Проходимость воды от диаметра трубы. Давление воды в трубе. Пропускная способность трубы
Напомним, что этот вопрос вкратце уже упоминался в разделе 18 "Проблема внезапного вскипания хладагента в жидкостной магистрали ". Чтобы пополнить наши знания в этой области, проведем небольшой мысленный опыт с помощью схем на рис. 75.1 и 75.2. Для проведения этого опыта нам потребуются ручной кран на сливной магистрали градирни, при открытии которого градирня опорожняется, и поплавковый клапан, поддерживающий постоянный уровень воды в баке градирни. На выходе из сливной магистрали в точке В (перед краном) установим манометр, проградуированный в барах. Этот манометр будет показывать нам давление в точке В. Установим также стеклянную трубку, которая будет показывать давление в точке В в метрах водяного столба (м вод. ст.), то есть высоту уровня воды, эквивалентную давлению в точке В.
Они доступны в доме в виде водопроводов и под дорогой в виде канализации. И многие компании также используют трубопроводные системы. Снова и снова возникает проблема потери давления, которая приводит к тому, что среда, которая должна течь, не делает этого с требуемой скоростью.
Потери давления в потоке трубы в прямом участке трубы не являются редкостью. По этой причине измерительные точки также интегрированы в трубопроводы, даже на прямых участках трубы. Они способны измерять потери давления в трубопроводах. Скорость жидкости, проходящей через трубы, обнаруживается на входе в трубы. Эти измеренные значения оцениваются с помощью программного обеспечения.
На рис. 75.1 слева {схема 1) кран на сливной магистрали закрыт. Уровень воды в трубке находится на высоте 5 м, то есть давление в точке В равно 5 м вод. ст. Манометр в точке В показывает величину избыточного давления, обусловленного высо-
той столба жидкости, то есть 5 м вод. ст. или 0,5 бар: давление, измеренное манометром, равно высоте столба.
На рис. 75.1 справа (схема 2) кран на сливной магистрали открыт. Под действием силы тяжести, сразу же после открытия крана, вода из бака начинает сливаться. Как только вода приходит в движение, ее уровень в стеклянной трубке падает до 4,5 м: следовательно, потери давления на участке от точки А до точки В равны 5 - 4,5 = 0,5 м вод. ст. Манометр в точке В также показывает падение давления на величину потерь, которые равны 0,5 - 0,45 = 0,05 бар (то есть 0,5 м вод. ст.).
Отсюда делаем вывод: как только вода пришла в движение, появились потери давления.
Эти потери обусловлены вязкостью воды и за-висят от ее скорости. В основном, потери давления определяются силой трения движущейся воды о внутреннюю поверхность стенок трубопровода, которая имеет ту или иную шероховатость.
Потери давления растут:
с ростом длины трубы;
с падением внутреннего диаметра (площади проходного сечения) трубы;
с ростом скорости воды (то есть расхода) в трубе.
Расчет потерь давления и примера
В этом случае потеря давления составляет 10, 0 мбар. Это программное обеспечение позволяет рассчитывать потери давления, возникающие в жидкостях при циркуляции через круглые трубы и их принадлежности. В нем имеются базы данных для выбора жидкостей, трубных материалов и аксессуаров. Он предлагает все необходимые результаты, чтобы дизайнер мог понять, как каждый из параметров влияет на конечный результат, обеспечивая кривые, которые являются полезным инструментом при документировании проекта.
Принадлежности могут быть выбраны из включенной базы данных или в соответствии с значениями коэффициента потерь или коэффициента потока, введенного пользователем. Расчет потерь давления в трубопроводе, включая так называемые незначительные потери или потери в фитингах, обычно включает в себя ряд оценок, поскольку большая часть необходимой информации обычно не доступна на момент проектирования, по крайней мере, в некотором смысле точный. Например, скорость потока часто не точно известна во время проектирования установки, поскольку она зависит от точки работы насоса, фактического падения давления в установке и фактической кривой насоса, который, наконец, установлен, Кроме того, существуют элементы, которые создают переменную потерю нагрузки, а не только клапаны, а другие как фильтры, падение давления которых зависит от уровня их засорения.
