Pretok vode skozi cev pri kalkulatorju tlaka. Določanje pretočne zmogljivosti cevovodov

B.K. Kovalev, namestnik direktorja za raziskave in razvoj

V zadnjem času se moramo vse pogosteje ukvarjati s primeri pri oddaji naročil za industrijsko plinska oprema izvajajo vodje, ki nimajo zadostnih izkušenj in tehničnega znanja v zvezi s predmetom javnega naročila. Včasih rezultat ni povsem pravilna aplikacija ali v osnovi napačna izbira naročene opreme. Ena najpogostejših napak je izbira nazivnih odsekov dovodnih in izstopnih cevovodov distribucijske postaje plina, usmerjenih le na nazivne vrednosti tlaka plina v cevovodu brez upoštevanja pretoka plina. Namen tega članka je izdati priporočila za določanje prepustnosti cevovodov GDS, ki omogočajo, da pri izbiri standardne velikosti plinske distribucijske postaje opravimo predhodno oceno njene zmogljivosti za določene vrednosti obratovalnih tlakov in nazivnih premere dovodnih in izstopnih cevovodov.

Pri izbiri zahtevanih tipskih dimenzij opreme GDS je eno glavnih meril zmogljivost, ki je v veliki meri odvisna od zmogljivosti dovodnih in izstopnih cevovodov.

Pasovna širina cevovodov distribucijske postaje plina se izračuna ob upoštevanju zahtev normativni dokumenti omejitev največjega dovoljenega pretoka plina v cevovodu na 25 m/s. Po drugi strani je pretok plina odvisen predvsem od tlaka plina in površine prečnega prereza cevovoda, pa tudi od stisljivosti plina in njegove temperature.

Pretok plinovoda je mogoče izračunati iz klasične formule za hitrost plina v plinovodu (Priročnik o načrtovanju glavnih plinovodov, uredil A.K. Dertsakyan, 1977):

kje W- hitrost gibanja plina v plinovodu, m/s;
Q- pretok plina skozi določen odsek (pri 20 ° C in 760 mm Hg), m 3 / h;
z- faktor stisljivosti (za idealni plin z = 1);
T = (273 + t °C)- temperatura plina, °K;
D- notranji premer cevovoda, cm;
str\u003d (Prab + 1,033) - absolutni tlak plina, kgf / cm 2 (atm);
V sistemu SI (1 kgf / cm 2 = 0,098 MPa; 1 mm = 0,1 cm) bo ta formula dobila naslednjo obliko:

kjer je D notranji premer cevovoda, mm;
p = (Pwork + 0,1012) - absolutni tlak plina, MPa.
Iz tega sledi, da je pretok cevovoda Qmax, ki ustreza najvišja hitrost pretok plina w = 25m/s, določen s formulo:

Za predhodne izračune lahko vzamemo z = 1; T \u003d 20? C \u003d 293? K in z zadostno stopnjo zanesljivosti opravite izračune po poenostavljeni formuli:

Vrednosti prepustnosti cevovodov so najpogostejše v GDS pogojni premeri pri različnih tlakih plina so podani v tabeli 1.

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

Opomba: za predhodno oceno pretočnosti cevovodov, notranji premeri Cevi so enake njihovim običajnim vrednostim (DN 50; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500).

Primeri uporabe tabele:

1. Določite zmogljivost GDS s DNin=100mm, DNout=150mm, s PNin=2,5 - 5,5 MPa in PNout=1,2 MPa.

Iz tabele 1 ugotovimo, da bo zmogljivost izstopnega cevovoda DN=150mm pri PN=1,2 MPa 19595 m 3 / h, hkrati pa bo dovodni cevovod DN=100 mm pri PN=5,5 MPa lahko prešel 37520 m 3 / h , in pri PN=2,5 MPa - samo 17420 m 3 / h. Tako bo ta GDS s PNin=2,5 - 5,5 MPa in PNout=1,2 MPa lahko čim več prehajal od 17420 do 19595 m 3 /h. Opomba: več točne vrednosti Qmax je mogoče dobiti iz formule (3).

