Propustnost potrubí. Jak vypočítat průtok vody potrubím podle tlaku a průměru Kolik vody proteče potrubím za hodinu
35001 0 27
Propustnost potrubí: jednoduché a složité
Jak se mění průchodnost potrubí v závislosti na průměru? Jaké faktory kromě průřezu ovlivňují tento parametr? Konečně, jak vypočítat, byť přibližně, propustnost vodovodního systému pro známý průměr? V tomto článku se pokusím poskytnout nejjednodušší a nejdostupnější odpovědi na tyto otázky.
Naším úkolem je naučit se vypočítat optimální průřez vodovodního potrubí.
Proč je to potřeba
Hydraulický výpočet umožňuje získat optimální minimální hodnota průměru přívodu vody.
Na jedné straně peníze na stavbu a opravy vždy bolestně chybí a cena běžného metru potrubí roste nelineárně s rostoucím průměrem. Na druhou stranu podceněný průřez přívodu vody povede k nadměrnému poklesu tlaku na koncových zařízeních v důsledku jeho hydraulického odporu.
S průtokem na mezizařízení povede pokles tlaku na konci k tomu, že se teplota vody s otevřenými kohoutky přívodu studené a teplé vody dramaticky změní. V důsledku toho budete buď polití ledová voda nebo opaření vroucí vodou.
Omezení
Záměrně omezuji rozsah uvažovaných úkolů na instalatérské práce malého soukromého domu. Důvody jsou dva:
- Plyny a kapaliny různých viskozit se při potrubní přepravě chovají zcela odlišně. Zohlednění chování zemního a zkapalněného plynu, ropy a dalších médií by objem tohoto materiálu několikanásobně zvýšilo a dostalo by nás daleko od mé specializace - instalatérství;
- V případě velké budovy s mnoha vodovodními armaturami pro hydraulický výpočet zásobování vodou bude nutné vypočítat pravděpodobnost současného použití několika odběrných míst. PROTI malý dům výpočet se provádí pro špičkovou spotřebu všech dostupných zařízení, což značně zjednodušuje úlohu.
Faktory
Hydraulický výpočet vodovodního systému je hledáním jedné ze dvou hodnot:
- Výpočet průchodnosti potrubí se známým průřezem;
- Výpočet optimálního průměru pro známý plánovaný průtok.
V reálných podmínkách (při projektování vodovodního řádu) je mnohem častěji nutné provést druhý úkol.
Každodenní logika velí, že maximální průtok vody potrubím je určen jeho průměrem a vstupním tlakem. Bohužel realita je mnohem složitější. Faktem je, že potrubí má hydraulický odpor: Jednoduše řečeno, proudění se zpomaluje třením o stěny. Navíc materiál a stav stěn předvídatelně ovlivňují stupeň inhibice.
Tady úplný seznam faktory ovlivňující výkon vodovodního potrubí:
- Tlak na začátku vodovodního systému (čti - tlak v potrubí);
- Sklon potrubí (změna jeho výšky nad podmíněnou úrovní terénu na začátku a konci);
- Materiál stěny. Polypropylen a polyethylen mají mnohem nižší drsnost než ocel a litina;
- Stáří potrubí. Ocel časem zarůstá rzí a vápennými usazeninami, které nejen zvyšují drsnost, ale také snižují vnitřní světlost potrubí;
To neplatí pro skleněné, plastové, měděné, pozinkované a kov-polymerové trubky. Po 50 letech provozu jsou stále v novém stavu. Výjimkou je zanášení vodovodního řádu při velký počet suspenze a absence filtrů na vstupu.
- Množství a úhel zatáčky;
- Změny průměru zdroj vody;
- Přítomnost nebo nepřítomnost svary, pájecí otřepy a spojovací armatury;
- Uzavírací ventily... Dokonce i plný vývrt Kulové ventily poskytují určitý odpor pohybu proudění.
Jakýkoli výpočet kapacity potrubí bude velmi přibližný. Chtě nechtě budeme muset použít zprůměrované koeficienty, typické pro podmínky blízké našim.
Torricelliho zákon
Evangelista Torricelli, který žil na počátku 17. století, je známý jako žák Galilea Galileiho a autor samotného konceptu atmosférického tlaku. Vlastní také vzorec popisující průtok vody vytékající z nádoby otvorem známých rozměrů.
