Protok vode kroz cijev na kalkulatoru tlaka. Određivanje propusnog kapaciteta cjevovoda

B.K. Kovalev, zamjenik direktora za istraživanje i razvoj

U posljednje vrijeme sve češće moramo imati posla s primjerima prilikom naručivanja industrijskih proizvoda plinska oprema provode rukovoditelji koji nemaju dovoljno iskustva i tehničkog znanja u vezi s predmetom nabave. Ponekad rezultat nije potpuno ispravna primjena ili temeljno netočan odabir naručene opreme. Jedna od najčešćih pogrešaka je izbor nazivnih presjeka ulaznih i izlaznih cjevovoda plinske distribucijske stanice, orijentiranih samo na nazivne vrijednosti tlaka plina u cjevovodu bez uzimanja u obzir protoka plina. Svrha je ovog članka dati preporuke za određivanje propusnosti GDS cjevovoda, koje omogućuju da se pri odabiru standardne veličine plinske distribucijske stanice izvrši preliminarna procjena njezinih performansi za određene vrijednosti radnih tlakova i nazivnih promjere ulaznih i izlaznih cjevovoda.

Prilikom odabira potrebnih standardnih veličina GDS opreme, jedan od glavnih kriterija je izvedba, koja uvelike ovisi o kapacitetu ulaznih i izlaznih cjevovoda.

Širina pojasa cjevovoda plinske distribucijske stanice izračunava se uzimajući u obzir zahtjeve normativni dokumenti ograničavanje najveće dopuštene brzine protoka plina u cjevovodu na 25 m/s. Zauzvrat, brzina protoka plina ovisi uglavnom o tlaku plina i površini poprečnog presjeka cjevovoda, kao i o kompresibilnosti plina i njegovoj temperaturi.

Propusnost cjevovoda može se izračunati iz klasične formule za brzinu plina u plinovodu (Priručnik o projektiranju magistralnih plinovoda, uredio A.K. Dertsakyan, 1977.):

gdje W- brzina kretanja plina u plinovodu, m/s;
P- protok plina kroz zadani dio (pri 20 ° C i 760 mm Hg), m 3 / h;
z- faktor kompresibilnosti (za idealan plin z = 1);
T = (273 + t °C)- temperatura plina, °K;
D- unutarnji promjer cjevovoda, cm;
str\u003d (Prab + 1,033) - apsolutni tlak plina, kgf / cm 2 (atm);
U SI sustavu (1 kgf / cm 2 = 0,098 MPa; 1 mm = 0,1 cm), ova formula će imati sljedeći oblik:

gdje je D unutarnji promjer cjevovoda, mm;
p = (Pwork + 0,1012) - apsolutni tlak plina, MPa.
Iz toga slijedi da je propusnost cjevovoda Qmax, što odgovara najveća brzina protok plina w = 25m/s, određen formulom:

Za preliminarne proračune možemo uzeti z = 1; T \u003d 20? C \u003d 293? K i, uz dovoljan stupanj pouzdanosti, izvršite izračune pomoću pojednostavljene formule:

Vrijednosti propusnosti cjevovoda su najčešće u GDS uvjetni promjeri pri različitim tlakovima plinova dani su u tablici 1.

Radni (MPa)	Kapacitet cjevovoda (m?/h), pri wgas=25 m/s; z = 1; T \u003d 20? C = 293? K
Radni (MPa)	DN 50	DN 80	DN 100	DN 150	DN 200	DN 300	DN 400	DN 500

Napomena: za preliminarnu ocjenu propusnosti cjevovoda, unutarnji promjeri cijevi se uzimaju jednake njihovim konvencionalnim vrijednostima (DN 50; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500).

Primjeri korištenja tablice:

1. Odredite kapacitet GDS sa DNin=100mm, DNout=150mm, s PNin=2,5 - 5,5 MPa i PNout=1,2 MPa.

Iz tablice 1 nalazimo da će kapacitet izlaznog cjevovoda DN=150mm pri PN=1,2 MPa biti 19595 m 3 / h, dok će istovremeno ulazni cjevovod DN=100 mm pri PN=5,5 MPa moći proći 37520 m 3 / h , a pri PN=2,5 MPa - samo 17420 m 3 / h. Tako će ovaj GDS s PNin=2,5 - 5,5 MPa i PNout=1,2 MPa moći prijeći od 17420 do 19595 m 3 /h što je više moguće. Napomena: više točne vrijednosti Qmax se može dobiti iz formule (3).

