Hidraulični proračun vodovoda: jednostavne metode

Što je hidraulički proračun vodoopskrbnog sustava? Koje parametre treba izračunati? Postoje li jednostavne sheme izračuna za početnike? Odmah rezervirajte ovaj materijal prvenstveno namijenjen vlasnicima malih privatnih kuća; sukladno tome, takvi parametri kao vjerojatnost istodobne upotrebe svih sanitarnih uređaja u zgradi, ne trebamo odrediti.

Što se izračunava

Hidraulički proračun domaće vodoopskrbe smanjen je na definiranje sljedećih parametara:

1. Procjena potrošnje vode u određenim dijelovima opskrbe vodom.
2. Stope protoka vode u cijevima.

Savjet: za domaću vodovodnu mrežu, brzine od 0,7 do 1,5 m / s smatraju se normom. Za opskrbu vatrenom vodom dozvoljena su brzina do 3 m / s.

1. Optimalni promjer vodoopskrbe, osiguravajući prihvatljiv pad tlaka. Alternativno, gubitak tlaka može se odrediti poznatim promjerom svakog odjeljka. Ako se, uzimajući u obzir gubitak pritiska na vodovodnim uređajima, biti manji od normalizirane, mjesna vodoopskrbna mreža treba instalirati poziv.

Protok vode

Standardi potrošnje vode pojedinačnim vodovodnim uređajima mogu se naći u jednom od dodataka SNiP 2.04.01-85, koji regulira izgradnju unutarnjih vodoopskrbnih i kanalizacijskih mreža. Dajemo dio odgovarajuće tablice.

U slučaju navodnog istodobnog korištenja nekoliko vodovodnih instalacija, potrošnja se zbraja. Dakle, ako se istodobno s korištenjem WC-a na prvom katu, očekuje da će tuš kadar raditi na drugom katu - to će biti prilično logično dodati vodu kroz oba sanitarna uređaja: 0.10 + 0.12 = 0.22 l / s.

Poseban slučaj

Za cijevi s vatrenom vodom vrijede protoka od 2,5 l / s po mlazu. U tom slučaju, procijenjeni broj mlaznica po vatrogasnom hidrantu tijekom suzbijanja požara prilično se može odrediti prema vrsti zgrade i njegovom području.

Brzina protoka

Pretpostavimo da je naš zadatak hidraulički proračun mrtve mreže vodoopskrbe s poznatim vršnim protokom kroz nju. Moramo odrediti promjer koji će osigurati prihvatljivu brzinu protoka kroz cjevovod (opoziv, 0,7-1,5 m / s).

formula

Protok vode, brzina njegovog protoka i veličine cjevovoda povezani su međusobno sljedećim slijedom formula:

S =? r ^ 2, gdje:

• S je područje presjeka cijevi u kvadratnom metru;
• ? - broj pi uzeti jednako 3.1415;
• r je polumjer unutrašnjeg dijela u metrima.

Korisno: za čelične i cijevi od lijevanog željeza, polumjer obično se pretpostavlja da je jednak polovici njihove DN (uvjetni prolaz). Za većinu plastičnih cijevi unutarnji promjer je jedan korak manji od nominalnog vanjskog promjera: na primjer, za polipropilensku cijev s vanjskim promjerom od 40 mm, unutarnji promjer je približno jednak 32 mm.

Q = VS, gdje:

• Q - potrošnja vode (m3);
• V - brzina protoka vode (m / s);
• S je površina poprečnog presjeka u četvornom metru.

primjer

Izvršimo hidraulički proračun jednog plinovoda s jednim mlazom brzine protoka od 2,5 l / s.

Kao što smo već saznali, u ovom slučaju brzina protoka vode ograničena je na m / s.

1. Preračunaj protoka u SI jedinicama: 2,5 l / s = 0,0025 m3 / s.
2. S druge formule izračunavamo minimalni presjek. Pri brzini od 3 m / s jednak je 0.0025 / 3 = 0.00083 m3.
3. Izračunajte polumjer unutarnjeg dijela cijevi: r ^ 2 = 0.00083 / 3.1415 = 0.000264; r = 0,016 m
4. Unutarnji promjer cjevovoda stoga mora biti najmanje 0.016 x 2 = 0.032 m ili 32 milimetra. To odgovara parametrima čelične cijevi DU32.

Napomena: kod dobivanja srednje vrijednosti između standardnih veličina cijevi, zaokruživanje se vrši prema gore. Cijena cijevi promjera koja se razlikuje po visini ne razlikuje se previše; U međuvremenu, smanjenje promjera za 20% podrazumijeva gotovo jedan i pol puta pad kapaciteta vodovoda.

Jednostavan izračun promjera

Za brzi izračun može se upotrijebiti sljedeća tablica, izravno povezujući protok kroz cjevovod s njegovom veličinom.

Gubitak glave

formula

Upute za izračun gubitka tlaka u dionici poznate duljine vrlo su jednostavne, ali podrazumijeva poznavanje pravog broja varijabli. Srećom, ako se želi, oni se mogu naći u referentnim knjigama.

Formula ima formu H = IL (1 + K).

U njemu:

• H je željena vrijednost gubitka glave u metrima.

Napomena: tlak od 1 atmosfere (1 kgf / cm2) pri atmosferskom tlaku odgovara vodenom stupcu od 10 metara. Kako bi se nadoknadio pad tlaka od 10 metara, tlak na ulazu u vodovodnu mrežu mora se podići za 1 kgf / cm2.