Aby Torricelliho vzorec fungoval, musíte:
- Abychom znali tlak vody (výška vodního sloupce nad otvorem);
Jedna atmosféra se zemskou gravitací je schopna zvednout vodní sloupec o 10 metrů. Proto se tlak v atmosférách převede na tlak jednoduše vynásobením 10.
- Aby udělal díru podstatně menší než průměr nádoby, čímž se eliminuje ztráta tlaku v důsledku tření o stěny.
V praxi torrricelliho vzorec vypočítává průtok vody potrubím s vnitřním průřezem známých rozměrů pro známou okamžitou výšku během průtoku. Jednoduše řečeno: pro použití vzorce je třeba nainstalovat manometr před kohoutek nebo vypočítat pokles tlaku na přívodu vody při známém tlaku v potrubí.
Samotný vzorec vypadá takto: v ^ 2 = 2gh. v něm:
- v je průtok na výstupu z otvoru v metrech za sekundu;
- g - zrychlení pádu (pro naši planetu se rovná 9,78 m / s ^ 2);
- h - hlava (výška vodního sloupce nad otvorem).
Jak to pomůže v našem úkolu? A skutečnost, že proudění tekutiny otvorem(stejná šířka pásma) je S * v kde S je plocha otvoru a v je průtok z výše uvedeného vzorce.
Kapitán Evidence naznačuje: se znalostí průřezové plochy není těžké určit vnitřní poloměr potrubí. Jak víte, plocha kruhu se vypočítá jako π * r ^ 2, kde π je zaokrouhleno na 3,14159265.
V tomto případě bude mít Torricelliho vzorec tvar v ^ 2 = 2 * 9,78 * 20 = 391,2. Druhá odmocnina z 391,2 je zaokrouhlena na 20. To znamená, že voda bude vytékat z otvoru rychlostí 20 m/s.
Vypočítáme průměr otvoru, kterým proud protéká. Převedením průměru na jednotky SI (metry) dostaneme 3,14159265 * 0,01 ^ 2 = 0,0003141593. A nyní vypočítáme spotřebu vody: 20 * 0,0003141593 = 0,006283186, neboli 6,2 litru za sekundu.
Zpět do reality
Vážený čtenáři, dovolil bych si navrhnout, že nemáte nainstalovaný tlakoměr před mixér. Je zřejmé, že pro přesnější hydraulický výpočet jsou potřeba nějaká další data.
Obvykle je konstrukční problém řešen z opačného směru: se známým průtokem vody vodovodními armaturami, délkou vodovodního systému a jeho materiálem je zvolen průměr, který zajišťuje pokles tlaku na přijatelné hodnoty. Limitujícím faktorem je průtok.
Referenční údaje
Normální průtok pro vnitřní vodovodní potrubí je 0,7 - 1,5 m/s. Překročení této hodnoty vede ke vzniku hydraulického hluku (především na ohybech a armaturách).
Míry spotřeby vody pro vodovodní armatury lze snadno najít v regulační dokumentaci. Zejména jsou uvedeny v dodatku k SNiP 2.04.01-85. Abych čtenáře ušetřil zdlouhavého hledání, uvedu zde tuto tabulku.
V tabulce jsou uvedeny údaje pro mixéry s perlátory. Jejich absence vyrovnává průtok bateriemi dřezu, umyvadla a sprchového koutu s průtokem baterií při nastavení vany.
Dovolte mi, abych vám připomněl, že pokud chcete vypočítat zásobování vodou soukromého domu vlastními rukama, přidejte spotřebu vody pro všechny nainstalovaných zařízení ... Pokud tento pokyn nedodržíte, budou vás čekat překvapení, jako například prudký pokles teploty ve sprše, když otočíte kohoutkem. horká voda na .
Pokud je v objektu požární vodovod, připočítává se k plánovanému průtoku 2,5 l/s na každý hydrant. U požárního vodovodního systému je průtok omezen na 3 m/s: v případě požáru je hydraulický hluk to poslední, co bude obyvatele dráždit.
