L'acqua scorre attraverso il tubo alla pressione desiderata
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Il compito principale di calcolare il volume del consumo di acqua in un tubo in base alla sua sezione trasversale (diametro) è selezionare i tubi in modo che il consumo di acqua non sia troppo grande e la pressione rimanga buona. In questo caso, è necessario prendere in considerazione:
- diametri (sezione interna DN),
- perdita di carico nell'area calcolata,
- portata idraulica,
- pressione massima,
- influenza di curve e cancelli nel sistema,
- materiale (caratteristiche delle pareti della tubazione) e lunghezza, ecc.
La selezione del diametro del tubo in base alla portata dell'acqua utilizzando la tabella è considerata un modo più semplice, ma meno accurato rispetto alla misurazione e al calcolo della pressione, della velocità dell'acqua e di altri parametri nella tubazione, eseguiti localmente.
Circonferenza del tubo
Dove inizia la determinazione del diametro della tubazione in base alla portata? Se sei nuovo nella posa di reti, questo processo inizia con la comprensione del diametro.
Quindi, il diametro è un segmento che collega due punti estremi su un cerchio situato sui lati opposti della struttura. Il diametro della tubazione viene calcolato in base alla portata, è uno degli ingombri significativi del sistema.
La saggezza del calcolo
Cosa viene preso in considerazione al momento dei calcoli, quali parametri devono essere presi in considerazione?
- Lo spessore del muro della struttura.
- Dimensione interna della linea.
- Dimensione esterna degli elementi mesh.
- Il diametro nominale della struttura, spesso indicato come DN nelle formule.
- Un indicatore che caratterizza il passaggio condizionale, indicato nei calcoli come Du. Misurato in millimetri.
Inoltre, si dovrebbe tener conto di cosa si muoverà nel sistema, sotto quale pressione e la lunghezza del percorso. È anche necessario prendere in considerazione il tipo di pipeline per i calcoli. I parametri per l'impianto di riscaldamento e l'approvvigionamento idrico differiscono.
In precedenza, la dimensione delle strutture veniva calcolata e indicata in pollici, ma negli ultimi anni è stato sempre più praticato fare calcoli in centimetri, millimetri. Ma anche se hai calcolato tutto in pollici, non importa: usa semplicemente una delle tabelle di conversione delle misurazioni generosamente pubblicate sul Web.
Norme per la determinazione della portata
Consumo d'acqua
Un punto importante è determinare correttamente il flusso d'acqua nella tubazione.
Prendiamo una casa di campagna. Per determinare la dimensione delle strutture utilizzate per fornire acqua alla struttura, è necessario calcolare il consumo massimo. Questo punto è importante non solo per capire quali elementi sono necessari per il percorso, ma anche per i processi di perforazione corretti, quando la dimensione dell'involucro è importante.
Consideriamo la situazione con un esempio. Abitazione privata di media metratura. Ciò significa che ha una cucina dove deve essere fornita l'acqua, un bagno (wc, bagno, che ospiterà anche un lavabo). Inoltre, ora vengono utilizzate lavatrici, che devono anche essere collegate all'impianto. In estate sarà necessaria l'irrigazione delle aiuole e delle aiuole. Sulla base di tali dati di input, si può concludere che per fornire acqua a questa economia, sarà necessario un sistema di approvvigionamento idrico con parametri approssimativi di 3 metri cubi all'ora.
Per un tale carico, sono adatte pompe da tre pollici. L'unità stessa ha un diametro di 75 cm. Quando si installa la pompa, è importante ricordare che il dispositivo non deve entrare in contatto con le pareti dell'involucro, il che significa che è necessario fare attenzione che ci sia spazio libero tra gli elementi - all'interno del gasdotto.
Di norma, una pompa da tre pollici è sufficiente per fornire acqua a una casa privata.
Riduzione della pressione e calcolo della resistenza idraulica
Per determinare la prevalenza all'interno delle tubazioni e la corretta selezione dell'attrezzatura che aiuti a pompare fluidi liquidi o gassosi, è necessario calcolare la caduta di pressione. In assenza di accesso alla rete Internet, i calcoli vengono effettuati secondo la formula:
Δp=λ·(l/d1)·(ρ/2)·v²
Δp - cadute di tensione nella sezione della tubazione, Pa l - lunghezza della sezione della tubazione, m λ - coefficiente di resistenza d1 - sezione del tubo, m ρ - livello di densità del mezzo trasportato, kg / m3 v - velocità di movimento, m / s
La resistenza idraulica si forma sotto l'influenza di 2 fattori principali:
- resistenza all'attrito;
- resistenza locale.
La prima opzione è prevista per la formazione di irregolarità e rugosità che impediscono il movimento del mezzo pompato. Per superare l'effetto inibitorio, è necessario un consumo energetico aggiuntivo. Con un flusso laminare e il corrispondente basso esponente di Reynolds (Re), caratterizzato dall'uniformità e dall'esclusione della possibilità di miscelare strati adiacenti di mezzi liquidi o gassosi, l'effetto di rugosità è minimo. Ciò è dovuto ad un aumento del parametro del sottostrato viscoso estremo del mezzo pompato rispetto alle irregolarità e alle sporgenze formate sulla superficie dei tubi. Queste condizioni consentono di considerare i tubi idraulicamente lisci.
