Pentru a instala corect structura de alimentare cu apă, atunci când se începe dezvoltarea și planificarea sistemului, este necesar să se calculeze debitul de apă prin conductă.

Parametrii de bază ai sistemului de alimentare cu apă la domiciliu depind de datele obținute.

În acest articol, cititorii se vor putea familiariza cu tehnicile de bază care îi vor ajuta să-și calculeze în mod independent sistemul de instalații sanitare.

Scopul calculării diametrului unei conducte în funcție de debit: Determinarea diametrului și a secțiunii transversale a conductei pe baza datelor privind debitul și viteza de mișcare longitudinală a apei.

Este destul de dificil să faci un astfel de calcul. Este necesar să se țină cont de o mulțime de nuanțe legate de datele tehnice și economice. Acești parametri sunt interconectați. Diametrul conductei depinde de tipul de lichid care va fi pompat prin ea.

Dacă creșteți viteza de curgere, puteți reduce diametrul țevii. Consumul de material va scădea automat. Va fi mult mai ușor să instalați un astfel de sistem, iar costul muncii va scădea.

Cu toate acestea, o creștere a mișcării debitului va provoca pierderi de presiune, care necesită crearea de energie suplimentară pentru pompare. Dacă o reduceți prea mult, pot apărea consecințe nedorite.

La proiectarea unei conducte, în cele mai multe cazuri, debitul de apă este specificat imediat. Două cantități rămân necunoscute:

• Diametrul conductei;
• Debitul.

Este foarte dificil să faci un calcul tehnic și economic complet. Acest lucru necesită cunoștințe de inginerie adecvate și mult timp. Pentru a ușura această sarcină la calcularea diametrului necesar țevii, utilizați materiale de referință. Ele dau valorile celui mai bun debit obținut experimental.

Formula finală de calcul pentru diametrul optim al conductei este următoarea:

d = √(4Q/Πw)
Q – debitul lichidului pompat, m3/s
d – diametrul conductei, m
w – viteza de curgere, m/s

Viteza fluidă adecvată, în funcție de tipul conductei

În primul rând, ei țin cont costuri minime, fără de care este imposibil să pompați lichid. În plus, trebuie luat în considerare costul conductei.

Când faceți calcule, trebuie să vă amintiți întotdeauna limitele de viteză ale mediului în mișcare. În unele cazuri, dimensiunea conductei principale trebuie să îndeplinească cerințele stabilite în procesul tehnologic.

Dimensiunile conductei sunt, de asemenea, afectate de eventualele supratensiuni de presiune.

Când se fac calcule preliminare, modificările de presiune nu sunt luate în considerare. Baza de proiectare conducta de proces se ia viteza admisa.

Când există modificări ale direcției de mișcare în conducta proiectată, suprafața conductei începe să experimenteze o presiune ridicată direcționată perpendicular pe mișcarea debitului.

Această creștere este asociată cu mai mulți indicatori:

• Viteza fluidului;
• Densitate;
• Presiune inițială (presiune).

În plus, viteza este întotdeauna invers proporțională cu diametrul țevii. Acesta este motivul pentru care fluidele de mare viteză necesită alegere corectă configurații, selecția competentă a dimensiunilor conductei.

De exemplu, dacă se pompează acid sulfuric, viteza este limitată la o valoare care nu va provoca eroziunea pe pereții coturilor conductei. Ca urmare, structura conductei nu va fi niciodată deteriorată.

Viteza apei în formula conductei

Debitul volumetric V (60m³/oră sau 60/3600m³/sec) este calculat ca produsul dintre viteza curgerii w și secțiunea transversală a conductei S (și secțiunea transversală la rândul ei este calculată ca S=3,14 d² /4): V = 3,14 w d²/4. De aici obținem w = 4V/(3,14 d²). Nu uitați să convertiți diametrul din milimetri în metri, adică diametrul va fi de 0,159 m.

Formula consumului de apă

În general, metodologia de măsurare a debitului de apă în râuri și conducte se bazează pe o formă simplificată a ecuației de continuitate pentru fluide incompresibile:

Curgerea apei prin masa de conducte

Debit versus presiune

Nu există o astfel de dependență a fluxului de fluid de presiune, ci mai degrabă de căderea de presiune. Formula este simplă. Există o ecuație general acceptată pentru căderea de presiune atunci când fluidul curge într-o țeavă Δp = (λL/d) ρw²/2, λ este coeficientul de frecare (cautat în funcție de viteza și diametrul conductei folosind grafice sau formule corespunzătoare) , L este lungimea conductei, d este diametrul acesteia, ρ este densitatea lichidului, w este viteza. Pe de altă parte, există o definiție a debitului G = ρwπd²/4. Exprimăm viteza din această formulă, o înlocuim în prima ecuație și găsim dependența de debit G = π SQRT(Δp d^5/λ/L)/4, SQRT este rădăcina pătrată.

Coeficientul de frecare se găsește prin selecție. Mai întâi, setați o anumită valoare a vitezei fluidului de la lanternă și determinați numărul Reynolds Re=ρwd/μ, unde μ este vâscozitatea dinamică lichid (a nu se confunda cu vâscozitatea cinematică, acestea sunt lucruri diferite). Potrivit lui Reynolds, căutați valorile coeficientului de frecare λ = 64/Re pentru modul laminar și λ = 1/(1,82 logRe - 1,64)² pentru modul turbulent (aici log este logaritmul zecimal). Și luați valoarea care este mai mare. După ce găsiți debitul și viteza fluidului, va trebui să repetați din nou întregul calcul cu un nou coeficient de frecare. Și repeți această recalculare până când valoarea vitezei specificată pentru determinarea coeficientului de frecare coincide, în cadrul unei anumite erori, cu valoarea pe care o găsești din calcul.

