Putken halkaisijan riippuvuus veden virtausnopeudesta. Kuinka laskea veden virtaus putken halkaisijan mukaan - teoria ja käytäntö. Menetelmät putkilinjan suorituskyvyn laskemiseksi

Vedenkulutuksen laskenta suoritetaan ennen putkilinjojen rakentamista ja se on olennainen osa hydrodynaamisia laskelmia. Pää- ja teollisuusputkistojen rakentamisen aikana nämä laskelmat suoritetaan erityisohjelmilla. Kun rakennat kotimaisen putkilinjan omin käsin, voit tehdä laskelman itse, mutta on pidettävä mielessä, että saatu tulos ei ole mahdollisimman tarkka. Lue lisää vedenkulutusparametrin laskemisesta.

Suorituskykyyn vaikuttavat tekijät

Päätekijä, jolla putkistojärjestelmän laskenta tehdään, on läpijuoksu. Tähän indikaattoriin vaikuttavat monet erilaiset parametrit, joista merkittävimmät ovat:

1. paine olemassa olevassa putkistossa (pääverkossa, jos rakenteilla oleva putkilinja liitetään ulkoiseen lähteeseen). Paineen huomioon ottava laskentamenetelmä on monimutkaisempi, mutta myös tarkempi, koska se on paine, joka riippuu sellaisesta indikaattorista kuin läpijuoksu, eli kyvystä siirtää tietty määrä vettä tietyssä aikayksikössä ;
2. putkilinjan kokonaispituus. Mitä suurempi tämä parametri, sitä enemmän häviöitä ilmenee sen käytön aikana, ja vastaavasti painehäviön välttämiseksi on käytettävä halkaisijaltaan suurempia putkia. Siksi myös asiantuntijat ottavat tämän tekijän huomioon;
3. materiaali, josta putket on valmistettu. Jos metalliputkia käytetään rakenteeseen tai muuhun putkilinjaan, epätasainen sisäpinta ja mahdollisuus asteittain tukkeutua veteen sisältyvien sedimenttien vaikutuksesta johtaa läpijuoksun vähenemiseen ja vastaavasti halkaisijan lievään kasvuun. Käytettäessä muoviputkia (PVC), polypropeeniputkia ja niin edelleen, mahdollisuus tukkeutumiseen kerrostumilla on käytännössä poissuljettu. Lisäksi muoviputkien sisäpinta on tasaisempi;

1. putkien osa. Putken sisäosan mukaan voit tehdä itsenäisesti alustavan laskelman.

On muitakin tekijöitä, jotka asiantuntijat ottavat huomioon. Mutta tämän artikkelin kannalta ne eivät ole välttämättömiä.

Menetelmä halkaisijan laskemiseksi riippuen putkien poikkileikkauksesta

Jos putkilinjaa laskettaessa on tarpeen ottaa huomioon kaikki edellä mainitut tekijät, on suositeltavaa tehdä laskelmat erityisohjelmilla. Jos alustavat laskelmat riittävät järjestelmän rakentamiseen, ne suoritetaan seuraavassa järjestyksessä:

• kaikkien perheenjäsenten vedenkulutuksen alustava määrittäminen;
• halkaisijan optimaalisen koon laskeminen.

Kuinka laskea vedenkulutus talossa

Voit määrittää itsenäisesti talossa kulutetun kylmän tai kuuman veden määrän useilla menetelmillä:

• mittarin lukemien mukaan. Jos mittarit asennetaan, kun putki johdetaan taloon, ei ole ongelma määrittää vedenkulutus päivässä per henkilö. Lisäksi, kun tarkkailet useita päiviä, voit saada melko tarkat parametrit;

• asiantuntijoiden määrittämien standardien mukaisesti. Vedenkulutus henkilöä kohden on asetettu tietyntyyppisille tiloille, jos tietyt olosuhteet ovat olemassa / puuttuvat;

• kaavan mukaan.

