35001 0 27

Debitul conductei: simplu despre lucruri complexe

Cum se modifică capacitatea unei țevi în funcție de diametru? Ce factori, alții decât secțiunea transversală, influențează acest parametru? În sfârșit, cum se calculează, chiar și aproximativ, permeabilitatea unei conducte de apă cu un diametru cunoscut? În acest articol voi încerca să dau cele mai simple și mai accesibile răspunsuri la aceste întrebări.

Sarcina noastră este să învățăm cum să calculăm secțiunea transversală optimă a conductelor de apă.

De ce este necesar acest lucru?

Calculul hidraulic vă permite să obțineți optim minim valoarea diametrului conductei de apă.

Pe de o parte, există întotdeauna o lipsă catastrofală de bani în timpul construcției și reparațiilor, iar prețul pe metru liniar de țevi crește neliniar odată cu creșterea diametrului. Pe de altă parte, o secțiune de alimentare cu apă subdimensionată va duce la o scădere excesivă a presiunii la dispozitivele terminale datorită rezistenței sale hidraulice.

Când debitul este la dispozitivul intermediar, scăderea de presiune la dispozitivul final va duce la faptul că temperatura apei cu robinetele de apă rece și apă caldă deschise se va schimba brusc. Ca rezultat, fie vei fi stropit apă cu gheață, sau opărți cu apă clocotită.

Restricții

Voi limita în mod deliberat domeniul de aplicare al problemelor luate în considerare la alimentarea cu apă a unei case private mici. Există două motive:

1. Gazele și lichidele de diferite vâscozități se comportă complet diferit atunci când sunt transportate printr-o conductă. Luarea în considerare a comportamentului gazelor naturale și lichefiate, petrolului și altor medii ar crește de mai multe ori volumul acestui material și ne-ar duce departe de specializarea mea - instalații sanitare;
2. În cazul unei clădiri mari, cu numeroase corpuri sanitare, pentru calculul hidraulic al alimentării cu apă va fi necesar să se calculeze probabilitatea utilizării simultane a mai multor puncte de apă. ÎN casă mică calculul este efectuat pentru consumul de vârf de către toate dispozitivele disponibile, ceea ce simplifică foarte mult sarcina.

Factori

Calculul hidraulic al unui sistem de alimentare cu apă este o căutare a uneia dintre cele două cantități:

• Calculul capacității conductei pentru o secțiune transversală cunoscută;
• Calculul diametrului optim cu un debit planificat cunoscut.

În condiții reale (la proiectarea unui sistem de alimentare cu apă), este mult mai comun să se realizeze a doua sarcină.

Logica de zi cu zi dictează că debitul maxim de apă printr-o conductă este determinat de diametrul și presiunea de intrare. Din păcate, realitatea este mult mai complicată. Ideea este că conducta are rezistenta hidraulica: Pur și simplu, fluxul este încetinit de frecarea împotriva pereților. Mai mult, materialul și starea pereților influențează în mod previzibil gradul de frânare.

Aici lista completa Factori care afectează performanța unei conducte de apă:

• Presiune la începutul alimentării cu apă (a se citi - presiunea în linie);
• Pantă conducte (schimbarea înălțimii sale deasupra nivelului solului condiționat la început și la sfârșit);

• Material ziduri Polipropilena și polietilena au o rugozitate mult mai mică decât oțelul și fonta;
• Vârstă conducte. De-a lungul timpului, oțelul devine acoperit cu depuneri de rugină și calcar, care nu numai că măresc rugozitatea, ci și reduc jocul intern al conductei;

Acest lucru nu se aplică țevilor din sticlă, plastic, cupru, galvanizate și metal-polimer. Chiar și după 50 de ani de funcționare sunt în stare nouă. Excepție este colmatarea alimentării cu apă când cantitati mari suspensii si absenta filtrelor la intrare.

• Cantitatea și unghiul se întoarce;
• Se modifică diametrul aprovizionare cu apă;
• Prezența sau absența suduri, bavuri de lipit și fitinguri de legătură;

• Supape de închidere. Chiar și plin supape cu bilă asigura o anumita rezistenta la curgere.

Orice calcul al capacității conductei va fi foarte aproximativ. Vrând-nevrând, va trebui să folosim coeficienți medii tipici pentru condițiile apropiate ale noastre.