Lățimea de bandă - parametru important pentru orice conducte, canale si alti mostenitori ai apeductului roman. Cu toate acestea, capacitatea de debit nu este întotdeauna indicată pe ambalajul țevii (sau pe produsul în sine). În plus, aspectul conductei determină și cât de mult lichid trece conducta prin secțiunea transversală. Cum se calculează corect debitul conductelor?

Metode de calcul al capacității conductei

Există mai multe metode de calculare a acestui parametru, fiecare dintre acestea fiind potrivită pentru un anumit caz. Unele notații importante în determinarea lățime de bandă tevi:

Diametrul exterior este dimensiunea fizică a secțiunii transversale a conductei de la o margine a peretelui exterior la cealaltă. În calcule este desemnat ca Dn sau Dn. Acest parametru este indicat în etichetă.

Diametrul nominal este valoarea aproximativă a diametrului secțiunii interne a conductei, rotunjită la cel mai apropiat număr întreg. În calcule este desemnat ca Du sau Du.

Metode fizice de calcul al capacității conductelor

Valorile debitului conductei sunt determinate folosind formule speciale. Pentru fiecare tip de produs - pentru gaz, alimentare cu apă, canalizare - există diferite metode de calcul.

Metode de calcul tabelar

Există un tabel de valori aproximative creat pentru a facilita determinarea debitului conductelor pentru distribuția intra-apartament. În cele mai multe cazuri, nu este necesară o precizie ridicată, astfel încât valorile pot fi aplicate fără calcule complexe. Dar acest tabel nu ia în considerare scăderea debitului din cauza apariției creșterilor sedimentare în interiorul conductei, ceea ce este tipic pentru autostrăzile vechi.

Tabel 1. Capacitate conductă pentru lichide, gaze, vapori de apă

Tip de lichid	Viteza (m/sec)
Apa orasului	0,60-1,50
Conducta de apă	1,50-3,00
Apa de incalzire centrala	2,00-3,00
Apa din sistem sub presiune în conducta	0,75-1,50
Lichid hidraulic	până la 12 m/sec
Conducta de petrol	3,00-7,5
Ulei în sistemul de presiune al conductei	0,75-1,25
Abur în sistemul de încălzire	20,0-30,00
Sistem central de conducte de abur	30,0-50,0
Abur într-un sistem de încălzire la temperatură ridicată	50,0-70,00
Aer și gaz înăuntru sistem central conductă	20,0-75,00

Există un tabel exact pentru calcularea capacității, numit tabelul Shevelev, care ia în considerare materialul țevii și mulți alți factori. Aceste mese sunt rareori folosite la așezarea conductelor de apă într-un apartament, dar într-o casă privată cu mai multe coloane nestandard pot fi utile.

Calcul folosind programe

Firmele moderne de instalații sanitare au special programe de calculator pentru a calcula capacitatea conductei, precum și mulți alți parametri similari. În plus, au fost dezvoltate calculatoare online care, deși mai puțin precise, sunt gratuite și nu necesită instalare pe un PC. Unul dintre programele staționare „TAScope” este o creație a inginerilor occidentali, care este shareware. Companiile mari folosesc „Hydrosystem” - acesta este un program intern care calculează conductele în funcție de criterii care le afectează funcționarea în regiunile Federației Ruse. Pe lângă calculele hidraulice, vă permite să calculați și alți parametri ai conductei. Pret mediu 150.000 de ruble.

Cum se calculează capacitatea unei conducte de gaz

Gazul este unul dintre cele mai dificile materiale de transportat, în special pentru că tinde să fie comprimat și, prin urmare, este capabil să se scurgă prin cele mai mici goluri din conducte. Pentru a calcula debitul conducte de gaz(precum și pentru design sistem de gazeîn general) au cerinţe speciale.

Formula pentru calcularea capacității unei conducte de gaz

Debitul maxim al conductelor de gaz este determinat de formula:

Qmax = 0,67 DN2 * p

unde p este egal cu presiunea de funcționare în sistemul de conducte de gaz + 0,10 MPa sau presiunea absolută a gazului;

Du - diametrul nominal al conductei.

Există o formulă complexă pentru calcularea capacității unei conducte de gaz. La conducere calcule preliminare, precum și atunci când se calculează o conductă de gaz casnică, de obicei nu este utilizat.

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

unde z este coeficientul de compresibilitate;

T este temperatura gazului transportat, K;

Conform acestei formule, se determină dependența directă a temperaturii mediului în mișcare de presiune. Cu cât valoarea T este mai mare, cu atât gazul se extinde și apasă pe pereți. Prin urmare, atunci când calculează autostrăzi mari, inginerii iau în considerare posibilele condiții meteorologice din zona în care circulă conducta. Dacă valoarea nominală a conductei DN este mai mică decât presiunea gazului generată la temperaturi ridicate vara (de exemplu, la +38 ... + 45 de grade Celsius), atunci este posibilă deteriorarea conductei. Aceasta implică scurgerea de materii prime valoroase și creează posibilitatea unei explozii într-o secțiune a conductei.

Tabel capacităților conductelor de gaz în funcție de presiune

Există un tabel pentru calcularea debitelor conductelor de gaz pentru diametrele de conducte utilizate în mod obișnuit și presiunile nominale de funcționare. Pentru a determina caracteristicile magistralei de gaz, nu dimensiuni standard iar presiunea va necesita calcule inginerești. De asemenea, presiunea, viteza și volumul gazului sunt afectate de temperatura aerului exterior.

Viteza maximă (W) a gazului din tabel este de 25 m/s, iar z (coeficientul de compresibilitate) este 1. Temperatura (T) este de 20 de grade Celsius sau 293 Kelvin.

Tabelul 2. Lățimea de bandă conducta de gaz in functie de presiune

Lucru.(MPa)	Capacitatea conductei (m?/h), cu wgaz=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

Capacitatea conductei de canalizare

Lățimea de bandă conducta de canalizare– un parametru important care depinde de tipul conductei (presiune sau nepresiune). Formula de calcul se bazează pe legile hidraulicei. Pe lângă calculele cu forță de muncă intensivă, tabelele sunt folosite pentru a determina capacitatea canalizării.

