Aby bylo možné správně nainstalovat strukturu zásobování vodou, při zahájení vývoje a plánování systému je nutné vypočítat průtok vody potrubím.

Na získaných datech závisí základní parametry domovní vodárny.

V tomto článku se čtenáři budou moci seznámit se základními technikami, které jim pomohou samostatně vypočítat jejich vodovodní systém.

Účel výpočtu průměru potrubí průtokem: Stanovení průměru a průřezu potrubí na základě údajů o průtoku a rychlosti podélného pohybu vody.

Provést takový výpočet je poměrně obtížné. Je třeba vzít v úvahu spoustu nuancí souvisejících s technickými a ekonomickými údaji. Tyto parametry jsou vzájemně propojeny. Průměr potrubí závisí na typu kapaliny, která jím bude čerpána.

Pokud zvýšíte rychlost proudění, můžete snížit průměr potrubí. Spotřeba materiálu se automaticky sníží. Instalace takového systému bude mnohem jednodušší a náklady na práci klesnou.

Zvýšení pohybu proudění však způsobí tlakové ztráty, které vyžadují vytvoření dodatečné energie pro čerpání. Pokud jej omezíte příliš, mohou se dostavit nežádoucí následky.

Při návrhu potrubí je ve většině případů okamžitě specifikován průtok vody. Dvě množství zůstávají neznámá:

• Průměr potrubí;
• Průtok.

Je velmi obtížné provést kompletní technicko-ekonomickou kalkulaci. To vyžaduje odpovídající technické znalosti a spoustu času. Pro usnadnění tohoto úkolu při výpočtu požadovaného průměru potrubí použijte referenční materiály. Uvádějí hodnoty nejlepšího průtoku získaného experimentálně.

Konečný výpočetní vzorec pro optimální průměr potrubí je následující:

d = √ (4Q/Πw)
Q – průtok čerpané kapaliny, m3/s
d – průměr potrubí, m
w – rychlost proudění, m/s

Vhodná rychlost kapaliny v závislosti na typu potrubí

V první řadě berou v úvahu minimální náklady, bez kterého není možné čerpat kapalinu. Kromě toho je třeba zvážit náklady na potrubí.

Při provádění výpočtů musíte vždy pamatovat na omezení rychlosti pohybujícího se média. V některých případech musí velikost hlavního potrubí splňovat požadavky stanovené technologickým postupem.

Na rozměry potrubí mají vliv i případné tlakové rázy.

Kdy jsou vyrobeny? předběžné výpočty, změna tlaku se nebere v úvahu. Návrh procesního potrubí je založen na přípustné rychlosti.

Při změnách směru pohybu v navrženém potrubí začne povrch potrubí podléhat vysokému tlaku směrovanému kolmo na pohyb proudění.

Tento nárůst je spojen s několika ukazateli:

• rychlost tekutiny;
• Hustota;
• Počáteční tlak (tlak).

Navíc je rychlost vždy nepřímo úměrná průměru trubky. To je důvod, proč vyžadují vysokorychlostní kapaliny správná volba konfigurace, kompetentní výběr dimenzí potrubí.

Pokud je například čerpána kyselina sírová, je rychlost omezena na hodnotu, která nezpůsobí erozi na stěnách ohybů potrubí. Díky tomu se struktura potrubí nikdy nepoškodí.

Rychlost vody ve vzorci potrubí

Objemový průtok V (60 m³/hod nebo 60/3600 m³/sec) se vypočítá jako součin rychlosti proudění w a průřezu potrubí S (a průřez se vypočítá jako S=3,14 d² /4): V = 3,14 w d2/4. Odtud dostaneme w = 4V/(3,14 d²). Nezapomeňte převést průměr z milimetrů na metry, to znamená, že průměr bude 0,159 m.

Vzorec spotřeby vody

Obecně je metodika měření průtoku vody v řekách a potrubích založena na zjednodušené podobě rovnice kontinuity pro nestlačitelné tekutiny:

Průtok vody stolem potrubí

Průtok versus tlak

Není zde taková závislost proudění tekutiny na tlaku, ale spíše na tlakové ztrátě. Vzorec je jednoduchý. Existuje obecně uznávaná rovnice pro pokles tlaku, když tekutina proudí potrubím Δp = (λL/d) ρw²/2, λ je koeficient tření (hledaný v závislosti na rychlosti a průměru potrubí pomocí grafů nebo odpovídajících vzorců) , L je délka trubky, d je její průměr, ρ je hustota kapaliny, w je rychlost. Na druhé straně existuje definice průtoku G = ρwπd²/4. Z tohoto vzorce vyjádříme rychlost, dosadíme ji do první rovnice a najdeme závislost průtoku G = π SQRT(Δp d^5/λ/L)/4, SQRT je druhá odmocnina.

Koeficient tření se zjistí výběrem. Nejprve nastavte určitou hodnotu rychlosti kapaliny z baterky a určete Reynoldsovo číslo Re=ρwd/μ, kde μ je dynamická viskozita kapaliny (neplést s kinematická viskozita, to jsou různé věci). Podle Reynoldse hledáte hodnoty koeficientu tření λ = 64/Re pro laminární režim a λ = 1/(1,82 logRe - 1,64)² pro turbulentní režim (zde log je dekadický logaritmus). A vezměte si hodnotu, která je vyšší. Poté, co zjistíte průtok kapaliny a rychlost, budete muset celý výpočet zopakovat znovu s novým koeficientem tření. A tento přepočet opakujete, dokud se hodnota rychlosti určená pro určení koeficientu tření neshoduje v rámci určité chyby s hodnotou, kterou zjistíte z výpočtu.

šířka pásma – důležitý parametr pro všechny trubky, kanály a další dědice římského akvaduktu. Kapacita průchodu však není vždy uvedena na obalu potrubí (nebo na samotném produktu). Uspořádání potrubí navíc určuje i to, kolik kapaliny potrubí projde průřezem. Jak správně vypočítat průchodnost potrubí?

