Пропускателна способност на тръбопровода. Как да изчислим дебита на водата през тръба по налягане и диаметър Колко вода преминава тръбата на час
35001 0 27
Капацитет на тръбопровода: просто за комплекса
Как се променя пропускателната способност на тръбата в зависимост от диаметъра? Какви фактори, освен напречното сечение, влияят на този параметър? И накрая, как да изчислим, дори приблизително, пропускливостта на водоснабдителната система за известен диаметър? В тази статия ще се опитам да дам най-простите и достъпни отговори на тези въпроси.
Нашата задача е да научим как да изчислим оптималното напречно сечение на водопроводните тръби.
Защо е необходимо
Хидравличното изчисление ви позволява да получите оптималното минималенстойността на диаметъра на водопровода.
От една страна, парите за строителство и ремонт винаги силно липсват, а цената на един метър тръби расте нелинейно с увеличаване на диаметъра. От друга страна, подценено напречно сечение на водоснабдяването ще доведе до прекомерен спад на налягането в крайните устройства поради неговото хидравлично съпротивление.
При скорост на потока в междинното устройство спадането на налягането в крайното устройство ще доведе до факта, че температурата на водата с отворени кранове за студена вода и топла вода ще се промени драстично. В резултат или ще бъдете обляни ледена вода, или попарете с вряла вода.
Ограничения
Умишлено ограничавам обхвата на разглежданите задачи до водопровода на малка частна къща. Има две причини:
- Газовете и течностите с различен вискозитет се държат напълно различно по време на транспортиране по тръбопровод. Отчитането на поведението на природен и втечнен газ, нефт и други среди би увеличило обема на този материал няколко пъти и би ни отдалечило от специалността ми – ВиК;
- В случай на голяма сграда с множество водопроводни инсталации за хидравлично изчисление на водоснабдяването, ще е необходимо да се изчисли вероятността от едновременно използване на няколко точки на изтегляне. V малка къщаизчислението се извършва за пиковата консумация на всички налични устройства, което значително опростява задачата.
Фактори
Хидравличното изчисляване на водоснабдителната система е търсене на една от двете стойности:
- Изчисляване на пропускателната способност на тръба при известно напречно сечение;
- Изчисляване на оптималния диаметър за известен планиран дебит.
В реални условия (при проектиране на водоснабдителна система) много по-често е необходимо да се изпълни втората задача.
Ежедневната логика диктува, че максималният воден поток през тръбопровода се определя от неговия диаметър и входно налягане. Уви, реалността е много по-сложна. Факт е, че тръбата има хидравлично съпротивление: Просто казано, потокът се забавя от триенето в стените. Освен това материалът и състоянието на стените предсказуемо влияят върху степента на инхибиране.
Тук пълен списъкфактори, влияещи върху работата на водопроводната тръба:
- наляганев началото на водоснабдителната система (четете - налягане в линията);
- Наклонтръби (промяна на височината му над условното ниво на земята в началото и края);
- Материалстени. Полипропиленът и полиетиленът имат много по-ниска грапавост от стоманата и чугуна;
- Възрасттръби. С течение на времето стоманата обрасва с ръжда и варовикови отлагания, които не само увеличават грапавостта, но и намаляват вътрешния просвет на тръбопровода;
Това не се отнася за стъклени, пластмасови, медни, поцинковани и металополимерни тръби. Те все още са в ново състояние след 50 години експлоатация. Изключение е затлачването на водоснабдителната система, когато Голям бройсуспензии и липса на филтри на входа.
- Количество и ъгъл завои;
- Промени в диаметъраводоснабдяване;
- Наличие или отсъствие заварки, шевове от запояване и свързващи фитинги;
- Спирателни вентили... Дори пълноценен сферични крановеосигуряват определено съпротивление на движението на потока.
Всяко изчисление на капацитета на тръбопровода ще бъде много приблизително. Волю-неволю ще трябва да използваме осреднени коефициенти, характерни за условия, близки до нашите.
Законът на Торичели
Евангелиста Торичели, живял в началото на 17 век, е известен като ученик на Галилео Галилей и автор на самата концепция за атмосферното налягане. Той също така притежава формула, описваща скоростта на потока на водата, която се излива от съд през отвор с известни размери.
За да работи формулата на Торичели, трябва:
- Така че да знаем налягането на водата (височината на водния стълб над дупката);
Една атмосфера със земна гравитация е способна да вдигне водния стълб с 10 метра. Следователно налягането в атмосферата се преобразува в напор чрез просто умножаване по 10.
- За да направите дупката значително по-малък от диаметъра на съда, като по този начин се елиминира загубата на налягане поради триенето в стените.
На практика формулата на Торичели изчислява скоростта на потока на водата през тръба с вътрешен участък с известни размери за известен моментен напор по време на поток. Просто казано: за да използвате формулата, трябва да инсталирате манометър пред крана или да изчислите спада на налягането във водоснабдяването при известно налягане в линията.
Самата формула изглежда така: v ^ 2 = 2gh. В него:
- v е скоростта на потока на изхода от отвора в метри в секунда;
- g - ускорение на падането (за нашата планета е равно на 9,78 m / s ^ 2);
- h - глава (височина на водния стълб над отвора).