Při výpočtu tlaku se obvykle předpokládá, že na zařízení extrémně od vstupu by měl být alespoň 5 metrů, což odpovídá tlaku 0,5 kgf / cm2. Některé vodovodní armatury (průtokové ohřívače vody, napouštěcí ventily automat pračky atd.) jednoduše nefungují, pokud je tlak v přívodu vody nižší než 0,3 atmosféry. Kromě toho je třeba vzít v úvahu hydraulické ztráty na samotném zařízení.
Na obrázku - průtokový ohřívač vody Atmor Basic. Zahrnuje ohřev pouze při tlaku 0,3 kgf / cm2 a vyšším.
Průtok, průměr, rychlost
Dovolte mi připomenout, že jsou spojeny dvěma vzorci:
- Q = SV... Průtok vody v metrech krychlových za sekundu se rovná ploše průřezu v metrů čtverečních vynásobený průtokem v metrech za sekundu;
- S = π r ^ 2. Plocha průřezu se vypočítá jako součin čísla "pi" a druhé mocniny poloměru.
Kde získat hodnoty poloměru vnitřní části?
- Mít ocelové trubky s minimální chybou se rovná polovinu dálkového ovládání(podmíněný průchod, který se používá k označení válcované trubky);
- Pro polymer, kov-polymer atd. vnitřní průměr se rovná rozdílu mezi vnějším, kterým jsou trubky označeny, a dvojnásobkem tloušťky stěny (taky se obvykle vyskytuje ve značení). Poloměr je odpovídajícím způsobem poloviční než vnitřní průměr.
- Vnitřní průměr je 50-3 * 2 = 44 mm nebo 0,044 metru;
- Poloměr bude 0,044 / 2 = 0,022 metru;
- Vnitřní plocha průřezu bude 3,1415 * 0,022 ^ 2 = 0,001520486 m2;
- Při průtoku 1,5 metru za sekundu bude průtok 1,5 * 0,001520486 = 0,002280729 m3/s neboli 2,3 litru za sekundu.
Ztráta hlavy
Jak vypočítat, jak velký tlak je ztracen na vodovodním systému se známými parametry?
Nejjednodušší vzorec pro výpočet poklesu hlavy je H = iL (1 + K). Co znamenají proměnné v něm?
- H je kýžený pokles hlavy v metrech;
- já - hydraulický sklon vodoměru;
- L je délka vodovodního systému v metrech;
- K - součinitel, což umožňuje zjednodušit výpočet tlakové ztráty na uzavíracích armaturách a. Je vázána na účel vodovodní sítě.
Kde mohu získat hodnoty těchto proměnných? No, krom délky trubky ještě nikdo nezrušil svinovací metr.
Koeficient K se rovná:
S hydraulickým předpětím je obraz mnohem komplikovanější. Odpor potrubí vůči průtoku závisí na:
- Vnitřní sekce;
- Drsnost stěn;
- Průtoky.
Seznam hodnot 1000i (hydraulický sklon na 1000 metrů dodávky vody) lze nalézt v Shevelevových tabulkách, které se ve skutečnosti používají pro hydraulické výpočty. Tabulky jsou pro tento článek příliš velké, protože poskytují hodnoty 1000i pro všechny možné průměry, průtoky a materiály, upravené pro životnost.
Zde je malý fragment Shevelevova stolu pro plastovou trubku 25 mm.
Autor tabulek uvádí hodnoty tlakové ztráty ne pro vnitřní sekci, ale pro standardní velikosti, kterým jsou označeny trubky, korigované na tloušťku stěny. Tabulky však byly zveřejněny v roce 1973, kdy ještě nebyl vytvořen odpovídající segment trhu.
Při výpočtu mějte na paměti, že pro kov-plast je lepší vzít hodnoty odpovídající potrubí o krok menší.
Použijme tuto tabulku k výpočtu poklesu hlavy o polypropylenová trubka o průměru 25 mm a délce 45 metrů. Dohodněme se, že navrhujeme vodovod pro účely domácnosti.
- Při rychlosti proudění co nejblíže 1,5 m/s (1,38 m/s) bude hodnota 1000i 142,8 metrů;
- Hydraulický sklon jednoho metru potrubí bude roven 142,8 / 1000 = 0,1428 metru;
- Korekční faktor pro domácí zásobování vodou je 0,3;
- Vzorec jako celek bude mít tvar H = 0,1428 * 45 (1 + 0,3) = 8,3538 metrů. To znamená, že na konci vodovodního systému s průtokem vody 0,45 l / s (hodnota z levého sloupce tabulky) poklesne tlak o 0,84 kgf / cm2 a při 3 atmosférách na vstupu bude být docela přijatelné 2,16 kgf / cm2.
