Что учитывать при расчете однотрубной системы отопления

Однотрубная система отопления – одно из решений по разводке труб внутри зданий с подключением приборов нагрева. Такая схема видится наиболее простой и эффективной. Сооружение отопительной ветки по варианту «одной трубой» обходится домовладельцам дешевле иных способов.

Чтобы обеспечить работоспособность схемы, необходимо выполнить предварительный расчет однотрубной системы отопления – это позволит поддерживать нужную температуру в доме и предупредить потерю давления в сети. С этой задачей вполне реально справиться самостоятельно. Сомневаетесь в своих силах?

Мы расскажем вам, каковы особенности устройства однотрубной системы, приведем примеры рабочих схем, объясним, какие расчеты обязательно следует выполнить на этапе планирования отопительного контура.

Содержание статьи:

Устройство однотрубной схемы отопления

Гидравлическая устойчивость системы традиционно обеспечивается оптимальным подбором условного прохода трубопроводов (Dусл). Стабильную схему реализовать способом подбора диаметров, без предварительной настройки систем отопления с терморегуляторами, достаточно просто.

Именно к таким отопительным системам прямое отношение имеет с вертикальным/горизонтальным монтажом радиаторов и при полном отсутствии запорно-регулирующей арматуры на стояках (ответвлениях к приборам).

Наглядный пример установки радиаторного элемента в схеме, организованной по принципу циркуляции одной трубой. В данном случае используются металлопластиковые трубопроводы с металлическими фитингами

Методом изменения диаметров труб в однотрубной кольцевой схеме отопления можно достаточно точно сбалансировать имеющие место потери давления. Управление же потоками теплоносителя внутри каждого отдельного нагревательного прибора обеспечивает .

Обычно в рамках процесса конструирования отопительной системы по однотрубной схеме на первом этапе выстраиваются узлы обвязки радиаторов. На втором этапе выполняют увязку циркуляционных колец.

Классическое схемное решение, где для протока теплоносителя и распределения воды по тепловым радиаторам используется одна труба. Эта схема относится к наиболее простым вариантам (+)

Конструирование узла обвязки отдельно взятого прибора предполагает определение потерь давления на узле. Выполняется расчёт с учётом равномерного распределения потока теплоносителя терморегулятором относительно точек подключения на этом схемном участке.

В рамках той же операции выполняется расчёт коэффициента затекания, плюс определение диапазона параметров распределения потоков на замыкающем участке. Уже опираясь на рассчитанный диапазон веток, выстраивают циркуляционное кольцо.

Увязывание циркуляционных колец

Чтобы качественно выполнить увязку циркуляционных колец однотрубной схемы, предварительно выполняется расчёт по возможным потерям давления (∆Ро). При этом не учитывают потери давления на регулировочном вентиле (∆Рк).

Далее по значению расхода теплоносителя на конечном участке циркуляционного кольца и по значению ∆Рк (график в технической документации на прибор), определяется величина настройки регулировочного вентиля.

Этот же показатель можно определить по формуле:

Кв=0,316G / √∆Рк,

где:

• Кв – величина настройки;
• G – расход теплоносителя;
• ∆Рк – потери давления на регулировочном вентиле.

Аналогичные расчёты выполняются для каждого отдельного регулирующего вентиля однотрубной системы.

Правда, диапазон потерь давления на каждом РВ вычисляют по формуле:

∆Рко=∆Ро + ∆Рк – ∆Рn,

где:

• ∆Ро – возможные потери давления;
• ∆Рк – потери давления на РВ;
• ∆Рn – потери давления на участке n-циркуляционного кольца (без учёта потерь в РВ).

Если в результате расчётов необходимые значения для однотрубной системы отопления в целом не были получены, рекомендуется применить вариант однотрубной системы, куда входят автоматические регуляторы расхода.

Автоматический регулятор расхода, установленный на линии обратного хода теплоносителя. Прибор регулирует общий расход теплоносителя для всей однотрубной схемы

Такие устройства, как автоматические регуляторы, монтируются на концевых участках схемы (узлы соединений на стояках, отводящие ветки) в точках подключения к возвратной линии.

Если технически изменить конфигурацию автоматического регулятора (поменять местами кран слива и пробку), установка приборов возможна и на линиях подачи теплоносителя.

С помощью автоматических регуляторов расхода осуществляется увязывание циркуляционных колец. При этом определяются потери давления ∆Рс на концевых участках (стояки, приборные ветки).

Остаточные потери давления в границах циркуляционного кольца распределяют между общими участками трубопроводов (∆Рмр) и общим регулятором расхода (∆Рр).

Значение временной настройки общего регулятора выбирается по представленным в технической документации графикам, с учётом ∆Рмр концевых участков.

Рассчитывают потери давления на концевых участках формулой:

∆Рс=∆Рпп – ∆Рмр – ∆Рр,

где:

• ∆Рр – расчётное значение;
• ∆Рпп – заданный перепад давлений;
• ∆Рмр – потери Рраб на участках трубопроводов;
• ∆Рр – потери Рраб на общем РВ.

Настройку автоматического регулятора основного циркуляционного кольца (при условии изначально не заданного перепада давлений) осуществляют с учётом установки минимально возможного значения из диапазона настройки в технической документации прибора.

Качество управляемости потоков автоматикой общего регулятора контролируют по разности потерь давления на каждом отдельном регуляторе стояка или приборной ветки.

Применение и экономическое обоснование

Отсутствие требований к температуре охлаждённого теплоносителя является отправной точкой для проектирования однотрубных отопительных систем на терморегуляторах с установкой ТР на подводящих линиях радиаторов. При этом обязательным является оснащение теплового пункта автоматической регулировкой.

Терморегулятор, установленный на линии, подающей теплоноситель в радиатор отопления. Для монтажа использовались металлические фитинги, которые удобны для работы с трубами из полипропилена

Схемные решения, где отсутствуют терморегулирующие приборы на подводящих линиях радиаторов, также используются на практике. Но применение подобных схем обусловлено несколько иными приоритетами обеспечения микроклимата.

Обычно однотрубные схемы, где отсутствует автоматическое регулирование, применяют для групп помещений, спроектированных с учётом компенсации тепловых потерь (50% и более) за счёт дополнительных устройств: приточная вентиляция, кондиционирование, электрический подогрев.

Также устройство однотрубных систем встречается в проектах, где нормативами допускается температура теплоносителя, превышающая граничное значение рабочего диапазона терморегулятора.

Проекты многоквартирных домов, где эксплуатация системы отопления завязана с учётом потребляемого тепла посредством счётчиков, обычно выстраивается по периметральной однотрубной схеме.

Периметральная однотрубная схема – своего рода «классика жанра», которую часто применяют в практике муниципального и частного домостроения. Считается пр

Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления: схема

Для чего нужен гидравлический расчет двухтрубной системы отопления
Каждое здание индивидуально. В связи с этим отопление с определением количества тепла будет индивидуальным. Сделать это можно при помощи гидравлического расчета, при этом облегчить задачу может программа и таблица расчета.