Как това ще помогне в нашата задача? И фактът, че поток на течност през дупка(същата честотна лента) е S * vкъдето S е площта на отвора и v е скоростта на потока от горната формула.
Captain Evidence предполага: знаейки площта на напречното сечение, не е трудно да се определи вътрешния радиус на тръбата. Както знаете, площта на окръжност се изчислява като π * r ^ 2, където π е приблизително равно на 3,14159265.
В този случай формулата на Торичели ще има формата v ^ 2 = 2 * 9,78 * 20 = 391,2. Квадратният корен от 391,2 се закръгля до 20. Това означава, че водата ще се излива от дупката със скорост 20 m / s.
Изчисляваме диаметъра на отвора, през който тече потокът. Преобразувайки диаметъра в SI единици (метри), получаваме 3,14159265 * 0,01 ^ 2 = 0,0003141593. И сега изчисляваме консумацията на вода: 20 * 0,0003141593 = 0,006283186, или 6,2 литра в секунда.
Обратно в реалността
Уважаеми читателю, бих се осмелил да предложа, че нямате монтиран манометър пред миксера. Очевидно е, че за по-точно хидравлично изчисление са необходими някои допълнителни данни.
Обикновено проблемът с дизайна се решава от обратното: при известен воден поток през водопроводните инсталации, дължината на водоснабдителната система и нейния материал, се избира диаметър, който осигурява спад на налягането до приемливи стойности. Ограничаващият фактор е скоростта на потока.
Референтни данни
Нормалният дебит за вътрешни водопроводи е 0,7 - 1,5 m / s.Превишаването на последната стойност води до появата на хидравличен шум (предимно при завои и фитинги).
Нормите за консумация на вода за водопроводни инсталации са лесни за намиране в нормативната документация. По-специално, те са представени от приложението към SNiP 2.04.01-85. За да спестя читателя от дълги търсения, ще представя тази таблица тук.
Таблицата показва данни за смесители с аератори. Отсъствието им изравнява потока през смесителите на мивката, умивалника и душ кабината с потока през смесителя при настройване на ваната.
Нека ви напомня, че ако искате да изчислите водоснабдяването на частна къща със собствените си ръце, добавете консумацията на вода за всички инсталирани устройства ... Ако не спазвате тази инструкция, ще ви очакват изненади, като рязък спад на температурата под душа, когато пуснете крана. топла водаНа .
Ако в сградата има противопожарна вода, към планирания поток се добавят 2,5 l / s за всеки хидрант. За противопожарна водоснабдителна система скоростта на потока е ограничена до стойност от 3 m / s: в случай на пожар хидравличният шум е последното нещо, което ще дразни обитателите.
При изчисляване на налягането обикновено се приема, че на устройството, което е крайно от входа, то трябва да бъде най-малко 5 метра, което съответства на налягане от 0,5 kgf / cm2. Някои ВиК инсталации (проточни бойлери, клапани за пълнене на автомат перални машинии др.) просто не работят, ако налягането във водопровода е под 0,3 атмосфери. Освен това трябва да се вземат предвид хидравличните загуби на самото устройство.
На снимката - проточен бойлер Atmor Basic. Той включва отопление само при налягане от 0,3 kgf / cm2 и по-високо.
Разход, диаметър, скорост
Нека ви напомня, че те са свързани с две формули:
- Q = SV... Дебитът на водата в кубични метри в секунда е равен на площта на напречното сечение в квадратни метраумножено по дебита в метри в секунда;
- S = π r ^ 2. Площта на напречното сечение се изчислява като произведението на pi и квадрата на радиуса.
Къде мога да получа стойностите на радиуса на вътрешната секция?
- Имайте стоманени тръбис минимална грешка е равно на половината от дистанционното управление(условен проход, който маркира валцуваната тръба);
- За полимер, метал-полимер и др. вътрешният диаметър е равен на разликата между външния, с който са маркирани тръбите, и удвоената дебелина на стената (обикновено също присъства в маркировката). Радиусът е съответно половината от вътрешния диаметър.
- Вътрешният диаметър е 50-3 * 2 = 44 мм, или 0,044 метра;
- Радиусът ще бъде 0,044 / 2 = 0,022 метра;
- Вътрешната площ на сечението ще бъде 3,1415 * 0,022 ^ 2 = 0,001520486 m2;
- При скорост на потока от 1,5 метра в секунда, скоростта на потока ще бъде 1,5 * 0,001520486 = 0,002280729 m3 / s, или 2,3 литра в секунда.
Загуба на главата
Как да изчислим колко налягане се губи във водоснабдителната система с известни параметри?
Най-простата формула за изчисляване на спада на главата е H = iL (1 + K). Какво означават променливите в него?
- H е желаният спад в метри;
- аз - хидравличен наклон на водомера;
- L е дължината на водоснабдителната система в метри;
- К - коефициент, което позволява да се опрости изчисляването на спада на налягането върху спирателните вентили и. Обвързано е с предназначението на водопроводната мрежа.
Къде мога да получа стойностите на тези променливи? Е, освен дължината на тръбата, никой все още не е отменил ролетката.
Коефициентът K се приема равен на:
С хидравлично пристрастие картината е много по-сложна. Съпротивлението на тръбата спрямо потока зависи от:
- Вътрешна секция;
- Грапавост на стените;
- Дебити.