Metody výpočtu kapacity potrubí

Existuje několik metod pro výpočet tohoto parametru, z nichž každá je vhodná pro konkrétní případ. Některé zápisy důležité při určování šířku pásma trubky:

Vnější průměr je fyzická velikost průřezu trubky od jednoho okraje vnější stěny ke druhému. Ve výpočtech se označuje jako Dn nebo Dn. Tento parametr je uveden na štítku.

Jmenovitý průměr je přibližná hodnota průměru vnitřní části potrubí zaokrouhlená na nejbližší celé číslo. Ve výpočtech se označuje jako Du nebo Du.

Fyzikální metody pro výpočet kapacity potrubí

Hodnoty propustnosti potrubí se určují pomocí speciálních vzorců. Pro každý typ výrobku - pro plyn, vodovod, kanalizaci - existují různé metody výpočtu.

Metody tabulkových výpočtů

Pro snazší určení kapacity potrubí v bytové elektroinstalaci je vytvořena tabulka přibližných hodnot. Ve většině případů není vyžadována vysoká přesnost, takže hodnoty lze použít bez složitých výpočtů. Tato tabulka však nezohledňuje pokles propustnosti v důsledku výskytu sedimentárních výrůstků uvnitř potrubí, což je typické pro staré dálnice.

Tabulka 1. Kapacita potrubí pro kapaliny, plyn, vodní páru

Druh kapaliny	Rychlost (m/s)
Městská voda	0,60-1,50
Vodní potrubí	1,50-3,00
Ústřední topení voda	2,00-3,00
Tlakový systém vody v potrubí	0,75-1,50
Hydraulická kapalina	až 12 m/s
Ropovod	3,00-7,5
Olej v tlakovém systému potrubí	0,75-1,25
Pára v topném systému	20,0-30,00
Centrální potrubní systém páry	30,0-50,0
Pára ve vysokoteplotním topném systému	50,0-70,00
Vzduch a plyn dovnitř centrální systém potrubí	20,0-75,00

Existuje přesná tabulka pro výpočet kapacity, zvaná Shevelevova tabulka, která bere v úvahu materiál potrubí a mnoho dalších faktorů. Tyto stoly se zřídka používají při pokládání vodovodních potrubí v bytě, ale v soukromém domě s několika nestandardními stoupačkami mohou být užitečné.

Výpočet pomocí programů

Moderní instalatérské firmy mají speciální počítačové programy pro výpočet kapacity potrubí, stejně jako mnoho dalších podobných parametrů. Kromě toho byly vyvinuty online kalkulačky, které jsou sice méně přesné, ale jsou zdarma a nevyžadují instalaci na PC. Jeden ze stacionárních programů „TAScope“ je výtvorem západních inženýrů, což je shareware. Velké společnosti používají „Hydrosystem“ - jedná se o domácí program, který počítá potrubí podle kritérií, která ovlivňují jejich provoz v regionech Ruské federace. Kromě hydraulických výpočtů umožňuje vypočítat další parametry potrubí. Průměrná cena je 150 000 rublů.

Jak vypočítat kapacitu plynového potrubí

Plyn je jedním z nejobtížněji přepravitelných materiálů, zejména proto, že má tendenci se stlačovat, a proto může unikat i těmi nejmenšími mezerami v potrubí. Pro výpočet propustnosti plynové potrubí(stejně jako pro design plynový systém obecně) mají zvláštní požadavky.

Vzorec pro výpočet kapacity plynového potrubí

Maximální průchodnost plynovodů je určena vzorcem:

Qmax = 0,67 DN2 * str

kde p se rovná provoznímu tlaku v plynovodním systému + 0,10 MPa nebo absolutnímu tlaku plynu;

Du - jmenovitý průměr trubky.

Pro výpočet kapacity plynového potrubí existuje složitý vzorec. Obvykle se nepoužívá při provádění předběžných výpočtů, stejně jako při výpočtu plynovodu pro domácnost.

Qmax = 196,386 DN2 * p/z*T

kde z je koeficient stlačitelnosti;

T je teplota přepravovaného plynu, K;

Podle tohoto vzorce se určí přímá závislost teploty pohybujícího se média na tlaku. Čím vyšší je hodnota T, tím více se plyn rozpíná a tlačí na stěny. Proto inženýři při výpočtu velkých dálnic zohledňují možné povětrnostní podmínky v oblasti, kudy potrubí vede. Pokud je jmenovitá hodnota potrubí DN menší než tlak plynu generovaný při vysokých teplotách v létě (například při +38 ... + 45 stupních Celsia), je pravděpodobné poškození vedení. To má za následek únik cenných surovin a vytváří možnost výbuchu v části potrubí.

Tabulka kapacit plynového potrubí v závislosti na tlaku

Pro běžně používané průměry potrubí a jmenovité provozní tlaky existuje tabulka pro výpočet průchodnosti plynovodu. Chcete-li určit vlastnosti plynovodu, ne standardní velikosti a tlak bude vyžadovat technické výpočty. Na tlak, rychlost a objem plynu má vliv i venkovní teplota vzduchu.

Maximální rychlost (W) plynu v tabulce je 25 m/s a z (koeficient stlačitelnosti) je 1. Teplota (T) je 20 stupňů Celsia nebo 293 Kelvinů.

Tabulka 2. Šířka pásma plynovodu v závislosti na tlaku

Práce. (MPa)	Kapacita potrubí (m?/h), s wgas=25m/s;z=1;T=20?C=293?K
	DN 50	DN 80	DN 100	DN 150	DN 200	DN 300	DN 400	DN 500
0,3	670	1715	2680	6030	10720	24120	42880	67000
0,6	1170	3000	4690	10550	18760	42210	75040	117000
1,2	2175	5570	8710	19595	34840	78390	139360	217500
1,6	2845	7290	11390	25625	45560	102510	182240	284500
2,5	4355	11145	17420	39195	69680	156780	278720	435500
3,5	6030	15435	24120	54270	96480	217080	385920	603000
5,5	9380	24010	37520	84420	150080	337680	600320	938000
7,5	12730	32585	50920	114570	203680	458280	814720	1273000
10,0	16915	43305	67670	152255	270680	609030	108720	1691500

Kapacita kanalizačního potrubí

Šířka pásma Kanalizační potrubí– důležitý parametr, který závisí na typu potrubí (tlakové nebo netlakové). Výpočtový vzorec je založen na zákonech hydrauliky. Kromě pracných výpočtů se pro stanovení kapacity kanalizace používají tabulky.