2. Določite premer izstopnega cevovoda GDS, s kapaciteto 5000 m 3 / h pri Pin=3,5 MPa za izstopna tlaka Pout1=1,2 MPa in Pout2=0,3 MPa.

Iz tabele 1 ugotovimo, da bo pretok 5000m 3 /uro pri Pout=1,2 MPa zagotavljal cevovod DN=80mm, pri Pout=0,3 MPa pa le DN=150mm. Hkrati je dovolj, da imamo na vhodu GDS cevovod DN=50mm.

Ta lastnost je odvisna od več dejavnikov. Najprej je to premer cevi, pa tudi vrsta tekočine in drugi kazalniki.

Za hidravlični izračun cevovoda lahko uporabite kalkulator hidravličnega izračuna cevovoda.

Pri izračunu kakršnih koli sistemov, ki temeljijo na kroženju tekočine skozi cevi, je treba natančno določiti zmogljivost cevi. To je metrična vrednost, ki označuje količino tekočine, ki teče skozi cevi v določenem časovnem obdobju. Ta indikator je neposredno povezan z materialom, iz katerega so izdelane cevi.

Če vzamemo na primer plastične cevi, se v celotnem obdobju delovanja razlikujejo po skoraj enaki pretočnosti. Plastika, za razliko od kovine, ni nagnjena k koroziji, zato v njej ni opaziti postopnega povečanja usedlin.

Kar zadeva kovinske cevi, njihovo prepustnost se zmanjša leto za letom. Zaradi videza rje pride do ločitve materiala znotraj cevi. To vodi do hrapavosti površine in nastajanja še več usedlin. Ta proces se še posebej hitro zgodi v ceveh z vročo vodo.

Sledi tabela približnih vrednosti, ki je bila ustvarjena za lažje določanje prepustnosti cevi za ožičenje znotraj stanovanja. Ta tabela ne upošteva zmanjšanja pretoka zaradi pojava kopičenja usedlin v cevi.

Tabela zmogljivosti cevi za tekočine, plin, paro.

Tekoči tip	Hitrost (m/s)
Mestna oskrba z vodo
Vodovod
Vodni sistem centralno ogrevanje
Tlačni sistem vode v cevovodu
hidravlična tekočina	do 12m/s
Naftovod
Olje v tlačnem sistemu cevovoda
Para v ogrevalnem sistemu
Centralni cevovodni sistem za paro
Para v visokotemperaturnem ogrevalnem sistemu
Zrak in plin v centralnem cevovodnem sistemu

Najpogosteje se kot hladilna tekočina uporablja navadna voda. Stopnja zmanjšanja pretoka v ceveh je odvisna od njegove kakovosti. Višja kot je kakovost hladilne tekočine, dlje bo trajal cevovod iz katerega koli materiala (jeklo, lito železo, baker ali plastika).

Izračun pretoka cevi.

Za natančne in profesionalne izračune morate uporabiti naslednje kazalnike:

Material, iz katerega so izdelane cevi in drugi elementi sistema;
Dolžina cevovoda
Število mest porabe vode (za vodovodni sistem)

Najbolj priljubljene metode izračuna:

1. Formula. Dovolj kompleksna formula, ki je razumljiv samo strokovnjakom, upošteva več vrednosti hkrati. Glavni parametri, ki se upoštevajo, so material cevi (hrapavost površine) in njihov naklon.

2. Tabela. To je lažji način, s katerim lahko vsakdo določi prepustnost cevovoda. Primer je inženirska tabela F. Sheveleva, po kateri lahko ugotovite prepustnost glede na material cevi.

3. Računalniški program. Enega od teh programov je mogoče enostavno najti in prenesti na internetu. Zasnovan je posebej za določanje prepustnosti za cevi katerega koli tokokroga. Da bi ugotovili vrednost, je potrebno v program vnesti začetne podatke, kot so material, dolžina cevi, kakovost hladilne tekočine itd.

