Calculul presiunii lichidului în conductă. Calculul hidraulic al conductelor se poate face singur

Introducere

Teluri si obiective termen de hârtie

1. Calculul conductei

1.1 Căutare

1.2 Calcule

1.2.1 Determinarea vitezelor și ratelor

1.2.2 Determinarea capetelor statice și de viteză

1.2.3 Calculul pierderii de cap

1.2.4 Determinarea capului necesar

2. Selectarea pompei

3. Reglarea pompei

4. Calculul ridicării admisibile de aspirație

Conductele tehnologice se numesc astfel de conducte întreprinderile industriale, prin care se transportă amestecuri, produse intermediare și finite, reactivi uzați, apă, combustibil și alte materiale, asigurând desfășurarea procesului tehnologic.

Cu ajutorul conductelor tehnologice la întreprinderile chimice, produsele sunt mutate atât între dispozitive individuale în cadrul aceluiași atelier sau unitate de proces, cât și între unități de proces și ateliere individuale, materiile prime sunt furnizate din depozite sau transportate. produse terminate la locul său de depozitare.

La intreprinderi industria chimica conductele de proces sunt o parte integrantă echipamente tehnologice. Costul construcției lor în unele cazuri poate ajunge la 30% din costul întregii întreprinderi. La unele fabrici chimice, lungimea conductelor se măsoară în zeci și chiar sute de kilometri. Funcționarea neîntreruptă a unităților de proces și a întreprinderii chimice în ansamblu, calitatea produselor și condițiile de funcționare sigure ale echipamentelor de proces depind în mare măsură de cât de bine sunt proiectate și exploatate conductele și la ce nivel este menținută starea lor bună.

Materiile prime și produsele utilizate în tehnologia chimică și transportate prin conducte au proprietăți fizice și chimice diferite. Pot fi în stare lichidă, plastică, gazoasă sau vaporoasă, sub formă de emulsii, suspensii sau lichide carbogazoase. Temperaturile acestor medii pot varia de la temperaturi scăzute de îngheț la presiuni extrem de mari, de la vid profund la zeci de atmosfere. Aceste medii pot fi neutre, acide, alcaline, inflamabile și explozive, dăunătoare sănătății și periculoase pentru mediu.

Conductele sunt împărțite în simple și complexe, scurte și lungi. Conductele care nu au ramuri de-a lungul traseului lichidului în conductă pentru selectarea sau alimentarea suplimentară cu lichid la conductă sunt numite simple. Conductele complexe includ conducte formate dintr-o conductă principală principală și ramuri laterale, formând o rețea de conducte de diferite configurații. Conducte ale instalațiilor tehnologice întreprinderi chimiceîn cea mai mare parte sunt simple.

Cel mai într-un mod simplu deplasarea lichidului de la un aparat la altul este descărcarea lui prin gravitație. O astfel de mișcare este posibilă numai dacă recipientul inițial este situat deasupra celui umplut.

· Familiarizarea cu amenajarea conductelor tehnologice ale întreprinderilor chimice, metodele de deplasare a lichidelor prin acestea și metodele de utilizare a dependențelor fundamentale pentru obținerea ecuațiilor de calcul necesare construirii caracteristicilor hidraulice ale conductelor.

· Efectuarea unei sarcini individuale de construire a unei curbe a presiunii necesare pentru o conductă tehnologică simplă, determinarea metodei de deplasare a lichidului prin aceasta pentru un debit dat și selectarea unei pompe, precum și dobândirea abilității de a analiza funcționarea unei conductă pe baza caracteristicilor sale hidraulice.

1.1 Sarcina pentru lucrarea trimestrială nr. 1 la disciplină „Procese și dispozitive de tehnologie chimică”

Opțiunea I-1

Efectuați un calcul hidraulic al conductei de proces și trasați curba de înălțime necesară. Selectați o pompă pentru pomparea lichidului prin conductă cu un debit dat.

Schema de conducte

Date pentru calcul:

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

Lichid pompat: Acid sulfuric 60%;

Tip de rezistenta locala: 1-valva normala;

2-ieșire φ=90°;

Tipul si starea conductei: 1-otel cu depuneri mari;

2-otel nou;

Schimbarea bruscă a diametrului: îngustare bruscă

Înălțimea de ridicare a lichidului: ΔZ=40 m;

Debitul lichidului pompat: qv=1,8 10-3 m3/s.

Să traducem, acolo unde este necesar, datele inițiale în sistemul SI:

Pentru acid sulfuric 60%, valorile de referință pentru densitate și, respectiv, vâscozitate dinamică sunt: ,Trece;

Să setăm 6 valori de viteză pe o secțiune de conductă cu un diametru mai mic (secțiunea de conductă II) din intervalul m/s.

Să aflăm debitul volumetric al lichidului:

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;

Calculați aria secțiunii transversale a primei țevi:

Să aflăm viteza curgerii fluidului în prima țeavă:

Se obţine: 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;

Capul necesar pentru a depăși rezistența coloanei de lichid:

, Unde .

Cap de viteza:

Calculați pierderea de cap:

Pentru a face acest lucru, găsim valorile criteriului Reynolds pentru lichidul din prima țeavă:

Rugozitate conducte :

Pentru primul țeavă de oțel cu depozite mari vom accepta

Apoi

Deoarece toate valorile criteriului Reynolds sunt incluse în interval, atunci pentru un flux turbulent mixt, se poate folosi următoarea formulă pentru a calcula coeficientul de frecare:

Atunci pierderile pe prima secțiune liniară a conductei vor fi egale cu:

Pierderi pe a doua secțiune liniară a conductei:

Rugozitatea conductei:

Pentru a doua țeavă nouă de oțel, să luăm: m.

Apoi:

Valorile critice ale criteriului Reynolds:

Deoarece primele 4 valori ale numărului Reynolds sunt mai mici decât ReKP1, curgerea este lină și turbulentă și:

Primim:

Deoarece ultimele două valori ale lui Re aparțin intervalului , debitul este amestecat turbulent și:

, apoi

Pierderea de cap în a doua secțiune a conductei:

, găsim:

Să găsim pierderea de cap în rezistențele locale.

Pentru a face acest lucru, selectăm valorile de referință ale coeficienților pierderilor locale pentru rezistențele locale corespunzătoare:

Intrarea în conductă;

Supapa este normală;

îngustare bruscă;

Cot φ=90° ;

Ieșire din conductă;

Apoi, pentru conducta I:

Pentru conducta II:

Pierderi locale în secțiunea I:

, primim:

Pierderi locale în secțiunea II:

Apoi pierderile totale din secțiunile I și II:

În secțiunea 1:

În secțiunea a 2-a:

Pierderi totale:

Găsim valoarea presiunii reale:

Găsim presiunea necesară:

Pe baza calculelor efectuate, construim o curbă pentru presiunea necesară.

În această lucrare, selecția unei pompe constă în găsirea unei astfel de pompe pentru care punctul de funcționare, atunci când a fost aliniat cu curba înălțimii necesare, a fost situat în zona pompei și pentru care debitul obișnuit qv a fost egal cu debitul specificat pentru conductă sau diferit de acesta în latura mare. În acest caz, debitul în exces poate fi stins prin închiderea dispozitivului de închidere.

