Hoe de capaciteit van de buis te berekenen

Capaciteitsberekening is een van de moeilijkste taken bij het leggen van een pijpleiding. In dit artikel zullen we proberen te begrijpen hoe dit wordt gedaan voor verschillende soorten pijpleidingen en pijpmaterialen.

Buizen met grote capaciteit

Bandbreedte is een belangrijke parameter voor alle leidingen, kanalen en andere erfgenamen van het Romeinse aquaduct. Echter niet altijd op de verpakking van de buis (of op het product zelf) aangegeven doorvoer. Daarnaast bepaalt het pijplijnschema ook hoeveel vloeistof een buis door een sectie passeert. Hoe de capaciteit van pijpleidingen berekenen?

Methoden voor het berekenen van de capaciteit van pijpleidingen

Er zijn verschillende methoden voor het berekenen van deze parameter, die elk geschikt zijn voor een bepaald geval. Sommige notaties zijn belangrijk bij het bepalen van de doorvoer van een pijp:

De buitendiameter is de fysieke afmeting van de pijpsectie van de ene rand van de buitenmuur naar de andere. In de berekeningen, aangeduid als Dn of Dn. Deze parameter wordt aangegeven in de markering.

De diameter van de nominale doorgang is een geschatte waarde van de diameter van de interne sectie van de pijp, afgerond op het dichtstbijzijnde gehele getal. In de berekeningen wordt dit Du of Du genoemd.

Fysische methoden voor het berekenen van de capaciteit van pijpen

De waarden van de doorvoer van buizen worden bepaald door speciale formules. Voor elk type producten - voor gas, water, riolering - methoden voor het berekenen van hun eigen.

Tabellarische berekeningsmethoden

Er is een tabel met benaderingen, gemaakt om de doorvoer van de leidingen van de bedrading van het appartement te vergemakkelijken. In de meeste gevallen is hoge nauwkeurigheid niet vereist, zodat de waarden zonder complexe berekeningen kunnen worden toegepast. Maar deze tabel houdt geen rekening met de vermindering van de doorvoer door het verschijnen van sedimentaire opeenhopingen in de buis, wat typerend is voor oude snelwegen.

Er is een exacte tabel voor de doorvoerberekening, de Shevelev-tabel genoemd, die rekening houdt met het pijpmateriaal en vele andere factoren. Deze tafels worden zelden gebruikt bij het leggen van loodgieterswerk rond het appartement, maar in een privéhuis met verschillende niet-standaard stokken kan het nuttig zijn.

Berekening met behulp van programma's

Moderne sanitairbedrijven hebben speciale computerprogramma's tot hun beschikking om de capaciteit van buizen te berekenen, evenals vele andere vergelijkbare parameters. Daarnaast zijn er online calculators ontwikkeld die, hoewel minder nauwkeurig, gratis zijn en niet hoeven te worden geïnstalleerd op een pc. Een van de stationaire programma's "TAScope" - de oprichting van westerse ingenieurs, dat is shareware. In grote bedrijven is het gebruik van "Hydro-system" een binnenlands programma dat buizen berekent op basis van criteria die van invloed zijn op hun werking in regio's van de Russische Federatie. Naast de hydraulische berekening kunt u andere parameters van pijpleidingen lezen. De gemiddelde prijs is 150.000 roebel.

Hoe de capaciteit van een gasleiding te berekenen

Gas is een van de moeilijkste transportmiddelen, vooral omdat het de neiging heeft te krimpen en daardoor door de kleinste openingen in de leidingen kan stromen. De berekening van de capaciteit van gasleidingen (evenals het ontwerp van het gassysteem als geheel) stelt speciale eisen.

De formule voor het berekenen van de capaciteit van de gasleiding

De maximale capaciteit van gaspijpleidingen wordt bepaald door de formule:

Qmax = 0,67 DN2 * p

waarbij p gelijk is aan de werkdruk in het leidingsysteem + 0,10 MPa of absolute gasdruk;

Doo - voorwaardelijke doorgang van de buis.

Er is een complexe formule voor het berekenen van de capaciteit van een gasleiding. Bij het uitvoeren van voorlopige berekeningen, evenals bij het berekenen van een binnenlandse gaspijplijn, wordt deze meestal niet gebruikt.

Qmax = 196.386 DN2 * p / z * T

waar z de samendrukbaarheidsfactor is;

T is de temperatuur van het getransporteerde gas, K;

Volgens deze formule wordt de directe afhankelijkheid van de temperatuur van het bewegende medium op druk bepaald. Hoe hoger de waarde van T, hoe meer het gas uitzet en tegen de wanden drukt. Daarom houden ingenieurs bij het berekenen van belangrijke snelwegen rekening met mogelijke weersomstandigheden in het gebied waar de pijpleiding passeert. Als de nominale waarde van de DN-buis kleiner is dan de druk van het gas dat bij hoge temperaturen in de zomer wordt opgewekt (bijvoorbeeld bij + 38... + 45 graden Celsius), is er waarschijnlijk schade aan de pijpleiding. Dit leidt tot het lekken van waardevolle grondstoffen en veroorzaakt de kans op een explosie van de pijpsectie.

Tabel met capaciteiten van gasleidingen afhankelijk van de druk

Er is een tabel met berekeningen van de capaciteiten van de gaspijpleiding voor veelgebruikte diameters en de nominale werkdruk van buizen. Om de karakteristieken van de gasleiding met niet-standaard afmetingen en druk te bepalen, zijn technische berekeningen vereist. Ook de druk, snelheid en het volume van het gas worden beïnvloed door de buitentemperatuur.

De maximale snelheid (W) van het gas in de tabel is 25 m / s en z (samendrukbaarheidsfactor) is 1. Temperatuur (T) is gelijk aan 20 graden Celsius of 293 Kelvin.

Pijpcapaciteit: berekeningsmethode

De capaciteit van de buis voor water is een van de basisparameters voor de berekening en het ontwerp van leidingsystemen die zijn ontworpen voor het transport van warm of koud water in de watertoevoer-, verwarmings- en afvoersystemen. Het is een metrische grootheid die aangeeft hoeveel water in een bepaalde tijd door een pijp kan stromen.

De hoofdindicator waarvan de capaciteit van een buis afhankelijk is, is de diameter ervan: hoe groter deze is, des te meer water er doorheen kan stromen in een seconde, minuut of uur. De tweede belangrijkste parameter die de hoeveelheid en snelheid van de waterstroom beïnvloedt, is de druk van het werkmedium: deze is ook recht evenredig met de capaciteit van de pijpleiding.

Welke andere indicatoren bepalen de capaciteit van de pijpleiding?

Deze twee basisparameters zijn basis, maar niet de enige hoeveelheden waarvan de doorvoer afhankelijk is. Andere directe en indirecte condities die de doorgangssnelheid van het werkmedium door de buis beïnvloeden of mogelijk kunnen beïnvloeden, worden ook in aanmerking genomen. Het materiaal waaruit de buis is gemaakt, evenals de aard, temperatuur en kwaliteit van de werkomgeving, beïnvloeden bijvoorbeeld ook hoeveel water in een bepaalde tijd door de buis kan stromen.

Sommigen van hen zijn duurzame indicatoren, terwijl andere in aanmerking worden genomen, afhankelijk van de duur en duur van de pijplijn. Als het bijvoorbeeld gaat om plastic leidingen, blijft de snelheid en hoeveelheid waterstroming constant gedurende de levensduur van de buis. Maar voor metalen buizen waar water doorheen stroomt, neemt dit aantal in de loop van de tijd af om een ​​aantal objectieve redenen.

Hoe beïnvloedt pijpmateriaal zijn doorvoer?

Ten eerste dragen de corrosieve processen, die altijd voorkomen in metalen pijpleidingen, bij tot de vorming van hardnekkige roestaanslag, waardoor de diameter van de buis wordt verminderd. Ten tweede heeft slechte waterkwaliteit, vooral in het verwarmingssysteem, ook een aanzienlijke invloed op de waterstroom, de snelheid en het volume.