Tuto hodnotu lze použít k určení průtok podle Torricelliho vzorce... Způsob výpočtu s příkladem je uveden v příslušné části článku.
Kromě toho, abyste mohli vypočítat maximální průtok vodovodním systémem se známými charakteristikami, můžete ve sloupci „průtok“ úplné Shevelevovy tabulky vybrat takovou hodnotu, při které tlak na konci potrubí neklesne. klesnout pod 0,5 atmosféry.
Závěr
Vážený čtenáři, pokud se vám uvedený návod i přes extrémní jednoduchost zdál stále zdlouhavý, použijte jeden z mnoha online kalkulačky... Více informací najdete jako vždy ve videu v tomto článku. Budu rád za vaše doplnění, opravy a komentáře. Hodně štěstí, soudruzi!
31. července 2016Pokud chcete vyjádřit vděčnost, přidat vysvětlení nebo námitku, zeptejte se autora na něco - přidejte komentář nebo poděkujte!
Při pokládání vodovodů je nejobtížnější vypočítat průchodnost potrubních úseků. Správné výpočty zajistí, že rychlost proudění vody nebude příliš velká a její tlak se nesníží.
Význam správných výpočtů
Výpočet spotřeby vody umožňuje zvolit správný materiál a průměr potrubí
Při navrhování chaty se dvěma a více koupelnami nebo malého hotelu je třeba vzít v úvahu, kolik vody mohou dodávat potrubí vybraného úseku. Pokud totiž tlak v potrubí klesne s velkou spotřebou, povede to k tomu, že nebude možné se normálně osprchovat nebo koupat. Pokud při požáru vznikne problém, můžete dokonce přijít o domov. Výpočet průchodnosti dálnic se proto provádí ještě před zahájením výstavby.
Pro majitele malých podniků je také důležité znát rychlost průchodu. Ve skutečnosti, při absenci měřicích zařízení, veřejné služby zpravidla předkládají fakturu za spotřebu vody organizacím podle objemu procházejícího potrubím. Znalost údajů o vaší dodávce vody vám umožní kontrolovat spotřebu vody a nedoplácet.
Co určuje propustnost potrubí
Spotřeba vody bude záviset na konfiguraci vodovodního systému a také na typu potrubí, ze kterého je síť namontována
Propustnost potrubních úseků je metrická hodnota, která charakterizuje objem kapaliny procházející potrubím za určitý časový interval. Tento indikátor závisí na materiálu použitém při výrobě trubek.
Plastová potrubí si zachovávají téměř stejnou propustnost po celou dobu provozu. Plast ve srovnání s kovem nerezaví, díky tomu se linky dlouhodobě nezanášejí.
U kovových modelů se propustnost rok od roku snižuje. Vzhledem k tomu, že trubky reziví, vnitřní povrch se postupně odlupuje a zdrsňuje. Kvůli tomu se na stěnách tvoří mnohem více plaku. Zejména horkovodní potrubí se rychle ucpává.
Kromě materiálu výroby závisí propustnost také na dalších vlastnostech:
- Délka přívodu vody. Čím větší je délka, tím nižší je průtok vlivem třecí síly a odpovídajícím způsobem klesá i tlak.
- Průměr trubky. Stěny úzkých linií vytvářejí větší odpor. Čím menší je průřez, tím horší bude poměr průtoku k hodnotě vnitřní plochy v úseku pevné délky. V širších potrubích se voda pohybuje rychleji.
- Přítomnost ohybů, armatur, adaptérů, kohoutků. Jakékoli armatury zpomalují pohyb vodních toků.
Při stanovení ukazatele propustnosti je nutné vzít v úvahu všechny tyto faktory v kombinaci. Abyste se nepletli v číslech, vyplatí se používat osvědčené vzorce a tabulky.