Расчет системы отопления дома начинают с выбора топлива, исходя из учета потребностей и особенностей инфраструктуры местности, где расположен дом.

Цель гидравлического расчета, программа и таблица которого есть в сети, заключается в следующем:

• определение количества нагревательных приборов, которые необходимы;
• подсчет диаметра и количества трубопроводов;
• определение возможной потери отопления.

Все подсчеты должны производиться по схеме отопления со всеми элементами, которые входят в систему. Подобная схема и таблица должны быть предварительно составлены. Для проведения гидравлического расчета понадобится программа, аксонометрическая таблица и формулы.

Двухтрубная система отопления частного дома с нижней разводкой.

За расчетный объект принимается более нагруженное кольцо трубопровода, после чего определяется необходимое сечение трубопровода, возможные потери давления всего контура отопления, оптимальная площадь поверхности радиаторов.

Проведение подобного расчета, для чего используется таблица и программа, может создать четкую картину с распределением всех сопротивлений в контуре отопления, которые существуют, а также позволяет получить точные параметры температурного режима, расхода воды в каждой части отопления.

Гидравлический расчет в результате должен выстроить наиболее оптимальный план отопления собственного дома. Не нужно полагаться исключительно на свою интуицию. Таблица и программа расчета упростят процесс.

Элементы, которые нужны:

1. Схемы.
2. Формулы.
3. Таблица.
4. Программа расчета.

Гидравлический расчет отопительной системы с учетом трубопроводов

Схема систем отопления с насосной циркуляцией и открытым расширительным бачком.

При проведении всех подсчетов будут использоваться основные гидравлические параметры, в том числе гидравлическое сопротивление трубопроводов и арматуры, расход теплоносителя, скорость теплоносителя, а также таблица и программа. Между подобными параметрами есть полная взаимосвязь. На это и необходимо опираться при проведении расчетов.

Пример: если повысить скорость носителя тепла, одновременно повысится и гидравлическое сопротивление у трубопровода. Если будет повышен расход теплоносителя, одновременно может возрасти и скорость теплоносителя и гидравлическое сопротивление. Чем большим будет диаметр трубопровода, тем меньшей будет скорость теплоносителя и гидравлическое сопротивление. На основе анализа подобных взаимосвязей есть возможность превратить гидравлический расчет в анализ параметров надежности и эффективности полностью всей системы, что может помочь снизить расходы на материалы, которые используются. Стоит помнить, что гидравлические характеристики не отличаются постоянством, с чем могут помочь номограммы.
Гидравлический расчет системы водяного отопления: расход теплоносителя

Возможная схема будущей двухтрубной системы отопления.

Расход теплоносителя напрямую будет зависеть от того, какая тепловая нагрузка придется на те

Расчет естественной циркуляции. Гравитационный напор

Расчет отопления с естественной циркуляцией. Гравитационный напор

Многие полагают, что естественная циркуляция существует только в системах отопления с естественной циркуляцией.

Естественная циркуляция присутствует даже в системах отопления с принудительной циркуляцией.

Принудительная циркуляция — это система отопления с насосом. А естественная циркуляция — без насоса.

В этой статье я научу Вас находить естественный напор в системах отопления.

Подробнее о программе

Подробнее о программе

Пример 1

Представим циркуляционное кольцо в виде четырех труб разделенных отводами.

Нам необходимо найти силу, которая будет заставлять теплоноситель двигаться. Данная сила называется гравитационным напором. Принимаем во внимание, что весь вертикальный столб одной температуры.

Зададим данные:

t₁=60 градусов Цельсия

t₂=40 градусов Цельсия

Теплоноситель = обычная вода

H = 6 метров.

Решение.

F=g•H•(ρ₂-ρ₁), [Па]

g — ускорение свободного падения 9,81 м/с2

Н — высота столба

ρ₁ и ρ₂ — плотность воды при разных значениях температуры.

Согласно справочнику:

ρ₂(60) = 983 кг/м³

ρ₁(40) = 992 кг/м³

F=9.81•6•(992-983)=530 Па

530 Па = 0,05 м.в.ст.

Ответ: Естественный напор составляет 530 Па или 0.05 м.в.ст.

Из реального примера

Распространенные насосы в частных домах в среднем до 6 м.в.ст. Напор, получаемый естественной циркуляцией, составит 0,05 м.в.ст. Это очень мало. Но даже такой напор может заставить двигаться теплоноситель. И чем больше диаметр трубы, тем меньше сопротивление и соответственно больше расход.

Рассмотрим приближенный к реальности вариант

Условие:

t₁=60 градусов Цельсия

t₂=40 градусов Цельсия

Теплоноситель = обычная вода

H = 3 метра.

Решение.

Согласно справочнику:

ρ₂(60) = 983 кг/м³

ρ₁(40) = 992 кг/м³

F=9.81•3•(992-983)=265 Па

265 Па = 0,027 м.в.ст.

Ответ: Естественный напор составляет 265 Па или 0.027 м.в.ст.

Давайте для примера рассчитаем, какой расход будет в этой схеме при естественной циркуляции без насоса.

Условие задачи:

Трубой будет являться сталь с внутренним диаметром 25 мм, такой же диаметр, как и у секционного радиатора. Примем, для упрощенного расчета, что сопротивления радиатора и котла равны нулю. Мы посчитаем только сопротивление трубопровода и найдем расход. Примем, что перепад температур между подающим и обратным теплоносителем равно 20 градусов Цельсия.

Чтобы найти расход, воспользуемся калькулятором гидравлического сопротивления. Нам необходимо найти расход при известном сопротивлении. То есть сопротивлением будет являться значение естественного напора 265 Па.

Скачать калькулятор расчетов гидравлического сопротивления.

Подставляя расход такой, который бы создал сопротивление равное 265 Па или 0,027м.в.ст.

В калькуляторе вводим такие данные:

Стальная труба 25мм длиной 8 метров. Температуру задаем среднюю 50 градусов. Равнопроходных отводов 4 шт. Перепад высот не указываем.

Ответ: Расход равен 5,4 литр/мин.

То есть при расходе 5,4 литр/мин. калькулятор выдал результат сопротивления: 265 Па или 0,027м.в.ст.

Если рассчитать что при расходе 5,4 литра в минуту тратится 20 градусов, то это означает, что в радиаторе теплоноситель теряет около 7,4 кВт.

Если радиатор не тратит такое количество тепла, то перепад по температуре будет меньше и соответственно естественный напор будет меньше. Существуют способы, как найти точный расход через радиатор, но необходимо связать еще некоторые законы по теплопотерям через радиатор. Это то, что если в радиаторе будет мало теряться температуры, то температурный перепад будет меньше. Соответственно гравитационный напор будет меньше. А за ним и расход.

