Putkiston hydraulinen laskenta: yksinkertaiset menetelmät

Mikä on vesihuollon hydraulinen laskenta? Mitkä parametrit on laskettava? Onko aloittelijalle olemassa yksinkertaisia ​​laskentajärjestelmiä? Tee välittömästi varaus: tämä materiaali on tarkoitettu lähinnä pienten yksityisten talojen omistajille; näin ollen sellaisia ​​parametreja kuin kaikkien saniteettilaitteiden samanaikaisen käytön todennäköisyys rakennuksessa, meidän ei tarvitse määrittää.

Kuten kaikki tekniset järjestelmät, putkityöt on laskettava.

Mitä lasketaan

Kotitalouksien vesihuollon laskeminen lasketaan seuraavien parametrien määrittelyyn:

  1. Arvioitu veden kulutus tietyissä vesihuollon osissa.
  2. Veden virtausnopeudet putkissa.

Vihje: kotitalouksien LVI-järjestelmissä nopeus on 0,7-1,5 m / s. Palovesihuoltoon sallitaan jopa 3 m / s nopeudet.

  1. Vesihuollon optimaalinen halkaisija, joka takaa hyväksyttävän painehäviön. Vaihtoehtoisesti painehäviö voidaan määrittää kunkin osan tunnetulla halkaisijalla. Jos vesijohtolaitteisiin kohdistuvan paineen menetys on pienempi kuin normalisoitu, paikallinen vesiverkko on asennettava sivunvaihtoon.
Yksinkertainen kokemus osoittaa selvästi vesihuollon painehäviön.

Veden virtaus

Yksittäisten LVI-laitteiden veden kulutusta koskevat standardit löytyvät yhdestä SNiP 2.04.01-85: n liitteestä, joka säätelee sisäisten vesi- ja viemäriverkkojen rakentamista. Annamme osan vastaavasta taulukosta.

väline Kylmän veden kulutus, l / s Kokonaiskulutus (kylmä vesi ja kuuma vesi), l / s
Pesuallas (vesihana) 0,10 0,10
Pesuallas (sekoitin) 0,08 0.12
Sink (mikseri) 0,08 0.12
Kylpyamme (mikseri) 0,17 0,25
Suihkukaappi (mikseri) 0,08 0.12
WC-astia, jossa on huuhtelusäiliö 0,10 0,10
WC-astia, jossa on suora vesihana 1,4 1,4
Nosturi kasteluun 0,3 0,3

Useiden LVI-laitteiden samanaikaisen käytön tapauksessa kulutuksen yhteenveto. Jos siis samanaikaisesti wc: n käytön kanssa ensimmäisessä kerroksessa on odotettavissa, että suihkukaappi toimii toisessa kerroksessa - on melko loogista lisätä vettä molempien saniteettilaitteiden kautta: 0,10 + 0,12 = 0,22 l / s.

Kun laitteita kytketään sarjaan, veden kulutus lasketaan yhteen.

Erityistapaus

Paloputkissa virtausnopeus 2,5 l / nukkua suihkua kohden on voimassa. Tällöin rakennuksen ja sen alueen tyypin mukaan arvioidaan tulipalon vaimentamisen aikana arvioitu määrä suihkua.

Valokuva - paloposti.
Rakennuksen parametrit Suuttimien lukumäärä tulipalon sammuttamisessa
Asuinrakennus 12 - 16 kerrosta 1
Sama, käytävän pituuden ollessa yli 10 metriä 2
Asuinrakennus 16 - 25 kerroksessa 2
Sama, käytävän pituuden ollessa yli 10 metriä 3
Hallintorakennukset (6 - 10 kerrosta) 1
Sama, jonka tilavuus on yli 25 tuhatta m3 2
Hallintorakennukset (10 tai useampia kerroksia, tilavuus jopa 25 000 m3) 2
Sama määrä on yli 25 tuhatta m3 3
Julkiset rakennukset (enintään 10 kerrosta, tilavuus 5–25 tuhatta m3) 1
Sama määrä on yli 25 tuhatta m3 2
Julkiset rakennukset (yli 10 kerrosta, tilavuus jopa 25 tuhatta m3) 2
Sama määrä on yli 25 tuhatta m3 3
Yritysten hallinto (volyymi 5–25 tuhatta m3) 1
Sama, tilavuus on yli 25 000 m3 2

Virtausnopeus

Oletetaan, että meidän tehtävämme on hydraulinen laskenta umpikujasta vesijohtoverkosta, jolla on tunnettu virtaus sen läpi. Meidän on määritettävä halkaisija, joka antaa hyväksyttävän virtausnopeuden putkilinjan läpi (muistuttaa, 0,7-1,5 m / s).

Suuret virtausnopeudet aiheuttavat hydraulista melua.

kaava

Veden virtaus, sen virtausnopeus ja putkilinjan koko yhdistetään toisiinsa seuraavilla kaavoilla:

S =? r ^ 2, jossa:

  • S on putken poikkipinta-ala neliömetreinä;
  • ? - pi: n määrä, joka on yhtä suuri kuin 3,1415;
  • r on sisäisen osan säde metreinä.