Metody výpočtu
Koeficient tření je ovlivněn přítomností blokovacích prvků a jejich počtem
K určení propustnosti vodovodního systému můžete použít tři metody výpočtu:
Poslední metoda, i když je nejpřesnější, není vhodná pro výpočet běžné komunikace v domácnosti. Je poměrně složitý a pro jeho aplikaci budete potřebovat znát různé ukazatele. Chcete-li vypočítat jednoduchou síť pro soukromý dům, měli byste se uchýlit k použití online kalkulačky. Ačkoli není tak přesný, je zdarma a není třeba jej instalovat do počítače. Přesnější informace získáte porovnáním dat vypočítaných programem s tabulkou.
Jak vypočítat šířku pásma
Tabulková metoda je nejjednodušší. Bylo vyvinuto několik tabulek počítání: můžete si vybrat tu, která je vhodná v závislosti na známých parametrech.
Výpočet na základě průřezu potrubí
V SNiP 2.04.01-85 se navrhuje zjistit množství spotřeby vody podle obvodu potrubí.
V souladu s normami SNiP není denní spotřeba vody jednou osobou větší než 60 litrů. Tyto údaje platí pro dům bez tekoucí vody. Pokud je instalována vodovodní síť, objem se zvýší na 200 litrů.
Výpočet na základě teploty chladicí kapaliny
Se stoupající teplotou klesá propustnost potrubí - voda se roztahuje a tím vytváří další tření.
Požadovaná data můžete vypočítat pomocí speciální tabulky:
| Část potrubí (mm) | Šířka pásma | |||
| Podle tepla (hl / h) | Podle nosiče tepla (t / h) | |||
| Voda | Pára | Voda | Pára | |
| 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 |
Shrnout vodovodní systém tato informace není extrémně důležitá, ale je považována za hlavní ukazatel pro topné okruhy.
Vyhledávání dat v závislosti na tlaku
Při výběru potrubí se bere v úvahu tlak průtoku vody společného potrubí
Při výběru potrubí pro instalaci jakékoli komunikační sítě je nutné vzít v úvahu tlak průtoku ve společném potrubí. Pokud je pod hlavou vysoký tlak, je nutné instalovat potrubí s větším průřezem než při pohybu samospádem. Pokud tyto parametry nejsou při výběru částí potrubí zohledněny a velký průtok vody prochází malými sítěmi, budou vydávat hluk, vibrovat a rychle se stanou nepoužitelnými.
K nalezení největšího vypočítaného průtoku vody se používá tabulka propustnosti potrubí v závislosti na průměru a různých ukazatelích tlaku vody:
| Spotřeba | Šířka pásma | |||||||||
| Oddíl potrubí | 15 mm | 20 mm | 25 mm | 32 mm | 40 mm | 50 mm | 65 mm | 80 mm | 100 mm | |
| Pa / m | Mbar / m | Méně než 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 |
Průměrný tlak ve většině stoupaček se pohybuje od 1,5 do 2,5 atmosféry. Závislost na počtu podlaží je regulována rozdělením vodovodní sítě do více větví. Vstřikování vody pomocí čerpadel také ovlivňuje změnu průtoku.
Také při výpočtu průtoku vody potrubím podle tabulky hodnot průměru potrubí a tlaku se bere v úvahu nejen počet kohoutků, ale také počet ohřívačů vody, van a dalších spotřebitelů.
Hydraulický výpočet podle Sheveleva
Pro co nejpřesnější identifikaci ukazatelů celé vodovodní sítě se používají speciální referenční materiály. Definují provozní vlastnosti pro trubky vyrobené z různých materiálů.
Někdy je velmi důležité přesně vypočítat objem vody procházející potrubím. Například když potřebujete navrhnout nový topný systém. Vyvstává tedy otázka: jak vypočítat objem potrubí? Tento indikátor pomáhá vybrat správné zařízení, například velikost expanzní nádrže. Kromě toho je tento indikátor velmi důležitý při použití nemrznoucí směsi. Obvykle se prodává v několika formách:
- Zředěný;
- Neředěné.
První typ vydrží teploty - 65 stupňů. Druhý zamrzne již při -30 stupních. Chcete-li koupit správné množství nemrznoucí směsi, musíte znát objem chladicí kapaliny. Jinými slovy, pokud je objem kapaliny 70 litrů, lze zakoupit 35 litrů neředěné kapaliny. Stačí je zředit při dodržení poměru 50-50 a získáte stejných 70 litrů.