Списък със стойности 1000i (хидравличен наклон на 1000 метра водоснабдяване) може да се намери в таблиците на Шевелев, които всъщност се използват за хидравлични изчисления. Таблиците са твърде големи за тази статия, тъй като предоставят стойности от 1000i за всички възможни диаметри, скорости на потока и материали, коригирани за живота.
Ето малък фрагмент от таблицата на Шевелев за пластмасова тръба 25 мм.
Авторът на таблиците дава стойностите на спада на налягането не за вътрешната секция, а за стандартни размери, с които са маркирани тръбите, коригирани за дебелина на стената. Таблиците обаче са публикувани през 1973 г., когато съответният пазарен сегмент все още не е формиран.
Когато изчислявате, имайте предвид, че за метал-пластмаса е по-добре да вземете стойности, съответстващи на тръба с една стъпка по-малка.
Нека използваме тази таблица, за да изчислим падането на главата полипропиленова тръбас диаметър 25 мм и дължина 45 метра. Нека се съгласим, че проектираме водоснабдителна система за битови нужди.
- При скорост на потока, възможно най-близка до 1,5 m / s (1,38 m / s), стойността на 1000i ще бъде 142,8 метра;
- Хидравличният наклон на един метър от тръбата ще бъде равен на 142,8 / 1000 = 0,1428 метра;
- Коефициентът за корекция за битово водоснабдяване е 0,3;
- Формулата като цяло ще приеме формата H = 0,1428 * 45 (1 + 0,3) = 8,3538 метра. Това означава, че в края на водоснабдителната система с дебит на водата от 0,45 l / s (стойност от лявата колона на таблицата), налягането ще спадне с 0,84 kgf / cm2 и при 3 атмосфери на входа ще бъде доста приемливо 2,16 kgf / cm2.
Тази стойност може да се използва за определяне дебит по формулата на Торичели... Методът на изчисление с пример е даден в съответния раздел на статията.
Освен това, за да изчислите максималния дебит през водоснабдителна система с известни характеристики, можете да изберете в колоната „дебит“ на пълната таблица на Шевелев такава стойност, при която налягането в края на тръбата не е падне под 0,5 атмосфера.
Заключение
Уважаеми читателю, ако дадените инструкции, въпреки изключителната простота, все още са ви изглеждали уморителни, просто използвайте една от многото онлайн калкулатори... Както винаги, повече информация можете да намерите във видеото в тази статия. Ще съм благодарен за вашите допълнения, корекции и коментари. Успех, другари!
31 юли 2016 гАко искате да изразите благодарност, да добавите уточнение или възражение, попитайте автора нещо - добавете коментар или кажете благодаря!
При полагане на водопроводи най-трудното е да се изчисли пропускателната способност на тръбните участъци. Правилните изчисления ще гарантират, че дебитът на водата не е твърде голям и налягането му не намалява.
Значението на правилните изчисления
Изчисляването на консумацията на вода ви позволява да изберете правилния материал и диаметър на тръбата
При проектирането на вила с две или повече бани или малък хотел е необходимо да се вземе предвид колко вода могат да доставят тръбите на избраната секция. В крайна сметка, ако налягането в тръбопровода падне с голяма консумация, това ще доведе до факта, че ще бъде невъзможно да се вземе душ или вана нормално. Ако възникне проблем при пожар, може дори да загубите дома си. Следователно изчисляването на проходимостта на магистралите се извършва още преди началото на строителството.
За собствениците на малък бизнес също е важно да знаят скоростите на пропускателна способност. Всъщност, при липса на измервателни устройства, комуналните услуги като правило представят фактура за консумация на вода на организациите според обема, преминал по тръбата. Познаването на данните за вашето водоснабдяване ще ви позволи да контролирате консумацията на вода и да не плащате допълнително.
Какво определя пропускливостта на тръбата
Консумацията на вода ще зависи от конфигурацията на водоснабдителната система, както и от вида на тръбите, от които е монтирана мрежата
Пропускливостта на тръбните участъци е метрична стойност, която характеризира обема на течността, преминала през тръбопровода за определен интервал от време. Тази цифра зависи от материала, използван при производството на тръби.
Пластмасовите тръбопроводи поддържат почти еднаква пропускливост през целия експлоатационен период. Пластмасата, в сравнение с метала, не ръждясва, благодарение на това линиите не се запушват дълго време.
При металните модели пропускателната способност намалява година след година. Поради факта, че тръбите ръждясват, вътрешната повърхност постепенно се лющи и става грапава. Поради това по стените се образува много повече плака. По-специално, тръбите за гореща вода се запушват бързо.
В допълнение към материала на производство, пропускливостта зависи и от други характеристики:
- Дължината на водоснабдяването. Колкото по-голяма е дължината, толкова по-нисък е дебитът поради ефекта на силата на триене, а налягането също намалява съответно.
- Диаметър на тръбата. Стените от тесни линии създават по-голяма устойчивост. Колкото по-малко е напречното сечение, толкова по-лошо ще бъде съотношението на дебита към стойността на вътрешната площ в участък с фиксирана дължина. В по-широки тръбопроводи водата се движи по-бързо.
- Наличието на завои, фитинги, адаптери, кранове. Всякакви фитинги забавят движението на водните потоци.
