Jakie czynniki wpływają na prędkość wody w rurze i jak wykonać niezbędne obliczenia

Budując autonomiczną sieć wodociągową dla prywatnego domu, należy pomyśleć o wystarczająco dużej liczbie parametrów, które sprawią, że sieć wodociągowa będzie działać przez długi czas i nie wymaga dużych kosztów jej utrzymania. Jednym z ważnych czynników jest szybkość przepływu wody w rurociągach wodociągowych.

Dlaczego prędkość powinna mieć określoną wartość

Jeśli prędkość jest niewystarczająca, nierozpuszczone cząstki osadzają się na ściankach rury, która pochodzi z wody ze studni lub studni. Doprowadzi to do zamulenia i zmniejszenia obszaru przepływu. W rezultacie zmniejszy się ciśnienie i wydajność całego systemu.

Jeśli prędkość wody w dopływie wody jest wysoka, prowadzi to do wzrostu ciśnienia pompowanej cieczy na ściankach rur i ich złączach. Istnieje duże prawdopodobieństwo, że w pewnym momencie rurociągu nastąpi wyciek.

Typowe prędkości

Istnieją zalecane wartości natężenia przepływu wody w rurach wodociągowych, które zależą od materiału, z którego wykonane są rury wodociągowe, są nowe lub były już eksploatowane. Oto kilka zależności, które pomogą Ci dokonać właściwego wyboru.

Prędkość zależy bezpośrednio od średnicy rur. Co więcej, wszelkie płyny poruszające się w rurach podlegają prawom fizyki. W kanalizacji prawa te mają na celu zatrzymanie ruchu wody. Siła, która jest do tego przyłożona, nazywana jest siłą oporu. Prowadzi to do strat głowy i odpowiednio do zmniejszenia prędkości.

Zwykle wzór na natężenie przepływu wody w rurociągach jako taki nie jest nigdzie stosowany. Bo nie ma sensu liczyć tego, co już zostało sprawdzone i jest swobodnie dostępne w tabelach. Jest to standardowa zalecana wartość.

Sam parametr natężenia przepływu wody w rurociągach służy do obliczenia kilku cech sieci wodociągowej. Na przykład przy obliczaniu zużycia wody lub wyborze średnicy rur.

Instalacje wodociągowe to sieci wody pitnej, zaopatrzenia w ciepłą wodę i systemy przeciwpożarowe.

Przykłady obliczeń

Częściej prędkość jest używana do obliczania przepływu wody lub średnicy rury. Aby to zrobić, użyj formuły:

W = V × Sgdzie W - konsumpcja, V - prędkość, S - pole przekroju wybranych rur.

Według jednej z tabel wybrana jest prędkość ruchu wody. Jeśli jest to system zaopatrzenia w wodę przeciwpożarową, ten parametr powinien mieścić się w granicach 3 m / s. Dość duża wartość, ale w przypadku tego typu systemu zaopatrzenia w wodę wartość jest uśredniona, czasem większa.

Na przykład musisz obliczyć przekrój rury. Aby to zrobić, musisz dodatkowo określić, ile wody będzie zużywane przez zraszacze lub zraszacze systemu przeciwpożarowego. Jest to również wartość tabelaryczna, zależna od obszaru chronionego budynku lub konstrukcji. Niech będzie to system przeciwpożarowy w jednym strumieniu, w którym natężenie przepływu wynosi zwykle 3,5 l/s lub 0,0035 m³/h.

Znając wszystkie wymagane parametry systemu zaopatrzenia w wodę, możesz obliczyć przekrój rur, które zostaną zainstalowane w sieci:

S = W / V = ​​0,0035: 3 = 0,0012 m².

Znając przekrój rury, możesz obliczyć jej średnicę. Formuła powierzchni wygląda następująco: S = πD² / 4, stąd wzór na średnicę:

D = √4S / π = √ (4 × 0,0012: 3,14) = 0,0038 m lub 38 mm. Nie ma takiej wartości dla średnicy rury, dlatego należy wybrać standardową większą - 40 mm.

To najprostszy przykład.W rzeczywistości większość systemów zaopatrzenia w wodę to złożone schematy, w których występują zakręty, połączone sekcje, zainstalowane zawory odcinające i inne przeszkody, które zmniejszają prędkość ruchu wody w systemie zaopatrzenia w wodę. Jednocześnie przepompownie są instalowane w wielu sieciach, które tworzą wydajność i ciśnienie. Często w systemie zainstalowanych jest kilka jednostek pompujących, które pracują naprzemiennie: dwie, trzy, jedna na raz, w różnych sekwencjach włączania i wyłączania.

W takich przypadkach obliczenia prowadzone są etapami, dla każdej sekcji osobno. W takim przypadku należy uwzględnić dodatkowe współczynniki, które neutralizują uzyskane wartości, a także straty ciśnienia na kształtkach oraz w miejscach montażu zaworów odcinających.

Przepływ

Prędkość wody w rurze ma dwa znaczenia: na ścianach jest równa zeru, na osi - parametr maksymalny. Im dalej od osi, tym słabiej porusza się woda.

Jeśli rozważymy cylinder, przez który przepływa płyn, jako wyimaginowany model, możemy powiedzieć, że żadne siły nie będą działać na wodę wewnątrz rury. Ale w rzeczywistości tak nie jest. Pierwszą siłą działającą na przepływ wody jest siła tarcia o wewnętrzne ściany rurociągu. Zmniejsza się wraz z odległością od ścian.

Druga siła to siła pompująca działająca od pompy w kierunku przepływu. Jeśli ten parametr jest zawsze niezmieniony, przepływ płynu wewnątrz rury jest laminarny. Prędkość pozostaje bez zmian, na ścianach wynosi zero. To idealna sytuacja.

W praktyce rzadko się to zdarza. Jest na to wiele czynników, na przykład włączanie i wyłączanie pompy, zatykanie filtra i tak dalej. W tym przypadku na ścianach rurociągów prędkość gwałtownie się zmienia: czasem więcej, czasem mniej, czasem z ogromną różnicą. W pozostałej części ta cecha zmienia się mniej.

Wiele portali internetowych oferuje kalkulatory, których można użyć do obliczenia natężenia przepływu płynu przepływającego przez cylinder. Wymaga to tylko dwóch parametrów:

• średnica wewnętrzna rury w mm;
• wydajność systemu zaopatrzenia w wodę, a raczej objętość cieczy przepływającej przez rurę przez określony czas (m³ / godzinę).

Ale takie kalkulatory nie uwzględniają materiału, z którego wykonane są rury, a także obecności lub braku armatury, dodatkowych obwodów i zaworów. Te usługi obliczeniowe można traktować jako podstawę, ale nie należy oczekiwać od nich dokładnej wartości.

Rozwiązując problem związany z szybkością ruchu przepływu wody w sieci wodociągowej, konieczne jest jednoznaczne określenie złożoności układu, wydajności przepompowni oraz rodzaju zastosowanych rur. Najłatwiej jest wybrać tę wartość zgodnie z tabelą, w której wskaźniki są obliczane od dawna i mają gwarancję wiarygodności.