Legea lui Torricelli

Evangelista Torricelli, care a trăit la începutul secolului al XVII-lea, este cunoscut ca un student al lui Galileo Galilei și autorul însuși conceptului de presiune atmosferică. El deține, de asemenea, o formulă care descrie debitul de apă care se revarsă dintr-un vas printr-o gaură de dimensiuni cunoscute.

Pentru ca formula Torricelli să funcționeze, trebuie să:

1. Astfel încât să cunoaștem presiunea apei (înălțimea coloanei de apă deasupra găurii);

O atmosferă sub gravitația Pământului este capabilă să ridice o coloană de apă cu 10 metri. Prin urmare, presiunea din atmosfere este convertită în presiune prin simpla înmulțire cu 10.

1. Ca să fie o gaură semnificativ mai mic de diametru navă, eliminând astfel pierderea de presiune datorată frecării împotriva pereților.

În practică, formula lui Torricelli permite să se calculeze debitul de apă printr-o conductă cu o secțiune transversală internă de dimensiuni cunoscute la o presiune instantanee cunoscută în momentul curgerii. Mai simplu spus: pentru a utiliza formula, trebuie să instalați un manometru în fața robinetului sau să calculați căderea de presiune în sistemul de alimentare cu apă la o presiune cunoscută în linie.

Formula în sine arată astfel: v^2=2gh. In el:

• v este viteza curgerii la ieșirea găurii în metri pe secundă;
• g este accelerația căderii (pentru planeta noastră este egală cu 9,78 m/s^2);
• h este presiunea (înălțimea coloanei de apă deasupra găurii).

Cum ne va ajuta acest lucru în sarcina noastră? Și faptul că curgerea fluidului prin orificiu(aceeași lățime de bandă) este egală cu S*v, unde S este aria secțiunii transversale a găurii și v este viteza curgerii din formula de mai sus.

Căpitanul Obviousness sugerează: cunoscând zona secțiunii transversale, nu este dificil să se determine raza internă a conductei. După cum știți, aria unui cerc este calculată ca π*r^2, unde π este considerat rotunjit egal cu 3,14159265.

În acest caz, formula lui Torricelli va arăta ca v^2=2*9,78*20=391,2. Rădăcina pătrată a lui 391,2 este rotunjită la 20. Aceasta înseamnă că apa va ieși din gaură cu o viteză de 20 m/s.

Calculăm diametrul găurii prin care curge fluxul. Transformând diametrul în unități SI (metri), obținem 3,14159265*0,01^2=0,0003141593. Acum să calculăm consumul de apă: 20*0,0003141593=0,006283186 sau 6,2 litri pe secundă.

Înapoi la realitate

Dragă cititor, m-aș aventura să ghicesc că nu aveți un manometru instalat în fața mixerului. Evident, pentru un calcul hidraulic mai precis, sunt necesare câteva date suplimentare.

De obicei, problema de calcul este rezolvată invers: având în vedere debitul de apă cunoscut prin corpurile sanitare, lungimea conductei de apă și materialul acesteia, se alege un diametru care asigură căderea de presiune la valori acceptabile. Factorul limitator este debitul.

Date de referință

Debitul normal pentru sistemele interne de alimentare cu apă este considerat a fi de 0,7 - 1,5 m/s. Depășirea ultimei valori duce la apariția zgomotului hidraulic (în primul rând la coturi și armături).

Standardele de consum de apă pentru corpurile sanitare sunt ușor de găsit documentație de reglementare. În special, acestea sunt date în anexa la SNiP 2.04.01-85. Pentru a salva cititorul de căutări lungi, voi furniza acest tabel aici.

Tabelul prezintă datele pentru mixere cu aeratoare. Absența lor egalizează debitul prin chiuvetă, lavoar și robinete de duș cu debitul prin baterie la umplerea căzii.

Permiteți-mi să vă reamintesc că, dacă doriți să calculați alimentarea cu apă a unei case private cu propriile mâini, adăugați consumul de apă pentru toată lumea dispozitivele instalate . Dacă aceste instrucțiuni nu sunt respectate, veți avea surprize precum o scădere bruscă a temperaturii la duș când deschideți robinetul apa calda pe .

Dacă clădirea are alimentare cu apă de incendiu, la debitul planificat se adaugă 2,5 l/s pentru fiecare hidrant. Pentru alimentarea cu apă de incendiu, viteza de curgere este limitată la 3 m/s: În cazul unui incendiu, zgomotul hidraulic este ultimul lucru care va irita locuitorii.