Povedati je treba, da slednja metoda, čeprav je najbolj natančna, ni primerna za izračun preprostih gospodinjskih sistemov. Je precej zapleten in zahteva poznavanje vrednosti različnih kazalnikov. Za izračun preprostega sistema v zasebni hiši je bolje uporabiti tabele.

Primer izračuna prepustnosti cevovoda.

Dolžina cevovoda je pomemben kazalnik pri izračunu pretoka, dolžina glavnega voda pa pomembno vpliva na zmogljivost pretoka. Večjo razdaljo kot prepotuje voda, manjši je pritisk v ceveh, kar pomeni, da se pretok zmanjša.

Tukaj je nekaj primerov. Na podlagi tabel, ki so jih razvili inženirji za te namene.

Kapaciteta cevi:

0,182 t/h pri premeru 15 mm
0,65 t/h s premerom cevi 25 mm
4 t/h pri premeru 50 mm

Kot je razvidno iz zgornjih primerov, večji premer poveča pretok. Če se premer poveča za 2-krat, se bo povečala tudi prepustnost. To odvisnost je treba upoštevati pri namestitvi katerega koli tekočega sistema, pa naj gre za oskrbo z vodo, kanalizacijo ali oskrbo s toploto. Še posebej zadeva ogrevalnih sistemov, saj so v večini primerov zaprti, oskrba s toploto v stavbi pa je odvisna od enakomernega kroženja tekočine.

V vsakem sodoben dom eden od glavnih pogojev udobja je tekoča voda. In s prihodom nove tehnologije, ki zahteva priključitev na vodovod, je postala njena vloga v hiši zelo pomembna. Mnogi ljudje ne razumejo več, kako brez pralni stroj, kotel, pomivalni stroj itd. Toda vsaka od teh naprav pravilno delovanje zahteva določen pritisk vode, ki prihaja iz vodovoda. In zdaj oseba, ki se odloči za namestitev novega vodovoda v svoji hiši, razmišlja o tem, kako izračunati tlak v cevi, tako da vse vodovodne napeljave dobro delujejo.

Zahteve sodobnega vodovoda

Sodobna vodovodna napeljava mora izpolnjevati vse zahteve in značilnosti. Na izhodu iz pipe mora voda teči gladko, brez trzanja. Zato pri razčlenjevanju vode ne bi smelo prihajati do padcev tlaka v sistemu. Voda, ki teče skozi cevi, ne sme ustvarjati hrupa, imeti nečistoče zraka in druge tuje akumulacije, ki negativno vplivajo na keramične pipe in druge vodovodne instalacije. Da bi se izognili tem neprijetnim incidentom, tlak vode v cevi pri razčlenjevanju vode ne sme pasti pod minimum.

Opomba! Najmanjši tlak oskrbe z vodo mora biti 1,5 atmosfere. Ta tlak je dovolj za delovanje pomivalnega in pralnega stroja.

Upoštevati je treba še eno pomembno značilnost sistema oskrbe z vodo, povezano s pretokom vode. V vsakem stanovanjskem naselju je več kot ena točka analize vode. Zato mora izračun vodovodnega sistema v celoti zadostiti povpraševanju po vodi vseh vodovodnih napeljav med vklopom. Ta parameter je dosežen ne le s tlakom, temveč tudi s količino vhodne vode, ki jo lahko prehaja cev določenega odseka. govoriti preprost jezik, pred namestitvijo je potrebno izvesti določen hidravlični izračun oskrbe z vodo, ob upoštevanju pretoka in tlaka vode.

Pred izračunom si pobliže oglejmo dva taka pojma, kot sta tlak in pretok, da bi razumeli njihovo bistvo.

Pritisk

Kot veste, je bil centralni vodovod v preteklosti priključen na vodni stolp. Prav ta stolp ustvarja pritisk v vodovodnem omrežju. Enota za tlak je atmosfera. Poleg tega tlak ni odvisen od velikosti rezervoarja, ki se nahaja na vrhu stolpa, ampak le od višine.