2. Odrediti promjer izlaznog cjevovoda GDS-a, kapaciteta 5000 m 3 / h na Pin=3,5 MPa za izlazne tlakove Pout1=1,2 MPa i Pout2=0,3 MPa.

Iz tablice 1 nalazimo da će propusnost od 5000m 3 /sat pri Pout=1,2 MPa osigurati cjevovod DN=80mm, a pri Pout=0,3 MPa - samo DN=150mm. Istovremeno je dovoljno imati cjevovod DN=50mm na ulazu GDS.

Ova karakteristika ovisi o nekoliko čimbenika. Prije svega, ovo je promjer cijevi, kao i vrsta tekućine i drugi pokazatelji.

Za hidraulički proračun cjevovoda možete koristiti kalkulator hidrauličkog proračuna cjevovoda.

Prilikom izračunavanja bilo kojeg sustava koji se temelji na cirkulaciji tekućine kroz cijevi, postaje potrebno točno odrediti kapacitet cijevi. Ovo je metrička vrijednost koja karakterizira količinu tekućine koja teče kroz cijevi u određenom vremenskom razdoblju. Ovaj je pokazatelj izravno povezan s materijalom od kojeg su cijevi izrađene.

Ako uzmemo, na primjer, plastične cijevi, onda se razlikuju u gotovo istoj propusnosti tijekom cijelog razdoblja rada. Plastika, za razliku od metala, nije sklona koroziji, pa se u njoj ne opaža postupno povećanje naslaga.

Što se tiče metalnih cijevi, njihova propusnost se smanjuje godina za godinom. Zbog pojave hrđe dolazi do odvajanja materijala unutar cijevi. To dovodi do hrapavosti površine i stvaranja još većeg broja naslaga. Ovaj se proces posebno brzo događa u cijevima s toplom vodom.

Slijedi tablica približnih vrijednosti koja je stvorena kako bi se olakšalo određivanje propusnosti cijevi za ožičenje unutar stana. Ova tablica ne uzima u obzir smanjenje propusnosti zbog pojave nakupljanja sedimenta unutar cijevi.

Tablica kapaciteta cijevi za tekućine, plin, paru.

Tekući tip	Brzina (m/s)
Gradski vodovod
Vodovod
Sustav vode centralno grijanje
Tlačni sustav vode u cjevovodu
hidraulička tekućina	do 12m/s
Linija naftovoda
Ulje u tlačnom sustavu cjevovoda
Para u sustavu grijanja
Sustav središnjeg cjevovoda pare
Para u visokotemperaturnom sustavu grijanja
Zrak i plin u središnjem cjevovodnom sustavu

Najčešće se kao rashladna tekućina koristi obična voda. Brzina smanjenja protoka u cijevima ovisi o njegovoj kvaliteti. Što je rashladna tekućina veća kvaliteta, dulje će trajati cjevovod od bilo kojeg materijala (čelik, lijevano željezo, bakar ili plastika).

Proračun propusnosti cijevi.

Za točne i profesionalne izračune morate koristiti sljedeće pokazatelje:

Materijal od kojeg su izrađene cijevi i drugi elementi sustava;
Duljina cjevovoda
Broj točaka potrošnje vode (za vodoopskrbni sustav)

Najpopularnije metode izračuna:

1. Formula. Dovoljno složena formula, što je razumljivo samo profesionalcima, uzima u obzir nekoliko vrijednosti odjednom. Glavni parametri koji se uzimaju u obzir su materijal cijevi (hrapavost površine) i njihov nagib.

2. Tablica. Ovo je lakši način na koji svatko može odrediti propusnost cjevovoda. Primjer je inženjerska tablica F. Sheveleva, pomoću koje možete saznati propusnost na temelju materijala cijevi.

