Šķidruma plūsmas formula

Šķidruma plūsmas ātrums - šķidruma daudzums, kas plūst caur laika plūsmu caur laika vienību.

Izšķir šķidruma tilpumu, masas un svara plūsmu.

Šķidruma tilpuma plūsma ir šķidruma plūsmas tilpums vienā laika vienībā caur plūsmas dzīvo daļu. Tilpuma plūsmas ātrums parasti tiek mērīts m3 / s, l / s. To aprēķina pēc formulas

kur Q ir tilpuma plūsmas ātrums

V ir šķidruma daudzums, kas plūst caur plūsmas dzīvo daļu

t ir šķidruma plūsmas laiks.

Šķidruma masas plūsmas ātrums ir šķidruma, kas plūst caur laika plūsmu caur laika vienību, masa. Masas plūsma parasti tiek mērīta kg / s, g / s vai t / s, un tā tiek noteikta pēc formulas

kur QM ir šķidruma masas plūsmas ātrums

M ir šķidruma masa, kas plūst caur dzīvo daļu plūsmā,

t ir šķidruma plūsmas laiks.

Šķidruma masas plūsma ir šķidruma svars, kas plūst caur laika vienību caur plūsmas šķērsgriezumu. Svara patēriņu parasti mēra N / s, kN / s. Formulas noteikšana tā izskatās šādi:

kur QG - svara šķidruma plūsma,

G - šķidruma svars, kas plūst cauri dzīvās plūsmas sekcijai,

t ir šķidruma plūsmas laiks.

Visbiežāk izmantotais tilpuma plūsmas ātrums ir šķidrs. Ņemot vērā, ka plūsma sastāv no elementārām plūsmām, tad plūsmas ātrums ir šķidruma dQ elementārās plūsmas izmaksu summa.

Elementālas sūkšanas plūsma ir šķidruma dV tilpums, kas iet caur plūsmas dzīvo daļu laika vienībā. Tādējādi:

Ja, iekļaujot pēdējo izteiksmi plūsmas dzīvās daļas zonā, ir iespējams iegūt šķidruma tilpuma plūsmas ātruma formulu kā vienkāršo plūsmu izmaksu summu

Šīs formulas izmantošana aprēķinos ir sarežģīta, jo elementārās šķidruma plūsmas izmaksas dažādās plūsmas dzīvās daļas punktos atšķiras. Tādēļ biežāk izmanto vidējo plūsmas ātrumu.

Tilpuma plūsmas vienādojumi visās elementārās plūsmas daļās

Līdzīgus vienādojumus var izdarīt ar ierobežotu plūsmu

Tie ir pilienveida šķidruma plūsmas nepārtrauktības vienādojumi.

Hidrodinamika. Šķidruma plūsma Vidējais šķidruma ātrums

Plūsmas ātrums Q (m 3 / s, litrs / min) tiek iegūts no šķidruma V tilpuma attiecības, kas plūst caur laika vienību t caur dzīvo sekciju w. No definīcijas iegūstam:

Pamatplūsmas plūsmas ātrumu nosaka, ņemot vērā šķidruma dV tilpuma attiecību, kas plūst caur plūsmas dzīvo daļu laika vienībā. No definīcijas iegūstam formulu:

kur u ir patiesais šķidruma daļiņu ātrums;

dw ir elementārās plūsmas šķērsgriezums.

Vidējais ātrums - patēriņa attiecība pret dzīvojamās daļas platību:

Parasti ir jāaprēķina vidējais ātrums, jo dažādu šķidruma daļiņu kustības ātrums būs atšķirīgs. Tātad, piemēram, apaļajai caurulei vislielākā vērtība būs gar caurules centru, bet caurules sienās tā parasti būs vienāda ar nulli.

Ūdens patēriņa aprēķins ar cauruļu diametru un spiedienu saskaņā ar tabulu un SNIP 2.04.01-85 + kalkulators

Uzņēmumi un mājas patērē lielu daudzumu ūdens. Šie ciparu indikatori ne tikai liecina par konkrētu vērtību, kas norāda plūsmas ātrumu.

Turklāt tie palīdz noteikt cauruļvadu maisījuma diametru. Daudzi uzskata, ka ūdens patēriņa aprēķināšana caur caurules diametru un spiedienu nav iespējama, jo šie jēdzieni ir pilnībā nesaistīti.

Bet prakse ir parādījusi, ka tā nav. Ūdensapgādes tīkla jauda ir atkarīga no daudziem rādītājiem, un pirmais šajā sarakstā būs caurules maisījuma diametrs un spiediens cauruļvadā.

Visus aprēķinus ieteicams veikt cauruļvada būvniecības projekta posmā, jo iegūtie dati nosaka galvenos parametrus ne tikai vietējam, bet arī rūpnieciskajam cauruļvadam. Tas viss tiks apspriests tālāk.