Huoneessa pumpatun veden kokonaismäärän määrittämiseksi on tarpeen laskea jokaiselle putkistoyksikölle (kylpyamme, suihku, hana ja niin edelleen) erikseen. Laskentakaava:

Qs = 5 x q0 x Р, missä

Qs on ilmaisin, joka määrittää virtausnopeuden;

q0 on vakiintunut kurssi;

P on kerroin, joka ottaa huomioon mahdollisuuden käyttää usean tyyppisiä LVI-laitteita samanaikaisesti.

Q0-indeksi määritetään LVI-laitteiden tyypin mukaan seuraavan taulukon mukaisesti:

Todennäköisyys P määritetään seuraavalla kaavalla:

P = P x N1 / q0 x 3600 x N2, missä

L - vedenkulutuksen huippu 1 tunti;

N1 on LVI-laitteita käyttävien ihmisten lukumäärä;

q0 - vahvistetut standardit erilliselle saniteettiyksikölle;

N2 on asennettujen LVI-kalusteiden lukumäärä.

On mahdotonta hyväksyä vedenkulutuksen määrittämistä ottamatta huomioon todennäköisyyttä, koska LVI-laitteiden samanaikainen käyttö johtaa virtausnopeuden kasvuun.

Lasketaan vesi tietyllä esimerkillä. Vedenkulutus on määritettävä seuraavien parametrien mukaan:

• talossa asuu 5 henkilöä;
• LVI-laitteita asennettiin 6 yksikköä: kylpyamme, wc, pesuallas keittiössä, pesukone ja astianpesukone asennettu keittiöön, suihkukaappi;
• Huippuvedenkulutus 1 tunnin ajan SNiP:n mukaisesti on asetettu 5,6 l / s.

Määritä todennäköisyyden koko:

P = 5,6 x 4 / 0,25 x 3600 x 6 = 0,00415

Määritämme härkien kulutuksen kylpyyn, keittiöön ja wc:hen:

Qs (kylpyamme) = 4 x 0,25 x 0,00518 = 0,00415 (l/s)

Qs (keittiöt) = 4 x 0,12 x 0,00518 = 0,002 (l/s)

Qs (wc) = 4 x 0,4 x 0,00518 = 0,00664 (l/s)

Optimaalinen poikkileikkauslaskenta

Poikkileikkauksen määrittämiseksi käytetään seuraavaa kaavaa:

Q = (πd² / 4) xW, missä

Q on laskettu kulutetun veden määrä;

d on vaadittu halkaisija;

W on veden liikkumisnopeus järjestelmässä.

Yksinkertaisimmilla matemaattisilla operaatioilla se voidaan päätellä

d = √ (4Q / πW)

W-indikaattori löytyy taulukosta:

Taulukossa esitettyjä lukuja käytetään likimääräisiin laskelmiin. Tarkempien parametrien saamiseksi käytetään monimutkaista matemaattista kaavaa.

Määritetään kylpyhuoneen, keittiön ja wc:n putkien halkaisija tässä esimerkissä esitettyjen parametrien mukaan:

d (kylpyhuone) = √ (4 x 0,00415 / (3,14 x 3)) = 0,042 (m)

d (keittiö) = √ (4 x 0,002 / (3,14 x 3)) = 0,03 (m)

d (wc) = √ (4 x 0,00664 / (3,14 x 3)) = 0,053 (m)

Putkien poikkileikkauksen määrittämiseksi otetaan suurin laskettu indikaattori. Ottaen huomioon tämän esimerkin pienen marginaalin, on mahdollista suorittaa vesijohdon johdotus putkilla, joiden poikkileikkaus on 55 mm.

Katso video, kuinka laskea käyttämällä erityistä puoliammattilaista ohjelmaa.

Suuria määriä vettä kulutetaan yrityksissä sekä asunnoissa ja taloissa. Luvut ovat valtavia, mutta voivatko ne kertoa muuta kuin tietyn kulun tosiasian? Kyllä he voivat. Nimittäin veden virtausnopeus voi auttaa laskemaan putken halkaisijan. Nämä ovat näennäisesti toisiinsa liittymättömiä parametreja, mutta itse asiassa suhde on ilmeinen.