При определяне на индикатора за производителност е необходимо да се вземат предвид всички тези фактори в комбинация. За да не се объркате от числата, си струва да използвате доказани формули и таблици.
Методи за изчисление
Коефициентът на триене се влияе от наличието на заключващи елементи и техния брой
За да определите пропускливостта на водоснабдителната система, можете да използвате три метода за изчисление:
Последният метод, макар и най-точен, не е подходящ за изчисляване на обикновените комуникации в домакинството. Той е доста сложен и за неговото прилагане ще трябва да знаете различни показатели. За да изчислите проста мрежа за частна къща, трябва да прибягвате до използването на онлайн калкулатор. Въпреки че не е толкова точен, той е безплатен и не е необходимо да се инсталира на компютър. Можете да получите по-точна информация, като сравните данните, изчислени от програмата, с таблицата.
Как да изчислим честотната лента
Табличният метод е най-простият. Разработени са няколко таблици за броене: можете да изберете тази, която е подходяща в зависимост от известните параметри.
Изчисление въз основа на сечение на тръбата
В SNiP 2.04.01-85 се предлага да се установи количеството на потреблението на вода по обиколката на тръбата.
В съответствие със стандартите на SNiP дневната консумация на вода от един човек е не повече от 60 литра. Тези данни са за къща без течаща вода. Ако е инсталирана водопроводна мрежа, обемът се увеличава до 200 литра.
Изчисление въз основа на температурата на охлаждащата течност
С повишаване на температурата пропускливостта на тръбата намалява - водата се разширява и по този начин създава допълнително триене.
Можете да изчислите необходимите данни с помощта на специална таблица:
| Секция на тръбата (мм) | Честотна лента | |||
| Чрез топлина (hl/h) | Чрез топлоносител (t/h) | |||
| Вода | пара | Вода | пара | |
| 15 | 0,011 | 0,005 | 0,182 | 0,009 |
| 25 | 0,039 | 0,018 | 0,650 | 0,033 |
| 38 | 0,11 | 0,05 | 1,82 | 0,091 |
| 50 | 0,24 | 0,11 | 4,00 | 0,20 |
| 75 | 0,72 | 0,33 | 12,0 | 0,60 |
| 100 | 1,51 | 0,69 | 25,0 | 1,25 |
| 125 | 2,70 | 1,24 | 45,0 | 2,25 |
| 150 | 4,36 | 2,00 | 72,8 | 3,64 |
| 200 | 9,23 | 4,24 | 154 | 7,70 |
| 250 | 16,6 | 7,60 | 276 | 13,8 |
| 300 | 26,6 | 12,2 | 444 | 22,2 |
| 350 | 40,3 | 18,5 | 672 | 33,6 |
| 400 | 56,5 | 26,0 | 940 | 47,0 |
| 450 | 68,3 | 36,0 | 1310 | 65,5 |
| 500 | 103 | 47,4 | 1730 | 86,5 |
| 600 | 167 | 76,5 | 2780 | 139 |
| 700 | 250 | 115 | 4160 | 208 |
| 800 | 354 | 162 | 5900 | 295 |
| 900 | 633 | 291 | 10500 | 525 |
| 1000 | 1020 | 470 | 17100 | 855 |
Да обобщим водопроводна систематази информация не е изключително важна, но за отоплителните кръгове се счита за основен индикатор.
Търсене на данни в зависимост от налягането
Налягането на водния поток на общата линия се взема предвид при избора на тръби
При избора на тръби за инсталиране на всяка комуникационна мрежа е необходимо да се вземе предвид налягането на потока в общата линия. Ако има глава под високо налягане, е необходимо да се монтират тръби с по-голямо напречно сечение, отколкото при движение на гравитация. Ако при избора на тръбни участъци тези параметри не се вземат предвид и голям воден поток преминава през малки мрежи, те ще вдигат шум, ще вибрират и бързо ще станат неизползваеми.