Folosind o pompă pentru a asigura debitul de lichid m3 / s = m3 / oră, este necesar să se creeze presiunea necesară Hreb = 38m.

Vom selecta o pompă pentru a asigura următoarele condiții:

Să definim zona de lucru pentru debitul de fluid necesar:

m3/s;

m3/s.

Găsim presiunile corespunzătoare unor astfel de costuri:

Din relația , înlocuind H1=24 m, qv1=2,4 10-3 m3/s și respectiv m3/s și m3/s găsi m; m.

Pe baza celor trei puncte disponibile, vom construi o curbă a pompei.

Se poate observa că curba presiunii necesare și pompa se intersectează aproape în zonă de muncă. În plus, pompa oferă o mică alimentare suplimentară de debit și presiune. Pentru a crește presiunea necesară în rețea, este necesar să folosiți un dispozitiv de închidere și control (supapă). Odată cu suprapunerea sa parțială, secțiunea transversală a curgerii scade și valoarea rezistenței locale crește, ceea ce duce la o deplasare a curbei capului în sens invers acelor de ceasornic.

Metoda de reglare a debitului pompei prin modificarea numărului de rotații ale arborelui este cea mai eficientă din punct de vedere al economisirii energiei. În același timp, motoarele electrice asincrone relativ ieftine, fiabile și ușor de utilizat sunt adesea folosite pentru a antrena pompele. Modificarea vitezei unor astfel de motoare este asociată cu necesitatea schimbării frecvenței de alimentare curent alternativ. Această metodă se dovedește a fi complexă și costisitoare. În acest sens, throttling-ul este utilizat în principal pentru a controla debitul pompelor.

Schimbarea poziției volantului supapei este însoțită de o modificare a coeficientului de rezistență locală. Dacă o modificare a numărului de rotații are un efect asupra caracteristicii pompei, atunci stroflarea este o schimbare a caracteristicii rețelei.

Dacă, de exemplu, o supapă este închisă, crescând astfel pierderea de presiune în rețea, așa cum se poate observa din ecuația de calcul a pierderilor de presiune locale, o creștere a coeficientului de rezistență local va duce la o creștere a pierderilor de presiune. În consecință, presiunea necesară va crește și ea. Noua caracteristică a rețelei va fi mai abruptă. În acest caz, punctul de operare se va deplasa către costuri mai mici.

Calculați puterea utilă consumată de pompă pentru comunicarea energiei de presiune către lichid:

Puterea arborelui (inclusiv eficiența pompei): kW;

Puterea consumata de motor (nominala), tinand cont ca randamentul transmisiei egal cu unu: kW;

Luând factorul de rezervă de putere, găsim puterea instalată a motorului:

Având în vedere că puterea de pe plăcuța de identificare a pompei selectate este puțin mai mare decât cea calculată, ne permite să concluzionam că a fost selectată cea mai potrivită pompă.

Bypass (ocolire). La reglarea astfel a debitului pompei se asigura debitul necesar in sistem prin devierea unei parti din lichidul pompat de pompa de la conducta de presiune catre conducta de aspiratie, prin conducta de bypass. Dacă este necesar să reduceți debitul către sistem, deschideți supapa de pe conducta de bypass. Caracteristica rețelei va deveni mai pozitivă și debitul total al pompei va crește.

Această metodă de control este mai economică pentru pompele al căror consum de energie scade odată cu creșterea debitului. La Pompe centrifuge Controlul by-pass va crește puterea pompei și poate supraîncărca motorul.

Trecut din partea de presiune în partea de aspirație, fluxul de fluid are o oarecare energie. Dacă în timpul controlului by-pass nu există un transfer util de energie de la lichidul by-pass la debitul potrivit pentru rotor, pierderea de putere poate fi determinată prin formula:

,

unde qH este debitul pompei,

qP - debit ocolit,

Nset este puterea consumată de unitatea de pompare.

Apoi kW.

Energia fluxului ocolit poate fi utilizată rațional în două moduri:

1) Pentru a crește presiunea în cavitatea de aspirație a pompei prin crearea unui efect de ejecție cu un debit ocolit; în serie cu pompa principală, se pornește o pompă cu jet de apă, eliminând o parte din presiunea care trebuie depășită din pompa principală, astfel încât pompa principală să funcționeze la o înălțime mai mică și condiții de cavitație îmbunătățite.

2) Pentru rotirea fluxului în fața rotorului. Rotirea fluxului se realizează în direcția de rotație a rotorului, în timp ce există o pseudo-reducere a frecvenței de rotație a rotorului. n asupra frecvenței de rotație a fluxului de fluid turbitor. Parametrii pompei - presiunea, debitul și consumul de energie se vor modifica.

La proiectarea unei unități de pompare, se face o verificare pentru înălțime admisă aspiraţie.

Motivul pentru aceasta este că înălțimea (și cel mai adesea presiunea) la intrarea în conducta de aspirație este mai mare decât la intrarea în pompă cu cantitatea de pierderi în conducta de aspirație. În mod normal, presiunea de admisie a pompei este sub presiunea atmosferică (vid). Cantitatea de vid, la rândul său, este limitată de cantitatea de presiune atmosferică.

Când se atinge presiunea de vapori saturați, lichidul va începe să fiarbă. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât presiunea vaporilor este mai mare. Aburul care intră în pompă perturbă funcționarea acesteia. În pompele cu acțiune dinamică presiunea generată depinde de densitatea lichidului. Vaporii au o densitate de aproape 1000 de ori mai mică decât densitatea lichidului. Ca urmare, scade și presiunea. În pompele volumetrice, debitul scade și datorită densității scăzute a vaporilor, iar scurgerea prin scurgeri crește.

Un alt fenomen extrem de nedorit în timpul funcționării pompei și cauzat de scăderea presiunii de aspirație este cavitația (fierberea lichidului în zona de joasă presiune (de exemplu, în spatele marginii palelor pompei) urmată de prăbușirea bulelor formate în zona de crestere a presiunii). Când o bula de vapori se prăbușește, lichidul se deplasează spre centrul său. În acest caz, lichidul capătă o anumită viteză. În centrul cavităţii de abur are loc o oprire instantanee a lichidului, deoarece lichidul este practic incompresibil. Energia cinetică este transformată în energie potențială (creșterea presiunii). Presiunea lichidului este atât de mare încât metalul lamelor este distrus în zona de cavitație.

În acest sens, calculul se face din starea de funcționare necavitațională a pompei. În practică, mai trebuie luată în considerare o cantitate - așa-numita rezervă de cavitație.

Înălțimea de aspirație admisă depinde de presiunea vaporilor de saturație. Cu cât temperatura lichidului este mai aproape de punctul de fierbere, cu atât presiunea vaporilor saturați este mai mare și, în consecință, pompa poate fi ridicată la o înălțime mai mică față de suprafața lichidului. Ca rezultat al calculelor, se poate obține chiar și o valoare negativă. Într-adevăr, atunci când se pompează lichide cu punct de fierbere scăzut, pompele trebuie să fie adâncite (instalate sub nivelul suprafeței lichidului).

