A csővezetékben lévő folyadéknyomás kiszámítása. A csővezetékek hidraulikus számítását saját maga is elvégezheti

Bevezetés

Célok és célkitűzések lejáratú papírok

1. A csővezeték számítása

1.1 Küldetés

1.2 Számítások

1.2.1 A sebességek és sebességek meghatározása

1.2.2 Statikus és sebességfejek meghatározása

1.2.3 Fejveszteség számítása

1.2.4 A szükséges fej meghatározása

2. Szivattyú kiválasztása

3. Szivattyú szabályozás

4. A megengedett szívómagasság számítása

A technológiai csővezetékeket ilyen csővezetékeknek nevezzük ipari vállalkozások, amelyen keresztül keverékek, intermedierek és késztermékek, kiégett reagensek, víz, üzemanyag és egyéb anyagok szállítása történik, biztosítva a technológiai folyamat lebonyolítását.

A vegyipari vállalkozások technológiai csővezetékei segítségével a termékek egyazon műhelyben vagy folyamategységen belül az egyes eszközök között, valamint a folyamategységek és az egyes műhelyek között mozgathatók, a nyersanyagokat raktárból szállítják vagy szállítják. elkészült termékek a tárolóhelyére.

Vállalkozásoknál vegyipar a folyamatvezetékek szerves részét képezik technológiai berendezések. Építésük költsége bizonyos esetekben elérheti a teljes vállalkozás költségének 30% -át. Egyes vegyi üzemekben a csővezetékek hosszát tíz, sőt több száz kilométerben mérik. A technológiai egységek és a vegyipari vállalkozás egészének zavartalan működése, a termékek minősége és a technológiai berendezések biztonságos működési feltételei nagyban függenek attól, hogy a csővezetékek milyen szakértelemmel vannak megtervezve és üzemeltetve, és milyen szinten tartják fenn jó állapotukat.

A vegytechnológiában felhasznált, csővezetéken szállított nyersanyagok és termékek eltérő fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek. Lehetnek folyékony, műanyag, gáz vagy gőz halmazállapotúak, emulziók, szuszpenziók vagy szénsavas folyadékok formájában. Ezeknek a közegeknek a hőmérséklete az alacsony mínusztól a rendkívül magas nyomásig, a mélyvákuumtól a több tíz atmoszféráig terjedhet. Ezek a környezetek lehetnek semlegesek, savasak, lúgosak, gyúlékonyak és robbanásveszélyesek, károsak az egészségre és a környezetre.

A csővezetékeket egyszerű és összetett, rövid és hosszú csővezetékekre osztják. Azokat a csővezetékeket, amelyeknek nincs elágazása a csőben lévő folyadék útvonala mentén, a folyadék kiválasztásához vagy a csővezetékhez való további ellátásához egyszerűnek nevezzük. Az összetett csővezetékek olyan csővezetékeket foglalnak magukban, amelyek egy fő főcsőből és oldalágakból állnak, és különböző konfigurációjú csővezetékek hálózatát alkotják. Technológiai berendezések csővezetékei vegyipari vállalkozások többnyire egyszerűek.

A legtöbb egyszerű módon folyadék mozgatása egyik készülékből a másikba a gravitációs kisülés. Ez a mozgás csak akkor lehetséges, ha a kezdeti tartály a megtöltött tartály felett helyezkedik el.

· Ismerkedés a vegyipari vállalkozások technológiai csővezetékeinek elrendezésével, a folyadékok rajtuk való mozgatásának módszereivel és az alapvető függőségek alkalmazási módszereivel a csővezetékek hidraulikai jellemzőinek megalkotásához szükséges számítási egyenletek megszerzéséhez.

· Egyedi feladat elvégzése egyszerű technológiai csővezeték szükséges nyomásgörbéjének megalkotása, adott áramlási sebesség mellett a folyadék átmozgatásának módjának meghatározása, szivattyú kiválasztása, valamint a szivattyú működését elemző készség elsajátítása. csővezeték hidraulikai jellemzői alapján.

1.1 Feladat a szakterület 1. számú kurzushoz "Kémiai technológiai eljárások és eszközök"

I-1 lehetőség

Végezze el a folyamatvezeték hidraulikus számítását, és rajzolja meg a szükséges magassággörbét. Válasszon egy szivattyút folyadék csővezetéken keresztül történő szivattyúzásához, adott áramlási sebességgel.

Csővezeték séma

Számítási adatok:

PA=1,5 kg/cm2 g; РВ=0,5 kg/cm2 vác; L1=200 m; L2=150 m; d1=95x5 mm; d2=45x4 mm;

Szivattyúzott folyadék: Kénsav 60%;

Helyi ellenállás típusa: 1-normál szelep;

2-kimenet φ=90°;

A cső típusa és állapota: 1-acél nagy lerakódásokkal;

2-acél új;

Hirtelen átmérőváltozás: hirtelen szűkület

Folyadék emelési magasság: ΔZ=40 m;

A szivattyúzott folyadék áramlási sebessége: qv=1,8 10-3 m3/s.

Ahol szükséges, fordítsuk le a kiindulási adatokat az SI rendszerbe:

A 60%-os kénsav esetében a sűrűség és a dinamikus viszkozitás referenciaértékei a következők: ,Pasz;

Állítsunk be 6 sebességértéket egy kisebb átmérőjű csőszakaszra (II. csőszakasz) az m/s intervallumból.

Nézzük meg a folyadék térfogati áramlási sebességét:

qv1=5,37 10-4 m3/s;

qv2=1,07 10-3 m3/s;

qv3=1,61 10-3 m3/s;

qv4=2,15 10-3 m3/s;

qv5=2,69 10-3 m3/s;

qv6=3,22 10-3 m3/s;

Számítsa ki az első cső keresztmetszeti területét:

Nézzük meg a folyadék áramlási sebességét az első csőben:

A következőt kapjuk: uI, 1=0,10 m/s;

uI, 2=0,19 m/s;

uI, 3=0,28 m/s;

uI, 4=0,38 m/s;

uI, 5=0,47 m/s;

A folyadékoszlop ellenállásának leküzdéséhez szükséges fej:

, ahol .

Sebességfej:

Számítsa ki a fejveszteséget:

Ehhez megtaláljuk a Reynolds-kritérium értékeit az első csőben lévő folyadékra:

Érdesség csövek :

Elsőre acélcső nagy befizetésekkel elfogadjuk

Azután

Mivel a Reynolds-kritérium minden értéke benne van az intervallumban, vegyes turbulens áramlás esetén a következő képlet használható a súrlódási együttható kiszámításához:

Ekkor a csővezeték 1. lineáris szakaszán a veszteségek egyenlőek lesznek:

Veszteségek a 2. lineáris csőszakaszon:

Cső érdesség:

A második új acélcsőhöz vegyük: m.

Azután:

A Reynolds-kritérium kritikus értékei:

Mivel a Reynolds-szám első 4 értéke kisebb, mint ReKP1, az áramlás egyenletes és turbulens, és:

Kapunk:

Mivel az Re utolsó két értéke az intervallumhoz tartozik, az áramlás kevert turbulens, és:

, azután

Fejvesztés a csővezeték második szakaszában:

, találunk:

Keressük a fejveszteséget a helyi ellenállásokban.

Ehhez kiválasztjuk a helyi veszteségek együtthatóinak referenciaértékeit a megfelelő helyi ellenállásokhoz:

bejárat a csőbe;

A szelep normális;

hirtelen szűkület;

könyök φ=90° ;

Kilépés a csőből;

Akkor az I-pipe-hoz:

II csőhöz:

Helyi veszteségek az I. szakaszban:

, kapunk:

Helyi veszteségek a II. szakaszban:

Ezután a teljes veszteség az I. és II. szakaszban:

Az 1. részben:

A 2. részben:

Összes veszteség:

Megtaláljuk a tényleges nyomás értékét:

Megtaláljuk a szükséges nyomást:

Az elvégzett számítások alapján megszerkesztjük a szükséges nyomás görbéjét.

