Izračun tlaka tekočine v cevovodu. Hidravlični izračun cevovodov lahko izvedete sami

Uvod

Cilji seminarska naloga

1. Izračun cevovoda

1.1 Naloga

1.2 Izračuni

1.2.1 Določanje hitrosti in hitrosti

1.2.2 Določanje statične in hitrostne glave

1.2.3 Izračun izgube glave

1.2.4 Določanje zahtevane glave

2. Izbira črpalke

3. Regulacija črpalke

4. Izračun dovoljene sesalne višine

Tehnološki cevovodi se imenujejo takšni cevovodi industrijska podjetja, skozi katerega se prevažajo mešanice, vmesni in končni izdelki, izrabljeni reagenti, voda, gorivo in drugi materiali, ki zagotavljajo potek tehnološkega procesa.

S pomočjo tehnoloških cevovodov v kemičnih podjetjih se izdelki premikajo tako med posameznimi napravami znotraj iste delavnice ali procesne enote kot med procesnimi enotami in posameznimi delavnicami, surovine se dobavljajo iz skladišč ali prevažajo končni izdelki na svoje mesto skladiščenja.

V podjetjih kemična industrija procesni cevovodi so sestavni del tehnološko opremo. Stroški njihove gradnje v nekaterih primerih lahko dosežejo 30% stroškov celotnega podjetja. V nekaterih kemičnih obratih se dolžina cevovodov meri v desetinah in celo stotinah kilometrov. Nemoteno delovanje procesnih enot in kemičnega podjetja kot celote, kakovost izdelkov in varni pogoji delovanja procesne opreme so v veliki meri odvisni od tega, kako kompetentno so projektirani in upravljani cevovodi ter na kateri ravni se ohranja njihovo dobro stanje.

Surovine in izdelki, ki se uporabljajo v kemični tehnologiji in se prevažajo po cevovodih, imajo različne fizikalne in kemijske lastnosti. Lahko so v tekočem, plastičnem, plinastem ali hlapnem stanju, v obliki emulzij, suspenzij ali gaziranih tekočin. Temperature teh medijev se lahko gibljejo od nizke pod ničlo do izjemno visoke, tlak - od globokega vakuuma do deset atmosfer. Ta okolja so lahko nevtralna, kisla, alkalna, vnetljiva in eksplozivna, zdravju škodljiva in nevarna za okolje.

Cevovodi so razdeljeni na preproste in zapletene, kratke in dolge. Cevovodi, ki nimajo odcepov ob trasi tekočine v cevi za izbor ali dodatno dovajanje tekočine v cevovod, imenujemo enostavni. Kompleksni cevovodi vključujejo cevovode, sestavljene iz glavne glavne cevi in ​​stranskih vej, ki tvorijo mrežo cevovodov različnih konfiguracij. Cevovodi tehnoloških instalacij kemična podjetja večinoma so preprosti.

Večina na preprost način premikanje tekočine iz ene naprave v drugo je njeno odvajanje z gravitacijo. Takšno gibanje je možno le, če se začetna posoda nahaja nad napolnjeno.

· Seznanitev z razporeditvijo tehnoloških cevovodov kemičnih podjetij, načini premikanja tekočin po njih in metodami uporabe temeljnih odvisnosti za pridobitev računskih enačb, potrebnih za konstruiranje hidravličnih lastnosti cevovodov.

· Izvedba posamezne naloge izdelave krivulje zahtevanega tlaka za preprost tehnološki cevovod, določitev načina premikanja tekočine po njem za dani pretok in izbira črpalke ter pridobitev veščin analize delovanja cevovoda. cevovoda glede na njegove hidravlične lastnosti.

1.1 Naloga za seminarsko nalogo št. 1 v disciplini "Procesi in naprave kemične tehnologije"

Možnost I-1

Izvedite hidravlični izračun procesnega cevovoda in narišite želeno krivuljo glave. Izberite črpalko za črpanje tekočine skozi cevovod z danim pretokom.

Cevovodna shema

Podatki za izračun:

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

Črpana tekočina: Žveplova kislina 60%;

Vrsta lokalnega upora: 1-normalni ventil;

2-izhod φ=90°;

Vrsta in stanje cevi: 1-jeklo z velikimi usedlinami;

2-jeklena nova;

Nenadna sprememba premera: nenadno zožitev

Višina dviga tekočine: ΔZ=40 m;

Pretok črpane tekočine: qv=1,8 10-3 m3/s.

Po potrebi prevedemo začetne podatke v sistem SI:

Za 60 % žveplovo kislino sta referenčni vrednosti za gostoto in dinamično viskoznost: ,Pass;

Nastavimo 6 vrednosti hitrosti na odseku cevi manjšega premera (odsek cevovoda II) iz intervala m/s.

Poiščimo volumetrični pretok tekočine:

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;

Izračunajte površino prečnega prereza prve cevi:

Najdimo hitrost pretoka tekočine v prvi cevi:

Dobimo: 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;

Glava, potrebna za premagovanje upora stolpca tekočine:

, kje .

Hitrost glave:

Izračunajte izgubo glave:

Da bi to naredili, najdemo vrednosti Reynoldsovega kriterija za tekočino v prvi cevi:

hrapavost cevi :

Za prvo Jeklena cev z velikimi depoziti bomo sprejeli

Potem

Ker so vse vrednosti Reynoldsovega kriterija vključene v interval , potem lahko za mešani turbulentni tok za izračun koeficienta trenja uporabimo naslednjo formulo:

Potem bodo izgube na 1. linearnem delu cevovoda enake:

Izgube na 2. linearnem odseku cevi:

Hrapavost cevi:

Za drugo novo jekleno cev vzemimo: m.

Nato:

Kritične vrednosti Reynoldsovega kriterija:

Ker so prve 4 vrednosti Reynoldsovega števila manjše od ReKP1, je tok gladek in turbulenten in:

Dobimo:

Ker zadnji dve vrednosti Re pripadata intervalu, je tok mešano turbulenten in:

, potem

Izguba glave v drugem delu cevovoda:

, najdemo:

Najdimo izgubo glave v lokalnih uporih.

Za to izberemo referenčne vrednosti koeficientov lokalnih izgub za ustrezne lokalne upore:

Vhod v cev;

Ventil je normalen;

nenadno zožitev;

Komolec φ=90° ;

Izhod iz cevi;

Nato za I-cev:

Za II cev:

Lokalne izgube v I odseku:

, dobimo:

Lokalne izgube v odseku II:

Nato skupne izgube v oddelkih I in II:

V 1. razdelku:

V 2. razdelku:

Skupne izgube:

Najdemo vrednost dejanskega tlaka:

Najdemo zahtevani tlak:

Na podlagi izvedenih izračunov sestavimo krivuljo za zahtevani tlak.

Pri tem delu je izbira črpalke sestavljena iz iskanja takšne črpalke, za katero je bila delovna točka, poravnana s krivuljo zahtevane višine, znotraj območja črpalke in za katero je bil običajni pretok qv enak pretok, ki je določen za cevovod ali se od njega razlikuje velika stran. V tem primeru lahko presežek pretoka ugasnemo z zapiranjem zaporne naprave.