Heet water in centrale verwarmingssystemen bevat een grote hoeveelheid onoplosbare onzuiverheden die eigenschappen hebben om zich op het oppervlak van de buis te vestigen. Dit leidt in de loop van de tijd tot het ontstaan ​​van vaste sedimenten van hardheidzouten, die de doorgang van de pijpleiding snel verminderen en de doorvoer van pijpen verminderen (u kon vaak voorbeelden zien van snel overgroeien van pijpen in de foto op internet).

De lengte van de contour en andere indicatoren waarmee rekening moet worden gehouden bij de berekening

Een ander belangrijk aandachtspunt bij het berekenen van de capaciteit van de buis is de lengte van de contour en het aantal hulpstukken (koppelingen, afsluiters, flensonderdelen) en andere obstakels in de weg van de werkomgeving. Afhankelijk van het aantal hoeken en bochten dat het water op de weg naar de uitgang overwint, neigt de capaciteit van de pijpleiding ook te stijgen of dalen. Direct de lengte van de pijpleiding beïnvloedt ook deze basisparameter: hoe langer het werkmedium door de leidingen beweegt, hoe lager de waterdruk en dienovereenkomstig hoe lager de doorvoer.

Hoe wordt de leidingcapaciteit vandaag berekend?

Al deze waarden kunnen correct worden gebruikt tijdens berekeningen met een speciale formule, die alleen wordt gebruikt door ervaren ingenieurs, rekening houdend met verschillende parameters, waaronder het bovenstaande, evenals enkele andere. Laten we alles noemen:

  • ruwheid van de binnenwanden van de pijpleiding;
  • pijp diameter;
  • weerstandscoëfficiënt bij het passeren van obstakels op het pad van water;
  • pijpleiding helling;
  • mate van overmatige pijplijn.

Volgens de oude technische formule zijn de diameter van de buis en de doorvoer de belangrijkste parameters voor de berekening, waaraan de ruwheid wordt toegevoegd. Maar het is voor een leek moeilijk om berekeningen uit te voeren op basis van alleen deze gegevens. Eerder, om de taak te vereenvoudigen, werden speciale tabellen gebruikt bij het ontwerp van de watertoevoer- en verwarmingssystemen, waarin kant-en-klare berekeningen van de vereiste indicator werden gegeven. Tegenwoordig kunnen ze ook worden gebruikt om pijpleidingen te ontwerpen.

Oude berekeningstabellen - een betrouwbare handleiding voor een moderne ingenieur

Oude Sovjet-boeken over reparatie, maar ook tijdschriften en constructie publiceerden vaak tabellen met berekeningen met grote nauwkeurigheid werden afgeleid door laboratoriumtests. In de tabel geeft de capaciteit van de buis bijvoorbeeld de waarde aan voor een buis met een diameter van 50 mm - 4 t / h, voor een buis van 100 mm - 20 t / h, voor een buis 150 mm - 72,8 t / uur en voor T. het kan worden begrepen dat de capaciteit van de pijp, afhankelijk van de diameter, niet verandert volgens een rekenkundige progressie, maar door een andere formule, die verschillende indicatoren omvat.

Online rekenmachines voor het berekenen van ook helpen

Tegenwoordig kan, naast complexe formulieren en kant-en-klare tabellen, de capaciteit van de pijplijn worden berekend met behulp van speciale computerprogramma's die ook de bovenstaande parameters gebruiken, die moeten worden ingevoerd in de computer.

Een speciale rekenmachine voor de berekening kan worden gedownload op het internet en profiteren van verschillende online bronnen, waarvan er tegenwoordig heel wat op internet te vinden zijn. Ze kunnen zowel op een betaalde als een gratis basis worden gebruikt, maar veel van hen kunnen onnauwkeurigheden in de formules hebben voor berekeningen en problemen bij het gebruik.

Sommige rekenmachines bieden bijvoorbeeld als basisparameters een keuze uit de diameter / lengteverhouding of ruwheid / materiaal. Om de ruwheidsindex te kennen, moet u ook beschikken over gespecialiseerde kennis uit het vakgebied. Hetzelfde kan worden gezegd over de drukval, die door de online calculator in de berekeningen wordt gebruikt.

Als u niet weet waar u dit moet achterhalen of hoe u deze parameters kunt berekenen, kunt u beter hulp zoeken bij specialisten of een online calculator gebruiken om de capaciteit van de buis te berekenen.

uitgave

De constructie van een zwemreservoir gaat altijd gepaard met het leggen van pijpleidingen en de installatie van ingebedde elementen, zoals retourmondstukken, bodeminlaten en skimmers. Als de diameter van de leidingen minder is dan vereist, zal de toevoer en toevoer van water plaatsvinden met verhoogde wrijvingsverliezen, waardoor de pomp belastingen ervaart die deze kunnen beschadigen. Als de leidingen worden gelegd met een diameter die groter is dan de vereiste - onnodig verhoogde kosten voor de constructie van het reservoir.

Hoe de juiste buisdiameter kiezen?

Hoe de juiste buisdiameter kiezen?

Retourmondstukken, bodeminlaten, skimmers hebben elk een opening voor het verbinden van een specifieke diameter, die in eerste instantie de diameter van de pijpen bepaalt. Meestal zijn deze aansluitingen 1 1/2 "- 2", waarop de buis is aangesloten, met een diameter van 50 mm. Als meerdere temperatuurelementen op één lijn zijn aangesloten, moet de gemeenschappelijke leiding een grotere diameter hebben dan de daarvoor geschikte leidingen.

De keuze van de buis wordt ook beïnvloed door de prestaties van de pomp, die de snelheid en hoeveelheid van het verpompte water bepaalt.

De capaciteit van leidingen met verschillende diameters kan worden bepaald aan de hand van de volgende tabel:

De capaciteit van pijpen met verschillende diameters.

Om de turbo diameter te selecteren, hebben we kennis van de volgende waarden nodig:

Overweeg de technologie van de selectie van buizen met specifieke voorbeelden van ingebonden elementen.

De diameter van de buis om de retourmondstukken aan te sluiten.

De beweging van water in het systeem wordt bijvoorbeeld verzorgd door de EcoX2-16000-pomp, met een maximale capaciteit van 16 m 3 / uur. Het water wordt via 4 retourmondstukken teruggevoerd naar de zwemkom - Duze voor het aansluiten van een stofzuiger (aansluiting 2 "buitendraad), elk geschroefd in een muurdoorgang met een D 50/63-aansluiting.De nozzles zijn paarsgewijs aan weerszijden opgesteld.Laten we de vereiste pijpleiding selecteren.

De watersnelheid op de toevoerlijn - 2 m / s. De spuitmonden zijn verdeeld in twee takken van twee. Capaciteit voor elk mondstuk - 4 m 3 / uur, voor elke tak - 8 m 3 / uur. We selecteren de diameter van de gemeenschappelijke pijp, pijpen voor elke tak en turbo voor elk mondstuk. Als de tabel geen exacte prestatieverhouding heeft voor een specifieke stroomsnelheid, neemt u de dichtstbijzijnde. Volgens de tabel blijkt het:

  • met een capaciteit van 16 m 3 / uur (de dichtstbijzijnde waarde in de tabel is 14,14 m 3 / uur) - de leidingdiameter is 63 mm;
  • met een capaciteit van 8 m 3 / uur (de dichtstbijzijnde waarde in de tabel is 9,05 m 3 / uur) - de diameter van de turbo is 50 mm;
  • met een capaciteit van 4 m3 / h (de dichtstbijzijnde waarde in de tabel is 3,54 m 3 / uur) - de leidingdiameter is 32 mm.

Het blijkt dat een buis met een diameter van 63 mm geschikt is voor een gemeenschappelijke voeding, voor elke tak - met een diameter van 50 mm, en voor elk mondstuk - met een diameter van 32 mm. Maar omdat de muurdoorgang is ontworpen voor het aansluiten van 50 en 63 buizen, nemen we geen buis met een diameter van 32 mm, maar we verbinden alles met een buis van 50 mm. Op de tee is de 63e pijp, bedrading van de 50e pijp.

De diameter van de buis om skimmers aan te sluiten.