La calcularea presiunii, de obicei se presupune că la dispozitivul cel mai îndepărtat de intrare ar trebui să fie de cel puțin 5 metri, ceea ce corespunde unei presiuni de 0,5 kgf/cm2. Unele corpuri sanitare (încălzitoare instantanee de apă, supape de umplere automate) masini de spalat rufe etc.) pur și simplu nu funcționează dacă presiunea din alimentarea cu apă este sub 0,3 atmosfere. În plus, este necesar să se țină cont de pierderile hidraulice ale dispozitivului în sine.

In poza - încălzitor instantaneu de apă Atmor Basic. Pornește încălzirea doar la o presiune de 0,3 kgf/cm2 și mai mult.

Debit, diametru, viteză

Permiteți-mi să vă reamintesc că acestea sunt legate între ele prin două formule:

1. Q = SV. Consumul de apă în metri cubi pe secundă egal cu suprafata secțiuni în metri patrati, înmulțit cu viteza de curgere în metri pe secundă;
2. S = π r^2. Aria secțiunii transversale este calculată ca produsul dintre pi și pătratul razei.

De unde pot obține valorile razei pentru secțiunea internă?

• U tevi de otel cu o eroare minimă este egală cu jumătate din telecomandă(alezaj condiționat utilizat pentru marcarea țevilor);
• Pentru polimer, metal-polimer etc. diametrul interior este egal cu diferența dintre cel exterior, care este folosit pentru marcarea țevilor, și de două ori grosimea peretelui (este de obicei prezent și în marcaj). În consecință, raza este jumătate din diametrul intern.

1. Diametrul interior este de 50-3*2=44 mm, sau 0,044 metri;
2. Raza va fi 0,044/2=0,022 metri;
3. Aria secțiunii transversale interioare va fi egală cu 3,1415*0,022^2=0,001520486 m2;
4. La un debit de 1,5 metri pe secundă, debitul va fi 1,5*0,001520486=0,002280729 m3/s, sau 2,3 ​​litri pe secundă.

Pierderea presiunii

Cum se calculează cât de multă presiune se pierde într-un sistem de alimentare cu apă cu parametri cunoscuți?

Cea mai simplă formulă pentru calcularea căderii de presiune este H = iL(1+K). Ce înseamnă variabilele din el?

• H este căderea de presiune dorită în metri;
• eu - panta hidraulică a unui contor de conductă de apă;
• L este lungimea conductei de apă în metri;
• K— coeficient, ceea ce face posibilă simplificarea calculului căderii de presiune pe supapele de închidere și. Este legat de scopul rețelei de alimentare cu apă.

De unde pot obține valorile acestor variabile? Ei bine, cu excepția lungimii țevii, nimeni nu a anulat încă ruleta.

Coeficientul K se consideră egal cu:

Cu o pantă hidraulică imaginea este mult mai complicată. Rezistența oferită de o conductă la curgere depinde de:

• Sectiunea interna;
• Rugozitatea peretelui;
• Debitele.

O listă de valori pentru 1000i (panta hidraulică la 1000 de metri de alimentare cu apă) poate fi găsită în tabelele lui Shevelev, care, de fapt, servesc pentru calcule hidraulice. Tabelele sunt prea mari pentru un articol deoarece oferă valori 1000i pentru toate diametrele, debitele și materialele posibile, ajustate pentru durata de viață.

Iată un mic fragment din masa lui Shevelev pentru o țeavă de plastic de 25 mm.

Autorul tabelelor oferă valori ale căderii de presiune nu pentru secțiunea internă, ci pentru dimensiuni standard, care sunt folosite pentru marcarea țevilor, ajustate pentru grosimea peretelui. Cu toate acestea, tabelele au fost publicate în 1973, când segmentul de piață corespunzător nu fusese încă format.
Când calculați, rețineți că pentru metal-plastic este mai bine să luați valori corespunzătoare unei țevi cu un pas mai mică.

Să folosim acest tabel pentru a calcula căderea de presiune teava din polipropilena cu un diametru de 25 mm și o lungime de 45 de metri. Să fim de acord că proiectăm un sistem de alimentare cu apă pentru uz casnic.

