Propusnost cjevovoda. Kako izračunati brzinu protoka vode kroz cijev prema tlaku i promjeru Koliko vode prođe cijev na sat
35001 0 27
Kapacitet cjevovoda: jednostavno o složenom
Kako se mijenja propusnost cijevi ovisno o promjeru? Koji čimbenici, osim presjeka, utječu na ovaj parametar? Konačno, kako izračunati, makar i približno, propusnost vodoopskrbnog sustava za poznati promjer? U ovom članku pokušat ću dati najjednostavnije i najpristupačnije odgovore na ova pitanja.
Naš zadatak je naučiti kako izračunati optimalni presjek vodovodnih cijevi.
Zašto je potrebno
Hidraulički proračun omogućuje vam da dobijete optimalno minimalno vrijednost promjera vodovoda.
S jedne strane, novac za izgradnju i popravak uvijek jako nedostaje, a cijena tekućeg metra cijevi raste nelinearno s povećanjem promjera. S druge strane, podcijenjen presjek vodoopskrbe dovest će do prekomjernog pada tlaka na krajnjim uređajima zbog njegovog hidrauličkog otpora.
Uz brzinu protoka na međuuređaju, pad tlaka na krajnjem uređaju dovest će do činjenice da će se temperatura vode s otvorenim slavinama za hladnu vodu i toplu vodu dramatično promijeniti. Kao rezultat, ili ćete biti poliveni ledena voda, ili oparite kipućom vodom.
Ograničenja
Namjerno ograničavam opseg razmatranih zadataka na vodovod male privatne kuće. Dva su razloga:
- Plinovi i tekućine različite viskoznosti se tijekom transporta cjevovodom ponašaju potpuno različito. Razmatranje ponašanja prirodnog i ukapljenog plina, nafte i drugih sredina povećalo bi volumen ovog materijala nekoliko puta i odvelo bi nas daleko od moje specijalnosti - vodovoda;
- U slučaju velike zgrade s brojnim vodovodnim uređajima za hidraulički izračun vodoopskrbe, bit će potrebno izračunati vjerojatnost istodobne upotrebe nekoliko točaka izvlačenja. V mala kuća izračun se vrši za vršnu potrošnju svih raspoloživih uređaja, što uvelike pojednostavljuje zadatak.
Čimbenici
Hidraulički proračun vodoopskrbnog sustava je traženje jedne od dvije vrijednosti:
- Proračun propusnosti cijevi na poznatom poprečnom presjeku;
- Proračun optimalnog promjera za poznati planirani protok.
U stvarnim uvjetima (prilikom projektiranja vodoopskrbnog sustava) mnogo je češće potrebno izvršiti drugi zadatak.
Svakodnevna logika nalaže da je maksimalni protok vode kroz cjevovod određen njegovim promjerom i ulaznim tlakom. Jao, stvarnost je puno kompliciranija. Činjenica je da cijev ima hidraulički otpor: Jednostavno rečeno, strujanje se usporava trenjem o zidove. Štoviše, materijal i stanje zidova predvidljivo utječu na stupanj inhibicije.
Ovdje cijeli popisčimbenici koji utječu na performanse vodovodne cijevi:
- Pritisak na početku vodoopskrbnog sustava (čitaj - tlak u cjevovodu);
- Nagib cijevi (promjena njegove visine iznad uvjetne razine tla na početku i na kraju);
- Materijal zidovima. Polipropilen i polietilen imaju mnogo manju hrapavost od čelika i lijevanog željeza;
- Dob cijevi. S vremenom, čelik postaje obrastao naslagama hrđe i vapna, koji ne samo da povećavaju hrapavost, već i smanjuju unutarnji zazor cjevovoda;
To se ne odnosi na staklene, plastične, bakrene, pocinčane i metalno-polimerne cijevi. I dalje su u novom stanju nakon 50 godina rada. Iznimka je zamućenje vodoopskrbnog sustava kada veliki broj suspenzije i odsutnost filtera na ulazu.
- Količina i kut okreće se;
- Promjene promjera opskrba vodom;
- Prisutnost ili odsutnost zavari, neravnine od lemljenja i spojnih spojnica;
- Zaporni ventili... Čak i punim dozom Kuglasti ventili pružaju određeni otpor kretanju protoka.
Svaki izračun propusnosti cjevovoda bit će vrlo približan. Hoćeš-ne htio, morat ćemo koristiti prosječne koeficijente, tipične za uvjete bliske našima.
