A cső átmérőjének kiszámítása

A csőátmérő számítása két kritérium alapján történik: a megengedett áramlási sebesség és a megengedett nyomásveszteség a cső egy méterére.

A csőátmérők elfogadható nyomásveszteségre történő kiválasztásának kritériuma gazdasági, és a tőke és a működési költségek közötti egyensúly meghatározásából áll. A cső átmérőjének növelése magában foglalja annak költségeinek növekedését, és a kisebb átmérőjű csövön keresztül történő vízszivattyúzáshoz több energiát kell költeni a szivattyú hajtására.

A csőátmérő választékának megvalósíthatósági tanulmánya során grafikon készült a tőke és a működési költségek függőségéről a csővezeték átmérőjén. A cső optimális átmérőjét a tőkevonás keresztezési pontján és a működési költség görbén határozzák meg.

A csövekben az áramlási sebesség korlátozását a megengedett egyenértékű dB zajszint higiéniai normái okozzák. A fűtési rendszer csővezetékeinek legnagyobb megengedett vízsebessége a csövek átmérőjétől függ, 0,8-1,5 m / s-tól, a vízvezeték csővezetéke pedig 3 m / s-ra korlátozódik.

A fenti program kiszámítja a szükséges csőátmérőt, amelynél a fajlagos nyomásveszteség nem haladja meg a 100 Pa / m értéket.

Hogyan számítsuk ki a vízfogyasztást csőátmérővel - elmélet és gyakorlat

Hogyan könnyű kiszámítani a víz áramlását a cső átmérőjének megfelelően? Végtére is, a közüzemi felhalmozódás a terület összes vízvezetékének előzetesen összeállított rendszerével eléggé problémás.

Miért van szükségünk ilyen számításokra?

Tervezésekor az erekció egy nagy kabin, amelynek több fürdőszoba, saját szállodák, vállalatok tűzvédelmi rendszer, fontos, hogy van egy többé-kevésbé pontos információt a rendelkezésre álló lehetőségeket a továbbító cső, figyelembe véve az átmérője, és a nyomás a rendszerben. A vízfogyasztás csúcsán a nyomás ingadozásáról van szó: ezek a jelenségek komolyan befolyásolják a nyújtott szolgáltatások minőségét.

Ezenkívül, ha a vízellátó rendszer nem rendelkezik vízmérővel, akkor a közüzemi szolgáltatások kifizetésekor az ún. - A cső védelme. Ebben az esetben nagyon logikus, hogy felmerüljön az ezzel a tarifával alkalmazott tarifák kérdése.

Fontos felismerni, hogy a második lehetőség nem vonatkozik a privát szoba (lakások és házak), ahol ennek hiányában a számlálók a kifizetés kiszámítására véve az egészségügyi szabványok: általában legfeljebb 360 l / nap személyenként.

Mi határozza meg a cső átjárhatóságát

Mi határozza meg a víz áramlását egy kerek csőben? Úgy tűnik, hogy a válaszkeresés nem okozhat nehézségeket: minél nagyobb a szelvény a csőben, annál több vizet lehet kihagyni egy bizonyos idő alatt. Ugyanakkor a nyomás is felidézésre kerül, mert minél magasabb a vízoszlop, annál gyorsabban áthalad a víz a kommunikáción keresztül. A gyakorlat azonban azt mutatja, hogy ez messze nem minden tényező a vízfogyasztás tekintetében.

Ezenkívül a következőket is figyelembe kell venni:

  1. Csőhossz Hosszúságának növelésével a víz erősebben dörzsöl a falai felé, ami lassabb áramlást eredményez. Valójában a rendszer kezdetén a víz csak nyomáshatásokat tapasztal, de fontos, hogy a következő részek milyen gyorsan kapják meg a kommunikációt. A csőben való fékezés gyakran eléri a magas értékeket.
  2. A víz áramlása sokkal nagyobb mértékben függ az átmérőtől, mint az első pillantásra. Ha a cső átmérője kicsi, akkor a falak nagyobb nagyságrendűek, mint a vastagabb rendszereknél. Ennek eredményeképpen a cső átmérője csökken, előnye csökken a vízáram sebességének aránya a belső terület indexéhez, rögzített hosszúságú szakaszban. Egyszerűen megfogalmazva, a vastag vízvezeték sokkal gyorsabban szállítja a vizet, mint egy vékony.
  3. A gyártás anyaga. Egy másik fontos pont, amely közvetlenül befolyásolja a víz mozgását a csőben. Például a sima propilén sokkal nagyobb mértékben járul hozzá a víz csúszásához, mint a durva acélfalak.
  4. A szolgáltatás időtartama. Idővel a rozsda acélcsöveken jelenik meg. Ezenkívül az acélhoz és az öntöttvashoz hasonlóan a mészlerakódások fokozatos felhalmozódása is jellemző. A lerakódott csövek vízállósága sokkal nagyobb, mint az új acéltermékeké: ez a különbség néha eléri a 200-szorosát. Ráadásul a cső túlburjánzása átmérőjének csökkenését eredményezi: még ha nem is vesszük figyelembe a megnövekedett súrlódást, annak permeabilitása egyértelműen csökken. Fontos megjegyezni azt is, hogy a műanyag és a fém-műanyag termékeknek nincsenek ilyen problémái: még évtizedekig tartó intenzív felhasználás után is a víz áramlási ellenállása az eredeti szinten marad.
  5. A kanyarok, szerelvények, adapterek, szelepek jelenléte hozzájárul a vízáramlás további fékezéséhez.

Mindezeket a tényezőket figyelembe kell venni, mert nem beszélünk néhány apró hibáról, hanem a komoly különbségről többször. Következtetésként elmondható, hogy egy cső átmérőjének egyszerű meghatározása a víz áramlásával alig lehetséges.

Új lehetőség a vízáramlás kiszámítására

Ha a víz használata daru segítségével történik, ez nagymértékben leegyszerűsíti a feladatot. A lényeg ebben az esetben az, hogy a víz kiáramlásának nyílásának mérete sokkal kisebb, mint a vízellátó rendszer átmérője. Ebben az esetben alkalmazható víz számítási képlet a csőszakasz Torricelli v ^ 2 = 2gh, ahol v - áramlási sebesség egy kis lyuk, g - a nehézségi gyorsulás, és a H - magassága vízoszlop a csap fölött lyuk (amelynek s-szakasz egységnyi idő kihagyja a vízmennyiséget s * v). Fontos megjegyezni, hogy a "szakasz" kifejezés nem az átmérő, hanem a terület kijelölésére szolgál. A számításhoz használjuk a pi * r ^ 2 képletet.

Ha a vízoszlop magassága 10 méter, és a lyuk - az átmérője 0,01 m, a víz áramlását a csövön keresztül a nyomás egy atmoszféra a következőképpen számítjuk ki: V ^ 2 = 2 * 9,78 * 10 = 195,6. A négyzetgyök kivonása után v = 13,98570698963767. A kerekítés után egyszerűbb sebességmérő jelzést kap, 14 m / s-nak. A keresztmetszet a lyuk átmérője 0,01 m, a következőképpen kerül kiszámításra: 3,14159265 * 0,01 ^ 2 = 0,000314159265 m2. Ennek eredményeként, kiderül, hogy a maximális víz áramlási sebessége a vezetékben megfelel 0,000314159265 =,00439822971 * 14 m3 / s (egy kicsit kevesebb, mint 4,5 liter víz / másodperc). Amint láthatjuk, ebben az esetben a víz számítása a csőszakasz mentén meglehetősen egyszerű. Ugyancsak szabadon elérhető, vannak speciális táblázatok költség a víz a legnépszerűbb egészségügyi termékek, minimum vízcső átmérőjű.

Amint azt már megértettük, nincs egy univerzális, egyszerű módszer a csővezeték átmérőjének kiszámítására a vízáramlástól függően. Bizonyos mutatók önmagukhoz azonban származhatnak. Ez különösen akkor van, ha a rendszer műanyag vagy fém-műanyag csövekkel van felszerelve, és a vízfogyasztás kis kimeneti keresztmetszetű csapokkal történik. Bizonyos esetekben ez a számítási módszer alkalmazható acélrendszerekre, de elsősorban olyan új vízvezetékekre vonatkozik, amelyeknek nem volt ideje fedezni a falakon lévő belső lerakódásokat.

A vízfogyasztás számítása csőátmérővel és nyomással a táblázat és a SNIP 2.04.01-85 + számológép szerint

A vállalkozások és otthonok nagy mennyiségű vizet fogyasztanak. Ezek a digitális mutatók nem csupán egy adott értéket jeleznek, amely jelzi az áramlási sebességet.

Ezenkívül segítenek meghatározni a csőösszetétel átmérőjét. Sokan úgy vélik, hogy a vízfogyasztás csőátmérővel és nyomással történő kiszámítása lehetetlen, mivel ezek a fogalmak teljesen függetlenek.

De a gyakorlat azt mutatja, hogy nem. A vízellátó hálózat áramlási kapacitása számos mutatótól függ, az első pedig a csővezeték átmérője és a csővezeték nyomása.

Ajánlatos az összes számítás elvégzése a csővezeték kialakításának tervezési szakaszában, mivel a kapott adatok nemcsak a hazai, hanem az ipari csővezeték kulcsfontosságú paramétereit is meghatározzák. Mindezt tovább fogjuk vitatni.

Számológép a víz kiszámításához online

Milyen tényezők befolyásolják a folyadékáramot a csővezetéken keresztül?

Az ismertetett indikátort befolyásoló kritériumok hosszú listát alkotnak. Íme néhány közülük.

  1. A csővezeték belső átmérője.
  2. Az áramlás mozgásának sebessége, amely a vonal nyomásától függ.
  3. A csőgyártáshoz készült anyag.

A vízáramlás meghatározását a vezeték kifolyónyílásánál a cső átmérője végzi el, mivel ez a tulajdonság másokkal együtt hat a rendszer áteresztőképességére. Az elfogyasztott folyadék mennyiségének kiszámításánál a falvastagságot nem lehet csökkenteni, amely a becsült belső nyomás alapján kerül meghatározásra.