Tiešsaistes ūdens kalkulators

Kādi faktori ietekmē šķidruma plūsmu caur cauruļvadu

Kritēriji, kas ietekmē aprakstīto indikatoru, veido garu sarakstu. Šeit ir daži no tiem.

  1. Cauruļvada iekšējais diametrs.
  2. Straumes kustības ātrums, kas ir atkarīgs no spiediena līnijā.
  3. Materiāls, kas ņemts cauruļu sortimenta ražošanai.

Ūdens plūsmas noteikšana pie līnijas izejas tiek veikta caurules diametrā, jo šī īpašība kopā ar citām ietekmē sistēmas caurlaidspēju. Arī aprēķinot patērētās šķidruma daudzumu, jūs nevarat atlaide sienas biezumu, kas tiek noteikts, pamatojoties uz paredzēto iekšējo spiedienu.

Var pat teikt, ka "caurules ģeometrijas" definīciju neietekmē tikai tīkla garums. Un šķērsgriezumam, spiedienam un citiem faktoriem ir ļoti svarīga loma.

Turklāt daži sistēmas parametri tieši ietekmē patēriņu, nevis tieši, bet netieši. Tas ietver sūknētā materiāla viskozitāti un temperatūru.

Apkopojot nelielu rezultātu, varam teikt, ka caurlaidspējas definīcija ļauj precīzi noteikt optimālo materiāla veidu sistēmas būvei un izvēlēties montāžas tehnoloģiju. Pretējā gadījumā tīkls nedarbosies efektīvi, un tas prasīs biežu ārkārtas remontu.

Ūdens patēriņa aprēķins apaļās caurules diametram ir atkarīgs no tā izmēra. Līdz ar to lielāka šķērsgriezuma daļa uz noteiktu laiku pāriet lielākam šķidruma daudzumam. Bet, veicot aprēķinu un ņemot vērā diametru, spiedienu nevar atlaist.

Ja mēs uzskatām šo aprēķinu par konkrētu piemēru, izrādās, ka mazāk šķidrums caur kādu metru garu cauruļu produktu caur kādu 1 cm caurumu noteiktā laika periodā iet caur garu līniju, kas sasniedz desmitus metrus augstumā. Tas ir dabiski, jo augstākais ūdens patēriņš vietnē dos maksimālu veiktspēju tīkla visaugstākajā spiedienā un visaugstākajā apjomā.

SNIP 2.04.01-85 sadaļas aprēķins

Pirmkārt, ir jāsaprot, ka caurteces diametra aprēķins ir sarežģīts inženierijas process. Tam būs nepieciešamas īpašas zināšanas. Bet, veicot mājsaimniecības būvniecību ar ūdens caurlaides līniju, bieži hidraulisko aprēķinu šķērsgriezums tiek veikts neatkarīgi.

Šis šķidruma plūsmas ātruma aprēķina veids var tikt veikts divējādi. Pirmais ir tabulas dati. Bet, atsaucoties uz tabulām, ir jāzina ne tikai precīzs krānu skaits, bet arī ūdens (vannas, izlietnes) konteineri un citas lietas.

Tikai tad, ja jums ir šī informācija par vārsta sistēmu, varat izmantot tabulas, kuras sniedz SNIP 2.04.01-85. Pēc viņu domām un nosaka ūdens daudzumu caurules apvalkā. Šeit ir viena no šīm tabulām:

Šķidruma plūsmas formula

Šķidrums (gāze) plūst caur virsmu

Ja šķērsgriezums ir perpendikulārs plūsmas ātrumam: (un ātrums visos punktos ir vienāds, tad no (2.2) mums būs

Parasti šo formulu izmanto, aprēķinot šķidruma vai gāzes plūsmas ātrumu caur cauruļvada šķērsgriezumu.

Samaziniet tilpumu (2.1.) Ar blīvumu. Mēs iegūstam šķidruma masu, kas plūst caur laika vienību.

Integrējot (2.4.) Virs virsmas, iegūstam šķidruma masu, kas plūst caur laika vienību (masas plūsmas ātrums):

Ja virsma ir aizvērta, tad saskaņā ar atšķirības teorēmu (A.4.2.) Šī vienlīdzība ir līdzvērtīga šādai:

- šķidruma masa, kas izplūst no platības uz laika vienību.

Ļaujiet reģionam būt mazam; mēs to apzīmē Tad no (2.5.) mēs saņemam

- šķidruma masa, kas izplūst no platības uz laika vienību.

Problēma 1. Ņemot vērā plūstošā šķidruma ātruma lauku.

a) Atrodiet plūsmas ātrumu caur konusa sānu virsmu, ko ierobežo attiecīgās virsmas:

b) Atrodiet plūsmas ātrumu visā konusa virsmā.