Pentru calculul hidraulic al canalizării, este necesar să se determine necunoscutele:

1. diametrul conductei Du;
2. viteza medie de curgere v;
3. panta hidraulica l;
4. gradul de umplere h/Dn (calculele se bazează pe raza hidraulică, care este asociată cu această valoare).

În practică, ele sunt limitate la calcularea valorii lui l sau h/d, deoarece parametrii rămași sunt ușor de calculat. În calculele preliminare, panta hidraulică este considerată a fi egală cu panta suprafeței pământului, la care mișcarea apei uzate nu va fi mai mică decât viteza de autocurățare. Valorile vitezei, precum și valorile maxime h/DN pentru rețelele casnice pot fi găsite în Tabelul 3.

Iulia Petrichenko, expert

În plus, există o valoare normalizată panta minima pentru tevi cu diametru mic: 150 mm

(i=0,008) și 200 (i=0,007) mm.

Formula pentru fluxul volumetric de fluid arată astfel:

unde a este aria secțiunii transversale deschise a fluxului,

v – viteza curgerii, m/s.

Viteza se calculează folosind formula:

unde R este raza hidraulică;

C – coeficientul de umectare;

Din aceasta putem deriva formula pentru panta hidraulică:

Este folosit pentru a determina acest parametru dacă este necesar, calcul.

unde n este coeficientul de rugozitate, având valori de la 0,012 la 0,015 în funcție de materialul țevii.

Raza hidraulică este considerată egală cu raza normală, dar numai atunci când conducta este complet umplută. În alte cazuri, utilizați formula:

unde A este aria fluxului transversal de fluid,

P este perimetrul umezit sau lungimea transversală a suprafeței interioare a țevii care atinge lichidul.

Tabele de capacitate pentru conductele de canalizare cu curgere liberă

Tabelul ia în considerare toți parametrii utilizați pentru efectuarea calculului hidraulic. Datele sunt selectate în funcție de diametrul țevii și înlocuite în formulă. Aici a fost deja calculat debitul volumetric al lichidului q care trece prin secțiunea transversală a țevii, care poate fi considerat debitul conductei.

În plus, există tabele Lukin mai detaliate care conțin valori de debit gata făcute pentru țevi de diferite diametre de la 50 la 2000 mm.

Tabele de capacitate pentru sisteme de canalizare sub presiune

În tabelele de capacitate a conductelor de presiune de canalizare, valorile depind de gradul maxim de umplere și de viteza medie calculată apa reziduala.

Tabelul 4. Calculul debitului de apă uzată, litri pe secundă

Diametru, mm	Umplere	Acceptabil (pantă optimă)	Viteza de deplasare a apei uzate în conductă, m/s	Consum, 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

Capacitatea conductei de apa

Conductele de apă sunt cele mai des folosite conducte într-o casă. Și, deoarece sunt supuse unei sarcini mari, calcularea debitului principal de apă devine o condiție importantă pentru o funcționare fiabilă.

Permeabilitatea țevii în funcție de diametru

Diametrul nu este cel mai important parametru atunci când se calculează permeabilitatea unei țevi, dar afectează și valoarea acesteia. Cu cât diametrul interior al țevii este mai mare, cu atât este mai mare permeabilitatea și, de asemenea, șansa de blocaje și blocaje este mai mică. Cu toate acestea, pe lângă diametru, este necesar să se țină cont de coeficientul de frecare a apei pe pereții conductei (valoarea tabelară pentru fiecare material), lungimea conductei și diferența de presiune a lichidului la intrare și la ieșire. În plus, numărul de coturi și fitinguri din conductă va influența foarte mult debitul.

Tabel cu capacitatea conductei în funcție de temperatura lichidului de răcire

Cu cât temperatura în țeavă este mai mare, cu atât debitul acesteia este mai mic, deoarece apa se extinde și, prin urmare, creează frecare suplimentară. Pentru instalații sanitare acest lucru nu este important, dar în sisteme de incalzire este un parametru cheie.

Există un tabel pentru calculele căldurii și lichidului de răcire.

Tabelul 5. Debitul conductei în funcție de lichidul de răcire și puterea de căldură

Diametrul conductei, mm	Lățimea de bandă
	Prin căldură		Prin lichid de răcire
	Apă	Aburi	Apă	Aburi
	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

Tabel cu capacitatea conductei în funcție de presiunea lichidului de răcire

Există un tabel care descrie capacitatea conductelor în funcție de presiune.

Tabel 6. Capacitatea conductei in functie de presiunea lichidului transportat

Consum	Lățimea de bandă
Du pipe	15 mm	20 mm	25 mm	32 mm	40 mm	50 mm	65 mm	80 mm	100 mm
Pa/m - mbar/m	mai puțin de 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

Tabelul capacității țevii în funcție de diametru (conform lui Shevelev)

Tabelele lui F.A. și A.F. Shevelev sunt una dintre cele mai precise metode tabelare pentru calcularea debitului unei conducte de apă. În plus, ele conțin toate formulele de calcul necesare pentru fiecare material specific. Aceasta este o informație lungă care este cel mai des folosită de inginerii hidraulici.

Tabelele au în vedere:

1. diametrele conductelor – interioare și externe;
2. grosimea peretelui;
3. durata de viață a sistemului de alimentare cu apă;
4. lungimea liniei;
5. scopul conductelor.

Formula de calcul hidraulic

Pentru conductele de apă, se utilizează următoarea formulă de calcul:

Calculator online: calculul capacității conductei

Dacă aveți întrebări sau aveți referințe care folosesc metode care nu sunt menționate aici, vă rugăm să scrieți în comentarii.