Meg lehet állapítani, hogy a "cső geometria" meghatározását nem csak a hálózat hossza befolyásolja. És a keresztmetszet, a nyomás és más tényezők nagyon fontos szerepet játszanak.

Ezenkívül a rendszer egyes paraméterei nem befolyásolják közvetlenül az áramlási sebességet, hanem a közvetett befolyást. Ez magában foglalja a szivattyús közeg viszkozitását és hőmérsékletét.

Összefoglalva egy kis eredményt, azt mondhatjuk, hogy az átjutás meghatározása lehetővé teszi, hogy pontosan meghatározhassa a rendszer építéséhez szükséges optimális anyagtípust, és válasszon az összeszereléshez használt technológia közül. Ellenkező esetben a hálózat nem fog hatékonyan működni, és gyakori sürgősségi javításokra lesz szükség.

A vízfogyasztásnak a kerek cső átmérőjével történő számítása a méretétől függ. Ennek következtében egy nagyobb keresztmetszet alatt egy bizonyos ideig nagyobb mennyiségű folyadék mozog. De a számítás elvégzése és az átmérő figyelembevétele nélkül lehetetlenné válik a nyomáscsökkentés.

Ha figyelembe vesszük a számítás egy konkrét példát, kiderül, hogy egy cső alakú mérő megnyitása révén 1 cm-rel kisebb a folyadék áthalad egy adott idő alatt, mint egy vonalat, amely eléri a magassága néhány tíz méter. Ez természetes, hiszen a legmagasabb vízmennyiség a térségben a legmagasabb nyomást érte el a hálózat legmagasabb szintjén és a legnagyobb mennyiségben.

A SNP 2.04.01-85 szekció számítása

Mindenekelőtt meg kell érteni, hogy a csatorna átmérőjének kiszámítása összetett mérnöki folyamat. Ez speciális ismereteket igényel. De a háztartási vízhálózat építésének elvégzésével gyakran a keresztmetszet hidraulikus számítását hajtják végre önállóan.

A vezetékek átfolyási sebességének ilyen típusú tervezése kétféle módon hajtható végre. Az első táblázatos adat. De a táblázatokra való hivatkozással nemcsak a csapok pontos számát, hanem a víz (fürdők, mosogatók) és egyéb dolgok tárolására is szükség van.

Csak akkor, ha rendelkezel ilyen információkkal a csatornarendszerrel, használhatja a SNIP 2.04.01-85 táblázatait. Szerintük, és meghatározza a víz mennyiségét a cső körvonala. Itt van az egyik ilyen táblázat:

Víz a csőben a szükséges nyomáson

A cikk tartalma

A csővezeték vízfogyasztásának a keresztmetszet (átmérő) által történő kiszámításának fő feladata a csövek kiválasztása, hogy a vízáramlás ne legyen túl nagy, és a nyomás jó maradjon. Figyelembe kell vennie:

  • átmérők (a belső rész DN-je),
  • fejvesztés a számított területen,
  • víz áramlási sebessége
  • maximális nyomás
  • a forgatások és a lezárások hatása a rendszerbe,
  • anyag (a csővezeték falainak jellemzői) és a hossz, stb.

A vízátfolyás csőátmérőjének kiválasztása az asztal használatával egyszerűbbnek, de kevésbé pontosnak tekinthető, mint a helyi, helyben gyártott csővezeték nyomásának, vízsebességének és egyéb paramétereinek mérése és kiszámítása.

Táblázat standard adatok és átlagos mutatók fő paraméterek szerint

A csővezetéken keresztüli becsült maximális vízáramlás meghatározásához táblázatot adnak a 9 leggyakoribb átmérőre különböző nyomásértékeknél.

Az átlagos nyomás a legtöbb felszállóban 1,5-2,5 atmoszféra. A padlók számának (különösen a sokemeletes épületeknél) meglévő függőségét a vízellátó rendszer több szegmensre való elosztásával szabályozzák. A szivattyúkkal történő vízbefecskendezés hatással van az áramlási sebesség változására is. Ráadásul a vízfogyasztás kiszámításakor a táblákra való hivatkozás során nem csak a daruk számát, hanem a vízmelegítők, fürdők és egyéb források számát is figyelembe veszik.

A daru áteresztőképességének változásait a vízáramlás-szabályozók, a WaterSave (http://water-save.com/ )hez hasonló közgazdászok segítségével nem jegyzik fel a táblázatok, és rendszerint nem vesznek figyelembe a vízfogyasztás kiszámításánál.

A vízáram függőségeinek és a csővezeték átmérőjének kiszámítására szolgáló módszerek

Az alábbi képletekkel kiszámíthatja a vízáramlást a csőben, és meghatározhatja a csőátmérő függését a vízáramlástól.

Ebben a vízfogyasztási képletben:

  • az áramlási sebesség l / s-ban q,
  • V - meghatározza a hidraulikus áramlás sebességét m / s-ban,
  • d - belső rész (átmérő cm-ben).

A vízfogyasztás és a d-szakasz ismerete segítségével fordított számítások segítségével állíthatja be a sebességet, vagy ismerheti az átfolyást és a sebességet. Egy további kompresszor (például magas épületek esetén) az általa létrehozott nyomás és a hidraulikus áramlás sebessége a műszer útlevélében van feltüntetve. További befecskendezés nélkül az áramlás sebessége leggyakrabban 0,8-1,5 m / s tartományban változik.

Pontosabb számításoknál a fejveszteségeket a Darcy-képlet segítségével veszik figyelembe:

A kiszámításához további telepítés szükséges:

  • a csővezeték hosszúsága (L),
  • veszteségi tényező, amely a csővezeték falainak durvaságától, a turbulencia, a görbület és az ütközőszelepekkel (λ) lezárt területektől függ,
  • folyadék viszkozitás (ρ).

A csővezeték D értékének, az áramlási sebességnek (V) és a vízfogyasztásnak (q) a lejtési szög (i) figyelembevételével történő összefüggését egy olyan táblázatban fejezhetjük ki, amelyben két ismert érték egyenes vonalhoz kapcsolódik, és a kívánt érték értéke látható a skála metszéspontjában és egy egyenes vonalban.

A technikai indokoláshoz a működési és tőkeköltségek függőségének grafikonjait a D optimális érték meghatározásával kell meghatározni, amely a működési és tőkeköltség-görbék metszéspontjában kerül meghatározásra.

A csővezetéken keresztüli vízáramlás kiszámítása - a nyomásesés figyelembevételével - online számológépekkel végezhető el (például: http://allcalc.ru/node/498; https://www.calc.ru/gidravlicheskiy-raschet-truboprovoda.html). A hidraulikus számításhoz, mint a képletben, figyelembe kell vennie a veszteséges tényezőt, amely a választást jelenti:

  1. az ellenállás számítási módja
  2. (acél, öntöttvas, azbeszt, vasbeton, műanyag) anyaga és típusa, ahol figyelembe veszik, hogy például a műanyag felületek kevésbé durvaak, mint az acél, és nem rozsdásodnak,
  3. belső átmérők,
  4. szakasz hosszát
  5. nyomáscsökkenés a csővezeték minden egyes mérőórájára.

Néhány számológép figyelembe veszi a csővezeték-rendszerek további jellemzőit, például:

  • új vagy nem új, bitumenes bevonattal vagy belső lemez nélkül,
  • külső műanyag vagy polimer-cement bevonattal,
  • különféle módszerekkel alkalmazott külső cement-homokbevonattal stb.

Hagyjon egy megjegyzést és csatlakozzon a beszélgetéshez

A csővezeték átmérőjének kiszámítása

A számológép használata egyszerű - írja be az adatokat és kapja meg az eredményt. De néha ez nem elég - a cső átmérőjének pontos számítása csak kézi számítással lehetséges képletekkel és helyesen kiválasztott koefficiensekkel. Hogyan számoljuk ki a cső átmérőjét a vízáramlás tekintetében? Hogyan határozható meg a gáz fő mérete?

Csővezeték és alkatrészek szükségesek ehhez

Szakmai mérnökök a szükséges csőátmérő kiszámításakor leggyakrabban olyan speciális programokat használnak, amelyek pontos paramétereket tudnak kiszámítani és termelni, ismert paraméterekkel. Az amatőr építő számára sokkal nehezebb a vízellátást, a fűtést és a gázosítási rendszereket önállóan elvégezni. Ezért a magánház építésénél vagy rekonstrukciójánál leggyakrabban az ajánlott csőméreteket használják. De nem mindig a szabványos tanácsadás figyelembe veszi az egyéni konstrukció minden árnyalatát, így manuálisan kell elvégeznie a hidraulikus számítást annak érdekében, hogy megfelelően válassza ki a csővezeték átmérőjét a fűtéshez, a vízellátáshoz.

Csővezeték átmérőjének kiszámítása vízellátáshoz és fűtéshez

A fűtőcső kiválasztásának fő kritériuma az átmérője. E mutatótól függ, mennyire hatékony lesz a ház fűtése, a rendszer egészének élettartama. A hálózati feszültség kisebb átmérője miatt fokozódhat a nyomás, ami szivárgást, nagyobb feszültséget okoz a csövekben és a fémekben, ami problémákat és végtelen javításokat eredményez. Nagy átmérőjű, a fűtési rendszer hőátadása nullához vezet, és a hideg víz egyszerűen kifolyik a csapból.

Csővezeték kapacitása

A cső átmérője közvetlenül befolyásolja a rendszer kapacitását, azaz ebben az esetben a víz vagy a hűtőfolyadék mennyisége egységnyi időszakon át halad. Minél több ciklus (mozgás) a rendszerben egy bizonyos ideig, annál hatékonyabb a fűtés. A vízvezetékcsöveknél az átmérő befolyásolja a víz kezdeti nyomását - megfelelő méret csak a fejet támogatja, és a megnövekedett méret csökken.

A vízvezeték- és fűtési rendszer kiválasztott átmérője, a radiátorok száma és azok metszete határozza meg a vonalak optimális hosszát.

Mivel a cső kapacitása a kiválasztás egyik alapvető tényezője, meg kell határozni, és viszont befolyásolni kell a csővezetékben lévő víz áramlását.