Chcete-li získat přesná data, musíte připravit:
- Kalkulačka;
- Třmeny;
- Pravítko.
Nejprve se změří poloměr označený písmenem R. Může to být:
- Vnitřní;
- Mimo.
Vnější poloměr je potřebný k určení velikosti prostoru, který zabere.
Pro výpočet potřebujete znát údaje o průměru potrubí. Označuje se písmenem D a počítá se podle vzorce R x 2. Určuje se také obvod. Označuje se písmenem L.
Chcete-li vypočítat objem potrubí měřený v metrech krychlových (m3), musíte nejprve vypočítat jeho plochu.
Chcete-li získat přesnou hodnotu, musíte nejprve vypočítat plochu průřezu.
Chcete-li to provést, použijte vzorec:
- S = R x Pí.
- Oblast, kterou hledáte - S;
- Poloměr potrubí - R;
- Číslo pí - 3,14159265.
Výsledná hodnota se musí vynásobit délkou potrubí.
Jak zjistit objem potrubí pomocí vzorce? Potřebujete znát pouze 2 hodnoty. Samotný výpočetní vzorec je následující:
- V = S x L
- Objem potrubí - V;
- Oblast průřezu - S;
- Délka - L
Máme například kovovou trubku o průměru 0,5 metru a délce dva metry. Pro provedení výpočtu se do vzorce pro výpočet plochy kruhu vloží velikost vnějšího příčného nosníku z nerezového kovu. Plocha potrubí bude rovna;
S = (D/2) = 3,14 x (0,5/2) = 0,0625 sq. metrů.
Konečný výpočetní vzorec bude mít následující podobu:
V = HS = 2 x 0,0625 = 0,125 ccm metrů.
Tento vzorec vypočítá objem absolutně jakéhokoli potrubí. Navíc je absolutně jedno, z jakého je materiálu. Pokud má potrubí mnoho komponent, pomocí tohoto vzorce můžete vypočítat objem každého úseku zvlášť.
Při provádění výpočtu je velmi důležité, aby byly rozměry vyjádřeny ve stejných měrných jednotkách. Nejjednodušší způsob výpočtu je, pokud jsou všechny hodnoty převedeny na centimetry čtvereční.
Pokud používáte různé jednotky měření, můžete získat velmi pochybné výsledky... Budou velmi daleko od svých skutečných hodnot. Při provádění konstantních denních výpočtů můžete využít paměť kalkulačky nastavením konstantní hodnoty. Například pí krát dva. To pomůže mnohem rychleji vypočítat objem trubek různých průměrů.
Dnes můžete pro výpočet použít hotové počítačové programy, ve kterých jsou předem uvedeny standardní parametry. K provedení výpočtu stačí zadat další hodnoty proměnných.
Stáhněte si program https://yadi.sk/d/_1ZA9Mmf3AJKXy
Jak vypočítat plochu průřezu
Pokud je trubka kulatá, musí být plocha průřezu vypočtena pomocí vzorce pro plochu kruhu: S = π * R2. Kde R je poloměr (vnitřní), π - 3,14. Celkem je potřeba odmocnit poloměr a vynásobit ho 3,14.
Například plocha průřezu trubky o průměru 90 mm. Najděte poloměr - 90 mm / 2 = 45 mm. V centimetrech je to 4,5 cm Odmocníme: 4,5 * 4,5 = 2,025 cm2, dosadíme do vzorce S = 2 * 20,25 cm2 = 40,5 cm2.
Plocha průřezu profilovaného produktu se vypočítá pomocí vzorce pro plochu obdélníku: S = a * b, kde a a b jsou délky stran obdélníku. Uvažujeme-li průřez profilu 40 x 50 mm, dostaneme S = 40 mm * 50 mm = 2000 mm2 nebo 20 cm2 nebo 0,002 m2.
Výpočet objemu vody v celém systému
Pro určení takového parametru je nutné dosadit do vzorce hodnotu vnitřního poloměru. Problém se však okamžitě objeví. A jak vypočítat celkový objem vody v celém potrubí topení, který zahrnuje:
- Radiátory;
- Expanzní nádoba;
- Topný kotel.