Zīmējiet konusu (2.6. Zīmējums). Vienlīdzība ir horizontālās plaknes vienādojums. Vienlīdzība ir koniskās virsmas vienādojums.

a) Koniskās virsmas vienādojums ir šāds:

Atrast parasto vektoru

Pēc samazinājuma par +2 mums būs

Tajā pašā laikā vektors tiek saīsināts, bet virziens nemainās. Viņa modulis

Vienības vektors, kas normāls pret konusa sānu virsmu, ir vienāds ar

Atrodiet skalāru produktu:

Aizvietotājs plūsmas formā (2.2.):

Vērtība tiek izpildīta uz konusa virsmas. Šo vērtību mēs aizvietojam:

kur ir aplis, konusa sānu virsmas projekcija uz plaknes No vienādojumu sistēmas (a) iegūstam vai apļa rādiusu

Aprēķināt integrālo pāreju uz polāro koordinātu sistēmu Tad un

Negatīva plūsma nozīmē, ka šķidrums galvenokārt plūst caur konusa sānu virsmu.

b) Visa konusa virsma ir slēgta virsma, kurā atrodas viss konuss, tāpēc jūs varat izmantot Ostrogradskas-Gauss formulu. Bet vispirms mēs atrodam ātruma vektora novirzi:

Ar patēriņa formulu (2.2.) Mums ir

2.4. Patēriņš līdzsvara stāvoklī.

Plūsmu sauc par nekustīgu, ja ātrums nav atkarīgs no laika.

Apsveriet šķidruma plūsmu cauruļvadā caur šķērsgriezumiem un uz vienības laiku, kad tilpums plūst cauri sekcijai, un tilpums izplūst, jo šķidrums ir gandrīz nesaspiežams, tilpums starp tilpumu un šķidrumu nemainās. Tas nozīmē, ka ienākošā šķidruma daudzums caur šķērsgriezumu ir vienāds ar izejošā šķidruma daudzumu, citiem vārdiem sakot. Tādējādi

Ūdens patēriņa formula - piemērs iekšzemes ūdens patēriņa aprēķinam

Ūdens patēriņš ūdenstilpē ir šķidruma, kas šķērso šķērsgriezumu, tilpums. Izdevumu vienība ir m3 / s.

Ūdens patēriņa aprēķins jāveic ūdensapgādes sistēmas plānošanas posmā, jo no tā atkarīgi galvenie ūdens līniju parametri.

Cauruļvada ūdens patēriņš: faktori

Lai patstāvīgi veiktu ūdens patēriņa aprēķinu cauruļvadā, ir jāzina faktori, kas nodrošina ūdens plūsmu cauruļvadā.

Galvenie ir spiediena pakāpe cauruļvadā un caurules šķērsgriezuma diametrs. Bet, zinot tikai šos daudzumus, nav iespējams precīzi aprēķināt ūdens plūsmu, jo tas arī ir atkarīgs no tādiem rādītājiem kā:

  1. Cauruļu garums Ar to viss ir skaidrs: jo garāks tā garums, jo augstāks ir ūdens berzes līmenis pret tā sienām, tāpēc šķidruma plūsma palēninās.
  2. Cauruļu sienu materiāls ir arī svarīgs faktors, kas nosaka plūsmas ātrumu. Tādējādi vienmērīgas cauruļu sienas, kas izgatavotas no polipropilēna, nodrošina vismazāko pretestību nekā tērauds.
  3. Cauruļvada diametrs - jo mazāks tas ir, jo augstāks būs sienu pretestība šķidruma kustībai. Jo mazāks ir diametrs, jo nelabvēlīgākā ir ārējās virsmas atbilstība iekšējam tilpumam.
  4. Cauruļvada ekspluatācijas termiņš. Mēs zinām, ka gadu gaitā tērauda caurules ir pakļautas korozijai, un kaļķu nogulsnes veidojas uz čuguna. Berzes spēks pret šādas caurules sienām būs ievērojami lielāks. Piemēram, sarūsējušās caurules virsmas izturība ir 200 reizes lielāka nekā jauna tērauda.
  5. Diametra maiņa dažādās ūdensvadcauruļa daļās, pagriešanās, bloķēšanas piederumi vai savienotājelementi ievērojami samazina ūdens plūsmas ātrumu.

Kādas vērtības izmanto, lai aprēķinātu ūdens plūsmu?

Formulas izmanto šādas vērtības:

  • Q - kopējais (gada) ūdens patēriņš uz vienu cilvēku.
  • N - mājas iedzīvotāju skaits.
  • Q - dienas plūsmas ātrums.
  • K - nevienmērīgā patēriņa koeficients, kas vienāds ar 1.1-1.3 (SNiP 2.04.02-84).
  • D ir caurules diametrs.
  • V ir ūdens plūsmas ātrums.