Számológép a csővezeték átmérőjének kiszámításához

A csővezeték előírt átmérőjének számítása ebben a számológépben referenciaérték, amely kiindulási pontként szolgálhat a csövek, szerelvények és egyéb alkatrészek és csővezetékek alkatrészeinek tervezéséhez. A számítás képletösszetevője a csővezeték átfolyási sebességének és a közeg sebességének alapvető függőségén alapul:

Q = ((πd 2) / 4) • w, ahol

Q - folyadékáramlás;
d a csővezeték átmérője;
w az áramlási sebesség.

A csővezeték átmérőjének d értékét matematikai átalakításokkal kiemelve megadtuk Önnek a lehetőséget, hogy online számításokat végezzen a megfelelő kezdeti adatok felhasználásával.

Maximális vízáramlás a csőasztalon keresztül

Hogyan számítsuk ki a vízfogyasztást csőátmérővel - elmélet és gyakorlat

Hogyan könnyű kiszámítani a víz áramlását a cső átmérőjének megfelelően? Végtére is, a közüzemi felhalmozódás a terület összes vízvezetékének előzetesen összeállított rendszerével eléggé problémás.

Miért van szükségünk ilyen számításokra?

Tervezésekor az erekció egy nagy kabin, amelynek több fürdőszoba, saját szállodák, vállalatok tűzvédelmi rendszer, fontos, hogy van egy többé-kevésbé pontos információt a rendelkezésre álló lehetőségeket a továbbító cső, figyelembe véve az átmérője, és a nyomás a rendszerben. A vízfogyasztás csúcsán a nyomás ingadozásáról van szó: ezek a jelenségek komolyan befolyásolják a nyújtott szolgáltatások minőségét.

Ezenkívül, ha a vízellátó rendszer nem rendelkezik vízmérővel, akkor a közüzemi szolgáltatások kifizetésekor az ún. - A cső védelme. Ebben az esetben nagyon logikus, hogy felmerüljön az ezzel a tarifával alkalmazott tarifák kérdése.

Fontos felismerni, hogy a második lehetőség nem vonatkozik a privát szoba (lakások és házak), ahol ennek hiányában a számlálók a kifizetés kiszámítására véve az egészségügyi szabványok: általában legfeljebb 360 l / nap személyenként.

Mi határozza meg a cső átjárhatóságát

Mi határozza meg a víz áramlását egy kerek csőben? Úgy tűnik, hogy a válaszkeresés nem okozhat nehézségeket: minél nagyobb a szelvény a csőben, annál több vizet lehet kihagyni egy bizonyos idő alatt. Ugyanakkor a nyomás is felidézésre kerül, mert minél magasabb a vízoszlop, annál gyorsabban áthalad a víz a kommunikáción keresztül. A gyakorlat azonban azt mutatja, hogy ez messze nem minden tényező a vízfogyasztás tekintetében.

Ezenkívül a következőket is figyelembe kell venni:

  1. Csőhossz Hosszúságának növelésével a víz erősebben dörzsöl a falai felé, ami lassabb áramlást eredményez. Valójában a rendszer kezdetén a víz csak nyomáshatásokat tapasztal, de fontos, hogy a következő részek milyen gyorsan kapják meg a kommunikációt. A csőben való fékezés gyakran eléri a magas értékeket.
  2. A víz áramlása sokkal nagyobb mértékben függ az átmérőtől, mint az első pillantásra. Ha a cső átmérője kicsi, akkor a falak nagyobb nagyságrendűek, mint a vastagabb rendszereknél. Ennek eredményeképpen a cső átmérője csökken, előnye csökken a vízáram sebességének aránya a belső terület indexéhez, rögzített hosszúságú szakaszban. Egyszerűen megfogalmazva, a vastag vízvezeték sokkal gyorsabban szállítja a vizet, mint egy vékony.
  3. A gyártás anyaga. Egy másik fontos pont, amely közvetlenül befolyásolja a víz mozgását a csőben. Például a sima propilén sokkal nagyobb mértékben járul hozzá a víz csúszásához, mint a durva acélfalak.
  4. A szolgáltatás időtartama. Idővel a rozsda acélcsöveken jelenik meg. Ezenkívül az acélhoz és az öntöttvashoz hasonlóan a mészlerakódások fokozatos felhalmozódása is jellemző. A lerakódott csövek vízállósága sokkal nagyobb, mint az új acéltermékeké: ez a különbség néha eléri a 200-szorosát. Ráadásul a cső túlburjánzása átmérőjének csökkenését eredményezi: még ha nem is vesszük figyelembe a megnövekedett súrlódást, annak permeabilitása egyértelműen csökken. Fontos megjegyezni azt is, hogy a műanyag és a fém-műanyag termékeknek nincsenek ilyen problémái: még évtizedekig tartó intenzív felhasználás után is a víz áramlási ellenállása az eredeti szinten marad.
  5. A kanyarok, szerelvények, adapterek, szelepek jelenléte hozzájárul a vízáramlás további fékezéséhez.

Mindezeket a tényezőket figyelembe kell venni, mert nem beszélünk néhány apró hibáról, hanem a komoly különbségről többször. Következtetésként elmondható, hogy egy cső átmérőjének egyszerű meghatározása a víz áramlásával alig lehetséges.

Új lehetőség a vízáramlás kiszámítására

Ha a víz használata daru segítségével történik, ez nagymértékben leegyszerűsíti a feladatot. A lényeg ebben az esetben az, hogy a víz kiáramlásának nyílásának mérete sokkal kisebb, mint a vízellátó rendszer átmérője. Ebben az esetben alkalmazható víz számítási képlet a csőszakasz Torricelli v ^ 2 = 2gh, ahol v - áramlási sebesség egy kis lyuk, g - a nehézségi gyorsulás, és a H - magassága vízoszlop a csap fölött lyuk (amelynek s-szakasz egységnyi idő kihagyja a vízmennyiséget s * v). Fontos megjegyezni, hogy a "szakasz" kifejezés nem az átmérő, hanem a terület kijelölésére szolgál. A számításhoz használjuk a pi * r ^ 2 képletet.

Ha a vízoszlop magassága 10 méter, és a lyuk - az átmérője 0,01 m, a víz áramlását a csövön keresztül a nyomás egy atmoszféra a következőképpen számítjuk ki: V ^ 2 = 2 * 9,78 * 10 = 195,6. A négyzetgyök kivonása után v = 13,98570698963767. A kerekítés után egyszerűbb sebességmérő jelzést kap, 14 m / s-nak. A keresztmetszet a lyuk átmérője 0,01 m, a következőképpen kerül kiszámításra: 3,14159265 * 0,01 ^ 2 = 0,000314159265 m2. Ennek eredményeként, kiderül, hogy a maximális víz áramlási sebessége a vezetékben megfelel 0,000314159265 =,00439822971 * 14 m3 / s (egy kicsit kevesebb, mint 4,5 liter víz / másodperc). Amint láthatjuk, ebben az esetben a víz számítása a csőszakasz mentén meglehetősen egyszerű. Ugyancsak szabadon elérhető, vannak speciális táblázatok költség a víz a legnépszerűbb egészségügyi termékek, minimum vízcső átmérőjű.

Amint azt már megértettük, nincs egy univerzális, egyszerű módszer a csővezeték átmérőjének kiszámítására a vízáramlástól függően. Bizonyos mutatók önmagukhoz azonban származhatnak. Ez különösen akkor van, ha a rendszer műanyag vagy fém-műanyag csövekkel van felszerelve, és a vízfogyasztás kis kimeneti keresztmetszetű csapokkal történik. Bizonyos esetekben ez a számítási módszer alkalmazható acélrendszerekre, de elsősorban olyan új vízvezetékekre vonatkozik, amelyeknek nem volt ideje fedezni a falakon lévő belső lerakódásokat.

Csővezetékek számítása és kiválasztása. A csővezeték optimális átmérője

A különféle folyadékok szállítására szolgáló csővezetékek szerves részét képezik azoknak az aggregátumoknak és berendezéseknek, amelyekben a munkafolyamatokat különböző alkalmazási területekhez kötik. A csövek kiválasztásánál és a csővezeték konfigurációjánál nagy jelentőséggel bír mind a csövek, mind a csővezeték szerelvények költsége. A közegnek a csővezetéken történő szivattyúzásának végső költségét nagymértékben meghatározza a csövek mérete (átmérő és hosszúság). Ezen értékek kiszámítását speciálisan kifejlesztett képletekkel végezzük, amelyek bizonyos típusú műveletekre jellemzőek.

A cső olyan üreges henger, fémből, fából vagy más anyagból, amelyet folyékony, gázhalmazállapotú és szabadon folyó közegek szállítására használnak. A víz, a földgáz, a gőz, az olajtermékek stb. Mozgó közegként működhet. A csöveket mindenütt használják, kezdve a különböző iparágakkal és háztartási használatra végződnek.

A csőgyártásra lehet használni a különböző anyagok, mint például acél, vas, réz, beton, műanyag, mint például ABS műanyag, polivinil-klorid, klórozott polivinil-klorid, polibutelen, polietilén és így tovább.

A cső fő méretei az átmérő (külső, belső stb.) És a falvastagság, amelyeket milliméterben vagy hüvelykben mérnek. A névleges átmérő vagy névleges átmérő - a cső belső átmérőjének névleges mérete - szintén milliméterben (Du) vagy hüvelykben (DN jelöléssel) mérve is használatos. A névleges átmérők értékei szabványosították és a legfontosabb kritériumok a csövek és szerelvények kiválasztásában.

A feltételes átjárók száma mm-ben és hüvelykben:

Kerek keresztmetszetű csővezeték több okból is előnyös a többi geometriai szakasznál:

  • A körnek minimális perem-terület aránya van, és a csőre vonatkozik, ami azt jelenti, hogy egyenlő átbocsátással a kör alakú csövek anyagfelhasználása minimális lesz a más alakú csövekhez képest. Ez magában foglalja a szigetelés és a védőburkolat minimális költségét is;
  • A körkörös keresztmetszet legelőnyösebb egy folyadék- vagy gázközeg hidrodinamikus szempontból történő mozgatásához. Továbbá, a minimálisan lehetséges belső cső területe egységnyi hosszúsága miatt a súrlódás minimalizálása a mozgó közeg és a cső között.
  • A kerek forma a leginkább ellenáll a belső és külső nyomásnak;
  • A kerek csövek előállítása egyszerű és könnyen megvalósítható.