Ebben a munkában a szivattyú kiválasztása abból áll, hogy olyan szivattyút kell keresni, amelynek működési pontja a kívánt magasság görbéjéhez igazítva a szivattyú területén belül található, és amelynél a szokásos qv áramlási sebesség megegyezik a a csővezetékre megadott vagy attól eltérő áramlási sebességet nagy oldala. Ebben az esetben a többletáramlást az elzárószerkezet elzárásával lehet eloltani.

Szivattyú segítségével a folyadék áramlásának biztosítására m3 / s = m3 / óra, létre kell hozni a szükséges nyomást Hreb = 38m.

Olyan szivattyút választunk, amely a következő feltételeket biztosítja:

Határozzuk meg a munkaterületet a szükséges folyadékáramláshoz:

m3/s;

m3/s.

Megtaláljuk az ilyen költségeknek megfelelő nyomást:

összefüggésből H1=24 m, qv1=2,4 10-3 m3/s, illetve m3/s, ill. m3/s talál m; m.

A rendelkezésre álló három pont alapján felállítunk egy szivattyúgörbét.

Látható, hogy a szükséges nyomás és a szivattyú görbéje szinte metszi egymást munkaterület. Ezenkívül a szivattyú kis mennyiségű áramlást és nyomást biztosít. A hálózatban a szükséges nyomás növeléséhez elzáró- és vezérlőberendezést (szelepet) kell használni. Részleges átfedésével az áramlási keresztmetszet csökken és a helyi ellenállás értéke nő, ami a fejgörbe óramutató járásával ellentétes eltolódásához vezet.

Energiatakarékossági szempontból a szivattyú átfolyásának szabályozási módja a tengelyfordulatszám változtatásával a leghatékonyabb. Ugyanakkor a szivattyúk meghajtására gyakran alkalmaznak viszonylag olcsó, megbízható és könnyen használható aszinkron villanymotorokat. Az ilyen motorok fordulatszámának megváltoztatása összefügg az ellátás gyakoriságának megváltoztatásával váltakozó áram. Ez a módszer bonyolultnak és költségesnek bizonyul. Ebben a tekintetben a fojtószelepet főként a szivattyúk áramlásának szabályozására használják.

A szelep lendkerék helyzetének megváltoztatása a helyi ellenállási együttható változásával jár. Ha a fordulatszám változása hatással van a szivattyú jellemzőire, akkor a fojtás a hálózat jellemzőinek változása.

Ha például egy szelep zárva van, és ezáltal megnő a nyomásveszteség a hálózatban, amint az a helyi nyomásveszteségek számítási egyenletéből látható, a helyi ellenállási együttható növekedése a nyomásveszteség növekedéséhez vezet. Ennek megfelelően a szükséges nyomás is megnő. A hálózat új karakterisztikája meredekebb lesz. Ebben az esetben a működési pont az alacsonyabb költségek felé tolódik el.

Számítsa ki a szivattyú által a nyomásenergia folyadékkal való kommunikációjára fordított hasznos teljesítményt:

Tengelyteljesítmény (beleértve a szivattyú hatásfokát): kW;

A motor által fogyasztott teljesítmény (névleges), figyelembe véve az átviteli hatékonyságot egyenlő eggyel: kW;

A teljesítménytartalék tényezőt figyelembe véve megkapjuk a motor beépített teljesítményét:

Tekintettel arra, hogy a kiválasztott szivattyú adattáblán szereplő teljesítménye valamivel nagyobb, mint a számított, ez arra enged következtetni, hogy a legmegfelelőbb szivattyút választották ki.

Bypass (bypass). A szivattyú áramlásának ily módon történő szabályozása során a rendszerben a szükséges áramlási sebességet úgy biztosítják, hogy a szivattyú által szivattyúzott folyadék egy részét a nyomócsőből a szívócsőbe, a bypass csövön keresztül elvezetik. Ha csökkenteni kell a rendszerbe irányuló áramlást, nyissa ki a szelepet a bypass csővezetéken. A hálózat karakterisztikája pozitívabb lesz, és a szivattyú összáramlása nő.

Ez a szabályozási módszer gazdaságosabb olyan szivattyúk esetében, amelyek teljesítményfelvétele az áramlás növekedésével csökken. Nál nél centrifugális szivattyúk A bypass vezérlés növeli a szivattyú teljesítményét, és túlterhelheti a motort.

A nyomóoldalról a szívóoldalra áthaladva a folyadékáramlásnak van némi energiája. Ha a bypass szabályozás során nincs hasznos energiaátvitel a megkerült folyadékból a járókeréknek megfelelő áramlásba, a teljesítményveszteség a következő képlettel határozható meg:

,

ahol qH a szivattyú áramlása,

qP - bypassed flow,

Az Nset a szivattyúegység által fogyasztott teljesítmény.

Azután kW.

A megkerült áramlás energiáját kétféleképpen lehet racionálisan felhasználni:

1) A nyomás növelése a szivattyú szívóüregében, kilökődési hatás létrehozásával megkerült áramlással; a főszivattyúval sorba kapcsolva egy vízsugaras szivattyút kapcsolnak be, amely a leküzdendő nyomás egy részét leveszi a főszivattyúról, így a főszivattyú alacsonyabb emelőmagassággal és jobb kavitációs feltételekkel működik.

2) Az áramlás örvényléséhez a járókerék előtt. Az áramlás örvénylése a járókerék forgási irányában történik, miközben a járókerék forgási frekvenciájában pszeudo-csökkentés történik n az örvénylő folyadékáramlás forgási frekvenciáján. A szivattyú paraméterei - nyomás, áramlás és energiafogyasztás megváltoznak.

A szivattyúegység tervezésekor ellenőrizni kell megengedett magasság szívás.

Ennek az az oka, hogy a szívócső bemeneténél a nyomás (és leggyakrabban a nyomás) a szívócsőben keletkező veszteség mértékével nagyobb, mint a szivattyú bemeneténél. Normális esetben a szivattyú bemeneti nyomása a légköri nyomás (vákuum) alatt van. A vákuum mennyiségét viszont a légköri nyomás mértéke korlátozza.

A telített gőznyomás elérésekor a folyadék forrni kezd. Minél magasabb a hőmérséklet, annál nagyobb a gőznyomás. A szivattyúba belépő gőz megzavarja annak működését. Dinamikus működésű szivattyúkban generált nyomást a folyadék sűrűségétől függ. A gőz sűrűsége majdnem 1000-szer kisebb, mint a folyadék sűrűsége. Ennek eredményeként a nyomás is csökken. A térfogat-kiszorításos szivattyúkban az alacsony gőzsűrűség miatt az áramlás is csökken, és a szivárgáson keresztüli szivárgás nő.

Egy másik, a szivattyú működése során rendkívül nemkívánatos jelenség, amelyet a szívónyomás csökkenése okoz, a kavitáció (a folyadék felforrása az alacsony nyomású zónában (például a szivattyú lapátjainak széle mögött), amelyet a képződött buborékok összeomlása követ a szivattyúban. nyomásnövelő zóna). Amikor egy gőzbuborék összeomlik, a folyadék a közepe felé mozog. Ebben az esetben a folyadék bizonyos sebességet kap. A gőzüreg közepén a folyadék azonnali leállása következik be, mert a folyadék gyakorlatilag összenyomhatatlan. A kinetikus energia potenciális energiává alakul (nyomásnövekedés). A folyadék nyomása olyan magas, hogy a pengék fémje tönkremegy a kavitációs zónában.

