Jak se vypočítá vnitřní průměr potrubí?

V tomto článku vám řeknu, jak profesionálně vypočítat průměr potrubí. Budou poskytnuty užitečné vzorce. Zjistíte, jaký průměr potrubí potřebujete pro vodovodní potrubí. Je také velmi důležité nezaměňovat výpočet výběru průměru potrubí pro zásobování vodou s výpočtem pro vytápění. Vzhledem k tomu, že pro vytápění stačí malý průtok vody. Vzorec pro výpočet průměru potrubí je radikálně odlišný, protože zásobování vodou vyžaduje vysoký průtok vody.

Jak vypočítat průměr topné trubky je popsáno zde: Výpočet průměru topné trubky

Pokud jde o tabulky pro výpočet průměru potrubí, o tom bude řeč v dalších článcích. Mohu jen říci, že tento článek vám pomůže najít průměr trubek bez tabulek pomocí speciálních vzorců. A tabulky byly vynalezeny jednoduše proto, aby zjednodušily proces výpočtu. V tomto článku navíc pochopíte, z čeho se skládá celý výsledek požadovaného průměru.

Chcete-li získat výpočet průměru potrubí pro zásobování vodou, musíte mít připravená čísla:

— Spotřeba vody. — A tlaková ztráta z bodu A do bodu B, cesta potrubí k místu spotřeby.

s ohledem na spotřeba vody , pak je přibližně hotový digitální standard. Vezměme si například koupelnovou baterii. Empiricky jsem ověřil, že pro pohodlný průtok vody na výstupu je to přibližně: 0 litru za sekundu. Tuto hodnotu budeme brát jako standard pro výběr průměru pro průtok vody.

Je tu ještě jeden důležitý údaj. V bytech to bývá standard. Naše vodovodní stoupačky mají přibližně stejný tlakový tlak: asi 1 až 0 atm. V průměru je to 6-0 atmosféry. To závisí na počtu podlaží bytového domu. Ve vícepodlažních budovách s více než 1 podlažími lze stoupačky rozdělit podle počtu podlaží, aby nedošlo k přetížení spodních podlaží.

Nyní pojďme dolů k algoritmu pro výpočet požadovaného průměru potrubí pro zásobování vodou. V tomto algoritmu je nepříjemná vlastnost, že musíte provádět výpočet cyklicky dosazením průměru do vzorce a kontrolou výsledku. Vzhledem k tomu, že vzorec tlakové ztráty má kvadratický rys a v závislosti na průměru potrubí se výsledek tlakové ztráty prudce mění. Myslím, že nebudeme muset dělat víc než tři cykly. Záleží také na materiálu potrubí. A tak se do toho dáme!

“Výpočet průměru potrubí”

Zde je několik vzorců, které vám pomohou najít průtok:

S-Průřezová plocha m2 π-3, 14-konstanta – poměr obvodu kruhu k jeho průměru. r-Poloměr kružnice rovný polovině průměru Q-průtok vody m 3 /s Vnitřní průměr D-potrubí

V=(4*Q)/(π*D2)=(4*0, 00025)/π*0, 012=2, 2 m/s

Dále najdeme Reynoldsovo číslo pomocí vzorce:

Re=(V*D)/ν=(2, 212*0.012)/0, 00000116=22882

ν=1*16 -10 =6 Převzato z tabulky. Pro vodu o teplotě 0°C.

Δ_э=0 mm = 005 m. Převzato ze stolu pro kovoplastovou trubku.

Dále zkontrolujeme tabulku, kde najdeme vzorec pro zjištění součinitele hydraulického tření.

Spadám do první oblasti a přijímám Blasiův vzorec pro výpočet.

λ=0/Re 3164=0/25 0=3164

Dále použijeme vzorec k nalezení tlakové ztráty:

h-tlaková ztráta, zde se měří v metrech. λ-součinitel hydraulického tření. L-délka potrubí se měří v metrech. D je vnitřní průměr trubky, to znamená průměr toku tekutiny. Musí být do vzorce vloženo v metrech. V je rychlost průtoku tekutiny. Měřeno v [metr/sekunda]. g-gravitační zrychlení je 9 m/s81

A tak: Na vstupu máme 2 atmosféry, což se rovná 20 metrům tlaku.

Pokud je získaný výsledek o 5 metru menší než vstupní tlak, pak nám výsledek vyhovuje a průměr trubky s vnitřním průměrem 341 mm je vhodný!