Viteza lichidului reduce, de asemenea, înălțimea admisă de aspirație din cauza înălțimii vitezei și a pierderii de încărcare în conducta de aspirație. Din acest motiv, la proiectare unitati de pompare diametrele conductelor de aspiratie incearca sa fie mari. Orice rezistență locală este, de asemenea, extrem de nedorită. Diferite tipuri de filtre, supape sau supape cu poartă, dacă este posibil, sunt instalate nu pe conducta de aspirație, ci pe conducta de refulare.

Prin urmare:

, Unde:

pt \u003d 200 mm Hg \u003d 26,66 103 Pa - presiunea aburului saturat

acid sulfuric la temperatura de funcționare (25 °C);

uBC== m/s este viteza fluidului în conducta de aspirație a pompei;

Să găsim hPOT - pierderea capului în conducta de aspirație:

Debitul este amestecat turbulent, prin urmare:

m - rezerva de cavitație.

· p1=1,472·105 Pa – presiunea în conducta de aspirație.

constatări

În această lucrare s-a efectuat calculul conductei tehnologice (determinarea presiunii necesare), constând în determinarea presiunii statice, de viteză, precum și a rezistențelor locale și liniare pe zone diferiteși în întreaga conductă în ansamblu. A fost construită o curbă a înălțimii necesare și a fost selectată o pompă pentru a furniza debitul fluidului transportat specificat de profesor.

1. A.G. Kasatkin, „Procese și aparate de bază ale tehnologiei chimice”, Moscova: Chimie, 1971 - 784 p.

2. Procese și aparate de bază ale tehnologiei chimice: Manual de proiectare / G.S. Borisov, V.P. Brykov, Yu.I. Dytnersky şi alţii.Ed. Yu.I. Dytnersky, ed. a 2-a, revizuită. si suplimentare Moscova: Chimie, 1991 - 496 p.

3. K.F. Pavlov, P.G. Romankov, A.A. Noskov. Exemple și sarcini pentru cursul proceselor și dispozitivelor de chimie. tehnologii, ed. a 10-a, revizuită. si suplimentare Ed. P.G. Romankov. L .: Chimie, 1987 - 578 p.

5 CALCULUL HIDRAULIC AL TUBIULUI

5.1 Conductă simplă de secțiune transversală constantă

Conducta este numită simplu, dacă nu are ramuri. Conductele simple pot forma conexiuni: în serie, paralele sau ramificate. Conductele pot fi complex conţinând atât conexiuni seriale, cât şi paralele sau ramificaţii.

Lichidul se deplasează prin conductă datorită faptului că energia sa la începutul conductei este mai mare decât la sfârșit. Această diferență (diferență) de niveluri de energie poate fi creată într-un fel sau altul: prin funcționarea pompei, datorită diferenței de niveluri de lichid, prin presiunea gazului. În inginerie mecanică, trebuie să se ocupe în principal de conducte, mișcarea fluidului în care se datorează funcționării pompei.

În calculul hidraulic al conductei, acesta este cel mai adesea determinat de acesta presiunea necesarăH consum - o valoare egală numeric cu înălțimea piezometrică din secțiunea inițială a conductei. Dacă este dată presiunea necesară, atunci se obișnuiește să o numiți presiunea disponibilăH zăngănit. În acest caz, calculul hidraulic poate determina debitul Q lichid în conductă sau diametrul acesteia d. Valoarea diametrului conductei este selectată din numărul stabilitîn conformitate cu GOST 16516-80.

Fie o conductă simplă cu secțiune de curgere constantă, situată în mod arbitrar în spațiu (Figura 5.1, A), are o lungime totală l si diametrul d şi conţine o serie de rezistenţe hidraulice locale I şi II.

Să scriem ecuația lui Bernoulli pentru inițială 1-1 si finala 2-2 secțiuni ale acestei conducte, presupunând că coeficienții Coriolis din aceste secțiuni sunt aceiași (α 1 =α 2). După reducerea presiunii vitezei, obținem

Unde z 1 , z 2 - coordonatele centrelor de greutate, respectiv, ale secțiunilor inițiale și finale;

p 1 , p 2 - presiunea în secțiunile inițiale și, respectiv, finale ale conductei;

Pierderea totală de presiune în conductă.

De aici presiunea necesară

, (5.1)

După cum se poate observa din formula obținută, presiunea necesară este suma înălțimii geometrice totale Δz = z 2 – z 1 , la care lichidul se ridică în procesul de deplasare de-a lungul conductei, înălțimea piezometrică în secțiunea finală a conductei și suma pierderi hidraulice presiunea rezultată din mișcarea fluidului în el.

În hidraulică, se obișnuiește să se înțeleagă presiunea statică a unei conducte ca sumă .

Apoi, reprezentând pierderile totale ca functie de putere din consum Q, primim

Unde t - o valoare în funcție de modul de curgere a fluidului în conductă;

K - rezistența conductei.

În regimul laminar al curgerii fluidelor și rezistențe locale liniare (lungimile lor echivalente sunt date l eq) pierderi totale

,

Unde l calc = l + l eq - lungimea estimată a conductei.

Prin urmare, sub flux laminar t = 1, .

În fluxul de fluid turbulent

.

Înlocuind în această formulă viteza medie lichid prin flux, obținem pierderea totală de cap

. (5.3)

Apoi în regim turbulent , și exponentul m= 2. De reținut că, în cazul general, coeficientul de pierdere prin frecare de-a lungul lungimii este și o funcție a debitului Q.

Acționând în mod similar în fiecare caz specific, după simple transformări algebrice și calcule, se poate obține o formulă care determină dependența analitică a presiunii necesare pentru o conductă simplă dată de debitul din aceasta. Exemple de astfel de dependențe în formă grafică sunt prezentate în Figura 5.1, b, în.

O analiză a formulelor date mai sus arată că soluția problemei determinării presiunii necesare H consumul cu o cheltuială cunoscută Q lichidele din conductă și diametrul acesteia d nu este dificil, deoarece este întotdeauna posibil să se evalueze modul de curgere a fluidului în conductă prin compararea valorii critice Relap= 2300 cu valoarea sa reală, care pentru țevi rotunde poate fi calculată prin formula

După determinarea regimului de curgere, puteți calcula pierderea de sarcină și apoi înălțimea necesară folosind formula (5.2).

Dacă valorile Q sau d sunt necunoscute, atunci în majoritatea cazurilor este dificil să se evalueze regimul de curgere și, prin urmare, este rezonabil să se aleagă formulele care determină pierderea de presiune în conductă. Într-o astfel de situație, se poate recomanda utilizarea fie a metodei de aproximare succesivă, care necesită de obicei o cantitate destul de mare de lucru de calcul, fie a metodei grafice, în aplicarea căreia este necesară construirea așa-numitei caracteristici a presiunea necesară a conductei.

