Calcul hidraulic al instalațiilor sanitare: metode simple

Care este calculul hidraulic al sistemului de alimentare cu apă? Ce parametri trebuie calculați? Există scheme de calcul simple pentru un începător? Faceți imediat o rezervă: acest material este destinat în primul rând proprietarilor de case particulare mici; în consecință, parametri precum probabilitatea utilizării simultane a tuturor aparatelor sanitare din clădire, nu trebuie să determinăm.

Ce este calculat

Calculul hidraulic al alimentării cu apă menajeră se reduce la definirea următorilor parametri:

1. Consumul estimat de apă în anumite secțiuni ale alimentării cu apă.
2. Debitul apei în țevi.

Indiciu: pentru instalațiile sanitare casnice, viteza de la 0,7 până la 1,5 m / s este considerată normă. Pentru alimentarea cu apă de incendiu sunt admise viteze de până la 3 m / s.

1. Diametrul optim al alimentării cu apă, asigurând o scădere de presiune acceptabilă. În mod alternativ, pierderea de presiune poate fi determinată cu un diametru cunoscut al fiecărei secțiuni. Dacă, ținând seama de pierderea de presiune asupra instalațiilor sanitare va fi mai mică decât normalizate, rețeaua locală de alimentare cu apă trebuie să instaleze paging.

Fluxul de apă

Standardele privind consumul de apă de către instalațiile sanitare individuale pot fi găsite într-una din anexele la SNiP 2.04.01-85, care reglementează construcția rețelelor interne de alimentare cu apă și canalizare. Facem parte din tabelul corespunzător.

În cazul presupusei utilizări simultane a mai multor instalații sanitare, consumul este rezumat. Deci, dacă simultan cu folosirea unei toalete la primul etaj este de așteptat ca cabina de duș să funcționeze la etajul al doilea - este logic să adăugați apă prin ambele dispozitive sanitare: 0,10 + 0,12 = 0,22 l / s.

Caz special

Pentru conductele de apă de incendiu este valabil un debit de 2,5 l / somn per jet. În acest caz, numărul estimat de jeturi pe hidrantul de incendiu în timpul stingerii incendiului este destul de previzibil determinat de tipul de clădire și de zona sa.

Debitul

Să presupunem că sarcina noastră este calculul hidraulic al unei rețele de alimentare cu apă mortă, cu un debit de vârf cunoscut prin aceasta. Trebuie să determinăm diametrul care va asigura o viteză de curgere acceptabilă prin conductă (rechemare, 0,7-1,5 m / s).

formulă

Fluxul de apă, viteza debitului și dimensiunea conductei sunt legate între ele prin următoarea secvență de formule:

S =? r ^ 2, unde:

• S este aria secțiunii transversale a țevii în metri pătrați;
• ? - numărul de pi luat este egal cu 3,1415;
• r este raza secțiunii interne în metri.

Util: pentru țevi din oțel și fontă, raza este de obicei presupusă a fi egală cu jumătate din DN (trecerea condiționată). Pentru majoritatea conductelor din plastic, diametrul interior este cu un pas mai mic decât diametrul exterior nominal: de exemplu, pentru un tub de polipropilenă cu un diametru exterior de 40 mm, diametrul interior este aproximativ egal cu 32 mm.

Q = VS, unde:

• Q - consumul de apă (m3);
• V - debitul de apă (m / s);
• S este aria secțiunii transversale în metri pătrați.

exemplu

Să realizăm calculul hidraulic al unei conducte de incendiu cu un singur jet cu debit de 2,5 l / s.

După cum am aflat deja, în acest caz viteza debitului de apă este limitată la m / s.

1. Se recalculează debitul în unități SI: 2,5 l / s = 0,0025 m3 / s.
2. Calculam prin a doua formulă aria minimă a secțiunii transversale. La o viteză de 3 m / s, este egală cu 0,0025 / 3 = 0,00083 m3.
3. Calculați raza secțiunii interne a țevii: r ^ 2 = 0,00083 / 3,1415 = 0,000264; r = 0,016 m
4. Diametrul interior al conductei, prin urmare, trebuie să fie de cel puțin 0,016 x 2 = 0,032 m sau 32 milimetri. Aceasta corespunde parametrilor conductei de oțel DU32.

Rețineți: atunci când obțineți valori intermediare între dimensiunile standard ale conductelor, rotunjirea se face în sus. Prețul țevilor cu un diametru care diferă pe pitch nu diferă prea mult; Între timp, o reducere a diametrului cu 20% implică o scădere aproape de jumătate a capacității apeductului.

Calcularea diametrului simplu

Pentru un calcul rapid, poate fi utilizat următorul tabel, care se referă direct la fluxul prin conductă la dimensiunea sa.

Pierderea capului

formulă

Instrucțiunile pentru calcularea pierderii de presiune într-o secțiune de lungime cunoscută sunt destul de simple, dar implică cunoașterea unui număr corect de variabile. Din fericire, dacă se dorește, pot fi găsite în cărți de referință.

Formula are forma H = iL (1 + K).

În el:

• H este valoarea dorită a pierderii capului în metri.

Referință: o suprapresiune de 1 atmosferă (1 kgf / cm2) la o presiune atmosferică corespunde unei coloane de apă de 10 metri. Pentru a compensa o scădere a presiunii de 10 metri, presiunea la intrarea în rețeaua de distribuție a apei trebuie ridicată cu 1 kgf / cm2.