1. La o viteză de curgere cât mai apropiată de 1,5 m/s (1,38 m/s), valoarea 1000i va fi egală cu 142,8 metri;
2. Panta hidraulică a unui metru de conductă va fi egală cu 142,8/1000=0,1428 metri;
3. Factorul de corecție pentru sistemele de alimentare cu apă menajeră este 0,3;
4. Formula în ansamblu va lua forma H=0,1428*45(1+0,3)=8,3538 metri. Aceasta înseamnă că la sfârșitul sistemului de alimentare cu apă, cu un debit de apă de 0,45 l/s (valoarea din coloana din stânga a tabelului), presiunea va scădea cu 0,84 kgf/cm2 și la 3 atmosfere la intrare. va fi destul de acceptabil 2,16 kgf/cm2.

Această valoare poate fi folosită pentru a determina consumul conform formulei Torricelli. Metoda de calcul cu un exemplu este dată în secțiunea corespunzătoare a articolului.

În plus, pentru a calcula debitul maxim printr-un sistem de alimentare cu apă cu caracteristici cunoscute, puteți selecta în coloana „debit” din tabelul complet al lui Shevelev o valoare la care presiunea de la capătul conductei să nu scadă sub 0,5 atmosferă.

Concluzie

Dragă cititor, dacă instrucțiunile date, deși sunt extrem de simplificate, încă ți se par plictisitoare, folosește doar una dintre multele calculatoare online. Ca întotdeauna, Informații suplimentare pot fi găsite în videoclipul din acest articol. Aș aprecia completările, corecturile și comentariile dumneavoastră. Mult succes, tovarăși!

31 iulie 2016

Dacă doriți să exprimați recunoștința, adăugați o clarificare sau obiecție sau întrebați ceva autorului - adăugați un comentariu sau spuneți mulțumesc!

Când se instalează rețeaua de apă, cel mai dificil lucru este să se calculeze debitul secțiunilor de conducte. Calculele corecte vor asigura că consumul de apă nu este prea mare și presiunea acestuia nu scade.

Importanța calculelor corecte

Calcularea consumului de apă vă permite să alegeți materialul și diametrul țevii potrivite

Atunci când proiectați o cabană cu două sau mai multe băi sau un mic hotel, trebuie să țineți cont de câtă apă pot furniza conductele din secțiunea transversală selectată. La urma urmei, dacă presiunea din conductă scade din cauza consumului ridicat, acest lucru va duce la faptul că va fi imposibil să faceți un duș sau o baie normală. Dacă problema apare într-un incendiu, vă puteți pierde casa cu totul. Prin urmare, calculul circulabilității autostrăzilor se realizează chiar înainte de începerea construcției.

De asemenea, este important ca proprietarii de întreprinderi mici să cunoască ratele de producție. Într-adevăr, în absența dispozitivelor de contorizare, serviciile de utilități, de regulă, prezintă organizațiilor o factură pentru consumul de apă în funcție de volumul trecut prin conductă. Cunoașterea datelor despre alimentarea cu apă vă va permite să controlați consumul de apă și să nu plătiți suplimentar.

Ce determină permeabilitatea unei țevi?

Consumul de apă va depinde de configurația sistemului de alimentare cu apă, precum și de tipul de conducte din care este instalată rețeaua

Permeabilitatea secțiunilor de conductă este o valoare metrică care caracterizează volumul de lichid trecut prin conductă într-un anumit interval de timp. Acest indicator depinde de materialul utilizat în producția de țevi.

Conductele din plastic mențin aproape aceeași permeabilitate pe toată perioada operațională. Plasticul, în comparație cu metalul, nu ruginește, astfel încât liniile nu se înfundă mult timp.

Pentru modelele metalice, debitul scade an de an. Datorită faptului că țevile ruginesc, suprafata interioara se desprinde treptat și devine aspră. Din această cauză, pe pereți se formează mult mai multă placă. În special conductele de apă caldă se înfundă rapid.

Pe lângă materialul de fabricație, abilitatea de cross-country depinde și de alte caracteristici:

• Lungimile conductelor. Cu cât lungimea este mai mare, cu atât viteza curgerii este mai mică datorită influenței frecării, iar presiunea scade în consecință.
• Diametrul conductei. Pereții autostrăzilor înguste creează mai multă rezistență. Cu cât secțiunea transversală este mai mică, cu atât raportul dintre viteza curgerii și aria internă va fi mai rău pe o secțiune de lungime fixă. Conductele mai late mișcă apa mai repede.
• Prezența spirelor, fitingurilor, adaptoarelor, robinetelor. Orice piese de formă încetinesc mișcarea fluxurilor de apă.

La determinarea indicatorului de debit, este necesar să se țină cont de toți acești factori în combinație. Pentru a nu te confunda în numere, ar trebui să folosești formule și tabele dovedite.