5.2. Construirea unei caracteristici a presiunii necesare a unei conducte simple

Reprezentare grafică în coordonate N-Q dependenţa analitică (5.2) obţinută pentru o conductă dată, în hidraulică se numeşte caracteristică presiunii necesare.În figura 5.1, b, c sunt date mai multe caracteristici posibile ale presiunii cerute (liniar - cu regim de curgere laminar si rezistente locale liniare; curbiliniu - cu regim de curgere turbulent sau prezenta rezistentelor locale patratice in conducta).

După cum se poate observa din grafice, valoarea capului static H Sf pot fi atât pozitive (fluidul este furnizat la o anumită înălțime Δ z sau în secțiunea finală există suprapresiune p 2) și negativ (atunci când lichidul curge în jos sau când se deplasează în cavitate cu rarefiere).

Abruptul caracteristicilor capului necesar depinde de rezistența conductei și crește odată cu creșterea lungimii conductei și scăderea diametrului acesteia și, de asemenea, depinde de numărul și caracteristicile rezistenței hidraulice locale. În plus, în regimul de curgere laminar, valoarea luată în considerare este de asemenea proporțională cu vâscozitatea lichidului. Punctul de intersecție a caracteristicii presiunii necesare cu axa absciselor (punctul DARîn figura 5.1, b, în) determină fluxul de fluid în conductă atunci când se deplasează gravitațional.

Curbele de presiune necesare sunt utilizate pe scară largă pentru a determina debitul Q atunci când se calculează atât conductele simple, cât și cele complexe. Prin urmare, vom lua în considerare metodologia pentru construirea unei astfel de dependențe (Figura 5.2, A). Constă din următorii pași.

etapa 1. Folosind formula (5.4) determinăm valoarea debitului critic Q cr corespunzătoare Relap=2300 și marcați-l pe axa cheltuielilor (axa absciselor). Evident, pentru toate costurile situate în stânga Q kr, conducta va avea un regim de curgere laminar, iar pentru debitele situate in dreapta Q cr, - turbulent.

a 2-a etapă. Calculăm valorile presiunii necesare H 1și H 2 la un debit în conductă egal cu Q cr, respectiv, presupunând că H 1 - rezultatul calculului pentru regimul curgerii laminare și H 2 - cu turbulente.

a 3-a etapă. Construim caracteristica capului necesar pentru regimul de curgere laminar (pentru debite mai mici de Q cr) . Dacă rezistențele locale instalate în conductă au o dependență liniară a pierderilor de debit, atunci caracteristica înălțimii necesare are o formă liniară.

a 4-a etapă. Construim caracteristica debitului necesar pentru regimul de curgere turbulent (pentru debite mari Qlap). În toate cazurile se obține o caracteristică curbilinie, apropiată de o parabolă de gradul doi.

Având o caracteristică a presiunii necesare pentru o conductă dată, este posibil să valoare cunoscută presiunea disponibilă Hzăngănit găsiți debitul dorit Qx (vezi figura 5.2, A).

Dacă este necesar să se găsească diametrul interior conductă d, apoi, date mai multe valori d, ar trebui să construiți dependența presiunii necesare Hconsum din diametru d (Fig. 5.2, b). Următorul ca valoare H răspândit cel mai apropiat diametru mai mare este selectat din gama standard d Sf .

În unele cazuri, în practică, la calcularea sistemelor hidraulice, în loc de caracteristica presiunii necesare, se folosește caracteristica conductei. Caracteristicile conductei este dependența pierderii totale de presiune în conductă de debit. Expresia analitică pentru această dependență are forma

Compararea formulelor (5.5) și (5.2) ne permite să concluzionăm că caracteristica conductei diferă de caracteristica presiunii necesare prin absența presiunii statice. H stă la H Sf = 0 aceste două dependențe sunt aceleași.

5.3 Conexiuni simple ale conductelor.

Analitice și moduri grafice calcul

Luați în considerare metode de calcul a conexiunilor conductelor simple.

Să avem conexiune serială câteva conducte simple ( 1 , 2 și 3 în figura 5.3, A) lungimi diferite, diametre diferite, cu un set diferit de rezistențe locale. Deoarece aceste conducte sunt conectate în serie, în fiecare dintre ele are loc același flux de fluid. Q. Pierderea totală de cap pentru întreaga conexiune (între puncte Mși N) este suma pierderilor de presiune din fiecare conductă simplă ( , , ), adică pentru o conexiune serială este valabil următorul sistem de ecuații:

(5.6)

Pierderea de presiune în fiecare conductă simplă poate fi determinată prin valorile debitelor corespunzătoare:

Sistemul de ecuații (5.6), completat de dependențe (5.7), stă la baza calculului analitic al unui sistem hidraulic cu racord în serie de conducte.

Dacă se utilizează o metodă de calcul grafic, atunci devine necesar să se construiască caracteristicile totale ale conexiunii.

În figura 5.3, b este prezentată o metodă de obţinere a caracteristicii rezumative a unei conexiuni seriale. Pentru aceasta, sunt utilizate caracteristicile conductelor simple. 1 , 2 și 3

Pentru a construi un punct aparținând caracteristicii totale a unui racord în serie, este necesar, în conformitate cu (5.6), să se adauge pierderile de presiune din conductele originale la același debit. În acest scop, pe grafic este trasată o linie verticală arbitrară (la un debit arbitrar Q" ). De-a lungul acestei verticale sunt rezumate segmentele (pierderea de presiune, și) rezultate din intersecția verticalei cu caracteristicile inițiale ale conductelor. Punctul astfel obtinut DAR va aparţine caracteristicii totale a conexiunii. Prin urmare, caracteristica totală a racordării în serie a mai multor conducte simple se obține prin adăugarea ordonatelor punctelor caracteristicilor inițiale la această cheltuială.

Paralel numită conexiunea conductelor care au două puncte comune (un punct de ramificare și un punct de închidere). Exemplu conexiune paralelă trei conducte simple sunt prezentate în Figura 5.3, în. Este evident că cheltuiala Q lichid în sistemul hidraulic înainte de ramificare (punctul M)și după închidere (punctul N) la fel si egal cu suma cheltuielilor Q 1 , Q 2 și Q 3 în ramuri paralele.

Dacă desemnăm totalul capetelor la puncte M și N prin HM și H N, atunci pentru fiecare conductă pierderea de sarcină este egală cu diferența dintre aceste capete:

; ; ,

adică în conductele paralele, pierderea de sarcină este întotdeauna aceeași. Acest lucru se explică prin faptul că, cu o astfel de conexiune, în ciuda rezistențelor hidraulice diferite ale fiecărei conducte simple, costurile Q 1 , Q 2 și Q 3 distribuite între ele astfel încât pierderile să rămână egale.

Astfel, sistemul de ecuații pentru o conexiune paralelă are forma

(5.8)

Pierderea de presiune în fiecare conductă inclusă în racord poate fi determinată prin formule de forma (5.7). Astfel, sistemul de ecuații (5.8), completat de formulele (5.7), stă la baza calculului analitic al sistemelor hidraulice cu racordare paralelă a conductelor.