Z uporabo črpalke za zagotovitev pretoka tekočine m3 / s = m3 / uro je potrebno ustvariti zahtevani tlak Hreb = 38m.

Črpalko bomo izbrali, da zagotovimo naslednje pogoje:

Določimo delovno območje za zahtevani pretok tekočine:

m3/s;

m3/s.

Najdemo pritiske, ki ustrezajo takšnim stroškom:

Iz razmerja nadomestimo H1=24 m, qv1=2,4 10-3 m3/s oziroma m3/s in m3/s najdi m; m.

Na podlagi treh razpoložljivih točk bomo zgradili krivuljo črpalke.

Vidi se, da se krivulja zahtevanega tlaka in črpalka sekata skoraj v delovno območje. Poleg tega črpalka zagotavlja majhen dodaten pretok in tlak. Za povečanje zahtevanega tlaka v omrežju je potrebno uporabiti zaporno in krmilno napravo (ventil). Z njegovim delnim prekrivanjem se prerez pretoka zmanjša in vrednost lokalnega upora se poveča, kar vodi do premika krivulje glave v nasprotni smeri urnega kazalca.

Način krmiljenja pretoka črpalke s spreminjanjem števila vrtljajev gredi je z vidika varčevanja z energijo najučinkovitejši. Hkrati se za pogon črpalk pogosto uporabljajo razmeroma poceni, zanesljivi in ​​enostavni za uporabo asinhroni elektromotorji. Sprememba števila vrtljajev takšnih motorjev je povezana s potrebo po spremembi frekvence napajanja izmenični tok. Ta metoda se izkaže za zapleteno in drago. V zvezi s tem se dušenje uporablja predvsem za nadzor pretoka črpalk.

Spremembo položaja vztrajnika ventila spremlja sprememba koeficienta lokalnega upora. Če je sprememba števila vrtljajev učinek na značilnosti črpalke, potem je dušenje sprememba značilnosti omrežja.

Če je na primer ventil zaprt, s čimer se poveča izguba tlaka v omrežju, kot je razvidno iz enačbe za izračun lokalnih izgub tlaka, bo povečanje koeficienta lokalnega upora povzročilo povečanje izgub tlaka. V skladu s tem se bo povečal tudi zahtevani tlak. Nova značilnost omrežja bo bolj strma. V tem primeru se bo delovna točka premaknila v smeri nižjih stroškov.

Izračunajte uporabno moč, ki jo črpalka porabi za komunikacijo tlačne energije s tekočino:

Moč gredi (vključno z učinkovitostjo črpalke): kW;

Moč, ki jo porabi motor (nominalna), ob upoštevanju učinkovitosti prenosa enako ena: kW;

Če upoštevamo faktor rezerve moči, najdemo nameščeno moč motorja:

Glede na to, da je nazivna moč izbrane črpalke nekoliko večja od izračunane, lahko sklepamo, da je bila izbrana najprimernejša črpalka.

Bypass (bypass). Pri regulaciji pretoka črpalke na ta način je potreben pretok v sistemu zagotovljen tako, da se del tekočine, ki jo črpa črpalka, preusmeri iz tlačne cevi v sesalno cev, skozi obvodno cev. Če je treba zmanjšati pretok v sistem, odprite ventil na obvodnem cevovodu. Lastnost omrežja bo postala bolj pozitivna in skupni pretok črpalke se bo povečal.

Ta način krmiljenja je bolj ekonomičen za črpalke, katerih poraba energije pada z naraščajočim pretokom. Pri centrifugalne črpalke krmiljenje obvoda bo povečalo moč črpalke in lahko preobremenilo motor.

Pretok tekočine, ki poteka s tlačne strani na sesalno stran, ima nekaj energije. Če med krmiljenjem obvoda ni uporabnega prenosa energije iz premožene tekočine v tok, primeren za rotor, lahko izgubo moči določimo s formulo:

,

kjer je qH pretok črpalke,

qP - obvodni tok,

Nset je moč, ki jo porabi črpalna enota.

Potem kW.

Energijo obvodnega toka je mogoče racionalno uporabiti na dva načina:

1) Za povečanje tlaka v sesalni votlini črpalke z ustvarjanjem učinka izmeta z obvodnim tokom; serijsko z glavno črpalko se vklopi črpalka z vodnim curkom, ki odstrani del tlaka, ki ga je treba premagati iz glavne črpalke, tako da glavna črpalka deluje z nižjo višino in izboljšanimi pogoji kavitacije.

2) Za vrtinčenje toka pred rotorjem. Vrtenje toka poteka v smeri vrtenja rotorja, medtem ko pride do psevdo-zmanjšanja frekvence vrtenja rotorja n na frekvenco vrtenja vrtinčenega toka tekočine. Parametri črpalke - tlak, pretok in poraba energije se bodo spremenili.

Pri načrtovanju črpalne enote se opravi preverjanje dovoljena višina sesanje.

Razlog za to je, da je višina (in največkrat tlak) na vstopu v sesalno cev za količino izgub v sesalni cevi višja kot na vhodu v črpalko. Običajno je vstopni tlak črpalke pod atmosferskim tlakom (vakuum). Količina vakuuma pa je omejena s količino atmosferskega tlaka.

Ko je dosežen nasičen parni tlak, bo tekočina začela vreti. Višja kot je temperatura, višji je parni tlak. Para, ki vstopa v črpalko, moti njeno delovanje. V črpalkah z dinamičnim delovanjem ustvarjen tlak odvisno od gostote tekočine. Para ima skoraj 1000-krat manjšo gostoto od gostote tekočine. Posledično pade tudi pritisk. Pri črpalkah s premikom se zaradi nizke gostote hlapov zmanjša tudi pretok, poveča se puščanje skozi puščanja.

Drug pojav, ki je med delovanjem črpalke izredno nezaželen in je posledica zmanjšanja sesalnega tlaka, je kavitacija (vrenje tekočine v območju nizkega tlaka (na primer za robom lopatic črpalke), ki ji sledi kolaps nastalih mehurčkov v območje povečanja tlaka). Ko se parni mehurček sesede, se tekočina premakne proti svojemu središču. V tem primeru tekočina pridobi določeno hitrost. V središču parne votline pride do trenutne zaustavitve tekočine, ker tekočina je praktično nestisljiva. Kinetična energija se pretvori v potencialno energijo (povečanje tlaka). Tlak tekočine je tako visok, da se kovina rezil uniči v območju kavitacije.

V zvezi s tem je izračun narejen iz pogoja nekavitacijskega delovanja črpalke. V praksi je treba upoštevati še eno količino - tako imenovano kavitacijsko rezervo.

Dovoljeni sesalni dvig je odvisen od nasičenega parnega tlaka. Bližje kot je temperatura tekočine vrelišču, višji je tlak nasičene pare in posledično se črpalka lahko dvigne na nižjo višino glede na površino tekočine. Kot rezultat izračunov je mogoče dobiti celo negativno vrednost. Dejansko je treba pri črpanju tekočin z nizkim vreliščem črpalke poglobiti (namestiti pod nivojem površine tekočine).