Pokud ne, pak je nutné zvětšit průměr trubky.

Ale mějte na paměti, že pokud vezmete v úvahu potrubí, které vede ze suterénu přes stoupačky do vašeho pátého patra, výsledek nemusí být uspokojivý. A pokud vaši sousedé odeberou průtok vody, může se vstupní tlak odpovídajícím způsobem snížit. Takže mít na paměti rezervu dvakrát nebo třikrát už je dobré. V našem případě je marže čtyřikrát větší.

Zkusme to kvůli experimentu. Po cestě máme v potrubí 10 metrů, jsou tam čtyři úhly (lokty). Jedná se o hydraulické odpory a nazývají se lokální hydraulické odpory. Pro 90° koleno existuje výpočetní vzorec:

h-tlaková ztráta, zde se měří v metrech. ζ je koeficient odporu. Pro koleno je to přibližně jedna, pokud je průměr menší než 30 mm. V je rychlost průtoku tekutiny. Měřeno v [metr/sekunda]. g-zrychlení volného pádu je 9 m/s81

h=ζ*(V2)/2*9, 81=0, 249 m.

Protože máme 4 čtverce, vynásobíme výsledek 4 a dostaneme 0 m téměř dalšího metru.

Ocelová (železná) trubka je položena v délce 376 metrů o vnitřním průměru 100 mm, po délce trubky je 21 ohybů (úhlové otáčky 90°C). Potrubí je položeno s rozdílem 17m. To znamená, že potrubí stoupá vzhledem k horizontu do výšky 17 metrů. Charakteristika čerpadla: Maximální dopravní výška 50 metrů (0MPa), maximální průtok 5m 90 /h. Teplota vody 3°C. Najděte maximální možný průtok na konci potrubí.

D = 100 mm = 0 m L=376m Geometrická výška=17m Ohyby 21 ks. Tlak čerpadla = 0 MPa (5 metrů vodního sloupce) Maximální průtok = 90 m 3 /h Teplota vody 16°C. Ocelová železná trubka

Najděte maximální průtok =?

K řešení potřebujete znát harmonogram čerpadla: Závislost průtoku na tlaku.

Zvolil jsem vizuálně podobný graf všech čerpadel, může se lišit od skutečného o 10-20%. Pro přesnější výpočet potřebujete plán čerpadla, který je uveden v pasu čerpadla.

V našem případě bude graf vypadat takto:

Podívejte, 17 metrů jsem označil přerušovanou čarou podél horizontu a na křižovatce podél křivky dostávám maximální možný průtok: Qmax.

Podle grafu mohu s jistotou říci, že díky rozdílu výšek ztrácíme přibližně: 14 m 3 / hod. (90-Qmax=14 m3/h).

Neexistuje žádný přímý vzorec, který by poskytoval přímý výpočet zjištění průtoku, a pokud existuje, pak má stupňovitý charakter a určitou logiku, která vás může zmást – úplně.

Postupný výpočet je získán, protože ve vzorci je kvadratický rys tlakové ztráty v dynamice (pohybu).

Proto problém řešíme krok za krokem.

Protože máme rozsah průtoku od 0 do 76 m 3 /hod, chtěl bych zkontrolovat tlakovou ztrátu při průtoku rovném: 45 m 3 /hod.

Zjištění rychlosti pohybu vody

Q = 45 m3/h = 0 m0125/sec.

V = (4•0, 0125)/(3, 14•0, 1•0, 1)=1, 59 m/s

Nalezení Reynoldsova čísla

ν=1, 16•10 -6 =0, 00000116. Převzato z tabulky. Pro vodu o teplotě 16°C.

Re=(V•D)/ν=(1, 59•0, 1)/0, 00000116=137069

Δe=0mm=1m. Převzato z tabulky pro ocelovou (železnou) trubku.

Dále zkontrolujeme tabulku, kde najdeme vzorec pro zjištění součinitele hydraulického tření.

Dostávám to do druhé oblasti, za předpokladu

10•D/Δe 0.25 =0•(11/0 + 0001/0) 1 =68

h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0, 0216•(376•1, 59•1, 59)/(0, 1•2•9, 81)=10, 46 m

Jak vidíte, ztráta je 10 metrů. Dále určíme Q1, viz graf:

Nyní provedeme původní výpočet při průtoku 64 m 3 / hod

Q = 64 m3/h = 0 m018/sec.