Ebben a tekintetben a számítás a szivattyú nem kavitációs működésének állapotából történik. A gyakorlatban még egy mennyiséggel kell számolni - az úgynevezett kavitációs tartalékkal.

A megengedett szívómagasság a telítési gőznyomástól függ. Minél közelebb van a folyadék hőmérséklete a forrásponthoz, annál nagyobb a telített gőznyomás, és ennek következtében a szivattyú a folyadék felszínéhez képest alacsonyabb magasságba emelhető. A számítások eredményeként akár negatív értéket is kaphatunk. Valójában alacsony forráspontú folyadékok szivattyúzásakor a szivattyúkat mélyíteni kell (a folyadék felszíne alá kell felszerelni).

A folyadék sebessége a megengedett szívómagasságot is csökkenti a szívócsőben fellépő sebességmagasság és emelőmagasság miatt. Emiatt a tervezés során szivattyú egységek a szívóvezetékek átmérőit próbálják nagyra tenni. Bármilyen helyi ellenállás szintén nem kívánatos. Különféle szűrőket, szelepeket vagy tolózárakat, ha lehetséges, nem a szívó-, hanem a nyomóvezetékre kell felszerelni.

És így:

, ahol:

pt \u003d 200 mm Hg \u003d 26,66 103 Pa - telített gőznyomás

kénsav üzemi hőmérsékleten (25 °C);

uBC== m/s a folyadék sebessége a szivattyú szívócsövében;

Keressük a hPOT - fejveszteséget a szívóvezetékben:

Az áramlás kevert turbulens, ezért:

m - kavitációs tartalék.

· p1=1,472·105 Pa – nyomás a szívócsőben.

megállapításait

Ebben a munkában a technológiai csővezeték számítása (szükséges nyomás meghatározása) történt, amely a statikus, sebességi nyomás, valamint a helyi és lineáris ellenállások meghatározásából áll. különböző területekenés a csővezeték egészében. Megszerkesztettük a szükséges magassági görbét, és kiválasztottunk egy szivattyút, amely a tanár által meghatározott szállított folyadék áramlási sebességét biztosítja.

1. A.G. Kasatkin, "A kémiai technológia alapfolyamatai és berendezései", Moszkva: Kémia, 1971 - 784 p.

2. A kémiai technológia alapfolyamatai és berendezései: Tervezési kézikönyv / G.S. Boriszov, V.P. Brykov, Yu.I. Dytnersky és mások. Szerk. Yu.I. Dytnersky, 2. kiadás, átdolgozva. és további Moszkva: Kémia, 1991 - 496 p.

3. K.F. Pavlov, P.G. Romankov, A.A. Noskov. Példák és feladatok a kémiai folyamatok és eszközök menetéhez. technológiák, 10. kiadás, átdolgozott. és további Szerk. P.G. Romankov. L .: Kémia, 1987 - 578 p.

5 A CSŐVEZÉS HIDRAULIKAI SZÁMÍTÁSA

5.1 Állandó keresztmetszetű egyszerű csővezeték

A csővezeték ún egyszerű, ha nincsenek ágai. Az egyszerű csővezetékek összeköttetéseket képezhetnek: soros, párhuzamos vagy elágazó. Csővezetékek lehetnek összetett soros és párhuzamos csatlakozásokat vagy elágazásokat egyaránt tartalmaz.

A folyadék áthalad a csővezetéken, mivel energiája a csővezeték elején nagyobb, mint a végén. Ez az energiaszint-különbség (különbség) így vagy úgy létrejöhet: a szivattyú működésével, a folyadékszint különbségéből adódóan gáznyomással. A gépészetben elsősorban csővezetékekkel kell foglalkozni, amelyekben a folyadék mozgása a szivattyú működéséből adódik.

A csővezeték hidraulikus számításánál leggyakrabban az határozza meg szükséges nyomástH fogyasztás - a csővezeték kezdeti szakaszában lévő piezometrikus magassággal számszerűen megegyező érték. Ha adott a szükséges nyomás, akkor szokás hívni elérhető nyomásH reszelő. Ebben az esetben a hidraulikus számítással meghatározható az áramlás K folyadék a csővezetékben vagy annak átmérője d. A csővezeték átmérőjének értéke a következők közül kerül kiválasztásra megállapított szám a GOST 16516-80 szerint.

Legyen egy egyszerű, állandó áramlási szakaszú csővezeték, tetszőlegesen elhelyezve a térben (5.1. ábra, a), teljes hossza van lés átmérője d és számos helyi hidraulikus ellenállást tartalmaz I. és II.

Írjuk fel a Bernoulli-egyenletet az iniciáléra 1-1 és végleges 2-2 ennek a csővezetéknek a szakaszaiban, feltételezve, hogy ezekben a szakaszokban a Coriolis-együtthatók azonosak (α 1 =α 2). A sebességnyomás csökkentése után azt kapjuk

ahol z 1 , z 2 - a kezdeti és a végső szakaszok súlypontjainak koordinátái;

p 1 , p 2 - nyomás a csővezeték kezdeti és végső szakaszában;

A teljes nyomásveszteség a csővezetékben.

Ezért a szükséges nyomás

, (5.1)

Amint a kapott képletből látható, a szükséges nyomás a teljes geometriai magasság összege Δz = z 2 – z 1 , amelyre a folyadék felemelkedik a csővezeték mentén történő mozgás során, a piezometrikus magasság a csővezeték végső szakaszában és az összeg hidraulikus veszteségek a benne lévő folyadék mozgásából eredő nyomás.

A hidraulikában a csővezeték statikus nyomását összegként szokás érteni .

Ezután a teljes veszteséget mint teljesítmény funkció fogyasztástól K, kapunk

ahol t - a csővezetékben a folyadékáramlás módjától függő érték;

K - csővezeték ellenállás.

A folyadékáramlás és a lineáris lokális ellenállások lamináris rendszerében (ezek egyenértékű hossza megadva l eq) teljes veszteség

,

ahol l kalc = l + l eq - a csővezeték becsült hossza.

Ezért lamináris áramlás alatt t = 1, .

Turbulens folyadékáramlásban

.

Csere ebben a képletben átlagsebesség folyadékot az áramláson keresztül, megkapjuk a teljes fejveszteséget

. (5.3)

Aztán a turbulens rendszerben , és a kitevő m= 2. Nem szabad elfelejteni, hogy általános esetben a súrlódási veszteség együtthatója a hossz mentén az áramlási sebesség függvénye is K.

Minden egyes esetben hasonlóan eljárva, egyszerű algebrai transzformációk és számítások után egy olyan képletet kaphatunk, amely meghatározza egy adott egyszerű csővezetékhez szükséges nyomás analitikai függését a benne lévő áramlási sebességtől. Az ilyen függőségek grafikus formájú példái az 5.1. ábrán láthatók, b, ban ben.

A fenti képletek elemzése azt mutatja, hogy a megoldás a szükséges nyomás meghatározására H fogyasztás ismert költség mellett K a csővezetékben lévő folyadékok és annak átmérője d nem nehéz, mivel a kritikus érték összehasonlításával mindig ki lehet értékelni a folyadékáramlás módját a csővezetékben Újranak nekp= 2300 a tényleges értékével, ami kerek csöveknél a képlettel számolható ki

Az áramlási rendszer meghatározása után az (5.2) képlet segítségével kiszámíthatja a nyomásveszteséget, majd a szükséges emelőmagasságot.