În figura 5.3, G este prezentată o metodă de obţinere a caracteristicii rezumative a unei conexiuni paralele. Pentru aceasta, sunt utilizate caracteristicile conductelor simple. 1 , 2 și 3 , care sunt construite în funcție de dependențe (5.7).

Pentru a obține un punct aparținând caracteristicii totale a unei conexiuni paralele, este necesar, în conformitate cu (5.8), să se însumeze costurile în conductele originale cu aceeași pierdere de presiune. În acest scop, un arbitrar linie orizontală(pentru pierderi arbitrare). De-a lungul acestei linii orizontale, segmentele sunt rezumate grafic (cheltuieli Q 1 , Q 2 și Q 3) obținut din intersecția orizontalei cu caracteristicile inițiale ale conductelor. Punctul astfel obtinut LA aparţine caracteristicii totale a conexiunii. Prin urmare, caracteristica totală a conexiunii paralele a conductelor se obține prin adăugarea absciselor punctelor caracteristicilor inițiale pentru pierderi date.

Printr-o metodă similară, se construiesc caracteristicile totale pentru conductele ramificate. conexiune ramificată numit ansamblu de mai multe conducte care au un punct comun (locul de ramificare sau joncțiune a conductelor).

Conexiunile în serie și paralele discutate mai sus, strict vorbind, aparțin categoriei conductelor complexe. Totusi, in hidraulica conducte complexe, de regulă, ei înțeleg conectarea mai multor conducte simple în serie și paralele.

În figura 5.3, d este dat un exemplu de astfel de conductă complexă format din trei conducte 1 , 2 și 3. Conductă 1 conectate în serie cu conducte 2 și 3. Conducte 2 și 3 pot fi considerate paralele, deoarece au un punct de ramificare comun (punctul M) și alimentează cu lichid același rezervor hidraulic.

Pentru conductele complexe, calculul este de obicei efectuat printr-o metodă grafică. Se recomandă următoarea secvență:

1) o conductă complexă este împărțită într-un număr de conducte simple;

2) pentru fiecare conductă simplă se construiește caracteristica acesteia;

3) prin adăugare grafică se obține o caracteristică a unei conducte complexe.

În figura 5.3, e arată succesiunea construcțiilor grafice la obținerea caracteristicii totale () a unei conducte complexe. În primul rând, caracteristicile conductelor și sunt adăugate conform regulii de adăugare a caracteristicilor conductelor paralele, iar apoi caracteristica conexiunii paralele se adaugă la caracteristica conform regulii de adăugare a caracteristicilor conductelor conectate în serie și caracteristica din întreaga conductă complexă se obţine.

Având un grafic construit în acest fel (vezi figura 5.3, e) pentru o conductă complexă, este posibil pur și simplu dintr-un debit cunoscut Q 1 intrând în sistemul hidraulic, determinați presiunea necesară H consum = pentru întreaga conductă complexă, costuri Q 2 și Q 3 în ramuri paralele, precum și pierderea de cap, și în fiecare conductă simplă.

5.4 Conductă pompată

După cum sa menționat deja, principala metodă de furnizare a lichidului în inginerie mecanică este injecția sa forțată de către o pompă. pompa numit dispozitiv hidraulic care transformă energia mecanică a antrenării în energia curgerii fluidului de lucru. În hidraulică, se numește o conductă în care mișcarea fluidului este asigurată de o pompă conductă pompată(Figura 5.4, A).

Scopul calculării unei conducte pompate este de obicei de a determina înălțimea generată de pompă (capul pompei). Capul pompei H n este energia mecanică totală transferată de pompă către o unitate de greutate a lichidului. Astfel, pentru a determina H n este necesar să se estimeze creșterea energiei specifice totale a lichidului atunci când acesta trece prin pompă, adică.

, (5.9)

Unde H în,H afară - energia specifică a lichidului, respectiv, la intrarea și la ieșirea pompei.

Luați în considerare funcționarea unei conducte deschise cu alimentare prin pompare (vezi Figura 5.4, A). Pompa pompează lichid din rezervorul inferior DAR cu presiunea lichidului p 0 la alt rezervor B,în care presiunea R 3 . Înălțimea pompei în raport cu nivelul inferior al lichidului H 1 se numește înălțimea de aspirație, iar conducta prin care intră lichidul în pompă este conducta de aspiratie, sau conducta de aspirare. Înălțimea secțiunii finale a conductei sau nivelul superior al lichidului H 2 se numește înălțimea de refulare și conducta prin care lichidul se mișcă din pompă, presiune, sau conducta hidraulica de injectie.

Să scriem ecuația lui Bernoulli pentru debitul de lichid în conducta de aspirație, i.e. pentru sectiuni 0-0 și 1-1 :

, (5.10)

unde este pierderea de presiune în conducta de aspirație.

Ecuația (5.10) este cea principală pentru calcularea conductelor de aspirație. Presiune p 0 de obicei limitat (cel mai adesea este presiunea atmosferică). Prin urmare, scopul calculului conductei de aspirație, de regulă, este de a determina presiunea în fața pompei. Trebuie să fie mai mare decât presiunea vaporilor saturați a lichidului. Acest lucru este necesar pentru a evita cavitația la admisia pompei. Din ecuația (5.10) se poate găsi energie specifică lichide la admisia pompei:

. (5.11)

Să scriem ecuația lui Bernoulli pentru curgerea fluidului în interior conducta de presiune, adică pentru secțiuni 2-2 și 3-3:

, (5.12)

unde este pierderea de presiune în conducta de presiune.

Partea stângă a acestei ecuații este energia specifică a lichidului la ieșirea pompei HIeșire. Înlocuind în (5.9) părțile corecte ale dependențelor (5.11) pentru Hînși (5.12) pentru HIeșire, primim

După cum rezultă din ecuația (5.13), înălțimea pompei H n asigură lichidului să se ridice la o înălțime (H 1+H 2), presurizarea cu R 0 inainte de p 3 și este cheltuit pentru a depăși rezistența în conductele de aspirație și presiune.

Dacă se află în partea dreaptă a ecuației (5.13) desemna H st și înlocuiți pe KQ m , apoi primim Hn= Hcr + KQ m.

Să comparăm ultima expresie cu formula (5.2), care determină presiunea necesară pentru conductă. Identitatea lor completă este evidentă:

acestea. pompa creează o înălțime egală cu presiunea necesară a conductei.

Ecuația rezultată (5.14) vă permite să determinați analitic înălțimea pompei. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, metoda analitică este destul de complicată, astfel încât metoda grafică de calcul a unei conducte pompate a devenit larg răspândită.

Această metodă constă în trasarea în comun pe grafic a caracteristicilor presiunii necesare a conductei (sau a caracteristicilor conductei) și caracteristicile pompei. Caracteristica unei pompe este înțeleasă ca dependența presiunii create de pompă de debitul. Punctul de intersecție al acestor dependențe se numește punct de operare sisteme hidraulice și este rezultatul unei soluții grafice a ecuației (5.14).

În figura 5.4, b este dat un exemplu de astfel de soluție grafică. Aici este punctul A și este punctul de funcționare dorit al sistemului hidraulic. Coordonatele sale determină presiunea H n, pompat, și consumul Qn fluid de la pompă la sistemul hidraulic.