Потери давления приводят к дополнительным затратам энергии. Они порождают шумы в трубопроводах и незначительный нагрев воды. Чем больше скорость воды, тем больше шум, особенно там, где поток испытывает сужения. Например, в кранах, вентилях и т.п. Этот шум может доставлять определенные неудобства в тех случаях, когда трубопроводы проложены в жилых помещениях или поблизости от них.
Поэтому диаметры трубопроводов должны выбираться таким образом, чтобы скорость жидкости в них не превышала определенных значений при максимальных потребных расходах. Например, сегодня существуют такие рекомендации:
Для труб с внутренним диаметром 15 мм максимальная скорость жидкости равна 0,5 м/с.
Для труб с внутренним диаметром 80 мм максимальная скорость жидкости равна 1,2 м/с.
Такая разница в рекомендуемых значениях скоростей обусловлена следующим
В трубах диаметром 15 мм периметр поверхности трения П=1,5смх7г«5 см, площадь проходного сечения S1 « 2 см2, а в трубах диаметром 80 мм периметр поверхности трения П = 8 см х п к 25 см при площади проходного сечения S2 * 50
Таким образом, при переходе от трубы с внутренним диаметром D1 = 15 мм к трубе с диаметром D2 = 80 мм
периметр поверхности трения возрастает в 5 раз, тогда как площадь проходного сечения увеличивается в 25 раз. В результате сила трения (а следовательно, и потери давления) в трубе диаметром 15 мм при скорости потока 0,5 м/с будет примерно такой же, как и в трубе диаметром 80 мм при скорости потока 1,2 м/с. Поэтому чем больше диаметр трубы, тем больше в ней может быть скорость потока при одной и той же величине потерь давления на трение.
В существующих сегодня установках диаметры жидкостных трубопроводов выбирают с таким расчетом, чтобы при максимальном расходе скорость потока в них приводила бы к потерям давления, как правило, в диапазоне от 10 до 20 мм вод. ст. на погонный метр длины трубопровода.
Формула, по которой рассчитывается внутреннее сопротивление
Это всего лишь один пример, чтобы подчеркнуть сложность точной оценки многих параметров установки, а также важно иметь инструмент, который позволяет быстро оценить степень, в которой эти неточности могут быть действительно релевантными. На следующем графике показано изменение падения давления в зависимости от диаметра трубы, выбранного для установки.
Используя приведенные выше кривые, выбор требуемого диаметра трубы будет сделан немедленно. В предыдущем примере кривые показывают, что основная причина разницы давлений между входом и выходом установки связана с потерей нагрузки на прямых участках. Потеря нагрузки на аксессуары мала и немного меняется при изменении диаметра. Желтая кривая обусловлена разницей в высоте между входом и выходом и имеет постоянное значение, равное разности столбцов жидкости.
Для оценки потерь давления, обусловленных местными сопротивлениями (повороты, тройники, запорные вентили и т.д.), принято использовать понятие эквивалентной длины. Например, можно считать, что потери давления при повороте потока на 90° эквивалентны потерям давления на трение на отрезке трубы того же диаметра длиной 0,8 м*.
Теперь попробуйте оценить порядок величины потерь давления в трубе внутренним диаметром 65 мм и полной длиной 50 м, имеющей 6 поворотов на 90° (см. рис. 75.4).
На следующих графиках показана потеря давления от изменений потока для другой установки. Изменения потока. Ранее просмотренные. Шероховатость трубы трудно определить априори, особенно учитывая, что различная библиография дает разные значения для одного и того же типа материала. В идеале мы должны полагаться на значения, предоставленные производителем труб, но это не всегда возможно или эта информация недоступна. Различная библиография указывает очень разные значения для одного и того же типа материала.
