Hidraulički proračun vodovoda: jednostavne metode

Kakav je hidraulični proračun sistema vodosnabdevanja? Koji parametri treba izračunati? Postoje li neke jednostavne proračune za početnike? Odmah napravite rezervaciju: ovaj materijal je prvenstveno namenjen vlasnicima malih privatnih kuća; U skladu s tim, parametri kao što je verovatnoća istovremene upotrebe svih sanitarnih uređaja u zgradi, nije nam potrebno odrediti.

Kao i svaki inženjerski sistem, potrebno je izračunati vodovod.

Šta se obračunava

Hidraulički obračun domaćeg vodosnabdevanja sveden je na definiciju sledećih parametara:

  1. Procenjena potrošnja vode u određenim delovima vodovoda.
  2. Protok vode u cevima.

Napomena: za domaću vodu, brzine od 0,7 do 1,5 m / s se smatraju normom. Za vodosnabdevanje, dozvoljene su brzine do 3 m / s.

  1. Optimalni prečnik dovoda vode, osiguravajući prihvatljiv pad pritiska. Alternativno, gubitak pritiska može se odrediti poznatim prečnikom svakog odseka. Ako se, uzimajući u obzir gubitak pritiska na vodovodne uređaje, biti manji od normalizovanog, lokalna mreža za vodosnabdevanje mora instalirati straničnu mrežu.
Jednostavno iskustvo jasno pokazuje pad pritiska u sistemu vodosnabdevanja.

Protok vode

Standardi potrošnje vode po pojedinačnim vodovodnim uređajima mogu se naći u jednom od aneksa SNiP-a 2.04.01-85, kojim se uređuje izgradnja unutrašnjih vodovodnih i kanalizacionih mreža. Dati deo odgovarajuće tabele.

Uređaj Potrošnja hladne vode, l / s Ukupna potrošnja (hladna i topla voda), l / s
Umivaonik (slavina za vodu) 0.10 0.10
Umivaonik (mikser) 0.08 0.12
Sudoperi (mikser) 0.08 0.12
Kupka (mikser) 0.17 0.25
Tuš kabina (mikser) 0.08 0.12
Toaletna posuda sa vodokotlićem 0.10 0.10
WC školjka sa direktnom slavinom za vodu 1.4 1.4
Kran za zalivanje 0.3 0.3

U slučaju navodne istovremene upotrebe nekoliko instalacija vodovoda, potrošnja se sumira. Dakle, ako se istovremeno sa upotrebom toaleta na prvom spratu očekuje da će tuš kabina raditi na drugom spratu - sasvim je logično dodati vodu kroz oba sanitarna uređaja: 0.10 + 0.12 = 0.22 l / s.

Pri povezivanju uređaja u seriji se troši voda.

Poseban slučaj

Za cevi za protivpožarne vode važe protok od 2,5 l / sna po mlazu. U ovom slučaju, procijenjeni broj mlaznjaka po vatrogasnom hidrantu tokom supresije vatre prilično je predvidljivo prema vrsti zgrade i njegovoj površini.

Na fotografiji - vatrogasni hidrant.
Parametri izgradnje Broj mlaznjaka u gašenju vatre
Stambena zgrada 12 - 16 spratova 1
Isto, sa dužinom hodnika više od 10 metara 2
Stambena zgrada na 16 - 25 spratova 2
Isto, sa dužinom hodnika više od 10 metara 3
Upravne zgrade (6 - 10 spratova) 1
Isto, sa zapreminom od više od 25 hiljada m3 2
Upravne zgrade (10 ili više spratova, zapremina do 25.000 m3) 2
Isto, zapremina je više od 25 hiljada m3 3
Javne zgrade (do 10 spratova, zapremina 5-25 hiljada m3) 1
Isto, zapremina je više od 25 hiljada m3 2
Javne zgrade (više od 10 spratova, do 25 hiljada m3) 2
Isto, zapremina je više od 25 hiljada m3 3
Administracije preduzeća (zapremina 5-25 hiljada m3) 1
Isto, zapremina više od 25.000 m3 2

Protok

Pretpostavimo da je naš zadatak hidrauličko izračunavanje vodovodne mreže nestalog sa poznatim vršnim protokom kroz njega. Moramo odrediti prečnik koji će obezbediti prihvatljivu brzinu protoka kroz cevovod (opoziv, 0,7-1,5 m / s).

Veliki protoci izazivaju hidrauličnu buku.

Formule

Protok vode, brzina njegovog protoka i veličina cjevovoda su međusobno povezani sledećim nizom formula:

S =? r ^ 2, gde:

  • S je poprečni presek cevi u kvadratnim metrima;
  • ? - broj pi preuzet jednak 3.1415;
  • r je poluprečnik unutrašnjeg dela u metrima.