Nejprve se vypočítá objem radiátoru. Za tímto účelem je otevřen jeho technický pas a jsou vypsány objemové hodnoty jedné sekce. Tento parametr se vynásobí počtem sekcí v konkrétní baterii. Například jedna se rovná 1,5 litru.
Při instalaci bimetalový radiátor, tato hodnota je mnohem menší. Množství vody v bojleru najdete v pasu zařízení.
Pro stanovení objemu expanzní nádoby se tato naplní předem odměřeným množstvím kapaliny.
Je velmi snadné určit objem potrubí. Dostupné údaje pro jeden metr, určitý průměr, stačí vynásobit délkou celého potrubí.
Všimněte si, že v globální síti a referenčních knihách můžete vidět speciální tabulky. Zobrazují přibližné údaje o produktu. Chyba uvedených údajů je poměrně malá, proto lze hodnoty uvedené v tabulce bezpečně použít pro výpočet objemu vody.
Musím říci, že při výpočtu hodnot je třeba vzít v úvahu některé charakteristické rozdíly. Kovové trubky mít velký průměr, projít množství vody, výrazně méně než stejné polypropylenové trubky.
Důvod spočívá v hladkosti povrchu potrubí. U ocelových výrobků se vyrábí s velkou drsností. PPR trubky nemají žádné nerovnosti na vnitřních stěnách. V tomto případě však mají ocelové výrobky větší objem vody než v jiných trubkách stejného průřezu. Proto, abyste se ujistili, že výpočet objemu vody v potrubí je správný, musíte znovu zkontrolovat všechna data a výsledek podpořit online kalkulačkou.
Vnitřní objem běžného metru potrubí v litrech - tabulka
Tabulka ukazuje vnitřní objem běžného metru potrubí v litrech. To znamená, kolik vody, nemrznoucí směsi nebo jiné kapaliny (chladící kapaliny) je potřeba k naplnění potrubí. Vnitřní průměr trubek se odebírá od 4 do 1000 mm.
| Vnitřní průměr, mm | Vnitřní objem 1 m potrubí, litrů | Vnitřní objem 10 m potrubí, litrů |
|---|---|---|
| 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 |
Pokud máte konkrétní konstrukci nebo potrubí, pak výše uvedený vzorec ukazuje, jak vypočítat přesné údaje pro správný průtok vody nebo jiné chladicí kapaliny.
Online kalkulace
http://mozgan.ru/Geometry/VolumeCylinder
Závěr
Abyste našli přesný údaj o spotřebě chladicí kapaliny vašeho systému, budete muset trochu sedět. Prohledejte internet nebo použijte kalkulačku, kterou doporučujeme. Možná vám může ušetřit čas.
Pokud máte vodní systém, neměli byste se obtěžovat a provádět přesný výběr objemu. Stačí přibližně odhadnout. Přesná kalkulace je potřeba spíše proto, abyste nenakupovali příliš mnoho a minimalizovali náklady. Protože se mnozí zastavují u výběru drahé chladicí kapaliny.
Aby bylo možné správně namontovat vodovodní konstrukci, zahájit vývoj a plánování systému, je nutné vypočítat průtok vody potrubím.
Na získaných datech závisí hlavní parametry domácího vodovodu.
V tomto článku se čtenáři budou moci seznámit se základními technikami, které jim pomohou samostatně vypočítat jejich vodovodní systém.
Účel výpočtu průměru potrubí průtokem: Stanovení průměru a průřezu potrubí na základě údajů o průtoku a rychlosti podélného pohybu vody.
Provést takový výpočet je poměrně obtížné. Je třeba vzít v úvahu mnoho technických a ekonomických údajů. Tyto parametry spolu souvisí. Průměr potrubí závisí na typu kapaliny, která jím bude čerpána.
Pokud zvýšíte průtok, můžete snížit průměr potrubí. Spotřeba materiálu se automaticky sníží. Bude mnohem jednodušší namontovat takový systém, náklady na práci klesnou.
Zvýšení průtoku však způsobí tlakové ztráty, které vyžadují další čerpání energie. Pokud jej velmi snížíte, mohou se dostavit nežádoucí důsledky.
Při návrhu potrubí se ve většině případů okamžitě nastavuje množství průtoku vody. Dvě množství zůstávají neznámá:
- Průměr potrubí;
- Průtok.