Hitrost tekočine zmanjša tudi dovoljeno sesalno višino zaradi hitrostne višine in izgube glave v sesalni cevi. Iz tega razloga pri oblikovanju črpalne enote premere sesalnih cevovodov poskušamo narediti velike. Vsak lokalni odpor je prav tako zelo nezaželen. Različne vrste filtrov, ventilov ali zapornih ventilov, če je mogoče, niso nameščeni na sesalni, temveč na izpustni cevovod.

Takole:

, kje:

pt = 200 mm Hg = 26,66 103 Pa - tlak nasičene pare

žveplova kislina pri delovni temperaturi (25 °C);

uBC== m/s je hitrost tekočine v sesalni cevi črpalke;

Najdimo hPOT - izguba glave v sesalni cevi:

Tok je mešan turbulenten, zato:

m - rezerva kavitacije.

· p1=1,472·105 Pa – tlak v sesalnem cevovodu.

ugotovitve

V tem delu je bil opravljen izračun tehnološkega cevovoda (določanje zahtevanega tlaka), ki je sestavljen iz določanja statičnega, hitrostnega tlaka ter lokalnih in linearnih uporov na različna področja in v celotnem cevovodu. Izdelana je bila krivulja zahtevane glave in izbrana črpalka, ki zagotavlja pretok transportirane tekočine, ki ga je določil učitelj.

1. A.G. Kasatkin, "Osnovni procesi in aparati kemijske tehnologije", Moskva: Kemija, 1971 - 784 str.

2. Osnovni procesi in aparati kemijske tehnologije: Priročnik za načrtovanje / G.S. Borisov, V.P. Brykov, Yu.I. Dytnersky in drugi, Ed. Yu.I. Dytnersky, 2. izd., popravljeno. in dodatno Moskva: Kemija, 1991 - 496 str.

3. K.F. Pavlov, P.G. Romankov, A.A. Noskov. Primeri in naloge za potek procesov in kemičnih naprav. tehnologije, 10. izd., revidirano. in dodatno Ed. P.G. Romankov. L .: Kemija, 1987 - 578 str.

5 HIDRAVLIČNI IZRAČUN CEVOVODOV

5.1 Preprost cevovod konstantnega prereza

Cevovod se imenuje preprosto,če nima vej. Preprosti cevovodi lahko tvorijo povezave: zaporedne, vzporedne ali razvejene. Cevovodi so lahko zapleteno ki vsebujejo serijske in vzporedne povezave ali razvejanja.

Tekočina se premika skozi cevovod zaradi dejstva, da je njena energija na začetku cevovoda večja kot na koncu. Ta razlika (razlika) v nivojih energije se lahko ustvari tako ali drugače: z delovanjem črpalke, zaradi razlike v nivojih tekočine, s tlakom plina. V strojništvu se je treba ukvarjati predvsem s cevovodi, v katerih je gibanje tekočine posledica delovanja črpalke.

Pri hidravličnem izračunu cevovoda se najpogosteje določi z njegovim zahtevani tlakH poraba - vrednost, številčno enaka piezometrični višini v začetnem odseku cevovoda. Če je podan zahtevani tlak, ga je običajno poimenovati razpoložljivega tlakaH rašpica. V tem primeru lahko hidravlični izračun določi pretok Q tekočina v cevovodu ali njegov premer d. Izbere se vrednost premera cevovoda uveljavljeno številko v skladu z GOST 16516-80.

Naj bo preprost cevovod s stalnim pretokom, poljubno nameščen v prostoru (slika 5.1, a), ima skupno dolžino l in premer d in vsebuje številne lokalne hidravlične upornosti I in II.

Zapišimo Bernoullijevo enačbo za začetnico 1-1 in končno 2-2 odsekov tega cevovoda, ob predpostavki, da so Coriolisovi koeficienti na teh odsekih enaki (α 1 =α 2). Po zmanjšanju tlaka hitrosti dobimo

kje z 1 , z 2 - koordinate težišč začetnega in končnega odseka;

str 1 , str 2 - tlak v začetnem in končnem odseku cevovoda;

Skupna izguba tlaka v cevovodu.

Zato je potreben pritisk

, (5.1)

Kot je razvidno iz dobljene formule, je zahtevani tlak vsota skupne geometrijske višine Δz = z 2 – z 1 , na katero se tekočina dviga v procesu premikanja vzdolž cevovoda, piezometrična višina v končnem odseku cevovoda in vsota hidravlične izgube tlak, ki nastane zaradi gibanja tekočine v njem.

V hidravliki je običajno razumeti statični tlak cevovoda kot vsoto .

Nato, ki predstavlja skupne izgube kot močna funkcija od porabe Q, dobimo

kje t - vrednost, ki je odvisna od načina pretoka tekočine v cevovodu;

K - upor cevovoda.

V laminarnem režimu pretoka tekočine in linearnih lokalnih uporih (njihove ekvivalentne dolžine so podane l eq) skupne izgube

,

kje l izračun = l + l eq - ocenjena dolžina cevovoda.

Zato pod laminarnim tokom t = 1, .

V turbulentnem toku tekočine

.

Zamenjava v tej formuli Povprečna hitrost tekočine skozi tok, dobimo skupno izgubo glave

. (5.3)

Nato v turbulentnem režimu in eksponent m= 2. Ne smemo pozabiti, da je v splošnem primeru koeficient izgube zaradi trenja po dolžini tudi funkcija pretoka Q.

Podobno v vsakem posameznem primeru lahko po preprostih algebrskih transformacijah in izračunih dobimo formulo, ki določa analitično odvisnost zahtevanega tlaka za dani preprost cevovod od pretoka v njem. Primeri takšnih odvisnosti v grafični obliki so prikazani na sliki 5.1, b, v

Analiza zgoraj navedenih formul kaže, da je rešitev problema določanja zahtevanega tlaka H porabo na znane stroške Q tekočine v cevovodu in njegov premer d ni težko, saj je vedno mogoče oceniti način pretoka tekočine v cevovodu s primerjavo kritične vrednosti Redostr= 2300 s svojo dejansko vrednostjo, ki jo za okrogle cevi lahko izračunamo po formuli

Po določitvi režima pretoka lahko s formulo (5.2) izračunate izgubo višine in nato zahtevano višino.

Če vrednosti Q oz d niso znani, potem je v večini primerov težko oceniti režim pretoka, zato je smiselno izbrati formule, ki določajo izgubo tlaka v cevovodu. V takšni situaciji je mogoče priporočiti uporabo bodisi metode zaporednega približevanja, ki običajno zahteva dokaj veliko računskega dela, bodisi grafične metode, pri uporabi katere je treba zgraditi t.i. zahtevani tlak cevovoda.

5.2. Izdelava značilnosti zahtevanega tlaka enostavnega cevovoda

Grafična predstavitev v koordinatah N-Q analitična odvisnost (5.2), dobljena za dani cevovod, se v hidravliki imenuje značilnost zahtevanega tlaka. Na sliki 5.1, b, c podanih je več možnih karakteristik zahtevanega tlaka (linearni - z laminarnim režimom toka in linearnimi lokalnimi upori; krivolinijski - z režimom turbulentnega toka ali prisotnostjo kvadratnih lokalnih uporov v cevovodu).