Torricellijev zakon
Evangelista Torricelli, koji je živio početkom 17. stoljeća, poznat je kao učenik Galilea Galileija i autor samog koncepta atmosferskog tlaka. Također posjeduje formulu koja opisuje brzinu protoka vode koja se izlijeva iz posude kroz otvor poznatih dimenzija.
Da bi Torricelli formula djelovala, morate:
- Tako da znamo tlak vode (visina vodenog stupca iznad rupe);
Jedna atmosfera sa zemljinom gravitacijom sposobna je podići vodeni stupac za 10 metara. Stoga se tlak u atmosferi pretvara u visinu jednostavnim množenjem s 10.
- Da napravim rupu znatno manji od promjera posude, čime se eliminira gubitak tlaka zbog trenja o zidove.
U praksi, Torrricellijeva formula izračunava brzinu protoka vode kroz cijev s unutarnjim presjekom poznatih dimenzija za poznatu trenutnu visinu tijekom protoka. Jednostavno rečeno: da biste koristili formulu, morate instalirati manometar ispred slavine ili izračunati pad tlaka na dovodu vode pri poznatom tlaku u cjevovodu.
Sama formula izgleda ovako: v ^ 2 = 2gh. U tome:
- v je brzina protoka na izlazu iz rupe u metrima u sekundi;
- g - ubrzanje pada (za naš planet jednako je 9,78 m / s ^ 2);
- h - glava (visina vodenog stupca iznad rupe).
Kako će nam to pomoći u našem zadatku? I činjenica da protok tekućine kroz rupu(ista propusnost) je S * v gdje je S površina otvora, a v je brzina protoka iz gornje formule.
Kapetan Evidence sugerira: znajući površinu poprečnog presjeka, nije teško odrediti unutarnji radijus cijevi. Kao što znate, površina kruga se izračunava kao π * r ^ 2, gdje se π grubo uzima jednakim 3,14159265.
U ovom slučaju, Torricellijeva formula imat će oblik v ^ 2 = 2 * 9,78 * 20 = 391,2. Kvadratni korijen od 391,2 zaokružen je na 20. To znači da će voda izliti iz rupe brzinom od 20 m / s.
Izračunavamo promjer rupe kroz koju teče mlaz. Pretvarajući promjer u SI jedinice (metre), dobivamo 3,14159265 * 0,01 ^ 2 = 0,0003141593. A sada izračunavamo potrošnju vode: 20 * 0,0003141593 = 0,006283186, ili 6,2 litara u sekundi.
Povratak u stvarnost
Dragi čitatelju, usudio bih se sugerirati da nemate ugrađen manometar ispred mješalice. Očito, za točniji hidraulički proračun potrebni su neki dodatni podaci.
Obično se problem dizajna rješava suprotno: s poznatim protokom vode kroz vodovodne instalacije, duljinom vodoopskrbnog sustava i njegovim materijalom, odabire se promjer koji osigurava pad tlaka na prihvatljive vrijednosti. Ograničavajući faktor je brzina protoka.
Referentni podaci
Normalni protok za unutarnje vodovodne cjevovode je 0,7 - 1,5 m / s. Prekoračenje potonje vrijednosti dovodi do pojave hidrauličke buke (prvenstveno na zavojima i spojevima).
Stope potrošnje vode za vodovodne instalacije lako je pronaći u regulatornoj dokumentaciji. Konkretno, donosi ih dodatak SNiP 2.04.01-85. Kako bih čitatelja spasio od dugih pretraga, ovdje ću predstaviti ovu tablicu.
U tablici su prikazani podaci za mješalice s aeratorima. Njihov nedostatak izjednačava protok kroz mješalice umivaonika, umivaonika i tuš kabine s protokom kroz miješalicu kada je kupka postavljena.
Podsjetim vas da ako želite vlastitim rukama izračunati vodoopskrbu privatne kuće, zbrojite potrošnju vode za sve instaliranih uređaja ... Ako se ne pridržavate ove upute, čekaju vas iznenađenja, poput naglog pada temperature pod tušem kada otvorite slavinu. Vruća voda na .
Ako u zgradi postoji dovod vode protiv požara, planiranom protoku dodaje se 2,5 l/s za svaki hidrant. Za protupožarni vodoopskrbni sustav, brzina protoka je ograničena na vrijednost od 3 m / s: u slučaju požara hidraulična buka je zadnja stvar koja će iritirati stanovnike.