Dezelfde pomp met een capaciteit van 16 m 3 / h zuigt water door skimmers. De skimmer in filtermodus neemt meestal 70 tot 90% van het water uit de totale stroom die de pomp zuigt, de rest valt op de afvoer onderaan. In ons geval is 70% van de capaciteit 11,2 m 3 / uur. Het aansluiten van een skimmer is meestal 1 1/2 "of 2". Het debiet aan de zuigleiding van de pomp is 1,2 m / s.

Volgens de tabel krijgen we:

  • in dit geval is een buis met een diameter van 63 mm voldoende, maar idealiter 75 mm;
  • in het geval van het verbinden van twee skimers, vertakken we met de 50e pijp.

De diameter van de buis om de onderkant van de inlaat te verbinden.

30% van de prestaties van de EcoX2 16000-pomp is 4,8 m 3 / uur. Volgens de tabel is een buis van 50 mm voldoende om de afvoer onderaan te verbinden. Typisch, wanneer een bodemstroom wordt aangesloten, worden ze geleid door de diameter van de verbinding. De standaard bodemdrain heeft een 2 "-aansluiting, dus kies een pijp van 63 mm.

Bereken de diameter van de buis.

De formule voor het berekenen van de optimale diameter van de pijplijn die we krijgen van de flowformule:

Q - stroomsnelheid van het opgepompte water, m 3 / s
d - diameter van de pijpleiding, m
v - stroomsnelheid, m / s

P - getal pi = 3,14

Vandaar de ontwerpformule voor de optimale diameter van de pijpleiding:

d = ((4 * Q) / (P * v)) 1/2

Merk op dat in deze formule de stroomsnelheid van het verpompte water wordt uitgedrukt in m 3 / s. Pompcapaciteit wordt meestal aangegeven in m 3 / uur. Om m 3 / h te converteren naar m 3 / s, is het nodig om de waarde te delen door 3600.

Q (m 3 / s) = Q (m 3 / h) / 3600

Als een voorbeeld berekenen we de optimale diameter van de pijpleiding voor een pompcapaciteit van 16 m 3 / uur op de toevoerleiding.

We vertalen de uitvoering in m 3 / s:

Q (m 3 / s) = 16 m 3 / uur / 3600 = 0,0044 m 3 / s

De stroomsnelheid op de stroomlijn is 2 m / s.

Vervangen van de waarden in de formule krijgen we:

d = ((4 * 0,0044) / (3,14 * 2)) 1/2 ≈0,053 (m) = 53 (mm)

Het bleek dat in dit geval de optimale binnendiameter van de buis gelijk is aan 53 mm. Vergelijk met de tabel: voor de dichtstbijzijnde capaciteit van 14,14 m 3 / uur bij een debiet van 2 m / s is een buis met een inwendige diameter van 50 mm geschikt.

Wanneer u leidingen selecteert, kunt u een van de hierboven beschreven methoden gebruiken. We hebben in hun berekeningen de gelijkwaardigheid ervan bevestigd.

Gebaseerd op sitemateriaal: waterspace com, ence-pumps en

Pijplijncapaciteit.

Een dergelijk kenmerk als de capaciteit van de pijpleiding hangt van verschillende factoren af. Allereerst is het de diameter van de buis, evenals het type vloeistof en andere indicatoren.

Voor de hydraulische berekening van de pijpleiding kunt u de calculator van de hydraulische berekening van de pijplijn gebruiken.

Bij het berekenen van systemen op basis van vloeistofcirculatie door buizen, is het noodzakelijk om de capaciteit van de leidingen nauwkeurig te bepalen. Dit is een metrische grootheid die de hoeveelheid vloeistof die door de buizen stroomt gedurende een bepaalde tijdsperiode karakteriseert. Deze indicator is direct gerelateerd aan het materiaal waaruit de pijpen zijn gemaakt.

Als we bijvoorbeeld kunststofbuizen nemen, verschillen ze in bijna dezelfde doorvoer gedurende de hele gebruiksperiode. Kunststof, in tegenstelling tot metaal, is niet gevoelig voor corrosie, dus er is geen geleidelijke toename van het sediment.

Wat betreft buizen gemaakt van metaal, hun doorvoer daalt jaar na jaar. Door het verschijnen van roest treedt losraken van het materiaal in de pijpen op. Dit leidt tot oppervlakteruwheid en de vorming van een nog grotere schaal. Dit proces vindt vooral snel plaats in leidingen met heet water.

Het volgende is een tabel met geschatte waarden die is gemaakt om de doorvoercapaciteit van de leidingen van de bedrading van het appartement te bepalen. Deze tabel houdt geen rekening met de vermindering van de doorvoer als gevolg van sedimentaire groei in de buis.

Tabel met buiscapaciteit voor vloeistoffen, gas, waterdamp.

Soort vloeistof

Snelheid (m / s)

Stadswater

Pijpleiding Water

Water cv-installatie

Waterdruksysteem in de pijplijnleiding

Oliepijpleiding

Olie in druklijnpijpleidingsysteem

Stoom in het verwarmingssysteem

Stoom centraal leidingsysteem

Stoom in een verwarmingssysteem op hoge temperatuur

Lucht en gas in het centrale pijpleidingsysteem

Meestal, zoals een koelvloeistof gewoon water gebruikt. Van zijn kwaliteit hangt af van de snelheid van afname van de doorvoer in pijpen. Hoe hoger de kwaliteit van het koelmiddel, hoe langer de pijpleiding langer meegaat dan welk materiaal dan ook (staal, gietijzer, koper of plastic).

Berekening van de buiscapaciteit.

Voor nauwkeurige en professionele berekeningen moet u de volgende indicatoren gebruiken:

  • Het materiaal waaruit de pijpen en andere elementen van het systeem zijn gemaakt;
  • Pijplijn lengte
  • Aantal waterpunten (voor watertoevoersysteem)

De populairste berekeningsmethoden:

1. Formule. Een vrij complexe formule, die alleen voor professionals begrijpelijk is, houdt rekening met verschillende waarden tegelijk. De belangrijkste parameters waarmee rekening wordt gehouden, zijn het materiaal van de buizen (oppervlakteruwheid) en hun helling.

2. Tabel. Dit is een eenvoudigere manier waarop iedereen de capaciteit van de pijplijn kan bepalen. Een voorbeeld is de engineeringtafel van F. Shevelev, waaruit u de doorvoer kunt vinden op basis van het buismateriaal.

3. Computerprogramma. Een van deze programma's kan gemakkelijk worden gevonden en gedownload op internet. Het is specifiek ontworpen om de doorvoercapaciteit voor leidingen van elk circuit te bepalen. Om de waarde te kennen, is het noodzakelijk om de initiële gegevens in het programma in te voeren, zoals materiaal, pijplengte, warmtedragerkwaliteit, enz.

Het moet gezegd dat de laatste methode, hoewel deze de meest nauwkeurige is, niet geschikt is voor het berekenen van eenvoudige huishoudelijke systemen. Het is vrij complex en vereist kennis van de waarden van verschillende indicatoren. Voor het berekenen van een eenvoudig systeem in een privéwoning is het beter om de tabellen te gebruiken.

Een voorbeeld van de berekening van de capaciteit van de pijpleiding.

De pijpleidinglengte is een belangrijke indicator in de berekening van de doorvoer. De lengte van de pijpleiding heeft een aanzienlijke invloed op de doorvoerprestaties. Hoe groter de afstand die het water aflegt, hoe minder druk het in de leidingen veroorzaakt, wat betekent dat de stroomsnelheid afneemt.

Hier zijn enkele voorbeelden. Gebaseerd op de tabellen ontwikkeld door ingenieurs voor dit doel.

Pijp capaciteit:

  • 0.182 t / h met een diameter van 15 mm
  • 0,65 t / uur met een pijpdiameter van 25 mm
  • 4 t / h met een diameter van 50 mm

Zoals uit de bovenstaande voorbeelden kan worden gezien, vergroot een grotere diameter de stroomsnelheid. Als de diameter met 2 keer wordt verhoogd, neemt ook de doorvoer toe. Met deze afhankelijkheid moet rekening worden gehouden bij het installeren van een vloeistofsysteem, of het nu gaat om sanitair, afvoer of warmtetoevoer. Dit geldt met name voor verwarmingssystemen, omdat ze in de meeste gevallen gesloten zijn en de warmtetoevoer in het gebouw afhankelijk is van de uniforme circulatie van vloeistof.