Pro hydraulický výpočet kanalizace je nutné určit neznámé:

1. průměr potrubí Du;
2. průměrná rychlost proudění v;
3. hydraulický sklon l;
4. stupeň plnění h/Dn (výpočty jsou založeny na hydraulickém poloměru, který je s touto hodnotou spojen).

V praxi se omezují na výpočet hodnoty l nebo h/d, protože zbývající parametry lze snadno vypočítat. V předběžných výpočtech je hydraulický sklon uvažován rovný sklonu zemského povrchu, při kterém pohyb odpadních vod nebude nižší než rychlost samočištění. Hodnoty rychlosti a také maximální hodnoty h/DN pro domácí sítě naleznete v tabulce 3.

Julia Petrichenko, expertka

Kromě toho existuje normalizovaná hodnota minimální sklon pro trubky s malým průměrem: 150 mm

(i=0,008) a 200 (i=0,007) mm.

Vzorec pro objemový průtok tekutiny vypadá takto:

kde a je otevřená plocha průřezu toku,

v – rychlost proudění, m/s.

Rychlost se vypočítá podle vzorce:

kde R je hydraulický poloměr;

C – koeficient smáčení;

Z toho můžeme odvodit vzorec pro hydraulický sklon:

Používá se k určení tento parametr v případě potřeby výpočet.

kde n je koeficient drsnosti, který má hodnoty od 0,012 do 0,015 v závislosti na materiálu trubky.

Hydraulický poloměr je považován za rovný normálnímu poloměru, ale pouze tehdy, když je potrubí zcela naplněno. V ostatních případech použijte vzorec:

kde A je plocha příčného toku tekutiny,

P je smáčený obvod nebo příčná délka vnitřního povrchu trubky, která se dotýká kapaliny.

Tabulky kapacit pro volně průtočné kanalizační potrubí

Tabulka zohledňuje všechny parametry použité k provedení hydraulického výpočtu. Údaje jsou vybrány podle průměru potrubí a dosazeny do vzorce. Zde již byl vypočten objemový průtok kapaliny q procházející průřezem potrubí, který lze brát jako průchodnost potrubí.

Kromě toho existují podrobnější tabulky Lukin obsahující hotové hodnoty průchodnosti pro trubky různých průměrů od 50 do 2000 mm.

Tabulky kapacit pro tlakové kanalizační systémy

V tabulkách kapacity tlakového potrubí kanalizace závisí hodnoty na maximálním stupni plnění a vypočtené průměrné rychlosti odpadní voda.

Tabulka 4. Výpočet průtoku odpadní vody, litry za sekundu

Průměr, mm	Plnicí	Přijatelné (optimální sklon)	Rychlost pohybu odpadní vody v potrubí, m/s	Spotřeba, l/sec
100	0,6	0,02	0,94	4,6
125	0,6	0,016	0,97	7,5
150	0,6	0,013	1,00	11,1
200	0,6	0,01	1,05	20,7
250	0,6	0,008	1,09	33,6
300	0,7	0,0067	1,18	62,1
350	0,7	0,0057	1,21	86,7
400	0,7	0,0050	1,23	115,9
450	0,7	0,0044	1,26	149,4
500	0,7	0,0040	1,28	187,9
600	0,7	0,0033	1,32	278,6
800	0,7	0,0025	1,38	520,0
1000	0,7	0,0020	1,43	842,0
1200	0,7	0,00176	1,48	1250,0

Kapacita vodovodního potrubí

Vodní potrubí je nejčastěji používaným potrubím v domácnosti. A protože jsou vystaveny velkému zatížení, stává se výpočet průchodnosti vodovodního řadu důležitou podmínkou spolehlivého provozu.

Průchodnost potrubí v závislosti na průměru

Průměr není nejdůležitějším parametrem při výpočtu průchodnosti potrubí, ale také ovlivňuje jeho hodnotu. Čím větší je vnitřní průměr potrubí, tím vyšší je propustnost a také nižší pravděpodobnost ucpání a zátek. Kromě průměru je však nutné vzít v úvahu součinitel tření vody na stěnách potrubí (tabulková hodnota pro každý materiál), délku vedení a rozdíl tlaku kapaliny na vstupu a výstupu. Kromě toho počet kolen a tvarovek v potrubí značně ovlivní průtok.

Tabulka kapacity potrubí podle teploty chladicí kapaliny

Čím vyšší je teplota v potrubí, tím nižší je jeho průchodnost, protože voda expanduje a tím vytváří další tření. Pro instalatérství to není důležité, ale v topné systémy je klíčový parametr.

K dispozici je tabulka pro výpočty tepla a chladiva.

Tabulka 5. Průchodnost potrubí v závislosti na chladicí kapalině a tepelném výkonu

Průměr trubky, mm	Šířka pásma
	Podle tepla		Chladicí kapalinou
	Voda	Parní	Voda	Parní
	Gcal/h		t/h
15	0,011	0,005	0,182	0,009
25	0,039	0,018	0,650	0,033
38	0,11	0,05	1,82	0,091
50	0,24	0,11	4,00	0,20
75	0,72	0,33	12,0	0,60
100	1,51	0,69	25,0	1,25
125	2,70	1,24	45,0	2,25
150	4,36	2,00	72,8	3,64
200	9,23	4,24	154	7,70
250	16,6	7,60	276	13,8
300	26,6	12,2	444	22,2
350	40,3	18,5	672	33,6
400	56,5	26,0	940	47,0
450	68,3	36,0	1310	65,5
500	103	47,4	1730	86,5
600	167	76,5	2780	139
700	250	115	4160	208
800	354	162	5900	295
900	633	291	10500	525
1000	1020	470	17100	855

Tabulka kapacity potrubí v závislosti na tlaku chladicí kapaliny

Existuje tabulka popisující kapacitu potrubí v závislosti na tlaku.

