Hidravlični izračun vodovodne instalacije: preproste metode

Kakšen je hidravlični izračun vodovodnega sistema? Katere parametre je treba izračunati? Ali obstajajo enostavne računske sheme za začetnike? Takoj rezervirajte: ta material je namenjen predvsem lastnikom majhnih zasebnih hiš; zato parametrov, kot je verjetnost hkratne uporabe vseh sanitarnih naprav v stavbi, ni potrebno določiti.

Kot katerikoli inženirski sistem je treba izvesti tudi vodovod.

Kaj je izračunano

Hidravlični izračun domače oskrbe z vodo se zmanjša na opredelitev naslednjih parametrov:

  1. Ocenjena poraba vode v nekaterih odsekih oskrbe z vodo.
  2. Pretok vode v ceveh.

Namig: za domače vodovodne instalacije se šteje hitrost od 0,7 do 1,5 m / s. Za ogrevalno vodo so dovoljene hitrosti do 3 m / s.

  1. Optimalni premer dovoda vode, ki zagotavlja sprejemljiv padec tlaka. Druga možnost je, da se izguba tlaka lahko določi z znanim premerom vsakega odseka. Če bo ob upoštevanju izgube tlaka na vodovodnih napravah manj kot normalizirano, mora lokalno omrežje za oskrbo z vodo namestiti osebni poziv.
Enostavna izkušnja jasno kaže padec tlaka v sistemu oskrbe z vodo.

Pretok vode

Standarde porabe vode po posameznih vodovodnih napravah najdete v enem od prilog k SNiP 2.04.01-85, ki ureja gradnjo notranjih vodovodnih in kanalizacijskih omrežij. Del ustrezne tabele damo.

Naprava Poraba hladne vode, l / s Skupna poraba (hladna voda in topla voda), l / s
Umivalni stroj (vodna pip) 0.10 0.10
Umivalni stroj (mešalnik) 0.08 0.12
Pomivalno korito (mešalnik) 0.08 0.12
Bath (mešalnik) 0.17 0,25
Tuš kabina (mešalnik) 0.08 0.12
Straniščna skleda s čopičem 0.10 0.10
Toaletna posoda z direktno vodo 1.4 1.4
Žerjav za zalivanje 0,3 0,3

V primeru domnevne hkratne uporabe več vodovodnih napeljav se poraba povzame. Torej, če hkrati uporabljamo stranišče v prvem nadstropju, se pričakuje, da bo tuš kabina delovala v drugem nadstropju - popolnoma bo logično, da se voda vnese v obe sanitarni opremi: 0,10 + 0,12 = 0,22 l / s.

Pri priključitvi naprav serijsko se porabi poraba vode.

Poseben primer

Za cevi za ogrevalno vodo je veljaven pretok 2,5 l / dan na spanec. V tem primeru je predvideno število curkov na požarni hidrant pri gašenju požara precej predvidljivo glede na vrsto stavbe in njegovo površino.

V fotogrednem hidrantu.
Parametri gradnje Število curkov pri gašenju požara
Stanovanjska stavba 12 - 16 nadstropij 1
Enako, z dolžino hodnika več kot 10 metrov 2
Stanovanjska stavba v 16 - 25 nadstropjih 2
Enako, z dolžino hodnika več kot 10 metrov 3
Upravne stavbe (6 - 10 nadstropij) 1
Enako, s prostornino več kot 25 tisoč m3 2
Upravne stavbe (10 ali več nadstropij, prostornina do 25.000 m3) 2
Enako, prostornina je več kot 25 tisoč m3 3
Javne zgradbe (do 10 nadstropij, prostornina 5-25 tisoč m3) 1
Enako, prostornina je več kot 25 tisoč m3 2
Javne zgradbe (več kot 10 nadstropij, do 25 tisoč m3) 2
Enako, prostornina je več kot 25 tisoč m3 3
Uprave podjetij (prostornina 5-25 tisoč m3) 1
Enako, volumen več kot 25.000 m3 2

Pretok

Recimo, da je naša naloga hidravlični izračun napajalnega vodovnega omrežja z znanim največjim pretokom. Določiti moramo premer, ki bo zagotovil sprejemljivo hitrost pretoka skozi cevovod (odpoklic, 0,7-1,5 m / s).

Visoki pretoki povzročajo hidravlični hrup.

Formule

Pretok vode, hitrost njenega pretoka in velikost cevovoda so medsebojno povezani z naslednjim zaporedjem formul:

S =? r ^ 2, kjer:

  • S je prečni prerez cevi v kvadratnih metrih;
  • ? - število pi je bilo enako 3,1415;
  • r je polmer notranjega odseka v metrih.