Kot je razvidno iz grafov, je vrednost statične glave H st lahko oba pozitivna (tekočina se dovaja do določene višine Δ z ali v zadnjem delu obstaja nadtlak str 2) in negativni (ko tekočina teče navzdol ali ko se z redčenjem premakne v votlino).

Strmina značilnosti zahtevane glave je odvisna od odpornosti cevovoda in se povečuje s povečanjem dolžine cevi in ​​zmanjševanjem njenega premera, odvisna pa je tudi od števila in značilnosti lokalnega hidravličnega upora. Poleg tega je v režimu laminarnega toka obravnavana vrednost sorazmerna tudi viskoznosti tekočine. Točka presečišča značilnosti zahtevanega tlaka z osjo abscise (točka AMPAK na sliki 5.1, b, v) določa pretok tekočine v cevovodu, ko se premika z gravitacijo.

Za določanje pretoka se pogosto uporabljajo potrebne krivulje tlaka Q pri izračunu tako enostavnih kot zapletenih cevovodov. Zato bomo upoštevali metodologijo za konstruiranje takšne odvisnosti (slika 5.2, a). Sestavljen je iz naslednjih korakov.

1. stopnja. S formulo (5.4) določimo vrednost kritičnega toka Q cr ustreza Redostr=2300 in ga označimo na osi stroškov (abscisna os). Očitno za vse stroške, ki se nahajajo na levi strani Q kr, bo cevovod imel laminarni režim pretoka, za pretoke pa se nahajajo desno Q cr, - turbulenten.

2. stopnja. Izračunamo vrednosti potrebnega tlaka H 1 in H 2 pri pretoku v cevovodu, ki je enak Q cr, ob predpostavki, da H 1 - rezultat izračuna za režim laminarnega toka, in H 2 - z turbulentnim.

3. stopnja. Zgradimo karakteristiko zahtevane glave za režim laminarnega toka (za pretoke manj kot Q cr) . Če imajo lokalni upori, nameščeni v cevovodu, linearno odvisnost izgub od pretoka, potem ima značilnost zahtevane glave linearno obliko.

4. stopnja. Zgradimo karakteristiko zahtevane glave za režim turbulentnega pretoka (za pretoke velike Qdostr). V vseh primerih dobimo krivolinijsko karakteristiko, blizu paraboli druge stopnje.

Ob značilnostih zahtevanega tlaka za dani cevovod je mogoče znana vrednost razpoložljivega tlaka Hrašpica poiščite želeno hitrost pretoka Qx (glej sliko 5.2, a).

Če je treba najti notranji premer cevovod d, potem, danih več vrednosti d, bi morali zgraditi odvisnost zahtevanega tlaka Hporaba od premera d (slika 5.2, b). Naslednji po vrednosti H širitev najbližji večji premer je izbran iz standardnega obsega d st .

V nekaterih primerih se v praksi pri izračunu hidravličnih sistemov namesto lastnosti zahtevanega tlaka uporablja značilnost cevovoda. Značilnosti cevovoda je odvisnost skupne izgube tlaka v cevovodu od pretoka. Analitični izraz za to odvisnost ima obliko

Primerjava formul (5.5) in (5.2) nam omogoča sklepanje, da se lastnost cevovoda razlikuje od značilnosti zahtevanega tlaka zaradi odsotnosti statičnega tlaka. H st, in na H st = 0 ti dve odvisnosti sta enaki.

5.3 Enostavne cevne povezave.

Analitično in grafične načine izračun

Razmislite o metodah za izračun povezav preprostih cevovodov.

Naj imamo serijska povezava nekaj preprostih cevovodov ( 1 , 2 in 3 na sliki 5.3, a) različne dolžine, različni premeri, z različnim naborom lokalnih uporov. Ker so ti cevovodi povezani zaporedno, v vsakem od njih poteka enak tok tekočine. Q. Skupna izguba glave za celotno povezavo (med točkami M in N) je vsota izgub tlaka v vsakem enostavnem cevovodu ( , , ), tj. za serijsko povezavo velja naslednji sistem enačb:

(5.6)

Izgubo tlaka v vsakem preprostem cevovodu je mogoče določiti z vrednostmi ustreznih pretokov:

Sistem enačb (5.6), dopolnjen z odvisnostmi (5.7), je osnova za analitični izračun hidravličnega sistema z zaporedno povezavo cevovodov.

Če se uporablja grafična metoda izračuna, je potrebno zgraditi skupne značilnosti povezave.

Na sliki 5.3, b prikazana je metoda za pridobitev povzetka značilnosti serijske povezave. Za to se uporabljajo značilnosti preprostih cevovodov. 1 , 2 in 3

Za konstruiranje točke, ki pripada skupni karakteristiki serijske povezave, je treba v skladu s (5.6) sešteti tlačne izgube v prvotnih cevovodih pri enakem pretoku. V ta namen je na grafu narisana poljubna navpična črta (pri poljubnem pretoku Q" ). Vzdolž te vertikale so povzeti segmenti (izguba tlaka in), ki nastanejo zaradi presečišča navpičnice z začetnimi značilnostmi cevovodov. Tako pridobljena točka AMPAK bo pripadal skupni značilnosti povezave. Zato se skupna značilnost serijske povezave več enostavnih cevovodov dobi s seštevanjem ordinat točk začetnih značilnosti pri ta strošek.

Vzporedno imenujemo povezava cevovodov, ki imajo dve skupni točki (točka razvejanja in točka zapiranja). Primer vzporedna povezava tri preproste cevovode prikazuje slika 5.3, v Očitno je, da strošek Q tekočina v hidravličnem sistemu pred odcepom (točka M) in po zaprtju (točka N) enaka in enaka višini stroškov Q 1 , Q 2 in Q 3 v vzporednih vejah.

Če označimo skupne glave na točkah M in N skozi HM in H N, potem je za vsak cevovod izguba glave enaka razliki med temi glavami:

; ; ,

pri vzporednih cevovodih je izguba glave vedno enaka. To je razloženo z dejstvom, da s takšno povezavo kljub različnim hidravličnim uporom vsakega enostavnega cevovoda stroški Q 1 , Q 2 in Q 3 porazdeliti mednje tako, da izgube ostanejo enake.

Tako ima sistem enačb za vzporedno povezavo obliko

(5.8)

Izgubo tlaka v vsakem cevovodu, vključenem v povezavo, je mogoče določiti s formulami v obliki (5.7). Tako je sistem enačb (5.8), dopolnjen s formulami (5.7), osnova za analitični izračun hidravličnih sistemov z vzporedno povezavo cevovodov.

Na sliki 5.3, G prikazana je metoda za pridobitev povzetka značilnosti vzporedne povezave. Za to se uporabljajo značilnosti preprostih cevovodov. 1 , 2 in 3 , ki so zgrajene glede na odvisnosti (5.7).