Ha az értékek K vagy d nem ismertek, akkor a legtöbb esetben nehéz felmérni az áramlási üzemmódot, ezért indokolt a csővezeték nyomásveszteségét meghatározó képleteket választani. Ilyen helyzetben vagy a szukcesszív közelítés módszere, amely általában meglehetősen nagy számítási munkát igényel, vagy a grafikus módszer alkalmazása javasolható, amelynek alkalmazása során szükséges az ún. a csővezeték szükséges nyomása.

5.2. Egy egyszerű csővezeték szükséges nyomásának karakterisztikája felépítése

Grafikus ábrázolás koordinátákban N-K egy adott csővezetékre kapott analitikai függést (5.2) hidraulikában ún a szükséges nyomásra jellemző. Az 5.1. ábrán időszámításunk előtt a szükséges nyomás számos lehetséges jellemzője megadva van (lineáris - lamináris áramlási rendszerrel és lineáris helyi ellenállásokkal; görbe vonalú - turbulens áramlási rendszerrel vagy négyzetes helyi ellenállásokkal a csővezetékben).

Amint az a grafikonokból látható, a statikus fej értéke H utca lehet pozitív is (a folyadékot egy bizonyos Δ magasságig szállítjuk z vagy az utolsó részben létezik túlnyomás p 2) és negatív (amikor a folyadék lefolyik, vagy ha ritkulással mozog az üregbe).

A szükséges fejjellemzők meredeksége a csővezeték ellenállásától függ, és a csőhossz növekedésével és átmérőjének csökkenésével növekszik, valamint a helyi hidraulikus ellenállás számától és jellemzőitől is függ. Ezenkívül a lamináris áramlási üzemmódban a figyelembe vett érték arányos a folyadék viszkozitásával is. A kívánt nyomás karakterisztikájának metszéspontja az abszcissza tengellyel (pont DE az 5.1. ábrán b, ban ben) meghatározza a folyadékáramlást a csővezetékben gravitációs mozgás közben.

A szükséges nyomásgörbéket széles körben használják az áramlás meghatározására K egyszerű és összetett csővezetékek kiszámításakor is. Ezért megvizsgáljuk egy ilyen függőség létrehozásának módszerét (5.2. ábra, a). A következő lépésekből áll.

1. szakasz. Az (5.4) képlet segítségével meghatározzuk a kritikus áramlás értékét K kr megfelelő Újranak nekp=2300, és jelölje meg a kiadási tengelyen (abszcissza tengely). Nyilvánvalóan a bal oldalon található összes költségért K kr, a csővezeték lamináris áramlási rendszerű lesz, és a jobb oldalon elhelyezkedő áramlási sebességekhez K cr, - turbulens.

2. szakasz. Kiszámoljuk a szükséges nyomás értékeit H 1és H 2 egyenlő áramlási sebességgel a csővezetékben K cr, illetve azt feltételezve H 1 - a lamináris áramlási rezsim számításának eredménye, és H 2 - turbulenssel.

3. szakasz. A lamináris áramlási üzemmódhoz (kisebb áramlási sebességekhez) megépítjük a szükséges magassági karakterisztikát K cr) . Ha a csővezetékbe beépített helyi ellenállások veszteségei lineárisan függnek az áramlási sebességtől, akkor a szükséges magasság jellemzője lineáris.

4. szakasz. A turbulens áramlási üzemmódhoz (nagy áramlási sebességekhez) megépítjük a szükséges magassági karakterisztikát Knak nekp). Minden esetben görbe vonalú karakterisztikát kapunk, közel egy másodfokú parabolához.

Egy adott csővezetékhez szükséges nyomás karakterisztikája birtokában lehetséges ismert érték elérhető nyomás Hreszelő keresse meg a kívánt áramlási sebességet Qx (lásd az 5.2. ábrát, a).

Ha meg kell találni belső átmérő csővezeték d, akkor több érték adott d, meg kell építeni a szükséges nyomás függőségét Hfogyasztátmérőtől d (5.2. ábra, b). Értékben a következő H terjed a legközelebbi nagyobb átmérőt a standard tartományból választjuk ki d utca .

Egyes esetekben a gyakorlatban a hidraulikus rendszerek kiszámításakor a szükséges nyomás karakterisztikája helyett a csővezeték jellemzőjét használják. A csővezeték jellemzői a csővezeték teljes nyomásveszteségének az áramlástól való függése. Ennek a függőségnek az analitikus kifejezése a következő formában van

Az (5.5) és (5.2) képlet összehasonlítása arra enged következtetni, hogy a csővezeték karakterisztikája eltér a szükséges nyomás jellemzőitől a statikus nyomás hiányában Hállni H utca = 0 ez a két függőség ugyanaz.

5.3 Egyszerű csőcsatlakozások.

Elemző és grafikus módokon számítás

Fontolja meg az egyszerű csővezetékek csatlakozásainak kiszámítási módszereit.

Hagyjuk soros csatlakozás néhány egyszerű csővezeték ( 1 , 2 és 3 az 5.3. ábrán a) különböző hosszúságok, különböző átmérők, eltérő helyi ellenálláskészlettel. Mivel ezek a csővezetékek sorba vannak kötve, mindegyikben ugyanaz a folyadékáramlás megy végbe. K. A teljes fejveszteség a teljes kapcsolatra (pontok között Més N) az egyes egyszerű csővezetékek nyomásveszteségének összege ( , , ), azaz soros kapcsolat esetén a következő egyenletrendszer érvényes:

(5.6)

A nyomásveszteség minden egyszerű csővezetékben a megfelelő áramlási sebességek értékei alapján határozható meg:

Az (5.7) függőségekkel kiegészített (5.6) egyenletrendszer az alapja a csővezetékek soros csatlakozású hidraulikus rendszerének analitikai számításainak.

Ha grafikus számítási módszert használunk, akkor szükségessé válik a kapcsolat összes jellemzőjének felépítése.

Az 5.3. ábrán b bemutatunk egy módszert a soros kapcsolat összefoglaló jellemzőinek megszerzésére. Ehhez az egyszerű csővezetékek jellemzőit használják. 1 , 2 és 3

A soros csatlakozás teljes karakterisztikájához tartozó pont megalkotásához az (5.6) pontnak megfelelően az eredeti csővezetékek nyomásveszteségeit azonos áramlási sebesség mellett össze kell adni. Ebből a célból egy tetszőleges függőleges vonalat húzunk a grafikonon (tetszőleges áramlási sebességgel K" ). Ezen függőleges mentén összegezzük a függőlegesnek a csővezetékek kezdeti jellemzőivel való metszéséből adódó szakaszokat (nyomásveszteség és). Az így kapott pont DE a kapcsolat teljes jellemzőjéhez fog tartozni. Ezért több egyszerű csővezeték soros kapcsolásának teljes karakterisztikáját úgy kapjuk meg, hogy összeadjuk a kezdeti jellemzők pontjainak ordinátáit ezt a költséget.

Párhuzamos két közös ponttal (elágazási és zárási ponttal) rendelkező csővezetékek összekapcsolásának nevezzük. Példa párhuzamos csatlakozás három egyszerű csővezeték látható az 5.3. ábrán, ban ben. Nyilvánvaló, hogy a költség K folyadék a hidraulikus rendszerben elágazás előtt (pont M)és zárás után (pont N) azonos és megegyezik a kiadások összegével K 1 , K 2 és K 3 párhuzamos ágakban.

Ha pontokban kijelöljük az összes fejet M és Nát HM és H N, akkor az egyes csővezetékeknél a nyomásveszteség megegyezik az alábbi fejek különbségével:

; ; ,

azaz párhuzamos csővezetékeknél a fejveszteség mindig azonos. Ez azzal magyarázható, hogy egy ilyen csatlakozással az egyes egyszerű csővezetékek eltérő hidraulikus ellenállása ellenére a költségek K 1 , K 2 és K 3 elosztani közöttük úgy, hogy a veszteségek egyenlőek maradjanak.