A csövek nagyban különböznek az átmérő és a konfiguráció függvényében és alkalmazásától függően. Így a víz- és olajtermék-elvezető csővezetékek közel fél méter átmérőjűek, elég egyszerű kialakításúak, és a kis átmérőjű, csővel ellátott fűtőtekercsek összetett alakúak, sok fordulattal.

Nem lehet elképzelni olyan iparágakat, amelyek csővezeték-hálózat nélkül lennének. Az ilyen hálózat kiszámítása magában foglalja a csőanyag kiválasztását, a specifikációk előkészítését, amely a vastagságra, csőméretre, útvonalra stb. A nyersanyagok, a köztes termék és / vagy a késztermék a gyártási szakaszokon halad át, különböző eszközök és berendezések között mozog, amelyek csővezetékekkel és szerelvénnyel vannak kapcsolatban. A csővezeték rendszer pontos kiszámítása, kiválasztása és telepítése szükséges az egész folyamat megbízható végrehajtásához, biztosítva a média biztonságos szivattyúzását, valamint a rendszer tömítettségét és a szivattyúzott anyag légkörben való szivárgásának megakadályozását.

Nincs olyan egységes formula és szabályok, amelyek alapján kiválaszthatók egy csővezeték bármely lehetséges felhasználási és munkakörnyezethez. A csővezetékek minden egyes alkalmazási területén számos tényezőt kell figyelembe venni, amelyek jelentősen befolyásolhatják a csővezetékre vonatkozó követelményeket. Például ha az iszapmal dolgozik, egy nagy csővezeték nem csak a telepítési költségeket növeli, hanem munkahelyi nehézségeket is okoz.

A csöveket általában az anyag és a működési költségek optimalizálása után választják ki. Minél nagyobb a csővezeték átmérője, vagyis annál nagyobb a kezdeti beruházás, annál alacsonyabb a nyomásesés, és ennek megfelelően az üzemeltetési költségek alacsonyabbak. Ezzel szemben a csővezeték kis mérete csökkenti a csövek és a csőszerelvények kiindulási költségeit, de a sebesség növekedése a veszteségek növekedéséhez vezet, ami ahhoz vezethet, hogy további energiát kell felhasználni a közeg szivattyúzására. A különböző alkalmazásokhoz rögzített sebességek az optimális tervezési feltételeken alapulnak. A csővezetékek méretét e szabványok alapján kell kiszámítani, figyelembe véve az alkalmazási területeket.

Csővezetékek tervezése

A csővezetékek tervezésénél az alábbi alapvető tervezési paramétereket veszik figyelembe:

  • szükséges teljesítmény;
  • a csővezeték bejárati és kilépési pontja;
  • a közeg összetétele, beleértve a viszkozitást és a fajsúlyt;
  • a csővezeték útvonal topográfiai feltételei;
  • legnagyobb megengedett üzemi nyomás;
  • hidraulikus számítás;
  • a csővezeték átmérője, falvastagsága, a fali anyag feszültségének tapadási igénybevétele;
  • a szivattyúállomások száma, a köztük lévő távolság és az energiafogyasztás.

A csővezetékek megbízhatósága

A csővezetékek kialakításának megbízhatóságát a megfelelő tervezési előírások betartásával biztosítják. A személyzet kiképzése szintén kulcsfontosságú tényező a csővezeték hosszú élettartamának, szigorúságának és megbízhatóságának biztosításához. A csővezeték működtetésének állandó vagy időszakos felügyeletét vezérlési, könyvelési, vezérlési, szabályozási és automatizálási rendszerekkel, személyi ellenőrző eszközök gyárilag, biztonsági berendezésekkel végezhetik el.

A csővezeték további bevonata

A legtöbb csővezeték külső oldalán korrózióálló bevonatot alkalmaznak a korrózió káros hatásainak megakadályozására a külső környezetből. Maró hatású környezetek szivattyúzása esetén védőbevonatot lehet alkalmazni a csövek belső felületére. Az üzembe helyezés előtt a veszélyes folyadékok szállítására szánt új csöveket hibák és szivárgások tesztelésére tervezték.

Alapvető rendelkezések a csővezeték áramlásának kiszámításához

A csővezetékben lévő folyadék áramlása és az akadályok körüli áramlása természetesen nagymértékben eltérhet a folyadéktól a folyadékig. Az egyik fontos mutató a közeg viszkozitása, amelyet a viszkozitás együtthatója jellemez. Ír mérnök és fizikus Osborne Reynolds végzett kísérletsorozat 1880, az eredmények amely képes volt, hogy egy dimenzió nélküli mennyiség, amely jellemzi a természet a viszkózus folyadék áramlását, az úgynevezett Reynolds szám és a kijelölt Re.

ahol:
ρ a folyadék sűrűsége;
v - áramlási sebesség;
L az áramlási elem jellemző hosszúsága;
μ a viszkozitás dinamikus együtthatója.

Ez azt jelenti, hogy a Reynolds-kritérium a tehetetlenségi erők és a viszkózus súrlódási erők arányát jellemzi egy folyadékáramban. E kritérium értékének változása tükrözi az ilyen típusú erők arányának változását, ami viszont befolyásolja a folyadékáramlás természetét. Ennek kapcsán szokásosan három áramlási rendszert különböztetünk meg, a Reynolds-kritériumtól függően. A Re 4000-en stabil stabilitást figyeltek meg, amelyet az áramlás sebességében és irányában megkülönböztetett változások jellemeznek minden egyes ponton, amelyek együttesen kiegyenlítik az áramlási sebességeket az egész térfogatban. Egy ilyen rendszert turbulensnek neveznek. A Reynolds-szám függ a szivattyú által beállított nyomástól, a közeg viszkozitásától az üzemi hőmérsékleten és a csőszakasz méretétől és alakjától, amelyen keresztül az áramlás áthalad.

A Reynolds kritérium hasonlóság kritérium a viszkózus folyadék áramlásához. Vagyis alkalmas arra, hogy valódi folyamatot szimuláljon egy csökkentett méretben, amely alkalmas a tanulmányozásra. Ez rendkívül fontos, hiszen gyakran rendkívül nehéz, és néha lehetetlen lehet, hogy nagyméret miatt tanulmányozza a folyadékáramlás természetét a valós eszközökben.

A csővezeték számítása. A csővezeték átmérőjének kiszámítása

Ha a csővezeték nem hőszigetelt, vagyis lehetséges a hő és a környezet közötti hőcsere, akkor az áramlás jellege állandó sebesség mellett is változhat (áramlás). Ez akkor lehetséges, ha a szivattyúzott tápközeg a bemeneten elég magas hőmérsékleten és turbulens üzemmódban áramlik. A cső hossza mentén a mozgó közeg h mérséklete a környezetben keletkező hőveszteségek következtében csökken, ami az áramlási rend változását a lamináris vagy átmeneti változásokhoz vezetheti. Az üzemmódváltás hőmérséklete kritikus hőmérsékletnek nevezhető. A folyadék viszkozitásának értéke a hőmérséklet függvénye, ezért ilyen esetekben olyan paramétert alkalmazzunk, mint a Reynolds kritérium kritikus értékén az áramlási rendszer változási pontjának megfelelő kritikus viszkozitás:

ahol:
νcr - kritikus kinematikus viszkozitás;
Recr - A Reynolds-kritérium kritikus értéke;
D a cső átmérője;
v az áramlás sebessége;
Q az áramlási sebesség.

Egy másik fontos tényező a súrlódás, amely a cső falai és a mozgó áramlás között keletkezik. Ebben az esetben a súrlódási tényező nagymértékben függ a cső falainak durvaságától. A súrlódási tényező, a Reynolds-kritérium és az érdesség közötti összefüggést a Moody-diagram határozza meg, amely lehetővé teszi az egyik paraméter meghatározását, ismerete a másik kettő.

A Colebrook-White formulát szintén használják a turbulens áramlás súrlódási együtthatójának kiszámítására. Ezen képlet alapján grafikonokat lehet készíteni, amelyekre a súrlódási tényező megalapozott.

(√ λ) -1 = -2 · log (2,51 / (Re · √ λ) + k / (3,71 · d))

ahol:
k - a cső érdességének együtthatója;
λ a súrlódási együttható.

A csövek folyadékáramában a súrlódási veszteségek hozzávetőleges kiszámításához más képletek is vannak. Az egyik leggyakrabban használt egyenlet ebben az esetben a Darcy-Weisbach-egyenlet. Empirikus adatokon alapul, és elsősorban a modellezési rendszerekben használják. A súrlódási veszteség függ a folyadék sebességétől és a csővezeték ellenállásától a folyadék mozgásához, a csővezetékek falának érdességének értékében kifejezve.

ahol:
ΔH - fejvesztés;
λ a súrlódási együttható;
L a csőszakasz hossza;
d a cső átmérője;
v az áramlás sebessége;
g - gravitációs gyorsulás.

A víz súrlódása miatt fellépő nyomásveszteséget a Hazen-Williams formula alapján számítjuk ki.

ΔH = 11,23 · L · 1 / C 1,85 · Q 1,85 / D 4,87

ahol:
ΔH - fejvesztés;
L a csőszakasz hossza;
C a Heisen-Williams érdességi együttható;
Q az áramlási sebesség;
D a cső átmérője.

a nyomás

A csővezeték üzemi nyomása a legnagyobb túlnyomás, amely biztosítja a csővezeték adott üzemmódját. A csővezeték méretére és a szivattyúállomások számára vonatkozó döntés általában a csövek üzemi nyomására, a szivattyú kapacitására és a költségekre támaszkodik. A csővezeték maximális és minimális nyomása, valamint a munkaeszköz tulajdonságai meghatározzák a szivattyúállomások közötti távolságot és a szükséges teljesítményt.

A névleges nyomás PN a névleges érték, amely megfelel a legnagyobb üzemi közeg nyomásának 20 ° C-on, amelynél a megadott méretű csővezeték folyamatos működése lehetséges.