За да се намери най-големият изчислен воден поток, се използва таблица за пропускателната способност на тръбите в зависимост от диаметъра и различните показатели за водно налягане:
| Консумация | Честотна лента | |||||||||
| Тръбна секция | 15 мм | 20 мм | 25 мм | 32 мм | 40 мм | 50 мм | 65 мм | 80 мм | 100 мм | |
| Pa/m | Мбар / м | По-малко от 0,15 m/s | 0,15 m/s | 0,3 m/s | ||||||
| 90,0 | 0,900 | 173 | 403 | 745 | 1627 | 2488 | 4716 | 9612 | 14940 | 30240 |
| 92,5 | 0,925 | 176 | 407 | 756 | 1652 | 2524 | 4788 | 9756 | 15156 | 30672 |
| 95,0 | 0,950 | 176 | 414 | 767 | 1678 | 2560 | 4860 | 9900 | 15372 | 31104 |
| 97,5 | 0,975 | 180 | 421 | 778 | 1699 | 2596 | 4932 | 10044 | 15552 | 31500 |
| 100,0 | 1000,0 | 184 | 425 | 788 | 1724 | 2632 | 5004 | 10152 | 15768 | 31932 |
| 120,0 | 1200,0 | 202 | 472 | 871 | 1897 | 2898 | 5508 | 11196 | 17352 | 35100 |
| 140,0 | 1400,0 | 220 | 511 | 943 | 2059 | 3143 | 5976 | 12132 | 18792 | 38160 |
| 160,0 | 1600,0 | 234 | 547 | 1015 | 2210 | 3373 | 6408 | 12996 | 20160 | 40680 |
| 180,0 | 1800,0 | 252 | 583 | 1080 | 2354 | 3589 | 6804 | 13824 | 21420 | 43200 |
| 200,0 | 2000,0 | 266 | 619 | 1151 | 2488 | 3780 | 7200 | 14580 | 22644 | 45720 |
| 220,0 | 2200,0 | 281 | 652 | 1202 | 2617 | 3996 | 7560 | 15336 | 23760 | 47880 |
| 240,0 | 2400,0 | 288 | 680 | 1256 | 2740 | 4176 | 7920 | 16056 | 24876 | 50400 |
| 260,0 | 2600,0 | 306 | 713 | 1310 | 2855 | 4356 | 8244 | 16740 | 25920 | 52200 |
| 280,0 | 2800,0 | 317 | 742 | 1364 | 2970 | 4356 | 8568 | 17338 | 26928 | 54360 |
| 300,0 | 3000, | 331 | 767 | 1415 | 3078 | 4680 | 8892 | 18000 | 27900 | 56160 |
Средното налягане в повечето щрангове варира от 1,5 до 2,5 атмосфери. Зависимостта от броя на етажите се регулира чрез разделяне на водопроводната мрежа на няколко клона. Инжектирането на вода чрез помпи също влияе върху промяната в дебита.
Също така, при изчисляване на потока на водата през тръбата според таблицата с диаметър на тръбата и стойности на налягането се взема предвид не само броят на кранове, но и броят на бойлерите, ваните и други консуматори.
Хидравлично изчисление по Шевелев
За най-точното идентифициране на индикаторите на цялата водопроводна мрежа се използват специални референтни материали. Те определят работните характеристики за тръби, изработени от различни материали.
Понякога е много важно точно да се изчисли обемът на водата, преминаваща през тръбата. Например, когато трябва да проектирате нова отоплителна система. Следователно възниква въпросът: как да се изчисли обемът на тръбата? Този индикатор помага да се избере правилното оборудване, например размерът на разширителния резервоар. Освен това този индикатор е много важен, когато се използва антифриз. Обикновено се продава в няколко форми:
- Разреден;
- Неразреден.
Първият тип издържа на температури - 65 градуса. Вторият ще замръзне вече при -30 градуса. За да закупите точното количество антифриз, трябва да знаете обема на охлаждащата течност. С други думи, ако обемът на течността е 70 литра, тогава могат да бъдат закупени 35 литра неразредена течност. Достатъчно е да ги разредите, като спазвате пропорцията от 50-50 и ще получите същите 70 литра.
За да получите точни данни, трябва да подготвите:
- Калкулатор;
- шублери;
- Владетел.
Първо се измерва радиусът, обозначен с буквата R. Той може да бъде:
- Вътрешен;
- Навън.
Външният радиус е необходим, за да се определи размера на пространството, което ще заеме.
За изчислението трябва да знаете данните за диаметъра на тръбата. Обозначава се с буквата D и се изчислява по формулата R x 2. Определя се и обиколката. Означава се с буквата L.
За да изчислите обема на тръбата, измерен в кубични метри (m3), първо трябва да изчислите нейната площ.
За да получите точна стойност, първо трябва да изчислите площта на напречното сечение.
За да направите това, приложете формулата:
- S = R x Pi.
- Необходимата площ - S;
- Радиус на тръбата - R;
- Пи число - 3.14159265.
Получената стойност трябва да се умножи по дължината на тръбопровода.
Как да намерите обема на тръбата по формулата? Трябва да знаете само 2 стойности. Самата формула за изчисление е както следва:
- V = S x L
- Обем на тръбата - V;
- Площ на сечение - S;
- Дължина - L
Например, имаме метална тръба с диаметър 0,5 метра и дължина от два метра. За да се извърши изчислението, размерът на външната напречна греда от неръждаем метал се вмъква във формулата за изчисляване на площта на кръг. Площта на тръбата ще бъде равна на;
S = (D / 2) = 3,14 x (0,5 / 2) = 0,0625 кв. метра.
Окончателната формула за изчисление ще приеме следната форма:
V = HS = 2 x 0,0625 = 0,125 cc метра.
Тази формула изчислява обема на абсолютно всяка тръба. Освен това, абсолютно не е важно от какъв материал е. Ако тръбопроводът има много компоненти, като използвате тази формула, можете да изчислите отделно обема на всяка секция.
При извършване на изчисление е много важно размерите да са изразени в едни и същи мерни единици. Най-лесният начин за изчисляване е, ако всички стойности се преобразуват в квадратни сантиметри.
Ако използвате различни мерни единици, можете да получите много съмнителни резултати... Те ще бъдат много далеч от истинските си ценности. Когато извършвате постоянни ежедневни изчисления, можете да използвате паметта на калкулатора, като зададете постоянна стойност. Например, пи по две. Това ще помогне да се изчисли обемът на тръбите с различни диаметри много по-бързо.
