Hydraulický výpočet inštalácie: jednoduché metódy

Čo je hydraulický výpočet vodovodného systému? Aké parametre je potrebné vypočítať? Existujú nejaké jednoduché schémy výpočtu pre začiatočníka? Okamžite urobte rezerváciu: tento materiál je určený predovšetkým pre majiteľov malých súkromných domov; teda parametre, ako je pravdepodobnosť súčasného používania všetkých sanitárnych zariadení v budove, nemusíme určiť.

Čo sa vypočítava

Hydraulický výpočet prívodu vody pre domácnosť sa znižuje na definovanie nasledujúcich parametrov:

1. Odhadovaná spotreba vody v určitých častiach zásobovania vodou.
2. Prietoky vody v potrubiach.

Tip: pre domáce inštalatérske práce sa za normu považujú rýchlosti od 0,7 do 1,5 m / s. V prípade požiarnej vody je povolená rýchlosť až 3 m / s.

1. Optimálny priemer dodávky vody, zabezpečujúci prijateľný pokles tlaku. Alternatívne môže byť tlaková strata určená známym priemerom každého úseku. Ak sa pri zohľadnení straty tlaku na inštalatérskych zariadeniach bude menšie ako normalizované, miestna vodovodná sieť potrebuje nainštalovať paging.

Tok vody

Normy spotreby vody jednotlivými inštalačnými zariadeniami sa nachádzajú v jednej z príloh k SNiP 2.04.01-85, ktoré upravujú výstavbu vnútorných vodovodných a kanalizačných sietí. Dávame časť príslušnej tabuľky.

V prípade údajného súčasného používania viacerých inštalačných zariadení sa spotreba zhrňuje. Ak sa súčasne s použitím záchodu v prvom poschodí očakáva, že sprchový kút bude pracovať na druhom poschodí - bude logické pridať vodu cez obe sanitárne zariadenia: 0,10 + 0,12 = 0,22 l / s.

Špeciálny prípad

Pre požiarne potrubie je platný prietok 2,5 l / spánok za prúd. V tomto prípade je odhadovaný počet trysiek na požiarny hydrant počas potlačenia požiaru pomerne predvídateľne určený typom budovy a jej územím.

Prietok

Predpokladajme, že našou úlohou je hydraulický výpočet vodovodnej siete, ktorá má za sebou známy špičkový prietok. Musíme určiť priemer, ktorý poskytne prijateľnú rýchlosť toku potrubím (odvolanie, 0,7-1,5 m / s).

vzorec

Prietok vody, rýchlosť toku a veľkosť potrubia sú navzájom prepojené nasledujúcou sekvenciou vzorca:

S =? r ^ 2, kde:

• S je prierezová plocha rúry v metroch štvorcových;
• ? - počet pi sa rovná 3,1415;
• r je polomer vnútornej časti v metroch.

Užitočné: pre oceľové a liatinové rúry sa predpokladá, že polomer sa rovná polovici ich DN (podmienený priechod). Pri väčšine plastových rúrok je vnútorný priemer o jeden stupeň menší ako menovitý vonkajší priemer: napríklad pri polypropylénovej rúrke s vonkajším priemerom 40 mm je vnútorný priemer približne rovný 32 mm.

Q = VS, kde:

• Q - spotreba vody (m3);
• V - prietok vody (m / s);
• S je prierezová plocha v metroch štvorcových.

príklad

Vykonáme hydraulický výpočet jednoprúdového požiarneho potrubia s prietokom 2,5 l / s.

Ako sme už zistili, v tomto prípade je rýchlosť toku vody obmedzená na m / s.

1. Prepočítame prietok v jednotkách SI: 2,5 l / s = 0,0025 m3 / s.
2. Pri druhom vzore vypočítame minimálnu prierezovú plochu. Pri rýchlosti 3 m / s sa rovná 0,0025 / 3 = 0,00083 m3.
3. Vypočítajte polomer vnútornej časti rúry: r ^ 2 = 0,00083 / 3,1415 = 0,000264; r = 0,016 m
4. Vnútorný priemer potrubia musí byť teda aspoň 0,016 x 2 = 0,032 m alebo 32 milimetrov. To zodpovedá parametrom oceľovej rúry DU32.

Upozorňujeme, že pri získaní stredných hodnôt medzi štandardnými rozmermi potrubí sa zaokrúhľovanie vykonáva smerom nahor. Cena potrubí s priemerom, ktorý sa líši v závislosti od rozteče, sa nelíši príliš; Medzitým zníženie priemeru o 20% znamená takmer jedenapolnásobný pokles kapacity akvaduktu.

Jednoduchý výpočet priemeru

Pre rýchly výpočet je možné použiť nasledujúcu tabuľku, ktorá priamo súvisí s prietokom potrubia k jeho veľkosti.

Strata hlavy

vzorec

Pokyny na výpočet tlakovej straty v časti známej dĺžky sú pomerne jednoduché, ale znamenajú znalosť spravodlivého počtu premenných. Našťastie, ak je to potrebné, možno ich nájsť v referenčných knihách.

Vzorec má formu H = iL (1 + K).

V ňom:

• H je požadovaná hodnota straty hlavy v metroch.

Odkaz: pretlak 1 atmosféra (1 kgf / cm2) pri atmosferickom tlaku zodpovedá vodnému stĺpu 10 metrov. Pre kompenzáciu poklesu tlaku o 10 metrov musí byť tlak na vstupe do rozvodnej siete vody zvýšený o 1 kgf / cm2.