Bepaling van de doorvoer van GDS-pijpleidingen

BK Kovalev, adjunct-directeur voor onderzoek en ontwikkeling

Onlangs hebben we steeds vaker te maken met voorbeelden bij het bestellen van industriële gasapparatuur door managers die niet over voldoende ervaring en technische kennis beschikken met betrekking tot het onderwerp inkoop. Soms is het resultaat niet helemaal de juiste toepassing of fundamenteel onjuiste selectie van de bestelde apparatuur. Een van de meest voorkomende fouten is de selectie van nominale doorsneden van de inlaat- en uitlaatpijpleidingen van het gasdistributiestation, alleen gericht op de nominale waarden van de gasdruk in de pijpleiding zonder rekening te houden met de gasstroomsnelheid. Het doel van dit artikel is om aanbevelingen te doen voor het bepalen van de doorvoercapaciteit van GDS-pijpleidingen, die een voorlopige beoordeling van de prestaties voor specifieke waarden van werkdrukken en nominale diameters van de inlaat- en uitlaatpijplijnen mogelijk maken bij het selecteren van de grootte van een gasdistributiestation.

Bij het kiezen van de vereiste apparatuurmaten voor de GDS is een van de belangrijkste criteria de prestaties, die in grote mate afhankelijk zijn van de capaciteit van de inlaat- en uitlaatpijpleidingen.

De capaciteit van de pijpleidingen van het gasdistributiestation wordt berekend rekening houdend met de vereisten van regelgevingsdocumenten, waarbij het maximaal toelaatbare gasdebiet in de pijpleiding wordt beperkt tot 25 m / s. Op zijn beurt hangt de gasstroomsnelheid hoofdzakelijk af van de gasdruk en het dwarsdoorsnede-oppervlak van de pijpleiding, evenals de samendrukbaarheid van het gas en de temperatuur ervan.

De capaciteit van de pijpleiding kan worden berekend op basis van de klassieke formule voor de snelheid van het gas in een gasleiding (gids voor het ontwerp van gasleidingen, geredigeerd door AK Dertsakyan, 1977):

waarin W de snelheid van het gas in de pijpleiding is, m / s;
Q - gasdebiet door deze sectie (bij 20 ° С en 760 mmHg), m 3 / h;
z is de samendrukbaarheidsfactor (voor een ideaal gas, z = 1);
T = (273 + t ° C) - gastemperatuur, ° K;
D is de binnendiameter van de pijpleiding, cm;
p = (Prab + 1,033) - absolute gasdruk, kgf / cm2 (atm);
In het SI-systeem (1 kgf / cm 2 = 0,098 MPa; 1 mm = 0,1 cm), zal deze formule de volgende vorm aannemen:

waarbij D de binnendiameter van de pijpleiding is, mm;
p = (Prab + 0,1012) - absolute gasdruk, MPa.
Hieruit volgt dat de capaciteit van de pijpleiding Qmax, overeenkomend met de maximale gasstroomsnelheid w = 25 m / s, wordt bepaald door de formule:

Voor voorlopige berekeningen kunt u z = 1 nemen; T = 20? C = 293? K en met een voldoende mate van betrouwbaarheid om berekeningen uit te voeren met behulp van een vereenvoudigde formule:

De waarden van het laadvermogen van pijpleidingen met de meest gebruikelijke nominale waarden van GRS voor verschillende waarden van gasdruk worden gegeven in Tabel 1.

Bepaling van de capaciteit van de pijpleiding

Moscow State University of Communications

Afdeling "Hydrauliek en watervoorziening"

Universitair hoofddocent V.F. Boyko.

Hydraulische berekening van drukpijplijnen

Methodische instructies voor studenten van mechanische specialiteiten

Moskou 2004

voorwoord

Turbulente beweging van vloeistoffen en gassen in cirkelvormige buizen wordt tegengekomen in veel toegepaste taken (in hydraulische systemen van bouw- en wegmachines, in hydraulische systemen van vliegtuigen, in water- en ventilatiepijpen, in olie- en gaspijpleidingen, in systemen voor verwarming en vergassing, enz.)

Het doel van dit computationeel-grafische werk is om de problemen van turbulente vloeistofstroming in pijpen met behulp van het voorbeeld van hydraulische berekening van een drukpijplijn dieper te bestuderen.

De taak bevat verschillende met elkaar samenhangende taken die samen de hydraulische berekening van de pijpleiding vormen: het bepalen van de capaciteit van de pijpleiding, het bouwen van piëzometrische lijnen, het bepalen van de druk in verschillende secties van de pijpleiding, het bepalen van de pompdruk die nodig is om de stroomsnelheid naar een bepaalde waarde te verhogen, de toename van de druk in de pijplijn bepalen behuizingsdekselbouten

Alvorens verder te gaan met de afrekening en grafisch werk, is het noodzakelijk om de relevante secties van de theoretische cursus van hydraulica voldoende te bestuderen.

De lijst met aanbevolen literatuur wordt aan het einde van deze methodische instructie gegeven.

Nederzetting en grafisch werk moeten de vorm hebben van een nederzetting en een verklarende notitie (A4-formaat), samengevoegd met grafisch materiaal, gemaakt op ruitjespapier in potlood.

Bepaling van de capaciteit van de pijpleiding

Bij de taak is het vereist om de doorvoer van een eenvoudige pijpleiding (om te bepalen welke stroomsnelheid in het systeem wordt geïnstalleerd) van gegeven afmetingen bij twee openingsgraden van de erop geïnstalleerde klep en bij een gegeven pompdruk te bepalen (het pijplijnschema wordt op het taakformulier gegeven).

Om dit probleem op te lossen, gebruikt u de D. Bernoulli-vergelijking voor de stroom van echte vloeistof. De vergelijking is gemaakt voor twee secties: sectie 1 - 1 is genomen als het gedeelte aan de uitlaat van de pomp, sectie 2 - 2 is het gedeelte aan de uitgang van de pijpleiding (of aan het wateroppervlak in de tank, afhankelijk van het type taak). Het wordt aanbevolen om het horizontale vlak door het laagste punt van de pijpleiding te nemen voor het referentievlak (zie het diagram op het taakformulier).

De vergelijking is geschreven in de vorm:

Hier worden de waarden in de taak gegeven;

γ is de relatieve dichtheid van water;

g - zwaartekrachtversnelling;

Coriolis-coëfficiënt, in de berekening kan worden genomen = 1;

gemiddelde snelheid op perceel 1;

- de hoeveelheid hydraulische verliezen in het gebied tussen secties 1 - 1 en 2 - 2.

We schrijven vergelijking (1) in de vorm:

In deze vergelijking worden alle componenten van de linkerkant gespecificeerd in de taak, de componenten van de rechterkant van de vergelijking moeten worden bepaald. Oplossing van vergelijking (1) voor v1, uiteindelijk kunt u de gewenste waarde bepalen, de stroomsnelheid Q, die is vastgesteld in het systeem en die gelijk is aan

Hier s1 - het gedeelte van het woongedeelte van de pijpleiding in het eerste gedeelte. Om de snelheid te bepalen, wordt de waarde geschreven als

Hier is de som van de kopverliezen van lokale hydraulische weerstanden in het gedeelte tussen secties 1 - 1 en 2 - 2, de som van kopverliezen langs de lengte in dezelfde sectie.

De waarde wordt bepaald voor elke lokale weerstand door de vergelijking

Hier is local de lokale weerstandscoëfficiënt (ontleend aan de directory / 1 / afhankelijk van het type lokale weerstand);

v is de gemiddelde vloeistofsnelheid op de plaats waar de lokale weerstand zich bevindt. De waarde voor elke sectie van de pijplijn wordt bepaald door de vergelijking

Hier is λ de hydraulische weerstandscoëfficiënt langs de lengte (Darcy-coëfficiënt);

- de lengte van het leidingdeel met de bijbehorende coëfficiënt λ en diameter d. In de taak bestaat de gehele lengte van de pijpleiding van sectie 1 - 1 tot sectie 2 - 2 uit drie secties met lengtes 1 2, 3 met diameters respectievelijk d1, d2, d3 λ coëfficiënten1, λ2, λ3 en gemiddelde snelheden v1, v2, v3. In het licht van het bovenstaande is vergelijking (3) geschreven in de vorm:

Hier is de som van de lokale weerstandscoëfficiënten, respectievelijk, in de secties 1, 2, 3.