Ahogy a hőmérséklet nő, a cső terhelhetősége csökken, és ennek köszönhetően a megengedett túlnyomás. A pe, zul értéke a gázvezeték maximális nyomását (g) jelöli az üzemi hőmérséklet növelésével.

A megengedett túlnyomás listája:

A nyomáscsökkenés kiszámítása a csővezetékben

A nyomáscsökkenés kiszámítása a csővezetéken az alábbi képlettel:

Δp = λ · L / d · ρ / 2 · v²

ahol:
Δp a nyomáscsökkenés a csőszakaszon;
L a csőszakasz hossza;
λ a súrlódási együttható;
d a cső átmérője;
ρ a szivattyús közeg sűrűsége;
v az áramlási sebesség.

Szállított munkakörnyezetek

Leggyakrabban a csöveket víz szállítására használják, de felhasználhatók iszapok, szuszpenziók, gőzök stb. Mozgatására. Az olajiparban a csővezetékek sokféle szénhidrogén és keverék szivattyúzására szolgálnak, amelyek nagymértékben különböznek a kémiai és fizikai tulajdonságokban. A kőolaj nagyobb távolságban szállítható a polcokon lévő földeken vagy olajfúrókon, a terminálokon, közbenső helyeken és finomítókon.

Csővezetékeket is továbbítanak:

  • finomított termékek, például benzin, repülőgép-üzemanyag, kerozin, dízel üzemanyag, fűtőolaj stb.
  • petrolkémiai alapanyagok: benzol, sztirol, propilén stb.;
  • aromás szénhidrogének: xilol, toluol, kumén stb.;
  • cseppfolyósított kőolaj-üzemanyagok, mint cseppfolyósított földgáz, cseppfolyósított kőolaj-gáz, propán (gázok standard hőmérsékleten és nyomáson, de cseppfolyósított nyomás alkalmazásával);
  • szén-dioxid, folyékony ammónia (nyomás alatt álló folyadékok szállítására);
  • a bitumen és a viszkózus tüzelőanyagok túl viszkózusak ahhoz, hogy csővezetékeken keresztül szállítsák őket, ezért az olajtartalmú frakciókat cseppfolyósítják az ilyen nyersanyagnak és olyan keveréket eredményeznek, amely a csővezetéken keresztül szállítható;
  • hidrogén (rövid távolságra).

A szállított közeg minősége

A szállított média fizikai tulajdonságai és paraméterei nagymértékben meghatározzák a csővezeték tervezési és működési paramétereit. A munkakörnyezet legfontosabb paraméterei, amelyeket figyelembe kell venni, a fajsúly, a összenyomhatóság, a hőmérséklet, a viszkozitás, az öntési pont és a gőznyomás.

A folyadék fajsúlya az egység térfogatára eső tömeg. Számos gázt szállítanak a csővezetékeken a megnövekedett nyomás alatt, és bizonyos nyomás elérésekor egyes gázok is cseppfolyósíthatók. Ezért a közeg tömörítési foka kritikus paraméter a csővezetékek tervezéséhez és a teljesítmény meghatározásához.

A hőmérséklet közvetetten és közvetlenül befolyásolja a csővezeték teljesítményét. Ezt fejezi ki az a tény, hogy a folyadék a térfogat növekedését követően nő a hőmérsékleten, feltéve, hogy a nyomás állandó marad. A hőmérséklet csökkentése hatással lehet a rendszer teljesítményére és általános hatékonyságára is. Általában, amikor a folyadék hőmérséklete csökken, ennek a viszkozitásának növekedése járul hozzá, ami további súrlódási ellenállást eredményez a cső belső falánál, és több energiát igényel az azonos mennyiségű folyadék szivattyúzására. A nagyon viszkózus közeg érzékeny az üzemi hőmérséklet változásokra. A viszkozitás a tápközeg áramlási ellenállása és cSt centisztokes mérése. A viszkozitás nem csak a szivattyú kiválasztását, hanem a szivattyúállomások közötti távolságot is meghatározza.

Amint a közeg hőmérséklete a folyadékveszteség alá esik, a csővezeték működése lehetetlenné válik, és néhány opciót hajtanak végre a működés folytatásához:

  • a közeg megmelegítése vagy a csövek hőszigetelése, hogy a közeg üzemi hőmérsékletét a folyási pont fölött tartsák;
  • a közeg kémiai összetételének megváltozása a csővezetékbe való belépés előtt;
  • a szállítóközeg vízzel való hígítása.

A fő csövek típusai

A csövek hegesztettek vagy zökkenőmentesek. A varrat nélküli acélcsövek hosszirányú hegesztés nélkül készülnek, hőkezeléssel, a kívánt méret és tulajdonságok elérése érdekében. A hegesztett csövet több gyártási eljárással gyártják. Ez a két típus különbözik egymástól a cső hosszanti varrataiban és a használt hegesztőberendezések típusában. Az acélhegesztett cső a petrolkémiai alkalmazási terület legelterjedtebb típusa.

Mindegyik csőszakasz hegesztett részekkel van összekötve, hogy csővezetéket képezzen. A fővezetékekben az alkalmazási területtől függően üvegszálas, különböző műanyagból, azbesztcementből stb. Készült csöveket is használnak.

Az egyenes csőszakaszok, valamint a különböző átmérőjű csővezetékek szakaszai közötti átvezetéshez speciálisan csatlakoztatott elemeket (könyök, könyök, záróelemek) használnak.

A csővezetékek és szerelvények egyes részei beszereléséhez speciális csatlakozókat kell használni.

Csővezeték hőmérsékletének meghosszabbítása

Ha a csővezeték nyomás alatt van, a teljes belső felületet egyenletesen elosztott terhelésnek vetik alá, ami hosszirányú belső erőket okoz a csőben és további terheket a végtartókon. A hõmérséklet ingadozása szintén befolyásolja a csõvezetéket, ami megváltoztatja a csõméreteket. A rögzített csővezeték hőmérsékleti ingadozással történő erőfeszítései növelhetik a megengedhető értéket, és túlzott feszültséghez vezethetnek, ami veszélyt jelent a csővezeték szilárdságára mind a csőanyagban, mind a karimás csatlakozásokban. A szivattyús tápközeg hőmérsékletének ingadozása a csővezeték hőmérsékleti igénybevételét is okozza, amely a szelephez, a szivattyúállomáshoz stb. Továbbítható. Ez a csőcsatlakozások nyomáscsökkentését, a szelep vagy egyéb elemek meghibásodását okozhatja.

A csővezeték méretének kiszámítása, amikor a hőmérséklet változik

A csővezeték lineáris méreteinek változását a hőmérséklet változásával a következő képlet adja meg:

a a hőnyúlás együtthatója, mm / (m ° C) (lásd az alábbi táblázatot);
L - csővezeték hossza (rögzített támaszok közötti távolság), m;
Δt a max. és min. a szivattyúzott közeg hőmérséklete, ° С.

A különböző anyagokból készült csövek lineáris terjeszkedésének táblázata

A megadott számok a felsorolt ​​anyagok átlagértékei, és a csővezeték más anyagokból történő kiszámításához az e táblázatban szereplő adatokat nem kell alapul venni. A csővezeték számításánál ajánlott a csőgyártó által a mellékelt műszaki specifikációban vagy műszaki adatlapon megadott lineáris nyúlási tényezőt használni.

A csővezetékek hőmérsékletének meghosszabbodását a csővezeték speciális kompenzáló szakaszainak felhasználásával, valamint a rugalmas vagy mozgó részekből álló tágulási csatlakozások segítségével oldják meg.

A kompenzációs területek a csővezeték elasztikus egyenes részeiből állnak, amelyek egymásra merőlegesen helyezkednek el és hajlítással vannak rögzítve. Hőmérséklet-hosszabbításnál az egyik rész megnövekedését kompenzálja a másik rész hajlítási deformációja a síkban vagy a térben történő hajlítás és torziós deformáció. Ha maga a csővezeték kompenzálja a hőtágulást, akkor ezt önkorrekciónak nevezik.

A kompenzáció az elasztikus csapok miatt is fennáll. A nyúlás egy részét kompenzálja a csapok rugalmassága, a másik pedig a kiömlés mögötti terület anyagának rugalmas tulajdonságai miatt megszűnik. Kompenzátorokat szerelnek fel, ahol nem lehetséges kompenzáló szakaszok használata, vagy ha a cső önkompenzációja nem elegendő.

A tervezés és az üzemeltetés elve szerint a kompenzátorok négy típusból állnak: U alakú, lencsék, hullámos, töltődoboz. A gyakorlatban gyakran L-, Z- vagy U-alakú lapos kompenzátorokat használnak. A térbeli kompenzátorok esetében általában két lapos egymásra merőleges terület van, és egy közös válluk van. A rugalmas kompenzátorok csövekből vagy hajlékony tárcsákból vagy fújtatóból készülnek.

A csővezetékek optimális átmérőjének meghatározása

A csővezeték optimális átmérője műszaki és gazdasági számítások alapján található. A csővezeték méretei, beleértve a különböző komponensek méreteit és funkcionalitását, valamint a csővezeték működtetésének feltételeit, meghatározzák a rendszer szállítási kapacitását. A nagyobb csövek alkalmasak a közeg intenzívebb tömegáramának biztosítására, feltéve, hogy a rendszer többi alkotóelemét megfelelően kiválasztják és tervezték. Általában minél hosszabb a főcső hossza a szivattyúállomások között, annál nagyobb a nyomáscsökkenés a csővezetéken. Ezenkívül a szivattyúzott közeg (viszkozitás stb.) Fizikai jellemzőiben bekövetkező változások is nagy hatással lehetnek a vonal nyomására.

Az optimális méret a legkisebb megfelelő csőméret egy adott alkalmazáshoz, amely költséghatékony a rendszer egész életciklusára.

A csővezeték teljesítményének kiszámítása:

Q a szivattyúzott folyadék áramlási sebessége;
d a csővezeték átmérője;
v az áramlási sebesség.