Így a párhuzamos kapcsolat egyenletrendszerének alakja van

(5.8)

A csatlakozásban szereplő egyes csővezetékek nyomásvesztesége (5.7) képletekkel határozható meg. Így az (5.7) képletekkel kiegészített (5.8) egyenletrendszer az alapja a párhuzamos csővezeték-csatlakozású hidraulikus rendszerek analitikai számításainak.

Az 5.3. ábrán G bemutatunk egy módszert a párhuzamos kapcsolat összefoglaló jellemzőinek megszerzésére. Ehhez az egyszerű csővezetékek jellemzőit használják. 1 , 2 és 3 , amelyek függőségek szerint épülnek fel (5.7).

A párhuzamos csatlakozás teljes karakterisztikájához tartozó pont megszerzéséhez az (5.8) pontnak megfelelően össze kell adni az eredeti csővezetékek költségeit azonos nyomásveszteséggel. Erre a célra egy önkényes vízszintes vonal(önkényes elvesztésre). Ezen a vízszintes vonal mentén a szegmensek grafikusan össze vannak foglalva (költségek K 1 , K 2 és K 3) a vízszintes és a csővezetékek kezdeti jellemzőinek metszéspontjából nyert. Az így kapott pont NÁL NÉL a kapcsolat teljes jellemzőjéhez tartozik. Ezért a csővezetékek párhuzamos csatlakozásának teljes karakterisztikáját úgy kapjuk meg, hogy adott veszteségek esetén összeadjuk a kezdeti jellemzők pontjainak abszcisszáit.

Hasonló módszerrel építjük fel az elágazó csővezetékek összesített jellemzőit. elágazó kapcsolat több csővezeték halmazának nevezzük, amelyeknek egy közös pontja van (a csövek elágazási vagy csomópontja).

A fent tárgyalt soros és párhuzamos csatlakozások szigorúan véve a komplex csővezetékek kategóriájába tartoznak. A hidraulikában azonban összetett csövek,általában megértik több soros és párhuzamos egyszerű csővezeték csatlakoztatását.

Az 5.3. ábrán d példa egy ilyen összetett, három csővezetékből álló csővezetékre 1 , 2 és 3. Csővezeték 1 csővezetékekkel sorba kötve 2 és 3. Csővezetékek 2 és 3 párhuzamosnak tekinthetők, mivel van egy közös elágazási pontjuk (pont M) és ugyanabba a hidraulikatartályba töltse be a folyadékot.

Összetett csővezetékek esetén a számítás általában grafikus módszerrel történik. A következő sorrend ajánlott:

1) egy összetett csővezeték több egyszerű csővezetékre oszlik;

2) minden egyszerű csővezetékhez meg kell építeni annak jellemzőit;

3) grafikus összeadással egy összetett csővezeték jellemzőjét kapjuk.

Az 5.3. ábrán e megmutatja a grafikus konstrukciók sorrendjét, amikor egy összetett csővezeték teljes karakterisztikáját () megkapjuk. Először a csővezetékek jellemzőit adjuk hozzá a párhuzamos csővezetékek jellemzőinek összeadásának szabálya szerint, majd a párhuzamos csatlakozás jellemzőjét adjuk hozzá a karakterisztikához a sorosan kapcsolt csővezetékek jellemzőinek összeadási szabálya szerint és a karakterisztikával. a teljes komplex csővezetékből.

Egy ilyen módon megszerkesztett gráf (lásd az 5.3. ábrát, e) összetett csővezeték esetén ez egyszerűen ismert áramlási sebességből lehetséges K 1 a hidraulikus rendszerbe lépve határozza meg a szükséges nyomást H fogyasztás = a teljes komplex csővezetékre, költségek K 2 és K 3 párhuzamos ágakban, valamint fejveszteség , és minden egyszerű csővezetékben.

5.4 Szivattyús csővezeték

Amint már említettük, a gépiparban a folyadékellátás fő módja a szivattyú általi kényszerinjektálás. szivattyú hidraulikus berendezésnek nevezzük, amely a hajtás mechanikai energiáját a munkaközeg áramlásának energiájává alakítja. A hidraulikában olyan csővezetéket neveznek, amelyben a folyadék mozgását szivattyú biztosítja szivattyúzott csővezeték(5.4. ábra, a).

A szivattyúzott csővezeték számításának célja általában a szivattyú által generált emelőmagasság (szivattyúmagasság) meghatározása. Szivattyúfej H n a szivattyú által a folyadék egységnyi tömegére átadott teljes mechanikai energia. Így meghatározni H n meg kell becsülni a folyadék teljes fajlagos energiájának növekedését, amikor az áthalad a szivattyún, pl.

, (5.9)

ahol H be,H ki - a folyadék fajlagos energiája a szivattyú bemeneténél és kimeneténél.

Fontolja meg a nyitott csővezeték működését szivattyús betáplálással (lásd 5.4. ábra, a). A szivattyú folyadékot pumpál az alsó tartályból DE folyadéknyomással p 0 másik tankra B, amelyben a nyomás R 3 . A szivattyú magassága az alsó folyadékszinthez viszonyítva H Az 1-et szívási magasságnak nevezzük, és azt a csővezetéket, amelyen keresztül a folyadék belép a szivattyúba szívócső, vagy szívóvezeték. A csővezeték utolsó szakaszának vagy a folyadék felső szintjének magassága H 2 Ezt a kiürítési magasságnak nevezik, és azt a csővezetéket, amelyen keresztül a folyadék a szivattyúból kimozdul, nyomás, vagy befecskendező hidraulika vezeték.

Írjuk fel a Bernoulli-egyenletet a szívócsőben folyó folyadékáramra, i.e. szakaszokhoz 0-0 és 1-1 :

, (5.10)

hol van a nyomásveszteség a szívócsőben.

Az (5.10) egyenlet a fő egyenlet a szívócsővezetékek kiszámításához. Nyomás p 0 általában korlátozott (leggyakrabban légköri nyomás). Ezért a szívócső számításának célja általában a szivattyú előtti nyomás meghatározása. Magasabbnak kell lennie, mint a folyadék telített gőznyomása. Ez azért szükséges, hogy elkerüljük a kavitációt a szivattyú bemeneténél. Az (5.10) egyenletből megállapítható fajlagos energia folyadékok a szivattyú bemeneténél:

. (5.11)

Írjuk fel a Bernoulli-egyenletet a folyadék beáramlására nyomású csővezeték, azaz szakaszokra 2-2 és 3-3:

, (5.12)

hol van a nyomásveszteség a nyomóvezetékben.

Ennek az egyenletnek a bal oldala a folyadék fajlagos energiája a szivattyú kimeneténél Hkijárat. Az (5.9)-be behelyettesítve az (5.11) függőségek jobb részeit for Hban benés (5.12) for Hkijárat, kapunk

Az (5.13) egyenletből következően a szivattyúfej H n biztosítja a folyadékot, hogy magasra emelkedjen (H 1+H 2), nyomás alá helyezve R 0 előtt p 3, és a szívó- és nyomóvezetékek ellenállásának leküzdésére fordítják.

Ha az (5.13) egyenlet jobb oldalán található kijelöl H st és cserélje ki a KQ m , akkor megkapjuk Hn= Hcr + KQ m.

Hasonlítsuk össze az utolsó kifejezést az (5.2) képlettel, amely meghatározza a csővezeték szükséges nyomását. Teljes azonosságuk nyilvánvaló:

azok. a szivattyú a csővezeték szükséges nyomásával megegyező magasságot hoz létre.

A kapott (5.14) egyenlet lehetővé teszi a szivattyúmagasság analitikus meghatározását. A legtöbb esetben azonban az analitikai módszer meglehetősen bonyolult, ezért a szivattyús csővezeték kiszámításának grafikus módszere széles körben elterjedt.