Metode de calcul

Coeficientul de frecare este afectat de prezența elementelor de blocare și de numărul acestora

Pentru a determina permeabilitatea unui sistem de alimentare cu apă, puteți utiliza trei metode de calcul:

Această din urmă metodă, deși cea mai precisă, nu este potrivită pentru calcularea comunicațiilor obișnuite în gospodărie. Este destul de complex și pentru a-l folosi va trebui să cunoașteți o varietate de indicatori. Pentru a calcula o rețea simplă pentru o casă privată, ar trebui să utilizați un calculator online. Deși nu este la fel de precis, este gratuit și nu trebuie instalat pe computer. Puteți obține informații mai precise verificând datele calculate de program cu tabelul.

Cum se calculează lățimea de bandă

Metoda tabelară este cea mai simplă. Au fost elaborate mai multe tabele de calcul: îl puteți alege pe cel potrivit în funcție de parametrii cunoscuți.

Calcul pe baza secțiunii conductei

SNiP 2.04.01-85 propune aflarea cantității de apă consumată în funcție de circumferința țevii.

În conformitate cu standardele SNiP, consumul zilnic de apă de către o persoană nu depășește 60 de litri. Aceste date sunt pentru o casă fără apă curentă. Dacă este instalată o rețea de alimentare cu apă, volumul crește la 200 de litri.

Calcul pe baza temperaturii lichidului de răcire

Pe măsură ce temperatura crește, permeabilitatea conductei scade - apa se extinde și, prin urmare, creează frecare suplimentară.

Puteți calcula datele necesare folosind un tabel special:

Secțiunea conductei (mm)	Lățimea de bandă
	Prin căldură (hl/h)		Prin lichid de răcire (t/h)
	Apă	Aburi	Apă	Aburi
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

Pentru a rezuma sistem sanitar această informație nu este extrem de importantă, dar este considerată principalul indicator pentru circuitele de încălzire.

Găsiți date bazate pe presiune

Presiunea debitului de apă al magistralei comune este luată în considerare la selectarea conductelor

Atunci când selectați conducte pentru instalarea oricărei rețele de comunicații, trebuie să luați în considerare presiunea debitului în linia comună. Dacă se asigură presiune presiune mare, este necesara instalarea tevilor cu secțiune transversală mare decât atunci când se deplasează prin gravitație. Dacă acești parametri nu sunt luați în considerare la selectarea secțiunilor de conducte și debitele mari de apă sunt trecute prin rețele mici, acestea vor începe să facă zgomot, să vibreze și să devină rapid inutilizabile.

Pentru a găsi cel mai mare debit de apă calculat, utilizați un tabel cu capacitatea țevii în funcție de diametru și diverși indicatori de presiune a apei:

Consum		Lățimea de bandă
Secțiune de țeavă		15 mm	20 mm	25 mm	32 mm	40 mm	50 mm	65 mm	80 mm	100 mm
Pa/m	Mbar/m	Mai puțin de 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

Presiunea medie în majoritatea ridicătorilor variază de la 1,5 la 2,5 atmosfere. Dependența de numărul de etaje este reglementată prin împărțirea rețelei de alimentare cu apă în mai multe ramuri. Injectarea apei prin pompe afectează și modificarea vitezei de curgere.

De asemenea, atunci când se calculează debitul de apă printr-o țeavă folosind un tabel cu diametrul țevii și valorile presiunii, se ia în considerare nu numai numărul de robinete, ci și numărul de încălzitoare de apă, căzi și alți consumatori.

Calcul hidraulic conform lui Shevelev

Pentru a identifica cât mai exact indicatorii întregii rețele de alimentare cu apă, se folosesc materiale de referință speciale. Acestea definesc caracteristicile de rulare pentru conductele din diferite materiale.

Uneori este foarte important să se calculeze cu exactitate volumul de apă care trece prin conductă. De exemplu, atunci când trebuie să proiectați un nou sistem de încălzire. Acest lucru ridică întrebarea: cum se calculează volumul unei țevi? Acest indicator ajută la alegerea echipamentului potrivit, de exemplu, dimensiunea rezervor de expansiune. În plus, acest indicator este foarte important atunci când se utilizează antigel. De obicei, este vândut în mai multe forme:

• Diluat;
• Nediluat.