Tabulka 6. Kapacita potrubí v závislosti na tlaku dopravované kapaliny

Spotřeba	Šířka pásma
Du potrubí	15 mm	20 mm	25 mm	32 mm	40 mm	50 mm	65 mm	80 mm	100 mm
Pa/m - mbar/m	méně než 0,15 m/s			0,15 m/s					0,3 m/s
90,0 - 0,900	173	403	745	1627	2488	4716	9612	14940	30240
92,5 - 0,925	176	407	756	1652	2524	4788	9756	15156	30672
95,0 - 0,950	176	414	767	1678	2560	4860	9900	15372	31104
97,5 - 0,975	180	421	778	1699	2596	4932	10044	15552	31500
100,0 - 1,000	184	425	788	1724	2632	5004	10152	15768	31932
120,0 - 1,200	202	472	871	1897	2898	5508	11196	17352	35100
140,0 - 1,400	220	511	943	2059	3143	5976	12132	18792	38160
160,0 - 1,600	234	547	1015	2210	3373	6408	12996	20160	40680
180,0 - 1,800	252	583	1080	2354	3589	6804	13824	21420	43200
200,0 - 2,000	266	619	1151	2486	3780	7200	14580	22644	45720
220,0 - 2,200	281	652	1202	2617	3996	7560	15336	23760	47880
240,0 - 2,400	288	680	1256	2740	4176	7920	16056	24876	50400
260,0 - 2,600	306	713	1310	2855	4356	8244	16740	25920	52200
280,0 - 2,800	317	742	1364	2970	4356	8566	17338	26928	54360
300,0 - 3,000	331	767	1415	3076	4680	8892	18000	27900	56160

Tabulka kapacity potrubí v závislosti na průměru (podle Sheveleva)

Tabulky F.A. a A.F. Sheveleva jsou jednou z nejpřesnějších tabulkových metod pro výpočet průchodnosti vodovodního potrubí. Navíc obsahují všechny potřebné kalkulační vzorce pro každý konkrétní materiál. Jedná se o zdlouhavou informaci, kterou nejčastěji využívají hydrotechnici.

Tabulky berou v úvahu:

1. průměry potrubí – vnitřní a vnější;
2. tloušťka stěny;
3. životnost vodovodního systému;
4. délka čáry;
5. účel trubek.

Hydraulický výpočetní vzorec

Pro vodovodní potrubí se používá následující výpočetní vzorec:

Online kalkulačka: výpočet kapacity potrubí

Pokud máte nějaké dotazy nebo máte nějaké reference, které používají metody, které zde nejsou uvedeny, napište do komentářů.

35001 0 27

Propustnost potrubí: jednoduché o složitých věcech

Jak se mění kapacita potrubí v závislosti na průměru? Jaké faktory kromě průřezu ovlivňují tento parametr? Konečně, jak vypočítat, byť přibližně, propustnost vodovodního potrubí o známém průměru? V tomto článku se pokusím poskytnout nejjednodušší a nejdostupnější odpovědi na tyto otázky.

Naším úkolem je naučit se vypočítat optimální průřez vodovodního potrubí.

Proč je to nutné?

Hydraulický výpočet umožňuje získat optimální minimální hodnota průměru vodovodního potrubí.

Na jedné straně je vždy katastrofální nedostatek peněz při stavbě a opravách a cena lineární metr potrubí roste nelineárně s rostoucím průměrem. Na druhé straně poddimenzovaný úsek přívodu vody povede k nadměrnému poklesu tlaku na koncových zařízeních v důsledku jeho hydraulického odporu.

Když je průtok na mezizařízení, pokles tlaku na koncovém zařízení povede k tomu, že se teplota vody při otevřených kohoutcích studené a teplé vody prudce změní. V důsledku toho budete buď polití ledovou vodou, nebo opaření vařící vodou.

Omezení

Záměrně omezím rozsah uvažovaných problémů na zásobování vodou malého soukromého domu. Důvody jsou dva:

1. Plyny a kapaliny různých viskozit se při přepravě potrubím chovají zcela odlišně. Zohlednění chování zemního a zkapalněného plynu, ropy a dalších médií by objem tohoto materiálu několikanásobně zvýšilo a dostalo by nás daleko od mé specializace - instalatérství;
2. V případě velké budovy s mnoha vodovodními armaturami bude pro hydraulický výpočet dodávky vody nutné vypočítat pravděpodobnost současného použití několika vodních bodů. V malý dům výpočet se provádí pro špičkovou spotřebu všemi dostupnými zařízeními, což značně zjednodušuje úlohu.

Faktory

Hydraulický výpočet vodovodního systému je hledáním jedné ze dvou veličin:

• Výpočet kapacity potrubí pro známý průřez;
• Výpočet optimálního průměru se známým plánovaným průtokem.

V reálných podmínkách (při projektování vodovodního systému) je mnohem běžnější provádět druhý úkol.

Každodenní logika velí, že maximální průtok vody potrubím je určen jeho průměrem a vstupním tlakem. Bohužel realita je mnohem složitější. Faktem je, že potrubí má hydraulický odpor: Jednoduše řečeno, proudění se zpomaluje třením o stěny. Navíc materiál a stav stěn předvídatelně ovlivňují stupeň brzdění.

Tady úplný seznam Faktory ovlivňující výkon vodní dýmky:

• Tlak na začátku přívodu vody (čti - tlak v potrubí);
• Sklon potrubí (změna jeho výšky nad podmíněnou úrovní terénu na začátku a konci);

• Materiál stěny Polypropylen a polyethylen mají mnohem menší drsnost než ocel a litina;
• Stáří potrubí. Ocel časem zarůstá rzí a vápennými usazeninami, které nejen zvyšují drsnost, ale také snižují vnitřní světlost potrubí;

To neplatí pro skleněné, plastové, měděné, pozinkované a kov-polymerové trubky. I po 50 letech provozu jsou v novém stavu. Výjimkou je zanášení přívodu vody, kdy je velké množství suspendovaných látek a na vstupu nejsou žádné filtry.