Ūdens patēriņa aprēķina formula

Tātad, zinot vērtības, mēs iegūstam šādu ūdens patēriņa formulu:

  1. Ikdienas aprēķiniem - Q = Q × N / 100
  2. Stundas aprēķināšanai - q = Q × K / 24.
  3. Aprēķins pēc diametra - q = × d2 / 4 × V.

Piemērs ūdens patēriņa aprēķinam vietējam patērētājam

Mājai ir uzstādīti: tualete, izlietne, vanna, virtuves izlietne.

  1. Saskaņā ar A papildinājumu mēs pieņemam patēriņu sekundē:
    • Tualetes paplāte - 0,1 l / s.
    • Izlietne ar maisītāju - 0,12 l / s.
    • Vannas - 0,25 l / s.
    • Virtuves izlietne - 0,12 l / s.
  2. No visām ūdensapgādes vietām patērētā summa būs:
    • 0,1 + 0,12 + 0,25 + 0,12 = 0,59 l / s
  3. Saskaņā ar kopējo patēriņu (B papildinājums) 0,59 l / s atbilst aplēstajam caurplūdumam 0,4 l / s.

Var pārvērst m.kub / stundā, reizinot to ar 3.6. Tātad izrādās: 0,4 x 3,6 = 1,44 kubikmetri stundā

Ūdens plūsmas aprēķināšanas procedūra

Visa aprēķinu procedūra ir noteikta noteikumu grāmatā 30. 13330. 2012 SNiP 2.04.01-85 * "Iekšējā ūdensapgāde un kanalizācija" atjauninātajā izdevumā.

Ja plānojat sākt mājas celtniecību, dzīvokļa pārbūvi vai santehnikas uzstādīšanu, būs ļoti vēlama informācija par ūdens patēriņa aprēķināšanu. Ūdens patēriņa aprēķins palīdzēs ne tikai noteikt nepieciešamo ūdens daudzumu konkrētā telpā, bet arī ļauj ātri noteikt spiediena kritumu cauruļvadā. Turklāt, pateicoties vienkāršām formulām, visu to var izdarīt patstāvīgi, bez ekspertu palīdzības.

Ūdens plūsma caur cauruli pie pareizā spiediena

Raksta saturs

Galvenais uzdevums aprēķināt ūdens patēriņa apjomu cauruļvadā pār tā šķērsgriezumu (diametrs) ir izvēlēties caurules tā, lai plūsmas ātrums nebūtu pārāk liels un spiediens būtu labs. Tajā jāņem vērā:

  • diametri (iekšējās daļas DN),
  • galvas zaudējumi aprēķinātajā platībā,
  • ūdens plūsmas ātrums
  • maksimālais spiediens
  • apgriezienu un vārtu ietekme sistēmā,
  • materiāls (cauruļvada sienu īpašības) un garums utt.

Ūdens plūsmas caurules diametra izvēle, izmantojot tabulu, tiek uzskatīta par vienkāršāku, bet mazāk precīzu, nekā mērīt un aprēķināt spiedienu, ūdens ātrumu un citus cauruļvada parametrus, kas veikti vietējā līmenī.

Tabulu standarta dati un galveno parametru vidējie rādītāji

Lai noteiktu aprēķināto maksimālo ūdens plūsmu caur cauruli, tiek parādīta tabula 9 visbiežāk sastopamajiem diametriem dažādos spiedienos.

Vidējais spiediens lielākajā daļā stāvvada ir robežās no 1,5-2,5 atmosfēras. Pašreizējā atkarība no stāvu skaita (īpaši ievērojama augstceltnēs) tiek regulēta, sadalot ūdensapgādes sistēmu vairākos segmentos. Ūdens iesmidzināšana, izmantojot sūkņus, ietekmē arī plūsmas ātruma izmaiņas. Turklāt, atsaucoties uz tabulām, aprēķinot ūdens patēriņu, jāņem vērā ne tikai krānu skaits, bet arī ūdens sildītāju, vannu un citu avotu skaits.

Izmaiņas celtņa caurlaidības īpašībās ar ūdens plūsmas regulatoru palīdzību, ekonomisti, kas ir līdzīgi WaterSave (http://water-save.com/), tabulās nav ierakstīti un parasti netiek ņemti vērā, aprēķinot ūdens patēriņu caur (caur) caurulēm.

Metodes ūdens plūsmas un cauruļvada diametra aprēķināšanai

Izmantojot tālāk norādītās formulas, jūs varat gan aprēķināt ūdens plūsmu caurulē, gan noteikt caurules diametra atkarību no ūdens plūsmas.

Šajā formā dreifēt:

  • zem q, ņem plūsmas ātrumu l / s,
  • V - nosaka plūsmas ātrumu m / s,
  • d - iekšējā daļa (diametrs cm).