Korisno: za čelične cijevi i cijevi od livenog gvožđa, radijus se obično pretpostavlja jednak polovici njihovog DN (uslovni hod). Kod većine plastičnih cevi unutrašnji prečnik je jedan korak manji od nominalnog spoljnog prečnika: na primer, za polipropilensku cev sa spoljnim prečnikom 40 mm, unutrašnji prečnik je približno 32 mm.

Uslovni prelaz odgovara približno unutrašnjem prečniku čelične cevi.

Q = VS, gde:

  • Q - potrošnja vode (m3);
  • V - protok vode (m / s);
  • S je površina poprečnog preseka u kvadratnim metrima.

Primjer

Hajde da izvršimo hidraulički proračun jednosmerne vatrogasne cevi sa protokom od 2,5 l / s.

Kao što smo već saznali, u ovom slučaju brzina protoka vode je ograničena na m / s.

  1. Ponovo izračunavamo protok u SI jedinicama: 2.5 l / s = 0.0025 m3 / s.
  2. U drugoj formuli izračunamo minimalnu površinu poprečnog preseka. Sa brzinom od 3 m / s, iznosi 0.0025 / 3 = 0.00083 m3.
  3. Izračunajte radijus unutrašnjeg dela cevi: r ^ 2 = 0.00083 / 3.1415 = 0.000264; r = 0,016 m
  4. Prema tome, unutrašnji prečnik cevovoda mora biti najmanje 0,016 x 2 = 0,032 m ili 32 milimetara. Ovo odgovara parametrima čelične cevi DU32.

Napominjemo: kada se dobijaju srednje vrednosti između standardnih dimenzija cevi, zaokruživanje se vrši na gore. Cena cevi prečnika koja se razlikuje po tački se ne razlikuje previše; U međuvremenu, smanjenje prečnika za 20% podrazumijeva gotovo jedan i po kap smanjenja kapaciteta akvadukta.

Kapacitet prve i treće cevi varira četiri puta.

Proračun jednostavnog prečnika

Za brzo izračunavanje može se koristiti sledeća tabela, koja direktno povezuje protok kroz cevovod do njegove veličine.

Potrošnja, l / s Minimalna kontrola cevovoda, mm
0.2 10
0.6 15
1.2 20
2.4 25
4 32
6 40
10 50

Gubitak glave

Formule

Upute za izračunavanje gubitka pritiska u odeljku poznate dužine su prilično jednostavne, ali podrazumijeva poznavanje određenog broja varijabli. Na sreću, po želji, mogu se naći u referentnim knjigama.

Formula ima oblik H = iL (1 + K).

U njemu:

  • H je željena vrijednost gubitka glave u metrima.

Referenca: nadpritisak od 1 atmosfere (1 kgf / cm2) pri atmosferskom pritisku odgovara vodenoj koloni od 10 metara. Da bi se kompenzovao pad pritiska od 10 metara, pritisk na ulazu u vodovodnu mrežu mora biti povećan za 1 kgf / cm2.

  • i - hidraulički nagib cjevovoda.
  • L je njegova dužina u metrima.
  • K - koeficijent u zavisnosti od svrhe mreže.
Formula je u velikoj meri pojednostavljena. U praksi, krivine cevovoda i ventila takođe uzrokuju pad pritiska.

Neki elementi formule jasno zahtevaju komentare.

Najlakši način je sa koeficijentom K. Njene vrijednosti su utvrđene u već pomenutom SNiP broju 2.04.01-85:

Svrha snabdevanja vodom Vrednost koeficijenta
Pije i pije 0.3
Proizvodnja, ekonomija i vatra 0.2
Vatrogasci 0.15
Vatrootporno 0.1

Ali koncept hidrauličkog nagiba je mnogo komplikovaniji. Odražava otpor koji cev ima na kretanje vode.

Hidraulički nagib zavisi od tri parametra:

  1. Stopa protoka Što je veća, to je veća hidraulička otpornost cevovoda.
  2. Prečnik cevi. Ovde je odnos inverzan: smanjenje poprečnog preseka dovodi do povećanja hidrauličnog otpora.
  3. Hrapavost zidova. Ona, pak, zavisi od materijala cevi (čelik ima manje glatku površinu od polipropilena ili HDPE), au nekim slučajevima i od starosti cijevi (depoziti rđe i kamenca povećavaju hrapavost).

Na sreću, problem utvrđivanja hidrauličnog nagiba potpuno je rešen tabelom hidrauličnog izračunavanja vodovodnih cevi (Shevelev stol). Obezbeđuje vrednosti za različite materijale, prečnike i protok; Pored toga, tabela sadrži korekcijske faktore za stare cevi.