Днес за изчислението можете да използвате готови компютърни програми, в които стандартните параметри са посочени предварително. За да извършите изчислението, трябва само да въведете допълнителни стойности на променливите.
Изтеглете програмата https://yadi.sk/d/_1ZA9Mmf3AJKXy
Как да изчислим площта на напречното сечение
Ако тръбата е кръгла, площта на напречното сечение трябва да се изчисли по формулата за площта на кръг: S = π * R2. Където R е радиусът (вътрешен), π - 3.14. Като цяло трябва да квадратирате радиуса и да го умножите по 3,14.
Например площта на напречното сечение на тръба с диаметър 90 мм. Намерете радиуса - 90 mm / 2 = 45 mm. В сантиметри това е 4,5 см. Квадратираме го: 4,5 * 4,5 = 2,025 см2, заместваме във формулата S = 2 * 20,25 см2 = 40,5 см2.
Площта на напречното сечение на профилирания продукт се изчислява по формулата за площта на правоъгълник: S = a * b, където a и b са дължините на страните на правоъгълника. Ако разгледаме сечението на профила 40 x 50 mm, получаваме S = 40 mm * 50 mm = 2000 mm2 или 20 cm2 или 0,002 m2.
Изчисляване на обема на водата в цялата система
За да се определи такъв параметър, е необходимо да се замени стойността на вътрешния радиус във формулата. Проблемът обаче се появява веднага. И как да изчислим общия обем вода в цялата тръба отоплителна система, което включва:
- Радиатори;
- Разширителен резервоар;
- Котел за отопление.
Първо се изчислява обемът на радиатора. За да направите това, техническият му паспорт се отваря и се изписват стойностите на обема на един раздел. Този параметър се умножава по броя на секциите в конкретна батерия. Например, едно е равно на 1,5 литра.
При инсталиране биметален радиатор, тази стойност е много по-малка. Количеството вода в котела може да се намери в паспорта на устройството.
За да се определи обемът на разширителния резервоар, той се пълни с предварително определено количество течност.
Много е лесно да се определи обемът на тръбите. Наличните данни за един метър, определен диаметър, просто трябва да се умножат по дължината на целия тръбопровод.
Имайте предвид, че в глобалната мрежа и справочниците можете да видите специални таблици. Те показват приблизителни данни за продукта. Грешката на дадените данни е доста малка, следователно стойностите, дадени в таблицата, могат безопасно да се използват за изчисляване на обема на водата.
Трябва да кажа, че при изчисляване на стойностите трябва да вземете предвид някои характерни разлики. Метални тръбикато има голям диаметър, преминават количеството вода, значително по-малко от същите полипропиленови тръби.
Причината се крие в гладкостта на повърхността на тръбата. В стоманените продукти се изработва с голяма грапавост. PPR тръбинямат грапавини по вътрешните стени. Въпреки това, в този случай стоманените продукти имат по-голям обем вода, отколкото в други тръби със същото напречно сечение. Ето защо, за да сте сигурни, че изчислението на обема на водата в тръбите е правилно, трябва да проверите отново всички данни и да подкрепите резултата с онлайн калкулатор.
Вътрешен обем на един метър тръба в литри - табл
Таблицата показва вътрешния обем на работен метър на тръбата в литри. Тоест колко вода, антифриз или друга течност (охладителна течност) е необходима за запълване на тръбопровода. Вътрешният диаметър на тръбите е от 4 до 1000 мм.
| Вътрешен диаметър, мм | Вътрешен обем на 1 м течаща тръба, литри | Вътрешен обем от 10 м тръбопроводи, литри |
|---|---|---|
| 4 | 0.0126 | 0.1257 |
| 5 | 0.0196 | 0.1963 |
| 6 | 0.0283 | 0.2827 |
| 7 | 0.0385 | 0.3848 |
| 8 | 0.0503 | 0.5027 |
| 9 | 0.0636 | 0.6362 |
| 10 | 0.0785 | 0.7854 |
| 11 | 0.095 | 0.9503 |
| 12 | 0.1131 | 1.131 |
| 13 | 0.1327 | 1.3273 |
| 14 | 0.1539 | 1.5394 |
| 15 | 0.1767 | 1.7671 |
| 16 | 0.2011 | 2.0106 |
| 17 | 0.227 | 2.2698 |
| 18 | 0.2545 | 2.5447 |
| 19 | 0.2835 | 2.8353 |
| 20 | 0.3142 | 3.1416 |