Ez a módszer abból áll, hogy a grafikonon közösen ábrázoljuk a csővezeték szükséges nyomásának jellemzőit (vagy csővezeték jellemzőit). és a szivattyú jellemzői. A szivattyú jellemzője alatt a szivattyú által létrehozott nyomásnak az áramlási sebességtől való függését értjük. E függőségek metszéspontját ún működési pont hidraulikus rendszerek, és az (5.14) egyenlet grafikus megoldásának eredménye.

Az 5.4. ábrán b példa egy ilyen grafikus megoldásra. Itt van az A pont és a hidraulikus rendszer kívánt működési pontja. Koordinátái határozzák meg a nyomást H n, pumpált, és a fogyasztás Kn folyadék a szivattyúból a hidraulikus rendszerbe.

Ha valamilyen oknál fogva a munkapont helyzete a grafikonon nem felel meg a tervezőnek, akkor ez a pozíció a csővezeték vagy a szivattyú bármely paraméterének módosításával módosítható.

7.5. Vízkalapács a csővezetékben

Víz kalapács oszcillációs folyamatnak nevezzük, amely a csővezetékben a folyadék sebességének hirtelen megváltozásával jár, például amikor az áramlás a szelep (csaptelep) gyors leállása miatt leáll.

Ez a folyamat nagyon gyors, és a nyomás éles növekedésének és csökkenésének váltakozása jellemzi, ami a hidraulikus rendszer tönkremeneteléhez vezethet. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a mozgó áramlás kinetikus energiája, amikor leáll, a csövek falának nyújtására és a folyadék összenyomására hat. A legnagyobb veszély a kezdeti nyomáslökés.

Kövessük nyomon a csővezetékben fellépő hidraulikus sokk szakaszait, amikor az áramlás gyorsan elzáródik (7.5. ábra).

Legyen a cső végén, amelyen keresztül a folyadék sebességgel mozog vq, azonnal zárja el a csapot DE. Ezután (lásd a 7.5. ábrát, a) a csapot elérő folyadékrészecskék sebessége kialszik, és mozgási energiájuk a cső falainak és a folyadéknak a deformációjával alakul át. Ebben az esetben a cső falait megfeszítik, és a folyadékot összenyomják. A leállított folyadékban a nyomás Δ-vel nő p veri Más részecskék a darunál befutnak a lelassult folyadékrészecskékbe, és szintén veszítenek sebességükből, aminek következtében a keresztmetszet p-p hívott c sebességgel jobbra mozog lökéshullám sebessége maga az átmeneti régió (szakasz p-p), amelyben a nyomás Δ-vel változik p oud, hívott lökéshullám.

Amikor a lökéshullám eléri a tartályt, a folyadék leáll és összenyomódik a teljes csőben, és a cső falai megnyúlnak. Ütésnyomás növekedés Δ p Az ud az egész csőre kiterjed (lásd 7.5. ábra, b).

De ez az állapot nincs egyensúlyban. Nagy nyomás alatt ( R 0 + Δ p ud) a folyékony részecskék a csőből a tartályba rohannak, és ez a mozgás a tartály közvetlen szomszédságában lévő szakasztól kezdődik. Most a szakasz p-p a csővezetéken az ellenkező irányba - a szelephez - azonos sebességgel mozog val vel, nyomást hagyva maga után a folyadékban p 0 (lásd a 7.5. ábrát, ban ben).

A folyadék és a csőfalak visszatérnek a nyomásnak megfelelő kiindulási állapotba p 0 . A deformációs munka teljesen átalakul kinetikus energiává, és a csőben lévő folyadék felveszi kezdeti sebességét , hanem az ellenkező irányba.

Ezzel a sebességgel a "folyadékoszlop" (lásd a 7.5. ábrát, G) hajlamos elszakadni a darutól, ami negatív lökéshullámot eredményez (a folyadék nyomása azonos Δ értékkel csökken p oud). A két folyékony halmazállapot közötti határ irányult a csaptól a tartályig sebességgel val vel, hátrahagyva az összenyomott csőfalakat és az expandált folyadékot (lásd a 7.5. ábrát, d). A folyadék mozgási energiája ismét a deformációs munkába megy, de ellenkező előjellel.

A csőben lévő folyadék állapota a negatív lökéshullám tartályba érkezésének pillanatában a 7.5. ábrán látható. e. Ahogy a 7.5. ábrán látható, b, nincs egyensúlyban, mivel a csőben lévő folyadék nyomás alatt van ( R 0 + Δ pütés), kevesebb, mint a tankban. A 7.5. ábrán jól bemutatja a nyomás kiegyenlítésének folyamatát a csőben és a tartályban, amelyhez a folyadék sebességgel történő mozgása társul .

Nyilvánvalóan, amint a tartályról visszaverődő lökéshullám eléri a szelepet, olyan helyzet áll elő, amely a szelep zárásának pillanatában már megtörtént. A vízkalapács teljes ciklusa megismétlődik.

Elméleti és kísérleti tanulmány A csövek hidraulikus sokkját először N. E. Zhukovsky végezte. Kísérleteiben legfeljebb 12 teljes ciklust regisztráltak a Δ fokozatos csökkenésével p veri A kutatás eredményeként N. E. Zsukovszkij olyan analitikai függőséget kapott, amely lehetővé teszi a Δ lökésnyomás becslését p veri Az egyik képlet, amelyet N. E. Zsukovszkijról neveztek el, a következő alakkal rendelkezik

hol a lökéshullám terjedési sebessége val vel képlet határozza meg

,

ahol NAK NEK - a folyadék ömlesztett rugalmassági modulusa; E - a csővezeték falának anyagának rugalmassági modulusa; dés δ a csővezeték belső átmérője és falvastagsága.

A (7.14) képlet közvetlen vízkalapácsra érvényes, ha az áramlás elzárási ideje t zárás kisebb, mint a vízkalapács fázis t 0:

ahol l- csőhossz.

Vízkalapács fázis t 0 az az idő, amely alatt a lökéshullám a szelepből a tartályba és vissza mozog. Nál nél t bezár > t 0 lökésnyomás kisebb, és ilyen vízkalapácsot hívnak közvetett.

Ha szükséges, használhatja ismert módokon a hidraulikus sokk "enyhítése". Ezek közül a leghatékonyabb a csapok vagy más, a folyadék áramlását blokkoló eszközök reakcióidejének növelése. Hasonló hatás érhető el a hidraulikus akkumulátorok beépítésével ill biztonsági szelepek. A csővezetékben lévő folyadék sebességének csökkentése a csövek belső átmérőjének adott áramlási sebesség melletti növelésével és a csővezetékek hosszának csökkentésével (a hidraulikus sokkfázis csökkentése) szintén hozzájárul a lökésnyomás csökkenéséhez.

[Tartalomjegyzék] [Következő előadás] VIP felhasználó.
Ez teljesen ingyenesen megtehető. Olvas.

A csővezeték, mint folyékony és gáznemű közeg szállításának módja a leggazdaságosabb módja minden iparágban nemzetgazdaság. Így mindig élvezni fogja a szakemberek fokozott figyelmét.

A csővezetékrendszer tervezésekor a hidraulikus számítás lehetővé teszi a csövek belső átmérőjének és a nyomásesésnek a maximális érték esetén történő meghatározását. sávszélesség csövek. Ugyanakkor a következő paraméterek megléte kötelező: az anyag, amelyből a csövek készülnek, a cső típusa, a termelékenység, fizikai-kémiai jellemzők pumpált közeg.