Кроме того, значение шероховатости не является постоянным на протяжении всего срока службы трубы, поскольку, с одной стороны, может проявляться как коррозия, так и инкрустация. Вязкость жидкости зависит от температуры. Поэтому ожидается, что установка будет работать с различной вязкостью в зависимости от температуры линии, которая в свою очередь может быть затронута в некоторых случаях температурой окружающей среды. Кроме того, иногда одна и та же установка может работать с жидкостями разных характеристик и, следовательно, есть вариации вязкости.
Решение упражнения 1
При условии, что диаметр трубы определен правильно, можно предположить, что потери давления на трение составляют от 10 до 20 мм вод. ст. на погонный метр длины трубы. При выполнении оценки допустим, что потери давления на трение равны среднему значению указанного диапазона, то есть 15 мм вод. ст./м. В тоже время, 6 поворотов на 90° эквивалентны по величине потерь давления участку прямой трубы того же диаметра длиной 6 х 0,8 м = 4,8 м. Следовательно, полная эквивалентная длина нашей трубы будет равна 50 м + 4,8 м « 55 м. Таким образом, полные потери давления в этой трубе составят 55 м х 15 мм вод. ст/м = 825 мм вод. ст « 0,8 м вод. ст.
* Это утверждение не всегда справедливо. В общем случае длину участка прямой трубы, эквивалентную по величине потерь давления какому-либо местному сопротивлению, находят по формуле Ьэкв = Щм/Ялтл Т№ D - внутренний диаметр трубы, §м - коэффициент местных потерь и Ятр - коэффициент трения жидкости о внутреннюю поверхность стенок трубы (прим. ред.).
Потеря давления в прямых трубопроводах
В других случаях эти вариации не очень важны, но в любом случае интересно проверить, как они фактически влияют на вычисления, чтобы знать и уметь документировать, в каких марках мы двигаемся, и как этот фактор способствует общей неопределенности в расчетах. Вязкость влияет на значение числа Рейнольдса обратно, что изменяет значение коэффициента трения.
Потери аксессуаров. Иногда они также называют незначительные потери, потому что часто они маленькие и даже можно пренебречь. Его точный расчет может быть трудно, потому что это зависит от конкретных деталей каждого производителя. Критерий обычно принимается является так называемым коэффициентом потерь. Это значение также отличается для того же аксессуар в соответствии с различными публикациями можно ознакомиться.
ВЛИЯНИЕ РАЗНОСТИ УРОВНЕЙ НА ПОТЕРИ ДАВЛЕНИЯ
Продолжим наши мысленные эксперименты. На рис. 75.5 представлены две абсолютно одинаковые схемы, отличающиеся только тем, что высота бака градирни на схеме 1 над сливным краном больше, чем высота бака на схеме 2.
Длина сливных труб в обеих схемах одна и та же, диаметры труб также одинаковы. Из-за разности уровней давление в точке В схемы 1 будет выше, чем давление в точке В схемы 2. Следовательно, если полностью открыть сливные краны в обеих схемах, расход Qvl будет выше, чем расход Qv2. Для того, чтобы сравнивать величины потерь давления в зависимости от разности уровней, необходимо прикрыть кран схемы 1 с целью выравнивания расходов, а следовательно, и скоростей потоков жидкости в трубопроводах схем 1 и 2.
Как только мы это сделаем, то сразу же увидим, что при равенстве расходов Qvl и Qv2 потери давления для обеих схем будут в точности совпадать: Ahl = Ah2.
Однако на практике этой информация не доступна для многих аксессуаров, таких как локти, переходники, тройники и т.д. поэтому мы должны использовать принадлежности приложений баз данных. Эта база данных вычисляет коэффициент потерь для аксессуаров и выбранных диаметров. Он взят в качестве оценки, так как эти величины были определены эмпирически и отражены в различной литературе и стандартов, а потому, что их зависимость от таких факторов, как точной геометрии элемента и его диаметра различных источников показывают различные значения для того же самого типа аксессуара.