Apzinoties ūdens patēriņu un d-sekciju, varat, izmantojot apgrieztos aprēķinus, iestatīt ātrumu vai, zinot plūsmu un ātrumu, noteikt diametru. Ja ir papildu kompresors (piemēram, daudzstāvu ēkās), tās radītās hidrauliskās plūsmas spiediens un ātrums ir norādīts ierīces pasē. Bez papildu injekcijas plūsmas ātrums visbiežāk mainās diapazonā no 0,8 līdz 1,5 m / s.

Lai iegūtu precīzākus aprēķinus, ņemtu vērā spiediena zudumu, izmantojot Darksa formulu:

Lai aprēķinātu, nepieciešams papildus instalēt:

  • cauruļvada garums (L)
  • zaudējumu koeficients, kas atkarīgs no cauruļvadu sienu nelīdzenuma, turbulences, izliekuma un sekcijām ar vārstiem (λ),
  • šķidruma viskozitāte (ρ).

Attiecību starp cauruļvada D vērtību, plūsmas ātrumu (V) un ūdens patēriņu (q), ņemot vērā slīpuma leņķi (i), var izteikt tabulā, kur divas zināmas vērtības ir savienotas ar taisnu līniju, un vajadzīgās vērtības vērtība būs redzama skalas un taisnas līnijas krustojumā.

Tehniskajā pamatojumā arī tiek veidoti darbības un kapitāla izmaksu grafiki, definējot optimālo D vērtību, kas ir noteikta darbības un kapitāla izmaksu līknes krustošanās punktā.

Ūdens plūsmas caur cauruli aprēķināšana, ņemot vērā spiediena kritumu, var tikt veikta, izmantojot tiešsaistes kalkulatorus (piemēram: http://allcalc.ru/node/498; https://www.calc.ru/gidravlicheskiy-raschet-truboprovoda.html). Hidrauliskajam aprēķinam, kā tas ir formulā, jāņem vērā zaudējumu faktors, kas nozīmē izvēli:

  1. pretestības aprēķināšanas metode
  2. cauruļvadu sistēmu materiāls un tips (tērauds, čuguns, azbests, dzelzsbetons, plastmasa), kur tiek ņemts vērā, ka, piemēram, plastmasas virsmas ir mazāk raupjošas nekā tērauda un nerodas korozija,
  3. iekšējais diametrs
  4. iedaļas garums
  5. spiediena kritums katram cauruļvada skaitītājam.

Daži kalkulatori ņem vērā cauruļvadu sistēmu papildu īpašības, piemēram:

  • jauns vai ne jauns ar bitumena pārklājumu vai bez iekšējās plēves
  • ar ārēju plastmasas vai polimēru pārklājumu
  • ar ārējo cementa-smilšu pārklājumu, ko izmanto dažādās metodēs utt.

Atstājiet komentāru un pievienojieties diskusijai.

Kontroles un slēgšanas vārstu (vārstu) aprēķināšana un atlase, lai nodrošinātu caurlaidspēju ūdenī, šķidrumos, ūdens tvaikos vai gāzē. Cauruļvadu veidgabalu regulēšanas izvēle Kv. Formulas šķidruma tilpuma plūsmas ātruma aprēķināšanai caur Kv.

Kontroles un slēgšanas vārstu (vārstu) aprēķināšana un atlase, lai nodrošinātu caurlaidspēju ūdenī, šķidrumos, ūdens tvaikos vai gāzē. Cauruļvadu veidgabalu regulēšanas izvēle Kv. Formulas šķidruma tilpuma plūsmas ātruma aprēķināšanai caur Kv dažādos izmēros

  1. Saskaņā ar vienkāršoto aprēķinu formulu no 1. tabulas, mēs aprēķinām maksimālo Kv = Kvs (m 3 / h) - ūdens plūsmu caur vārstu pie T = 20 ° C pie spiediena krituma = 1 bar. (vairāk par Kv šeit un tālāk lapā)
  2. Noteikt nosacījuma jaudas regulēšanas vārsta vērtību Kv = η * Kvmaks,kur η ir drošības koeficients 1,2-1,5 diapazonā (vairāk par drošības faktoriem šeit).
  3. No regulatoru īpašībām mēs izvēlamies tuvāko pieejamo Kv, noapaļojot uz augšu.

Ātrums un plūsmas ātrums

Galvenās šķidrumu kustības īpašības

Apsveriet šķidruma pārvietošanos caur caurulīti ar pastāvīgu šķērsgriezumu.

Plūsmas šķērsgriezuma plūsmas ("dzīvā daļa", t.i., cauruļvada iegremdētā daļa) plūsmas daudzumu uz laika vienību sauc par plūsmas ātrumu.

Attēls 5 - Dzīvojamās daļas: a - caurules, b - vārsti

Izšķir Q - tilpuma plūsmu [m 3 / s vai m 3 / h] un masas plūsmas ātrumu M [kg / s vai kg / h].