Primul tip poate rezista la temperaturi de 65 de grade. Al doilea va îngheța la -30 de grade. Pentru a cumpăra cantitatea potrivită de antigel, trebuie să cunoașteți volumul de lichid de răcire. Cu alte cuvinte, dacă volumul de lichid este de 70 de litri, atunci puteți achiziționa 35 de litri de lichid nediluat. Este suficient să le diluați, menținând o proporție de 50-50 și veți obține aceiași 70 de litri.

Pentru a obține date exacte, trebuie să pregătiți:

• Calculator;
• Etrier;
• Riglă.

În primul rând, se măsoară raza, desemnată prin litera R. Poate fi:

• Intern;
• Extern.

Raza exterioară este necesară pentru a determina dimensiunea spațiului pe care îl va ocupa.

Pentru a calcula, trebuie să cunoașteți datele despre diametrul țevii. Se notează cu litera D și se calculează folosind formula R x 2. Se determină și circumferința. Notat cu litera L.

Pentru a calcula volumul unei conducte, măsurat în metri cubi (m3), trebuie mai întâi să calculați aria acesteia.

Pentru a obține o valoare exactă, trebuie mai întâi să calculați aria secțiunii transversale.
Pentru a face acest lucru, utilizați formula:

• S = R x Pi.
• Suprafața necesară este S;
• Raza conductei – R;
• Numărul Pi este 3.14159265.

Valoarea rezultată trebuie înmulțită cu lungimea conductei.

Cum să găsiți volumul unei țevi folosind formula? Trebuie să știi doar 2 valori. Formula de calcul în sine are următoarea formă:

• V = S x L
• Volumul conductei – V;
• Zona secțională – S;
• Lungime - L

De exemplu, avem o țeavă metalică cu un diametru de 0,5 metri și o lungime de doi metri. Pentru a efectua calculul, dimensiunea traversei exterioare a metalului inoxidabil este introdusă în formula de calcul a ariei cercului. Suprafața conductei va fi egală cu;

S= (D/2) = 3,14 x (0,5/2) = 0,0625 sq. metri.

Formula finală de calcul va avea următoarea formă:

V = HS = 2 x 0,0625 = 0,125 cu. metri.

Această formulă calculează volumul absolut al oricărei țevi. Și nu contează deloc din ce material este făcut. Dacă conducta are multe componente, folosind această formulă, puteți calcula separat volumul fiecărei secțiuni.

La efectuarea calculelor, este foarte important ca dimensiunile să fie exprimate în aceleași unități de măsură. Cel mai simplu mod de a calcula este dacă toate valorile sunt convertite în centimetri pătrați.

Dacă utilizați unități de măsură diferite, puteți obține foarte rezultate discutabile. Vor fi foarte departe de valorile reale. Când efectuați calcule zilnice constante, puteți utiliza memoria calculatorului setând o valoare constantă. De exemplu, Pi înmulțit cu doi. Acest lucru va ajuta la calcularea volumului țevilor de diferite diametre mult mai rapid.

Astăzi, puteți folosi gata făcute programe de calculator, în care parametrii standard sunt specificați în prealabil. Pentru a efectua calculul, va trebui doar să introduceți valori variabile suplimentare.

Descărcați programul https://yadi.sk/d/_1ZA9Mmf3AJKXy

Cum se calculează aria secțiunii transversale

Dacă țeava este rotundă, aria secțiunii transversale trebuie calculată folosind formula pentru aria unui cerc: S = π*R2. Unde R este raza (internă), π - 3,14. În total, trebuie să pătrați raza și să o înmulțiți cu 3,14.
De exemplu, aria secțiunii transversale a unei țevi cu un diametru de 90 mm. Găsim raza - 90 mm / 2 = 45 mm. În centimetri, aceasta este 4,5 cm. O pătratăm: 4,5 * 4,5 = 2,025 cm2, înlocuiți-l în formula S = 2 * 20,25 cm2 = 40,5 cm2.

Aria secțiunii transversale a unui produs profilat este calculată folosind formula pentru aria unui dreptunghi: S = a * b, unde a și b sunt lungimile laturilor dreptunghiului. Dacă considerăm că secțiunea transversală a profilului este de 40 x 50 mm, obținem S = 40 mm * 50 mm = 2000 mm2 sau 20 cm2 sau 0,002 m2.

Calculul volumului de apă din întregul sistem

Pentru a determina un astfel de parametru, este necesar să înlocuiți valoarea razei interne în formulă. Cu toate acestea, apare imediat o problemă. Cum se calculează volumul total de apă din întreaga conductă sistem de incalzire, care include:

• Radiatoare;
• Vas de expansiune;
• Cazan de incalzire.