35001 0 27

Debitul conductei: simplu despre lucruri complexe

Cum se modifică capacitatea unei țevi în funcție de diametru? Ce factori, alții decât secțiunea transversală, influențează acest parametru? În sfârșit, cum se calculează, chiar și aproximativ, permeabilitatea unei conducte de apă cu un diametru cunoscut? În acest articol voi încerca să dau cele mai simple și mai accesibile răspunsuri la aceste întrebări.

Sarcina noastră este să învățăm cum să calculăm secțiunea transversală optimă a conductelor de apă.

De ce este necesar acest lucru?

Calculul hidraulic vă permite să obțineți optim minim valoarea diametrului conductei de apă.

Pe de o parte, există întotdeauna o lipsă catastrofală de bani în timpul construcției și reparațiilor și a prețului metru liniarțevile cresc neliniar odată cu creșterea diametrului. Pe de altă parte, o secțiune de alimentare cu apă subdimensionată va duce la o scădere excesivă a presiunii la dispozitivele terminale datorită rezistenței sale hidraulice.

Când debitul este la dispozitivul intermediar, scăderea de presiune la dispozitivul final va duce la faptul că temperatura apei la robinete deschise Alimentarea cu apă rece și alimentarea cu apă caldă se vor schimba dramatic. Ca urmare, vei fi fie stropit cu apă cu gheață, fie opărit cu apă clocotită.

Restricții

Voi limita în mod deliberat domeniul de aplicare al problemelor luate în considerare la alimentarea cu apă a unei case private mici. Există două motive:

1. Gazele și lichidele de diferite vâscozități se comportă complet diferit atunci când sunt transportate printr-o conductă. Luarea în considerare a comportamentului gazelor naturale și lichefiate, petrolului și altor medii ar crește de mai multe ori volumul acestui material și ne-ar duce departe de specializarea mea - instalații sanitare;
2. În cazul unei clădiri mari, cu numeroase corpuri sanitare, pentru calculul hidraulic al alimentării cu apă va fi necesar să se calculeze probabilitatea utilizării simultane a mai multor puncte de apă. ÎN casă mică calculul este efectuat pentru consumul de vârf de către toate dispozitivele disponibile, ceea ce simplifică foarte mult sarcina.

Factori

Calculul hidraulic al unui sistem de alimentare cu apă este o căutare a uneia dintre cele două cantități:

• Calculul capacității conductei pentru o secțiune transversală cunoscută;
• Calculul diametrului optim cu un debit planificat cunoscut.

ÎN conditii reale(când proiectați un sistem de alimentare cu apă) mult mai des trebuie să îndepliniți a doua sarcină.

Logica de zi cu zi dictează că debitul maxim de apă printr-o conductă este determinat de diametrul și presiunea de intrare. Din păcate, realitatea este mult mai complicată. Ideea este că conducta are rezistenta hidraulica: Pur și simplu, fluxul este încetinit de frecarea împotriva pereților. Mai mult, materialul și starea pereților influențează în mod previzibil gradul de frânare.

Aici lista completa Factori care afectează performanța unei conducte de apă:

• Presiune la începutul alimentării cu apă (a se citi - presiunea în linie);
• Pantă conducte (schimbarea înălțimii sale deasupra nivelului solului condiționat la început și la sfârșit);

• Material ziduri Polipropilena și polietilena au o rugozitate mult mai mică decât oțelul și fonta;
• Vârstă conducte. De-a lungul timpului, oțelul devine acoperit cu depuneri de rugină și calcar, care nu numai că măresc rugozitatea, dar și reduc jocul intern al conductei;

Acest lucru nu se aplică țevilor din sticlă, plastic, cupru, galvanizate și metal-polimer. Chiar și după 50 de ani de funcționare sunt în stare nouă. Excepția este colmatarea alimentării cu apă atunci când există o cantitate mare de materie în suspensie și nu există filtre la intrare.

• Cantitatea și unghiul se întoarce;
• Se modifică diametrul aprovizionare cu apă;
• Prezența sau absența suduri, bavuri de la lipire și fitinguri de conectare;

• Supape de închidere. Chiar și supapele cu bilă cu pas complet oferă o oarecare rezistență la mișcarea fluxului.

Orice calcul al capacității conductei va fi foarte aproximativ. Vrând-nevrând, va trebui să folosim coeficienți medii tipici pentru condițiile apropiate ale noastre.

Legea lui Torricelli

Evangelista Torricelli, care a trăit la începutul secolului al XVII-lea, este cunoscut ca un student al lui Galileo Galilei și autorul însuși conceptului. presiunea atmosferică. El deține, de asemenea, o formulă care descrie debitul de apă care se revarsă dintr-un vas printr-o gaură de dimensiuni cunoscute.

Pentru ca formula Torricelli să funcționeze, trebuie să:

1. Astfel încât să cunoaștem presiunea apei (înălțimea coloanei de apă deasupra găurii);

O atmosferă sub gravitația Pământului este capabilă să ridice o coloană de apă cu 10 metri. Prin urmare, presiunea din atmosferă este convertită în presiune prin simpla înmulțire cu 10.

1. Ca să fie o gaură semnificativ mai mic decât diametrul vasului, eliminând astfel pierderea de presiune datorată frecării împotriva pereților.

În practică, formula lui Torricelli permite să se calculeze debitul de apă printr-o conductă cu o secțiune transversală internă de dimensiuni cunoscute la o presiune instantanee cunoscută în momentul curgerii. Mai simplu spus: pentru a utiliza formula, trebuie să instalați un manometru în fața robinetului sau să calculați căderea de presiune în sistemul de alimentare cu apă la o presiune cunoscută în linie.

Formula în sine arată astfel: v^2=2gh. In el:

• v este viteza curgerii la ieșirea găurii în metri pe secundă;
• g este accelerația căderii (pentru planeta noastră este egală cu 9,78 m/s^2);
• h este presiunea (înălțimea coloanei de apă deasupra găurii).