Но если данный радиатор потребляет такое количество тепла, что при расходе в 5,4 литра в минуту расходуется 20 градусов, то решение верное.

Естественно данная задача только для примера. И теплопотери радиатора вымышленные. Вы можете подставлять различные данные по перепаду температур и соответственно находить для своей схемы пригодные параметры. Что касается сопротивления котлов, и радиаторов, то их можно посчитать в различных программах или самому по формулам. Можно данные по сопротивлениям найти в справочниках.

Если хотите понять, как я узнал, сколько теряется тепла в отопительном приборе, то познакомьтесь с этими статьями:

Законы переноса тепла по трубам

Расчет потерь тепла через радиатор

Гидравлический расчет систем отопления. Отопление в частном доме



Гидравлический расчет систем отопления. Отопление в частном доме li { font-size:1.06rem; }
}.sidebar .widget { padding-left: 20px; padding-right: 20px; padding-top: 20px; }::selection { background-color: #4f4f4f; }
::-moz-selection { background-color: #4f4f4f; }a,.themeform label .required,#flexslider-featured .flex-direction-nav .flex-next:hover,#flexslider-featured .flex-direction-nav .flex-prev:hover,.post-hover:hover .post-title a,.post-title a:hover,.sidebar.s1 .post-nav li a:hover i,.content .post-nav li a:hover i,.post-related a:hover,.sidebar.s1 .widget_rss ul li a,#footer .widget_rss ul li a,.sidebar.s1 .widget_calendar a,#footer .widget_calendar a,.sidebar.s1 .alx-tab .tab-item-category a,.sidebar.s1 .alx-posts .post-item-category a,.sidebar.s1 .alx-tab li:hover .tab-item-title a,.sidebar.s1 .alx-tab li:hover .tab-item-comment a,.sidebar.s1 .alx-posts li:hover .post-item-title a,#footer .alx-tab .tab-item-category a,#footer .alx-posts .post-item-category a,#footer .alx-tab li:hover .tab-item-title a,#footer .alx-tab li:hover .tab-item-comment a,#footer .alx-posts li:hover .post-item-title a,.comment-tabs li.active a,.comment-awaiting-moderation,.child-menu a:hover,.child-menu .current_page_item > a,.wp-pagenavi a,.entry.woocommerce div.product .woocommerce-tabs ul.tabs li.active a{ color: #4f4f4f; }.themeform input[type=»submit»],.themeform button[type=»submit»],.sidebar.s1 .sidebar-top,.sidebar.s1 .sidebar-toggle,#flexslider-featured .flex-control-nav li a.flex-active,.post-tags a:hover,.sidebar.s1 .widget_calendar caption,#footer .widget_calendar caption,.author-bio .bio-avatar:after,.commentlist li.bypostauthor > .comment-body:after,.commentlist li.comment-author-admin > .comment-body:after,.themeform .woocommerce #respond input#submit.alt,.themeform .woocommerce a.button.alt,.themeform .woocommerce button.button.alt,.themeform .woocommerce input.button.alt{ background-color: #4f4f4f; }.post-format .format-container { border-color: #4f4f4f; }.sidebar.s1 .alx-tabs-nav li.active a,#footer .alx-tabs-nav li.active a,.comment-tabs li.active a,.wp-pagenavi a:hover,.wp-pagenavi a:active,.wp-pagenavi span.current,.entry.woocommerce div.product .woocommerce-tabs ul.tabs li.active a{ border-bottom-color: #4f4f4f!important; }

.search-expand,
#nav-topbar.nav-container { background-color: #282828}@media only screen and (min-width: 720px) {
#nav-topbar .nav ul { background-color: #282828; }
} #header { background-color: #dddddd; }
@media only screen and (min-width: 720px) {
#nav-header .nav ul { background-color: #dddddd; }
]]>

Гидравлические расчеты трубопроводов. Расчет диаметра трубопровода. Подбор трубопроводов

Пример № 1

Каковы потери напора на местные сопротивления в горизонтальном трубопроводе диаметром 20 х 4 мм, по которому вода перекачивается из открытого резервуара в реактор с давлением 1,8 бар? Расстояние между резервуаром и реактором 30 м. Расход воды 90 м3 / час. Общий напор 25 м. Коэффициент трения принимается равным 0.028.

Решение:

Скорость потока воды в трубопроводе равна:

w = (4 · Q) / (π · d ² ) = ((4 · 90) / (3,14 · [0,012] ² )) · (1/3600) = 1,6 м / с

Находим потери на трение напора в трубопроводе:

H _Т = (λ · l) / (d _э · [w ² / (2 · g)]) = (0,028 · 30) / (0,012 · [1,6] ² ) / ((2 · 9,81)) = 9,13 м

Всего потерь:

ч _п = H — [(p ₂ -p ₁ ) / (ρ · г)] — H _г = 25 — [(1,8-1) · 10 ⁵ ) / (1000 · 9,81)] — 0 = 16,85 м

Убытки на локальном сопротивлении находятся в пределах:

16,85-9,13 = 7,72 м

Пример №2

Вода перекачивается центробежным насосом по горизонтальному трубопроводу со скоростью 1,5 м / с. Суммарный создаваемый напор равен 7 м. Какова максимальная длина трубопровода, если вода берется из открытого резервуара, перекачивается по горизонтальному трубопроводу с одной задвижкой и двумя отводами на 90 ° и вытекает из трубы в другой резервуар? Диаметр трубопровода 100 мм. Относительная шероховатость принята равной 4 · 10 ^-5 .

Решение:

Для трубы диаметром 100 мм коэффициенты местных сопротивлений будут равны:

Для колена 90 ° — 1.1; задвижка — 4,1; выход трубы — 1.

Затем определяем значение скоростного напора:

w ² / (2 · g) = 1,5 ² / (2 · 9,81) = 0,125 м

Потери напора на местные сопротивления будут равны:

∑ζ _МС · [w ² / (2 · g)] = (2 · 1,1 + 4,1 + 1) · 0,125 = 0,9125 м

Суммарные потери напора на сопротивление трению и местные сопротивления находим по формуле полного напора насоса (геометрический напор в этих условиях равен 0):

ч _п = H — (p ₂ -p ₁ ) / (ρ · г) — H _г = 7 — ((1-1) · 10 ⁵ ) / (1000 · 9 , 81) — 0 = 7 м

Тогда потери напора на трение составят:

7-0,9125 = 6,0875 м

Рассчитаем значение числа Рейнольдса для потока в трубопроводе (динамическая вязкость воды принята равной 1 · 10 ^-3 Па · с, а плотность — 1000 кг / м. ³ ):

Re = (w · d _Э · ρ) / μ = (1,5 · 0,1 · 1000) / (1 · 10 ^-3 ) = 150000

В соответствии с этим числом с помощью таблицы рассчитываем коэффициент трения (арифметическая формула выбрана из того принципа, что значение Re попадает в диапазон 2,320

λ = 0,316 / Re ^0,25 = 0,316 / 150000 ^0,25 = 0,016

Выразим и найдем максимальную длину трубопровода по формуле потерь на трение напора:

l = (H _об · d _э ) / (λ · [w ² / (2g)]) = (6,0875 · 0,1) / (0,016 · 0,125) = 304,375 м

Пример №3

Дан трубопровод с внутренним диаметром 42 мм. Подключается к водяному насосу с расходом 10 м ³ / час и создающим напором 12 м. Температура перекачиваемой среды 20 ° C. Конфигурация трубопровода представлена ​​на рисунке ниже. Необходимо рассчитать потери напора и проверить, способен ли этот насос перекачивать воду при заданных параметрах трубопровода. Абсолютная шероховатость труб принята равной 0,15 мм.