Dacă din anumite motive poziția punctului de operare pe grafic nu se potrivește proiectantului, atunci această poziție poate fi schimbată prin ajustarea oricăror parametri ai conductei sau pompei.

7.5. Lovitură de apă în conductă

Ciocan de apa numit proces oscilator care are loc în conductă cu o schimbare bruscă a vitezei lichidului, de exemplu, atunci când fluxul se oprește din cauza închiderii rapide a supapei (robinetului).

Acest proces este foarte rapid și se caracterizează printr-o alternanță de creștere și scădere bruscă a presiunii, ceea ce poate duce la distrugerea sistemului hidraulic. Acest lucru se datorează faptului că energia cinetică a fluxului în mișcare, atunci când este oprită, intră în lucru pentru întinderea pereților conductelor și comprimarea lichidului. Cel mai mare pericol este creșterea inițială a presiunii.

Să urmărim etapele șocului hidraulic care au loc în conductă atunci când debitul este blocat rapid (Figura 7.5).

Lăsați la capătul conductei prin care fluidul se mișcă cu o viteză vq, robinetul este închis imediat DAR. Apoi (vezi Figura 7.5, A) viteza particulelor de fluid care lovesc robinetul se va stinge, iar energia lor cinetică va fi transformată în lucrul de deformare a pereților conductei și fluidului. În acest caz, pereții țevii sunt întinși, iar lichidul este comprimat. Presiunea din fluidul oprit crește cu Δ p bate Alte particule intră în particulele lichide încetinite de la macara și, de asemenea, pierd din viteză, drept urmare secțiunea transversală p-p se deplasează la dreapta cu o viteză c numită viteza undei de șoc regiunea de tranziție în sine (secțiunea p-p),în care presiunea se modifică cu Δ p oud, numit undă de șoc.

Când unda de șoc ajunge în rezervor, lichidul va fi oprit și comprimat în toată conducta, iar pereții conductei vor fi întinși. Creșterea presiunii de impact Δ p ud se va răspândi pe toată conducta (vezi fig. 7.5, b).

Dar această stare nu este în echilibru. Sub presiune mare ( R 0 + Δ p ud) particulele de lichid vor curge din conductă în rezervor, iar această mișcare va începe din secțiunea imediat adiacentă rezervorului. Acum secțiunea p-p se deplasează prin conductă în direcția opusă - față de supapă - cu aceeași viteză cu, lăsând în urmă presiunea în lichid p 0 (vezi figura 7.5, în).

Fluid și pereții conductelor revin la starea inițială corespunzătoare presiunii p 0 . Lucrul de deformare este complet transformat în energie cinetică, iar lichidul din țeavă capătă viteza inițială. , dar în sens invers.

Cu această viteză, „coloana de lichid” (vezi figura 7.5, G) tinde să se rupă de macara, rezultând o undă de șoc negativă (presiunea din lichid scade cu aceeași valoare Δ p oud). Limita dintre două stări lichide este direcționată de la robinet la rezervor cu o viteză cu, lăsând în urmă pereții țevii comprimate și lichidul expandat (vezi figura 7.5, d). Energia cinetică a lichidului intră din nou în lucrarea de deformare, dar cu semnul opus.

Starea lichidului din conductă în momentul sosirii undei de șoc negative în rezervor este prezentată în Figura 7.5, e. Ca și în cazul prezentat în Figura 7.5, b, nu este în echilibru, deoarece lichidul din conductă este sub presiune ( R 0 + Δ p batai), mai putin decat in rezervor. În figura 7.5, bine arată procesul de egalizare a presiunii în conductă și rezervor, însoțit de apariția mișcării fluidului la o viteză .

Evident, de îndată ce unda de șoc reflectată din rezervor ajunge la supapă, va apărea o situație care a avut deja loc în momentul în care supapa a fost închisă. Se va repeta întregul ciclu de lovitură de berbec.

Teoretic și studiu pilotșocul hidraulic în țevi a fost efectuat pentru prima dată de N.E. Jukovsky. În experimentele sale, au fost înregistrate până la 12 cicluri complete cu o scădere treptată a Δ p bate Ca rezultat al cercetării, N.E. Jukovsky a obținut dependențe analitice care fac posibilă estimarea presiunii de șoc Δ p bate Una dintre aceste formule, numită după N.E. Jukovski, are forma

unde este viteza de propagare a undei de șoc cu este determinat de formula

,

Unde LA - modulul de elasticitate în vrac al lichidului; E - modulul de elasticitate al materialului peretelui conductei; dși δ sunt, respectiv, diametrul interior și grosimea peretelui conductei.

Formula (7.14) este valabilă pentru lovirea directă, când timpul de oprire a fluxului t închidere este mai mic decât faza loviturii de ariete. t 0:

Unde l- lungimea conductei.

Faza loviturii de ariete t 0 este timpul necesar pentru ca unda de șoc să se deplaseze de la supapă la rezervor și înapoi. La t inchide > t 0 presiunea de șoc este mai mică și se numește un astfel de ciocan de apă indirect.

Dacă este necesar, puteți utiliza moduri cunoscute„atenuarea” șocului hidraulic. Cel mai eficient dintre ele este creșterea timpului de răspuns al robinetelor sau al altor dispozitive care blochează fluxul de fluid. Un efect similar se realizează prin instalarea de acumulatori hidraulici sau supape de siguranță. Reducerea vitezei fluidului în conductă prin creșterea diametrului interior al conductelor la un debit dat și reducerea lungimii conductelor (reducerea fazei de șoc hidraulic) contribuie, de asemenea, la scăderea presiunii de șoc.

[Cuprins] [Prelegerea următoare] Utilizator VIP.
Acest lucru se poate face complet gratuit. Citit.

Conducta ca metodă de transport al mediilor lichide și gazoase este cea mai economică modalitate din toate industriile economie nationala. Așa că se va bucura mereu de o atenție sporită din partea specialiștilor.

Calculul hidraulic la proiectarea unui sistem de conducte vă permite să determinați diametrul interior al conductelor și căderea de presiune în cazul unui lățimea de bandă conducte. În același timp, este obligatorie prezența următorilor parametri: materialul din care sunt realizate țevile, tipul țevii, productivitatea, caracteristici fizico-chimice mediu pompat.

Când faceți calcule folosind formule, unele dintre valorile date pot fi luate din literatura de referință. F.A. Shevelev, profesor, doctor în științe tehnice, a elaborat tabele pentru calculul precis al debitului. Tabelele conțin valorile diametrului interior, rezistivitate și alți parametri. În plus, există un tabel cu viteze aproximative pentru lichide, gaze, abur pentru a simplifica munca cu determinarea debitului conductelor. Este folosit în sectorul utilităților, unde datele exacte nu sunt atât de necesare.

Parte de decontare

Calculul diametrului începe prin utilizarea formulei mișcare uniformă lichide (ecuația de continuitate):

unde q este fluxul de proiectare

v este debitul economic.

ω - zonă secțiune transversală teava rotunda cu diametrul d.