Cum ne va ajuta acest lucru în sarcina noastră? Și faptul că curgerea fluidului prin orificiu(aceeași lățime de bandă) este egală cu S*v, unde S este aria secțiunii transversale a găurii și v este viteza curgerii din formula de mai sus.

Căpitanul Obviousness sugerează: cunoscând zona secțiunii transversale, nu este dificil să se determine raza internă a conductei. După cum știți, aria unui cerc este calculată ca π*r^2, unde π este considerat rotunjit egal cu 3,14159265.

În acest caz, formula lui Torricelli va arăta ca v^2=2*9,78*20=391,2. Rădăcină pătrată din 391,2 este rotunjit egal cu 20. Aceasta înseamnă că apa va ieși din gaură cu o viteză de 20 m/s.

Calculăm diametrul găurii prin care curge fluxul. Transformând diametrul în unități SI (metri), obținem 3,14159265*0,01^2=0,0003141593. Acum să calculăm consumul de apă: 20*0,0003141593=0,006283186 sau 6,2 litri pe secundă.

Înapoi la realitate

Dragă cititor, m-aș aventura să ghicesc că nu aveți un manometru instalat în fața mixerului. Evident, pentru un calcul hidraulic mai precis, sunt necesare câteva date suplimentare.

De obicei, problema de calcul este rezolvată invers: având în vedere debitul de apă cunoscut prin corpurile sanitare, lungimea conductei de apă și materialul acesteia, se alege un diametru care asigură căderea de presiune la valori acceptabile. Factorul limitator este debitul.

Date de referință

Debit standard pentru conducte interioare de apă considerat 0,7 - 1,5 m/s. Depășirea ultimei valori duce la apariția zgomotului hidraulic (în primul rând la coturi și armături).

Standardele de consum de apă pentru corpurile sanitare sunt ușor de găsit în documentația de reglementare. În special, acestea sunt date în anexa la SNiP 2.04.01-85. Pentru a salva cititorul de căutări lungi, voi furniza acest tabel aici.

Tabelul prezintă datele pentru mixere cu aeratoare. Lipsa acestora egalizeaza debitul prin bateriile chiuvetei, chiuvetei si dusului cu debitul prin baterie la setarea baii.

Permiteți-mi să vă reamintesc că, dacă doriți să calculați alimentarea cu apă a unei case private cu propriile mâini, adăugați consumul de apă pentru toate dispozitivele instalate. Dacă aceste instrucțiuni nu sunt respectate, veți avea surprize, cum ar fi o scădere bruscă a temperaturii la duș când deschideți robinetul. apă fierbinte pe .

Dacă clădirea are alimentare cu apă de incendiu, la debitul planificat se adaugă 2,5 l/s pentru fiecare hidrant. Pentru alimentarea cu apă de incendiu, viteza de curgere este limitată la 3 m/s: În cazul unui incendiu, zgomotul hidraulic este ultimul lucru care va irita locuitorii.

La calcularea presiunii, de obicei se presupune că la dispozitivul cel mai îndepărtat de intrare ar trebui să fie de cel puțin 5 metri, ceea ce corespunde unei presiuni de 0,5 kgf/cm2. Unele instalații sanitare (încălzitoare instantanee de apă, supape de umplere ale mașinilor de spălat automate etc.) pur și simplu nu funcționează dacă presiunea din alimentarea cu apă este sub 0,3 atmosfere. În plus, este necesar să se țină cont de pierderile hidraulice ale dispozitivului în sine.

Fotografia prezintă un încălzitor de apă instantaneu Atmor Basic. Pornește încălzirea doar la o presiune de 0,3 kgf/cm2 și mai mult.

Debit, diametru, viteză

Permiteți-mi să vă reamintesc că acestea sunt legate între ele prin două formule:

1. Q = SV. Debitul de apă în metri cubi pe secundă este egal cu aria secțiunii transversale în metri patrati, înmulțit cu viteza de curgere în metri pe secundă;
2. S = π r^2. Aria secțiunii transversale este calculată ca produsul dintre pi și pătratul razei.

De unde pot obține valorile razei pentru secțiunea internă?

• U tevi de otel cu o eroare minimă este egală cu jumătate din telecomandă(alezaj condiționat utilizat pentru marcarea țevilor);
• Pentru polimer, metal-polimer etc. diametrul interior este egal cu diferența dintre cel exterior, care este folosit pentru marcarea țevilor, și de două ori grosimea peretelui (este de obicei prezent și în marcaj). În consecință, raza este jumătate din diametrul intern.

1. Diametrul interior este de 50-3*2=44 mm, sau 0,044 metri;
2. Raza va fi 0,044/2=0,022 metri;
3. Aria secțiunii transversale interioare va fi egală cu 3,1415*0,022^2=0,001520486 m2;
4. La un debit de 1,5 metri pe secundă, debitul va fi 1,5*0,001520486=0,002280729 m3/s, sau 2,3 ​​litri pe secundă.

Pierderea presiunii

Cum se calculează cât de multă presiune se pierde într-un sistem de alimentare cu apă cu parametri cunoscuți?

Cea mai simplă formulă pentru calcularea căderii de presiune este H = iL(1+K). Ce înseamnă variabilele din el?

• H este căderea de presiune dorită în metri;
• eu - panta hidraulică a unui contor de conductă de apă;
• L este lungimea conductei de apă în metri;
• K— coeficient, ceea ce face posibilă simplificarea calculului căderii de presiune pe supapele de închidere și. Este legat de scopul rețelei de alimentare cu apă.

De unde pot obține valorile acestor variabile? Ei bine, cu excepția lungimii țevii, nimeni nu a anulat încă ruleta.