Prilikom izračuna tlaka, obično se pretpostavlja da na uređaju koji je krajnji od ulaza mora biti najmanje 5 metara, što odgovara tlaku od 0,5 kgf / cm2. Pojedine vodovodne instalacije (protočni bojleri, ventili za punjenje automat perilice rublja itd.) jednostavno ne rade ako je tlak u vodoopskrbi ispod 0,3 atmosfere. Osim toga, moraju se uzeti u obzir hidraulički gubici na samom uređaju.
Na slici - protočni bojler Atmor Basic. Uključuje grijanje samo pri tlaku od 0,3 kgf / cm2 i više.
Potrošnja, promjer, brzina
Dopustite mi da vas podsjetim da su oni povezani s dvije formule:
- Q = SV... Brzina protoka vode u kubičnim metrima u sekundi jednaka je površini poprečnog presjeka u četvornih metara pomnoženo s protokom u metrima u sekundi;
- S = π r ^ 2. Površina poprečnog presjeka izračunava se kao umnožak pi i kvadrata polumjera.
Gdje mogu dobiti vrijednosti radijusa unutarnjeg presjeka?
- Imati čelične cijevi s minimalnom pogreškom jednaka je pola daljinskog upravljača(uvjetni prolaz, koji označava valjanu cijev);
- Za polimer, metal-polimer itd. unutarnji promjer jednak je razlici između vanjskog, kojim su cijevi označene, i dvostruke debljine stijenke (također je obično prisutan u oznaci). Polumjer je odgovarajuće polovica unutarnjeg promjera.
- Unutarnji promjer je 50-3 * 2 = 44 mm, ili 0,044 metara;
- Radijus će biti 0,044 / 2 = 0,022 metara;
- Površina unutarnjeg presjeka bit će 3,1415 * 0,022 ^ 2 = 0,001520486 m2;
- Pri brzini protoka od 1,5 metara u sekundi, brzina protoka će biti 1,5 * 0,001520486 = 0,002280729 m3 / s, ili 2,3 litre u sekundi.
Gubitak glave
Kako izračunati koliko se tlak gubi na vodoopskrbnom sustavu s poznatim parametrima?
Najjednostavnija formula za izračun pada glave je H = iL (1 + K). Što znače varijable u njemu?
- H je željeni pad u metrima;
- ja - hidraulički nagib vodomjera;
- L je duljina vodoopskrbnog sustava u metrima;
- K - koeficijent, što omogućuje pojednostavljenje izračuna pada tlaka na zapornim ventilima i. Vezana je za namjenu vodovodne mreže.
Gdje mogu dobiti vrijednosti ovih varijabli? Pa, osim duljine cijevi, nitko još nije otkazao mjernu traku.
Koeficijent K se uzima jednak:
S hidrauličkom pristranošću, slika je mnogo kompliciranija. Otpor cijevi na protok ovisi o:
- Unutarnji odjeljak;
- Hrapavost zidova;
- Brzine protoka.
Popis vrijednosti 1000i (hidraulički nagib na 1000 metara vodoopskrbe) može se pronaći u Shevelev tablicama, koje se, zapravo, koriste za hidraulične proračune. Tablice su prevelike za ovaj članak jer daju vrijednosti od 1000i za sve moguće promjere, brzine protoka i materijale, prilagođene za životni vijek.
Ovdje je mali ulomak Shevelevovog stola za plastičnu cijev od 25 mm.
Autor tablica daje vrijednosti pada tlaka ne za unutarnji dio, već za standardne veličine, kojim su cijevi označene, ispravljene za debljinu stijenke. No, tablice su objavljene 1973. godine, kada odgovarajući tržišni segment još nije formiran.
Prilikom izračuna, imajte na umu da je za metal-plastiku bolje uzeti vrijednosti koje odgovaraju cijevi za korak manje.
Koristimo ovu tablicu da izračunamo pad glave polipropilenska cijev promjera 25 mm i duljine 45 metara. Složimo se da projektiramo vodoopskrbni sustav za potrebe kućanstva.
- Uz brzinu protoka što je bliže 1,5 m / s (1,38 m / s), vrijednost 1000i bit će 142,8 metara;
- Hidraulički nagib jednog metra cijevi bit će jednak 142,8 / 1000 = 0,1428 metara;
- Korekcioni faktor za opskrbu kućanskim vodama je 0,3;
- Formula u cjelini imat će oblik H = 0,1428 * 45 (1 + 0,3) = 8,3538 metara. To znači da će na kraju vodoopskrbnog sustava s protokom vode od 0,45 l / s (vrijednost iz lijevog stupca tablice) tlak pasti za 0,84 kgf / cm2 i na 3 atmosfere na ulazu će biti sasvim prihvatljivo 2,16 kgf / cm2.