A képletekkel végzett számítások során a megadott értékek egy része a referencia irodalomból származhat. F. A. Shevelev professzor, a műszaki tudományok doktora táblázatokat dolgozott ki az áteresztőképesség pontos kiszámításához. A táblázatok a belső átmérő, az ellenállás és egyéb paraméterek értékeit tartalmazzák. Ezenkívül van egy táblázat a folyadékok, gázok és gőzök hozzávetőleges sebességeiről, hogy egyszerűsítse a csövek áteresztőképességének meghatározását. A közüzemi szektorban használják, ahol nincs annyira szükség a pontos adatokra.

Települési rész

Az átmérő kiszámítása a képlet használatával kezdődik egyenletes mozgás folyadékok (folytonossági egyenlet):

ahol q a tervezési folyamat

v a gazdasági áramlási sebesség.

ω - terület keresztmetszet kerek cső átmérővel d.

A képlet szerint számítva:

ahol d a belső átmérő

ezért d = √4*q/ v*π

A folyadék mozgásának sebességét a csővezetékben 1,5-2,5 m/s-nak feltételezzük. Ez a megfelelő érték optimális teljesítmény lineáris rendszer.

A nyomóvezetékben a nyomásveszteséget a Darcy-képlet határozza meg:

h = λ*(L/d)*(v2/2g),

ahol g a szabadesési gyorsulás,

L a csőszakasz hossza,

A v2/2g a sebesség (dinamikus) fejét jelölő paraméter,

λ a hidraulikus ellenállás együtthatója, a folyadék mozgási módjától és a csőfalak érdességi fokától függ. Az érdesség egyenetlenséget, hibát jelent belső felület csővezeték, és abszolút és relatívra oszlik. Az abszolút érdesség az egyenetlenségek magassága. A relatív érdesség a következő képlettel számítható ki:

Az érdesség alakja eltérő, és a cső hossza mentén egyenetlen. Ebben a tekintetben a számítások során a k1 átlagos érdességet veszik figyelembe, amely korrekciós tényező. Ez az érték számos tényezőtől függ: a cső anyagától, a rendszer működésének időtartamától, különböző korróziós hibáktól stb. A csővezeték acél változatánál az értéket 0,1-0,2 mm-rel kell alkalmazni. Ugyanakkor más helyzetekben a k1 paraméter F. A. Shevelkov táblázataiból vehető ki.

Abban az esetben, ha a fővezeték hossza nem nagy, akkor a szivattyúállomások berendezésében a helyi nyomásveszteségek megközelítőleg megegyeznek a csövek hosszában bekövetkező emelési veszteséggel. A teljes veszteséget a következő képlet határozza meg:

h = P/ρ*g, ahol

ρ a közeg sűrűsége

Vannak helyzetek, amikor a csővezeték bármilyen akadályt keresztez, például víztesteket, utakat stb. Ezután szifonokat használnak - olyan szerkezeteket, amelyek a gát alá fektetett rövid csövek. Itt is van folyadéknyomás. A szifonok átmérőjét a következő képlet határozza meg (figyelembe véve, hogy a folyadék áramlási sebessége nagyobb, mint 1 m/s):

h = λ*(L/d)*(v2/2g),

h = I*L+ Σζ* v2/2g

ζ - a helyi ellenállás együtthatója

Feltételezzük, hogy a szifon elején és végén lévő csőtálcák jeleinek különbsége megegyezik a fejveszteséggel.

A helyi ellenállások kiszámítása a következő képlettel történik:

hм = ζ* v2/2g.

A folyadék mozgása lehet lamináris vagy turbulens. A hm együttható az áramlás turbulenciájától függ (Reynolds-szám Re). A turbulencia növekedésével további folyadékturbulencia jön létre, aminek következtében a hidraulikus ellenállási együttható értéke nő. Re › 3000-nél mindig turbulens rendszer figyelhető meg.

A hidraulikus ellenállás együtthatója lamináris üzemmódban, amikor Re ‹ 2300, a következő képlettel számítjuk ki:

Kvadratikus turbulens áramlás esetén ζ a lineáris objektum architektúrájától függ: a térd hajlítási szögétől, a szelepnyitás mértékétől, ellenőrizd a szelepet. A csőből való kilépéshez ζ egyenlő 1-gyel. A hosszú csővezetékek helyi ellenállása 10-15% nagyságrendű a htr súrlódásra. Ekkor a teljes veszteség:

Н = htr + Σ htr ≈ 1,15 htr

A számítások során a szivattyút az áramlás, a nyomás és a tényleges teljesítmény paraméterei alapján választják ki.

Következtetés

Teljesen lehetséges a csővezeték hidraulikus számítása egy online forrásban, ahol a számológép megadja a kívánt értéket. Ehhez elegendő kezdőértékként megadni a csövek összetételét, hosszát, és a gép megadja a szükséges adatokat (belső átmérő, nyomásveszteség, áramlási sebesség).

Ezen kívül van még online verzió Shevelev's Tables program 2.0 verzió. Egyszerű és könnyen elsajátítható, a táblázatok könyves változatának utánzója és számláló kalkulátort is tartalmaz.

Fektető cégek lineáris rendszerek, arzenáljukban vannak speciális programok a csövek áteresztőképességének kiszámítására. Az egyik ilyen "Hydrosystem"-et orosz programozók fejlesztették ki, és népszerű az orosz iparban.

A legtöbb valószínű okai a magánházban lévő vízellátó rendszer működésének megsértése, mint tudod, a csőfalak korróziója, a sók lerakódása és magas nyomású víz a csővezetékben. Figyelembe véve azt a tényt, hogy in utóbbi évek változtatáshoz fém csövek egyre gyakrabban érkeznek műanyag társaik, a fenti okok közül csak az utolsó kettő jelent igazi veszélyt vízellátására. A sólerakódások elleni küzdelem kérdése nem tartozik cikkünk hatálya alá (bár részben befolyásolják a csövek nyomásmutatóit), ezért csak az utolsó tényezőt vesszük figyelembe.

Figyelmeztetésre lehetséges problémákat csőszerű termékek vásárlása előtt meg kell ismerkednie a hozzájuk csatolt útlevéllel, és meg kell győződnie arról, hogy képesek ellenállni a vízellátó rendszerben előírt nyomásoknak.

Jegyzet! Magas vérnyomás a rendszerben a vízfogyasztás növekedéséhez vezet.

Ez ahhoz vezet többletkiadás a szivattyúberendezések által fogyasztott villamos energia, amely biztosítja a víz folyamatos keringését a rendszerben.

Nyomásérték

Köztudott, hogy a csövek víznyomásának normál szintjét fenntartani elengedhetetlen feltétel a vízellátó hálózat egészségét, valamint hosszú távú és zavartalan működését. Ugyanakkor a csővezeték nyomása jelentősen eltérhet a háztartási vízellátó rendszerekre normalizált fix átlagértéktől.

Tehát például a konyhai szelep normál működéséhez a vízellátó rendszerben a hordozónyomás nem lehet kevesebb, mint 0,5 bar.

De valós körülmények között ennek a mutatónak az értéke általában némileg eltér a feltüntetett értéktől. Éppen ezért a vízellátó rendszer elfogadásakor (különösen annak javítása után) kívánatos ellenőrizni az üzemi nyomást, hogy megfeleljen a megállapított szabványoknak.

Nos, önfektető csővezetékek esetén a munka megkezdése előtt figyelmesen olvassa el a háztartásra vonatkozó alapvető követelményeket vízvezeték rendszerek, valamint elrendezésük általánosan elfogadott rendjével.

Nyomáskiegyenlítő eszközök

Fontolja meg néhány eszközt, amelyek segítenek kiegyenlíteni a nyomást.