Вывод: потери давления на трение и местные сопротивления никоим образом не зависят от разности уровней трубопровода. Они определяются только расходом жидкости, длиной трубопровода, внутренним диаметром и шероховатостью стенок трубы.
Рассмотрим систему, представленную на рис. 75.6.
При движении воды по трубопроводу появляются потери давления АЫ, которые зависят от длины трубопровода, его диаметра и расхода воды (то есть скорости воды в трубе).
Установим на выходе из бака фильтр.
Как изменятся потери давления Ahl?
Как изменится расход?
Как изменится скорость воды?
Почему падает напор в водопроводе
Однако, как уже упоминалось ранее, во многих случаях эти потери могут быть даже незначительным, особенно когда очень длинные трубы с относительно небольшим количеством аксессуаров. В этих случаях неопределенность вводится не актуальна. В свою очередь, использовать базу данных аксессуаров имеет важное преимущество заключается в возможности получения графа, который имеет отношение диаметра потери давления в аксессуарах. Графический представляет большой интерес при проектировании установки, чтобы помочь в выборе диаметра линии.
Решение упражнения 2
Фильтр, установленный на трубопроводе (см. рис. 75.7 справа), ведет себя точно так же, как любое местное сопротивление (поворот, вентиль и др.): он является дополнительным препятствием потоку жидкости, то есть создает дополнительные потери давления при прохождении воды. Эти потери добавляются к потерям на трение. В результате полные потери давления на участке от точки С до точки В возрастут (Ah2 > Ah 1).
Критическая зона или зона перехода является тот, в котором число Рейнольдса находится между двумя значениями. В этой области, невозможно предсказать поведение потока, то есть будет ли он быть ламинарным или турбулентным и, следовательно, зная потери. Это подразумевает разрыв в расчетах, так как формулы, используемые для коэффициента трения различны в зависимости от типа потока. Кроме того, как видно из графиков, в этой области, величина потерь в прямых отрезках, которые имели бы, если рассматривать турбулентный поток, и если мы считаем ламинарный.
Теперь рассмотрим, как изменится скорость течения воды в трубе. При установке дополнительного сопротивления, например, фильтра, потери давления на отрезке С-В возрастают (Ah2 > Ah 1). Но это сопротивление также препятствует и прохождению воды (как это делал бы ручной вентиль, сопротивление которого возрастает при его закрытии): следовательно, расход воды будет уменьшаться.
Поскольку при этом в обоих случаях внутренний диаметр трубы на участке С-В не меняется, уменьшение расхода приводит к снижению скорости потока воды в трубе: скорость V2 будет заметно ниже сорости VI.
Оценка всегда будет находиться между двумя значениями. На практике, большинство объектов работают с турбулентными потоками. Л Поток показывает кривую, в которой показано падение давления в зависимости от скорости потока. Эта кривая включает в себя потери в прямых участках, потери в принадлежностях и разница заряда из-за вариации между высотой в начале установки и выводить его. Вы можете сравнить эту кривую с насосом, чтобы определить рабочую точку.
Вы также можете просмотреть результаты в различных единицах измерения давления. Если есть кнопка для печати в том виде, в котором представлены кривые. Вы можете настроить приложение, чтобы добавить новые функции или адаптировать его к моим конкретным потребностям?
При росте потерь давления в контуре расход жидкости падает. Поскольку расход падает, неизбежно снижается и скорость потока.
Обратите внимание на дополнительные условия: следует отчетливо понимать, что скорость потока воды абсолютно одинакова на входе в фильтр и на выходе из него.
Поскольку внутренний диаметр трубы одинаков по всей длине, скорость будет в точности одна и та же в каждом сечении трубы.
Скорость потока жидкости при постоянном расходе строго одна и та же в каждом сечении трубы постоянного внутреннего диаметра.
Вы можете связаться с нами через контактную форму с указанием ваших потребностей. Мы можем сделать настройки приложения с меньшими затратами. Эта эквивалентная длина вызывает ту же потерю заряда, что и особые точки, к которым она заменяется. Если потери на трение выражаются упрощенным уравнением Дарси.