| 21 | 0.3464 | 3.4636 |
| 22 | 0.3801 | 3.8013 |
| 23 | 0.4155 | 4.1548 |
| 24 | 0.4524 | 4.5239 |
| 26 | 0.5309 | 5.3093 |
| 28 | 0.6158 | 6.1575 |
| 30 | 0.7069 | 7.0686 |
| 32 | 0.8042 | 8.0425 |
| 34 | 0.9079 | 9.0792 |
| 36 | 1.0179 | 10.1788 |
| 38 | 1.1341 | 11.3411 |
| 40 | 1.2566 | 12.5664 |
| 42 | 1.3854 | 13.8544 |
| 44 | 1.5205 | 15.2053 |
| 46 | 1.6619 | 16.619 |
| 48 | 1.8096 | 18.0956 |
| 50 | 1.9635 | 19.635 |
| 52 | 2.1237 | 21.2372 |
| 54 | 2.2902 | 22.9022 |
| 56 | 2.463 | 24.6301 |
| 58 | 2.6421 | 26.4208 |
| 60 | 2.8274 | 28.2743 |
| 62 | 3.0191 | 30.1907 |
| 64 | 3.217 | 32.1699 |
| 66 | 3.4212 | 34.2119 |
| 68 | 3.6317 | 36.3168 |
| 70 | 3.8485 | 38.4845 |
| 72 | 4.0715 | 40.715 |
| 74 | 4.3008 | 43.0084 |
| 76 | 4.5365 | 45.3646 |
| 78 | 4.7784 | 47.7836 |
| 80 | 5.0265 | 50.2655 |
| 82 | 5.281 | 52.8102 |
| 84 | 5.5418 | 55.4177 |
| 86 | 5.8088 | 58.088 |
| 88 | 6.0821 | 60.8212 |
| 90 | 6.3617 | 63.6173 |
| 92 | 6.6476 | 66.4761 |
| 94 | 6.9398 | 69.3978 |
| 96 | 7.2382 | 72.3823 |
| 98 | 7.543 | 75.4296 |
| 100 | 7.854 | 78.5398 |
| 105 | 8.659 | 86.5901 |
| 110 | 9.5033 | 95.0332 |
| 115 | 10.3869 | 103.8689 |
| 120 | 11.3097 | 113.0973 |
| 125 | 12.2718 | 122.7185 |
| 130 | 13.2732 | 132.7323 |
| 135 | 14.3139 | 143.1388 |
| 140 | 15.3938 | 153.938 |
| 145 | 16.513 | 165.13 |
| 150 | 17.6715 | 176.7146 |
| 160 | 20.1062 | 201.0619 |
| 170 | 22.698 | 226.9801 |
| 180 | 25.4469 | 254.469 |
| 190 | 28.3529 | 283.5287 |
| 200 | 31.4159 | 314.1593 |
| 210 | 34.6361 | 346.3606 |
| 220 | 38.0133 | 380.1327 |
| 230 | 41.5476 | 415.4756 |
| 240 | 45.2389 | 452.3893 |
| 250 | 49.0874 | 490.8739 |
| 260 | 53.0929 | 530.9292 |
| 270 | 57.2555 | 572.5553 |
| 280 | 61.5752 | 615.7522 |
| 290 | 66.052 | 660.5199 |
| 300 | 70.6858 | 706.8583 |
| 320 | 80.4248 | 804.2477 |
| 340 | 90.792 | 907.9203 |
| 360 | 101.7876 | 1017.876 |
| 380 | 113.4115 | 1134.1149 |
| 400 | 125.6637 | 1256.6371 |
| 420 | 138.5442 | 1385.4424 |
| 440 | 152.0531 | 1520.5308 |
| 460 | 166.1903 | 1661.9025 |
| 480 | 180.9557 | 1809.5574 |
| 500 | 196.3495 | 1963.4954 |
| 520 | 212.3717 | 2123.7166 |
| 540 | 229.0221 | 2290.221 |
| 560 | 246.3009 | 2463.0086 |
| 580 | 264.2079 | 2642.0794 |
| 600 | 282.7433 | 2827.4334 |
| 620 | 301.9071 | 3019.0705 |
| 640 | 321.6991 | 3216.9909 |
| 660 | 342.1194 | 3421.1944 |
| 680 | 363.1681 | 3631.6811 |
| 700 | 384.8451 | 3848.451 |
| 720 | 407.1504 | 4071.5041 |
| 740 | 430.084 | 4300.8403 |
| 760 | 453.646 | 4536.4598 |
| 780 | 477.8362 | 4778.3624 |
| 800 | 502.6548 | 5026.5482 |
| 820 | 528.1017 | 5281.0173 |
| 840 | 554.1769 | 5541.7694 |
| 860 | 580.8805 | 5808.8048 |
| 880 | 608.2123 | 6082.1234 |
| 900 | 636.1725 | 6361.7251 |
| 920 | 664.761 | 6647.6101 |
| 940 | 693.9778 | 6939.7782 |
| 960 | 723.8229 | 7238.2295 |
| 980 | 754.2964 | 7542.964 |
| 1000 | 785.3982 | 7853.9816 |
Ако имате специфичен дизайн или тръба, тогава формулата по-горе показва как да изчислите точните данни за правилния поток на вода или друга охлаждаща течност.
Онлайн сетълмент
http://mozgan.ru/Geometry/VolumeCylinder
Заключение
За да намерите точната цифра за консумацията на охлаждащата течност на вашата система, ще трябва да седнете малко. Потърсете в интернет или използвайте калкулатора, който препоръчваме. Може би той ще ви спести време.
Ако имате система от воден тип, тогава не трябва да се притеснявате и да извършвате точен избор на обем. Достатъчно е да се оцени приблизително. Повече е необходимо точно изчисление, за да не се купуват твърде много и да се сведат до минимум разходите. Тъй като мнозина се спират на избора на скъпа охлаждаща течност.
За да се монтира правилно водоснабдителната конструкция, като се започне разработването и планирането на системата, е необходимо да се изчисли водният поток през тръбата.
Основните параметри на битово водоснабдяване зависят от получените данни.