Loppujen lopuksi vesihuoltojärjestelmän suorituskyky riippuu monista tekijöistä. Tärkeä paikka tässä luettelossa on putkien halkaisijalla sekä järjestelmän paineella. Tarkastellaan tätä asiaa tarkemmin.

Veden läpäisevyyteen vaikuttavat tekijät putken läpi

Veden virtausnopeus pyöreän reikäputken läpi riippuu tämän reiän koosta. Joten mitä suurempi se on, sitä enemmän vettä kulkee putken läpi tietyn ajan kuluessa. Älä kuitenkaan unohda paineita. Esimerkki voidaan antaa. Metripylväs työntää vettä senttimetrin reiän läpi paljon vähemmän aikayksikössä kuin useiden kymmenien metrien korkea pylväs. Se on ilmeistä. Siksi vedenkulutus saavuttaa maksiminsa tuotteen suurimmassa sisäosassa sekä maksimipaineessa.

Halkaisijan laskeminen

Jos sinun on saatava tietty veden virtausnopeus vesijärjestelmän ulostulossa, et voi tehdä ilman putken halkaisijan laskemista. Loppujen lopuksi tämä indikaattori yhdessä muiden kanssa vaikuttaa suoritustehoindikaattoriin.

Tietenkin on olemassa erityisiä taulukoita, jotka ovat Webissä ja erikoiskirjallisuudessa, joiden avulla voit ohittaa laskelmat keskittyen tiettyihin parametreihin. Tällaisista tiedoista ei kuitenkaan pidä odottaa suurta tarkkuutta, virhe on silti olemassa, vaikka kaikki tekijät otettaisiin huomioon. Siksi paras tapa saada tarkat tulokset on laskea se itse.

Tätä varten tarvitset seuraavat tiedot:

• Veden kulutus.
• Pään menetys aloituspisteestä kulutuspisteeseen.

Vedenkulutusta ei tarvitse laskea - digitaalinen standardi on olemassa. Voit ottaa sekoittimen tiedot, joka sanoo, että sekunnissa kuluu noin 0,25 litraa. Tätä lukua voidaan käyttää laskelmissa.

Tärkeä parametri tarkkojen tietojen saamiseksi on pään menetys työmaalla. Kuten tiedät, pääpaine tavallisissa vedenjakeluputkissa on välillä 1 - 0,6 ilmakehää. Keskimääräinen indikaattori on 1,5-3 atm. Parametri riippuu talon kerrosten lukumäärästä. Mutta tämä ei tarkoita, että mitä korkeampi talo, sitä korkeampi paine järjestelmässä. Erittäin korkeissa rakennuksissa (yli 16 kerrosta korkea) lattiajakoa käytetään joskus paineen normalisoimiseksi.

Mitä tulee painehäviöön, tämä luku voidaan laskea painemittarilla lähtöpisteessä ja ennen kulutuspistettä.

Jos tieto ja kärsivällisyys itselaskentaan eivät kuitenkaan riitä, voit käyttää taulukkotietoja. Ja vaikka niissä on tiettyjä virheitä, tiedot ovat riittävän tarkkoja tietyissä olosuhteissa. Ja sitten veden virtausnopeuden mukaan putken halkaisija on erittäin yksinkertainen ja nopea saada. Tämä tarkoittaa, että vesijärjestelmä lasketaan oikein, minkä avulla voit saada sellaisen määrän nestettä, joka täyttää tarpeesi.

Miksi tarvitsemme tällaisia ​​laskelmia

Kun laaditaan suunnitelma suuren mökin rakentamisesta, jossa on useita kylpyhuoneita, yksityinen hotelli, palojärjestelmän järjestäminen, on erittäin tärkeää saada enemmän tai vähemmän tarkkoja tietoja olemassa olevan putken kuljetuskyvystä, ottaen huomioon sen halkaisija ja paine järjestelmässä. Kyse on paineenvaihteluista vedenkulutuksen huipun aikana: tällaiset ilmiöt vaikuttavat melko vakavasti tarjottujen palvelujen laatuun.