Za pridobitev točke, ki pripada skupni karakteristiki vzporedne povezave, je treba v skladu s (5.8) sešteti stroške v originalnih cevovodih z enako izgubo tlaka. V ta namen je poljuben vodoravna črta(za samovoljno izgubo). Vzdolž te vodoravne črte so segmenti grafično povzeti (stroški Q 1 , Q 2 in Q 3) pridobljen iz presečišča vodoravnice z začetnimi značilnostmi cevovodov. Tako pridobljena točka AT spada k skupni značilnosti povezave. Zato se skupna značilnost vzporedne povezave cevovodov dobi s seštevanjem abscis točk začetnih značilnosti za dane izgube.

Po podobni metodi se zgradijo skupne karakteristike za razvejane cevovode. razvejana povezava imenujemo niz več cevovodov, ki imajo eno skupno točko (mesto razvejanja ali stičišča cevi).

Zgoraj obravnavane zaporedne in vzporedne povezave, strogo gledano, spadajo v kategorijo kompleksnih cevovodov. Vendar pa v hidravliki zapletene cevi, praviloma razumejo povezavo več serijskih in vzporednih enostavnih cevovodov.

Na sliki 5.3, d podan je primer tako zapletenega cevovoda, sestavljenega iz treh cevovodov 1 , 2 in 3. Cevovod 1 zaporedno povezani s cevovodom 2 in 3. Cevovodi 2 in 3 se lahko štejejo za vzporedne, saj imajo skupno točko razvejanja (točka M) in dovajajte tekočino v isti hidravlični rezervoar.

Za zapletene cevovode se izračun običajno izvede z grafično metodo. Priporočljivo je naslednje zaporedje:

1) zapleten cevovod je razdeljen na več preprostih cevovodov;

2) za vsak preprost cevovod je zgrajena njegova značilnost;

3) z grafičnim seštevanjem dobimo karakteristiko kompleksnega cevovoda.

Na sliki 5.3, e prikazuje zaporedje grafičnih konstrukcij pri pridobivanju skupne karakteristike () kompleksnega cevovoda. Najprej se dodajo značilnosti cevovodov in po pravilu seštevanja značilnosti vzporednih cevovodov, nato pa se karakteristiki doda še karakteristika vzporedne povezave po pravilu seštevanja značilnosti serijsko povezanih cevovodov in karakteristike celotnega kompleksnega cevovoda.

Če je graf sestavljen na ta način (glej sliko 5.3, e) za kompleksen cevovod je to mogoče preprosto iz znanega pretoka Q 1 pri vstopu v hidravlični sistem določite zahtevani tlak H poraba = za celoten kompleksni cevovod, stroški Q 2 in Q 3 v vzporednih vejah, kot tudi izguba glave in v vsakem preprostem cevovodu.

5.4 Načrpani cevovod

Kot smo že omenili, je glavna metoda oskrbe s tekočino v strojništvu njeno prisilno vbrizgavanje s črpalko. črpalka imenujemo hidravlična naprava, ki pretvarja mehansko energijo pogona v energijo toka delovne tekočine. V hidravliki se imenuje cevovod, v katerem gibanje tekočine zagotavlja črpalka črpani cevovod(Slika 5.4, a).

Namen izračuna črpanega cevovoda je običajno določiti višino, ki jo ustvari črpalka (glava črpalke). Glava črpalke H n je skupna mehanska energija, ki jo črpalka prenese na enoto teže tekočine. Tako določiti H n treba je oceniti povečanje skupne specifične energije tekočine, ko ta prehaja skozi črpalko, t.j.

, (5.9)

kje H v,H ven - specifična energija tekočine na vstopu in izstopu iz črpalke.

Razmislite o delovanju odprtega cevovoda s črpanjem (glejte sliko 5.4, a). Črpalka črpa tekočino iz spodnjega rezervoarja AMPAK s tlakom tekočine str 0 v drug rezervoar B, v katerem je tlak R 3 . Višina črpalke glede na nižjo raven tekočine H 1 se imenuje sesalna višina, cevovod, po katerem tekočina vstopa v črpalko, pa je sesalna cev, ali sesalni vod. Višina končnega odseka cevovoda ali zgornjega nivoja tekočine H 2 se imenuje višina izpusta in cevovod, po katerem se tekočina premika iz črpalke, pritisk, oz hidravlični vod za vbrizgavanje.

Zapišemo Bernoullijevo enačbo za tok tekočine v sesalnem cevovodu, t.j. za odseke 0-0 in 1-1 :

, (5.10)

kjer je izguba tlaka v sesalni cevi.

Enačba (5.10) je glavna za izračun sesalnih cevovodov. Pritisk str 0 običajno omejen (najpogosteje je to atmosferski tlak). Zato je namen izračuna sesalne cevi praviloma določiti tlak pred črpalko. Biti mora višji od tlaka nasičene pare tekočine. To je potrebno za preprečitev kavitacije na vstopu v črpalko. Iz enačbe (5.10) je mogoče ugotoviti specifično energijo tekočine na vstopu v črpalko:

. (5.11)

Napišimo Bernoullijevo enačbo za pretok tekočine tlačni cevovod, torej za odseke 2-2 in 3-3:

, (5.12)

kjer je izguba tlaka v tlačnem cevovodu.

Leva stran te enačbe je specifična energija tekočine na izhodu črpalke Hizhod. V (5.9) nadomestimo prave dele odvisnosti (5.11) za Hv in (5.12) za Hizhod, dobimo

Kot izhaja iz enačbe (5.13), je glava črpalke H n zagotavlja, da se tekočina dvigne na višino (H 1+H 2), pritiskanje s R 0 prej str 3 in se porabi za premagovanje upora v sesalnih in tlačnih cevovodih.

Če je na desni strani enačbe (5.13) določiti H st in zamenjajte na KQ m , potem dobimo Hn= Hcr + KQ m.

Primerjajmo zadnji izraz s formulo (5.2), ki določa zahtevani tlak za cevovod. Njihova popolna identiteta je očitna:

tiste. črpalka ustvari višino, ki je enaka zahtevanemu tlaku cevovoda.

Nastala enačba (5.14) vam omogoča analitično določitev višine črpalke. Vendar je v večini primerov analitična metoda precej zapletena, zato je grafična metoda za izračun črpanega cevovoda postala razširjena.

Ta metoda je sestavljena iz skupnega izrisa na graf značilnosti zahtevanega tlaka cevovoda (ali značilnosti cevovoda) in značilnosti črpalke. Značilnost črpalke se razume kot odvisnost tlaka, ki ga ustvari črpalka, od pretoka. Točka presečišča teh odvisnosti se imenuje delovna točka hidravličnih sistemov in je rezultat grafične rešitve enačbe (5.14).

Na sliki 5.4, b podan je primer takšne grafične rešitve. Tukaj je točka A in je želena delovna točka hidravličnega sistema. Njegove koordinate določajo tlak H n, prečrpano, in porabo Qn tekočina od črpalke do hidravličnega sistema.

Če iz nekega razloga položaj delovne točke na grafu ne ustreza projektantu, lahko ta položaj spremenite s prilagoditvijo poljubnih parametrov cevovoda ali črpalke.