• Množství a úhel zatáčky;
• Změny průměru zdroj vody;
• Přítomnost nebo nepřítomnost svary, pájecí otřepy a spojovací armatury;

• Uzavírací ventily. Dokonce i kulové ventily s plným průměrem poskytují určitý odpor pohybu proudění.

Jakýkoli výpočet kapacity potrubí bude velmi přibližný. Chtě nechtě budeme muset použít průměrné koeficienty typické pro podmínky blízké našim.

Torricelliho zákon

Evangelista Torricelli, který žil na počátku 17. století, je známý jako žák Galilea Galileiho a autor samotného konceptu atmosférický tlak. Vlastní také vzorec popisující průtok vody vytékající z nádoby otvorem známých rozměrů.

Aby Torricelliho vzorec fungoval, musíte:

1. Abychom znali tlak vody (výška vodního sloupce nad otvorem);

Jedna atmosféra pod zemskou gravitací je schopna zvednout vodní sloupec o 10 metrů. Proto se tlak v atmosférách převádí na tlak jednoduchým vynásobením 10.

1. Aby tam byla díra podstatně menší než průměr nádoby, čímž se eliminuje ztráta tlaku v důsledku tření o stěny.

V praxi Torricelliho vzorec umožňuje vypočítat průtok vody potrubím s vnitřním průřezem známých rozměrů při známém okamžitém tlaku v okamžiku průtoku. Jednoduše řečeno: pro použití vzorce je třeba nainstalovat tlakoměr před kohoutek nebo vypočítat pokles tlaku ve vodovodním systému při známém tlaku v potrubí.

Samotný vzorec vypadá takto: v^2=2gh. v něm:

• v je rychlost proudění na výstupu z otvoru v metrech za sekundu;
• g je zrychlení pádu (pro naši planetu se rovná 9,78 m/s^2);
• h je tlak (výška vodního sloupce nad otvorem).

Jak to pomůže v našem úkolu? A skutečnost, že proudění tekutiny otvorem(stejná šířka pásma) se rovná S*v, kde S je plocha průřezu otvoru a v je rychlost proudění z výše uvedeného vzorce.

Kapitán Obviousness navrhuje: se znalostí průřezové plochy není těžké určit vnitřní poloměr potrubí. Jak víte, plocha kruhu se vypočítá jako π*r^2, kde π je zaokrouhleno rovno 3,14159265.

V tomto případě bude Torricelliho vzorec vypadat v^2=2*9,78*20=391,2. Odmocnina z 391,2 je zaokrouhleno na 20. To znamená, že voda bude vytékat z otvoru rychlostí 20 m/s.

Vypočítáme průměr otvoru, kterým proudí. Přepočteme-li průměr na jednotky SI (metry), dostaneme 3,14159265*0,01^2=0,0003141593. Nyní spočítejme spotřebu vody: 20*0,0003141593=0,006283186, neboli 6,2 litrů za sekundu.

Zpět do reality

Vážený čtenáři, dovolil bych si odhadnout, že nemáte nainstalovaný tlakoměr před mixérem. Je zřejmé, že pro přesnější hydraulický výpočet jsou potřeba nějaká další data.

Obvykle se problém výpočtu řeší obráceně: vzhledem ke známému průtoku vody vodovodními armaturami, délce vodovodního potrubí a jeho materiálu se zvolí průměr, který zajistí pokles tlaku na přijatelné hodnoty. Limitujícím faktorem je průtok.

Referenční údaje

Standardní průtok pro vnitřní vodovodní potrubí uvažováno 0,7 - 1,5 m/s. Překročení poslední hodnoty vede ke vzniku hydraulického hluku (především v ohybech a armaturách).

Normy spotřeby vody pro vodovodní armatury lze snadno najít v regulační dokumentaci. Zejména jsou uvedeny v příloze k SNiP 2.04.01-85. Abych čtenáře ušetřil zdlouhavého hledání, uvedu zde tuto tabulku.

V tabulce jsou uvedeny údaje pro mixéry s perlátory. Jejich absence vyrovnává průtok bateriemi dřezu, umyvadla a sprchy s průtokem baterií při nastavení vany.

Dovolte mi, abych vám připomněl, že pokud chcete vypočítat zásobování vodou soukromého domu vlastními rukama, přidejte spotřebu vody pro všechna nainstalovaná zařízení. Pokud tyto pokyny nedodržíte, čeká vás překvapení, jako je prudký pokles teploty ve sprše, když otevřete kohoutek. horká voda na .

Pokud má objekt požární vodovod, připočítává se k plánovanému průtoku 2,5 l/s na každý hydrant. Pro přívod požární vody je rychlost proudění omezena na 3 m/s: V případě požáru je hydraulický hluk to poslední, co bude obyvatele dráždit.

Při výpočtu tlaku se obvykle předpokládá, že na zařízení nejvzdálenějším od vstupu by měl být minimálně 5 metrů, což odpovídá tlaku 0,5 kgf/cm2. Některá instalatérská zařízení (průtokové ohřívače vody, plnicí ventily automatických praček atd.) jednoduše nefungují, pokud je tlak ve vodovodu nižší než 0,3 atmosféry. Navíc je nutné počítat s hydraulickými ztrátami na samotném zařízení.

Na fotografii je průtokový ohřívač vody Atmor Basic. Zapíná ohřev pouze při tlaku 0,3 kgf/cm2 a vyšším.

Průtok, průměr, rychlost

Dovolte mi připomenout, že jsou spojeny dvěma vzorci:

1. Q = SV. Průtok vody v metrech krychlových za sekundu se rovná ploše průřezu v metrů čtverečních, vynásobené rychlostí proudění v metrech za sekundu;
2. S = π r^2. Plocha průřezu se vypočítá jako součin pí a druhé mocniny poloměru.

Kde mohu získat hodnoty poloměru pro vnitřní sekci?

