Ūdens plūsma caur cauruli pie spiediena kalkulatora. Cauruļvadu caurlaidspējas noteikšana

B.K. Kovaļovs, direktora vietnieks pētniecības un attīstības jautājumos

Pēdējā laikā arvien biežāk nākas saskarties ar piemēriem, veicot pasūtījumus industriālajiem gāzes iekārtas veic vadītāji, kuriem nav pietiekamas pieredzes un tehnisko zināšanu saistībā ar iepirkuma priekšmetu. Dažkārt rezultāts nav līdz galam pareizs pielietojums vai principiāli nepareiza pasūtītā aprīkojuma izvēle. Viena no visbiežāk pieļautajām kļūdām ir gāzes sadales stacijas ieplūdes un izplūdes cauruļvadu nominālo posmu izvēle, kas orientēta tikai uz gāzes spiediena nominālajām vērtībām cauruļvadā, neņemot vērā gāzes plūsmas ātrumu. Šī raksta mērķis ir sniegt ieteikumus GDS cauruļvadu caurlaidspējas noteikšanai, kas ļauj, izvēloties gāzes sadales stacijas standarta izmērus, veikt iepriekšēju tās veiktspējas novērtējumu konkrētām darba spiediena un nominālā spiediena vērtībām. ieplūdes un izplūdes cauruļvadu diametri.

Izvēloties nepieciešamos GDS iekārtu standarta izmērus, viens no galvenajiem kritērijiem ir veiktspēja, kas lielā mērā ir atkarīga no ieplūdes un izplūdes cauruļvadu jaudas.

Joslas platums gāzes sadales stacijas cauruļvadi tiek aprēķināti, ņemot vērā prasības normatīvie dokumenti ierobežojot maksimāli pieļaujamo gāzes plūsmas ātrumu cauruļvadā līdz 25m/s. Savukārt gāzes plūsmas ātrums galvenokārt ir atkarīgs no gāzes spiediena un cauruļvada šķērsgriezuma laukuma, kā arī no gāzes saspiežamības un tās temperatūras.

Cauruļvada caurlaidspēju var aprēķināt pēc klasiskās formulas gāzes ātrumam gāzes cauruļvadā (Maģistrālo gāzesvadu projektēšanas rokasgrāmata, rediģējis A.K. Dertsakyan, 1977):

kur W- gāzes kustības ātrums gāzes vadā, m/s;
J- gāzes plūsma caur noteiktu sekciju (pie 20 ° C un 760 mm Hg), m 3 / h;
z- saspiežamības koeficients (ideālai gāzei z = 1);
T = (273 + t °C)- gāzes temperatūra, °K;
D- cauruļvada iekšējais diametrs, cm;
lpp\u003d (Prab + 1,033) - absolūtais gāzes spiediens, kgf / cm 2 (atm);
SI sistēmā (1 kgf / cm 2 \u003d 0,098 MPa; 1 mm \u003d 0,1 cm) šī formula būs šāda:

kur D ir cauruļvada iekšējais diametrs, mm;
p = (Pwork + 0,1012) - absolūtais gāzes spiediens, MPa.
No tā izriet, ka cauruļvada caurlaidspēja Qmax, kas atbilst maksimālais ātrums gāzes plūsma w = 25m/s, ko nosaka pēc formulas:

Sākotnējiem aprēķiniem mēs varam ņemt z = 1; T \u003d 20? C \u003d 293? K un ar pietiekamu ticamības pakāpi veic aprēķinus, izmantojot vienkāršotu formulu:

Cauruļvadu caurlaidspējas vērtības ar visizplatītāko GDS nosacītie diametri pie dažādiem gāzes spiedieniem ir norādīti 1. tabulā.

Darba (MPa)	Cauruļvada jauda (m?/h), pie wgas=25 m/s; z = 1; T \u003d 20? C = 293? K
	DN 50	DN 80	DN 100	DN 150	DN 200	DN 300	DN 400	DN 500

Piezīme: lai veiktu iepriekšēju cauruļvadu caurlaidības novērtējumu, iekšējie diametri caurules tiek ņemtas vienādas ar to nosacītajām vērtībām (DN 50; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500).

Tabulas izmantošanas piemēri:

1. Nosakiet GDS kapacitāti ar DNin=100mm, DNout=150mm, ar PNin=2,5–5,5 MPa un PNout=1,2 MPa.

No 1. tabulas konstatējam, ka izplūdes cauruļvada jauda DN=150mm pie PN=1,2 MPa būs 19595 m 3 / h, tajā pašā laikā ieplūdes cauruļvads DN=100 mm pie PN=5,5 MPa varēs šķērsot 37520 m 3 / h, un pie PN=2,5 MPa - tikai 17420 m 3 / h. Tādējādi šis GDS ar PNin=2,5 - 5,5 MPa un PNout=1,2 MPa iespēju robežās spēs nobraukt no 17420 līdz 19595 m 3 /h. Piezīme: vairāk precīzas vērtības Qmax var iegūt no formulas (3).