Lisäksi, jos vesihuoltojärjestelmää ei ole varustettu vesimittareilla, silloin kun huoltopalveluista maksetaan ns. "Putken läpäisevyys". Tässä tapauksessa kysymys tässä tapauksessa sovellettavista tariffeista on varsin looginen.

On tärkeää ymmärtää, että toinen vaihtoehto ei koske yksityisiä tiloja (asuntoja ja mökkejä), joissa mittarien puuttuessa maksua laskettaessa otetaan huomioon saniteettistandardit: yleensä se on jopa 360 l / päivä per henkilö.

Mikä määrittää putken läpäisevyyden

Mikä määrittää veden virtausnopeuden pyöreässä putkessa? Tulee sellainen vaikutelma, että vastauksen etsimisen ei pitäisi aiheuttaa vaikeuksia: mitä suurempi putken poikkileikkaus on, sitä suurempi vesimäärä se pystyy kulkemaan tietyssä ajassa. Ja yksinkertainen kaava putken tilavuudelle antaa sinun selvittää tämän arvon. Samalla muistetaan myös paine, sillä mitä korkeampi vesipatsas on, sitä nopeammin vesi pakotetaan tiedonsiirron läpi. Käytäntö osoittaa kuitenkin, että nämä eivät ole kaukana kaikista vedenkulutukseen vaikuttavista tekijöistä.

Niiden lisäksi on otettava huomioon myös seuraavat seikat:

1. Putken pituus... Pituuden kasvaessa vesi hankaa sen seiniä voimakkaammin, mikä johtaa virtauksen hidastumiseen. Itse asiassa järjestelmän alussa veteen vaikuttaa yksinomaan paine, mutta on myös tärkeää, kuinka nopeasti seuraavat osat pääsevät kommunikaatioon. Jarrutus putken sisällä saavuttaa usein korkeita arvoja.
2. Vedenkulutus riippuu halkaisijasta paljon monimutkaisemmalla tasolla kuin miltä ensi silmäyksellä näyttää. Kun putken halkaisija on pieni, seinät vastustavat veden virtausta suuruusluokkaa enemmän kuin paksummissa järjestelmissä. Tämän seurauksena putken halkaisijan pienentyessä sen etu virtausnopeuden suhteen sisäisen pinta-alan indeksiin kiinteän pituisessa osassa pienenee. Yksinkertaisesti sanottuna paksu vesiputki kuljettaa vettä paljon nopeammin kuin ohut.
3. Valmistusmateriaali... Toinen tärkeä kohta, joka vaikuttaa suoraan veden liikkeen nopeuteen putken läpi. Esimerkiksi sileä propeeni on paljon suotuisampi veden liukumiselle kuin karkeat terässeinät.
4. Palvelun kesto... Ajan myötä teräsputkiin ilmestyy ruostetta. Lisäksi teräkselle ja valuraudalle on tyypillistä, että kalkkikerrostumia kertyy vähitellen. Saostumien putkien vesivirtauskestävyys on paljon suurempi kuin uusien terästuotteiden: tämä ero on joskus 200-kertainen. Lisäksi putken liiallinen kasvu johtaa sen halkaisijan pienenemiseen: vaikka emme oteta huomioon lisääntynyttä kitkaa, sen läpäisevyys laskee selvästi. On myös tärkeää huomata, että muovi- ja metallimuovituotteilla ei ole tällaisia ​​ongelmia: jopa vuosikymmenten intensiivisen käytön jälkeen niiden vesivirtausten kestävyys pysyy alkuperäisellä tasolla.
5. Käänteiden, liitosten, sovittimien, venttiilien läsnäolo auttaa estämään veden virtausta.

Kaikki edellä mainitut tekijät on otettava huomioon, koska emme puhu pienistä virheistä, vaan vakavasta erosta useita kertoja. Johtopäätöksenä voidaan sanoa, että putken halkaisijan yksinkertainen määritys veden virtausnopeudesta on tuskin mahdollista.