În primul rând, se calculează volumul radiatorului. Pentru a face acest lucru, se deschide pașaportul său tehnic și se notează valorile de volum ale unei secțiuni. Acest parametru este înmulțit cu numărul de secțiuni dintr-o anumită baterie. De exemplu, unul este egal cu 1,5 litri.

Când este instalat radiator bimetalic, această valoare este mult mai mică. Cantitatea de apă din boiler poate fi găsită în fișa tehnică a aparatului.

Pentru a determina volumul rezervor de expansiune, este umplut cu o cantitate pre-măsurată de lichid.

Volumul conductelor este determinat foarte simplu. Datele disponibile pentru un metru cu un anumit diametru trebuie pur și simplu înmulțite cu lungimea întregii conducte.

Rețineți că în rețeaua globală și în literatura de referință, puteți vedea tabele speciale. Acestea arată date aproximative despre produse. Eroarea în datele date este destul de mică, astfel încât valorile date în tabel pot fi utilizate în siguranță pentru a calcula volumul de apă.

Trebuie spus că atunci când calculați valori, trebuie să țineți cont de unele diferențe caracteristice. Tevi metalice având diametru mare, trece cantitatea de apă semnificativ mai mică decât aceleași țevi din polipropilenă.

Motivul constă în netezimea suprafeței țevilor. Pentru produsele din oțel este realizat cu o rugozitate mare. Conducte PPR nu au rugozitate pe pereții interiori. Cu toate acestea, produsele din oțel au un volum de apă mai mare decât alte țevi de aceeași secțiune transversală. Prin urmare, pentru a vă asigura că calculul volumului de apă din conducte este corect, trebuie să verificați toate datele de mai multe ori și să confirmați rezultatul cu un calculator online.

Volumul intern al unui metru liniar de țeavă în litri - tabel

Tabelul arată volumul intern al unui metru liniar de țeavă în litri. Adică, câtă apă, antigel sau alt lichid (lichid de răcire) este necesară pentru a umple conducta. Diametrul interior al conductelor este luat de la 4 la 1000 mm.

Diametru interior, mm	Volum interior de 1 m conductă de rulare, litri	Volum interior de 10 m conducte liniare, litri
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

Dacă aveți un design sau o țeavă specifică, atunci formula de mai sus arată cum să calculați datele exacte pentru debitul corect de apă sau alt lichid de răcire.

Calcul online

http://mozgan.ru/Geometry/VolumeCylinder

Concluzie

Pentru a găsi cifra exactă pentru consumul de lichid de răcire al sistemului dvs., va trebui să stați puțin. Fie căutați pe Internet, fie folosiți calculatorul pe care vi-l recomandăm. Poate că vă poate economisi timp.

Dacă aveți un sistem de tip apă, atunci nu ar trebui să vă deranjați cu selectarea precisă a volumului. Este suficient să estimați aproximativ. Mai mult este nevoie de un calcul precis pentru a nu cumpăra prea mult și a minimiza costurile. Deoarece mulți oameni aleg un lichid de răcire scump.

Pentru a instala corect structura de alimentare cu apă, atunci când se începe dezvoltarea și planificarea sistemului, este necesar să se calculeze debitul de apă prin conductă.

Parametrii de bază ai sistemului de alimentare cu apă la domiciliu depind de datele obținute.

În acest articol, cititorii se vor putea familiariza cu tehnicile de bază care îi vor ajuta să-și calculeze în mod independent sistemul de instalații sanitare.

Scopul calculării diametrului conductei în funcție de debit: determinarea diametrului și a secțiunii transversale a conductei pe baza datelor de debit și viteză mișcare longitudinală apă.

Este destul de dificil să faci un astfel de calcul. Este necesar să se țină cont de o mulțime de nuanțe legate de datele tehnice și economice. Acești parametri sunt interconectați. Diametrul conductei depinde de tipul de lichid care va fi pompat prin ea.

Dacă creșteți viteza de curgere, puteți reduce diametrul țevii. Consumul de material va scădea automat. Va fi mult mai ușor să instalați un astfel de sistem, iar costul muncii va scădea.

Cu toate acestea, o creștere a mișcării debitului va provoca pierderi de presiune, care necesită crearea de energie suplimentară pentru pompare. Dacă o reduceți prea mult, pot apărea consecințe nedorite.