Ova vrijednost se može koristiti za određivanje protok prema Torricellijevoj formuli... Metoda izračuna s primjerom navedena je u odgovarajućem odjeljku članka.
Osim toga, kako biste izračunali maksimalnu brzinu protoka kroz vodoopskrbni sustav s poznatim karakteristikama, možete odabrati u stupcu "brzina protoka" kompletne Shevelevove tablice takvu vrijednost pri kojoj tlak na kraju cijevi ne bude padne ispod 0,5 atmosfere.
Zaključak
Dragi čitatelju, ako su vam dane upute, unatoč iznimnoj jednostavnosti, i dalje izgledale zamorne, samo upotrijebite jednu od mnogih online kalkulatori... Kao i uvijek, više informacija možete pronaći u videu u ovom članku. Bio bih zahvalan na vašim dopunama, ispravcima i komentarima. Sretno, drugovi!
31. srpnja 2016Ako želite izraziti zahvalnost, dodati pojašnjenje ili prigovor, pitajte nešto od autora - dodajte komentar ili recite hvala!
Prilikom polaganja vodovoda najteže je izračunati propusnost dijelova cijevi. Ispravni izračuni osigurat će da protok vode ne bude prevelik i da se njezin tlak ne smanji.
Važnost točnih izračuna
Izračun potrošnje vode omogućuje vam da odaberete pravi materijal i promjer cijevi
Prilikom projektiranja vikendice s dvije ili više kupaonica ili malog hotela, potrebno je uzeti u obzir koliko vode mogu opskrbiti cijevi odabranog dijela. Uostalom, ako tlak u cjevovodu padne s velikom potrošnjom, to će dovesti do činjenice da se neće moći normalno tuširati ili kupati. Ako u požaru nastane problem, možete čak izgubiti svoj dom. Stoga se izračun prohodnosti autocesta provodi i prije početka izgradnje.
Za vlasnike malih poduzeća također je važno znati stope protoka. Doista, u nedostatku mjernih uređaja, komunalna poduzeća u pravilu ispostavljaju fakturu za potrošnju vode organizacijama prema volumenu koji prolazi cijev. Poznavanje podataka o vašoj vodoopskrbi omogućit će vam da kontrolirate potrošnju vode i ne plaćate dodatno.
Što određuje propusnost cijevi
Potrošnja vode ovisit će o konfiguraciji vodoopskrbnog sustava, kao i o vrsti cijevi iz kojih je mreža montirana
Propusnost dijelova cijevi je metrička vrijednost koja karakterizira volumen tekućine koja prolazi kroz cjevovod u određenom vremenskom intervalu. Ova brojka ovisi o materijalu koji se koristi u proizvodnji cijevi.
Plastični cjevovodi održavaju gotovo istu propusnost tijekom cijelog radnog razdoblja. Plastika, u usporedbi s metalom, ne hrđa, zahvaljujući tome, vodovi se ne začepljuju dugo vremena.
Za metalne modele, propusnost se smanjuje iz godine u godinu. Zbog činjenice da cijevi hrđaju, unutarnja površina postupno se ljušti i postaje hrapava. Zbog toga se na zidovima stvara mnogo više plaka. Konkretno, cijevi za toplu vodu se brzo začepe.
Osim materijala izrade, propusnost ovisi i o drugim karakteristikama:
- Duljina dovoda vode. Što je duljina veća, to je niža brzina protoka zbog učinka sile trenja, a prema tome se smanjuje i tlak.
- Promjer cijevi. Zidovi uskih linija stvaraju veći otpor. Što je manji poprečni presjek, to će biti lošiji omjer brzine protoka i vrijednosti unutarnje površine u presjeku fiksne duljine. U širim cjevovodima voda se kreće brže.
- Prisutnost zavoja, okova, adaptera, slavina. Bilo koja armatura usporava kretanje tokova vode.
Prilikom određivanja pokazatelja propusnosti potrebno je uzeti u obzir sve ove čimbenike u kombinaciji. Kako ne biste bili zbunjeni brojevima, vrijedi koristiti provjerene formule i tablice.