Решение:

Рассчитываем скорость потока жидкости в трубопроводе:

w = (4 · Q) / (π · d ² ) = (4 · 10) / (3,14 · 0,042 ² ) · 1/3600 = 2 м / с

Напор, соответствующий найденной скорости, будет равен:

w ² / (2 · г) = 2 ² / (2 · 9,81) = 0,204 м

Коэффициент трения следует найти до расчета c потерь на трение в трубах.В первую очередь определяем относительную шероховатость трубы:

e = Δ / d _Э = 0,15 / 42 = 3,57 · 10 ^-3 мм

Критерий Рейнольдса для расхода воды в трубопроводе (динамическая вязкость воды при 20 ° C 1 · 10 ^-3 Па · с, плотность 998 кг / м ³ ):

Re = (w · d _Э · ρ) / μ = (2 · 0,042 · 998) / (1 · 10 ^-3 ) = 83832

Узнаем режим протока воды:

10 / е = 10 / 0,00357 = 2667

560 / е = 560 / 0,00357 = 156863

Найденное значение критерия Рейнольдса находится в диапазоне 2667 <83832 <156,863 (10 / e

λ = 0,11 · (e + 68 / Re) ^0,25 = 0,11 · (0,00375 + 68/83832) ^0,25 = 0,0283

Потери на трение напора в трубопроводе будут равны:

H _Т = (λ · l) / d _э · [w ² / (2 · g)] = (0,0283 · (15 + 6 + 2 + 1 + 6 + 5)) / 0,042 · 0,204 = 4,8 м

Затем необходимо рассчитать потери напора на местные сопротивления.Из схемы трубопровода следует, что местные сопротивления представлены двумя задвижками, четырьмя прямоугольными коленами и одним выходом из трубы.

Таблицы не содержат значений коэффициента местных сопротивлений для нормальных задвижек и прямоугольных колен с диаметром трубы 42 мм, поэтому воспользуемся одним из способов приблизительного расчета интересующих нас значений.

Берем табличные значения коэффициентов местных сопротивлений нормальной задвижки для диаметров 40 и 80 мм.Мы предполагаем, что график значений коэффициентов представляет собой прямую линию в этом диапазоне. Составим и решим систему уравнений, чтобы найти график зависимости коэффициента местного сопротивления от диаметра трубы:

{

4,9 = a · 40 + b
4 = a · 80 + b

=

{

а = -0,0225
б = 5,8

Уравнение искомого имеет вид:

ζ = -0,0225 · d + 5,8

При диаметре 42 мм коэффициент местного сопротивления будет равен:

ζ = -0,0225 · 42 + 5,8 = 4,855

Аналогично находим значение коэффициента местного сопротивления для прямоугольного колена.Мы берем табличные значения для диаметров 37 и 50 мм и решаем систему уравнений, делая аналогичные предположения о характере графика на этом участке:

{

1,6 = a · 37 + b
1,1 = a · 50 + b

=

{

а = -0,039
б = 3,03

Уравнение искомого имеет вид:

ζ = -0,039 · d + 3,03

При диаметре 42 мм коэффициент местного сопротивления будет равен:

ζ = -0,039 · 42 + 3,03 = 1,392

Для выхода трубы коэффициент местного сопротивления принимается равным единице.

Потери напора на местные сопротивления будут равны:

∑ζ _МС · [w ² / (2g)] = (2 · 4,855 + 4 · 1,394 + 1) · 0,204 = 3,3 м

Суммарные потери напора в системе будут равны:

4,8 + 3,3 = 8,1 м

На основании полученных данных можно сделать вывод, что данный насос подходит для перекачивания воды по этому трубопроводу, так как создаваемый им напор больше, чем общие потери напора в системе, а скорость потока жидкости остается в пределах оптимального запаса.

Пример № 4

Участок прямого горизонтального трубопровода внутренним диаметром 300 мм подвергся ремонту путем замены участка трубопровода длиной 10 м на внутренний диаметр 215 мм. Общая протяженность ремонтируемого участка трубопровода — 50 м. Заменяемый участок находится на расстоянии 18 м от начала. Вода течет по трубопроводу при температуре 20 ° C со скоростью 1,5 м / с. Необходимо выяснить, как изменится гидравлическое сопротивление ремонтируемого участка трубопровода. Коэффициенты трения для труб диаметром 300 и 215 мм принимаются равными 0.01 и 0,012 соответственно.

Решение:

Первоначальный трубопровод создавал потери напора только из-за трения жидкости о стенки во время перекачки. Замена участка трубы привела к появлению двух местных сопротивлений (резкое сжатие и резкое расширение проходного канала) и участка с измененным диаметром трубы, где потери на трение будут другими. Остающийся участок трубопровода не изменился и, следовательно, не может рассматриваться как часть данной проблемы.

Рассчитываем расход воды в трубопроводе:

Q = (π · d²) / 4 · w = (3,14 · 0,3²) / 4 · 1,5 = 0,106 м³ / с

Поскольку расход не меняется по длине трубопровода, можно определить скорость потока на участке трубы, подлежащем ремонту:

w = (4 · Q) / (π · d²) = (4 · 0,106) / (3,14 · 0,215²) = 2,92 м / с

Полученное значение скорости потока в заменяемом участке трубы находится в оптимальном диапазоне.

Для определения коэффициента местного сопротивления сначала рассчитывается критерий Рейнольдса для разных диаметров труб и соотношения площадей поперечного сечения этих труб.Критерий Рейнольдса для трубы диаметром 300 мм (динамическая вязкость воды при 20 ° С 1 · 10 ^-3 Па · с, а плотность — 998 кг / м ³ ):

e = (w · d _Э · ρ) / μ = (1,5 · 0,3 · 1000) / (1 · 10 ^-3 ) = 450000

Критерий Рейнольдса для трубы диаметром 215 мм (динамическая вязкость воды при 20 ° C составляет 1 · 10 ^-3 Па · с, а плотность — 998 кг / м. ³ ):

Re = (w · d _Э · ρ) / μ = (1,5 · 0,215 · 1000) / (1 · 10 ^-3 ) = 322500

Соотношение площадей поперечного сечения трубы равно:

((π · d ₁ ²) / 4) / ((π · d ₂ ²) / 4) = 0,215² / 0,3² = 5,1

По таблицам найдем значения коэффициентов местных сопротивлений, округленные до отношения площадей до 5.Для внезапного расширения он будет равен 0,25, а для внезапного сжатия также будет равен 0,25.