2. Noteikt GDS izplūdes cauruļvada diametru ar jaudu 5000 m 3 / h pie Pin=3,5 MPa izplūdes spiedieniem Pout1=1,2 MPa un Pout2=0,3 MPa.

No 1. tabulas mēs atklājam, ka caurlaidspēja 5000 m 3 / stundā pie Pout = 1,2 MPa tiks nodrošināta ar cauruļvadu DN = 80 mm, un pie Pout = 0,3 MPa - tikai DN = 150 mm. Tajā pašā laikā GDS pievadā pietiek ar cauruļvadu DN=50mm.

Šī īpašība ir atkarīga no vairākiem faktoriem. Pirmkārt, tas ir caurules diametrs, kā arī šķidruma veids un citi rādītāji.

Cauruļvada hidrauliskajam aprēķinam varat izmantot cauruļvada hidrauliskā aprēķina kalkulatoru.

Aprēķinot visas sistēmas, kuru pamatā ir šķidruma cirkulācija caur caurulēm, kļūst nepieciešams precīzi noteikt caurules jauda. Šī ir metriskā vērtība, kas raksturo šķidruma daudzumu, kas plūst caur caurulēm noteiktā laika periodā. Šis rādītājs ir tieši saistīts ar materiālu, no kura izgatavotas caurules.

Ja ņemam, piemēram, plastmasas caurules, tad tās visā darbības periodā atšķiras ar gandrīz tādu pašu caurlaidspēju. Plastmasa, atšķirībā no metāla, nav pakļauta korozijai, tāpēc tajā netiek novērots pakāpenisks nogulšņu pieaugums.

Kas attiecas uz metāla caurulēm, to caurlaidspēja samazinās gadu pēc gada. Rūsas parādīšanās dēļ cauruļu iekšpusē notiek materiāla atdalīšanās. Tas noved pie virsmas raupjuma un vēl vairāk nosēdumu veidošanās. Īpaši ātri šis process notiek caurulēs ar karstu ūdeni.

Tālāk ir sniegta aptuveno vērtību tabula, kas tika izveidota, lai atvieglotu cauruļu caurlaides noteikšanu dzīvokļa iekšējai elektroinstalācijai. Šajā tabulā nav ņemts vērā caurlaidspējas samazinājums, ko izraisa nogulumu uzkrāšanās caurules iekšpusē.

Cauruļu kapacitātes tabula šķidrumiem, gāzei, tvaikam.

Šķidruma veids	Ātrums (m/s)
Pilsētas ūdens apgāde
Ūdensvads
Ūdens sistēma Centrālā apkure
Ūdens spiediena sistēma cauruļvada līnijā
hidrauliskais šķidrums	līdz 12m/s
Naftas cauruļvada līnija
Eļļa cauruļvada spiediena sistēmā
Tvaiks apkures sistēmā
Tvaika centrālā cauruļvadu sistēma
Tvaiks augstas temperatūras apkures sistēmā
Gaiss un gāze centrālajā cauruļvadu sistēmā

Visbiežāk kā dzesēšanas šķidrumu izmanto parasto ūdeni. Cauruļu caurlaidības samazināšanās ātrums ir atkarīgs no tā kvalitātes. Jo augstāka ir dzesēšanas šķidruma kvalitāte, jo ilgāk kalpos cauruļvads, kas izgatavots no jebkura materiāla (tērauda, ​​čuguna, vara vai plastmasas).

Cauruļu caurlaidības aprēķins.

Lai veiktu precīzus un profesionālus aprēķinus, jums jāizmanto šādi rādītāji:

• Materiāls, no kura izgatavotas caurules un citi sistēmas elementi;
• Cauruļvada garums
• Ūdens patēriņa punktu skaits (ūdens apgādes sistēmai)

Populārākās aprēķinu metodes:

1. Formula. Pietiekami sarežģīta formula, kas ir saprotams tikai profesionāļiem, ņem vērā vairākas vērtības vienlaikus. Galvenie parametri, kas tiek ņemti vērā, ir cauruļu materiāls (virsmas raupjums) un to slīpums.

2. Tabula. Tas ir vienkāršāks veids, kā ikviens var noteikt cauruļvada caurlaidspēju. Piemērs ir F. Ševeļeva inženiertehniskā tabula, pēc kuras jūs varat uzzināt caurlaidspēju, pamatojoties uz caurules materiālu.