Metode proračuna
Na koeficijent trenja utječe prisutnost elemenata za zaključavanje i njihov broj
Za određivanje propusnosti vodoopskrbnog sustava možete koristiti tri metode izračuna:
Posljednja metoda, iako je najtočnija, nije prikladna za izračun običnih komunikacija u kućanstvu. Prilično je složen, a za njegovu primjenu morat ćete poznavati razne pokazatelje. Da biste izračunali jednostavnu mrežu za privatnu kuću, trebali biste posegnuti za korištenjem online kalkulatora. Iako nije toliko precizan, besplatan je i ne treba ga instalirati na računalo. Točnije podatke možete dobiti usporedbom podataka koje je program izračunao s tablicom.
Kako izračunati širinu pojasa
Tablična metoda je najjednostavnija. Razvijeno je nekoliko tablica brojanja: možete odabrati onu koja je prikladna ovisno o poznatim parametrima.
Proračun na temelju presjeka cijevi
U SNiP 2.04.01-85 predlaže se saznati količinu potrošnje vode po opsegu cijevi.
U skladu sa standardima SNiP-a, dnevna potrošnja vode za jednu osobu nije veća od 60 litara. Ovi podaci su za kuću bez tekuće vode. Ako je instalirana vodovodna mreža, volumen se povećava na 200 litara.
Izračun se temelji na temperaturi rashladne tekućine
Kako temperatura raste, propusnost cijevi se smanjuje - voda se širi i time stvara dodatno trenje.
Možete izračunati potrebne podatke pomoću posebne tablice:
| Presjek cijevi (mm) | Širina pojasa | |||
| Po toplini (hl/h) | Po nosaču topline (t/h) | |||
| Voda | Steam | Voda | Steam | |
| 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 |
Sažeti vodovodni sustav ove informacije nisu iznimno važne, ali za krugove grijanja smatraju se glavnim pokazateljem.
Pretraživanje podataka ovisno o pritisku
Tlak protoka vode zajedničkog voda uzima se u obzir pri odabiru cijevi
Prilikom odabira cijevi za ugradnju bilo koje komunikacijske mreže potrebno je uzeti u obzir tlak protoka u zajedničkom vodu. Ako je ispod glave visokotlačni, potrebno je ugraditi cijevi većeg presjeka nego kod kretanja gravitacijom. Ako se pri odabiru dijelova cijevi ovi parametri ne uzmu u obzir, a veliki protok vode prolazi kroz male mreže, oni će stvarati buku, vibrirati i brzo postati neupotrebljivi.
Za pronalaženje najvećeg izračunatog protoka vode koristi se tablica za propusnost cijevi ovisno o promjeru i različitim pokazateljima tlaka vode:
| Potrošnja | Širina pojasa | |||||||||
| Odsjek cijevi | 15 mm | 20 mm | 25 mm | 32 mm | 40 mm | 50 mm | 65 mm | 80 mm | 100 mm | |
| Pa/m | Mbar / m | Manje od 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 |
Prosječni tlak u većini uspona varira od 1,5 do 2,5 atmosfere. Ovisnost o etažnosti regulirana je podjelom vodovodne mreže na nekoliko krakova. Ubrizgavanje vode pomoću pumpi također utječe na promjenu brzine protoka.
Također, pri izračunu protoka vode kroz cijev prema tablici promjera cijevi i vrijednosti tlaka ne uzima se u obzir samo broj slavina, već i broj bojlera, kada i ostalih potrošača.
Hidraulički proračun prema Shevelevu
Za najtočniju identifikaciju pokazatelja cijele vodoopskrbne mreže koriste se posebni referentni materijali. Oni definiraju radne karakteristike za cijevi izrađene od različitih materijala.
Ponekad je vrlo važno točno izračunati volumen vode koja prolazi kroz cijev. Na primjer, kada trebate dizajnirati novi sustav grijanja. Stoga se postavlja pitanje: kako izračunati volumen cijevi? Ovaj pokazatelj pomaže odabrati pravu opremu, na primjer, veličinu ekspanzijskog spremnika. Osim toga, ovaj pokazatelj je vrlo važan kada se koristi antifriz. Obično se prodaje u nekoliko oblika:
- Razrijeđen;
- Nerazrijeđen.
Prvi tip može izdržati temperature - 65 stupnjeva. Drugi će se smrznuti već na -30 stupnjeva. Da biste kupili pravu količinu antifriza, morate znati volumen rashladne tekućine. Drugim riječima, ako je volumen tekućine 70 litara, tada se može kupiti 35 litara nerazrijeđene tekućine. Dovoljno ih je razrijediti, promatrajući udio od 50-50, i dobit ćete istih 70 litara.