La proiectarea unei conducte, în cele mai multe cazuri, debitul de apă este specificat imediat. Două cantități rămân necunoscute:

• Diametrul conductei;
• Debitul.

Este foarte dificil să faci un calcul tehnic și economic complet. Acest lucru necesită cunoștințe de inginerie adecvate și mult timp. Pentru a ușura această sarcină la calcul diametrul necesarțevi, utilizați materiale de referință. Ele dau valorile celui mai bun debit obținut experimental.

Formula finală de calcul pentru diametrul optim al conductei este următoarea:

d = √(4Q/Πw)
Q – debitul lichidului pompat, m3/s
d – diametrul conductei, m
w – viteza de curgere, m/s

Viteza fluidă adecvată, în funcție de tipul conductei

În primul rând, ei țin cont costuri minime, fără de care este imposibil să pompați lichid. În plus, trebuie luat în considerare costul conductei.

Când faceți calcule, trebuie să vă amintiți întotdeauna limitele de viteză ale mediului în mișcare. În unele cazuri, dimensiunea conductei principale trebuie să îndeplinească cerințele stabilite în procesul tehnologic.

Dimensiunile conductei sunt, de asemenea, afectate de eventualele supratensiuni de presiune.

Când se fac calcule preliminare, modificările de presiune nu sunt luate în considerare. Baza de proiectare conducta de proces se ia viteza admisa.

Când există modificări ale direcției de mișcare în conducta proiectată, suprafața conductei începe să experimenteze o presiune ridicată direcționată perpendicular pe mișcarea debitului.

Această creștere este asociată cu mai mulți indicatori:

• Viteza fluidului;
• Densitate;
• Presiune inițială (presiune).

În plus, viteza este întotdeauna invers proporțională cu diametrul conductei. Acesta este motivul pentru care fluidele de mare viteză necesită alegere corectă configurații, selecția competentă a dimensiunilor conductei.

De exemplu, dacă se pompează acid sulfuric, viteza este limitată la o valoare care nu va provoca eroziunea pe pereții coturilor conductei. Ca urmare, structura conductei nu va fi niciodată deteriorată.

Viteza apei în formula conductei

Debitul volumetric V (60m³/oră sau 60/3600m³/sec) este calculat ca produsul dintre viteza curgerii w și secțiunea transversală a conductei S (și secțiunea transversală la rândul ei este calculată ca S=3,14 d² /4): V = 3,14 w d²/4. De aici obținem w = 4V/(3,14 d²). Nu uitați să convertiți diametrul din milimetri în metri, adică diametrul va fi de 0,159 m.

Formula consumului de apă

În general, metodologia de măsurare a debitului de apă în râuri și conducte se bazează pe o formă simplificată a ecuației de continuitate pentru fluide incompresibile:

Curgerea apei prin masa de țevi

Debit versus presiune

Nu există o astfel de dependență a fluxului de fluid de presiune, ci mai degrabă de căderea de presiune. Formula este simplă. Există o ecuație general acceptată pentru căderea de presiune atunci când fluidul curge într-o țeavă Δp = (λL/d) ρw²/2, λ este coeficientul de frecare (cautat în funcție de viteza și diametrul conductei folosind grafice sau formule corespunzătoare) , L este lungimea conductei, d este diametrul acesteia , ρ este densitatea lichidului, w este viteza. Pe de altă parte, există o definiție a debitului G = ρwπd²/4. Exprimăm viteza din această formulă, o înlocuim în prima ecuație și găsim dependența de debit G = π SQRT(Δp d^5/λ/L)/4, SQRT este rădăcina pătrată.

Coeficientul de frecare se găsește prin selecție. Mai întâi, setați o anumită valoare a vitezei fluidului de la lanternă și determinați numărul Reynolds Re=ρwd/μ, unde μ este vâscozitatea dinamică a fluidului (nu o confundați cu vâscozitatea cinematică, acestea sunt lucruri diferite). Potrivit lui Reynolds, căutați valorile coeficientului de frecare λ = 64/Re pentru modul laminar și λ = 1/(1,82 logRe - 1,64)² pentru modul turbulent (aici log este logaritmul zecimal). Și luați valoarea care este mai mare. După ce găsiți debitul și viteza fluidului, va trebui să repetați din nou întregul calcul cu un nou coeficient de frecare. Și repeți această recalculare până când valoarea vitezei specificată pentru determinarea coeficientului de frecare coincide, în cadrul unei anumite erori, cu valoarea pe care o găsești din calcul.