Потери напора на местные сопротивления будут равны:

∑ζ _МС · [w² / (2g)] = 0,25 · [1,5² / (2 · 9,81)] + 0,25 · [2,92² / (2 · 9,81)] = 0,137 м

Теперь рассчитаем потери на трение в замененном участке трубопровода для начального и нового участков труб. Для трубы диаметром 300 мм они будут равны:

H _Т = (λ · l) / d _э · [w² / (2g)] = (0,01 · 10) / 0,3 · [1,5² / (2 · 9,81)] = 0,038 м

Для трубы диаметром 215 мм:

H _Т = (λ · l) / d _э · [w² / (2g)] = (0,012 · 10) / 0,215 · 2,92² / (2 · 9,81) = 0,243 м

Отсюда делаем вывод, что потери на трение в трубопроводе увеличатся на:

0,243-0,038 = 0,205 м

Суммарный прирост потерь на трение в трубопроводе составит:

0,205 + 0,137 = 0,342 м

Инженеры

всегда готовы оказать консультационные услуги или предоставить дополнительную техническую информацию по предлагаемому нами насосному оборудованию и трубопроводной арматуре.

Запросы на трубопроводы просим направлять в технический отдел нашей компании на e-mail: [email protected], телефон +7 (495) 225 57 86

Центральный офис ENCE GmbH
Наша сервисная компания Intekh GmbH

Головные представительства в странах СНГ:

Россия
Казахстан
Украина
Туркменистан
Узбекистан
Латвия
Литва

Гидравлический диаметр

Гидравлический диаметр — d _h — это «характеристическая длина», используемая для расчета безразмерного числа Рейнольдса, чтобы определить, является ли поток турбулентным или ламинарным.Поток равен

• ламинарным, если Re <2300
• переходным для 2300
• турбулентным, если Re> 4000

Обратите внимание, что скорость в уравнении Рейнольдса основана на фактической площади поперечного сечения воздуховода или трубы.

Гидравлический диаметр используется по уравнению Дарси-Вейсбаха для расчета потери давления в воздуховодах или трубах.

Примечание! — гидравлический диаметр не совпадает с геометрическим эквивалентным диаметром некруглых каналов или труб.

Гидравлический диаметр можно рассчитать по общему уравнению

d _h = 4 A / p (1)

где

d _h = гидравлический диаметр (м, футы)

A = площадь сечения воздуховода или трубы (м ² , футы ² )

p = периметр воздуховода или трубы «смачиваемый» (м, футы)

Примечание! — дюймы обычно используются в британской системе единиц.

Гидравлический диаметр круглой трубы или воздуховода

На основании уравнения (1) гидравлический диаметр круглого воздуховода может быть выражен как:

d _h = 4 π r ² / 2 π r

= 2 r

= d (2)

где

r = внутренний радиус трубы или воздуховода

d = Внутренний диаметр трубы или воздуховода (м, футы)

Как и следовало ожидать, гидравлический диаметр стандартной круглой трубы или воздуховода равен внутреннему диаметру или двукратному внутреннему радиусу.

Гидравлический диаметр круглой трубы с круглой трубкой внутри

Поток находится в объеме между внутренней и внешней трубой.

На основании уравнения (1) гидравлический диаметр круглого воздуховода или трубы с внутренним воздуховодом или трубкой может быть выражен как

d _h = 4 (π r _o ² — π r _i ² ) / (2 π r _o + 2 π r _i )

= 2 (r _o — r _i ) ( 3)

где

r _o = внутренний радиус внешней трубы (м, фут)

r _i = внешний радиус внутренней трубы (м, футы) )

Гидравлический диаметр прямоугольных труб или воздуховодов

На основе уравнения (1) гидравлический диаметр прямоугольного воздуховода или трубы можно рассчитать как

d _h 903 63 = 4 ab / (2 (a + b))

= 2 ab / (a ​​+ b) (4)

где

a = ширина / высота воздуховода (м, футы)

b = высота / ширина воздуховода (м, футы)

Связанные мобильные приложения от EngineeringToolBox

— бесплатные приложения для автономного использования на мобильных устройствах.

Калькулятор гидравлического диаметра прямоугольного воздуховода / трубы с циркуляцией

Калькулятор ниже основан на формуле (4) и может использоваться для расчета гидравлического диаметра прямоугольного воздуховода или трубы. Формула является общей, и можно использовать любую единицу.

Эквивалентный диаметр

Примечание! Гидравлический диаметр отличается от эквивалентного диаметра. Эквивалентный диаметр — это диаметр круглого воздуховода или трубы, который дает такую ​​же потерю давления, как прямоугольный воздуховод или труба.

Расход систем отопления

Объемный расход в системе отопления можно выразить как

q = h / (c _p ρ dt) (1)

, где

q = объемный расход (м ³ / с )

ч = тепловой поток (кДж / с, кВт)

c

p = удельная теплоемкость (кДж / кг ^o C )

ρ = плотность (кг / м ³ )

dt разность температур ( ^o C)

Это общее уравнение может быть изменено для реальных единиц измерения — СИ или британских единиц — и используемых жидкостей.

Объемный расход воды в имперских единицах

Для воды с температурой 60 ^o F расход может быть выражен как

q = h (7,48 галлонов / фут ³ ) / ((1 БТЕ / фунт _м ^o F) (62,34 фунта / фут ³ ) (60 мин / ч) dt)

= h / (500 dt) (2)

где

q = расход воды (гал / мин)

ч = расход тепла (БТЕ / ч)

ρ = плотность ( фунт / фут ³ )

dt = разница температур ( ^o F)

Для более точного объемного расхода следует использовать свойства горячей воды.

Массовый расход воды в имперских единицах

Массовый расход воды можно выразить как:

м = h / ((1,2 Btu / lbm. ^o F) dt)

= ч / (1,2 дт) (3)

где

м = массовый расход (фунт _м / ч)

Объемный расход воды в единицах СИ

Объемный расход воды расход в системе отопления можно выразить в единицах СИ как

q = h / ((4.2 кДж / кг ^o C) (1000 кг / м ³ ) dt)

= h / (4200 dt) (4)

, где

q = вода расход (м ³ / с)

h = расход тепла (кВт или кДж / с)

dt = разница температур ( ^o C)

Для более При точном объемном расходе следует использовать свойства горячей воды.