Coeficientul K se consideră egal cu:

Cu o pantă hidraulică imaginea este mult mai complicată. Rezistența oferită de o conductă la curgere depinde de:

• Sectiunea interna;
• Rugozitatea peretelui;
• Debitele.

O listă de valori pentru 1000i (panta hidraulică la 1000 de metri de alimentare cu apă) poate fi găsită în tabelele lui Shevelev, care, de fapt, servesc pentru calcule hidraulice. Tabelele sunt prea mari pentru un articol deoarece oferă valori 1000i pentru toate diametrele, debitele și materialele posibile, ajustate pentru durata de viață.

Iată un mic fragment din masa lui Shevelev pentru o țeavă de plastic de 25 mm.

Autorul tabelelor oferă valorile căderii de presiune nu pentru secțiunea internă, ci pentru dimensiunile standard cu care sunt marcate țevile, ajustate pentru grosimea peretelui. Cu toate acestea, tabelele au fost publicate în 1973, când segmentul de piață corespunzător nu fusese încă format.
Când calculați, rețineți că pentru metal-plastic este mai bine să luați valori corespunzătoare unei țevi care este cu un pas mai mică.

Să folosim acest tabel pentru a calcula căderea de presiune pe o țeavă de polipropilenă cu un diametru de 25 mm și o lungime de 45 de metri. Să fim de acord că proiectăm un sistem de alimentare cu apă pentru uz casnic.

1. La o viteză de curgere cât mai apropiată de 1,5 m/s (1,38 m/s), valoarea 1000i va fi egală cu 142,8 metri;
2. Panta hidraulică a unui metru de conductă va fi egală cu 142,8/1000=0,1428 metri;
3. Factorul de corecție pentru sistemele de alimentare cu apă menajeră este 0,3;
4. Formula în ansamblu va lua forma H=0,1428*45(1+0,3)=8,3538 metri. Aceasta înseamnă că la sfârșitul sistemului de alimentare cu apă, cu un debit de apă de 0,45 l/s (valoarea din coloana din stânga a tabelului), presiunea va scădea cu 0,84 kgf/cm2 și la 3 atmosfere la intrare. va fi destul de acceptabil 2,16 kgf/cm2.

Această valoare poate fi folosită pentru a determina consumul conform formulei Torricelli. Metoda de calcul cu un exemplu este dată în secțiunea corespunzătoare a articolului.

În plus, pentru a calcula debitul maxim printr-un sistem de alimentare cu apă cu caracteristici cunoscute, puteți selecta în coloana „debit” din tabelul complet al lui Shevelev o valoare la care presiunea de la capătul conductei să nu scadă sub 0,5 atmosferă.

Concluzie

Dragă cititor, dacă instrucțiunile date, deși sunt extrem de simplificate, încă ți se par plictisitoare, folosește doar una dintre multele calculatoare online. Ca întotdeauna, Informații suplimentare pot fi găsite în videoclipul din acest articol. Aș aprecia completările, corecturile și comentariile dumneavoastră. Mult succes, tovarăși!

31 iulie 2016

Dacă doriți să exprimați recunoștința, adăugați o clarificare sau obiecție sau întrebați ceva autorului - adăugați un comentariu sau spuneți mulțumesc!

Calculul consumului de apă se efectuează înainte de construcția conductelor și este parte integrantă calcule hidrodinamice. La construirea conductelor principale și industriale, aceste calcule se fac folosind programe speciale. Când construiți o conductă domestică cu propriile mâini, puteți efectua singur calculul, dar merită să luați în considerare că rezultatul obținut nu va fi cât mai precis posibil. Cum se calculează parametrul consumului de apă, citiți mai departe.

Factori care afectează debitul

Principalul factor utilizat pentru a calcula sistemul de conducte este debitul. Acest indicator este influențat de mulți parametri diferiți, dintre care cei mai semnificativi sunt:

1. presiunea în conducta existentă (în rețeaua principală, dacă conducta în construcție va fi conectată la o sursă externă). Metoda de calcul care ține cont de presiune este mai complexă, dar și mai precisă, deoarece un indicator precum debitul, adică capacitatea de a trece o anumită cantitate de apă într-o anumită unitate de timp, depinde de presiune;
2. lungimea totală a conductei. Cu cât acest parametru este mai mare, cu atât este mai mare cantitatea de pierderi care apar în timpul utilizării lui și, în consecință, pentru a evita o cădere de presiune este necesară utilizarea conductelor cu diametru mai mare. Prin urmare, acest factor este luat în considerare și de specialiști;
3. materialul din care sunt realizate conductele. Dacă se utilizează o clădire sau o altă autostradă tevi metalice, atunci suprafața interioară neuniformă și posibilitatea de înfundare treptată cu sedimente conținute în apă vor duce la o scădere a debitului și, în consecință, la o ușoară creștere a diametrului. Când se utilizează tevi din plastic(PVC), tevi din polipropilena si deci posibilitatea colmatarii cu depuneri este practic exclusa. În plus, suprafața interioară a țevilor din plastic este mai netedă;

1. secțiunea conductei. Pe baza secțiunii transversale interioare a țevii, puteți face independent un calcul preliminar.

Există și alți factori care sunt luați în considerare de experți. Dar pentru acest articol nu sunt semnificative.

Metodă de calcul a diametrului în funcție de secțiunea transversală a conductei

Dacă la calcularea unei conducte este necesar să se ia în considerare toți factorii enumerați, se recomandă efectuarea calculelor folosind programe speciale. Dacă calculele preliminare sunt suficiente pentru construcția sistemului, atunci acestea sunt efectuate în următoarea secvență:

• determinarea prealabilă a cantității de apă consumată de toți membrii familiei;
• calculul dimensiunii optime a diametrului.