7.5. Vodno kladivo v cevovodu

Vodno kladivo imenujemo oscilatorni proces, ki se pojavi v cevovodu z nenadno spremembo hitrosti tekočine, na primer, ko se tok ustavi zaradi hitrega izklopa ventila (pipe).

Ta proces je zelo hiter in je značilno spreminjanje močnega povečanja in znižanja tlaka, kar lahko privede do uničenja hidravličnega sistema. To je posledica dejstva, da kinetična energija gibljivega toka, ko se ustavi, deluje na raztezanje sten cevi in ​​stiskanje tekočine. Največja nevarnost je začetni skok tlaka.

Izsledimo faze hidravličnega šoka, ki nastane v cevovodu, ko je tok hitro blokiran (slika 7.5).

Pustite na koncu cevi, skozi katero se tekočina premika s hitrostjo vq, pipa se takoj zapre AMPAK. Nato (glej sliko 7.5, a) hitrost delcev tekočine, ki udarijo v pipo, bo ugasnila, njihova kinetična energija pa se bo pretvorila v delo deformacije sten cevi in ​​tekočine. V tem primeru se stene cevi raztegnejo, tekočina pa se stisne. Tlak v zaustavljeni tekočini se poveča za Δ str utripov Drugi delci pri žerjavu naletijo na upočasnjene delce tekočine in prav tako izgubijo hitrost, zaradi česar je presek p-p se premika v desno s hitrostjo c imenovano hitrost udarnega vala sama prehodna regija (razdelek p-p), pri katerem se tlak spremeni za Δ str oud, klical udarni val.

Ko udarni val doseže rezervoar, se tekočina ustavi in ​​stisne v celotni cevi, stene cevi pa se raztegnejo. Povečanje udarnega tlaka Δ str ud se bo razširil na celotno cev (glej sliko 7.5, b).

Toda to stanje ni v ravnotežju. Pod visokim pritiskom ( R 0 + Δ str ud) delci tekočine bodo stekli iz cevi v rezervoar in to gibanje se bo začelo od odseka, ki je neposredno ob rezervoarju. Zdaj oddelek p-p se premika po cevovodu v nasprotni smeri - do ventila - z enako hitrostjo z, pri čemer pušča pritisk v tekočini str 0 (glej sliko 7.5, v).

Stene tekočine in cevi se vrnejo v začetno stanje, ki ustreza tlaku str 0 . Delo deformacije se popolnoma pretvori v kinetično energijo in tekočina v cevi pridobi svojo začetno hitrost , ampak v nasprotni smeri.

S to hitrostjo se "stolpec tekočine" (glej sliko 7.5, G) se nagiba k odcepitvi od žerjava, kar povzroči negativni udarni val (tlak v tekočini se zmanjša za enako vrednost Δ str oud). Meja med dvema tekočima stanjema je usmerjena od pipe do rezervoarja s hitrostjo z, pri čemer za seboj pusti stisnjene stene cevi in ​​ekspandirano tekočino (glej sliko 7.5, d). Kinetična energija tekočine ponovno preide v delo deformacije, vendar z nasprotnim predznakom.

Stanje tekočine v cevi v trenutku prihoda negativnega udarnega vala v rezervoar je prikazano na sliki 7.5, e. Kot v primeru, prikazanem na sliki 7.5, b, ni v ravnotežju, saj je tekočina v cevi pod tlakom ( R 0 + Δ str utripov), manj kot v rezervoarju. Na sliki 7.5, no prikazuje proces izenačevanja tlaka v cevi in ​​rezervoarju, ki ga spremlja pojav gibanja tekočine s hitrostjo .

Očitno se bo takoj, ko udarni val, ki se odbije od rezervoarja, dosegel ventil, pojavila situacija, ki se je že zgodila v trenutku, ko je bil ventil zaprt. Celoten cikel vodnega kladiva se bo ponovil.

Teoretični in pilotsko učenje hidravlični šok v ceveh je prvi izvedel N. E. Žukovsky. V njegovih poskusih je bilo zabeleženih do 12 popolnih ciklov s postopnim zmanjševanjem Δ str utripov Kot rezultat raziskave je N. E. Žukovsky pridobil analitične odvisnosti, ki omogočajo oceno udarnega tlaka Δ str utripov Ena od teh formul, poimenovana po N. E. Žukovskem, ima obliko

kjer je hitrost širjenja udarnega valovanja z je določena s formulo

,

kje DO - modul elastičnosti tekočine; E - modul elastičnosti materiala stene cevovoda; d in δ sta notranji premer in debelina stene cevovoda.

Formula (7.14) velja za neposredno vodno kladivo, ko je čas izklopa pretoka t zapreti krajši od faze vodnega udarca t 0:

kje l- dolžina cevi.

Faza vodnega kladiva t 0 je čas, potreben, da se udarni val premakne od ventila do rezervoarja in nazaj. Pri t zapri > t 0 udarni tlak je manjši in takšno vodno kladivo se imenuje posredno.

Po potrebi lahko uporabite znane načine"blaženje" hidravličnega šoka. Najučinkovitejši med njimi je povečanje odzivnega časa pip ali drugih naprav, ki blokirajo pretok tekočine. Podoben učinek dosežemo z vgradnjo hidravličnih akumulatorjev oz varnostni ventili. Zmanjšanje hitrosti tekočine v cevovodu s povečanjem notranjega premera cevi pri dani hitrosti pretoka in zmanjšanjem dolžine cevovodov (zmanjšanje faze hidravličnega šoka) prispevata tudi k zmanjšanju udarnega tlaka.

[Vsebina] [Naslednje predavanje] VIP uporabnik.
To je mogoče storiti popolnoma brezplačno. Preberite.

Cevovod kot način transporta tekočih in plinastih medijev je najbolj ekonomičen način v vseh panogah Nacionalno gospodarstvo. Tako bo vedno užival v povečani pozornosti strokovnjakov.

Hidravlični izračun pri načrtovanju cevovodnega sistema vam omogoča, da določite notranji premer cevi in ​​padec tlaka v primeru največjega pasovna širina cevi. Hkrati je obvezna prisotnost naslednjih parametrov: material, iz katerega so izdelane cevi, vrsta cevi, produktivnost, fizikalno-kemijske lastnostičrpanih medijev.

Pri izračunih z uporabo formul je mogoče nekatere od danih vrednosti vzeti iz referenčne literature. F.A. Shevelev, profesor, doktor tehničnih znanosti, je razvil tabele za natančen izračun prepustnosti. Tabele vsebujejo vrednosti notranjega premera, upornosti in drugih parametrov. Poleg tega obstaja tabela približnih hitrosti za tekočine, plin, paro za poenostavitev dela pri določanju prepustnosti cevi. Uporablja se v sektorju komunalnih storitev, kjer natančni podatki niso tako potrebni.

Del poravnave

Izračun premera se začne z uporabo formule enakomerno gibanje tekočine (enačba kontinuitete):

kjer je q načrtovalni tok

v je ekonomski pretok.