• i - hydraulický sklon potrubia.
• L je jeho dĺžka v metroch.
• K - koeficient v závislosti od účelu siete.

Niektoré prvky vzorca jasne vyžadujú pripomienky.

Najjednoduchší spôsob je s koeficientom K. Jeho hodnoty sú stanovené v už spomínanom SNiP čísle 2.04.01-85:

Koncept hydraulického svahu je však oveľa komplikovanejší. Odráža odolnosť rúry voči pohybu vody.

Hydraulický sklon závisí od troch parametrov:

1. Prietoky Čím je vyššia, tým väčší je hydraulický odpor potrubia.
2. Priemer potrubia. Tu je vzťah inverzný: zníženie prierezu vedie k zvýšeniu hydraulického odporu.
3. Drsnosť stien. Na druhej strane závisí od materiálu potrubia (oceľ má menej hladký povrch ako polypropylén alebo HDPE) a v niektorých prípadoch aj vek rúry (zvyšky hrdze a vápenca zvyšujú nerovnosť).

Našťastie je problém určenia hydraulického svahu úplne vyriešený v tabuľke hydraulického výpočtu vodovodných potrubí (tabuľka Shevelev). Poskytuje hodnoty pre rôzne materiály, priemery a prietoky; Okrem toho tabuľka obsahuje korekčné faktory pre staré rúry.

Pre objasnenie: vekové korekcie sa nevyžadujú pre všetky typy polymérových potrubí. Kovový plast, polypropylén, hladký a zosieťovaný polyetylén nemenia štruktúru povrchu počas celej doby prevádzky.

Veľkosť tabuliek Shevelevu znemožňuje ich úplné zverejnenie; Pre informáciu však z neho uvádzame krátky výňatok.

Tu sú referenčné údaje pre plastové potrubie s priemerom 16 mm.

Pri výpočte poklesu tlaku je potrebné brať do úvahy, že väčšina inštalatérskych zariadení na normálnu prevádzku si vyžaduje určitý pretlak. Pred 30 rokmi poskytuje SNiP údaje o zastaraných inštaláciách; modernejšie modely domácich a sanitárnych zariadení vyžadujú pre normálnu prevádzku pretlak najmenej 0,3 kgf / cm (3 metre hlavy).

Avšak: v praxi je lepšie zahrnúť do výpočtu mierne vyšší pretlak - 0,5 kgf / cm2. Rezerva je potrebná na kompenzáciu nezapísaných strát na prívodných vedeniach nástrojov a ich vlastnej hydraulickej odolnosti.

príklady

Uveďme príklad hydraulického výpočtu vodovodného systému, vyrobeného ručne.

Predpokladajme, že potrebujeme vypočítať tlakovú stratu v domácom plastovom zdroji vody s priemerom 15 mm s dĺžkou 28 metrov a maximálnym prípustným prietokom vody 1,5 m / s.

1. Hydraulický sklon na dĺžku 1000 metrov bude 319,8. Pretože vo vzorci na výpočet tlakovej straty i sa používa, nie 1000i, táto hodnota by sa mala deliť o 1000: 319,8 / 1000 = 0,3198.
2. Koeficient K pre zásobovanie pitnou vodou sa rovná 0,3.
3. Vzorec ako celok bude mať formu H = 0,3198 x 28 x (1 + 0,3) = 11,64 metra.

Preto bude mať na konci vodovodného pripevnenia pretlak v hlavnom vodovodnom potrubí s hodnotou 0,5 + 1,164 = 1,6 kgf / cm2. Podmienka je dosť uskutočniteľná: tlak v potrubí nie je zvyčajne nižší ako 2,5 - 3 atmosfér.

Mimochodom: testovanie potrubia počas uvedenia do prevádzky sa vykonáva tlakom, minimálne sa rovná pracovníkom s koeficientom 1,3. Proces hydraulického testovania vodovodného systému musí obsahovať značky ako o ich trvaní, tak o skúšobnom tlaku.

A teraz urobme opačný výpočet: určujeme minimálny priemer plastovej rúrky, ktorá zabezpečuje prijateľný tlak v koncovom mixéri za nasledujúcich podmienok:

• Tlak v diaľnici je 2,5 atmosféry.
• Dĺžka potrubia do konca mixéra je 144 metrov.
• Prechody priemerov chýbajú: celý vodovod pre domácnosť bude namontovaný v rovnakej veľkosti.
• Špičková spotreba vody je 0,2 litra za sekundu.

Takže začnime.

1. Prípustná tlaková strata je 2,5-0,5 = 2 atmosfér, čo zodpovedá tlaku 20 metrov.
2. Koeficient K sa v tomto prípade rovná 0,3.
3. Vzorec teda bude mať formu 20 = ix144x (1 + 0,3). Jednoduchý výpočet poskytne hodnotu i na hodnote 0.106. 1000i, sa rovná 106.
4. Ďalšou etapou je vyhľadávanie v tabuľke priemeru Shevelev, čo zodpovedá 1000i = 106 pri požadovanom prietoku. Najbližšia hodnota - 108,1 - zodpovedá priemeru polymérneho potrubia 20 mm.

záver

Dúfame, že sme neprekročili rešpektovaný čitateľ s nadmerným počtom a formami. Ako sme už uviedli, poskytli sme veľmi jednoduché výpočtové schémy; profesionáli sú nútení používať oveľa komplexnejšie riešenia. Ako zvyčajne, dodatočné tematické informácie nájdete vo videu v tomto článku. Veľa šťastia!