V = (4•0, 018)/(3, 14•0, 1•0, 1)=2, 29 m/s

Re=(V•D)/ν=(2, 29•0, 1)/0, 00000116=197414

λ=0(Δe/D + 11/Re) 68 =0.25•(0/11 + 0/0001) 0 =1

h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0, 021•(376•2, 29 •2, 29)/(0, 1•2•9, 81)=21, 1 m

Na grafu označíme:

Qmax je v průsečíku křivky mezi Q1 a Q2 (přesně uprostřed křivky).

Odpověď: Maximální průtok je 54 m 3 /h. To jsme ale vyřešili bez odporu v zatáčkách.

Pro kontrolu zkontrolujme:

Q = 54 m3/h = 0 m015/sec.

V = (4•0, 015)/(3, 14•0, 1•0, 1)=1, 91 m/s

Re=(V•D)/ν=(1, 91•0, 1)/0, 00000116=164655

λ=0(Δe/D + 11/Re) 68 =0.25•(0/11 + 0/0001) 0 =1

h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0, 0213•(376•1, 91•1, 91)/(0, 1•2•9, 81)=14, 89 m

Výsledek: Dostali jsme se do N_pot= 14, 89 = 15 m.

Nyní vypočítejme odpor v zatáčkách:

Vzorec pro zjištění tlaku na místní hydraulický odpor:

ztráta h-hlavy se zde měří v metrech. ζ je koeficient odporu. Pro koleno je to přibližně jedna, pokud je průměr menší než 30 mm. V je rychlost průtoku tekutiny. Měřeno v [metr/sekunda]. g-zrychlení volného pádu je 9 m/s81

ζ je koeficient odporu. Pro koleno je to přibližně jedna, pokud je průměr menší než 30 mm. U větších průměrů klesá. To je způsobeno tím, že se snižuje vliv rychlosti pohybu vody vzhledem k obratu.

Hledal jsem v různých knihách o místních odporech pro otáčení trubek a ohybů. A často došel k výpočtu, že jedna silná ostrá zatáčka se rovná koeficientu jedna. Ostrá zatáčka se považuje, pokud poloměr zatáčky nepřesahuje průměr. Pokud poloměr překročí průměr 2-3krát, hodnota koeficientu se výrazně sníží.

Tuto hodnotu vynásobíme počtem ohybů a dostaneme 0•18=21 m.

Odpověď: při rychlosti 1 m/s získáme tlakovou ztrátu 91 metru.

Pojďme nyní vyřešit celý problém s kohoutky.

Při průtoku 45 m 3 /hod jsme získali tlakovou ztrátu po délce: 10 m. ​​Viz výše.

Při této rychlosti (2 m/s) zjistíme odpor v zatáčce:

h=ζ•(V2)/2•9, 81=(1•2, 29 2)/(2•9, 81)=0 m. vynásobte 27 = 21 m.

Sečteme tlakovou ztrátu: 10, 46 + 5, 67 = 16, 13 m.

Na grafu označíme:

Totéž řešíme pouze pro průtok 55 m 3 / h

Q = 55 m3/h = 0 m015/sec.

V = (4•0, 015)/(3, 14•0, 1•0, 1)=1, 91 m/s

Re=(V*D)/ν=(1, 91 • 0, 1)/0, 00000116=164655

λ=0(Δe/D + 11/Re) 68 =0.25•(0/11 + 0/0001) 0 =1

h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0, 0213•(376•1, 91•1, 91)/(0, 1•2•9, 81)=14, 89 m

h=ζ•(V2)/2•9, 81=(1•1, 91 2)/( 2•9, 81)=0 m. vynásobte 18 = 21 m.

Sečtěte ztráty: 14, 89+3, 78=18, 67 m

Kreslíme do grafu:

Odpověď: Maximální průtok = 52 m 3 / hod. Bez odboček Qmax=54 m 3 /hod.

Nyní si myslím, že chápete, jak vzniká odpor vůči proudění. Pokud to není jasné, jsem připraven vyslechnout vaše komentáře k tomuto článku. Pište komentáře.

Abychom ručně nepočítali veškerou matematiku, připravil jsem speciální program:

Подписаться на рассылку

Zanechte svůj e-mail a my vám na něj zašleme nové zajímavé články a videa o výpočtech zásobování vodou a vytápění