Se calculează după formula:

unde d este diametrul interior

deci d = √4*q/ v*π

Se presupune că viteza de mișcare a fluidului în conductă este de 1,5-2,5 m/s. Aceasta este valoarea care corespunde performanța optima sistem liniar.

Pierderea de înălțime (de presiune) în conducta de presiune este găsită prin formula Darcy:

h = λ*(L/d)*(v2/2g),

unde g este accelerația de cădere liberă,

L este lungimea secțiunii conductei,

v2/2g este un parametru care denota viteza (dinamica) capului,

λ este coeficientul de rezistență hidraulică, depinde de modul de mișcare a fluidului și de gradul de rugozitate al pereților conductei. Rugozitatea înseamnă denivelare, defect suprafata interioara conductă și se împarte în absolute și relative. Rugozitatea absolută este înălțimea neregulilor. Rugozitatea relativă poate fi calculată folosind formula:

Rugozitatea este diferită ca formă și neuniformă pe lungimea țevii. În acest sens, în calcule se ia în considerare rugozitatea medie k1, care este un factor de corecție. Această valoare depinde de o serie de factori: materialul conductei, durata de funcționare a sistemului, diverse defecte sub formă de coroziune etc. Cu o versiune din oțel a conductei, valoarea se aplică egală cu 0,1-0,2 mm. În același timp, în alte situații, parametrul k1 poate fi luat din tabelele lui F.A. Shevelkov.

În cazul în care lungimea conductei principale nu este mare, atunci pierderile locale de înălțime (de presiune) în echipamentele stațiilor de pompare sunt aproximativ aceleași cu pierderile de sarcină de-a lungul lungimii conductelor. Pierderile totale sunt determinate de formula:

h = P/ρ*g, unde

ρ este densitatea mediului

Există situații în care conducta traversează orice obstacol, de exemplu, corpuri de apă, drumuri etc. Apoi se folosesc sifoane - structuri care sunt conducte scurte așezate sub barieră. Și aici există o presiune a lichidului. Diametrul sifoanelor se găsește după formula (ținând cont de faptul că debitul fluidului este mai mare de 1 m/s):

h = λ*(L/d)*(v2/2g),

h = I*L+ Σζ* v2/2g

ζ - coeficientul de rezistență locală

Se presupune că diferența dintre semnele tăvilor de țevi la începutul și la sfârșitul sifonului este egală cu pierderea de sarcină.

Rezistențele locale sunt calculate prin formula:

hм = ζ* v2/2g.

Mișcarea fluidului poate fi laminară sau turbulentă. Coeficientul hm depinde de turbulența curgerii (numărul Reynolds Re). Odată cu creșterea turbulenței, se creează o turbulență suplimentară a fluidului, datorită căreia valoarea coeficientului de rezistență hidraulică crește. La Re › 3000 se observă întotdeauna un regim turbulent.

Coeficientul de rezistență hidraulică în modul laminar, când Re ‹ 2300, se calculează prin formula:

În cazul unui flux turbulent pătratic, ζ va depinde de arhitectura obiectului liniar: unghiul de îndoire al genunchiului, gradul de deschidere a supapei, prezența verifica valva. Pentru a ieși din conductă, ζ este egal cu 1. Conductele lungi au rezistențe locale de ordinul 10-15% pentru frecare htr. Atunci pierderea totală este:

Н = htr + Σ htr ≈ 1,15 htr

La efectuarea calculelor, o pompă este selectată pe baza parametrilor debitului, presiunii și performanței reale.

Concluzie

Este foarte posibil să se facă un calcul hidraulic al conductei într-o resursă online, unde calculatorul va da valoarea dorită. Pentru a face acest lucru, este suficient să introduceți compoziția țevilor, lungimea lor ca valori inițiale, iar mașina va oferi datele necesare (diametrul interior, pierderea de sarcină, debitul).

Pe lângă aceasta, există versiunea online Programul Shevelev's Tables versiunea 2.0. Este simplu și ușor de învățat, este un imitator al versiunii de carte a tabelelor și conține și un calculator de numărare.

Firme poștale sisteme liniare, au în arsenalul lor programe speciale pentru calcularea debitului conductelor. Unul dintre aceste „Hydrosystem” a fost dezvoltat de programatori ruși și este popular în industria rusă.

Cel mai cauze probabileîncălcările în funcționarea sistemului de alimentare cu apă într-o casă privată sunt, după cum știți, coroziunea pereților conductelor, depunerea de săruri pe ei și presiune ridicata apă în conductă. Ținând cont de faptul că în anul trecut pentru schimbare tevi metalice din ce în ce mai des vin omologii lor din plastic, doar ultimele două dintre motivele de mai sus reprezintă o amenințare reală pentru alimentarea cu apă. Problema combaterii depozitelor de sare nu intră în domeniul de aplicare al articolului nostru (deși acestea afectează parțial indicatorii de presiune din conducte) și, prin urmare, vom lua în considerare doar ultimul factor.

Pentru un avertisment posibile problemeînainte de a cumpăra produse tubulare, trebuie să vă familiarizați cu pașaportul atașat acestora și să vă asigurați că acestea sunt capabile să reziste presiunilor prevăzute în sistemul dumneavoastră de alimentare cu apă.

Notă! Tensiune arterială crescutăîn sistem duce la o creștere a consumului de apă.

Asta duce la cheltuieli suplimentare energie electrică consumată de echipamentele de pompare, care asigură circulația continuă a apei în sistem.

Valoarea presiunii

Este bine cunoscut faptul că menținerea unui nivel normal al presiunii apei în conducte este conditie esentiala sănătatea rețelei de alimentare cu apă, precum și funcționarea sa pe termen lung și fără probleme. În același timp, presiunea din conductă poate diferi semnificativ de valoarea medie fixă ​​normalizată pentru sistemele de alimentare cu apă menajeră.

Deci, de exemplu, pentru funcționarea normală a supapei de bucătărie, presiunea purtătorului în sistemul de alimentare cu apă nu trebuie să fie mai mică de 0,5 bar.

Dar, în condiții reale, valoarea acestui indicator, de regulă, este oarecum diferită de valoarea indicată. De aceea, atunci când se acceptă un sistem de alimentare cu apă (în special după repararea acestuia), este de dorit să se controleze presiunea de lucru pentru respectarea standardelor stabilite.

Ei bine, în cazul conductelor de autopozare, înainte de a începe lucrul, ar trebui să citiți cu atenție cerințele de bază pentru uz casnic. sisteme sanitare, precum și cu ordinea general acceptată a amenajării acestora.

Instrumente de egalizare a presiunii

Luați în considerare câteva dispozitive care vor ajuta la egalizarea presiunii.

Pentru a egaliza presiunea apei în conductele menajere, se pot folosi dispozitive speciale pentru îndepărtarea excesului de mediu. În plus, excesul de presiune din sistem poate fi compensat foarte simplu - pentru aceasta, în el este instalat un așa-numit rezervor de expansiune, care preia toate mediile în exces.