Массовый расход воды в единицах СИ

Массовый расход воды можно выразить как:

м = h / ((4,2 кДж / кг ^o C) dt)

= h / (4,2 dt) (5)

, где

м = массовый расход (кг / с)

Пример — расход в системе отопления

Циркуляция воды системы отопления выдает 230 кВт с перепадом температур 20 ^o C .

Объемный расход можно рассчитать как:

q = (230 кВт) / ((4,2 кДж / кг ^o C) (1000 кг / м ³ ) (20 ^o C) )

= 2,7 10 ^-3 м ³ / с

Массовый расход можно выразить как:

м = (230 кВт) / ((4,2 кДж / кг ^o C) (20 ^o C))

= 2.7 кг / с

Пример — Отопление водой с помощью электричества

10 литров воды нагревается от 10 ^o C до 100 ^o C за 30 минут . Тепловой поток может быть рассчитан как

h = (4,2 кДж / кг ^o C) (1000 кг / м ³ ) (10 литров) (1/1000 м ³ / литр) ( (100 ^o C) — (10 ^o C)) / ((30 мин) (60 с / мин))

= 2.1 кДж / с (кВт)

Электрический ток 24 В постоянного тока , необходимый для нагрева, можно рассчитать как

I = (2,1 кВт) (1000 Вт / кВт) / (24 В)

= 87,5 Ампер

Гидравлические расчеты архитектурных фонтанов: форсунки, трубопроводы и водяные насосы.

Цель этой статьи — попытаться решить проблемы, с которыми сталкиваются проектировщики, проектировщики и монтажники архитектурных водных объектов , когда они берутся за новый проект. Между тем, когда вода приводится в движение насосными агрегатами, и когда она выходит через форсунки, она проходит через ряд труб и компонентов, вызывающих потери давления . Очень важно уметь рассчитать эти потери, чтобы успешно реализовать проект архитектурного водного объекта.

В этой статье изложен ряд теоретических и практических расчетов, выполненных в электронной таблице, которая находится в свободном доступе, из которой могут быть получены оптимальные результаты, необходимые для выполнения гидравлических расчетов архитектурного водного объекта .Прочитайте больше

Высота водяной струи из сопла зависит от его типа (копье, каскад, гейзер, пенная струя и т. Д.), Его потока и давления у его основания. Что касается изменений давления по длине трубы, известно, что давление падает при увеличении возвышения или высоты относительно точки выхода из резервуара или выхода насоса. Давление также падает пропорционально расстоянию, пройденному водой, и из-за наличия аксессуаров: колен, клапанов и т. Д.

Уравнение Бернулли можно использовать для расчета давления в любой точке трубы.Если, например, подиндекс 1 на рисунке 3.1 является точкой истечения насоса, а 2 — точкой в ​​основании сопла, взаимосвязь между высотами, скоростями и потерями энергии может быть выражена как вызванная воздействием длина трубы и комплектующие:

Все члены в приведенном выше уравнении автоматически выражаются в м.в.с. если высота указана в метрах, скорость в м / с, давление в м.Вт.с. а потери по прямым участкам и в принадлежностях указаны в м.Туалет. Следует отметить, что если давление выражено в паскалях или кратных паскалям, значение высоты, эквивалентное давлению, может быть получено умножением на эквивалент 1 Па ≈ 1,02 * 10 ^-4 м вод. Ст. Для температуры воды 20 ° C. . Примеры: какое значение высоты воды соответствует давлению 1 кПа? Ответ: 1 кПа = 1000 Па * 1. 02 * 10 ^-4 = 0,102 м вод. Ст. Какое значение высоты воды соответствует давлению 1 МПа? Ответ: 1 МПа = 1000000 Па * 1. 02 * 10 ^-4 = 102 м.Туалет.

Таким образом, переменные в уравнении Бернулли имеют следующий вид:

1. Отметки точек осей труб, между которыми производятся вычисления. В примере на рисунке 3.1 Z ₁ и Z ₂ .
2. Средние скорости потока в точках труб, между которыми производятся расчеты. В примере на рисунке 3.1, V ₁ и V ₂ . Если диаметр трубы остается прежним, V ₁ = V ₂ , если в рассматриваемом сечении нет потока на выходе или входе.
3. Давление, выраженное в метрах водяного столба (м.в.с.) в точках труб, между которыми производятся расчеты. В примере на рисунке 3.1 p ₁ и p ₂ . Обычно используются давления относительно атмосферного давления. Другими словами, манометрическое давление, выраженное в м.Вт.с., например: Давление в 1 кг / см ² в точке примерно эквивалентно 10 м.Вт.с. Давление 400 кПа примерно эквивалентно 400 * 1000 Па * 1. 02 * 10 ^-4 = 40 * 1.02 40. 8 м.в.с. В архитектурных водных объектах необходимо рассчитать давление в основании различных форсунок, установленных по длине трубы. Для этого сначала необходимо определить следующие аспекты: высоты Z ₁ и Z ₂ ., Скорости V1 и V2., Давление в начальной точке (например, выход из насоса) и потери давления. Для организации этих расчетов можно использовать электронную таблицу.
4. Потери давления (энергия на единицу веса жидкости).Когда вода течет по трубе, через колена, клапаны и т. Д., Возникают потери энергии из-за сопротивления движению. Потери энергии из-за протекания воды через прямые участки трубы (hf) зависят от внутренней шероховатости (ε) ее материала (ПВХ, латунь, нержавеющая сталь, оцинкованная сталь и т. Д.), От длины (L), от внутреннего диаметра ( D) и от скорости воды (V). В Международной системе единиц он выражается в метрах водяного столба (м.в.т.). В свою очередь, потери энергии в аксессуарах или «местные» потери (гл) зависят от типа аксессуара: колена, клапаны и т. Д.В Международной системе единиц это также выражается в метрах водяного столба (м.в.т.).

Потери давления на прямом участке трубы можно рассчитать с помощью различных выражений. К ним относятся выражения Хазена-Уильямса, Шези, Мэннинга и Дарси-Вейсбаха. В этом руководстве используется уравнение Дарси-Вайсбаха из-за его более общего характера:

Где:

• f: коэффициент трения Дарси-Вайсбаха. Зависит от природы и температуры жидкости и ее числа Рейнольдса.Число Рейнольдса представляет собой частное произведения скорости через внутренний диаметр трубы и кинематической вязкости жидкости при температуре ее течения.
• L: длина прямого участка трубопровода. Все прямые сегменты, составляющие часть интересующего участка, как правило, складываются вместе.
• D: внутренний диаметр трубопровода.
• В: скорость потока.

Потери давления в каждой арматуре трубы можно рассчитать с помощью следующего выражения:

Где:

• K _{аксессуар} : коэффициент в зависимости от типа аксессуара: колено 90 °, колено 45 °, клапан и т. Д.
• В: скорость потока.