Opomba! Če vodo nalijete v deset metrov visoko cev, bo ustvarila tlak na najnižji točki - 1 atmosfero.

Tlak je enak metrim. Ena atmosfera je enaka 10 metrov vode. Razmislite o primeru z petnadstropna stavba. Višina hiše je 15 m. Zato je višina enega nadstropja 3 metre. Petnajstmetrski stolp bo v pritličju ustvaril tlak 1,5 atmosfere. Izračunajmo tlak v drugem nadstropju: 15-3=12 metrov vodnega stolpca ali 1,2 atmosfere. Po nadaljnjem izračunu bomo videli, da v 5. nadstropju ne bo pritiska vode. To pomeni, da je za oskrbo z vodo v petem nadstropju treba zgraditi stolp, večji od 15 metrov. In če je na primer - 25 nadstropna stavba? Nihče ne bo zgradil takšnih stolpov. Črpalke se uporabljajo v sodobnih vodovodih.

Izračunajmo tlak na izhodu globoke črpalke. Na voljo potopna črpalka, dvig vode za 30 metrov vodnega stolpca. To pomeni, da ustvarja tlak - 3 atmosfere na izhodu. Po potopitvi črpalke v vodnjak za 10 metrov bo ustvarila tlak na nivoju tal - 2 atmosferi ali 20 metrov vodnega stolpca.

Poraba

Upoštevajte naslednji dejavnik - porabo vode. Neposredno je odvisen od tlaka in višji kot je, hitreje se bo voda premikala po ceveh. To pomeni, da bo več stroškov. Toda stvar je v tem, da prerez cevi, skozi katero se premika, vpliva na hitrost vode. In če zmanjšate prerez cevi, se bo vodoodpornost povečala. Posledično se bo njegova količina na izhodu iz cevi v istem časovnem obdobju zmanjšala.

V proizvodnji se med gradnjo vodovodov izdelajo projekti, v katerih se izračuna hidravlični izračun vodovodnega sistema po Bernoullijevi enačbi:

Kjer je h 1-2 - prikazuje izgubo tlaka na izhodu po premagovanju upora v celotnem odseku oskrbe z vodo.

Izračunamo hišni vodovod

Ampak to so, kot pravijo, zapleteni izračuni. Za vodovodne instalacije doma uporabljamo enostavnejše izračune.

Na podlagi podatkov iz potnega lista strojev, ki jih porabi voda v hiši, povzamemo skupno porabo. K tej številki dodamo porabo vseh vodnih pip, ki se nahajajo v hiši. Ena pipa skozi sebe preide približno 5-6 litrov vode na minuto. Seštejemo vse številke in dobimo skupno porabo vode v hiši. Zdaj, ob upoštevanju celotne porabe, kupimo cev s prečnim prerezom, ki bo zagotovil pravi znesek in vodni tlak vseh sočasno delujočih naprav za zlaganje vode.

Ko bo hišni vodovod priključen na mestno omrežje, boste porabili, kar vam bodo dali. No, če imate doma vodnjak, kupite črpalko, ki bo vašemu omrežju v celoti zagotovila potreben tlak, ki ustreza stroškom. Pri nakupu se ravnajte po podatkih iz potnega lista črpalke.

Za izbiro odseka cevi nas vodijo te tabele:

Odvisnost premera od dolžine dovoda vode		zmogljivost cevi
dolžina cevovoda, m	premer cevi, mm	premer cevi, mm	prepustnost, l/min
Manj kot 10	20	25	30
10 do 30	25	32	50
Več kot 30	32	38	75

Te tabele ponujajo bolj priljubljene parametre cevi. Za popolno seznanitev na internetu lahko najdete bolj popolne tabele z izračuni za cevi različnih premerov.

Tukaj boste na podlagi teh izračunov in s pravilno namestitvijo zagotovili vaš vodovod z vsemi zahtevanimi parametri. Če kaj ni jasno, je bolje, da se obrnete na strokovnjake.