3. Datorprogramma. Vienu no šīm programmām var viegli atrast un lejupielādēt internetā. Tas ir īpaši izstrādāts, lai noteiktu jebkuras ķēdes cauruļu caurlaidspēju. Lai noskaidrotu vērtību, programmā jāievada sākotnējie dati, piemēram, materiāls, caurules garums, dzesēšanas šķidruma kvalitāte utt.

Jāteic, ka pēdējā metode, lai gan tā ir visprecīzākā, nav piemērota vienkāršu mājsaimniecības sistēmu aprēķināšanai. Tas ir diezgan sarežģīts un prasa zināšanas par dažādu rādītāju vērtībām. Lai aprēķinātu vienkāršu sistēmu privātmājā, labāk ir izmantot tabulas.

Cauruļvada caurlaidspējas aprēķināšanas piemērs.

Cauruļvada garums ir svarīgs rādītājs caurlaides aprēķinos.Maģistrālās līnijas garums būtiski ietekmē caurlaides veiktspēju. Jo lielāku attālumu ūdens veic, jo mazāks spiediens caurulēs rodas, kas nozīmē, ka plūsmas ātrums samazinās.

Šeit ir daži piemēri. Pamatojoties uz tabulām, ko inženieri izstrādājuši šiem nolūkiem.

Caurules jauda:

• 0,182 t/h pie 15 mm diametra
• 0,65 t/h ar caurules diametru 25 mm
• 4 t/h pie 50 mm diametra

Kā redzams no iepriekš minētajiem piemēriem, lielāks diametrs palielina plūsmas ātrumu. Ja diametrs tiek palielināts 2 reizes, palielināsies arī caurlaidspēja. Šī atkarība ir jāņem vērā, uzstādot jebkuru šķidruma sistēmu, neatkarīgi no tā, vai tā ir ūdens apgāde, kanalizācija vai siltumapgāde. Īpaši tas attiecas apkures sistēmas, jo vairumā gadījumu tie ir slēgti, un siltuma padeve ēkā ir atkarīga no vienmērīgas šķidruma cirkulācijas.

Katrā moderna māja viens no galvenajiem komforta nosacījumiem ir tekošs ūdens. Un līdz ar jaunu tehnoloģiju parādīšanos, kas prasa pieslēgumu ūdensvadam, tās loma mājā ir kļuvusi ļoti nozīmīga. Daudzi vairs nesaprot, kā bez veļas mašīna, boileris, trauku mazgājamā mašīna utt. Bet katra no šīm ierīcēm pareiza darbība nepieciešams noteikts ūdens spiediens, kas nāk no ūdens padeves. Un tagad cilvēks, kurš nolemj savā mājā ierīkot jaunu ūdens padevi, domā, kā aprēķināt spiedienu caurulē, lai visas santehnikas ierīces darbotos labi.

Mūsdienu santehnikas prasības

Mūsdienu santehnikai jāatbilst visām prasībām un īpašībām. Pie krāna izejas ūdenim jāplūst vienmērīgi, bez raustīšanās. Tāpēc, analizējot ūdeni, sistēmā nedrīkst būt spiediena kritumi. Caur caurulēm plūstošajam ūdenim nevajadzētu radīt troksni, tajā nedrīkst būt gaisa piemaisījumi un citi svešas izcelsmes uzkrājumi, kas nelabvēlīgi ietekmē keramikas krānus un citu santehniku. Lai izvairītos no šiem nepatīkamajiem starpgadījumiem, ūdens spiediens caurulē nedrīkst būt zemāks par minimālo, analizējot ūdeni.

Piezīme! Minimālajam ūdens padeves spiedienam jābūt 1,5 atmosfēras. Šis spiediens ir pietiekams, lai darbinātu trauku mazgājamo mašīnu un veļas mašīnu.

Jāņem vērā vēl viena svarīga ūdens apgādes sistēmas īpašība, kas saistīta ar ūdens plūsmu. Jebkurā dzīvojamā rajonā ir vairāk nekā viens ūdens analīzes punkts. Tāpēc ūdens apgādes sistēmas aprēķinam pilnībā jāatbilst visu santehnikas ierīču ūdens pieprasījumam, kamēr tā ir ieslēgta. Šis parametrs tiek sasniegts ne tikai ar spiedienu, bet arī ar ienākošā ūdens daudzumu, ko var iziet noteiktas sekcijas caurule. runājot vienkārša valoda, pirms uzstādīšanas ir nepieciešams veikt noteiktu ūdens padeves hidraulisko aprēķinu, ņemot vērā ūdens plūsmu un spiedienu.

Pirms aprēķina tuvāk apskatīsim divus tādus jēdzienus kā spiediens un plūsma, lai izprastu to būtību.