A gyakorlatban az optimális csővezeték átmérőt a szivattyús közeg optimális sebességének értékei alapján, a kísérleti adatok alapján összeállított referenciaanyagokból számítják ki:

Ebből kapjuk az optimális csőátmérő kiszámításának képletét:

Q - a szivattyúzott folyadék meghatározott áramlási sebessége;
d a csővezeték optimális átmérője;
v az optimális áramlási sebesség.

Magas áramlási sebesség mellett általában kisebb átmérőjű csöveket használnak, ami alacsonyabb költségeket jelent a csővezeték megvásárlásához, karbantartási és telepítési munkáihoz (K1). A növekvő sebességgel nő a súrlódási fej vesztesége és a helyi ellenállások, ami a folyadékszivattyú költségeinek növekedéséhez vezet (K2).

Nagy átmérőjű csővezetékek esetében a K költség1 magasabb lesz, és a művelet közben a költségek2 alább. Ha hozzáadjuk a K értékét1 és K2, akkor a K összes minimális költségét és a csővezeték optimális átmérőjét kapjuk. Költségek K1 és K2 ebben az esetben, ugyanabban az idõszakban.

A csővezeték tőkeköltségének kiszámítása (képlet)

m a csővezeték tömege, t;
CM - 1 t költség, dörzsölés / t;
KM - a beépítési munkálatok költségeinek növelését mutató együttható, például 1,8;
n az élettartam, évek.

Az energiafogyasztáshoz kapcsolódó feltüntetett működési költségek:

N - teljesítmény, kW;
nNAM - évente a munkanapok száma;
CE - energia / kWh energia, rubel / kWh.

A csővezeték méretének meghatározására szolgáló képletek

A csövek méretének meghatározására szolgáló általános képletek példája, anélkül, hogy figyelembe kellene venni a lehetséges további befolyásoló tényezőket, például az eróziót, a szuszpendált szilárd anyagokat stb.

d = [1525 · (Q · n) / √S] 0,375

d = 1,75 · √ [(W · v_g · x) / V]

Optimális átfolyási sebesség a különböző csővezetékekhez

Az optimális csőméret a csővezetéken keresztül a közeg és a csövek költségeinek minimális költségeinek a feltétele. Ugyanakkor figyelembe kell venni a sebességhatárokat is. Néha a csővezeték méretének meg kell felelnie a folyamat követelményeinek. A csővezeték mérete ugyanolyan gyakran kapcsolódik a nyomáseséshez. Az előzetes tervezési számításokban, ahol a nyomásveszteségeket nem veszik figyelembe, a folyamatvezeték méretét a megengedett sebesség határozza meg.

Ha változás következik be a csővezeték áramlás irányában, akkor ez jelentősen megnöveli a helyi nyomást a felületen merőleges irányban az áramlás irányára. Ez a fajta növekedés a folyadék sebességének, sűrűségének és kezdeti nyomásának függvénye. Mivel a sebesség fordítottan arányos az átmérővel, a nagy sebességű folyadékok különös figyelmet igényelnek a csővezeték méretének és konfigurációjának kiválasztásakor. Az optimális csőméret, például a kénsav esetében, korlátozza a közeg sebességét olyan értékre, amelynél a falak falának eróziója nem megengedett a csőszerkezetekben, ezáltal megakadályozva a cső szerkezetének károsodását.

Gravitációs áramlás

A csővezeték méretének kiszámítása gravitációs mozgás esetén meglehetősen bonyolult. A csővezeték ilyen áramlási mozgásának jellege lehet egyfázisú (teljes cső) és kétfázisú (részleges töltés). Kétfázisú áramlás keletkezik, amikor folyadék és gáz egyszerre jelen van a csőben.

A folyadék és a gáz arányától, valamint sebességétől függően a kétfázisú áramlás a buboréktól a diszpergáltig változhat.

A gravitációhoz való mozgás során a folyadék mozgásának hajtóereje a kezdeti és a végpontok magasságának különbsége, feltéve, hogy a szükséges állapot a kiindulási pont helye az utolsó pont felett. Más szavakkal, a magasságkülönbség határozza meg a folyadék potenciális energiájának különbségét ezen pozíciókban. Ezt a paramétert figyelembe veszik a csővezeték kiválasztásakor is. Ezenkívül a hajtóerő nagyságát befolyásolja a kiindulási és a végpont nyomásértékei. A nyomásesés növekedése magában foglalja a folyadék áramlási sebességének növekedését, ami viszont lehetővé teszi kisebb átmérőjű cső kiválasztását és fordítva.

Abban az esetben, ha a végpont egy nyomás alatt álló rendszerhez, például egy desztillációs oszlophoz van csatlakoztatva, akkor a tényleges effektív nyomáskülönbség becsléséhez el kell vonni az egyenértékű nyomást a meglévő magasságkülönbségből. Továbbá, ha a csővezeték kiindulási pontja vákuum alatt van, a csővezeték kiválasztásánál figyelembe kell venni a teljes nyomáskülönbségre gyakorolt ​​hatását is. A csövek végső kiválasztását differenciálnyomás alkalmazásával végezzük, amely figyelembe veszi az összes fenti tényezőt, és nem csak a kezdeti és a végpontok magasságának különbségén alapul.

Forró folyadékáramlás

A feldolgozó üzemekben általában nehézségek merülnek fel forró vagy forró közeggel való munka során. A fő oka a forró folyadék áramlásának egy része, vagyis a folyadék fázisátalakítás a gáznak a csővezetéken vagy berendezésen belül. Egy tipikus példa - a centrifugális szivattyú kavitáció kíséri pezsgés pont folyadékot és ennek eredményeképpen kialakul a buborékok a gőz (gőz kavitáció), vagy csak a feloldott gázokat a buborékok (gáz kavitáció).

Egy nagyobb cső előnyös a kisebb átfolyási sebesség miatt, mint egy kisebb átmérőjű csővezeték, állandó áramlási sebesség mellett, ami a szivattyú szívóvezetékén a magasabb NPSH elérésének köszönhető. A nyomás kiesése esetén a kavitáció oka lehet az áramlási irány hirtelen megváltozása vagy a csővezeték méretének csökkenése. A keletkező gőz-gáz keverék gátolja az áramlást, és károsíthatja a csővezetéket, ami a kavitáció jelenségét rendkívül nem kívánja a csővezeték működtetésekor.

Berendezés / műszer bypass

Készülékek és berendezések, különösen azok, amelyek létre jelentős nyomásesés, hogy van, hőcserélők, szelepek, stb, felszerelve egy elkerülő vezeték (nem képes megszakítani a folyamatot még a műszaki karbantartás). Az ilyen csővezetékeknek általában 2 elzárószelepe van a telepítési vonalban, és egy szelep, amely a berendezéssel párhuzamosan szabályozza az áramlást.

Normál üzemelés közben a készülék fő alkotóelemein áthaladó folyadékáram további nyomásesést tapasztal. Ennek megfelelően kiszámítjuk a csatlakoztatott berendezés által kibocsátott kisülési nyomást, például egy centrifugálszivattyút. A szivattyút a berendezés teljes nyomásesése alapján választjuk ki. A bypass csővezeték mentén történő mozgása során ez a további nyomáscsökkenés hiányzik, míg a működtető szivattyú a működési jellemzői szerint szivattyúzza a korábbi erő áramlását. Annak érdekében, hogy elkerüljük az áramlási jellemzők közötti különbségeket a készüléken és az elkerülő vonalon keresztül, ajánlatos egy kisebb bypass vezetéket használni egy beállítószeleppel, hogy a fő telepítésnek megfelelő nyomást hozzunk létre.

Mintavételi vonal

Általában kis mennyiségű folyadékot veszünk analízisre összetételének meghatározására. A kiválasztás a folyamat bármely szakaszában elvégezhető az alapanyag összetételének, a köztes terméknek, a készterméknek vagy egyszerűen hordozható anyagnak, például szennyvíznek, hűtőközegnek stb. A csővezeték szakasz mérete, ahol a mintavétel történik, általában attól függ, hogy az elemzendő munkaeszköz típusa és a mintavételi pont helye.

Például a nagynyomású gázok esetében elég kis csővezetékek vannak szelepekkel, hogy a szükséges számú mintát el lehessen venni. A mintavevő vezeték átmérőjének növelése csökkenti az analízishez kiválasztott közeg arányát, de az ilyen mintavétel nehezebben szabályozható. Ugyanakkor egy kis mintavételi vonal rosszul alkalmas különféle szuszpenziók elemzésére, amelyekben a szilárd anyagok meggátolhatják az áramlási szakaszt. Így a szuszpenziók elemzéséhez használt mintavevő vezeték nagysága nagymértékben függ a szilárd részecskék méretétől és a közeg jellemzőitől. Hasonló következtetések vonatkoznak a viszkózus folyadékokra is.

A mintavételi csővezeték mintavételezésekor rendszerint figyelembe veszik:

  • a mintavételre kerülő folyadék jellemzői;
  • a munkakörnyezet elvesztése a kiválasztás során;
  • biztonsági követelmények a mintavétel során;
  • egyszerű használat;
  • a mintavételi pont helyét.

Hűtőközeg-keringés

A keringtetett hűtőfolyadékkal ellátott csővezetékeknél a nagy sebességek előnyösek. Ez főként azért következik be, hogy a hűtőtoronyban lévő hűtőfolyadék napfénynek van kitéve, ami feltételeket teremt az algatartalmú réteg kialakulásához. Ennek az algatartalmú térfogatnak egy része belép a keringő hűtőközegbe. Alacsony áramlási sebesség mellett az algák elkezdenek növekedni a csővezetékben, és egy idő után nehézségekbe ütközik a hűtőfolyadék áramlása vagy a hőcserélőbe történő átjutása. Ebben az esetben magas keringési arány ajánlott a csatorna algásodásának elkerülése érdekében. Általában intenzív keringtetett hűtőfolyadékot használnak a vegyiparban, ami nagy méretű és hosszúságú csővezetékeket igényel, amelyek a különböző hőcserélők számára biztosítanak hatalmat.