A háztartási csővezetékek víznyomásának kiegyenlítésére speciális eszközök használhatók a felesleges közeg eltávolítására. Sőt, a rendszerben lévő túlnyomás nagyon egyszerűen kompenzálható - ehhez egy úgynevezett tágulási tartályt szerelnek be, amely az összes felesleges közeget felveszi.

Kialakításuknak megfelelően az összes ismert tágulási (kompenzációs) tartály minta nyitott és zárt típusú eszközökre van felosztva. Nagyon gyakran használják létesítmény-ellátó rendszerekben. forró víz, mivel ebben az esetben nagyon nagy a valószínűsége annak, hogy a rendszerben nyomásesés keletkezik. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a hűtőfolyadék a hálózaton keresztül keringve (a „visszatérésből” a fűtőkazánba, majd vissza a rendszerbe) kissé növeli a térfogatát.

Jegyzet! Ha például a víz hőmérséklete 10°C-kal változik, a hűtőfolyadék tágulási sebessége a rendszerben eléri a benne lévő folyadék teljes térfogatának 0,3%-át.

Bővítő eszközök hiánya nyitott típusú az, hogy telepítésük olyan üzemmódba hozza a rendszert, amelyet alacsony hűtőfolyadék-nyomás és ennek következtében rossz irányíthatóság jellemez. Ezen kívül in nyitott rendszer a hordozó fokozatosan elpárolog. A folyamatos helyreállításhoz további erőfeszítésekre lesz szükség.

A fentiekhez hozzátehetjük, hogy a tartály nyitottsága miatt folyamatosan friss levegő jut be, ami a rendszerben a korrozív folyamatok felgyorsulását okozza.

Jegyzet! Mivel a nyitott típusú tágulási tartályokat az épület legtetején kell elhelyezni, kötelező szigetelést igényelnek. Nyilvánvaló, hogy ebben az esetben a teljes vízellátó rendszer egészének költsége jelentősen megnő.

A fenti problémák elkerülhetők, ha kiegyenlítő eszközként zárt típusú tartályt használnak, amelynek beépítési helye általában nem szabványos. Az ilyen tartályok beépített membránmechanizmussal vannak felszerelve, amely lehetővé teszi a hordozó nyomásának zárt üzemmódban történő beállítását.

A vízellátó rendszerekbe a kompenzációs tartályok mellett úgynevezett hidraulikus akkumulátorok is beépíthetők, amelyek a csővezeték védelmére szolgálnak. veszélyes jelenség mint a vízkalapács.

A vízkalapács jelensége általában akkor nyilvánul meg, amikor a szivattyúberendezést lekapcsolják a hálózatról, vagy amikor a vízcsapot hirtelen elzárják (nyitják). A keletkező dinamikus terhelések jelentősen meghaladhatják az adott csővezetékre megengedett értékeket. Vegye figyelembe, hogy az ilyen eszközöket általában csővezetékekben üzemeltetik vizet inniés lehetővé teszi egy kis hordozókészlet létrehozását, amely automatikusan visszairányítható a rendszerbe (nyomáscsökkenés esetén).
A korábban tárgyalt kompenzációs eszközökhöz hasonlóan az akkumulátorok is készülhetnek zárt ill nyitott formaés rendelkezik a fent felsorolt ​​összes hátrányával.

Jegyzet! A hidraulikus akkumulátorokkal egyidejűleg kis űrtartalmú (kb. 0,2 literes) tágulási tartályok elhelyezése javasolt a vízkivételi helyeken.

A legegyszerűbb zárt típusú hidraulikus akkumulátor kialakításának tanulmányozásakor azt tapasztaljuk, hogy működése ugyanazon a membránmechanizmuson alapul (hasonlóan a tágulási tartályhoz). Zárt térfogatban a membrán stabil állapotban van, amelyet a hűtőfolyadék és a válaszfal ellentétes oldalán elhelyezkedő légbuborék megközelítőleg egyenlő nyomása kiegyenlít.
Bekapcsolás után szivattyútelep a hűtőfolyadék térfogata a rendszerben növekszik, ami a levegő összenyomásához vezet a membránhengerben, és ennek eredményeként a nyomás növekedése. Ez a változás automatikusan továbbításra kerül a beépített relé érzékelő elemére, amely kikapcsolja a szivattyút, ha ez a paraméter elér egy bizonyos értéket.

A rendszerben lévő víz eltöltése során annak nyomása jelentősen csökken, ami ismét a reléhez vezet, de most bekapcsol.
Hidraulikus teljesítmény

A vízvezeték normál működéséhez elegendő hordozónyomás kiszámítása lehetővé teszi, hogy pontosan meghatározza a beszerelés előtt vásárolt csőtermékek mintáit. Ugyanakkor emlékezni kell arra, hogy a hálózat nyomáshatárai általában a következő mutatókhoz kapcsolódnak:

• felső és alsó folyadéknyomás küszöbérték, amelyre a hálózatba szerelt zárt típusú kiegyenlítő berendezések (tágulási tartály és hidraulikus akkumulátor) vannak kialakítva;
• nyomásértékek, amelyek megteremtik a normál működés feltételeit Háztartási gépek, vízellátástól függően ( mosógép, Például);
• nyomáshatárok, amelyekre az Ön által vásárolt csöveket és a hozzájuk tartozó szerelvényeket (szelepek, pólók, keverők stb.) tervezték.

Jegyzet! A vízellátó hálózatokban keringő hordozó nyomásának mértékegysége 1 bar (vagy 1 atmoszféra). Ennek a mutatónak a városi vízvezetékeknél (a jelenlegi SNiP követelményei szerint) körülbelül 4 atmoszférának kell lennie.

Azt is megjegyezzük, hogy a fűtési csővezetékbe szerelt szelepeknek, keverőknek, valamint maguknak a csöveknek ellenállniuk kell a rövid távú, legfeljebb 6 atmoszféra nyomáslökéseknek. A vízellátó hálózathoz csatlakoztatott háztartási berendezések alapvető mintáinak vásárlásakor olyan modelleket kell választania, amelyek kis biztonsági résszel rendelkeznek a korlátozó mutató tekintetében. Az ilyen előrelátás lehetővé teszi, hogy megvédje őket a vízkalapács által okozott hirtelen nyomáslökésektől a hálózatban.

Ugyanakkor nagyon fontos, hogy egy magánház vízellátó rendszerében a víznyomás olyan szinten legyen, amely lehetővé teszi több fogyasztási pont egyidejű bekapcsolását, amely minimum 1,5 bar nyomással biztosítható. .

A vízellátó hálózatban a nyomás közvetlen leolvasására szabványos mérőnyomásmérőket használnak szabványos lineáris skálával, a megfelelő mértékegységekben kalibrálva.

Az SNiP követelményei szerint a fűtési hálózatban lévő eszközök működőképességének, valamint minden állapotának ellenőrzése segédeszközökévente legalább egyszer el kell végezni.

A vizsgálat során mindenekelőtt a vízellátó rendszer szivárgásának meglétét és az általuk okozott nyomásesést állapítják meg. Az összes szivárgás megszüntetése után ellenőrizni kell a nyomást a vízellátásban a fő hidraulikus akkumulátorra szerelt nyomásmérő szerint.

A rendszer normál működése során ennek az eszköznek a leolvasásának közel kell lennie a minimális értékhez (Pmin). Ha észrevehető eltérés van a Pmin-től (több mint 10%), meg kell próbálnia a nyomást a kívánt értékre növelni a hálózatában működő szivattyúberendezés bekapcsolásával. Ha a fűtési hálózatban a víznyomás megnő (közvetlenül a szivattyú leállító relé aktiválása után), újra meg kell mérni a nyomást, de most leállítási módban. A megadott paraméter, az előző esethez hasonlóan, nem térhet el 10%-nál nagyobb mértékben a Pmax értékétől.