Cum se calculează consumul de apă într-o casă

Puteți determina independent cantitatea de apă rece sau caldă consumată în casa dvs. folosind mai multe metode:

• conform citirii contorului. Dacă sunt instalate contoare la intrarea în conductă în casă, atunci determinarea consumului de apă pe zi per persoană nu este o problemă. Mai mult, cu observare pe parcursul mai multor zile, se pot obține parametri destul de precisi;

• De standardele stabilite, de către anumiți specialiști. Standardul de consum de apă pe persoană se stabilește pentru anumite tipuri de spații cu prezența/absența anumitor condiții;

• conform formulei.

Pentru a determina cantitatea totală de apă consumată în cameră, este necesar să faceți un calcul pentru fiecare unitate sanitară (cadă, cabină de duș, baterie etc.) separat. Formula de calcul:

Qs = 5 x q0 x P, Unde

Qs este un indicator care determină cantitatea de debit;

q0 — norma stabilită;

P este un coeficient care ia în considerare posibilitatea utilizării mai multor tipuri de corpuri sanitare simultan.

Indicatorul q0 este determinat în funcție de tipul de echipament sanitar conform următorului tabel:

Probabilitatea P este determinată de următoarea formulă:

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

L—debit maxim de apă timp de 1 oră;

N1 - numărul de persoane care utilizează corpuri sanitare;

q0 - standardele stabilite pentru o unitate sanitară separată;

N2 - numărul de corpuri sanitare instalate.

Este inacceptabil să se determine debitul de apă fără a lua în considerare probabilitatea, deoarece utilizarea simultană a corpurilor de instalații sanitare duce la o creștere a puterii de curgere.

Să calculăm apa folosind un exemplu specific. Este necesar să se determine consumul de apă în funcție de următorii parametri:

• In casa locuiesc 5 persoane;
• Au fost instalate 6 unități de instalații sanitare: cadă, toaletă, chiuvetă de bucătărie, maşină de spălatŞi maşină de spălat vase, instalat in bucatarie, dus;
• debitul de apă de vârf pentru 1 oră în conformitate cu SNiP este setat egal cu 5,6 l/s.

Determinați mărimea probabilității:

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

Determinăm consumul de apă pentru baie, bucătărie și toaletă:

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

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

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

Calculul secțiunii optime

Pentru a determina secțiunea transversală, se utilizează următoarea formulă:

Q = (πd²/4)xW, Unde

Q este cantitatea calculată de apă consumată;

d – diametrul necesar;

W este viteza de mișcare a apei în sistem.

Prin operaţii matematice simple se poate deduce că

d = √(4Q/πW)

Indicatorul W poate fi obținut din tabelul:

Indicatorii prezentați în tabel sunt utilizați pentru calcule aproximative. Pentru a obține parametri mai precisi, se folosește o formulă matematică complexă.

Să determinăm diametrul țevilor pentru baie, bucătărie și toaletă conform parametrilor prezentați în exemplul luat în considerare:

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

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

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

Pentru a determina secțiunea transversală a conductelor, se ia cel mai mare indicator calculat. Tinand cont de mica rezerva in în acest exemplu Este posibil să se efectueze cablarea de alimentare cu apă cu țevi cu o secțiune transversală de 55 mm.

Cum să faceți calcule folosind un program special semi-profesional, urmăriți videoclipul.

Întreprinderile și clădirile rezidențiale consumă număr mare apă. Acești indicatori digitali devin nu numai dovezi valoare specifică, indicând consumul.

În plus, ele ajută la determinarea diametrului sortimentului de țevi. Mulți oameni cred că este imposibil să se calculeze debitul de apă pe baza diametrului conductei și a presiunii, deoarece aceste concepte nu au nicio legătură.

Dar practica a arătat că nu este așa. Capacitățile de producție ale rețelei de alimentare cu apă depind de mulți indicatori, iar primul din această listă va fi diametrul sortimentului de conducte și presiunea principală.

Se recomandă calcularea capacității conductei în funcție de diametrul acesteia în faza de proiectare a construcției conductei. Datele obținute determină parametrii cheie nu numai ai locuinței, ci și ai autostrăzii industriale. Toate acestea vor fi discutate în continuare.

Calculați capacitatea conductei folosind un calculator online

ATENŢIE! Pentru a calcula corect, trebuie să rețineți că 1 kgf/cm2 = 1 atmosferă; 10 metri coloană de apă = 1 kgf/cm2 = 1 atm; 5 metri de coloană de apă = 0,5 kgf/cm2 și = 0,5 atm etc. Numerele fracționale sunt introduse în calculatorul online printr-un punct (de exemplu: 3,5 și nu 3,5)

Introduceți parametrii pentru calcul:

Ce factori influențează permeabilitatea lichidului printr-o conductă?

Criteriile care influențează indicatorul descris alcătuiesc o listă mare. Iată câteva dintre ele.

1. Diametrul interior pe care îl are conducta.
2. Viteza curgerii, care depinde de presiunea din linie.
3. Material luat pentru producerea sortimentului de țevi.

Determinarea debitului de apă la ieșirea din magistrală se realizează în funcție de diametrul conductei, deoarece această caracteristică, împreună cu altele, afectează debitul sistemului. De asemenea, atunci când se calculează cantitatea de lichid consumată, nu se poate reduce grosimea peretelui, care este determinată pe baza presiunii interne așteptate.

S-ar putea chiar argumenta că definiția „geometriei țevii” nu este afectată doar de lungimea rețelei. Iar secțiunea transversală, presiunea și alți factori joacă un rol foarte important.

În plus, unii parametri ai sistemului au un efect indirect mai degrabă decât direct asupra debitului. Aceasta include vâscozitatea și temperatura mediului pompat.

Pentru a rezuma, putem spune că determinarea debitului vă permite să determinați cu exactitate tip optim material pentru construcția sistemului și alegeți tehnologia utilizată pentru asamblarea acestuia. În caz contrar, rețeaua nu va funcționa eficient și va necesita reparații de urgență frecvente.