Dažādās dzīvās daļas vietās šķidruma daļiņu plūsmas ātrums nav vienāds. Tāpēc aprēķinos tie izmanto ne patiesu (vietējo) ātrumu, bet manekenu vidējo ātrumu.

Vidējo ātrumu u izsaka ar šķidruma tilpuma plūsmas ātruma attiecību pret plūsmas dzīvo daļu.

kur Q ir tilpuma plūsmas ātrums, m 3 / s;

S - dzīvās daļas zona, m 2.

Ja tilpuma plūsma:

Masas plūsmas ātrums M [kg / s]:

Kur ρ ir plūsmas blīvums, kg / m 3.

Vērtība ir šķidruma masas ātrums W [kg / (m 2 s)]:

Šķidruma plūsmas formula

Cauruļvada diametrs, plūsmas ātrums un dzesēšanas plūsma.

Šis materiāls ir paredzēts, lai saprastu, kas ir diametrs, plūsmas ātrums un plūsmas ātrums. Un kādas ir saiknes starp tām. Citos materiālos tiks detalizēts apkures diametra aprēķins.

Lai aprēķinātu diametru, kas jums jāzina:

Šeit ir nepieciešamās formulas, kas jums jāzina:

Izturība pret dzesēšanas šķidruma kustību.

Jebkurā dzesēšanas šķidrumā, kas pārvietojas caurules iekšpusē, jācenšas to apturēt. Spēks, ko izmanto, lai apturētu dzesēšanas šķidruma kustību, ir pretestības spēks.

Šo pretestību sauc par spiediena zudumu. Tas nozīmē, ka kustīga dzesēšanas šķidruma caur caurulīti ar noteiktu garumu zaudē spiedienu.

Galva tiek mērīta metros vai ar spiedienu (Pa). Lai nodrošinātu ērtību, aprēķinos ir jāizmanto skaitītāji.

Lai dziļāk izprastu šī materiāla nozīmi, es ieteiktu sekot problēmas risinājumam.

Cauruļvadā, kura iekšējais diametrs ir 12 mm, ūdens plūst ar ātrumu 1 m / s. Atrast rēķinus.

Risinājums: jums jāizmanto iepriekš minētās formulas:

S = 3,14 • 0,012 2/4 = 0,000113 m 2

Q = 0,000113 • 1 = 0,000113 m 3 / s = 0,4 m 3 / h.

Ir sūknis, kas rada pastāvīgu plūsmu 40 litri minūtē. Sūknim ir pievienota 1 metru garā caurule. Atrodiet caurules iekšējo diametru ar ūdens ātrumu 6 m / s.

Q = 40 l / min = 0,000666666 m 3 / s

No iepriekšminētajām formulām saņēma šādu formulu.

Katram sūknim ir šāda plūsmas pretestības īpašība:

Tas nozīmē, ka mūsu plūsma caurules galā būs atkarīga no spiediena zudumiem, ko rada pati caurule.

Sīkāka informācija par spiediena zudumu gar cauruļvada garumu ir apskatīta šajā rakstā:

Un tagad mēs izskatīsim problēmu no reāla piemēra.

Tērauda (dzelzs) caurule ir novietota 376 metru garumā un iekšējais diametrs ir 100 mm, cauruļvada garumā ir 21 izvads (90 ° leņķveida pagriezieni). Caurule ir novietota ar pilienu 17 m. Tas nozīmē, ka caurule attiecībā pret horizontu iet līdz augstumam 17 metri. Sūkņa raksturojums: Maksimālā galva 50 metri (0,5 MPa), maksimālais plūsmas ātrums 90 m 3 / h. Ūdens temperatūra ir 16 ° C. Atrodiet maksimāli iespējamo plūsmas ātrumu caurules galā.

Atrodiet maksimālo plūsmu =?

Video risinājums:

Lai atrisinātu, ir jāzina sūkņu grafiks: plūsmas atkarība no spiediena.

Mūsu gadījumā būs šāds grafiks:

Meklējiet ar liektu līniju horizontā, kas apzīmēta ar 17 metriem, un krustojumā gar līkni iegūstiet maksimālo iespējamo plūsmu: Qmax.

Saskaņā ar grafiku es varu droši teikt, ka augstuma atšķirībā mēs zaudējam aptuveni: 14 m 3 / stundā. (90-Qmax = 14 m 3 / h).

Step aprēķins tiek iegūts, jo formulā ir kvadrātiskā iezīme galvas zaudējumu dinamika (kustība).

Tāpēc mēs risinām problēmu pakāpeniski.

Tā kā mums ir izdevumu intervāls no 0 līdz 76 m 3 / h, tad es vēlētos pārbaudīt spiediena zudumus par izdevumiem, kas vienādi ar: 45 m 3 / h.

Atrodiet ūdens ātrumu

Q = 45 m 3 / h = 0,0125 m 3 / s.