Можно заметить, что величина т зависит не только от шероховатости и диаметра, но и от числа Рейнольдса, когда режим не является полностью турбулентным. Номограмма рисунка 20 облегчает вычисления. Эта номограмма состоит из трех частей: путем присоединения к прямой линии точки левой шкалы, соответствующей соответствующему фитингу, с точкой правой шкалы, соответствующей внутреннему диаметру трубы, точке пересечения этой линии с центральной шкалой дает нам эквивалентную длину аксессуара.
| 75.3. УПРАЖНЕНИЕ 3. Изменение расхода при изменении скорости |
По трубе длиной 50 м с внутренним диаметром 80 мм вода течет со скоростью 1 м/с. Как по-вашему, что произойдет с расходом, если скорость удвоится?
Решение на следующей странице...
Решение упражнения 3
Мы нарушим традицию, которая действует в нашем руководстве, поскольку здесь мы вынуждены привести несложные формулы и выполнить очень простые расчеты. Пожалуйста, извините нас за это, но вопросы гидравлики довольно сложны и иногда вам могут потребоваться отдельные базовые понятия для того, чтобы разобраться в некоторых явлениях, которые, тем не менее, мы будем стараться объяснять как можно проще.
Для начала вы должны вспомнить, что объемный расход, как правило, измеряется в м3/ч или м3/с (см. раздел 41 "Измерение расхода воздуха"}.
Скорость потока и расход воды находятся в тесной взаимосвязи:
Qv V х S
(м3/с) = (м/с) х (м2)
Расход = Скорость х Площадь
Рассчитаем площадь проходного сечения трубы диаметром 80 мм (см. рис. 75.9): Рис. 75.9. S = 3,14 х 0,082 / 4 = 0,005 м2.
Теперь можно найти расходы:
Qvl = 1 м/с х 0,005 м2 = 0,005 м3/с = 0,005 х 3600 = 18 м3/ч.
Qv2 = 2 м/с х 0,005 м2 = 0,01 м3/с = 0,01 х 3600 = 36 м3/ч.
Таким образом, для данного диаметра трубы расход прямо пропорционален скорости потока.
При удвоении скорости потока жидкости в трубе расход также удваивается.
Моделировать явления транспорта и акустику в сетях трубопроводов
Охлаждение литьевой формы рулевого колеса: неизотермический поток в трубе полностью связан с моделированием теплообменника пресс-формы и полиуретановой частью.
Рассмотрим все переменные процесса с уменьшенными вычислительными ресурсами
Модуль потока труб используется для моделирования потоков жидкостей, тепломассопереноса, гидравлических и акустических переходных процессов в трубопроводах и трубопроводных сетях. Это экономит вычислительные ресурсы в процессах моделирования, состоящих из сетей трубопроводов, не препятствуя использованию полного описания переменных процесса в этих сетях.| 75.4. УПРАЖНЕНИЕ 4. Изменение расхода при изменении диаметра трубы |
Мы только что нашли, что при скорости потока жидкости 1 м/с в трубе диаметром 80 мм расход жидкости равен 18 м3/ч.
Теперь удвоим внутренний диаметр трубы, то есть возьмем трубу с внутренним диаметром 160 мм. Чему будет равен расход жидкости в этой трубе при той же скорости потока
Решение упражнения 4
При скорости потока 1 м/с расход в трубе с внутренним диаметром 80 мм равен 18 м3/ч. Если внутренний диаметр трубы будет равен 160 мм, то площадь ее проходного сечения станет S = 3,14 х 0,1 б2 / 4 = 0,02 м2. При скорости потока 1 м/с расход в этой трубе будет равен 1 х 0,02 = 0,02 м3/с или 0,02 х 3600 = 72 м3/ч вместо прежних 18 м3/ч. Иначе говоря, расход вырастет в 4 раза.