Uusi kyky laskea vedenkulutusta

Jos vettä käytetään hanan avulla, tämä yksinkertaistaa tehtävää huomattavasti. Tärkeintä tässä tapauksessa on, että ulosvirtausreiän mitat ovat paljon pienempiä kuin vesihuollon halkaisija. Tässä tapauksessa voidaan soveltaa kaavaa veden laskemiseksi Torricelli-putken poikkileikkauksen yli v ^ 2 = 2gh, jossa v on virtausnopeus pienen reiän läpi, g on painovoiman kiihtyvyys ja h on putken korkeus. vesipatsas hanan yläpuolella (reikä, jonka poikkileikkaus on s, aikayksikköä kohti ohittaa vesitilavuuden s * v). On tärkeää muistaa, että termiä "leikkaus" ei käytetä halkaisijan, vaan sen alueen merkitsemiseen. Laske se käyttämällä kaavaa pi * r ^ 2.

Jos vesipatsaan korkeus on 10 metriä ja reiän halkaisija on 0,01 m, lasketaan veden virtaus putken läpi yhden ilmakehän paineella seuraavasti: v ^ 2 = 2 * 9,78 * 10 = 195,6. Neliöjuuren purkamisen jälkeen v = 13.98570698963767 tulee ulos. Pyöristyksen jälkeen yksinkertaisemman nopeuslukeman saamiseksi tulos on 14 m/s. Reiän, jonka halkaisija on 0,01 m, poikkileikkaus lasketaan seuraavasti: 3,14159265 * 0,01 ^ 2 = 0,000314159265 m2. Tuloksena käy ilmi, että suurin vesivirtaus putken läpi vastaa arvoa 0,000314159265 * 14 = 0,00439822971 m3 / s (hieman alle 4,5 litraa vettä sekunnissa). Kuten näet, tässä tapauksessa veden laskeminen putken poikkileikkauksen yli on melko yksinkertainen suorittaa. Myös julkisessa käytössä on erityisiä taulukoita, jotka osoittavat suosituimpien saniteettitavaroiden vedenkulutuksen, vesiputken halkaisijan vähimmäisarvolla.

Kuten jo ymmärrät, ei ole olemassa yleistä yksinkertaista tapaa laskea putkilinjan halkaisija veden virtausnopeudesta riippuen. Voit kuitenkin silti johtaa tiettyjä indikaattoreita itsellesi. Tämä pätee erityisesti, jos järjestelmä on varustettu muovi- tai metalli-muoviputkilla ja vettä kuluttavat hanat, joissa on pieni poisto-osa. Joissakin tapauksissa tätä laskentamenetelmää voidaan soveltaa teräsjärjestelmiin, mutta puhumme ensisijaisesti uusista vesiputkista, joita ei ole ehtinyt peittää seinien sisäisillä kerrostumilla.

Joissakin tapauksissa sinun on käsiteltävä tarvetta laskea vesivirtaus putken läpi. Tämä indikaattori osoittaa, kuinka paljon vettä putki voi kulkea, mitattuna m³ / s.

• Organisaatioilta, jotka eivät ole toimittaneet vesimittaria, maksu perustuu putken aukon huomioon ottamiseen. On tärkeää tietää, kuinka tarkasti nämä tiedot lasketaan, mistä ja millä korolla sinun on maksettava. Tämä ei koske henkilöitä, koska heille, jos mittaria ei ole, rekisteröityneiden ihmisten määrä kerrotaan vedenkulutuksella 1 henkilöllä saniteettistandardien mukaisesti. Tämä on melko suuri määrä, ja nykyaikaisilla tariffeilla on paljon kannattavampaa toimittaa mittari. Samoin meidän aikanamme on usein kannattavampaa lämmittää vesi itse kolonnilla kuin maksaa sähköt heidän kuumasta vedestään.
• Putken läpäisevyyden laskennalla on valtava rooli taloa suunniteltaessa, kun kommunikaatiot kytketään taloon .