3. Računalni program. Jedan od ovih programa lako se može pronaći i preuzeti na Internetu. Dizajniran je posebno za određivanje propusnosti za cijevi bilo kojeg kruga. Da biste saznali vrijednost, potrebno je u program unijeti početne podatke kao što su materijal, duljina cijevi, kvaliteta rashladne tekućine itd.

Treba reći da potonja metoda, iako je najtočnija, nije prikladna za izračun jednostavnih kućanskih sustava. Prilično je složen i zahtijeva poznavanje vrijednosti raznih pokazatelja. Za izračun jednostavnog sustava u privatnoj kući, bolje je koristiti tablice.

Primjer izračuna propusnosti cjevovoda.

Duljina cjevovoda važan je pokazatelj pri izračunu propusnosti, a duljina glavnog voda ima značajan utjecaj na performanse propusnosti. Što voda prijeđe veću udaljenost, to je manji pritisak u cijevima, što znači da se brzina protoka smanjuje.

Evo nekoliko primjera. Na temelju tablica koje su razvili inženjeri za ove svrhe.

Kapacitet cijevi:

0,182 t/h pri promjeru 15 mm
0,65 t/h s promjerom cijevi 25 mm
4 t/h pri promjeru 50 mm

Kao što se može vidjeti iz gornjih primjera, veći promjer povećava brzinu protoka. Ako se promjer poveća za 2 puta, tada će se povećati i propusnost. Ova se ovisnost mora uzeti u obzir pri ugradnji bilo kojeg tekućeg sustava, bilo da se radi o vodoopskrbi, kanalizaciji ili opskrbi toplinom. Posebno se to tiče sustavi grijanja, budući da su u većini slučajeva zatvoreni, a opskrba toplinom u zgradi ovisi o ravnomjernoj cirkulaciji tekućine.

U svakom moderna kuća jedan od glavnih uvjeta udobnosti je tekuća voda. A s pojavom nove tehnologije koja zahtijeva priključak na vodovod, njena uloga u kući postala je vrlo važna. Mnogi ljudi više ne razumiju kako bez perilica za rublje, bojler, perilica suđa itd. Ali svaki od ovih uređaja ispravan rad zahtijeva određeni pritisak vode koja dolazi iz vodovoda. A sada osoba koja odluči instalirati novu vodoopskrbu u svojoj kući razmišlja o tome kako izračunati tlak u cijevi kako bi svi vodovodni uređaji dobro radili.

Zahtjevi modernog vodovoda

Moderni vodovod mora ispunjavati sve zahtjeve i karakteristike. Na izlazu iz slavine voda bi trebala teći glatko, bez trzaja. Stoga ne bi trebalo biti padova tlaka u sustavu prilikom analiziranja vode. Voda koja teče kroz cijevi ne bi trebala stvarati buku, imati nečistoće zraka i druge strane nakupine koje negativno utječu na keramičke slavine i druge vodovodne instalacije. Kako biste izbjegli ove neugodne incidente, tlak vode u cijevi ne bi trebao pasti ispod svog minimuma prilikom analiziranja vode.

Bilješka! Minimalni tlak vodoopskrbe trebao bi biti 1,5 atmosfere. Ovaj pritisak je dovoljan za rad perilice posuđa i perilice rublja.

Potrebno je uzeti u obzir još jednu važnu karakteristiku vodoopskrbnog sustava vezanu uz protok vode. U svakom stambenom naselju postoji više od jedne točke analize vode. Stoga izračun vodoopskrbe mora u potpunosti zadovoljiti potrebe za vodom svih vodovodnih uređaja dok su uključeni. Ovaj parametar se postiže ne samo tlakom, već i volumenom ulazne vode koju cijev određenog presjeka može proći. razgovarajući prostim jezikom, prije ugradnje potrebno je izvršiti određeni hidraulički proračun vodoopskrbe, uzimajući u obzir protok i tlak vode.

Prije izračuna, pogledajmo pobliže dva takva koncepta kao što su tlak i protok kako bismo razumjeli njihovu bit.

Pritisak

Kao što znate, centralni vodovod u prošlosti je bio spojen na vodotoranj. Upravo ovaj toranj stvara pritisak u vodoopskrbnoj mreži. Jedinica za tlak je atmosfera. Štoviše, tlak ne ovisi o veličini spremnika koji se nalazi na vrhu tornja, već samo o visini.