• U ocelové trubky s minimální chybou se rovná polovinu dálkového ovládání(podmíněný otvor používaný ke značení válcovaných trubek);
• Pro polymer, kov-polymer atd. vnitřní průměr se rovná rozdílu mezi vnějším, který se používá k označení trubek, a dvojnásobkem tloušťky stěny (také se obvykle vyskytuje ve značení). Poloměr je tedy poloviční než vnitřní průměr.

1. Vnitřní průměr je 50-3*2=44 mm, neboli 0,044 metru;
2. Poloměr bude 0,044/2=0,022 metru;
3. Vnitřní plocha průřezu bude rovna 3,1415*0,022^2=0,001520486 m2;
4. Při průtoku 1,5 metru za sekundu bude průtok 1,5*0,001520486=0,002280729 m3/s, neboli 2,3 litru za sekundu.

Ztráta tlaku

Jak vypočítat, kolik tlaku se ztratí ve vodovodním potrubí se známými parametry?

Nejjednodušší vzorec pro výpočet tlakové ztráty je H = iL(1+K). Co znamenají proměnné v něm?

• H je požadovaný pokles tlaku v metrech;
• já — hydraulický sklon vodoměru;
• L je délka vodovodního potrubí v metrech;
• K- součinitel, což umožňuje zjednodušit výpočet tlakové ztráty na uzavíracích armaturách a. Je vázána na účel vodovodní sítě.

Kde mohu získat hodnoty těchto proměnných? No a krom délky trubky ještě nikdo nezrušil svinovací metr.

Koeficient K se rovná:

S hydraulickým sklonem je obraz mnohem složitější. Odpor, který potrubí poskytuje průtoku, závisí na:

• Vnitřní sekce;
• Drsnost stěny;
• Průtoky.

Seznam hodnot pro 1000i (hydraulický sklon na 1000 metrů dodávky vody) lze nalézt v Shevelevových tabulkách, které ve skutečnosti slouží pro hydraulické výpočty. Tabulky jsou pro předmět příliš velké, protože poskytují hodnoty 1000i pro všechny možné průměry, průtoky a materiály, upravené pro životnost.

Zde je malý fragment Shevelevova stolu pro plastovou trubku o průměru 25 mm.

Autor tabulek uvádí hodnoty tlakové ztráty nikoli pro vnitřní průřez, ale pro standardní velikosti, kterými jsou trubky označeny, upravené pro tloušťku stěny. Tabulky však byly zveřejněny v roce 1973, kdy ještě nebyl vytvořen odpovídající segment trhu.
Při výpočtu mějte na paměti, že pro kov-plast je lepší vzít hodnoty odpovídající trubce, která je o krok menší.

Z této tabulky vypočítáme tlakovou ztrátu na polypropylenové trubce o průměru 25 mm a délce 45 metrů. Dohodněme se, že navrhujeme vodovod pro účely domácnosti.

1. Při rychlosti proudění co nejblíže 1,5 m/s (1,38 m/s) bude hodnota 1000i rovna 142,8 metrů;
2. Hydraulický sklon jednoho metru potrubí bude roven 142,8/1000=0,1428 metrů;
3. Korekční faktor pro domácí vodovodní systémy je 0,3;
4. Vzorec jako celek bude mít tvar H=0,1428*45(1+0,3)=8,3538 metrů. To znamená, že na konci vodovodního systému při průtoku vody 0,45 l/s (hodnota z levého sloupce tabulky) poklesne tlak o 0,84 kgf/cm2 a při 3 atmosférách na vstupu bude to docela přijatelných 2,16 kgf/cm2.

Tuto hodnotu lze použít k určení spotřeba podle Torricelliho vzorce. Způsob výpočtu s příkladem je uveden v příslušné části článku.

Kromě toho, abyste mohli vypočítat maximální průtok vodovodním systémem se známými charakteristikami, můžete ve sloupci „průtok“ Shevelevovy kompletní tabulky vybrat hodnotu, při které tlak na konci potrubí neklesne pod 0,5 atmosféry.

Závěr

Vážený čtenáři, pokud se vám uvedený návod, i když je extrémně zjednodušený, zdá stále zdlouhavý, použijte jeden z mnoha online kalkulačky. Jako vždy, Dodatečné informace najdete ve videu v tomto článku. Budu rád za vaše doplnění, opravy a komentáře. Hodně štěstí, soudruzi!

31. července 2016

Chcete-li vyjádřit vděčnost, přidat vysvětlení nebo námitku nebo se autora na něco zeptat - přidejte komentář nebo poděkujte!

Výpočet spotřeby vody se provádí před výstavbou potrubí a je nedílná součást hydrodynamické výpočty. Při stavbě hlavních a průmyslových potrubí se tyto výpočty provádějí pomocí speciálních programů. Při stavbě domácího potrubí vlastníma rukama můžete výpočet provést sami, ale stojí za to zvážit, že získaný výsledek nebude co nejpřesnější. Čtěte dále a dozvíte se, jak vypočítat parametr spotřeby vody.

Faktory ovlivňující propustnost

Hlavním faktorem používaným pro výpočet potrubního systému je propustnost. Tento ukazatel je ovlivněn mnoha různými parametry, z nichž nejvýznamnější jsou:

1. tlak ve stávajícím potrubí (v hlavní síti, pokud bude budované potrubí napojeno na externí zdroj). Metoda výpočtu zohledňující tlak je složitější, ale také přesnější, protože takový indikátor, jako je propustnost, to znamená schopnost projít určitým množstvím vody za určitou jednotku času, závisí na tlaku;
2. celková délka potrubí. Čím větší je tento parametr, tím větší jsou ztráty, které se objevují při jeho používání, a proto, aby se zabránilo poklesu tlaku, je nutné použít potrubí většího průměru. Proto tento faktor berou v úvahu i specialisté;
3. materiál, ze kterého jsou trubky vyrobeny. Pokud se používají pro stavbu nebo jinou dálnici kovové trubky, pak nerovný vnitřní povrch a možnost postupného zanášení sedimentem obsaženým ve vodě povedou ke snížení průchodnosti a tím i k mírnému zvětšení průměru. Použitím plastové trubky(PVC), polypropylenové trubky a tak je možnost ucpání usazeninami prakticky vyloučena. Kromě toho je vnitřní povrch plastových trubek hladší;

1. úsek potrubí. Na základě vnitřního průřezu potrubí můžete nezávisle provést předběžný výpočet.