Vervanging van de uitdrukking voor vergelijking (6) in vergelijking (1), we verkrijgen een vergelijking waarin zes onbekende grootheden (λ1, λ2, λ3, v1, v2, v3). Moet v uitdrukken2, v3 in v1 Gebruik hiervoor de stroomcontinuïteitsvergelijking

Om λ te bepalen1, λ2, λ3 De benaderingsmethode wordt gebruikt. In het begin wordt aangenomen dat de beweging van water in de pijplijn behoort tot het vierde gebied van weerstand (kwadratisch), d.w.z. de stroming is turbulent, de wanden van de pijpleiding zijn hydraulisch ruw. Aan de hand van educatieve literatuur of referentieliteratuur / 1 / wordt de overeenkomstige vergelijking voor het bepalen van de hydraulische weerstandscoëfficiënt λ voor de berekening genomen. Om λ in dit gebied van weerstand te bepalen, wordt het aanbevolen om de AD-vergelijking te gebruiken. Altshul

Hier kek - de absolute waarde van de zogenaamde equivalente gelijkmatig korrelige ruwheid. Onder de equivalente ruwheid begrijpen uniforme korrelige ruwheid met een dergelijke hoogte van korrelonregelmatigheden (kek= k), waarin in het gebied van de vierkante weerstand (waarbij λvierkant hangt alleen af ​​van ruwheid en is niet afhankelijk van Re) de waarde van λvierkant evenwaardig aan zijn waarde met natuurlijke ruwheid.

Gemiddelde gemiddelde waarden van kek voor buizen van verschillende materialen worden gegeven in tabel.

Online berekening van de doorvoercapaciteit van een ronde en rechthoekige buis

Online berekening van de doorvoercapaciteit van een ronde en rechthoekige buis

Revisie van het huis of vervanging van sanitair wordt altijd geassocieerd met het leggen van de pijpleiding. In het ontwerp is het onmogelijk om alles "met het oog" te doen, anders leiden zelfs de meest onbelangrijke fouten op het eerste gezicht vaak tot ernstige gevolgen. Overweeg wat de bandbreedte is en hoe u deze kunt berekenen.

Deze waarde geeft de hoeveelheid vloeistof, gas of lucht weer die in staat is om in een uur of een seconde door een pijpleiding van een bepaalde grootte te passeren. Hiermee kunt u leidingen correct selecteren en installeren, rekening houdend met de kenmerken van waterinlaatpunten, of het nu gaat om een ​​badkamer, een vaatwasser, een centraal watertoevoersysteem, enz. Van de juiste keuze van sanitair is afhankelijk van de levensduur van de leidingen, evenals de normale waterdruk na de lancering.

De doorvoercapaciteit wordt op verschillende manieren berekend:

  1. Physical. Afhankelijk van het doel waarvoor de pijpleiding is bedoeld en welke vloeistoffen er doorheen stromen, worden de juiste formules toegepast. Pas gemiddelden toe, bijvoorbeeld de coëfficiënt van ruwheid.
  2. Table. Er zijn grafieken van geschatte waarden waarbij geen rekening wordt gehouden met externe factoren: begroeiing, slibvorming.
  3. Computerprogramma's en online calculators. Ze zijn gratis, geweldig voor het berekenen van de parameters van de werking van buizen voor welk doel dan ook.

De laatste methode is de gemakkelijkste en meest betaalbare voor iemand die zijn eigen sanitair wil uitrusten. De berekening is niet alleen geschikt voor ronde, maar ook voor vierkante buizen. U hoeft geen toevlucht te nemen tot complexe berekeningen, u hoeft alleen de gegevens in te voeren die door de site worden gevraagd. U krijgt een resultaat met de volgende parameters:

  • totale oppervlakte, volume en lengte van de pijp;
  • doorvoer in kg / h en kg / s;
  • vloeistofstroomsnelheid in kg / uur en kg / sec.

Om deze informatie te verkrijgen, hoeft u alleen het type pijp te selecteren, de diameter, lengte en wanddikte in te voeren. U moet ook het debiet in de buis specificeren.

Wat beïnvloedt de diameter van de buis?

Dit is een van de belangrijkste kenmerken van het leidingsysteem waaraan tijdens de installatie aandacht moet worden besteed. Zonder dit is het niet mogelijk om de doorvoer te bepalen en de normale vloeistofstroom te garanderen. Ongeacht het materiaal dat u verkiest: plastic of metaal, de diameter zal nog steeds een beslissende rol spelen.

Veel beginners, die geld willen besparen, kopen buizen van kleinere diameter. Ze denken niet dat wanneer er water doorheen gaat, er turbulentie zal ontstaan ​​(onder professionals wordt dit fenomeen turbulentie genoemd). Er is een kleine trilling en verhoogt het geluidsniveau. Dit alles leidt langzaam maar zeker tot het feit dat de bevestigingsmiddelen, fittingen en zelfs de pijpen zelf veel sneller slijten dan zou moeten.

De gemiddelde doorvoersnelheid van water in het centrale watertoevoersysteem is bijvoorbeeld 2 m / s. Maar deze parameter kan variëren afhankelijk van de lengte van de pijplijn.

  1. Als de druk erin ononderbroken is en de lengte varieert binnen 10 meter, is de optimale leidingdiameter 20 mm. Deze regel is van toepassing op privégebouwen en gebouwen met meerdere gezinnen.
  2. In de route met een lengte van 20 m of meer, moet de doorsnede hoger zijn - 25 mm.
  3. Waterleidingsystemen, met een lengte van 30-50 m, vereisen het gebruik van leidingen met een doorsnede van 32 mm.
  4. Een watertoevoersysteem van 50 - 200 m zal lang en betrouwbaar functioneren als een buis met een diameter van 50 mm is geïnstalleerd.
  5. Als u een heel systeem van gebouwen met meerdere verdiepingen moet uitrusten of een lange snelweg in de privésector moet aanleggen, is de inwendige doorsnede van buizen 100 mm.

Het aantal synchroon werkende punten is ook belangrijk. Zoals de praktijk laat zien, doorloopt één tik in huis vaak water met een snelheid van 5 l / min. Op basis hiervan zijn de consumptietarieven al bepaald.

Wanneer niet om de calculator te gebruiken

Er zijn enkele beperkingen die andere speciale kenmerken uit de pijplijn vereisen. En de berekeningen van de online calculator zullen niet altijd effectief zijn. Bijvoorbeeld als het nodig is om de stroom van gas en viskeuze vloeistoffen te verzekeren. Deze stoffen gedragen zich, wanneer ze door een pijpleiding worden vervoerd, anders dan gewoon water. Analyse van het gedrag van gas, olie en andere media vereist een aparte aanpak.

Als u een hydraulische berekening voor een grote structuur met een overvloed aan sanitair moet uitvoeren, moet u rekening houden met de waarschijnlijkheid van gelijktijdige werking van meerdere punten van de waterinname. Voor kleine huizen worden berekeningen gemaakt voor maximaal verbruik door alle apparaten, wat het ontwerp aanzienlijk vereenvoudigt.

Bandbreedte beïnvloedende factoren

Volgens de logica van huishoudens correleert optimale waterstroming met diameter en druk. Maar in de praktijk is de hydraulische weerstand ook voelbaar. Soms blijkt de stroming te vertragen door wrijving tegen de wanden. De prestaties van de pijplijn worden ook beïnvloed door dergelijke aanvullende factoren:

  • leidinghelling, veranderend ten opzichte van het maaiveld;
  • het materiaal van de wanden (plastic en het marcheren zijn ruwer dan metaal);
  • het aantal beurten en de hellingshoek;
  • veranderingen in de diameter van de pijpleiding;
  • lassen, sporen van soldeer- en verbindingselementen;
  • de levensduur van de buis, de aanwezigheid van roest en kalkaanslag.