Hyödyllistä: teräs- ja valurautaputkille oletetaan, että säde on puolet niiden DN: stä (ehdollinen kulku). Useimmissa muoviputkissa sisähalkaisija on yksi askel pienempi kuin nimellinen ulkohalkaisija: esimerkiksi polypropeeniputkelle, jonka ulkohalkaisija on 40 mm, sisähalkaisija on noin 32 mm.

Ehdollinen kulku vastaa suunnilleen teräsputken sisähalkaisijaa.

Q = VS, jossa:

  • Q - veden kulutus (m3);
  • V - veden virtausnopeus (m / s);
  • S on poikkipinta-ala neliömetreinä.

esimerkki

Tehdään hydraulinen laskenta yksisuihkuputkesta, jonka virtausnopeus on 2,5 l / s.

Kuten jo todettiin, tässä tapauksessa veden virtauksen nopeus on rajoitettu m / s.

  1. Laskemme virtausnopeuden uudelleen SI-yksiköissä: 2,5 l / s = 0,0025 m3 / s.
  2. Laskemme toisella kaavalla pienimmän poikkileikkausalueen. Nopeudella 3 m / s se on 0,0025 / 3 = 0,00083 m3.
  3. Laske putken sisäosan säde: r ^ 2 = 0,00083 / 3,1415 = 0,000264; r = 0,016 m
  4. Putkilinjan sisähalkaisijan on sen vuoksi oltava vähintään 0,016 x 2 = 0,032 m tai 32 millimetriä. Tämä vastaa teräsputken DU32 parametreja.

Huomaa: kun saavutat väliarvot tavanomaisten putkikokojen välillä, pyöristys suoritetaan ylöspäin. Putkien, joiden läpimitta on korkeus, hinta ei eroa liikaa; Samalla 20 prosentin halkaisija pienenee vesihuoltojärjestelmän kapasiteetin lähes 1,5-kertaiseksi.

Ensimmäisen ja kolmannen putken kapasiteetti vaihtelee neljä kertaa.

Yksinkertaisen halkaisijan laskeminen

Nopeaan laskentaan voidaan käyttää seuraavaa taulukkoa, joka liittyy suoraan putkilinjan virtaukseen sen kokoon.

Kulutus, l / s Putkilinjan vähimmäisohjaus, mm
0,2 10
0,6 15
1.2 20
2,4 25
4 32
6 40
10 50

Päähäviö

kaava

Painehäviön laskemisen ohjeet tunnetun pituisen osan kohdalla on melko yksinkertainen, mutta se merkitsee tietyn määrän muuttujia. Onneksi ne voidaan halutessaan löytää viitekirjasta.

Kaavalla on muoto H = iL (1 + K).

Siinä:

  • H on päähäviön haluttu arvo metreinä.

Viite: 1 ilmakehän (1 kgf / cm2) ylipaine ilmakehän paineessa vastaa 10 metrin vesipylvästä. 10 metrin paineen alenemisen kompensoimiseksi vedenjakeluverkon tuloaukon paine on nostettava 1 kgf / cm2.

  • i - hydraulinen putkilinjan kaltevuus.
  • L on sen pituus metreinä.
  • K - kerroin verkon tarkoituksesta riippuen.
Kaava yksinkertaistuu huomattavasti. Käytännössä putkilinjan ja venttiilien taipumat aiheuttavat myös paineen laskua.

Jotkin kaavan elementit vaativat selvästi kommentteja.

Helpoin tapa on kerroin K. Sen arvot on esitetty jo mainitussa SNiP-numerossa 2.04.01-85:

Vesihuollon tarkoitus Tehokkuusarvo
Juominen ja juominen 0,3
Tuotanto, taloudellinen ja palontorjunta 0,2
Tuotanto ja palo 0,15
palontorjunta 0,1

Hydraulisen kaltevuuden käsite on kuitenkin paljon monimutkaisempi. Se heijastaa vastusta, joka putkella on veden liikkumiseen.

Hydraulinen kaltevuus riippuu kolmesta parametrista:

  1. Virtausnopeudet Mitä korkeampi se on, sitä suurempi on putken hydraulinen vastus.
  2. Putken halkaisija. Tässä suhteessa suhde on käänteinen: poikkileikkauksen vähentäminen johtaa hydraulisen vastuksen kasvuun.
  3. Seinien karkeus. Se puolestaan ​​riippuu putkimateriaalista (teräksellä on vähemmän sileä pinta kuin polypropeenilla tai HDPE: llä) ja joissakin tapauksissa putken iässä (ruoste ja kalkkikerrostumat lisäävät karheutta).

Onneksi hydraulisen kaltevuuden määrittämisongelma ratkaistaan ​​täysin vesiputkien hydraulisen laskennan taulukolla (Shevelev-taulukko). Se tarjoaa arvot eri materiaaleille, halkaisijoille ja virtausnopeuksille; Lisäksi taulukossa on vanhojen putkien korjauskertoimia.

Shevelev Taulukot.