În conformitate cu proiectarea lor, toate mostrele cunoscute de rezervoare de expansiune (compensare) sunt împărțite în dispozitive de tip deschis și închis. Ele sunt foarte des folosite în sistemele de alimentare a instalațiilor. apa fierbinte, deoarece în acest caz probabilitatea de formare a căderilor de presiune în sistem este foarte mare. Acest lucru se datorează faptului că lichidul de răcire în procesul de circulație prin rețea (de la „întoarcerea” la cazanul de încălzire și apoi înapoi la sistem) își crește ușor volumul.

Notă! Când temperatura apei se modifică cu 10°C, de exemplu, viteza de expansiune a lichidului de răcire din sistem atinge 0,3% din volumul total de lichid din acesta.

Lipsa dispozitivelor de expansiune tip deschis este că instalarea lor pune sistemul într-un mod care se caracterizează prin presiune scăzută a lichidului de răcire și, ca urmare, controlabilitate slabă. Pe lângă aceasta, în sistem deschis are loc o evaporare treptată a purtătorului. Vor fi necesare eforturi suplimentare din partea dvs. pentru restaurarea sa continuă.

La toate cele de mai sus, putem adauga si faptul ca, datorita deschiderii rezervorului, in el intra constant portiuni proaspete de aer, ceea ce determina o accelerare a proceselor corozive in sistem.

Notă! Deoarece rezervoarele de expansiune de tip deschis trebuie să fie amplasate chiar în partea superioară a clădirii, acestea necesită izolație obligatorie. Este clar că costul întregului sistem de alimentare cu apă în acest caz crește considerabil.

Este posibil să se evite toate problemele de mai sus prin utilizarea unui rezervor de tip închis ca dispozitiv de compensare, a cărui locație de instalare, de regulă, nu este standardizată. Astfel de rezervoare sunt echipate cu un mecanism de membrană încorporat care vă permite să reglați presiunea purtătorului într-un mod închis.

Pe lângă rezervoarele de compensare, în sistemele de alimentare cu apă pot fi instalate așa-numitele acumulatoare hidraulice, care sunt utilizate pentru a proteja conducta de astfel de fenomen periculos ca ciocanul de ariete.

Fenomenul de lovitură de berbec se manifestă de obicei atunci când echipamentul de pompare este deconectat de la rețea sau când robinetul de apă este închis (deschis) brusc. Sarcinile dinamice rezultate pot depăși semnificativ valorile permise pentru o anumită conductă. Rețineți că astfel de dispozitive sunt operate, de regulă, în conducte cu bând apăși vă permit să creați o cantitate mică de purtător, care poate fi redirecționat automat înapoi în sistem (în cazul unei scăderi a presiunii în acesta).
La fel ca dispozitivele de compensare discutate mai devreme, acumulatorii pot fi fabricați într-un mod închis sau formă deschisăși au toate dezavantajele enumerate mai sus.

Notă! Concomitent cu acumulatorii hidraulici se recomanda amplasarea vaselor de expansiune de capacitate mica (circa 0,2 litri) in punctele de prelevare a apei.

Când studiem proiectarea celui mai simplu acumulator hidraulic de tip închis, constatăm că funcționarea acestuia se bazează pe același mecanism cu membrană (similar cu un rezervor de expansiune). Într-un volum închis, membrana se află într-o stare stabilă, echilibrată de presiunile aproximativ egale ale lichidului de răcire și ale bulei de aer situate pe părțile opuse ale despărțitorului.
După pornire stație de pompare volumul lichidului de răcire din sistem crește, ceea ce duce la comprimarea aerului din cilindrul cu membrană și, ca urmare, la o creștere a presiunii acestuia. Această modificare este transmisă automat elementului de detectare al releului încorporat, care oprește pompa atunci când acest parametru atinge o anumită valoare.

În procesul de cheltuire a apei în sistem, presiunea acesteia scade semnificativ, ceea ce duce din nou la releu, dar acum să se pornească.
Performanta hidraulica

Calculul presiunii suportului suficient pentru funcționarea normală a conductei de apă vă va permite să determinați cu exactitate mostrele de produse pentru conducte achiziționate înainte de instalarea acesteia. În același timp, trebuie amintit că limitele de presiune din rețea sunt de obicei asociate cu următorii indicatori:

• pragurile superioare și inferioare de presiune a lichidului pentru care sunt proiectate dispozitivele de compensare de tip închis instalate în rețea (vas de expansiune și acumulator hidraulic);
• valori de presiune care creează condiții pentru funcționarea normală aparate electrocasnice, dependent de alimentarea cu apă ( mașină de spălat, De exemplu);
• limitele de presiune pentru care sunt proiectate țevile pe care le-ați achiziționat și fitingurile atașate acestora (supape, teuri, malaxoare etc.).

Notă! Unitatea de măsură pentru presiunea purtătorului care circulă în rețelele de alimentare cu apă este de 1 bar (sau 1 atmosferă). Valoarea acestui indicator pentru rețelele urbane de apă (conform cerințelor actualului SNiP) ar trebui să fie de aproximativ 4 atmosfere.

De asemenea, menționăm că supapele, mixerele instalate în conducta de încălzire, precum și conductele în sine, trebuie să reziste la explozii de presiune pe termen scurt de până la 6 atmosfere. Atunci când cumpărați mostre de bază de echipamente de uz casnic conectate la rețeaua dvs. de alimentare cu apă, ar trebui să alegeți modele care au o marjă mică de siguranță în ceea ce privește indicatorul limitator. O astfel de previziune vă va permite să le protejați de supratensiunile bruște de presiune în rețea cauzate de ciocanul de apă.

În același timp, este foarte important ca în sistemul de alimentare cu apă al unei case private presiunea apei să aibă un nivel care să vă permită să porniți simultan mai multe puncte de consum simultan, ceea ce poate fi asigurat cu minim 1,5 bar. .

Pentru citirea directă a presiunii în rețeaua de alimentare cu apă se folosesc manometre standard de măsurare cu o scară liniară standard calibrată în unitățile corespunzătoare.

Conform cerințelor SNiP, verificarea funcționalității dispozitivelor din rețeaua de încălzire, precum și a stării tuturor echipament auxiliar trebuie efectuată cel puțin o dată pe an.

În cadrul acestui test se stabilește în primul rând prezența scurgerilor în sistemul de alimentare cu apă și căderea de presiune cauzată de acestea. După ce toate scurgerile au fost eliminate, va fi necesar să se verifice presiunea din alimentarea cu apă conform manometrului instalat pe acumulatorul hidraulic principal.

În timpul funcționării normale a sistemului, citirea acestui dispozitiv ar trebui să fie aproape de valoarea minimă (Pmin). Dacă există o diferență notabilă față de Pmin (mai mult de 10%), va trebui să încercați să creșteți presiunea la valoarea dorită pornind echipamentul de pompare care funcționează în rețeaua dumneavoastră. Dacă presiunea apei în rețeaua de încălzire crește (imediat după activarea releului de oprire a pompei), va fi necesar să se măsoare din nou presiunea, dar acum în modul de oprire. Parametrul specificat, prin analogie cu cazul precedent, nu trebuie să difere de valoarea Pmax cu mai mult de 10%.