ω - območje prečni prerez okrogla cev s premerom d.

Izračunano po formuli:

kjer je d notranji premer

torej d = √4*q/ v*π

Predvideva se, da je hitrost gibanja tekočine v cevovodu 1,5-2,5 m/s. To je vrednost, ki ustreza optimalno delovanje linearni sistem.

Izgubo glave (tlaka) v tlačnem cevovodu najdemo z Darcyjevo formulo:

h = λ*(L/d)*(v2/2g),

kjer je g pospešek prostega padca,

L je dolžina odseka cevi,

v2/2g je parameter, ki označuje hitrostno (dinamično) glavo,

λ je koeficient hidravličnega upora, odvisen od načina gibanja tekočine in stopnje hrapavosti sten cevi. Hrapavost pomeni neenakomernost, napako notranja površina cevovod in je razdeljen na absolutne in relativne. Absolutna hrapavost je višina nepravilnosti. Relativno hrapavost je mogoče izračunati s formulo:

Hrapavost je drugačne oblike in neenakomerna po dolžini cevi. V zvezi s tem se pri izračunih upošteva povprečna hrapavost k1, ki je korekcijski faktor. Ta vrednost je odvisna od številnih dejavnikov: materiala cevi, trajanja delovanja sistema, različnih napak v obliki korozije itd. Pri jekleni različici cevovoda se nanese vrednost enaka 0,1-0,2 mm. Hkrati lahko v drugih situacijah parameter k1 vzamemo iz tabel F. A. Shevelkova.

V primeru, da dolžina glavnega voda ni velika, so lokalne izgube višine (tlaka) v opremi črpališč približno enake izgubam višine vzdolž dolžine cevi. Skupne izgube se določijo po formuli:

h = P/ρ*g, kjer je

ρ je gostota medija

Obstajajo situacije, ko cevovod prečka katero koli oviro, na primer vodna telesa, ceste itd. Nato se uporabljajo sifoni - konstrukcije, ki so kratke cevi, položene pod pregrado. Tudi tukaj je pritisk tekočine. Premer sifonov najdemo po formuli (ob upoštevanju, da je pretok tekočine večji od 1 m/s):

h = λ*(L/d)*(v2/2g),

h = I*L+ Σζ* v2/2g

ζ - koeficient lokalnega upora

Za razliko v oznakah cevnih pladnjev na začetku in na koncu sifona se domneva, da je enaka izgubi glave.

Lokalni upor se izračuna po formuli:

hм = ζ* v2/2g.

Gibanje tekočine je lahko laminarno ali turbulentno. Koeficient hm je odvisen od turbulence toka (Reynoldsovo število Re). S povečanjem turbulence nastane dodatna turbulenca tekočine, zaradi katere se poveča vrednost koeficienta hidravličnega upora. Pri Re › 3000 je vedno opazen turbulentni režim.

Koeficient hidravličnega upora v laminarnem načinu, ko je Re ‹ 2300, se izračuna po formuli:

V primeru kvadratnega turbulentnega toka bo ζ odvisen od arhitekture linearnega objekta: upogibnega kota kolena, stopnje odprtosti ventila, prisotnosti povratni ventil. Za izstop iz cevi je ζ enak 1. Dolgi cevovodi imajo lokalne upornosti reda 10-15% za trenje htr. Potem je skupna izguba:

Н = htr + Σ htr ≈ 1,15 htr

Pri izračunih se črpalka izbere na podlagi parametrov pretoka, tlaka in dejanske zmogljivosti.

Zaključek

V spletnem viru je povsem mogoče narediti hidravlični izračun cevovoda, kjer bo kalkulator dal želeno vrednost. Če želite to narediti, je dovolj, da vnesete sestavo cevi, njihovo dolžino kot začetne vrednosti in stroj bo dal zahtevane podatke (notranji premer, izguba glave, pretok).

Poleg tega obstaja spletna različica Program Shevelev's Tables različica 2.0. Je preprost in enostaven za učenje, je imitator knjižne različice tabel in vsebuje tudi kalkulator za štetje.

Podjetja za polaganje linearni sistemi, imajo v svojem arzenalu posebne programe za izračun pretoka cevi. Enega od teh "Hydrosystem" so razvili ruski programerji in je priljubljen v ruski industriji.

Večina verjetni vzroki kršitve pri delovanju vodovodnega sistema v zasebni hiši so, kot veste, korozija sten cevi, odlaganje soli na njih in visok pritisk voda v cevovodu. Ob upoštevanju dejstva, da v Zadnja leta za spreminjanje kovinske cevi vse pogosteje prihajajo njihovi plastični kolegi, le zadnja dva od zgornjih razlogov predstavljata resnično grožnjo za vašo oskrbo z vodo. Vprašanje boja proti usedlinam soli ne sodi v obseg našega članka (čeprav delno vplivajo na kazalnike tlaka v ceveh), zato bomo upoštevali le zadnji dejavnik.

Za opozorilo možne težave Pred nakupom cevnih izdelkov se morate seznaniti s priloženim potnim listom in se prepričati, da lahko prenesejo pritiske, ki jih predvideva vaš vodovodni sistem.

Opomba! Visok krvni pritisk v sistemu vodi do povečanja porabe vode.

To vodi do dodatni strošek električna energija, ki jo porabi črpalna oprema, ki zagotavlja neprekinjeno kroženje vode v sistemu.

Vrednost tlaka

Znano je, da je vzdrževanje normalne ravni tlaka vode v ceveh bistveni pogoj zdravje vodovodnega omrežja ter njegovo dolgotrajno in nemoteno delovanje. Hkrati se lahko tlak v cevovodu znatno razlikuje od fiksne povprečne vrednosti, normalizirane za sisteme za oskrbo z vodo.

Torej, na primer za normalno delovanje kuhinjskega ventila, nosilni tlak v vodovodnem sistemu ne sme biti manjši od 0,5 bara.

Toda v realnih pogojih je vrednost tega kazalnika praviloma nekoliko drugačna od navedene vrednosti. Zato je pri prevzemu vodovodnega sistema (zlasti po njegovem popravilu) zaželeno nadzorovati delovni tlak za njegovo skladnost z uveljavljenimi standardi.

No, v primeru samopolaganja cevovodov morate pred začetkom dela natančno prebrati osnovne zahteve za gospodinjstvo vodovodni sistemi, kot tudi s splošno sprejetim vrstnim redom njihove ureditve.

Orodja za izravnavo tlaka

Razmislite o nekaterih napravah, ki bodo pomagale izenačiti tlak.

Za izenačitev tlaka vode v gospodinjskih cevovodih je mogoče uporabiti posebne naprave za odstranjevanje presežnih medijev. Poleg tega je presežek tlaka v sistemu mogoče zelo preprosto kompenzirati - za to je v njem nameščen tako imenovani ekspanzijski rezervoar, ki prevzame vse odvečne medije.

