Расчет использования воды по внутреннему сечению трубы: формулы и другие методы

Расчет использования воды по сечению трубы водопровода выступает как отправного пункта в сложной системе гидродинамических вычислений. При строительстве или реконструкции строения, при обустраивании системы пожаротушения очень нужно высчитать, сколько воды будет поступать на объект при популярной величине давления в системе, если установить трубы конкретного сечения.

При расчитывании водорасхода берутся во внимание несколько факторов, одни из очень важных — это сечение подающей трубы и системное давление

Какие факторы принимают в расчет, проводя вычисление водорасхода

Обозначение водорасхода по диаметру трубы дает возможность приобрести данные, очень приближенные к настоящим, но совсем не всегда. На реальном расходе, кроме трубного диаметра, проявляется целый ряд моментов:

• уровень давления. При более большом давлении в трубопроводной системе потребители будут получать больший водный объем. Расчет водорасхода по диаметру трубы и давлению дает возможность приобрести более правильные данные, чем при применении единственного параметра. Опираясь на эти величины, устанавливается нужная толщина стены трубы;
• водонапор в системе зависит от изменения диаметра труб, изгибов и поворотов, разветвлений, наличия арматуры запорной. Чем тяжелее конфигурация водомерного узла, тем тяжелее определить настоящие критерии водорасхода через трубу при давлении, указанном по СНиПу;
• силой трения, мешающей движению потока воды, при большей длине системы потребление воды через трубу значительно уменьшается, так как падает скорость движения жидкости;
• шероховатость внутренних стенок водомерного узла. Современные полимерные конструкции обладают приблизительно на десять процентов наиболее высокой пропускной способностью, чем самые новые изделия из классических материалов – бетона, чугуна и стали;
• при долгой эксплуатации поверхность внутри трубопровода засоряют разные отложения. Изменение внутреннего рельефа вследствие засоренности скорее всего не возможно высчитать при помощи математических формул. Так что, точно определить кол-во которая проходит через трубу воды окажется невозможно. Новые полимеры дают возможность не принимать фактор медленной закупорки системы в расчет, так как образование наростов на их поверхности внутри фактически исключается.

Потребление воды зависит формы водомерного узла, а еще типа труб, из которых установлена сеть

Так что, проводя расчеты вододавления в зависимости от трубного диаметра, не принимая к сведению иные факторы, сказывающиеся на реальном расходе жидкости, можно позволить значительные ошибки.

Методы расчета количества воды по сечению трубы

Способность пропуска трубопровода можно высчитать, применяя немного самых разных методик. Воспользуйтесь:

• физическими методами расчета по специализированным формулам, прекрасным при проведении вычислений для водомерного узла и канализации;
• табличными методами расчета, приводящими приближенные значения, чего во многих случаях достаточно для принятия дальнейших решений. Для получения точных значений пользуются таблицами Шевелевых. В таких таблицах кроме внутреннего сечения учтен целый ряд остальных показателей, воздействие которых проявляется на пропускной способности трубопровода;
• специализированными бесплатными онлайн-калькуляторами;
• специализированными компьютерными программами для расчета разных показателей, которые связаны с эксплуатацией системы трубопроводов. Большие российские компании применяют платную отечественную программу «Гидросистема». Во всемирной сети можно отыскать ссылки, разрешающие воспользоваться программой «TAScope», получившей огромное распространение во многих государствах.

Расчет водорасхода по диаметру и иным показателям

Получение расчетных данных водорасхода позволяет определиться:

• с выбором труб необходимого диаметра, который увязывается с планируемой пропускной способностью;
• с толщиной их стенок, которая связана с возможным внутренним давлением;
• с материалами, которые будут употреблены при трубопроводной прокладке;
• с технологией монтажа магистрали.

Расчет использования воды позволяет выбрать правильно вид труб и их диаметр

Высчитать объем потребляемой воды возможно по несложной формуле:

В приведенной формуле употреблены параметры: d – внутреннего трубного диаметра; V – скорости направления потока воды; q – величина водорасхода.

Необходимо обратить свое внимание! Для расчета не имеют значения характерности скорости потока воды, которая бывает как естественной, при самотечном движении, так и созданной искусственно с помощью нагнетающего внешнего источника.

В безнапорной системе, где вода двигается самостоятельно от водонапорной башни, скорость потока воды находится в границах от 0,7 м/с до 1,9 м/с (в системе городского водомерного узла поток воды в большинстве случаев передвигается со скоростью полтора метра в секунду). При применении внешнего источника для нагнетания придаваемую им скорость формируют по реквизитам паспорта нагнетателя.

Приведенная формула включает три параметра и дает возможность, зная два из них, определить 3-ий.

Обозначение водорасхода при возможном падении напора

Рассмотренная формула для определения водорасхода по внутреннему диаметру трубы и скорости потока воды, считается простой. Ею не принимается во внимание изменение напора под влиянием обстоятельств, способных привести к более низкому или большому давлению в системе трубопровода. Формула Дарси дает возможность сделать расчет, учитывающий потери на крайних точках трубопровода. Смотрится она так:

В формуле Дарси взяты в учет эти параметры:

P – вязкость; ? – показатель трения, величина которого устанавливается:

• конфигурацией трубопровода, прямолинейного или содержащего непростые повороты и изгибы;
• турбулентностью направления потока воды;
• шершавостью поверхности внутри труб;
• наличием преград в виде участков с использованием арматуры запорной.

На показатель трения оказывает влияние наличие запорных компонентов и их кол-во

L – длина труб; D — величина внутреннего сечения; V – скорость перемещения потока воды; g – ускорение свободного падения.

Упрощенные расчеты

Формулу Дарси используют при проведении непростых гидродинамических расчетов. Во многих случаях в полной мере достаточно применения обыкновенной формулы для определения водорасхода. Непростых расчетов получиться избежать, прибегнув к применению таблиц, выстроенных на комбинировании четырех показателей:

• величины внутреннего сечения — D;
• жидкостного расхода — q;
• скорости направления — V;
• трубного уклона – i.

Индивидуальным случаем гидродинамических расчетов считается обозначение водорасхода через отверстие крана. Применяется формула q = SV, в которой кроме величин водорасхода и скорости потока воды введено значение площади сечения отверстия крана. Она устанавливается так:

Если скорость потока воды неизвестна, ее формируют по формуле Торичелли V = 2gh. В формуле Торичелли: g – величина ускорения свободного падения; h – высота столба воды над отверстием крана.

Высчитать водопотребление, опираясь на известную величину внутреннего сечения трубы действительно возможно. Точность этого расчета зависит от влияния некоторых остальных факторов. Во многих случаях, когда не требуется получения замечательно точных значений, ими вполне можно пренебречь. Естественно, что для непростых гидродинамических расчетов упрощенные формулы задействовать нежелательно.