Con un aumento del valore di Reynolds, il sottostrato viscoso ha uno spessore inferiore, che garantisce la sovrapposizione delle irregolarità e l'effetto della rugosità, il livello di resistenza idraulica non dipende dall'esponente di Reynolds e l'altezza media delle sporgenze sul rivestimento di tubi. Un successivo aumento del valore di Reynolds consente di trasferire il mezzo pompato in una modalità di flusso turbolento, in cui si forma la distruzione del sottostrato viscoso e l'attrito formato è determinato dal valore della rugosità.
La perdita per attrito viene calcolata mediante la sostituzione dei dati:
HT = [(λ · l) / de] · [w2 / (2g)]
- HT - perdita di carico con resistenza all'attrito, m
- [w2 / (2g)] - testa di velocità, m
- λ - coefficiente di resistenza
- l - lunghezza della sezione della tubazione, m
- dЭ - valore equivalente della sezione trasversale della tubazione, m
- w - velocità di movimento del supporto, m / s
- g - accelerazione dovuta alla gravità, m / s2
Metodi per calcolare le dipendenze della portata d'acqua e del diametro della tubazione
Utilizzando le formule seguenti, è possibile calcolare il flusso d'acqua nel tubo e determinare la dipendenza del diametro del tubo dal flusso d'acqua.
In questa formula per il consumo di acqua:
- q è la portata in l / s,
- V - determina la velocità del flusso idraulico in m / s,
- d - sezione interna (diametro in cm).
Conoscendo la portata ed della sezione è possibile, tramite calcoli inversi, impostare la velocità, oppure, conoscendo la portata e la velocità, determinarne il diametro. Nel caso di un compressore aggiuntivo (ad esempio, in grattacieli), la pressione da esso generata e la portata idraulica sono indicate sul passaporto dello strumento. Senza iniezione aggiuntiva, la portata più spesso varia nell'intervallo 0,8-1,5 m / s.
Per calcoli più accurati, le perdite di carico vengono prese in considerazione utilizzando la formula di Darcy:
Per calcolare, è inoltre necessario installare:
- lunghezza della tubazione (L),
- fattore di perdita, che dipende dalla rugosità delle pareti della tubazione, turbolenza, curvatura e sezioni con valvole di arresto (λ),
- viscosità del fluido (ρ).
La relazione tra il valore D della condotta, la portata idraulica (V) e la portata d'acqua (q), tenendo conto dell'angolo di inclinazione (i), può essere espressa in una tabella in cui due grandezze note sono collegate da un linea retta, e il valore della quantità desiderata sarà visto all'intersezione della scala e della linea retta.
Per giustificazione tecnica, vengono costruiti anche grafici della dipendenza dei costi operativi e di capitale con la determinazione del valore ottimale di D, che è posto all'intersezione delle curve dei costi operativi e dei costi di capitale.
Il calcolo del flusso d'acqua attraverso il tubo tenendo conto della caduta di pressione può essere effettuato utilizzando calcolatori online (ad esempio: https://allcalc.ru/node/498; https://www.calc.ru/gidravlicheskiy- raschet-truboprovoda.html). Per il calcolo idraulico, come nella formula, è necessario tenere conto del fattore di perdita, che implica la scelta:
- metodo di calcolo della resistenza,
- materiale e tipologia dei sistemi di tubazioni (acciaio, ghisa, amianto, cemento armato, plastica), dove si tiene conto che, ad esempio, le superfici in plastica sono meno ruvide dell'acciaio e non si corrodono,
- diametri interni,
- lunghezza della sezione,
- caduta di pressione per ogni metro della tubazione.
Alcuni calcolatori tengono conto delle caratteristiche aggiuntive dei sistemi di tubazioni, ad esempio:
- nuovo o non nuovo con rivestimento bituminoso o senza rivestimento protettivo interno,
- con rivestimento esterno in plastica o polimero-cemento,
- con rivestimento esterno cemento-sabbia, applicato con metodi diversi, ecc.
Come calcolare il diametro di un tubo del gas
Il tubo del gas è calcolato in modo leggermente diverso rispetto al tubo dell'acqua. Qui i valori fondamentali sono:
- velocità e pressione del gas;
- lunghezza del tubo con perdita di carico sui raccordi;
- caduta di pressione entro limiti accettabili.
Il calcolo del diametro del tubo del gas può essere effettuato secondo la formula:
dove di è il diametro interno della tubazione, m;
V´ - consumo volumetrico di aria compressa, m³ / s;
L è la lunghezza della tubazione, regolata per i raccordi, m;
Δp - caduta di pressione ammissibile, bar;
pmax - pressione superiore del compressore, bar.
Pertanto, quando si sceglie un diametro del tubo, un parametro importante è il rendimento, che dipende dalla sezione trasversale e dalle dimensioni interne della linea. Pertanto, è imperativo misurare dati come pressione ammissibile, spessore della parete, diametro interno del tubo, proprietà del vettore di calore o gas.
Come dimensionate la pipeline? Dicci, con quali parametri hai calcolato i tubi per la tua casa?
Durante la posa della rete idrica, la cosa più difficile è calcolare la portata delle sezioni del tubo. Calcoli corretti assicureranno che la portata dell'acqua non sia troppo grande e la sua pressione non diminuisca.