Existují další faktory, které odborníci berou v úvahu. Ale pro tento článek nejsou podstatné.

Metoda výpočtu průměru v závislosti na průřezu potrubí

Pokud je při výpočtu potrubí nutné vzít v úvahu všechny uvedené faktory, doporučuje se provést výpočty pomocí speciálních programů. Pokud jsou pro konstrukci systému dostatečné předběžné výpočty, provádějí se v následujícím pořadí:

• předběžné stanovení množství spotřeby vody všemi členy rodiny;
• výpočet optimální velikosti průměru.

Jak vypočítat spotřebu vody v domě

Množství studené nebo teplé vody spotřebované ve vaší domácnosti můžete nezávisle určit pomocí několika metod:

• podle stavu měřiče. Pokud jsou instalovány měřiče při vstupu potrubí do domu, pak není problém určit spotřebu vody za den na osobu. Navíc pozorováním po dobu několika dnů lze získat poměrně přesné parametry;

• Podle zavedené standardy, některými specialisty. Norma spotřeby vody na osobu je stanovena pro určité typy prostor s přítomností/nepřítomností určitých podmínek;

• podle vzorce.

Pro zjištění celkového množství spotřebované vody v místnosti je nutné provést kalkulaci pro každou vodovodní jednotku (vana, sprchový kout, baterie atd.) samostatně. Výpočtový vzorec:

Qs = 5 x q0 x P, Kde

Qs je indikátor, který určuje množství průtoku;

q0 – zavedená norma;

P je koeficient, který zohledňuje možnost použití několika typů vodovodních armatur současně.

Ukazatel q0 se určuje v závislosti na typu vodovodního zařízení podle následující tabulky:

Pravděpodobnost P je určena následujícím vzorcem:

P = L x N1 / q0 x 3600 x N2, Kde

L – špičkový průtok vody po dobu 1 hodiny;

N1 - počet osob používajících vodovodní armatury;

q0 - stanovené normy pro samostatnou vodovodní jednotku;

N2 - počet instalovaných vodovodních armatur.

Je nepřijatelné určovat průtok vody bez zohlednění pravděpodobnosti, protože současné použití sanitárních zařízení vede ke zvýšení průtoku.

Spočítejme si vodu na konkrétním příkladu. Spotřebu vody je nutné určit podle následujících parametrů:

• V domě žije 5 osob;
• Bylo instalováno 6 jednotek instalatérského vybavení: vana, WC, kuchyňský dřez, pračka A Myčka, instalovaný v kuchyni, sprchový kout;
• špičkový průtok vody po dobu 1 hodiny v souladu s SNiP je stanoven na 5,6 l/s.

Určete velikost pravděpodobnosti:

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

Zjišťujeme spotřebu vody pro koupelnu, kuchyň a toaletu:

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

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

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

Výpočet optimálního úseku

K určení průřezu se používá následující vzorec:

Q = (πd²/4)xW, Kde

Q je vypočítané množství spotřebované vody;

d – požadovaný průměr;

W je rychlost pohybu vody v systému.

Jednoduchými matematickými operacemi to lze odvodit

d = √ (4Q/πW)

Indikátor W lze získat z tabulky:

Ukazatele uvedené v tabulce slouží pro přibližné výpočty. Pro získání přesnějších parametrů se používá složitý matematický vzorec.

Pojďme určit průměr potrubí pro vanu, kuchyň a toaletu podle parametrů uvedených v uvažovaném příkladu:

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

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

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

Pro určení průřezu potrubí se bere největší vypočítaný ukazatel. S ohledem na malou rezervu v tomto příkladu je možné vést přívod vody potrubím o průřezu 55 mm.

Jak provádět výpočty pomocí speciálního poloprofesionálního programu, podívejte se na video.

Podniky a obytné budovy spotřebovávají velký počet voda. Tyto digitální indikátory se stávají nejen důkazem konkrétní hodnotu, indikující spotřebu.

Kromě toho pomáhají určit průměr sortimentu potrubí. Mnoho lidí věří, že výpočet průtoku vody na základě průměru potrubí a tlaku je nemožný, protože tyto pojmy spolu zcela nesouvisí.

Praxe ale ukázala, že tomu tak není. Průchodnost vodovodní sítě závisí na mnoha ukazatelích a první v tomto seznamu bude průměr potrubí a tlak v hlavním potrubí.

Doporučuje se vypočítat kapacitu potrubí v závislosti na jeho průměru ve fázi návrhu konstrukce potrubí. Získaná data určují klíčové parametry nejen domácí, ale i průmyslové dálnice. To vše bude dále diskutováno.

Spočítejte si kapacitu potrubí pomocí online kalkulačky

POZORNOST! Pro správný výpočet je třeba si uvědomit, že 1 kgf/cm2 = 1 atmosféra; 10 metrů vodního sloupce = 1 kgf/cm2 = 1 atm; 5 metrů vodního sloupce = 0,5 kgf/cm2 a = 0,5 atm atd. Zlomková čísla se zadávají do online kalkulačky pomocí tečky (například: 3,5 a ne 3,5)

Zadejte parametry pro výpočet:

Jaké faktory ovlivňují propustnost kapaliny potrubím?

Kritéria, která ovlivňují popsaný ukazatel, tvoří velký seznam. Tady jsou některé z nich.

1. Vnitřní průměr, který má potrubí.
2. Rychlost proudění, která závisí na tlaku v potrubí.
3. Materiál odebraný pro výrobu potrubního sortimentu.

Průtok vody na výstupu z hlavního potrubí je určen průměrem potrubí, protože tato charakteristika spolu s dalšími ovlivňuje propustnost systému. Také při výpočtu množství spotřebované kapaliny nelze brát v úvahu tloušťku stěny, která je určena na základě očekávaného vnitřního tlaku.

