Budując autonomiczną sieć wodociągową dla prywatnego domu, należy pomyśleć o wystarczająco dużej liczbie parametrów, które sprawią, że sieć wodociągowa będzie siecią działającą przez długi czas i nie wymagającą dużych kosztów utrzymania. Jednym z ważnych czynników jest szybkość przepływu wody w rurociągach doprowadzających wodę.
Dlaczego prędkość powinna być pewną wartością
Jeśli prędkość jest niewystarczająca, nierozpuszczone cząstki, które pochodzą z wody ze studni lub studni, osadzą się na ściankach rury. Doprowadzi to do zamulenia i zmniejszenia otworu. W rezultacie zmniejszy się presja i wydajność całego systemu jako całości.
Jeśli prędkość wody w dopływie wody jest duża, prowadzi to do wzrostu ciśnienia pompowanej cieczy na ściankach rur i ich połączeniach. Jest prawdopodobne, że w pewnym momencie rurociągu nastąpi wyciek.
Typowe wartości prędkości
Zalecane są wartości natężenia przepływu wody w rurach wodnych, które zależą od materiału, z którego wykonane są rury wodne, niezależnie od tego, czy są nowe, czy były już eksploatowane. Oto kilka zależności, które pomogą Ci dokonać właściwego wyboru.
|
Średnica rury mm
|
Prędkość w plastikowej rurze m / s
|
Prędkość w rurze stalowej, m / s | |
| Nowy | stary | ||
| 50 | 22 | 0,7 | 0,062 |
| 100 | 11 | 0,74 | 0,068 |
| 200 | 7,6 | 0,82 | 0,076 |
Prędkość zależy bezpośrednio od średnicy rur. Ponadto wszelkie płyny przepływające przez rury są zgodne z prawami fizyki. W hydraulice prawa te mają na celu powstrzymanie przepływu wody. Siła przyłożona do tego nazywa się siłą oporu. Prowadzi to do strat ciśnienia, aw konsekwencji do zmniejszenia prędkości.
Zwykle wzór na szybkość przepływu wody w rurociągach jako taki nie jest nigdzie stosowany. Ponieważ nie ma sensu obliczać tego, co zostało już udowodnione i jest swobodnie dostępne w tabelach. Jest to standardowa wartość zalecana.
Parametr natężenia przepływu wody w rurociągach służy do obliczenia kilku charakterystyk sieci wodociągowej. Na przykład podczas obliczania przepływu wody lub wyboru średnicy rur.
Zaopatrzenie w wodę należy rozumieć jako sieć wody pitnej, zaopatrzenia w ciepłą wodę i system przeciwpożarowy.
Przykłady obliczeń
Częściej natężenie przepływu lub średnica rury są obliczane na podstawie prędkości. Aby to zrobić, użyj wzoru:
W = V × Sgdzie W. - wydatki V. - prędkość, S - pole przekroju wybranych rur.
Zgodnie z jedną z tabel wybiera się prędkość ruchu wody. Jeśli jest to system zaopatrzenia w wodę przeciwpożarową, parametr ten musi mieścić się w granicach 3 m / s. Dość duża wartość, ale dla tego typu systemu zaopatrzenia w wodę wartość ta jest uśredniana, a czasem większa.
Na przykład musisz obliczyć przekrój rury. Aby to zrobić, musisz dodatkowo określić, ile wody zostanie zużyte przez tryskacze lub zalewacze systemu przeciwpożarowego. Jest to również wartość tabelaryczna, w zależności od chronionego obszaru 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 zaopatrzenia w wodę, można obliczyć przekrój rur, które zostaną zamontowane w sieci:
S = W / V = 0,0035: 3 = 0,0012 m².
Znając przekrój rury, możesz obliczyć jej średnicę. Formuła obszaru jest następująca: 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 rur, więc musisz wybrać standard większy - 40 mm.
To jest 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 przepływu wody w systemie zaopatrzenia w wodę. Jednocześnie pompownie są instalowane w wielu sieciach, które tworzą pojemność i ciśnienie. Często, ile jednostek pompujących jest zainstalowanych w systemie, które działają naprzemiennie: dwa, trzy, jeden na raz, w różnych sekwencjach włączania i wyłączania.
W takich przypadkach obliczenia przeprowadza się krok po kroku, dla każdej sekcji osobno. Jednocześnie koniecznie brane są pod uwagę dodatkowe współczynniki, które wyrównują uzyskane wartości, a także strata ciśnienia w armaturze i miejscach, w których zainstalowane są zawory odcinające.
Przepływ
Prędkość wody w rurze ma dwie wartości: na ścianach wynosi zero, na osi - parametr maksymalny. Im dalej od osi, tym słabsza woda się porusza.
Jeśli weźmiemy pod uwagę cylinder, po którym porusza się płyn, jako model wyobrażony, możemy powiedzieć, że na wodę w rurze nie będą oddziaływać żadne siły. Ale w rzeczywistości tak nie jest. Pierwszą siłą działającą na przepływ wody jest siła tarcia działająca na wewnętrzne ściany rurociągu. Zmniejsza się wraz z odległością od ścian.
Druga siła to siła pompująca działająca z pompy w kierunku przepływu. Jeśli ten parametr jest zawsze niezmieniony, przepływ płynu wewnątrz rury zachodzi laminarnie. Prędkość pozostaje niezmieniona, na ścianach wynosi zero. To idealna sytuacja.
W praktyce zdarza się to rzadko. Jest na to wiele czynników, na przykład włączanie i wyłączanie pompy, zatkanie filtra i tak dalej. W tym przypadku przy ścianach rurociągów prędkość zmienia się dramatycznie: mniej więcej, czasem z ogromną różnicą. W pozostałej części ta cecha zmienia się mniej.
Wiele portali internetowych oferuje kalkulatory, za pomocą których można obliczyć natężenie przepływu płynu przechodzącego przez cylinder. Będzie to wymagało tylko dwóch parametrów:
- średnica wewnętrzna rury w mm;
- wydajność systemu zaopatrzenia w wodę, a raczej objętość płynu przechodzącego przez rurę w określonym przedziale czasu (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 rozliczeniowe mogą być traktowane jako podstawa, ale nie należy oczekiwać od nich dokładnej wartości.
Aby rozwiązać problem związany z prędkością przepływu przepływu wody w sieci wodociągowej, konieczne jest jasne określenie złożoności systemu, wydajności pompowni i rodzajów używanych rur. Najłatwiejszym sposobem jest wybranie tej wartości zgodnie z tabelą, w której wskaźniki od dawna są obliczane i mają gwarancję niezawodności.