Overweeg de aanwezigheid van extra "barrières" die de doorgang van water kunnen vertragen en passende aanpassingen aan het project kunnen aanbrengen.

Maximale waterstroming door de pijptafel

Hoe het waterverbruik te berekenen door de diameter van de pijp - theorie en praktijk

Hoe is het gemakkelijk om de waterstroom te berekenen volgens de diameter van de buis? Het beroep op openbare nutsbedrijven met een vooraf samengesteld schema van alle waterleidingen in het gebied is immers nogal lastig.

Waarom hebben we dergelijke berekeningen nodig?

Bij de planning van de bouw van een grote cabine met een aantal badkamers, particuliere hotels, bedrijven brand systeem, is het belangrijk om een ​​min of meer precieze informatie over de beschikbare mogelijkheden van de transportbuis hebben, rekening houdend met de diameter, en de druk in het systeem. Het gaat allemaal om de fluctuatie van druk tijdens de piek van het waterverbruik: dergelijke verschijnselen hebben nogal een ernstige invloed op de kwaliteit van de geleverde diensten.

Als het watervoorzieningssysteem bovendien niet is uitgerust met watermeters, dan wordt er bij het betalen voor nutsvoorzieningen rekening gehouden met zogenaamde diensten. "Pijpdoorlaatbaarheid". In dit geval is het vrij logisch dat de kwestie van de in deze zaak toegepaste tarieven naar voren komt.

Het is belangrijk om te begrijpen dat de tweede optie niet van toepassing is op privé-gebouwen (appartementen en huisjes), waar, bij afwezigheid van balies, sanitaire normen in aanmerking worden genomen bij de berekening van de betaling: meestal is dit maximaal 360 l / dag per persoon.

Wat bepaalt de doorlatendheid van de buis

Wat bepaalt de stroming van water in een ronde buis? Het lijkt erop dat het zoeken naar een antwoord geen problemen hoeft te veroorzaken: hoe groter het deel van de pijp, hoe meer water het in een bepaalde tijd kan missen. Tegelijkertijd wordt ook druk herinnerd, want hoe hoger de waterkolom, hoe sneller het water door de communicatie wordt geduwd. De praktijk leert echter dat dit niet alle factoren zijn die de waterstroom beïnvloeden.

Naast deze moeten ook de volgende punten in aanmerking worden genomen:

  1. Pijplengte Met een toename in de lengte, wrijft water sterker tegen zijn wanden, wat leidt tot een langzamere stroming. Inderdaad, helemaal aan het begin van het systeem, wordt water alleen door druk beïnvloed, maar het is ook belangrijk hoe snel de volgende delen in de communicatie kunnen binnendringen. Remmen in de pijp bereikt vaak hoge waarden.
  2. Het waterverbruik is in veel moeilijker mate afhankelijk van de diameter dan op het eerste gezicht lijkt. Wanneer de afmeting van de diameter van de pijp klein is, weerstaan ​​de wanden de waterstroming in een orde van grootte groter dan in dikkere systemen. Dientengevolge wordt door het verminderen van de diameter van de pijp het voordeel ervan verminderd in termen van de verhouding van de snelheid van de waterstroom tot het inwendige gebied in een sectie met een vaste lengte. Om het simpel te zeggen, een dikke waterpijp transporteert water veel sneller dan een dunne.
  3. Het materiaal van vervaardiging. Een ander belangrijk punt dat de snelheid van de waterbeweging door de buis rechtstreeks beïnvloedt. Glad propyleen draagt ​​bijvoorbeeld in veel grotere mate bij aan het glijden van water dan ruwe stalen wanden.
  4. Duur van de service. Na verloop van tijd verschijnt er roest op stalen waterleidingen. Bovendien is het voor staal, maar ook voor gietijzer kenmerkend om kalkaanslag geleidelijk te accumuleren. De weerstand tegen waterstroompijpen met sedimenten is veel hoger dan bij nieuwe staalproducten: dit verschil bereikt soms 200 keer. Bovendien leidt het overgroeien van de buis tot een afname van de diameter: zelfs als we geen rekening houden met de verhoogde wrijving, valt de doorlaatbaarheid ervan duidelijk terug. Het is ook belangrijk op te merken dat plastic en metalen plastic producten dergelijke problemen niet hebben: zelfs na tientallen jaren van intensief gebruik, blijft hun niveau van weerstand tegen waterstromen op het oorspronkelijke niveau.
  5. De aanwezigheid van bochten, fittingen, adapters, kleppen draagt ​​bij tot het extra afremmen van waterstromen.

Alle bovengenoemde factoren moeten in aanmerking worden genomen, omdat dit niet om enkele kleine fouten gaat, maar om een ​​serieus verschil meerdere keren. Als conclusie kan worden gesteld dat een eenvoudige bepaling van de diameter van een pijp door de waterstroom nauwelijks mogelijk is.

Nieuw vermogen om waterverbruik te berekenen

Als water wordt gebruikt door middel van een kraan, vereenvoudigt dit de taak aanzienlijk. Het belangrijkste in dit geval is dat de afmetingen van de opening van de uitstorting van water veel kleiner zijn dan de diameter van het watertoevoersysteem. In dit geval is de toepasselijke formule voor het berekenen van water over een doorsnede van een Torricellipijp v ^ 2 = 2gh, waarbij v de snelheid van stroming door een klein gat is, g de versnelling van de vrije val en h de hoogte van de waterkolom boven de kraan (gat met doorsnede s, per tijdseenheid mist het watervolume s * v). Het is belangrijk om te onthouden dat de term "sectie" niet wordt gebruikt om de diameter aan te duiden, maar het gebied. Voor de berekening met behulp van de formule pi * r ^ 2.

Als de waterkolom een ​​hoogte van 10 meter heeft en het gat een diameter van 0,01 meter heeft, wordt de waterstroom door de buis bij een druk van één atmosfeer als volgt berekend: v ^ 2 = 2 * 9,78 * 10 = 195,6. Na het uitpakken van de vierkantswortel komt v = 13.98570698963767 uit. Na afronding om een ​​eenvoudiger snelheid te krijgen, is het 14m / s. De gatdwarsdoorsnede, met een diameter van 0,01 m, wordt als volgt berekend: 3,14159265 * 0,01 ^ 2 = 0,000314159265 m2. Dientengevolge, het blijkt dat de maximale waterstroom door de pijp overeenkomt met 0.000314159265 * 14 = 0.00439822971 m3 / s (iets minder dan 4.5 liter water / seconde). Zoals je kunt zien, is in dit geval de berekening van water over de dwarsdoorsnede van de pijp vrij eenvoudig. Ook in de vrije toegang zijn er speciale tabellen die het waterverbruik voor de populairste sanitaire producten aangeven, met een minimale waarde van de diameter van de waterleiding.

Zoals u al begrijpt, is er geen universele, eenvoudige manier om de diameter van de pijpleiding te berekenen, afhankelijk van de waterstroom. Bepaalde indicatoren voor uzelf kunnen echter worden afgeleid. Dit is vooral het geval als het systeem is uitgerust met kunststof of metalen kunststof buizen en het waterverbruik wordt uitgevoerd met kranen met een kleine uitlaatdoorsnede. In sommige gevallen is deze berekeningsmethode van toepassing op stalen systemen, maar het gaat vooral om nieuwe waterleidingen die geen tijd hadden om te worden afgedekt door interne afzettingen op de wanden.

Pijpcapaciteit: gewoon gecompliceerd

Hoe verandert de capaciteit van een pijp, afhankelijk van de diameter? Welke factoren beïnvloeden, naast de doorsnede, deze parameter? Eindelijk, hoe bereken je, zelfs als je ongeveer de stroomsnelheid van het watervoorzieningssysteem kent met een bekende diameter? In het artikel zal ik proberen de meest eenvoudige en toegankelijke antwoorden op deze vragen te geven.

Onze taak is om te leren hoe de optimale doorsnede van waterleidingen te berekenen.

Waarom dit nodig is

Met hydraulische berekening kunt u de optimale minimumwaarde van de diameter van de pijpleiding halen.