V = (4 • 0,0125) / (3,14 • 0,1 • 0,1) = 1,59 m / s

Atrodiet Reinoldsa numuru

ν = 1,16 • 10 -6 = 0,00000116. Ņemts no galda. Ūdenim temperatūrā 16 ° C.

Δe = 0,1 mm = 0,0001 m. No tabulas ņemta tērauda (dzelzs) caurule.

Tālāk mēs pārbaudām tabulu, kur atrodam formulu hidrauliskās berzes koeficienta noteikšanai.

Es nokļuvu otrajā apgabalā

10 • D / Δe 0,25 = 0,11 • (0,0001 / 0,1 + 68/137069) 0,25 = 0,0216

Tālāk mēs aizpildām formulu:

h = λ • (L • V 2) / (D • 2 • g) = 0,0216 • (376 • 1,59 • 1,59) / (0,1 • 2 • 9,81) = 10,46 m

Kā redzat, zaudējumi ir 10 metri. Tālāk mēs definējam Q1, skatiet grafiku:

Tagad mēs veicam sākotnējo aprēķinu ar plūsmas ātrumu, kas vienāds ar 64m 3 / stundā

Q = 64 m 3 / h = 0,018 m 3 / s.

V = (4 • 0,018) / (3,14 • 0,1 • 0,1) = 2,29 m / s

λ = 0.11 (Δe / D + 68 / Re) 0.25 = 0.11 • (0.0001 / 0.1 + 68/197414) 0.25 = 0.021

h = λ • (L • V 2) / (D • 2 • g) = 0,021 • (376 • 2,29 • 2,29) / (0,1 • 2 • 9,81) = 21,1 m.

Mēs atzīmējam diagrammu:

Qmax atrodas līknes krustojumā Q1 un Q2 (tieši līknes vidū).

Atbilde: Maksimālais plūsmas ātrums ir 54 m 3 / h. Bet to mēs nolēmām bez pretestības pret stūriem.

Lai pārbaudītu čeku:

Q = 54 m 3 / h = 0,015 m 3 / s.

V = (4 • 0,015) / (3,14 • 0,1 • 0,1) = 1,91 m / s

λ = 0,11 (Δe / D + 68 / Re) 0,25 = 0,11 • (0,0001 / 0,1 + 68/164655) 0,25 = 0,0213

h = λ • (L • V 2) / (D • 2 • g) = 0,0213 • (376 • 1,91 • 1,91) / (0,1 • 2 • 9,81) = 14,89 m

Apakšējā rinda: mēs nospiedām Hsviedri= 14,89 = 15m.

Tagad aprēķinām izturību pret pagriezieniem:

Formula, kā atrast spiedienu uz vietējo hidraulisko pretestību:

ζ ir vilces koeficients. Ceļa gadījumā tas ir aptuveni tāds pats, ja diametrs ir mazāks par 30 mm. Lieliem diametriem tas samazinās. Tas ir saistīts ar faktu, ka ūdens kustības ātruma ietekme attiecībā pret rotāciju samazinās.

Es paskatījos dažādās grāmatās par vietējo pretestību, lai pagrieztu cauruli un līkumus. Un bieži vien aprēķinos tika secināts, ka viens spēcīgs asu pagrieziens ir vienāds ar koeficienta vienību. Tiek ņemts vērā asis pagrieziens, ja pagrieziena rādiuss pēc vērtības nepārsniedz diametru. Ja rādiuss pārsniedz diametru 2-3 reizes, tad koeficienta vērtība ir ievērojami samazināta.

Ātrums 1,91 m / s

h = ζ • (V 2) / 2 • 9,81 = (1 • 1,91 2) / (2 • 9,81) = 0,18 m.

Šo vērtību reizina ar krānu skaitu, un mēs saņemam 0,18 • 21 = 3,78 m.

Atbilde: ar ātrumu 1,91 m / s, mēs saņemam spiediena zudumu 3,78 metri.

Tagad atrisināsim visu problēmu ar krāniem.

Pie plūsmas ātruma 45 m 3 / h, tika iegūts spiediena zudums gar garumu: 10,46 m. ​​Skatieties augstāk.

Pie šī ātruma (2,29 m / s) mēs atrodam pretestību stūros:

h = ζ • (V 2) / 2 • 9,81 = (1 • 2,29 2) / (2 • 9,81) = 0,27 m. Mēs reizinām ar 21 = 5,67 m.

Spiediena zuduma pievienošana: 10,46 + 5,67 = 16,13 m.

Mēs atzīmējam diagrammu:

Mēs to atrisinām vienīgi ar plūsmas ātrumu 55 m 3 / h

Q = 55 m 3 / h = 0,015 m 3 / s.