Koristno: za jeklene cevi in ​​cevi iz litega železa se običajno domneva, da je polmer njihovega DN (pogojni prehod). Za večino plastičnih cevi je notranji premer en korak manjši od nazivnega zunanjega premera: na primer za polipropilensko cev z zunanjim premerom 40 mm je notranji premer približno 32 mm.

Pogojni prehod ustreza približno notranjemu premeru jeklene cevi.

Q = VS, kjer:

  • Q - poraba vode (m3);
  • V - pretok vode (m / s);
  • S je prečni prerez v kvadratnih metrih.

Primer

Izvedemo hidravlični izračun enosmerne požarne cevi s pretokom 2,5 l / s.

Kot smo že ugotovili, je hitrost toka vode v tem primeru omejena na m / s.

  1. Ponovno izračunamo pretok v enotah SI: 2,5 l / s = 0,0025 m3 / s.
  2. Z drugo formulo izračunamo najmanjšo površino prečnega prereza. Pri hitrosti 3 m / s je enaka 0,0025 / 3 = 0,00083 m3.
  3. Izračunajte polmer notranjega dela cevi: r ^ 2 = 0.00083 / 3.1415 = 0.000264; r = 0,016 m
  4. Zato mora biti notranji premer cevovoda vsaj 0,016 x 2 = 0,032 m ali 32 milimetrov. To ustreza parametrom jeklene cevi DU32.

Upoštevajte: pri pridobivanju vmesnih vrednosti med standardnimi velikostmi cevi se zaokroževanje izvaja navzgor. Cena cevi s premerom, ki se razlikuje glede na smola, se ne razlikuje preveč; Medtem pa zmanjšanje premera za 20% pomeni skoraj en in pol padec zmogljivosti akvadukta.

Zmogljivost prvega in tretjega cevi se spreminja za štirikrat.

Preprost izračun premera

Za hiter izračun lahko uporabimo naslednjo tabelo, ki neposredno povezuje pretok skozi cevovod do njegove velikosti.

Potrošnja, l / s Najmanjši nadzor cevovoda, mm
0,2 10
0.6 15
1.2 20
2.4 25
4 32
6 40
10 50

Izguba glave

Formule

Navodila za izračun izgube tlaka v odseku znane dolžine so precej preprosta, vendar pa pomeni poznavanje poštenega števila spremenljivk. Na srečo, če jih želite, jih lahko najdete v referenčnih knjigah.

Formula ima obliko H = iL (1 + K).

V njem:

  • H je želena vrednost izgube glave v metrih.

Sklic: nadtlak 1 atmosfere (1 kgf / cm2) pri atmosferskem tlaku ustreza vodnemu stolpu 10 metrov. Da bi nadomestili padec tlaka 10 metrov, je treba pritisk na vstopu v vodovodno omrežje dvigniti za 1 kgf / cm2.

  • i - hidravlični nagib cevovoda.
  • L je njegova dolžina v metrih.
  • K - koeficient odvisen od namena omrežja.
Formula je zelo poenostavljena. V praksi tudi ovinek cevovoda in ventilov povzroči padec tlaka.

Nekateri elementi formule jasno zahtevajo pripombe.

Najlažji način je s koeficientom K. Njene vrednosti so določene v že omenjeni SNiP-številki 2.04.01-85:

Namen oskrbe z vodo Vrednost koeficienta
Pitje in pitje 0,3
Proizvodnja, gospodarstvo in požar 0,2
Gasilstvo 0,15
Ognjevarna 0.1

Toda koncept hidravličnega naklona je veliko bolj zapleten. Odraža odpornost, ki jo ima cev na premik vode.

Hidravlični nagib je odvisen od treh parametrov:

  1. Pretoki Čim višje je, večja je hidravlična odpornost cevovoda.
  2. Premer cevi. Tu je razmerje obratno: zmanjšanje preseka vodi do povečanja hidravlične odpornosti.
  3. Hrapavost sten. To pa je odvisno od materiala cevi (jeklo ima manj gladko površino kot polipropilen ali HDPE), v nekaterih primerih pa tudi pri starosti cevi (povečanje hrapavosti rje in kamnin).

Na srečo je problem določanja hidravličnega naklona popolnoma rešen s tabelo hidravličnega izračuna vodovodnih cevi (tabela Shevelev). Zagotavlja vrednosti za različne materiale, premere in pretoke; Poleg tega tabela vsebuje korekcijske faktorje za stare cevi.

Shevelevske tabele.