Dalo by se dokonce namítnout, že definice „geometrie potrubí“ není ovlivněna samotnou délkou sítě. A velmi důležitou roli hraje průřez, tlak a další faktory.

Navíc některé parametry systému mají na průtok spíše nepřímý než přímý vliv. To zahrnuje viskozitu a teplotu čerpaného média.

Stručně shrnuto, můžeme říci, že určování propustnosti umožňuje přesně určit optimální typ materiál pro konstrukci systému a provést volbu technologie použité pro jeho montáž. V opačném případě nebude síť fungovat efektivně a bude vyžadovat časté nouzové opravy.

Výpočet spotřeby vody podle průměr kulaté potrubí, záleží na tom velikost. V důsledku toho se po větším průřezu během určitého časového období posune značné množství kapaliny. Ale při provádění výpočtů a při zohlednění průměru nelze tlak zanedbat.

Uvážíme-li tento výpočet na konkrétním příkladu, ukáže se, že metr dlouhým trubkovým produktem projde 1 cm otvorem za určitou dobu méně kapaliny než potrubím dosahujícím výšky několika desítek metrů. Je to přirozené, protože nejvyšší spotřeba vody na místě bude dosahovat nejvyšších hodnot při maximálním tlaku v síti a při nejvyšších hodnotách jejího objemu.

Podívejte se na video

Výpočty úseků podle SNIP 2.04.01-85

Nejprve musíte pochopit, že výpočet průměru propusti je složitý inženýrský proces. To bude vyžadovat specializované znalosti. Ale při provádění domácí výstavby propustku se hydraulické výpočty průřezu často provádějí nezávisle.

Tento typ návrhového výpočtu rychlosti proudění propusti lze provést dvěma způsoby. První jsou tabulková data. Ale když se odkazuje na tabulky, musíte vědět nejen přesná částka kohoutky, ale i nádoby na sběr vody (vany, dřezy) a další věci.

Pouze pokud máte tyto informace o systému propustků, můžete použít tabulky poskytnuté SNIP 2.04.01-85. Používají se k určení objemu vody na základě obvodu potrubí. Tady je jedna taková tabulka:

Vnější objem potrubního sortimentu (mm)

Přibližné množství získané vody v litrech za minutu

Přibližné množství vody v m3 za hodinu

Pokud se zaměříte na normy SNIP, můžete v nich vidět následující - denní objem vody spotřebované jednou osobou nepřesahuje 60 litrů. To za předpokladu, že dům není vybaven tekoucí vodou a v situaci s pohodlným bydlením se tento objem zvyšuje na 200 litrů.

Je jasné, že tyto objemové údaje o spotřebě jsou zajímavé jako informace, ale specialista na potrubí bude muset určit úplně jiné údaje - to je objem (v mm) a vnitřní tlak v potrubí. Ne vždy to v tabulce najdete. A vzorce vám pomohou tyto informace zjistit přesněji.

Podívejte se na video

Již nyní je zřejmé, že průřezové rozměry systému ovlivňují hydraulický výpočet spotřeby. Pro domácí výpočty se používá vzorec průtoku vody, který pomáhá získat výsledek daný tlakem a průměrem potrubního produktu. Zde je vzorec:

Vzorec pro výpočet na základě tlaku a průměru potrubí: q = π×d²/4 ×V

Ve vzorci: q ukazuje spotřebu vody. Počítá se v litrech. d je velikost průřezu trubky, je uvedena v centimetrech. A V ve vzorci je označení pro rychlost pohybu toku, udává se v metrech za sekundu.

Pokud je vodovodní síť napájena vodárenskou věží, bez dodatečného vlivu tlakového čerpadla, pak je rychlost proudění přibližně 0,7 - 1,9 m/s. Pokud je připojeno jakékoli čerpací zařízení, pak jeho pas obsahuje informace o součiniteli generovaného tlaku a rychlosti pohybu vodního toku.

Tento vzorec není jediný. Je jich mnohem víc. Lze je snadno najít na internetu.

Kromě uvedeného vzorce je třeba poznamenat, že vnitřní stěny trubkových výrobků mají obrovský vliv na funkčnost systému. Například, plastové výrobky lišit hladký povrch než jejich ocelové protějšky.

Z těchto důvodů je koeficient odporu plastu výrazně nižší. Navíc tyto materiály nejsou ovlivněny korozivními formacemi, což má také pozitivní vliv na průchodnost vodovodní sítě.

Stanovení ztráty hlavy

Průchod vody se počítá nejen podle průměru potrubí, ale počítá se poklesem tlaku. Ztráty lze vypočítat pomocí speciálních vzorců. Jaké vzorce použít, každý se rozhodne sám. Pro výpočet požadovaných hodnot můžete použít různé možnosti. Na tento problém neexistuje jediné univerzální řešení.

Především je ale nutné pamatovat na to, že vnitřní vůle průchodu plastové a kovoplastové konstrukce se po dvaceti letech služby nezmění. A vnitřní lumen průchodu kovová konstrukce bude časem méně.

A to bude mít za následek ztrátu některých parametrů. V souladu s tím je rychlost vody v potrubí v takových strukturách odlišná, protože v některých situacích bude průměr nové a staré sítě znatelně odlišný. Hodnota odporu ve vedení se bude také lišit.

Před výpočtem potřebných parametrů pro průchod kapaliny je také třeba vzít v úvahu, že ztráta průtoku vody je spojena s počtem otáček, armatur, objemových přechodů a přítomnosti uzavírací ventily a třecí silou. Navíc to vše při výpočtu průtoku musí být provedeno po pečlivé přípravě a měření.

Výpočet spotřeby vody jednoduché metody není snadné provést. Pokud však máte sebemenší potíže, vždy se můžete obrátit na specialisty o pomoc nebo použití online kalkulačka. Pak můžete počítat s tím, že instalovaná vodovodní nebo topná síť bude pracovat s maximální účinností.

Video - jak vypočítat spotřebu vody

Podívejte se na video