Shevelev tabele.

Da se pojasni: starosne korekcije nisu potrebne za sve vrste polimernih cevovoda. Metalno-plastični, polipropilen, običan i umreženi polietilen ne menja strukturu površine tokom celog perioda rada.

Veličina Sheveleva stolova onemogućava njihovu objavu u potpunosti; Međutim, za informacije, predstavljamo kratak izvod iz njih.

Evo referentnih podataka za plastičnu cev prečnika 16 mm.

Potrošnja u litrima u sekundi Brzina u metrima u sekundi 1000i (hidraulični nagib dužine 1000 metara)
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

Pri izračunavanju padova pritiska, potrebno je uzeti u obzir da većina uređaja za vodu za normalan rad zahtijeva određeni nadpritisak. Pre trideset godina SNiP pruža podatke za zastarele vodove; savremeniji modeli kućanske i sanitarne opreme zahtevaju nadpritisak od najmanje 0,3 kgf / cm (3 metra glave) za normalan rad.

Senzor ne dozvoljava da se grijač proticaja uključi pri pritisku vode ispod 0,3 kgf / cm2.

Međutim: u praksi je bolje uključiti u računanje nešto viši nadpritisak - 0,5 kgf / cm2. Rezerva je potrebna kako bi se kompenzirali neisplaćeni gubici na linijama snabdevanja instrumentima i njihova vlastita hidraulička otpornost.

Primjeri

Hajde da navedemo primer hidrauličnog proračunavanja sistema za dovod vode, napravljen ručno.

Pretpostavimo da je potrebno izračunati gubitak pritiska u domaćem dovodu plastične vode prečnika 15 mm dužine 28 metara i maksimalno dozvoljenog proticaja vode od 1,5 m / s.

Cijevi ove veličine najčešće se koriste za distribuciju vode u stanu ili maloj kućici.
  1. Hidraulički nagib dužine 1000 metara iznosiće 319,8. Pošto se u formuli za izračunavanje padova pritiska i ne koristi 1000i, ovu vrijednost treba podeliti sa 1000: 319.8 / 1000 = 0.3198.
  2. Koeficijent K za snabdevanje pitkom vodom biće jednak 0,3.
  3. Formula će u celini imati formu H = 0,3198 x 28 x (1 + 0,3) = 11,64 metara.

Tako ćemo imati pritisak od 0,5 atmosfere na kraju instalacije vodovoda pod pritiskom glavnog vodovoda od 0,5 + 1,164 = 1,6 kgf / cm2. Stanje je prilično izvodljivo: pritisak u liniji obično nije niži od 2,5 - 3 atmosfere.

Usput: testiranje cjevovoda tokom puštanja u pogon vrši se pod pritiskom, najmanje jednako radniku sa koeficijentom od 1,3. Akt hidrauličkog ispitivanja sistema vodosnabdevanja mora sadržavati oznake kako o trajanju, tako io pritisku ispitivanja.

Primjer akt hidrauličkog ispitivanja.

A sada uradimo obrnuto izračunavanje: određujemo minimalni prečnik plastične cevi koja obezbeđuje prihvatljiv pritisak na krajnjem mikseru u sledećim uslovima:

  • Pritisak na autoputu je 2,5 atmosfere.
  • Dužina cevovoda do kraja miksera je 144 metara.
  • Prelazni prečnici su odsutni: cijelo kućno snabdevanje će se montirati u istoj veličini.
  • Potrošnja vršne vode je 0,2 litara u sekundi.

Pa, hajde da započnemo.

  1. Dozvoljeno gubljenje pritiska je 2,5-0,5 = 2 atmosfere, što odgovara pritisku od 20 metara.
  2. Koeficijent K u ovom slučaju je jednak 0,3.
  3. Formula, dakle, ima oblik 20 = ix144x (1 + 0.3). Jednostavan proračun će dati vrijednost i na 0.106. 1000i, respektivno će biti jednako 106.
  4. Sledeća faza je pretraga u tabeli prečnika Shevelev, koja odgovara 1000i = 106 po željenom protoku. Najbliža vrijednost - 108.1 - odgovara prečniku polimerne cijevi od 20 mm.
Odnos između unutrašnjeg i spoljašnjeg prečnika polipropilenske cevi.

Zaključak

Nadamo se da nismo preterali poštenog čitaoca sa viškom brojeva i formula. Kao što smo već pomenuli, dali smo izuzetno proste proračunske šeme; profesionalci su prisiljeni da koriste mnogo kompleksnija rešenja. Kao i obično, dodatne tematske informacije možete pronaći na video snimku u ovom članku. Successes!

Dodajte komentar