Pojasniti: starostne popravke niso potrebne za vse vrste polimernih cevovodov. Kovinska plastika, polipropilen, navaden in prepleteni polietilen ne spreminjajo strukture površine v celotnem obdobju delovanja.

Velikost tabele Shevelev onemogoča njihovo objavo v celoti; vendar pa smo za informacije predstavili kratek odlomek iz njih.

Tukaj so referenčni podatki za plastično cev s premerom 16 mm.

Poraba v litrih na sekundo Hitrost v metrih na sekundo 1000i (hidravlični nagib dolžine 1000 metrov)
0.08 0,71 84
0.09 0.8 103.5
0.1 0,88 124.7
0.13 1.15 198,7
0.14 1.24 226.6
0,15 1.33 256.1
0,16 1.41 287.2
0.17 1.50 319.8

Pri izračunu padca tlaka je treba upoštevati, da večina vodovodnih naprav za normalno obratovanje zahteva določeno nadtlak. Pred tridesetimi leti SNiP zagotavlja podatke za zastarele vodovodne instalacije; bolj moderni modeli gospodinjske in sanitarne opreme zahtevajo nadpritisk najmanj 0,3 kgf / cm (3 metre glave) za normalno delovanje.

Senzor ne bo dovolil, da bi se pretočni grelnik vklopil pri tlaku vode pod 0,3 kgf / cm2.

Vendar: v praksi je bolje vključiti v izračun nekoliko višji nadtlak - 0,5 kgf / cm2. Rezerva je potrebna za izravnavo neizkoriśćenih izgub na napajalnih vodih do instrumentov in lastne hidravlićne odpornosti.

Primeri

Vzemimo primer hidravličnega izračuna vodovoda, izdelanega ročno.

Recimo, da moramo izračunati izgubo tlaka pri oskrbi z oskrbo z oskrbo z vodo s premerom 15 mm z dolžino 28 metrov in največjim dopustnim pretokom vode 1,5 m / s.

Cevi te velikosti se najpogosteje uporabljajo za distribucijo vode v stanovanju ali majhni koči.
  1. Hidravlični nagib dolžine 1000 metrov bo 319,8. Ker se v formuli za izračun padca tla i ne 1000i, se ta vrednost deli s 1000: 319,8 / 1000 = 0,3198.
  2. Koeficient K za oskrbo s pitno vodo bo enak 0,3.
  3. Formula v celoti bo imela obliko H = 0,3198 x 28 x (1 + 0,3) = 11,64 metra.

Tako bomo na koncu vodovodne napeljave imeli nadtlak 0,5 atmosfere pri tlaku v glavnem vodovodu 0,5 + 1,164 = 1,6 kgf / cm2. Stanje je zelo izvedljivo: tlak v črti običajno ni nižji od 2,5 - 3 atmosfere.

Mimogrede: testiranje cevovoda med zagonom se izvaja s tlakom, ki je vsaj enak delavcu s koeficientom 1,3. Dejavnost hidravličnega preskušanja vodovodnega sistema mora vključevati oznake tako glede na njihovo trajanje kot tudi na preskusni tlak.

Primer delovanja hidravličnega preskusa.

In zdaj naredimo obratni izračun: določimo najmanjši premer plastične cevi, ki omogoča doseganje sprejemljivega tlaka v končnem mešalniku, pri naslednjih pogojih:

  • Tlak na avtocesti je 2,5 atmosfere.
  • Dolžina cevovoda do konca mešalnika je 144 metrov.
  • Prehodi premera so odsotni: celotna gospodinjska oskrba z vodo bo nameščena v enaki velikosti.
  • Največja poraba vode je 0,2 litra na sekundo.

Začnimo torej.

  1. Dovoljena izguba tlaka je 2,5-0,5 = 2 atmosfere, kar ustreza tlaku 20 metrov.
  2. Koeficient K v tem primeru je enak 0,3.
  3. Formula bo tako imela obliko 20 = ix144x (1 + 0,3). Preprost izračun bo dala vrednost i na 0,106. 1000i, je enako 106.
  4. Naslednja faza je iskanje v tabeli s premerom Shevelev, ki ustreza 1000i = 106 pri zahtevanem pretoku. Najbližja vrednost - 108.1 - ustreza premeru polimerne cevi 20 mm.
Razmerje med notranjim in zunanjim premerom polipropilenske cevi.

Zaključek

Upamo, da ne bomo prekoračili spoštovanega bralca s presežkom števila in formul. Kot smo že omenili, smo dali izjemno enostavne računske sheme; strokovnjaki so prisiljeni uporabiti veliko bolj zapletene rešitve. Kot ponavadi so v tem članku na voljo dodatne tematske informacije. Uspehi!

Dodaj komentar