRe - 1.64)² برای آشفته هستید (در اینجا lg لگاریتم اعشاری است). و مقداری که بالاتر است را بگیرید. پس از اینکه دبی و سرعت را پیدا کردید، باید کل محاسبه را دوباره با یک ضریب اصطکاک جدید تکرار کنید. و شما این محاسبه را تکرار می کنید تا زمانی که مقدار سرعت مشخص شده برای تعیین ضریب اصطکاک با مقداری که از محاسبه پیدا می کنید با مقداری خطا مطابقت کند.