Tank túlcsordulás

A tartályok túlfolyócsövekkel vannak felszerelve a következő okok miatt:

  • A folyadék elvesztésének elkerülése (a felesleges folyadék egy másik tartályba kerül, és nem az eredeti tartályból való kiöntés);
  • kerülje a nemkívánatos folyadékok szivárgását a tartályból;
  • fenntartva a folyadék szintjét a tartályokban.

A fenti esetekben a túlfolyócsöveket a tartályba belépő maximális megengedett folyadékáramlásra tervezték, függetlenül a kifolyó folyadék áramlási sebességétől. A csőválasztás egyéb elvei hasonlóak a gravitációs folyadékok csővezetékének kiválasztásához, vagyis a túlfolyó csővezeték induló és végpontjai közötti rendelkezésre álló függőleges magasságnak megfelelően.

A túlfolyócső legmagasabb pontja, amely szintén kiindulási pont, a tartályhoz való csatlakozás pontjánál (a tartály túlfolyócsöve) szinte a legmagasabb csúcson helyezkedik el, és a legalacsonyabb végpont a szinte a talajon lévő ürítőnyílás közelében állhat. A túlfolyó vonal azonban magasabb magasságba érhet. Ebben az esetben a rendelkezésre álló differenciálfej kisebb lesz.

Az iszap áramlása

A bányászat esetében az ércet általában bonyolítják a nehezen elérhető területeken. Ilyen helyeken általában nincs vasúti vagy közúti kapcsolat. Ilyen esetekben a szilárd részecskékhez tartozó közegek hidraulikus szállítása a leginkább elfogadhatónak tekinthető, beleértve a bányászati ​​üzemek megfelelő távolságban történő elhelyezkedését is. A hígtrágya csővezetékeket különböző ipari területeken használják, hogy szilárd anyagot zúzott formában szállítsanak folyadékkal együtt. Az ilyen csővezetékek gazdaságilag életképesebbnek bizonyultak, összehasonlítva a nagy mennyiségű szilárd közegek szállítási módszereivel. Ezen túlmenően, az előnyök közé tartozik a megfelelő biztonság, mivel számos közlekedési mód hiánya és környezetbarát.

A szuszpenziókat és a folyadékokban lévő szuszpendált anyagok keverékét periodikus keverés mellett tárolják az egyenletesség fenntartásához. Ellenkező esetben egy elválasztási folyamat zajlik le, amelyben a felfüggesztett részecskék fizikai tulajdonságaiktól függően lebegnek a folyadék felületére vagy leülepednek az aljára. A keverést berendezések, például kevert tartályok biztosítják, miközben a csővezetékekben ezt a közeg turbulens áramlási körülményeinek fenntartásával érik el.

A folyadékban felfüggesztett részecskék szállítása során az áramlási sebesség csökkentése nem kívánatos, mivel egy fázisszétválasztási folyamat megkezdődhet az áramlásban. Ez vezethet a csővezeték blokkolásához és a szállított szilárd anyag koncentrációjának változásához a patakban. A turbulens áramlási rendszer hozzájárul az intenzív keveréshez az áramlási térfogatban.

Másrészt a csővezeték méretének túlzott csökkenése gyakran elzáródásához vezet. Ezért a csővezeték mérete fontos és fontos lépés, amely előzetes elemzést és számításokat igényel. Mindegyik esetet egyedileg kell figyelembe venni, mivel a különböző iszapok eltérő módon viselkednek különböző folyadéksebességnél.

Csővezetékek javítása

A csővezeték működtetése során különféle szivárgások fordulhatnak elő, amelyek azonnali megszüntetést igényelnek a rendszer teljesítményének fenntartása érdekében. A fővezeték javítása többféleképpen végezhető el. Ez helyettesítheti a cső teljes szegmensét, vagy egy olyan kis szakaszra, amelyben a szivárgás bekövetkezett, vagy egy meglévő csővel tapasztva. De mielőtt bármilyen javítási módot választanál, alapos tanulmányt kell végezni a szivárgás okairól. Bizonyos esetekben szükség lehet nem csak a javításra, hanem a csővezeték útvonalának megváltoztatására annak megismétlése érdekében.

A javítási munka első szakasza a beavatkozást igénylő csőszakasz helyének meghatározása. Továbbá a csővezeték típusától függően meg kell határozni a szivárgás megszüntetéséhez szükséges berendezések és tevékenységek felsorolását, és a szükséges dokumentumok és engedélyek összegyűjtése szükséges, amennyiben a javítandó csőszakasz egy másik tulajdonos területén található. Mivel a csövek többsége föld alatt helyezkedik el, szükség lehet a cső egy részének kivonására. Ezenkívül a csővezeték bevonatot általános állapotra ellenőrizzük, majd a bevonat egy részét eltávolítjuk a javításhoz közvetlenül a csővel. A javítás után különböző vizsgálati intézkedéseket lehet elvégezni: ultrahangos vizsgálat, színhiba felismerés, mágneses porhibás érzékelés stb.

Bár egyes javítások a csővezeték teljes leállítását igénylik, gyakran elegendő ideiglenesen megszakítani a munkát a javított terület elkülönítéséhez vagy egy bypass elkészítéséhez. Azonban a legtöbb esetben a javításokat a csővezeték teljes leállításával végzik. A csővezeték szelvényének leválasztása dugókkal vagy elzárószelepekkel végezhető el. Ezenkívül a szükséges felszerelést telepítik és a javításokat közvetlenül elvégzik. A javítás a sérült területen történik, a környezetből és nyomás nélkül szabadul fel. A javítás végén a dugók kinyitják és visszaállítják a csővezeték integritását.

Példák a csővezetékek kiszámítására és kiválasztására vonatkozó megoldásokkal kapcsolatos problémákra

Task number 1. A csővezeték minimális átmérőjének meghatározása

Állapot: Egy petrolkémiai üzemben a paraxilén C szivattyú6H4(CH3)2 T = 30 ° C-on Q = 20 m 3 / h kapacitással L = 30 m hosszúságú acélcsőszakaszon, a P-xilol sűrűsége ρ = 858 kg / m 3 és viszkozitása μ = 0,6 cP. Az acél abszolút érdessége 50 μm-nek felel meg.

Kezdeti adatok: Q = 20 m 3 / h; L = 30 m; ρ = 858 kg / m 3; μ = 0,6 cP; ε = 50 μm; Δp = 0,01 mPa; ΔH = 1,188 m.

Feladat: Határozza meg a minimális csőátmérőt, amelynél az adott szakaszban a nyomáskülönbség nem haladja meg a Δp = 0,01 mPa (ΔH = 1,188 m P-xilol oszlopot).

Megoldás: Az áramlási sebesség v és a csőátmérő d ismeretlen, ezért nem lehet kiszámítani sem a Reynolds-számot, sem a relatív érdességet ɛ / d. Meg kell adni a λ súrlódási együttható értékét, és számítani kell a megfelelő d értéket az energiaveszteség egyenletével és a folytonossági egyenlettel. Ezután a d értéke alapján kiszámoljuk a Reynolds-számot és a relatív merevséget ɛ / d. Ezután a Moody diagram segítségével új f értéket kapunk. Így az egymást követő iterációk módszerével meghatározzuk a d átmérő kívánt értékét.

A v = Q / F folytonossági egyenlet és az F = (π · d²) áramlási terület képlet segítségével a Darcy-Weisbach egyenletet a következőképpen transzformáljuk:

(2 · g · F2) = λ · [(L · Q2) / (2 · d · g · [l · d · g / (8 · L · Q2) / (g · π²) · λ / d 5 = (8 · 30 · (20/3600) ²) / (9,81 · 3, 14 ²) · ​​λ / d 5 = 7,658 · 10 -5 · λ / d 5

Továbbá kifejeztük az átmérőt:

d = 5 √ (7,658 · 10 -5 · λ) / ΔH = 5 √ (7,658 · 10 -5 · λ) / 10000 = 0,0238 · 5 √ √λ

Most fejezzük ki a Reynolds számát a d átmérővel:

(4 · ρ · Q) / (π · μ · d) = (4 · 858 · 20) / (3,14 · 3600 · 0,6 · 10 -3 · D) = 10120 / d

Hasonló tevékenységeket végzünk viszonylagos érdességgel:

Az iteráció első szakaszában ki kell választani a súrlódási tényező értékét. Vegyük az átlagértéket λ = 0,03. Ezután elvégezzük a d, Re és ε / d szekvenciális számítását:

d = 0,0238 · 5 √ (λ) = 0,0118 m

Re = 10120 / d = 857627

ε / d = 0,00005 / d = 0,00424

Ezen értékek ismeretében elvégeztük az inverz műveletet, és meghatározzuk a λ súrlódási tényező értékét, amely a Moody-diagram használatával egyenlő 0,017 értékkel. Továbbá ismét megtaláljuk d, Re és ε / d, de már az új λ értékhez:

d = 0,0238 · 5 √ λ = 0,0105 m

Re = 10120 / d = 963809

ε / d = 0,00005 / d = 0,00476

Ismét a Moody-diagramhoz jutunk, megkapjuk a finomított λ értéket, ami 0,0172. A kapott érték eltér a korábban kiválasztott összesített értéktől [(0,0172-0,017) / 0,0172] · 100 = 1,16% -kal, ezért az új iterációs fázisban nincs szükség, és a korábban talált értékek helyesek. Ebből következik, hogy a minimális csőátmérő 0,015 m.

2. feladat. Az optimális gazdasági megoldás kiválasztása a kezdeti adatokhoz

Állapot: Különböző átmérőjű csővezetékek két változatát javasolták a technológiai folyamat végrehajtásához. Az egyik lehetőség nagyobb átmérőjű csövek használatával jár, ami nagy C tőke költséget jelentk1 = 200.000 rubel, de az éves költségek kisebbek lesznek, és C lesze1 = 30000 dörzsölje. A második lehetőség esetében kisebb átmérőjű csöveket választanak ki, ami csökkenti a C tőkeköltségeketk2 = 160000 dörzsölje, de növeli az éves karbantartás költségeit C-ree2 = 36000 dörzsölje. Mindkét változat n = 10 év üzemelésre készült.

Kezdeti adatok: Ck1 = 200 000 rubel; Ce1 = 30000 rubel; Ck2 = 160000 dörzsölje; Ce2 = 35.000 rubel; n = 10 év.