Calculul consumului de apă prin diametru teava rotunda, depinde de asta dimensiune. În consecință, pe o secțiune transversală mai mare, o cantitate semnificativă de lichid se va deplasa într-o anumită perioadă de timp. Dar atunci când se efectuează calcule și se ține cont de diametru, nu se poate reduce presiunea.

Dacă luăm în considerare acest calcul folosind un exemplu specific, se dovedește că mai puțin lichid va trece printr-un produs de țeavă lung de un metru printr-o gaură de 1 cm într-o anumită perioadă de timp decât printr-o conductă care atinge o înălțime de câteva zeci de metri. Acest lucru este firesc, deoarece cel mai mare nivel de consum de apă de pe șantier va atinge cele mai mari valori la presiunea maximă din rețea și la cele mai mari valori ale volumului acesteia.

Urmăriți videoclipul

Calcule sectiuni conform SNIP 2.04.01-85

În primul rând, trebuie să înțelegeți că calcularea diametrului unui canal este un proces de inginerie complex. Acest lucru va necesita cunoștințe de specialitate. Dar atunci când se realizează construcția internă a unui canalizare, calculele hidraulice ale secțiunii transversale sunt adesea efectuate independent.

Acest tip de calcul al vitezei curgerii pentru un canal poate fi efectuat în două moduri. Primul este datele tabelare. Dar când te referi la tabele trebuie să știi nu numai cantitate exacta robinete, dar si recipiente pentru colectarea apei (cazi, chiuvete) si alte lucruri.

Doar dacă aveți aceste informații despre sistemul de canalizare, puteți utiliza tabelele furnizate de SNIP 2.04.01-85. Ele sunt utilizate pentru a determina volumul de apă pe baza circumferinței țevii. Iată un astfel de tabel:

Volumul exterior al sortimentului de țevi (mm)

Cantitatea aproximativă de apă obținută în litri pe minut

Cantitatea aproximativă de apă, calculată în m3 pe oră

Dacă vă concentrați pe standardele SNIP, puteți vedea următoarele în ele - volumul zilnic de apă consumat de o persoană nu depășește 60 de litri. Aceasta este cu condiția ca casa să nu fie dotată cu apă curentă, iar într-o situație cu locuințe confortabile, acest volum crește la 200 de litri.

În mod clar, aceste date de volum care arată consumul sunt interesante ca informații, dar un specialist în conducte va trebui să determine date complet diferite - acesta este volumul (în mm) și presiunea internă în conductă. Acest lucru nu poate fi găsit întotdeauna în tabel. Iar formulele te ajută să afli aceste informații mai precis.

Urmăriți videoclipul

Este deja clar că dimensiunile secțiunii transversale ale sistemului afectează calculul hidraulic al consumului. Pentru calculele de acasă, se folosește o formulă de debit de apă, care ajută la obținerea rezultatului având în vedere presiunea și diametrul produsului conductei. Iată formula:

Formula de calcul bazată pe presiune și diametrul conductei: q = π×d²/4 ×V

În formula: q arată consumul de apă. Se calculează în litri. d este dimensiunea secțiunii țevii, este afișată în centimetri. Și V în formulă este o desemnare pentru viteza de mișcare a fluxului, este afișată în metri pe secundă.

Dacă rețeaua de alimentare cu apă este alimentată de un turn de apă, fără influența suplimentară a unei pompe de presiune, atunci viteza de curgere este de aproximativ 0,7 - 1,9 m/s. Dacă este conectat orice dispozitiv de pompare, atunci pașaportul pentru acesta conține informații despre coeficientul de presiune creat și viteza de mișcare a fluxului de apă.

Această formulă nu este singura. Mai sunt multe. Ele pot fi găsite cu ușurință pe Internet.

În plus față de formula prezentată, trebuie remarcat faptul că pereții interni ai produselor de țeavă au un impact uriaș asupra funcționalității sistemului. Deci, de exemplu, produse din plastic diferă suprafata neteda decât omologii lor din oțel.

Din aceste motive, coeficientul de rezistență al plasticului este semnificativ mai mic. În plus, aceste materiale nu sunt afectate de formațiuni corozive, ceea ce are și un efect pozitiv asupra debitului rețelei de alimentare cu apă.

Determinarea pierderii capului

Trecerea apei se calculează nu numai după diametrul țevii, ci se calculează prin cădere de presiune. Pierderile pot fi calculate folosind formule speciale. Ce formule să folosească, fiecare va decide singur. Pentru a calcula valorile necesare, puteți utiliza diverse opțiuni. Nu există o soluție universală unică pentru această problemă.

Dar, în primul rând, este necesar să ne amintim că spațiul interior al trecerii unei structuri din plastic și metal-plastic nu se va schimba după douăzeci de ani de serviciu. Și lumenul intern al pasajului structura metalica va deveni mai puțin în timp.

Și acest lucru va atrage după sine pierderea unor parametri. În consecință, viteza apei în conductă în astfel de structuri este diferită, deoarece în unele situații diametrul rețelei noi și vechi va fi semnificativ diferit. Valoarea rezistenței în linie va diferi și ea.

De asemenea, înainte de a calcula parametrii necesari pentru trecerea lichidului, trebuie să țineți cont de faptul că pierderea debitului de alimentare cu apă este asociată cu numărul de spire, fitinguri, tranziții de volum și prezența. supape de închidereși forța de frecare. Mai mult, toate acestea atunci când se calculează debitul trebuie efectuate după o pregătire și măsurători atentă.

Calculul consumului de apă metode simple nu usor de realizat. Dar, dacă aveți cea mai mică dificultate, puteți oricând să apelați la specialiști pentru ajutor sau utilizare calculator online. Apoi puteți conta pe faptul că rețeaua de alimentare cu apă sau de încălzire instalată va funcționa cu eficiență maximă.

Video - cum se calculează consumul de apă

Urmăriți videoclipul