Da biste dobili točne podatke, morate pripremiti:
- Kalkulator;
- čeljusti;
- Ravnalo.
Prvo se mjeri radijus, označen slovom R. Može biti:
- Unutarnji;
- Vani.
Vanjski radijus je potreban za određivanje veličine prostora koji će zauzeti.
Za izračun morate znati podatke o promjeru cijevi. Označen je slovom D i izračunava se formulom R x 2. Također se određuje opseg. Označava se slovom L.
Da biste izračunali volumen cijevi, izmjeren u kubičnim metrima (m3), prvo morate izračunati njegovu površinu.
Da biste dobili točnu vrijednost, prvo morate izračunati površinu poprečnog presjeka.
Da biste to učinili, primijenite formulu:
- S = R x Pi.
- Potrebna površina - S;
- Radijus cijevi - R;
- Pi broj - 3,14159265.
Dobivena vrijednost mora se pomnožiti s duljinom cjevovoda.
Kako pronaći volumen cijevi pomoću formule? Morate znati samo 2 vrijednosti. Sama formula za izračun je sljedeća:
- V = S x L
- Volumen cijevi - V;
- Površina presjeka - S;
- Duljina - L
Na primjer, imamo metalnu cijev promjera 0,5 metara i duljine od dva metra. Za izračun, veličina vanjske poprečne grede od nehrđajućeg metala umetnuta je u formulu za izračunavanje površine kruga. Površina cijevi bit će jednaka;
S = (D / 2) = 3,14 x (0,5 / 2) = 0,0625 kvadratnih metara. metara.
Konačna formula za izračun imat će sljedeći oblik:
V = HS = 2 x 0,0625 = 0,125 cc metara.
Ova formula izračunava volumen apsolutno bilo koje cijevi. Štoviše, apsolutno nije važno od kojeg je materijala. Ako cjevovod ima mnogo komponenti, pomoću ove formule možete zasebno izračunati volumen svake sekcije.
Prilikom izvođenja proračuna vrlo je važno da se dimenzije iskazuju u istim mjernim jedinicama. Najlakši način za izračunavanje je ako se sve vrijednosti pretvore u kvadratne centimetre.
Ako koristite različite mjerne jedinice, možete dobiti vrlo upitni rezultati... Bit će jako daleko od svojih stvarnih vrijednosti. Prilikom obavljanja stalnih dnevnih izračuna, možete koristiti memoriju kalkulatora postavljanjem konstantne vrijednosti. Na primjer, pi puta dva. To će pomoći da se puno brže izračuna volumen cijevi različitih promjera.
Danas za izračun možete koristiti gotove računalne programe u kojima su unaprijed navedeni standardni parametri. Da biste izvršili izračun, trebate unijeti samo dodatne vrijednosti varijabli.
Preuzmite program https://yadi.sk/d/_1ZA9Mmf3AJKXy
Kako izračunati površinu poprečnog presjeka
Ako je cijev okrugla, površina poprečnog presjeka mora se izračunati pomoću formule za površinu kruga: S = π * R2. Gdje je R polumjer (unutarnji), π - 3,14. Ukupno, trebate kvadrirati polumjer i pomnožiti ga s 3,14.
Na primjer, površina poprečnog presjeka cijevi promjera 90 mm. Pronađite polumjer - 90 mm / 2 = 45 mm. U centimetrima, to je 4,5 cm. Kvadriramo ga: 4,5 * 4,5 = 2,025 cm2, zamjenjujemo u formuli S = 2 * 20,25 cm2 = 40,5 cm2.
Površina poprečnog presjeka profiliranog proizvoda izračunava se pomoću formule za površinu pravokutnika: S = a * b, gdje su a i b duljine stranica pravokutnika. Ako uzmemo u obzir presjek profila 40 x 50 mm, dobivamo S = 40 mm * 50 mm = 2000 mm2 ili 20 cm2 ili 0,002 m2.
Proračun volumena vode u cijelom sustavu
Za određivanje takvog parametra potrebno je u formulu zamijeniti vrijednost unutarnjeg radijusa. Međutim, problem se odmah pojavljuje. I kako izračunati ukupni volumen vode u cijeloj cijevi sistem grijanja, koje uključuje:
- Radijatori;
- Ekspanzijska posuda;
- Kotao za grijanje.
Prvo se izračunava volumen radijatora. Da biste to učinili, otvara se njegova tehnička putovnica i ispisuju se vrijednosti volumena jednog odjeljka. Ovaj parametar se množi s brojem odjeljaka u određenoj bateriji. Na primjer, jedan je jednak 1,5 litara.