Feladat: Meg kell határozni a gazdaságos nyereséges megoldást.

Megoldás: Nyilvánvaló, hogy a második lehetőség jövedelmezőbb az alacsonyabb tőkeköltségek kárára, de az első esetben az alacsonyabb folyó költségek miatt van előny. Ezt a képletet használjuk a karbantartás megtakarításaiból eredő további tőkeköltségek megtérülési idejének meghatározására:

Ebből következik, hogy hasznos élettartama akár 8 év, a gazdasági előny lesz az oldalon a második lehetőség az alacsonyabb beruházási költségek, de a teljes összköltsége két projekt lesz egyenlő 8 éve működő, és a további előnyösebb lenne az első lehetőséget.

Mivel a csővezetéket 10 évre tervezik, az előny az első lehetőség.

3. feladat. A csővezeték optimális átmérőjének kiválasztása és kiszámítása

Előfeltétel: Két olyan gyártósor van kialakítva, amelyekben a nem viszkózus folyadékot Q folyási sebességgel húzzák1 = 20 m 3 / h és Q2 = 30 m 3 / óra. A csővezetékek telepítésének és karbantartásának egyszerűsítése érdekében úgy döntöttek, hogy mindkét vonalhoz azonos átmérőjű csöveket használnak.

Kezdeti adatok: Q1 = 20 m 3 / h; Q2 = 30 m 3 / óra.

Feladat: Meg kell határozni a d csőátmérőt, amely alkalmas a feladatnak.

Megoldás: Mivel a csővezetékre nincsenek további követelmények, a megfelelés legfontosabb feltétele a folyadék szivattyúzása meghatározott költségek mellett. Az optimális sebességek táblázatos adatait használjuk a nyomóvezetékben lévő ismeretlen folyadék számára. Ez a tartomány 1,5 - 3 m / s.

Ebből következik, hogy lehetséges az optimális sebességnek megfelelő optimális átmérő tartományok meghatározása a különböző költségekhez, valamint a kereszteződésük területének meghatározása. A csövek átmérője nyilvánvalóan kielégíti a felsorolt ​​áramlási sebességek alkalmazhatósági követelményeit.

Meghatározzuk az optimális átmérők tartományát a Q esetre1 = 20 m 3 / óra, az áramlási képlet felhasználásával, amelyből a cső átmérője:

Az optimális sebesség minimális és maximális értékeinek helyettesítése:

d1perc = √ (4 · 20) / (3600 · 3,14 · 1,5) = 0,069 m

d1max = √ (4 · 20) / (3600 · 3,14 · 3) = 0,049 m

Vagyis egy 20 m 3 / h áramlási sebességű vonalhoz 49-69 mm átmérőjű csövek alkalmasak.

Meghatározzuk az optimális átmérők tartományát a Q esetre2 = 30 m 3 / óra:

d2perc = √ (4,30) / (3600 · 3,14 · 1,5) = 0,084 m

d2max = √ (4,30) / (3600 · 3,14 · 3) = 0,059 m

Összesen azt kapjuk, hogy az első esetben az optimális átmérő tartománya 49-69 mm, a második 59-84 mm. E két tartomány metszéspontja ismeretlen értékekből áll. Ezt kapjuk két, 59-69 mm átmérőjű csövekhez.

4. feladat. Határozza meg a víz áramlási módját a csőben

Állapot: A csővezeték átmérője 0,2 m, amelyen a víz áramlása 90 m 3 / h áramlási sebességgel folyik. A víz hőmérséklete t = 20 ° C, amelynél a dinamikus viszkozitás 1 · 10 -3 Pa · s és a sűrűség 998 kg / m3.

Kezdeti adatok: d = 0,2 m; Q = 90 m 3 / h; μ = 1 · 10-3; ρ = 998 kg / m 3.

Feladat: Meg kell határozni a vízáramlást a csőben.

Megoldás: Az áramlási rendszert a Reynolds (Re) kritérium értéke alapján határozhatjuk meg, amely számításnál először meg kell határozni a vízáramlási sebességet a csőben (v). A v érték kiszámítható a kör keresztmetszetű cső áramlási egyenletéből:

v = Q · 4 / (π · d2) = [90/3600] · [4 / (3,14 · 0,2²)] = 0,8 m / s

Az áramlási érték megállapításával kiszámítjuk a Reynolds-kritérium értékét:

Re = (ρ · v · d) / μ = (998 · 0,8 · 0,2) / (1-10 · 3) = 159680

A Reynolds-kritérium kritikus értéke Recr kerek csövek esetén 2300-nak felel meg. A kapott kritériumérték nagyobb, mint a kritikus érték (159680> 2300), ezért az áramlási rendszer turbulens.

5. feladat. A Reynolds-teszt értékének meghatározása

Állapot: Egy ferde csúszda, amelynek téglalap alakú profilja szélessége w = 500 mm, magassága pedig h = 300 mm, a víz áramlik anélkül, hogy a csúszda felső széléhez 50 mm-t érne el. A víz áramlási sebessége ebben az esetben Q = 200 m 3 / h. A számításoknál a víz sűrűségét ρ = 1000 kg / m 3 és a dinamikus viszkozitás μ = 1 · 10 -3 Pa · s.

Kezdeti adatok: w = 500 mm; h = 300 mm; l = 5000 mm; a = 50 mm; Q = 200 m 3 / h; ρ = 1000 kg / m 3; μ = 1 · 10 -3 Pa · s.

Probléma: A Reynolds-kritérium értékének meghatározása.

Megoldás: Mivel ebben az esetben a folyadék egy kerek cső helyett egy téglalap alakú csúszda mentén mozog, az ezt követő számításokhoz meg kell találni az egyenértékű csatornaátmérőt. Általában a képlet alapján számolják ki:

ahol:
Fjól - a folyadékáram keresztmetszete;
Pa - nedvesített perem.

Nyilvánvaló, hogy a folyadékáram szélessége egybeesik a w csatorna szélességével, míg a folyadékáram magassága h-mm. Ebben az esetben a következőket kapjuk:

Fjól = w · (h-a) = 0,5 · (0,3-0,05) = 0,125 m 2

Most lehetővé válik a folyadékáram egyenértékű átmérőjének meghatározása:

Ezt követõen az áramlási képletet az áramlási sebesség és keresztmetszeti területei szerint fejezzük ki, és megtaláljuk az áramlási sebességet:

v = Q / Fjól = 200 / (3600 · 0,125) = 0,45

A korábban talált értékek használatával lehetővé válik a Reynolds-kritérium kiszámításához használt képlet használata:

Re = (ρ · v · de) / μ = (1000 · 0,45 · 0,5) / (1-10 · 3) = 225 000

Task number 6. A vezetőveszteség kiszámítása és meghatározása

Állapot: A szivattyúvizet egy kör alakú csővezetéken keresztül táplálják, amelynek alakja az ábrán látható, a végfelhasználónak. A víz áramlási sebessége Q = 7 m 3 / h. A csőátmérő d = 50 mm, az abszolút érdesség Δ = 0,2 mm. A számításoknál a víz sűrűségét ρ = 1000 kg / m 3 és a dinamikus viszkozitás μ = 1 · 10 -3 Pa · s.

Kezdeti adatok: Q = 7 m 3 / h; d = 120 mm; Δ = 0,2 mm; ρ = 1000 kg / m 3; μ = 1 · 10 -3 Pa · s.

Feladat: Számítsa ki a csővezeték fejveszteségét (Hop).

Megoldás: Először a csővezeték áramlási sebességét találjuk, amelyre a folyadékáramlási képletet használjuk:

v = (4 · Q) / (π · d2) = [(4 · 7) / (3,14 · 0,05²)] · 1/3600 = 1 m / s

A talált sebesség lehetővé teszi, hogy meghatározzuk a Reynolds-kritérium értékét egy adott áramláshoz:

Re = (w · d · ρ) / μ = (1 · 0,05 · 1000) / (1 · 10-3) = 50 000

A fejveszteség összértéke súrlódási veszteségekből áll, amelyek a csővezeték folyadékáramlása (Ht) és fejveszteség a helyi ellenállásokban (Hms).

A súrlódási veszteség a következő képlet segítségével számítható ki:

ahol:
λ a súrlódási együttható;
L a csővezeték teljes hossza;
[v² / (2 · g)] - az áramlás sebességfeje.

Lássuk az áramlás sebességfejét:

v2 / (2 · g) = 1 2 / (2 · 9,81) = 0,051 m

A súrlódási tényező értékének meghatározásához ki kell választani a helyes számítási képletet, amely a Reynolds-kritérium nagyságától függ. Ehhez a cső relatív érdességét a következő képlet segítségével találjuk meg:

e = Δ / d = 0,2 / 50 = 0,004

Ezután két további értéket számolunk ki:

10 / e = 10 / 0,004 = 2500

A Reynolds-kritérium korábban talált értéke a 10 / e 0,25 = 0,11 · (0,004 + 68/50000) intervallumon belül van 0,25 = 0,03

Most lehetséges lesz meghatározni a súrlódási veszteség nagyságát:

HT = [(l · l) / d] · [v2 / (2 · g)] = [(0,03 · 30) / 0,05] · 0,051 = 0,918 m

A helyi ellenállások teljes fejvesztesége a helyi ellenállások mindegyikében a fejveszteségekből áll, amelyek ebben a feladatban két fordulat és egy normál szelep. A következő képlet segítségével számíthatja ki őket:

ahol ζ a helyi ellenállási együttható.

Mivel a nyomás együtthatók táblázatos értékei között nem állnak rendelkezésre 50 mm átmérőjű csövek, így meghatározásukhoz közelítő számítási módszert kell alkalmazni. ellenállási együttható (ζ) a normál légtelenítő cső 40 4,9 mm átmérőjű, és 80 mm-es csövekhez - 4. Leegyszerűsítve azt jelentik, hogy a közbenső érték közötti ezen értékek fekszenek egy egyenes vonal, azaz változás leírt által ζ = a · d + b, ahol a és b az egyenes egyenlet együtthatói. Az egyenletek rendszerét fogalmazzuk meg és oldjuk meg:

Tudjon Meg Többet A Cső