Spiediens

Kā zināms, centrālais ūdensvads savulaik bija pieslēgts ūdenstornim. Tieši šis tornis rada spiedienu ūdens apgādes tīklā. Spiediena mērvienība ir atmosfēra. Turklāt spiediens nav atkarīgs no tvertnes izmēra, kas atrodas torņa augšpusē, bet tikai no augstuma.

Piezīme! Ja ūdeni ielej desmit metrus augstā caurulē, tad tas radīs spiedienu zemākajā punktā – 1 atmosfērā.

Spiediens ir vienāds ar metriem. Viena atmosfēra ir vienāda ar 10 metriem ūdens. Apsveriet piemēru ar piecstāvu ēka. Mājas augstums 15 m Līdz ar to viena stāva augstums ir 3 metri. Piecpadsmit metru augsts tornis pirmajā stāvā radīs spiedienu 1,5 atmosfēras. Rēķināsim spiedienu otrajā stāvā: 15-3=12 metri ūdens staba jeb 1,2 atmosfēras. Veicot tālāku aprēķinu, redzēsim, ka 5.stāvā ūdens spiediena nebūs. Tas nozīmē, ka, lai nodrošinātu ūdeni piektajam stāvam, nepieciešams uzbūvēt vairāk nekā 15 metrus augstu torni. Un, ja tas ir, piemēram, - 25 stāvu māja? Tādus torņus neviens necels. Sūkņi tiek izmantoti mūsdienu santehnikā.

Aprēķināsim spiedienu dziļā sūkņa izejā. Pieejams zemūdens sūknis, paceļot ūdeni par 30 metriem ūdens staba. Tas nozīmē, ka tā izejā rada spiedienu - 3 atmosfēras. Pēc sūkņa iegremdēšanas akā par 10 metriem tas radīs spiedienu zemes līmenī - 2 atmosfēras jeb 20 metrus ūdens staba.

Patēriņš

Apsveriet nākamo faktoru - ūdens patēriņu. Tas ir tieši atkarīgs no spiediena, un jo augstāks tas ir, jo ātrāk ūdens pārvietosies pa caurulēm. Tas ir, būs vairāk izdevumu. Bet lieta ir tāda, ka caurules šķērsgriezums, pa kuru tā pārvietojas, ietekmē ūdens ātrumu. Un, ja jūs samazināsiet caurules šķērsgriezumu, ūdens pretestība palielināsies. Līdz ar to tā daudzums caurules izejā tajā pašā laika periodā samazināsies.

Ražošanā ūdensvadu izbūves laikā tiek sastādīti projekti, kuros ūdensapgādes sistēmas hidrauliskais aprēķins tiek aprēķināts pēc Bernulli vienādojuma:

Kur h 1-2 - parāda spiediena zudumu izejā pēc pretestības pārvarēšanas visā ūdens padeves posmā.

Mēs aprēķinām mājas santehniku

Bet tie, kā saka, ir sarežģīti aprēķini. Mājas santehnikai mēs izmantojam vienkāršākus aprēķinus.

Pamatojoties uz mājas ūdens patērēto mašīnu pasu datiem, mēs apkopojam kopējo patēriņu. Šim skaitlim pievienojam visu mājā esošo ūdens krānu patēriņu. Viens jaucējkrāns minūtē caur sevi izlaiž apmēram 5-6 litrus ūdens. Mēs summējam visus skaitļus un iegūstam kopējo ūdens patēriņu mājā. Tagad, vadoties pēc kopējā patēriņa, mēs pērkam cauruli ar šķērsgriezumu, kas nodrošinās pareizo summu un visu vienlaikus darbojošos ūdens locīšanas ierīču ūdens spiediens.

Kad mājas ūdensvads būs pieslēgts pilsētas tīklam, izmantosi to, ko tev dos. Nu, ja jums mājās ir aka, iegādājieties sūkni, kas pilnībā nodrošinās jūsu tīklu ar nepieciešamo spiedienu, kas atbilst izmaksām. Pērkot, vadieties pēc sūkņa pases datiem.

Lai izvēlētos caurules posmu, mēs vadāmies pēc šādām tabulām:

Diametra atkarība no ūdens padeves garuma			caurules jauda
cauruļvada garums, m	caurules diametrs, mm		caurules diametrs, mm	caurlaidspēja, l/min
Mazāk par 10	20		25	30
10 līdz 30	25		32	50
Vairāk nekā 30	32		38	75

Šīs tabulas sniedz populārākus cauruļu parametrus. Pilnīgai iepazīšanai internetā var atrast pilnīgākas tabulas ar aprēķiniem dažāda diametra caurulēm.

Šeit, pamatojoties uz šiem aprēķiniem un pareizi uzstādot, jūs nodrošināsiet santehniku ​​ar visiem nepieciešamajiem parametriem. Ja kaut kas nav skaidrs, labāk ir sazināties ar ekspertiem.