Косвенным способом расчета потерь давления в аксессуарах является использование концепции эквивалентной длины аксессуаров. В этом случае его можно получить с помощью таблиц или следующего выражения: L _{эквивалент} = K _{аксессуар} * D / f, длины прямой трубы, соответствующие каждому аксессуару. Сумма всех эквивалентных длин и общая длина прямых участков используется как длина для расчета потерь энергии в трубопроводе.

Расчет уравнения Бернулли с помощью компьютера

Использование различных ИТ-ресурсов, широко доступных в настоящее время, позволяет выполнять гидравлические расчеты архитектурных водных объектов более точным, быстрым и эффективным способом. Компьютеры позволяют вам освободиться от утомительных и чрезмерно трудоемких «традиционных» графо-аналитических расчетов, поэтому вы можете сосредоточиться на деталях эстетики вашего архитектурного водного объекта, на различных альтернативах для систем форсунок, на различных возможностях комбинирования водоснабжения. сети с вашими группами насадок и по выбору насосов и т. д.

В общем, электронные таблицы могут использоваться для выполнения расчетов архитектурных водных объектов вместе с компьютерными программами, такими как EPANET. В блоге показано, как с помощью Excel можно выполнять вычисления для решения наиболее распространенных проблем, связанных с водными объектами. Если вам требуются расчеты для более сложных водных объектов, вы можете воспользоваться копией бесплатного программного обеспечения EPANET. Пояснения к программному обеспечению и решениям для многочисленных практических примеров приведены в книге автора «Гидравлика архитектурных водных объектов и гидроустановок».

Электронные таблицы .

Таблицу можно представить как цифровой лист бумаги в квадрате, каждая ячейка которого может содержать текст, числа, формулы вычислений, фотографии и т. Д. Каждая ячейка идентифицируется буквой ее столбца, за которой следует номер ее строки. . На рисунке 3.2 представлена ​​диаграмма, показывающая электронную таблицу Excel.

Уравнения, введенные в желтые ячейки, показаны в поле синими буквами, наложенными на снимок экрана Excel, рисунок 3.2. Эти уравнения не видны в обычном просмотре электронной таблицы, так как числовой результат вычислений в каждой ячейке отображается пользователю.

Определенное преимущество использования компьютеризированных электронных таблиц по сравнению с ручными процедурами с калькуляторами состоит в том, что после того, как требуемая электронная таблица была «построена», многочисленные варианты расчетов могут быть сделаны надежно за более короткое время.

Приложения для работы с электронными таблицами позволяют создавать различные электронные таблицы в одном файле, которые затем можно связывать друг с другом.Другими словами, можно создать персональную «книгу» расчетов. На Рисунке 3.3 показан журнал расчетов труб, содержащий таблицы для «Свойства воды», «Расчет h _f » и т. Д.

Таблицы для расчетов созданы разными компаниями, и некоторые из них имеют открытый код. Электронные таблицы Excel являются предпочтительным инструментом в этом руководстве, поскольку это мощная и удобная программа расчетов, включенная в различные пакеты Microsoft Office.

На рис. 3. 4 показаны таблицы Excel, которые можно бесплатно загрузить, в которых запрограммированы уравнения, необходимые для надежного и быстрого получения расчетов потери давления в трубопроводах.

На рисунках 3. 5–3.7 показаны примеры использования книги Excel с практическим примером простого фонтана.

Загрузите электронную таблицу EXCEL, использованную в этом сообщении.

Формула, теория и уравнения для расчета падения давления в трубе

Когда жидкость течет по трубе, происходит падение давления в результате сопротивления потоку. Также может наблюдаться прирост / потеря давления из-за изменения высоты между началом и концом трубы.Этот общий перепад давления в трубе зависит от ряда факторов:

• Трение между жидкостью и стенкой трубы
• Трение между соседними слоями самой жидкости
• Потери на трение при прохождении жидкости через фитинги, изгибы, клапаны или компоненты
• Потеря давления из-за изменения высоты жидкости (если труба не горизонтальна)
• Прирост давления из-за любого напора жидкости, добавляемого насосом

Расчет падения давления в трубе

Чтобы рассчитать потерю давления в трубе, необходимо вычислить падение давления, обычно в напоре жидкости, для каждого из элементов, вызывающих изменение давления.Однако для расчета потерь на трение, например, в трубе, необходимо вычислить коэффициент трения, который будет использоваться в уравнении Дарси-Вайсбаха, которое определяет общие потери на трение.

Сам коэффициент трения зависит от внутреннего диаметра трубы, внутренней шероховатости трубы и числа Рейнольдса, которое, в свою очередь, рассчитывается на основе вязкости жидкости, плотности жидкости, скорости жидкости и внутреннего диаметра трубы.

Следовательно, для расчета общих потерь на трение необходимо выполнить ряд дополнительных вычислений.Работая в обратном направлении, мы должны знать плотность и вязкость жидкости, диаметр трубы и свойства шероховатости, вычислить число Рейнольдса, использовать его для расчета коэффициента трения с использованием уравнения Колебрука-Уайта и, наконец, ввести коэффициент трения в коэффициент Дарси. Уравнение Вайсбаха для расчета потерь на трение в трубе.

После расчета потерь на трение в трубе нам необходимо учесть возможные потери в фитингах, изменение высоты и любой добавленный напор насоса.Суммирование этих потерь / прибылей даст нам общее падение давления в трубе. В следующих разделах каждый расчет рассматривается по очереди.

Расчет потерь на трение труб

Теперь нам нужно рассчитать каждый из элементов, необходимых для определения потерь на трение в трубе. Ссылки в следующем списке предоставляют более подробную информацию о каждом конкретном расчете:

Наше программное обеспечение Pipe Flow автоматически рассчитывает потери на трение в трубах с использованием уравнения Дарси-Вайсбаха, поскольку это наиболее точный метод расчета для несжимаемых жидкостей, и он также признан в отрасли точным для сжимаемого потока при соблюдении определенных условий.

Расчет потерь в трубной арматуре

Потери энергии из-за клапанов, фитингов и изгибов вызваны некоторым локальным нарушением потока. Рассеяние потерянной энергии происходит на конечном, но не обязательно коротком участке трубопровода, однако для гидравлических расчетов принято учитывать всю сумму этих потерь в месте нахождения устройства.

Для трубопроводных систем с относительно длинными трубами часто бывает так, что потери в фитингах будут незначительными по сравнению с общей потерей давления в трубе.Однако некоторые местные потери, например, вызванные частично открытым клапаном, часто бывают очень значительными и никогда не могут быть названы незначительными потерями, и их всегда следует учитывать.

Потери, создаваемые конкретным трубопроводным фитингом, измеряются с использованием реальных экспериментальных данных, а затем анализируются для определения K-фактора (местного коэффициента потерь), который можно использовать для расчета потерь фитинга, поскольку он изменяется в зависимости от скорости проходящей жидкости. через это.