V = (4 • 0,015) / (3,14 • 0,1 • 0,1) = 1,91 m / s

λ = 0,11 (Δe / D + 68 / Re) 0,25 = 0,11 • (0,0001 / 0,1 + 68/164655) 0,25 = 0,0213

h = λ • (L • V 2) / (D • 2 • g) = 0,0213 • (376 • 1,91 • 1,91) / (0,1 • 2 • 9,81) = 14,89 m

h = ζ • (V 2) / 2 • 9,81 = (1 • 1,91 2) / (2 • 9,81) = 0,18 m. Mēs reizinām ar 21 = 3,78 m.

Zaudējumu pievienošana: 14,89 + 3,78 = 18,67 m

Mēs izmantojam diagrammu:

Atbilde: Maksimālā plūsma = 52 m 3 / h. Bez izejām Qmax = 54 m 3 / h.

Tā rezultātā diametra lielumu ietekmē:

Ja plūsma caurules galā ir mazāka, tad tas ir nepieciešams: vai nu palielināt diametru, vai palielināt sūkņa jaudu. Sūkņa jaudas palielināšana nav ekonomiska.

Šis raksts ir daļa no sistēmas: Dizainera ūdens sildīšana

Katra eksperimenta tilpuma plūsmas ātrumu nosaka pēc formulas

Patēriņš aprēķina vidējo ūdens kustības ātrumu caur cauruļvadu

kur d ir cauruļvada diametrs.

Ūdens temperatūru nosaka ūdens kinemātiskais viskozitātes koeficients un Reinoldsa skaitlis

Galvas zuduma definīcija vietējā pretestībā tiek veikta šādā secībā. Par katru izmērīto cauruļvada daļu ir rakstīts Bernoulli vienādojums.

1. Pēkšņa izplešanās

2. Pēkšņa kontrakcija

5. Pagrieziet straumi

6. Mērītā platība

Šajos vienādojumos papildu zudumi ir spiediena zudumi, ko izraisa berze cauruļvadu ieplūdes un izplūdes sekcijās. Šo zaudējumu lielumu, atkarībā no sekciju garuma, nosaka Dersija formula

Šīs plūsmas režīma vērtību var atrast, izmantojot mērīšanas sekciju 7-8, kur spiediena zudumu izraisa tikai ūdens berze pret cauruļvada sienām, tad no formulas (47), ņemot vērā, ka mums ir

vai, izmantojot Dersijas formulu (48), mēs iegūstam

Mēs uzrakstam vienādojumu, lai noteiktu berzes spiediena zudumus katrai izmērītajai daļai pēc konvertēšanas

Nosakot berzes zudumus 1-2. Un 2-3. Iedaļā attiecībā uz garumiem, mēs ņemsim cauruļvada garumu ar mazāku diametru, t.i., mēs noteiksim berzes zudumus tikai šajā cauruļvada posmā. Trieciena zudumus cauruļvadā ar lielāku diametru var atstāt novārtā, jo tie ir mazi. Kļūdas apmēru var novērtēt, izmantojot šādu pamatojumu. Tā kā cauruļvada diametrs ir palielinājies 2 reizes, saskaņā ar patēriņa pastāvības vienādojumu, ātrums samazināsies 4 reizes. No formulas ir zināms, ka berzes spiediena zudums ir proporcionāls ātruma kvadrātam, tādēļ to vērtība būs aptuveni 16 reizes mazāka nekā neliela diametra cauruļvadam.

Pārrakstot vienādojumu spiediena zudumam vietējā pretestībā, izmantojot pjezometru liecību, iegūstam šādas formulas.

1. Pēkšņa izplešanās

2. Pēkšņa kontrakcija

5. Pagrieziet straumi

6. Mērītā platība

Tad, izmantojot Weisbach formulu, tiek aprēķinātas vietējo pretestību koeficientu vērtības.

Eksperimentālās uzstādīšanas apraksts

Laboratorijas iestatījums spiediena zudumu noteikšanai vietējos pretestos sastāv no pastāvīga šķērsgriezuma cauruļvada, kas caur vārstu ir savienots ar ūdens piegādes tīklu. Vārsts regulē ūdens plūsmu. Cauruļvadā tiek uzstādīti 6 dažāda veida lokālie pretestības elementi: 1 - pēkšņa plūsmas paplašināšanās; 2 - pēkšņa sašaurināšanās; 3 - vārsts; 4 - filtrs; 5 - gluds plūsmas pagrieziens 180; Pastāvīgās šķērsgriezuma cauruļvada 6 dimensiju daļa ar garumu 300 cm. Uz dažiem attālumiem pirms un pēc katras vietējās pretestības ir spiediena mērīšanas šķērsgriezumi, pie kuriem savienoti pīkspozīta caurules, kas savienotas ar kopējo paneli. Ar šo pizometru uzstādīšanu nav nepieciešams ierakstīt vietējo pretestību nolaišanas augstumu.