Aan de ene kant is er altijd een catastrofaal tekort aan geld in constructie en reparatie, en de prijs per meter buis neemt niet-lineair toe met de diameter. Aan de andere kant zal een ingetogen doorsnede van de pijpleiding leiden tot een excessieve drukval op de eindapparaten vanwege de hydraulische weerstand.

Bij de stroomsnelheid van het tussenapparaat zal de drukval aan het eind leiden tot het feit dat de watertemperatuur met de kranen koud water en heet water enorm zal veranderen. Dientengevolge zul je ofwel worden overgoten met ijswater of worden gebroeid met kokend water.

Een verlaagde diameter van de waterinlaat kan de druk op de mixers aanzienlijk verminderen.

beperkingen

Ik zal opzettelijk de reikwijdte van de taken in kwestie beperken tot het sanitair van een klein privé-huis. Er zijn twee redenen:

  1. Gassen en vloeistoffen met verschillende viscositeit gedragen zich compleet anders wanneer ze door een pijpleiding worden getransporteerd. Het in beschouwing nemen van het gedrag van natuurlijk en vloeibaar gas, olie en andere media zou het volume van dit materiaal verschillende keren verhogen en ons ver weg leiden van mijn specialisatie, loodgieterij;
  2. In het geval van een groot gebouw met tal van sanitaire voorzieningen voor de hydraulische berekening van de watertoevoer, is het noodzakelijk om de waarschijnlijkheid van het gelijktijdig gebruik van meerdere pomppunten te berekenen. In een klein huis wordt de berekening uitgevoerd voor piekverbruik door alle beschikbare apparaten, wat de taak aanzienlijk vereenvoudigt.

Een typische watervoorziening voor een privéwoning.

factoren

Hydraulische berekening van het watertoevoersysteem is een zoekopdracht voor een van twee hoeveelheden:

  • Berekening van de capaciteit van de buis met een bekende doorsnede;
  • De berekening van de optimale diameter bij een bekende geplande stroom.

In reële omstandigheden (bij het ontwerpen van een watertoevoersysteem) waar het vaak nodig is om de tweede taak uit te voeren.

Logica van huishoudens suggereert dat de maximale stroming van water door de pijpleiding wordt bepaald door de diameter en druk aan de inlaat. Helaas is de realiteit veel gecompliceerder. Het feit is dat de buis hydraulische weerstand heeft: om het eenvoudig te zeggen, de stroom vertraagt ​​als gevolg van wrijving tegen de wanden. Bovendien beïnvloeden het materiaal en de toestand van de wanden op voorspelbare wijze de mate van remming.

Hier is een complete lijst van factoren die van invloed zijn op de prestaties van een waterleiding:

  • De druk aan het begin van de pijplijn (lees - de druk in de snelweg);
  • Buishelling (verandering in hoogte boven het conventionele maaiveld aan het begin en het einde);

Helling leidt tot een verandering in druk aan het eindpunt van het aquaduct.

  • Het materiaal van de muren. Polypropyleen en polyethyleen hebben veel minder ruwheid dan staal en gietijzer;
  • De leeftijd van de pijp. Na verloop van tijd wordt het staal bedekt met roest en kalkafzettingen, die niet alleen de ruwheid vergroten, maar ook het interne lumen van de pijpleiding verminderen;

Dit geldt niet voor buizen van glas, kunststof, koper, gegalvaniseerd metaal en polymeer. Na 50 jaar operatie zijn ze in een nieuwe staat. De uitzondering is het dichtslibben van het watertoevoersysteem met een groot aantal suspensies en de afwezigheid van filters aan de inlaat.

  • Het aantal en de hoek van beurten;
  • Veranderingen in de diameter van de watertoevoer;
  • De aanwezigheid of afwezigheid van lassen, gelast soldeer en verbindingsstukken;

Passend op een metaalplastisch sanitair. De vernauwing is zichtbaar voor het blote oog.

  • Afsluiters. Zelfs kogelventielen met volle doorlaat hebben een bepaalde hoeveelheid weerstand tegen stroming.

Een kogelkraan met volle doorlaat vergroot ook de hydraulische weerstand van de buis, zij het enigszins.

Elke berekening van de capaciteit van de pijpleiding zal zeer moeilijk zijn. Willy-nilly, we zullen gemiddelde coëfficiënten moeten gebruiken die typerend zijn voor omstandigheden dicht bij die van ons.

Torricelli Act

Evangelista Torricelli, die leefde in de vroege 17e eeuw, staat bekend als een student van Galileo Galilei en de auteur van het concept van atmosferische druk. Hij is ook eigenaar van de formule die de stroom water beschrijft die uit een vat stroomt door een opening met een bekende afmeting.

Om een ​​Torricelli-formule te laten werken, moet u:

  1. Zodat we de druk van het water kennen (de hoogte van de waterkolom boven het gat);

Alleen de atmosferische zwaartekracht kan een waterkolom met 10 meter omhoog brengen. Daarom wordt de druk in de atmosfeer omgezet in de druk door een eenvoudige vermenigvuldiging met 10.

  1. Zodat het gat aanzienlijk kleiner was dan de diameter van het vat, dus exclusief het drukverlies als gevolg van wrijving tegen de wanden.

De Torricelli-wet beschrijft de stroom water uit een groot vat door een kleine opening.

In de praktijk kunt u met de Torrricelli-formule de waterstroom berekenen door een buis met een interne doorsnede van bekende afmetingen met een bekende ogenblikkelijke kop tijdens de stroming. Simpel gezegd: om de formule te gebruiken, moet u een manometer voor de kraan installeren of de drukval op de waterleiding berekenen met een bekende druk in de route.

De formule zelf ziet er als volgt uit: v ^ 2 = 2gh. Daarin:

  • v - debiet aan de uitlaat van het gat in meter per seconde;
  • g - valversnelling (voor onze planeet is deze gelijk aan 9,78 m / s ^ 2);
  • h - kop (hoogte van de waterkolom boven het gat).

Hoe zal dit helpen in onze taak? En het feit dat de stroomsnelheid van vloeistof door het gat (dezelfde bandbreedte) S * v is, waarbij S het dwarsdoorsnede-oppervlak van het gat is, en v de stroomsnelheid uit de bovenstaande formule is.

Captain Evidence suggereert: het deelgebied kennende, is het eenvoudig om de interne radius van de buis te bepalen. Zoals bekend is, wordt het gebied van een cirkel berekend als π * r ^ 2, waar π is afgerond om gelijk te zijn aan 3,14159265.

Formule-gebied van een cirkel.

Hieronder geef ik een voorbeeld van hoe de capaciteit van een buis met een binnendiameter van 10 mm te berekenen, op voorwaarde dat de druk voor de uitgang 20 meter is (wat overeenkomt met een druk van 2 kgf / cm2).

In dit geval heeft de Torricelli-formule de vorm v ^ 2 = 2 * 9.78 * 20 = 391.2. De vierkantswortel van 391.2 is afgerond op 20. Daarom zal het water met een snelheid van 20 m / s uit het gat stromen.

Bereken de diameter van het gat waardoor de stroom wordt gegoten. Bij het omzetten van de diameter in SI-eenheden (meters) krijgen we 3,14159265 * 0,01 ^ 2 = 0,0003141593. En nu berekenen we het waterverbruik: 20 * 0.0003141593 = 0.006283186, of 6.2 liter per seconde.

Terug naar de realiteit

Geachte lezer, Ik zou willen voorstellen dat u geen manometer voor de mixer heeft geïnstalleerd. Het is duidelijk dat voor meer accurate hydraulische berekening wat extra gegevens nodig zijn.

Meestal wordt het ontwerpprobleem omgekeerd opgelost: bij een bekend waterdebiet door sanitaire voorzieningen wordt de diameter van de watertoevoer en het materiaal ervan gekozen om ervoor te zorgen dat de druk tot aanvaardbare waarden daalt. De beperkende factor is de stroomsnelheid.

Typisch wordt de diameter van de pijp gekozen voor de karakteristieken van het watertoevoersysteem.