Наши программы для измерения расхода в трубах позволяют легко автоматически включать потери в фитингах и другие локальные потери в расчет падения давления, поскольку они поставляются с предварительно загруженной базой данных фитингов, которая содержит множество отраслевых стандартных коэффициентов K для различных клапанов и фитингов различных размеров. .

Все, что нужно сделать пользователю, — это выбрать соответствующий фитинг или клапан, а затем выбрать «Сохранить», чтобы добавить его к трубе и включить его в расчет потери давления в трубе.

По этой ссылке можно получить дополнительную информацию о коэффициентах K фитинга и уравнении потерь в фитингах.

Расчет потерь компонентов труб

Часто существует множество различных типов компонентов, которые необходимо моделировать в системе трубопроводов, например, теплообменник или охладитель.Некоторые компоненты могут вызывать известную фиксированную потерю давления, однако более вероятно, что падение давления будет изменяться в зависимости от скорости потока, проходящего через компонент.

Большинство производителей предоставят кривую производительности компонентов, которая описывает характеристики потока и потери напора их продукта. Эти данные затем используются для расчета потери давления, вызванной компонентом для заданного расхода, но сама скорость потока также будет зависеть от потери давления после компонента, поэтому очень сложно смоделировать характеристики потери напора компонента без использование соответствующего программного обеспечения, такого как Pipe Flow Expert.

Потеря давления из-за изменения высоты

Расход в восходящей трубе

Если начальная отметка трубы ниже конечной отметки, то помимо трения и других потерь будет дополнительная потеря давления, вызванная повышением отметки, которая, измеренная в напоре жидкости, просто эквивалентна повышению отметки.

то есть на более высоком уровне жидкости добавляется меньшее давление из-за уменьшения глубины и веса жидкости выше этой точки.

Поток в падающей трубе

Если начальная отметка трубы выше конечной отметки, то, помимо трения и других потерь, будет дополнительный прирост давления, вызванный понижением отметки, которое, измеренное в напоре жидкости, просто эквивалентно понижению отметки.

то есть при более низком уровне жидкости добавляется большее давление из-за увеличения глубины и веса жидкости выше этой точки.

Энергетические и гидравлические марки

Высота жидкости в трубе вместе с давлением в трубе в определенной точке и скоростным напором жидкости может быть суммирована для расчета так называемой линии оценки энергии.

График гидравлического уклона может быть рассчитан путем вычитания скоростного напора жидкости из EGL (линия энергетического уклона) или просто суммированием только подъема жидкости и давления в трубе в этой точке.

Расчет напора насоса

Внутри трубопроводной системы часто находится насос, который создает дополнительное давление (известное как «напор насоса») для преодоления потерь на трение и других сопротивлений. Производительность насоса обычно предоставляется производителем в виде кривой производительности насоса, которая представляет собой график зависимости расхода от напора, создаваемого насосом, для диапазона значений расхода.

Поскольку напор, создаваемый насосом, зависит от расхода, определение рабочей точки на кривой производительности насоса не всегда является легкой задачей. Если вы угадываете скорость потока, а затем рассчитываете добавленный напор насоса, это, в свою очередь, повлияет на разницу давления в трубе, которая сама по себе фактически влияет на скорость потока, которая может возникнуть.

Конечно, если вы используете наше программное обеспечение Pipe Flow Expert, оно найдет для вас точную рабочую точку на кривой насоса, гарантируя баланс потоков и давления во всей системе, чтобы дать точное решение для вашей конструкции трубопровода.

Как бы вы ни рассчитали напор насоса, добавленный в вашу трубу, этот дополнительный напор жидкости необходимо добавить обратно к любому перепаду давления, которое произошло в трубе.

Расчет общего падения давления в трубе

Таким образом, давление на конце рассматриваемой трубы определяется следующим уравнением (где все параметры указаны в м напора жидкости):

FCS Трубы и фитинги — Техническая информация / Гидравлические расчеты

Техническая информация / Гидравлические расчеты

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ ТРУБЫ

Если скорость потока в потоке воды стабильна, сохраняется непрерывный баланс.

Q: Объем загрузки (м3 / ч)
a: Поперечное сечение трубы (мм2)
v: Скорость потока (м / с)

Для расчета необходимого сечения трубы используются следующие практические и полезные формулы:

di: Внутренний диаметр трубы (мм)
Q *: Объем загрузки (м3 / ч)
Q **: Объем загрузки (л / ч)

ПОТЕРЯ ДАВЛЕНИЯ

Значения ниже существенно влияют на потери гидравлического давления:

• Длина трубопровода
• Диаметр трубы прямой
• Гладкость трубы
• Трубные соединения (арматура и арматура)
• Плотность жидкости
• Форма потока (регулярный или нерегулярный поток)

T Общие потери давления представляют собой сумму отдельных потерь давления, как указано ниже:

Расчет отдельных потерь давления

* Потери давления в прямом трубопроводе DpR

Приведенные ниже формулы используются для высоких потерь энергии (hv) или потерь давления (Dp) из-за уменьшения количества потока, скорости потока и падения давления в трубах из HDPE.

di: Внутренний диаметр трубы (мм)
I: Длина трубопровода (мм)
v: Средний расход жидкости (м / ч)
p: Плотность жидкости (кг / м3)
л: Коэффициент трения (достаточный 0,02)
г: Плотность (9,81 м / с2)

Высокие потери энергии означают разницу высот на склонах для получения желаемой скорости потока в трубопроводе. Коэффициент трения I находится в рамках общих формул, приведенных ниже:

Re: Число Рейнольдса (v.d / v)
o: Кинематическая текучесть воды (1,31,16-6 м² / с)
k: Значение гидравлической гладкости внутренней поверхности трубы (м)

В таблице ниже представлены значения гладкости k для различных типов труб.

Значение в Кб, определяющее плавность обслуживания:

• Гладкость стенки
• Прямолинейность трубопровода
• Гидравлический молот
• Дополнительные подводящие линии
• Люки
• Накопители на входе и выходе

Потери давления в фитингах DpF:

ζ: Значение сопротивления фитинга
p: Плотность жидкости (кг / м3)
v: Расход (м / ч)
n: Количество фитингов

Потери давления в арматуре DpA:

ζ: Сопротивление якоря
p: Плотность жидкости (кг / м3)
v: Расход (м / ч)
n: Количество фитингов

Значение сопротивления якоря находится в пределах 0.5 и 5.0. Это значение известно производителю арматуры.

Потери давления в трубных соединениях Dpv

Положительное значение ζ: Снижение давления
Отрицательное значение ζ: Повышение давления
va: Расход на входе
vd: Расход на выходе
vs: Общий расход на входе
vx: Фитинг на входе расход

ВОДОУБОРОЧНЫЙ

Во время открытия / закрытия клапана или насоса в линии может произойти гидравлический удар.Для этого теоретически больше ps:

a: Скорость распространения волны давления (м / ч)
v0: Расход жидкости (м / ч)
p: Плотность жидкости (кг / м3)

.