Selventää: ikäkorjauksia ei tarvita kaikentyyppisille polymeeriputkille. Metalli-muovi, polypropeeni, tavallinen ja silloitettu polyeteeni eivät muuta pinnan rakennetta koko käyttöjakson aikana.

Shevelev-taulukkojen koko tekee mahdottomaksi julkaista niitä kokonaan; tiedoksi kuitenkin esitämme niistä lyhyen otteen.

Tässä on referenssitiedot muoviputkelle, jonka halkaisija on 16 mm.

Kulutus litroina sekunnissa Nopeus metreinä sekunnissa 1000i (1000 metrin pituinen hydraulinen kaltevuus)
0,08 0,71 84
0.09 0,8 103,5
0,1 0,88 124,7
0,13 1.15 198,7
0,14 1,24 226,6
0,15 1,33 256,1
0,16 1,41 287,2
0,17 1,50 319,8

Painehäviötä laskettaessa on otettava huomioon, että suurin osa normaalikäyttöön tarkoitetuista saniteettilaitteista vaatii tiettyä ylipainetta. Kolmekymmentä vuotta sitten SNiP tarjoaa tietoja vanhentuneista putkistoista; nykyaikaisemmat kotitalouksien ja saniteettilaitteiden näytteet edellyttävät yli 0,3 kgf / cm (3 metriä päätä) normaalikäyttöön.

Anturi ei anna virtauslämmittimen kytkeytyä päälle, kun vedenpaine on alle 0,3 kgf / cm2.

Kuitenkin: käytännössä on parempi sisällyttää laskelmassa hieman suurempi ylipaine - 0,5 kgf / cm2. Varausta tarvitaan kompensoimaan syöttöjohtojen katkeamattomat häviöt instrumenteille ja niiden oma hydraulinen vastus.

esimerkkejä

Anna esimerkki käsin tehtyyn vesihuoltojärjestelmän hydrauliseen laskentaan.

Oletetaan, että tarvitsemme laskea painehäviön kotimaisen muovivettä, jonka halkaisija on 15 mm ja jonka pituus on 28 metriä, ja suurin sallittu veden virtausnopeus on 1,5 m / s.

Tämän kokoisia putkia käytetään useimmiten veden jakamiseen asunnossa tai pienessä mökissä.
  1. 1000 metrin pituinen hydraulinen kaltevuus on 319,8. Koska käytetään painehäviön i laskentakaavassa, ei 1000i, tämä arvo jaetaan 1000: 319,8 / 1000 = 0,3198.
  2. Juomaveden kerroin K on 0,3.
  3. Kaava kokonaisuudessaan tulee muotoon H = 0,3198 x 28 x (1 + 0,3) = 11,64 metriä.

Niinpä meillä on 0,5 ilmakehän ylipaine päätyputkijohdossa paineessa päävesiputkessa 0,5 + 1,164 = 1,6 kgf / cm2. Ehto on melko toteutettavissa: linjan paine ei yleensä ole alle 2,5 - 3 ilmakehää.

Muuten: putkilinjan testaus käyttöönoton aikana suoritetaan paineella, joka on vähintään yhtä suuri kuin työntekijän kerroin 1,3. Vesihuoltojärjestelmän hydraulisen testauksen tulee sisältää merkkejä sekä niiden kestosta että testipaineesta.

Hydraulisen testauksen näyte.

Nyt tehdään käänteinen laskenta: määritämme muoviputken vähimmäishalkaisijan, joka antaa hyväksyttävän paineen loppusekoittimessa seuraavissa olosuhteissa:

  • Moottoritien paine on 2,5 ilmakehää.
  • Putkilinjan pituus sekoittimen päähän on 144 metriä.
  • Halkaisija siirtymiä ei ole: koko kotitalouksien vesihuolto asennetaan samankokoisiksi.
  • Veden huippukulutus on 0,2 litraa sekunnissa.

Joten aloitetaan.

  1. Sallittu painehäviö on 2,5-0,5 = 2 ilmakehää, mikä vastaa 20 metrin paineita.
  2. Tässä tapauksessa kerroin K on 0,3.
  3. Kaava on siten muodoltaan 20 = ix144x (1 + 0,3). Yksinkertainen laskenta antaa arvoksi i 0,106. 1000i on vastaavasti 106.
  4. Seuraava vaihe on haku Shevelev-halkaisijasta, joka vastaa 1000i = 106 vaaditulla virtausnopeudella. Lähin arvo - 108,1 - vastaa 20 mm: n polymeeriputken halkaisijaa.
Polypropeeniputken sisä- ja ulkohalkaisijan välinen suhde.

johtopäätös

Toivomme, että emme ylittänyt arvostettua lukijaa ylimääräisellä numerolla ja kaavalla. Kuten jo mainittiin, olemme antaneet erittäin yksinkertaisia ​​laskentajärjestelmiä; ammattilaiset joutuvat käyttämään paljon monimutkaisempia ratkaisuja. Kuten tavallista, tämän artikkelin videosta löytyy lisää teemakohtaisia ​​tietoja. Onnea!

Add a comment