Kada se instalira bimetalni radijator, ova vrijednost je mnogo manja. Količina vode u kotlu može se pronaći u putovnici uređaja.
Da bi se odredio volumen ekspanzijskog spremnika, puni se unaprijed određenom količinom tekućine.
Vrlo je lako odrediti volumen cijevi. Dostupne podatke za jedan metar, određeni promjer, samo treba pomnožiti s duljinom cijelog cjevovoda.
Imajte na umu da u globalnoj mreži i referentnim knjigama možete vidjeti posebne tablice. Oni prikazuju približne podatke o proizvodu. Pogreška danih podataka je prilično mala, stoga se vrijednosti dane u tablici mogu sigurno koristiti za izračunavanje volumena vode.
Moram reći da prilikom izračunavanja vrijednosti morate uzeti u obzir neke karakteristične razlike. Metalne cijevi imajući veliki promjer, proći količinu vode, znatno manje od istih polipropilenskih cijevi.
Razlog leži u glatkoći površine cijevi. U čeličnim proizvodima izrađuje se s velikom hrapavošću. PPR cijevi nemaju hrapavosti na unutarnjim zidovima. Međutim, u ovom slučaju čelični proizvodi imaju veći volumen vode nego u drugim cijevima istog presjeka. Stoga, kako biste bili sigurni da je izračun volumena vode u cijevima ispravan, morate još jednom provjeriti sve podatke i podržati rezultat online kalkulatorom.
Unutarnji volumen tekućeg metra cijevi u litrama - tablica
Tablica prikazuje unutarnji volumen tekućeg metra cijevi u litrama. To jest, koliko je vode, antifriza ili druge tekućine (rashladne tekućine) potrebno za punjenje cjevovoda. Unutarnji promjer cijevi uzima se od 4 do 1000 mm.
| Unutarnji promjer, mm | Unutarnji volumen 1 m vodene cijevi, litara | Unutarnji volumen 10 m tekućih cijevi, litara |
|---|---|---|
| 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 |
Ako imate specifičan dizajn ili cijev, gornja formula pokazuje kako izračunati točne podatke za ispravan protok vode ili druge rashladne tekućine.
Online poravnanje
http://mozgan.ru/Geometry/VolumeCylinder
Zaključak
Da biste pronašli točnu brojku za potrošnju rashladne tekućine vašeg sustava, morat ćete malo sjediti. Pretražite internet ili upotrijebite kalkulator koji preporučujemo. Možda vam može uštedjeti vrijeme.
Ako imate sustav vodenog tipa, onda se ne biste trebali truditi i izvršiti točan odabir volumena. Dovoljno je približno procijeniti. Više je potreban točan izračun kako se ne bi kupilo previše i kako bi se troškovi sveli na minimum. Budući da se mnogi zaustavljaju na izboru skupe rashladne tekućine.
Da biste pravilno montirali vodoopskrbnu strukturu, započevši razvoj i planiranje sustava, potrebno je izračunati protok vode kroz cijev.
Glavni parametri opskrbe kućnom vodom ovise o dobivenim podacima.
U ovom članku čitatelji će se moći upoznati s osnovnim tehnikama koje će im pomoći da samostalno izračunaju svoj vodovodni sustav.
Svrha izračuna promjera cjevovoda po protoku: Određivanje promjera i poprečnog presjeka cjevovoda na temelju podataka o protoku i brzini uzdužnog kretanja vode.
Prilično je teško izvesti takav izračun. Postoji mnogo tehničkih i ekonomskih točaka podataka koje treba razmotriti. Ovi parametri su međusobno povezani. Promjer cjevovoda ovisi o vrsti tekućine koja će se kroz njega pumpati.
Ako povećate brzinu protoka, možete smanjiti promjer cijevi. Potrošnja materijala će se automatski smanjiti. Bit će puno lakše montirati takav sustav, a troškovi rada će pasti.
Međutim, povećanje protoka će uzrokovati gubitke glave koji zahtijevaju dodatnu energiju za pumpanje. Ako ga jako smanjite, mogu se pojaviti neželjene posljedice.
Prilikom projektiranja cjevovoda, u većini slučajeva, količina protoka vode se odmah postavlja. Dvije količine ostaju nepoznate:
- Promjer cijevi;
- Protok.