Je velmi obtížné provést zcela technicko-ekonomickou kalkulaci. To vyžaduje odpovídající technické znalosti a spoustu času. Pro usnadnění takového úkolu při výpočtu požadovaný průměr potrubí, užívejte si referenční materiály. Uvádějí hodnoty nejlepšího průtoku získané empiricky.
Konečný návrhový vzorec pro optimální průměr potrubí je následující:
d = √ (4Q / Πw)
Q - průtok přečerpávané kapaliny, m3/s
d - průměr potrubí, m
w - rychlost proudění, m/s
Vhodná rychlost tekutiny v závislosti na typu potrubí
Za prvé, minimální náklady, bez kterého není možné čerpat kapalinu. Kromě toho je třeba zvážit náklady na potrubí.
Při výpočtu je třeba vždy pamatovat na rychlostní limity pohybujícího se média. V některých případech musí velikost hlavního potrubí splňovat požadavky stanovené technologickým postupem.
Případné tlakové rázy ovlivňují i rozměry potrubí.
Při předběžných výpočtech se změna tlaku nebere v úvahu. Návrhový základ procesní potrubí je přijata přípustná rychlost.
Při změnách směru pohybu v navrženém potrubí začne povrch potrubí vyvíjet velký tlak směřující kolmo k proudění.
Tento nárůst je spojen s několika ukazateli:
- Rychlost kapaliny;
- Hustota;
- Počáteční tlak (hlava).
Navíc je rychlost vždy nepřímo úměrná průměru trubky. To je důvod, proč jsou vyžadovány vysokorychlostní kapaliny správná volba konfigurace, kompetentní výběr rozměrů potrubí.
Pokud se například čerpá kyselina sírová, je rychlost omezena na hodnotu, která nezpůsobí erozi na stěnách ohybů potrubí. Díky tomu nebude nikdy narušena struktura potrubí.
Rychlost vody ve vzorci potrubí
Objemový průtok V (60 m³ / h nebo 60 / 3600 m³ / s) se vypočítá jako součin rychlosti proudění w a průřezu potrubí S (a průřez se zase považuje za S = 3,14 d² / 4): V = 3,14 w d² / 4. Z toho dostaneme w = 4V / (3,14 d²). Nezapomeňte převést průměr z milimetrů na metry, to znamená, že průměr bude 0,159 m.
Vzorec spotřeby vody
Obecně je metodika měření průtoku vody v řekách a potrubích založena na zjednodušené podobě rovnice kontinuity pro nestlačitelné tekutiny:
Průtok vody stolem potrubí
Průtok versus tlak
Neexistuje žádná taková závislost rychlosti proudění tekutiny na tlaku, ale existuje - na poklesu tlaku. Vzorec lze snadno odvodit. Existuje obecně uznávaná rovnice pro pokles tlaku při proudění tekutiny v potrubí Δp = (λL / d) ρw² / 2, λ je koeficient tření (hledá se v závislosti na rychlosti a průměru potrubí podle grafů nebo odpovídajících vzorce), L je délka trubky, d je její průměr, ρ je hustota kapaliny, w je rychlost. Na druhé straně existuje definice průtoku G = ρwπd² / 4. Z tohoto vzorce vyjádříme rychlost, dosadíme ji do první rovnice a zjistíme závislost průtoku G = π SQRT (Δp d ^ 5 / λ / L) / 4, SQRT je druhá odmocnina.
Součinitel tření se hledá výběrem. Nejprve nastavte určitou hodnotu rychlosti tekutiny z lucerny a určete Reynoldsovo číslo Re = ρwd / μ, kde μ je dynamická viskozita tekutiny (nepleťte si to s kinematickou viskozitou, to jsou různé věci). Podle Reynoldse hledáte hodnoty koeficientu tření λ = 64 / Re pro laminární režim a λ = 1 / (1,82 lgRe - 1,64) ² pro turbulentní (zde lg je dekadický logaritmus). A vezměte si hodnotu, která je vyšší. Poté, co zjistíte průtok a rychlost kapaliny, budete muset celý výpočet zopakovat znovu s novým koeficientem tření. A tento přepočet se opakuje, dokud se hodnota rychlosti určená pro stanovení koeficientu tření do určité míry neshoduje s hodnotou, kterou zjistíte z výpočtu.