Bilješka! Ako ulijete vodu u cijev visoku deset metara, tada će stvoriti pritisak na najnižoj točki - 1 atmosferu.

Tlak je jednak metrima. Jedna atmosfera je jednaka 10 metara vode. Razmotrimo primjer sa peterokatnica. Visina kuće je 15 m. Dakle, visina jednog kata je 3 metra. Toranj od petnaest metara stvarat će pritisak od 1,5 atmosfere u prizemlju. Izračunajmo tlak na drugom katu: 15-3=12 metara vodenog stupca ili 1,2 atmosfere. Nakon što smo napravili daljnji izračun, vidjet ćemo da na 5. katu neće biti pritiska vode. To znači da je za opskrbu vodom petog kata potrebno izgraditi toranj veći od 15 metara. A ako je, na primjer - 25 katnica? Nitko neće graditi takve kule. Pumpe se koriste u modernim vodovodima.

Izračunajmo tlak na izlazu iz dubinske pumpe. Dostupno potopna pumpa, podižući vodu za 30 metara vodenog stupca. To znači da stvara tlak - 3 atmosfere na svom izlazu. Nakon uranjanja crpke u bunar za 10 metara, stvorit će pritisak na razini tla - 2 atmosfere ili 20 metara vodenog stupca.

Potrošnja

Razmotrite sljedeći čimbenik - potrošnju vode. To izravno ovisi o tlaku, a što je veći, to će se voda brže kretati kroz cijevi. Odnosno, bit će više troškova. Ali stvar je u tome da poprečni presjek cijevi kroz koji se kreće utječe na brzinu vode. A ako smanjite poprečni presjek cijevi, tada će se otpor vode povećati. Posljedično, njegova količina na izlazu iz cijevi će se smanjiti tijekom istog vremenskog razdoblja.

U proizvodnji, tijekom izgradnje vodovodnih cjevovoda, izrađuju se projekti u kojima se izračunava hidraulički proračun vodoopskrbnog sustava prema Bernoullijevoj jednadžbi:

Gdje h 1-2 - pokazuje gubitak tlaka na izlazu, nakon prevladavanja otpora u cijelom dijelu vodoopskrbe.

Izračunavamo kućni vodovod

Ali to su, kako kažu, složeni izračuni. Za kućni vodovod koristimo jednostavnije izračune.

Na temelju podataka iz putovnice strojeva koje troši voda u kući, sumiramo ukupnu potrošnju. Ovoj brojci dodajemo potrošnju svih slavina za vodu koje se nalaze u kući. Jedna slavina propušta kroz sebe oko 5-6 litara vode u minuti. Zbrojimo sve brojke i dobijemo ukupnu potrošnju vode u kući. Sada, vođeni ukupnom potrošnjom, kupujemo cijev s poprečnim presjekom koji će osigurati pravi iznos i tlak vode svih uređaja za preklapanje vode koji istovremeno rade.

Kada se kućni vodovod priključi na gradsku mrežu, koristit ćete ono što vam daju. Pa, ako kod kuće imate bunar, kupite pumpu koja će vašoj mreži u potpunosti osigurati potreban pritisak koji odgovara troškovima. Prilikom kupnje vodite se prema podacima iz putovnice crpke.

Za odabir dijela cijevi, vodimo se ovim tablicama:

Ovisnost promjera o duljini vodoopskrbe		kapacitet cijevi
duljina cjevovoda, m	promjer cijevi, mm	promjer cijevi, mm	propusnost, l/min
Manje od 10	20	25	30
10 do 30	25	32	50
Preko 30	32	38	75

Ove tablice pružaju popularnije parametre cijevi. Za potpuno upoznavanje na Internetu možete pronaći potpunije tablice s izračunima za cijevi različitih promjera.

Ovdje ćete, na temelju ovih izračuna, i uz pravilnu instalaciju, osigurati svoj vodovod sa svim potrebnim parametrima. Ako nešto nije jasno, bolje je kontaktirati stručnjake.