• i - hidraulički nagib cjevovoda.
• L je duljina u metrima.
• K - koeficijent ovisno o svrsi mreže.

Neki elementi formule jasno zahtijevaju komentare.

Najlakši je način s koeficijentom K. Njegove vrijednosti su navedene u već spomenutom SNiP broju 2.04.01-85:

Ali koncept hidrauličkog nagiba je mnogo složeniji. Odražava otpor koji cijev ima za kretanje vode.

Hidraulički nagib ovisi o tri parametra:

1. Stope protoka Što je veći, to je veći hidraulički otpor cjevovoda.
2. Promjer cijevi. Ovdje je odnos obrnut: smanjenje poprečnog presjeka dovodi do povećanja hidrauličkog otpora.
3. Hrapavost zidova. On zauzvrat ovisi o materijalu cijevi (čelik ima manje glatku površinu od polipropilena ili HDPE), au nekim slučajevima i dobi cijevi (hrđa i talog povećavaju hrapavost).

Srećom, problem određivanja hidrauličkog nagiba potpuno je riješen tablicom hidrauličkog proračuna vodovodnih cijevi (shevelev stol). Pruža vrijednosti za različite materijale, promjere i brzine protoka; Osim toga, tablica sadrži faktore korekcije za stare cijevi.

Pojasniti: korekcije dobi nisu potrebne za sve vrste polimernih cjevovoda. Metalno-plastični, polipropilenski, ravni i umreženi polietilen ne mijenjaju strukturu površine tijekom cijelog razdoblja rada.

Veličina Shevelevovih tablica onemogućuje ih objavljivanje u potpunosti; međutim, zbog informacija, predstavljamo kratki izvadak iz njih.

Ovdje su referentni podaci za plastičnu cijev promjera 16 mm.

Pri izračunu pada tlaka potrebno je uzeti u obzir da većina vodovodnih uređaja za normalan rad zahtijevaju određeni nadtlak. Prije trideset godina SNiP pruža podatke za zastarjele vodovodne uređaje; moderniji modeli kućne i sanitarne opreme zahtijevaju visoki tlak od 0,3 kgf / cm (3 metra glave) za normalan rad.

Međutim: u praksi je bolje uključiti u izračun nešto viši pretlak - 0,5 kgf / cm2. Rezerva je potrebna kako bi se nadoknadili neiskorišteni gubici na vodovima za instrumente i njihov vlastiti hidraulički otpor.

primjeri

Dajmo primjer hidrauličkog proračuna vodoopskrbnog sustava, izrađenog ručno.

Pretpostavimo da moramo izračunati gubitak tlaka u domaćoj plastičnoj vodoopskrbi promjera 15 mm s duljinom od 28 metara i maksimalnom dopuštenom brzinom protoka vode od 1,5 m / s.

1. Hidraulički nagib dužine 1000 metara bit će 319,8. Budući da se u formuli za izračunavanje pada tlaka, a ne 1000i, ta vrijednost treba podijeliti s 1000: 319.8 / 1000 = 0.3198.
2. Koeficijent K za opskrbu pitkom vodom iznosit će 0,3.
3. Formula u cjelini će imati oblik H = 0,3198 x 28 x (1 + 0,3) = 11,64 metara.

Dakle, imat ćemo nadtlak od 0,5 atmosfere na kraju vodoopskrbnog sustava pri tlaku u glavnoj vodi 0,5 + 1,164 = 1,6 kgf / cm2. Stanje je sasvim izvedivo: tlak u liniji obično nije manji od 2,5-3 atmosfere.

Usput: testiranje cjevovoda tijekom puštanja u pogon provodi se pod pritiskom, barem jednakom radniku s koeficijentom od 1.3. Čin hidrauličkog ispitivanja vodoopskrbnog sustava mora sadržavati oznake kako na njihovu trajanju tako i na ispitnom tlaku.

I sada radimo obrnuto izračunavanje: određujemo najmanji promjer plastične cijevi koji daje prihvatljiv tlak na kraju miksera za slijedeće uvjete:

• Tlak na autocesti je 2,5 atmosfera.
• Duljina cjevovoda do kraja miješalice iznosi 144 metra.
• Odsutni su promjer promjera: cjelokupna domaća opskrba vodom bit će montirana u istoj veličini.
• Maksimalna potrošnja vode iznosi 0,2 litre u sekundi.

Započnimo.

1. Dopušteni gubitak tlaka je 2,5-0,5 = 2 atmosfere, što odgovara tlaku od 20 metara.
2. Koeficijent K u ovom slučaju je jednak 0,3.
3. Formula, dakle, ima oblik 20 = ix144x (1 + 0,3). Jednostavan izračun dati će vrijednost i na 0,106. 1000i, odnosno, jednak će 106.
4. Sljedeća faza je pretraživanje tablice promjera Shevelev, što odgovara 1000i = 106 pri potrebnoj brzini protoka. Najbliža vrijednost - 108.1 - odgovara promjeru polimerne cijevi od 20 mm.

zaključak

Nadamo se da cijenjenom čitatelju nismo pretjerali s viškom brojeva i formula. Kao što smo već spomenuli, dali smo iznimno jednostavne proračunske sheme; profesionalci su prisiljeni koristiti složenija rješenja. Kao i obično, dodatne tematske informacije mogu se naći u videu u ovom članku. Sretno!