В тази статия читателите ще могат да се запознаят с основните техники, които ще им помогнат да изчислят самостоятелно своята водопроводна система.
Целта на изчисляване на диаметъра на тръбопровода по дебита: Определяне на диаметъра и напречното сечение на тръбопровода въз основа на данните за дебита и скоростта на надлъжно движение на водата.
Извършването на такова изчисление е доста трудно. Има много технически и икономически данни, които трябва да се вземат предвид. Тези параметри са взаимосвързани. Диаметърът на тръбопровода зависи от вида на течността, която ще се изпомпва през него.
Ако увеличите скоростта на потока, можете да намалите диаметъра на тръбата. Разходът на материал автоматично ще намалее. Ще бъде много по-лесно да се монтира такава система и цената на работата ще падне.
Въпреки това, увеличаването на потока ще доведе до загуби на напор, които изискват допълнителна енергия за изпомпване. Ако го намалите много, могат да се появят нежелани последствия.
При проектирането на тръбопровод в повечето случаи количеството на водния поток се задава незабавно. Две количества остават неизвестни:
- Диаметър на тръбата;
- Дебит.
Много е трудно да се направи напълно техническо и икономическо изчисление. Това изисква подходящи инженерни познания и много време. За улесняване на такава задача при изчисляване необходимия диаметъртръби, ползвайте референтни материали. Те дават стойностите на най-добрия дебит, получени емпирично.
Окончателната формула за проектиране за оптимален диаметър на тръбопровода е както следва:
d = √ (4Q / Πw)
Q - дебит на изпомпваната течност, m3 / s
d - диаметър на тръбопровода, m
w - скорост на потока, m / s
Подходяща скорост на флуида, в зависимост от вида на тръбопровода
На първо място, на минимални разходи, без което е невъзможно да се изпомпва течност. Освен това трябва да се вземе предвид цената на тръбопровода.
Когато се изчислява, винаги трябва да се помни за ограниченията на скоростта на движещата се среда. В някои случаи размерът на главния тръбопровод трябва да отговаря на изискванията, заложени в технологичния процес.
Възможните скокове на налягането също влияят на размерите на тръбопровода.
Когато се правят предварителни изчисления, промяната в налягането не се взема предвид. Основа за проектиране технологичен тръбопроводсе взема допустимата скорост.
Когато има промени в посоката на движение в проектирания тръбопровод, повърхността на тръбата започва да изпитва много натиск, насочен перпендикулярно на потока.
Това увеличение е свързано с няколко показателя:
- Скорост на течността;
- Плътност;
- Първоначално налягане (глава).
Освен това скоростта винаги е обратно пропорционална на диаметъра на тръбата. Ето защо се нуждаят от течности с висока скорост правилен изборконфигурации, компетентен избор на размерите на тръбопровода.
Например, ако се изпомпва сярна киселина, скоростта е ограничена до стойност, която няма да причини ерозия по стените на тръбните завои. В резултат на това структурата на тръбата никога няма да бъде нарушена.
Формула за скоростта на водата в тръбопровода
Обемният дебит V (60 m³ / h или 60 / 3600 m³ / s) се изчислява като произведение на скоростта на потока w и напречното сечение на тръбата S (а напречното сечение от своя страна се счита за S = 3,14 d² / 4): V = 3,14 w d² / 4. От това получаваме w = 4V / (3,14 d²). Не забравяйте да преобразувате диаметъра от милиметри в метри, тоест диаметърът ще бъде 0,159 m.
Формула за консумация на вода
Като цяло методологията за измерване на водния поток в реки и тръбопроводи се основава на опростена форма на уравнението на непрекъснатостта за несвиваеми течности:
Воден поток през тръбната маса
Поток срещу налягане
Няма такава зависимост на дебита на течността от налягането, но има - от спада на налягането. Формулата е лесна за извеждане. Има общоприето уравнение за спада на налягането по време на флуидния поток в тръба Δp = (λL / d) ρw² / 2, λ е коефициентът на триене (търси се в зависимост от скоростта и диаметъра на тръбата според графики или съответни формули), L е дължината на тръбата, d е нейният диаметър, ρ е плътността на течността, w е скоростта. От друга страна има дефиниция на дебита G = ρwπd² / 4. Изразяваме скоростта от тази формула, заместваме я в първото уравнение и намираме зависимостта на дебита G = π SQRT (Δp d ^ 5 / λ / L) / 4, SQRT е корен квадратен.
Коефициентът на триене се търси чрез подбор. Първо, задайте определена стойност на скоростта на флуида от фенерчето и определете числото на Рейнолдс Re = ρwd / μ, където μ е динамичният вискозитет на течността (не го бъркайте с кинематичния вискозитет, това са различни неща). Според Рейнолдс се търсят стойностите на коефициента на триене λ = 64 / Re за ламинарния режим и λ = 1 / (1,82 lgRe - 1,64)² за турбулентния (тук lg е десетичният логаритъм). И вземете стойността, която е по-висока. След намиране на дебита и скоростта на флуида ще е необходимо да се повтори цялото изчисление отново с нов коефициент на триене. И това преизчисляване се повтаря, докато стойността на скоростта, посочена за определяне на коефициента на триене, съвпада до известна степен със стойността, която ще намерите от изчислението.