On tärkeää varmistaa, että vesijohtojärjestelmän jokainen haara pystyy vastaanottamaan osuutensa pääputkesta myös virtaushuippuaikoina. Vesijärjestelmä on suunniteltu mukavuuden, mukavuuden ja henkilön työn helpottamiseksi.

Jos joka ilta ylempien kerrosten asukkaat eivät käytännössä pääse veteen, millaisesta mukavuudesta voimme puhua? Kuinka voit juoda teetä, pestä astioita, uida? Ja kaikki juovat teetä ja kylpevät, joten vesimäärä, jonka piippu pystyi tarjoamaan, jaettiin alemmille kerroksille. Tällä ongelmalla voi olla erittäin huono rooli palontorjunnassa. Jos palomiehet kytkeytyvät keskusputkeen, eikä siinä ole painetta.

Joskus veden virtauksen laskeminen putken läpi voi olla hyödyllistä, jos mahdollisten mestareiden vesihuoltojärjestelmän korjaamisen ja osan putkien vaihdon jälkeen paine on laskenut merkittävästi.

Hydrodynaamiset laskelmat eivät ole helppoja, ja ne tekevät yleensä pätevät ammattilaiset. Mutta oletetaan, että harjoitat yksityistä rakentamista ja suunnittelet viihtyisää tilavaa taloasi.

Kuinka laskea vesivirta putken läpi itse?

Näyttää siltä, ​​​​että riittää, että tietää putken reiän halkaisija saadakseen ehkä pyöristetyt, mutta yleensä oikeudenmukaiset luvut. Valitettavasti tämä on hyvin vähän. Muut tekijät voivat toisinaan muuttaa laskelmien tulosta. Mikä vaikuttaa maksimivesivirtaukseen putken läpi?

1. Putken osa... Ilmeinen tekijä. Virtausdynamiikan laskelmien lähtökohta.
2. Putken paine... Paineen kasvaessa saman poikkileikkauksen omaavan putken läpi kulkee enemmän vettä.
3. Taivutukset, käännökset, halkaisijat, haarautumat estää veden liikkumisen putken läpi. Erilaisia ​​vaihtoehtoja eriasteisesti.
4. Putken pituus... Pidemmät putket kuljettavat vähemmän vettä aikayksikössä kuin lyhyemmät putket. Salaisuus on kitka. Aivan kuten se hidastaa meille tuttujen esineiden (autot, polkupyörät, kelkat jne.) liikkumista, kitkavoima estää veden virtausta.
5. Halkaisijaltaan pienemmällä putkella osoittautuu olevan enemmän veden kosketusaluetta putken pinnan kanssa suhteessa vesivirtauksen määrään. Ja jokaisesta kosketuspisteestä ilmenee kitkavoima. Kuten pidemmissä putkissa, kapeammissa putkissa veden liikenopeus hidastuu.
6. Putken materiaali... On selvää, että materiaalin karheusaste vaikuttaa kitkavoiman suuruuteen. Nykyaikaiset muovimateriaalit (polypropeeni, PVC, metalli-muovi jne.) ovat erittäin liukkaita verrattuna perinteiseen teräkseen ja mahdollistavat veden nopean liikkumisen.
7. Putken toiminnan kesto... Kalkkikertymät, ruoste heikentävät suuresti vesijärjestelmän virtauskapasiteettia. Tämä on vaikein tekijä, koska putken tukkeutumisaste, sen uusi sisäinen kevennys ja kitkakerroin on erittäin vaikea laskea matemaattisella tarkkuudella. Onneksi vesivirtalaskelmia tarvitaan useimmiten uudisrakentamiseen ja tuoreisiin, käyttämättömiin materiaaleihin. Toisaalta tämä järjestelmä liitetään olemassa oleviin tietoliikenneyhteyksiin, jotka ovat olleet olemassa useita vuosia. Ja miten hän käyttäytyy 10, 20, 50 vuoden kuluttua? Uusin tekniikka on parantanut tilannetta huomattavasti. Muoviputket eivät ruostu, niiden pinta ei käytännössä heikkene ajan myötä.