• i - panta hidraulică a conductei.
• L este lungimea lui în metri.
• K - coeficient în funcție de scopul rețelei.

Unele elemente ale formulei necesită clar comentarii.

Cea mai ușoară cale este cu coeficientul K. Valorile sale sunt stabilite în numerele SNiP menționate anterior 2.04.01-85:

Dar conceptul de pantă hidraulică este mult mai complicat. Aceasta reflectă rezistența pe care o are conducta la mișcarea apei.

Pârtia hidraulică depinde de trei parametri:

1. Debitul Cu cât este mai mare, cu atât este mai mare rezistența hidraulică a conductei.
2. Diametrul țevii. Aici, relația este inversă: o reducere a secțiunii conduce la o creștere a rezistenței hidraulice.
3. Grosimea zidurilor. Acesta, la rândul său, depinde de materialul țevii (oțelul are o suprafață mai puțin netedă decât polipropilena sau HDPE) și, în unele cazuri, pe vârsta tubului (depunerile de rugină și calcar cresc rugozitatea).

Din fericire, problema determinării pantei hidraulice este complet rezolvată de tabelul de calcul hidraulic al conductelor de apă (tabelul Shevelev). Oferă valori pentru diferite materiale, diametre și debite; în plus, tabelul conține factori de corecție pentru conductele vechi.

Pentru a clarifica: corecțiile de vârstă nu sunt necesare pentru toate tipurile de conducte de polimeri. Metal-plastic, polipropilenă, polietilenă netedă și reticulată nu modifică structura suprafeței pe întreaga perioadă de funcționare.

Dimensiunea tabelelor Shevelev face imposibilă publicarea lor în totalitate; cu toate acestea, pentru informare, prezentăm un scurt fragment de la acestea.

Iată datele de referință pentru o țeavă de plastic cu un diametru de 16 mm.

La calcularea căderii de presiune este necesar să se țină seama de faptul că majoritatea dispozitivelor sanitare pentru funcționarea normală necesită o anumită suprapresiune. Treizeci de ani în urmă SNiP furnizează date pentru instalații sanitare învechite; modele mai moderne de echipament de uz casnic și sanitar necesită o presiune de cel puțin 0,3 kgf / cm (3 metri cap) pentru o funcționare normală.

Cu toate acestea: în practică, este mai bine să se includă în calcul o suprapresiune ușor mai ridicată - 0,5 kgf / cm2. Rezervele sunt necesare pentru a compensa pierderile neînregistrate pe liniile de alimentare ale instrumentelor și rezistența hidraulică proprie.

exemple

Să dăm un exemplu de calcul hidraulic al sistemului de alimentare cu apă, realizat manual.

Să presupunem că trebuie să calculăm pierderea de presiune într-o sursă internă de apă din plastic cu un diametru de 15 mm cu o lungime de 28 metri și un debit maxim de apă admisibil de 1,5 m / s.

1. Pârtia hidraulică pentru o lungime de 1000 de metri va fi de 319,8. Deoarece în formula pentru calculul picăturii de presiune i se folosește nu 1000i, această valoare trebuie împărțită la 1000: 319,8 / 1000 = 0,3198.
2. Coeficientul K pentru alimentarea cu apă potabilă va fi egal cu 0,3.
3. Formula ca întreg va avea forma H = 0,3198 x 28 x (1 + 0,3) = 11,64 metri.

Astfel, vom avea o suprapresiune de 0,5 atmosfere la capătul dispozitivului sanitar la o presiune în conducta principală de apă de 0,5 + 1,164 = 1,6 kgf / cm2. Condiția este destul de fezabilă: presiunea în linie nu este de obicei mai mică de 2,5 - 3 atmosfere.

Apropo: testarea conductei în timpul punerii în funcțiune este efectuată prin presiune, cel puțin egală cu lucrătorul cu un coeficient de 1,3. Actul de testare hidraulică a unui sistem de alimentare cu apă trebuie să includă semne atât asupra duratei, cât și asupra presiunii de încercare.

Și acum să facem calculul invers: determinăm diametrul minim al țevii de plastic care asigură presiunea acceptabilă la mixerul final, pentru următoarele condiții:

• Presiunea în autostradă este de 2,5 atmosfere.
• Lungimea conductei până la capătul mixerului este de 144 de metri.
• Tranzițiile diametrului sunt absente: întreaga alimentare cu apă menajeră va fi montată în aceeași dimensiune.
• Consumul de apă maximă este de 0,2 litri pe secundă.

Deci, să începem.

1. Pierderea admisă de presiune este de 2,5-0,5 = 2 atmosfere, ceea ce corespunde unei presiuni de 20 de metri.
2. Coeficientul K în acest caz este egal cu 0,3.
3. Formula, astfel, va avea forma 20 = ix144x (1 + 0,3). Un simplu calcul va da valoarea lui i la 0.106. 1000i, respectiv, va fi egal cu 106.
4. Următoarea etapă este o căutare în tabelul cu diametrul Shevelev, corespunzând la 1000i = 106 la debitul necesar. Valoarea cea mai apropiată - 108,1 - corespunde diametrului conductei de polimer de 20 mm.

concluzie

Sperăm că nu am depășit cititorul respectat cu un exces de numere și formule. După cum am menționat deja, am oferit scheme de calcul extrem de simple; profesioniștii sunt forțați să utilizeze soluții mult mai complexe. Ca de obicei, informații suplimentare tematice pot fi găsite în videoclipul din acest articol. Mult noroc!