Referentiegegevens

Het normale debiet voor huishoudelijk sanitair is 0,7 - 1,5 m / s. Het overschrijden van de laatste waarde leidt tot hydraulisch geluid (voornamelijk op bochten en fittingen).

De waterverbruiksnelheden voor sanitaire uitrusting zijn niet moeilijk te vinden in de wettelijke documentatie. In het bijzonder leidt hun toepassing tot SNIP 2.04.01-85. Om de lezer te redden van lange zoekopdrachten, zal ik deze tabel hier geven.

De tabel toont de gegevens voor mixers met beluchters. Hun afwezigheid egaliseert de doorstroming door de mengers van de gootsteen, wasbak en douchecabine met de stroom door de menger tijdens het plaatsen van het bad.

De beluchter vermindert de waterstroom met een constant jetvolume aanzienlijk.

Laat me je eraan herinneren dat als je het sanitair van een privéwoning met je eigen handen wilt berekenen, het waterverbruik voor alle geïnstalleerde apparaten bij elkaar optelt. Als deze instructie niet wordt gerespecteerd, zullen verrassingen zoals een sterke temperatuurdaling in de douche bij het openen van de warmwaterkraan in de keuken op u wachten.

Als er een brandleiding in het gebouw is, wordt 2,5 l / s per brandkraan toegevoegd aan het geplande verbruik. Voor een blusbad is het debiet beperkt tot 3 m / s: tijdens een brand is hydraulisch geluid het laatste dat de inzittenden irriteert.

Bij het berekenen van de druk wordt meestal aangenomen dat deze in het uiterste geval vanaf het invoerapparaat minimaal 5 meter moet zijn, wat overeenkomt met een druk van 0,5 kgf / cm2. Sommige sanitaire voorzieningen (doorstroomverwarmers, vulkleppen van automatische wasmachines, enz.) Werken eenvoudigweg niet als de druk in de watertoevoer lager is dan 0,3 atmosfeer. Bovendien moet rekening worden gehouden met de hydraulische verliezen op het apparaat zelf.

Op de foto - Atmor Basic doorstroomverwarmer. De verwarming wordt alleen ingeschakeld bij een druk van 0,3 kgf / cm2 en hoger.

Flow, diameter, snelheid

Laat me je eraan herinneren dat ze aan elkaar zijn gekoppeld door twee formules:

  1. Q = SV. Het waterverbruik in kubieke meter per seconde is gelijk aan het dwarsdoorsnede-oppervlak in vierkante meters vermenigvuldigd met de stroomsnelheid in meters per seconde;
  2. S = π r ^ 2. Het oppervlak van de dwarsdoorsnede wordt berekend als het product van het aantal "pi" en het kwadraat van de straal.

Waar kan ik de straal van de interne sectie krijgen?

  • In stalen buizen is dit met een minimumfout gelijk aan de helft van de regeling (voorwaardelijke doorgang, die pijpligging markeert);
  • In polymeer, metaal-polymeer, etc. de binnendiameter is gelijk aan het verschil tussen de buitenkant, waarmee de pijpen zijn gemarkeerd en tweemaal de wanddikte (deze is ook meestal aanwezig in de markering). De straal is respectievelijk de helft van de binnendiameter.

De markering van de metalen kunststof buis toont de buitendiameter en wanddikte in millimeters.

Hoe bereken je de capaciteit van een pijp gemaakt van metaal-kunststof met een diameter van 50 mm met een wanddikte van 3 mm bij een maximale stroomsnelheid van 1,5 m / s?

  1. De binnendiameter is 50-3 * 2 = 44 mm, of 0.044 meter;
  2. De straal zal 0.044 / 2 = 0.022 meter zijn;
  3. Het gebied van de interne sectie is gelijk aan 3,1415 * 0,022 ^ 2 = 0,001520486 m2;
  4. Bij een debiet van 1,5 meter per seconde is het debiet gelijk aan 1,5 * 0,001520486 = 0,002280729 m3 / s, of 2,3 liter per seconde.

Hoofd verlies

Hoe bereken je hoeveel druk er op de watertoevoer verloren gaat met bekende parameters?

Het ervaringsschema laat het duidelijkst de drukval in de watervoorziening zien.

De eenvoudigste formule voor het berekenen van de drukval is H = iL (1 + K). Wat betekenen de variabelen erin?

  • H - gekoesterde drukval in meters;
  • i - hydraulische helling van de pijpleiding;
  • L is de lengte van de pijpleiding in meters;
  • K - coëfficiënt die het mogelijk maakt de berekening van de drukval op kleppen en bochten te vereenvoudigen. Het is gekoppeld aan het doel van het waterleidingsnetwerk.

Waar kan ik de waarden van deze variabelen krijgen? Nou ja, behalve de lengte van de pijp - nog niemand heeft het meetlint geannuleerd.

De coëfficiënt K wordt verondersteld:

Vuurleiding: de maximale diameter en het minimum van tussenliggende kleppen.

Met een hydraulische afwijking is het beeld veel gecompliceerder. De weerstand van de buis tegen stroming is afhankelijk van:

  • Interne sectie;
  • De ruwheid van de muren;
  • Stroomsnelheden

De lijst met 1000i-waarden (hydraulische helling per 1000 meter watervoorzieningssysteem) is te vinden in de tabellen van Shevelev, die in feite worden gebruikt voor hydraulische berekeningen. De afmetingen van de tafels zijn te groot voor het artikel, omdat ze 1000i-waarden bieden voor alle mogelijke diameters, stroomsnelheden en materialen die zijn aangepast voor de levensduur.

Hier is een klein fragment van de Shevelev-tafel voor een kunststofbuis van 25 mm.

De auteur van de tabellen geeft de waarden van de drukval niet voor de interne sectie, maar voor standaardafmetingen, die de leidingen markeren, aangepast voor de wanddikte. De tabellen werden echter gepubliceerd in 1973, toen het corresponderende marktsegment nog niet was gevormd.
Houd er bij het berekenen rekening mee dat het voor metalen plastic beter is om de waarden die overeenkomen met de pijp een stap kleiner te maken.

Naleving van de buitendiameters van polypropyleen en metaalplastic met ongeveer dezelfde inwendige doorsnede.

Laten we deze tabel gebruiken om de drukval op een polypropyleen pijp met een diameter van 25 mm en een lengte van 45 meter te berekenen. We zullen het ermee eens zijn dat we huishoudelijk sanitair ontwerpen.

  1. Bij de maximale snelheid van 1,38 m / s bij 1,5 m / s is de waarde van 1000i gelijk aan 142,8 meter;
  2. De hydraulische helling van één meter van de buis is gelijk aan 142.8 / 1000 = 0.1428 meter;
  3. Correctiefactor voor huishoudelijke watervoorziening is 0,3;
  4. De formule als geheel heeft de vorm H = 0.1228 * 45 (1 + 0.3) = 8.3538 meter. Dit betekent dat aan het einde van de waterleiding, met een waterstroomsnelheid van 0,45 l / s (de waarde uit de linkerkolom van de tabel), de druk met 0,84 kgf / cm2 zal dalen en bij 3 atmosfeer aan de inlaat vrij acceptabel 2,16 kgf / cm2 zal zijn.

De inlaatdruk wordt gemeten in de watermeter, onmiddellijk na de meter.

Deze waarde kan worden gebruikt om het debiet te bepalen volgens de Torricelli-formule. De berekeningsmethode met een voorbeeld wordt gegeven in het overeenkomstige gedeelte van het artikel.

Om het maximale debiet door een watertoevoersysteem met bekende kenmerken te berekenen, kunt u bovendien een dergelijke waarde kiezen in de kolom "stroomsnelheid" van de volledige Shevelev-tabel, waarbij de druk aan het uiteinde van de buis niet onder 0,5 atmosfeer daalt.

conclusie

Geachte lezer, als de gegeven instructie, ondanks de grootste eenvoud, u nog steeds vermoeiend leek - gebruik dan gewoon een van de vele online calculators. Zoals altijd, is meer informatie te vinden in de video in dit artikel. Ik zou uw toevoegingen, correcties en opmerkingen op prijs stellen. Successen, kameraden!

Lees Meer Over De Pijp