Veden virtauksen laskeminen hanan läpi

Ulosvirtaavan nesteen tilavuus saadaan kertomalla putken aukon S poikkileikkaus ulosvirtausnopeudella V. Leikkaus on tilavuusluvun tietyn osan pinta-ala, tässä tapauksessa ympyrän pinta-ala. . Löytyy kaavan mukaan S = πR2... R on putken reiän säde, jota ei pidä sekoittaa putken säteeseen. π on vakio, ympyrän kehän suhde sen halkaisijaan, noin 3,14.

Ulosvirtausnopeus saadaan Torricellin kaavasta:. Missä g on painovoiman aiheuttama kiihtyvyys, planeetalla Maa on noin 9,8 m/s. h on vesipatsaan korkeus reiän yläpuolella.

Esimerkki

Lasketaan veden virtaus hanan läpi, jonka aukko on halkaisijaltaan 0,01 m ja pylvään korkeus 10 m.

Reiän leikkaus = πR2 = 3,14 x 0,012 = 3,14 x 0,0001 = 0,000314 m2.

Ulosvirtausnopeus = √2gh = √2 x 9,8 x 10 = √196 = 14 m/s.

Veden virtaus = SV = 0,000314 x 14 = 0,004396 m³ / s.

Litroiksi muutettuna käy ilmi, että tietystä putkesta voi virrata ulos 4,396 litraa sekunnissa.

Jotta vesihuoltorakenne voidaan asentaa oikein aloittaen järjestelmän kehittämisen ja suunnittelun, on tarpeen laskea vesivirtaus putken läpi.

Kotitalouksien vesihuollon pääparametrit riippuvat saaduista tiedoista.

Tässä artikkelissa lukijat voivat tutustua perustekniikoihin, jotka auttavat heitä laskemaan itsenäisesti putkistonsa.

Putkilinjan halkaisijan laskemisen tarkoitus virtausnopeudella: Putkilinjan halkaisijan ja poikkileikkauksen määritys veden virtausnopeus- ja pituussuuntaisen liikkeen nopeuden tietojen perusteella.

Sellaisen laskennan suorittaminen on melko vaikeaa. On monia teknisiä ja taloudellisia tietoja, jotka on otettava huomioon. Nämä parametrit liittyvät toisiinsa. Putkilinjan halkaisija riippuu sen läpi pumpattavan nesteen tyypistä.

Jos lisäät virtausnopeutta, voit pienentää putken halkaisijaa. Materiaalin kulutus laskee automaattisesti. Tällaisen järjestelmän asentaminen on paljon helpompaa, ja työn kustannukset laskevat.

Virtauksen lisääntyminen aiheuttaa kuitenkin painehäviöitä, jotka vaativat lisäenergiaa pumppaamiseen. Jos vähennät sitä erittäin paljon, voi ilmetä ei-toivottuja seurauksia.

Putkilinjaa suunniteltaessa useimmissa tapauksissa veden virtausmäärä asetetaan välittömästi. Kaksi määrää jää tuntematta:

• Putken halkaisija;
• Virtausnopeus.

Täysin teknisen ja taloudellisen laskelman tekeminen on erittäin vaikeaa. Tämä vaatii asianmukaista insinööriosaamista ja paljon aikaa. Tämän tehtävän helpottamiseksi vaadittua putken halkaisijaa laskettaessa käytetään vertailumateriaaleja. Ne antavat parhaan empiirisesti saadun virtausnopeuden arvot.

Lopullinen suunnittelukaava optimaalisen putkilinjan halkaisijalle on seuraava:

d = √ (4Q / Πw)
Q - ylipumpattavan nesteen virtausnopeus, m3 / s
d - putkilinjan halkaisija, m
w - virtausnopeus, m / s

Sopiva nesteen nopeus putkilinjan tyypistä riippuen

Ensinnäkin otetaan huomioon vähimmäiskustannukset, joita ilman nesteen pumppaus on mahdotonta. Lisäksi on otettava huomioon putkiston hinta.