Vrlo je teško napraviti potpuno tehnički i ekonomski izračun. Za to je potrebno odgovarajuće inženjersko znanje i puno vremena. Kako bi se olakšao takav zadatak pri izračunu potrebni promjer cijevi, uživajte u referentnim materijalima. Oni daju vrijednosti najboljeg protoka dobivene empirijski.
Konačna formula dizajna za optimalni promjer cjevovoda je sljedeća:
d = √ (4Q / Πw)
Q - brzina protoka prepumpane tekućine, m3 / s
d - promjer cjevovoda, m
w - brzina protoka, m / s
Prikladna brzina tekućine, ovisno o vrsti cjevovoda
Prije svega, minimalni troškovi, bez kojih je nemoguće pumpati tekućinu. Osim toga, potrebno je uzeti u obzir cijenu cjevovoda.
Prilikom izračunavanja uvijek treba imati na umu ograničenja brzine pokretnog medija. U nekim slučajevima, veličina magistralnog cjevovoda mora udovoljavati zahtjevima utvrđenim u tehnološkom procesu.
Mogući skokovi tlaka također utječu na dimenzije cjevovoda.
Kada se izrađuju preliminarni izračuni, promjena tlaka se ne uzima u obzir. Osnova dizajna procesni cjevovod uzima se dopuštena brzina.
Kada dođe do promjena u smjeru kretanja u projektiranom cjevovodu, površina cijevi počinje doživljavati veliki pritisak usmjeren okomito na tok.
Ovo povećanje povezano je s nekoliko pokazatelja:
- Brzina tekućine;
- Gustoća;
- Početni pritisak (glava).
Štoviše, brzina je uvijek obrnuto proporcionalna promjeru cijevi. Zbog toga su potrebne tekućine velike brzine pravi izbor konfiguracije, kompetentan odabir dimenzija cjevovoda.
Na primjer, ako se pumpa sumporna kiselina, brzina je ograničena na vrijednost koja neće uzrokovati eroziju na stijenkama zavoja cijevi. Kao rezultat toga, struktura cijevi nikada neće biti poremećena.
Formula brzine vode u cjevovodu
Volumetrijski protok V (60 m³ / h ili 60 / 3600 m³ / s) izračunava se kao umnožak brzine protoka w i poprečnog presjeka cijevi S (a poprečni presjek se zauzvrat smatra S = 3,14 d² / 4): V = 3,14 w d² / 4. Iz ovoga dobivamo w = 4V / (3,14 d²). Ne zaboravite pretvoriti promjer iz milimetara u metre, odnosno promjer će biti 0,159 m.
Formula potrošnje vode
Općenito, metodologija za mjerenje protoka vode u rijekama i cjevovodima temelji se na pojednostavljenom obliku jednadžbe kontinuiteta za nestlačive tekućine:
Protok vode kroz cijevni stol
Protok u odnosu na pritisak
Ne postoji takva ovisnost brzine protoka tekućine o tlaku, ali postoji - o padu tlaka. Formulu je lako zaključiti. Postoji općeprihvaćena jednadžba za pad tlaka tijekom strujanja tekućine u cijevi Δp = (λL / d) ρw² / 2, λ je koeficijent trenja (traži se ovisno o brzini i promjeru cijevi prema grafikonima ili odgovarajućim formule), L je duljina cijevi, d je njezin promjer, ρ je gustoća tekućine, w je brzina. S druge strane, postoji definicija protoka G = ρwπd² / 4. Izražavamo brzinu iz ove formule, zamjenjujemo je u prvu jednadžbu i nalazimo ovisnost o brzini protoka G = π SQRT (Δp d ^ 5 / λ / L) / 4, SQRT je kvadratni korijen.
Koeficijent trenja traži se odabirom. Najprije postavite određenu vrijednost brzine tekućine iz lanterne i odredite Reynoldsov broj Re = ρwd / μ, gdje je μ dinamička viskoznost tekućine (nemojte to brkati s kinematičkom viskoznošću, to su različite stvari). Prema Reynoldsu, tražite vrijednosti koeficijenta trenja λ = 64 / Re za laminarni režim i λ = 1 / (1,82 lgRe - 1,64)² za turbulentni (ovdje je lg decimalni logaritam). I uzmite vrijednost koja je veća. Nakon pronalaženja brzine protoka i brzine tekućine, bit će potrebno ponovno ponoviti cijeli izračun s novim koeficijentom trenja. I ovo ponovno izračunavanje se ponavlja sve dok se vrijednost brzine koja je određena za određivanje koeficijenta trenja donekle ne poklopi s vrijednošću koju ćete pronaći iz izračuna.