V skladu s svojo zasnovo so vsi znani vzorci ekspanzijskih (kompenzacijskih) rezervoarjev razdeljeni na naprave odprtega in zaprtega tipa. Zelo pogosto se uporabljajo v sistemih oskrbe objektov. vroča voda, saj je v tem primeru verjetnost nastanka padcev tlaka v sistemu zelo velika. To je posledica dejstva, da hladilna tekočina v procesu kroženja po omrežju (od "povratka" v ogrevalni kotel in nato nazaj v sistem) nekoliko poveča svojo prostornino.

Opomba! Ko se temperatura vode spremeni na primer za 10 ° C, stopnja ekspanzije hladilne tekočine v sistemu doseže 0,3% celotne prostornine tekočine v njem.

Pomanjkanje razširitvenih naprav odprtega tipa je, da njihova namestitev postavi sistem v način, za katerega je značilen nizek tlak hladilne tekočine in posledično slaba vodljivost. Poleg tega je v odprt sistem pride do postopnega izhlapevanja nosilca. Za njeno neprekinjeno obnovo boste potrebovali dodatna prizadevanja.

K vsemu naštetemu lahko dodamo še dejstvo, da zaradi odprtosti rezervoarja vanj nenehno vstopajo sveži deli zraka, kar povzroča pospeševanje korozivnih procesov v sistemu.

Opomba! Ker morajo biti ekspanzijski rezervoarji odprtega tipa nameščeni na samem vrhu stavbe, zahtevajo obvezno izolacijo. Jasno je, da se stroški celotnega vodovodnega sistema kot celote v tem primeru izrazito povečajo.

Vsem zgornjim težavam se je mogoče izogniti z uporabo rezervoarja zaprtega tipa kot kompenzacijske naprave, katere mesto namestitve praviloma ni standardizirano. Takšni rezervoarji so opremljeni z vgrajenim membranskim mehanizmom, ki vam omogoča prilagajanje tlaka nosilca v zaprtem načinu.

Poleg kompenzacijskih rezervoarjev se v vodovodne sisteme lahko vgradijo tako imenovani hidravlični akumulatorji, ki se uporabljajo za zaščito cevovoda pred takšnimi nevaren pojav kot vodno kladivo.

Pojav vodnega udarca se običajno kaže, ko se črpalna oprema izklopi iz omrežja ali ko se vodna pipa nenadoma zapre (odpre). Nastale dinamične obremenitve lahko znatno presegajo vrednosti, dovoljene za določen cevovod. Upoštevajte, da takšne naprave praviloma delujejo v cevovodih z pitna voda in vam omogočajo, da ustvarite majhno zalogo nosilca, ki se lahko samodejno preusmeri nazaj v sistem (v primeru zmanjšanja tlaka v njem).
Tako kot prej omenjene kompenzacijske naprave lahko tudi akumulatorje izdelamo v zaprtem oz odprta oblika in imajo vse zgoraj navedene pomanjkljivosti.

Opomba! Hkrati s hidravličnimi akumulatorji je priporočljivo namestiti ekspanzijske posode majhne prostornine (približno 0,2 litra) na mestih odvzema vode.

Pri preučevanju zasnove najpreprostejšega hidravličnega akumulatorja zaprtega tipa ugotovimo, da njegovo delovanje temelji na istem membranskem mehanizmu (podobno kot ekspanzijski rezervoar). V zaprtem volumnu je membrana v stabilnem stanju, uravnotežena s približno enakimi tlaki hladilne tekočine in zračnega mehurčka, ki se nahaja na nasprotnih straneh predelne stene.
Po vklopu črpalna postaja prostornina hladilne tekočine v sistemu se poveča, kar vodi do stiskanja zraka v membranskem cilindru in posledično do povečanja njegovega tlaka. Ta sprememba se samodejno prenese na senzorski element vgrajenega releja, ki izklopi črpalko, ko ta parameter doseže določeno vrednost.

V procesu porabe vode v sistemu se njen tlak občutno zmanjša, kar spet vodi do releja, vendar se zdaj vklopi.
Hidravlična zmogljivost

Izračun nosilnega tlaka, ki zadostuje za normalno delovanje vašega vodovoda, vam bo omogočil natančno določitev vzorcev cevnih izdelkov, kupljenih pred njegovo namestitvijo. Hkrati je treba spomniti, da so omejitve tlaka v omrežju običajno povezane z naslednjimi indikatorji:

• zgornji in spodnji prag tlaka tekočine, za katerega so zasnovane kompenzacijske naprave zaprtega tipa, nameščene v omrežju (ekspanzijski rezervoar in hidravlični akumulator);
• vrednosti tlaka, ki ustvarjajo pogoje za normalno delovanje gospodinjski aparati, odvisno od oskrbe z vodo ( pralni stroj, na primer);
• mejne vrednosti tlaka, za katere so izdelane cevi, ki ste jih kupili, in nanje pritrjeni priključki (ventili, T-ji, mešalniki itd.).

Opomba! Merska enota za tlak nosilca, ki kroži v vodovodnih omrežjih, je 1 bar (ali 1 atmosfera). Vrednost tega kazalnika za mestne vodovode (v skladu z zahtevami trenutnega SNiP) mora biti približno 4 atmosfere.

Ugotavljamo tudi, da morajo ventili, mešalniki, nameščeni v ogrevalnem cevovodu, pa tudi same cevi vzdržati kratkotrajne pritiske do 6 atmosfer. Pri nakupu osnovnih vzorcev gospodinjske opreme, priključene na vaše vodovodno omrežje, morate izbrati modele, ki imajo majhno mejo varnosti glede na omejevalni indikator. Takšna predvidenost vam bo omogočila, da jih zaščitite pred nenadnimi sunki tlaka v omrežju, ki jih povzroča vodno kladivo.

Hkrati je zelo pomembno, da mora biti v vodovodnem sistemu zasebne hiše tlak vode raven, ki vam omogoča, da hkrati vklopite več porabnih mest hkrati, kar je mogoče zagotoviti z najmanj 1,5 bara. .

Za neposredno odčitavanje tlaka v vodovodnem omrežju se uporabljajo standardni merilni manometri s standardno linearno skalo, umerjeno v ustreznih enotah.

V skladu z zahtevami SNiP preverjanje delovanja naprav v ogrevalnem omrežju, pa tudi stanje vsega pomožna oprema je treba izvajati vsaj enkrat letno.

Med tem preskusom se najprej ugotovi prisotnost puščanja v sistemu oskrbe z vodo in padec tlaka, ki ga povzročajo. Po odpravi vseh puščanj bo treba preveriti tlak v oskrbi z vodo po merilniku tlaka, ki je nameščen na glavnem hidravličnem akumulatorju.

Med normalnim delovanjem sistema mora biti odčitek te naprave blizu minimalne vrednosti (Pmin). Če je opazna razlika od Pmin (več kot 10%), boste morali poskusiti povečati tlak na želeno vrednost z vklopom črpalne opreme, ki deluje v vašem omrežju. Če se tlak vode v ogrevalnem omrežju poveča (takoj po aktiviranju releja za zaustavitev črpalke), bo treba ponovno izmeriti tlak, vendar zdaj v načinu izklopa. Navedeni parameter se po analogiji s prejšnjim primerom ne sme razlikovati od vrednosti Pmax za več kot 10%.