Laskennassa tulee aina muistaa liikkuvan väliaineen nopeusrajoitukset. Joissakin tapauksissa pääputkilinjan koon on täytettävä teknologisessa prosessissa asetetut vaatimukset.

Mahdolliset painepiikit vaikuttavat myös putkilinjan mittoihin.

Alustavia laskelmia tehtäessä paineen muutosta ei oteta huomioon. Prosessiputkilinjan suunnittelu perustuu sallittuun nopeuteen.

Kun suunnitellun putkilinjan liikesuunnassa tapahtuu muutoksia, putken pintaan alkaa kohdistua paljon painetta, joka on suunnattu kohtisuoraan virtaukseen nähden.

Tämä nousu liittyy useisiin indikaattoreihin:

• Nesteen nopeus;
• Tiheys;
• Alkupaine (pää).

Lisäksi nopeus on aina käänteisesti verrannollinen putken halkaisijaan. Siksi nopeat nesteet vaativat oikean kokoonpanon valinnan, pätevän putkilinjan mittojen valinnan.

Esimerkiksi jos pumpataan rikkihappoa, nopeus rajoitetaan arvoon, joka ei aiheuta eroosiota putkien mutkissa. Tämän seurauksena putken rakenne ei koskaan häiriinny.

Veden nopeus putkilinjan kaavassa

Tilavuusvirtaus V (60m³ / h tai 60 / 3600m³ / s) lasketaan virtausnopeuden w ja putken S poikkileikkauksen tulona (ja poikkileikkauksen katsotaan puolestaan ​​olevan S = 3,14 d² / 4): V = 3,14 w d² / 4. Tästä saadaan w = 4V / (3,14 d²). Älä unohda muuntaa halkaisijaa millimetreistä metreiksi, eli halkaisija on 0,159 m.

Vedenkulutuskaava

Yleensä jokien ja putkistojen vesivirran mittausmenetelmä perustuu jatkuvuusyhtälön yksinkertaistettuun muotoon kokoonpuristumattomille nesteille:

Vesi virtaa putkipöydän läpi

Virtaus vs. paine

Nesteen virtausnopeudella ei ole tällaista riippuvuutta paineesta, mutta painehäviöstä on. Kaava on helppo päätellä. Painehäviölle nesteen virtauksen aikana putkessa on yleisesti hyväksytty yhtälö Δp = (λL / d) ρw² / 2, λ on kitkakerroin (se haetaan putken nopeuden ja halkaisijan mukaan kaavioiden tai vastaavan mukaan kaavat), L on putken pituus, d on sen halkaisija, ρ on nesteen tiheys, w on nopeus. Toisaalta virtausnopeudelle G = ρwπd² / 4 on määritelmä. Ilmaisemme nopeuden tästä kaavasta, korvaamme sen ensimmäisellä yhtälöllä ja löydämme virtausnopeuden riippuvuuden G = π SQRT (Δp d ^ 5 / λ / L) / 4, SQRT on neliöjuuri.

Kitkakerroin etsitään valinnalla. Aseta ensin tietty nesteen nopeuden arvo lyhdystä ja määritä Reynoldsin luku Re = ρwd / μ, missä μ on nesteen dynaaminen viskositeetti (älä sekoita sitä kinemaattiseen viskositeettiin, nämä ovat eri asioita). Reynoldsin mukaan etsit kitkakertoimen arvoja λ = 64 / Re laminaariselle järjestelmälle ja λ = 1 / (1,82 lgRe - 1,64) ² turbulentille (tässä lg on desimaalilogaritmi). Ja ota arvo, joka on suurempi. Kun nesteen virtausnopeus ja nopeus on löydetty, koko laskelma on toistettava uudelleen uudella kitkakertoimella. Ja tätä uudelleenlaskentaa toistetaan, kunnes kitkakertoimen määrittämiseen määritetty nopeuden arvo on jossain määrin sama kuin laskelmasta löytyvä arvo.