Идеально подходит для моделирования бескомпромиссных потоков
Моделирование потока потока позволяет рассчитать скорость, давление, концентрацию материала и распределение температуры вдоль труб и каналов, но также может включать распространение акустических волн и воздействие удара плунжера. Модуль потока труб позволяет моделировать несжимаемый поток в трубах и каналах достаточной длины, чтобы рассмотреть полностью разработанный поток. Это означает, что моделируемые переменные опосредуются в сечениях и изменяются только в направлении длины трубки. Уже встроенные выражения для коэффициентов трения Дарси удовлетворяют весь режим потока, в том числе ламинарного и турбулентного потока жидкости, ньютоновские и неньютоновских, различные формы или геометрии поперечного сечения и широкий диапазон значений шероховатости поверхности относительных.
Внимание! Не путайте понятие "внутренний диаметр " и площадь проходного сечения: если диаметр удваивается, то площадь проходного сечения увеличивается в 4 раза!
СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ РАСХОДОМ И ДАВЛЕНИЕМ
Рассмотрим поплавковый клапан, предназначенный для подачи водопроводной воды в бак градирни (см. рис. 75.11). Допустим, что полностью открытый клапан при давлении воды в сети 2 бара обеспечивает расход 10 л/мин.
Зависимость диаметра от длины водопровода
Эти значения могут быть изменены в зависимости от их местоположения в сети или непосредственно связаны с переменными, которые будут смоделированы. Трение не является единственным вкладом в потерю нагрузки в насосно-компрессорных сетях. Модуль потока труб считает также локти эффекты, сокращение, расширение, Т-соединение и клапаны, которые рассчитываются через обширную библиотеку стандартных коэффициентов потерь промышленности. Насосы также могут рассматриваться в качестве устройств, которые ускоряют поток.
Для того, чтобы удвоить расход, то есть обеспечить расход через клапан, равный 20 л/мин. необходимо давление воды в сети увеличить в 4 раза.
Запомните! При слабом давлении воды в водопроводной сети расход будет небольшим. Чтобы удвоить расход, давление в сети нужно повысить в 4 раза.
Разумеется, что на практике для удвоения расхода так не поступают. Если бы на самом деле повышали давление в сети, это породило бы многие проблемы: диаметр трубопровода пришлось бы делать очень малым, вода бы в трубах сильно "гудела" и т. д.
Проведем такую аналогию: если автомагистраль загружена, то для того, чтобы повысить ее пропускную способность, водителей не заставляют ехать быстрее, а либо делают новую полосу, либо строят объездной путь! То же самое предпринимают и для увеличения расхода жидкости в трубе: увеличивают площадь проходного сечения трубы.
При заданном расходе это приводит к снижению скорости потока воды в трубе (и, следовательно, шума), а потребное для обеспечения этого расхода давление уменьшается
СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ РАСХОДОМ И ПОТЕРЯМИ ДАВЛЕНИЯ
В трубе с внутренним диаметром 80 мм предполагается удвоить расход. Что произойдет с потерями давления? На первый взгляд может показаться, что поскольку при удвоении расхода скорость потока удваивается, то и потери давления также должны удваиваться. К сожалению, это не так.
При удвоении расхода потери не удваиваются, а увеличиваются в четыре раза: если расход вырос в 2 раза, потери давления возрастут в 4 раза!
В примере на рис. 75.13 при скорости потока 1 м/с потери давления АР = 2 м вод. ст., а при увеличении скорости до 2 м/с потери давления умножаются на 4: АР = 2 х 4
Потери давления пропорциональны квадрату расхода.
Для получения дополнительной информации см. раздел 95 "Несколько примеров расчета потерь давления ".
Показан участок трубопровода, пропускающий воду со скоростью I м/с. Манометры показывают давление в различных точках этого трубопровода. Из показаний манометров можно сделать следующие выводы.
При скорости водяного потока 1 м/с потери давления составляют:
- на фильтре АРф = 2 - 1,8 = 0,2 бар;
- на вентиле АРв = 1,8 - 1,7 = 0,1 бар.
Что покажут манометры на выходе из фильтра и на выходе из вентиля, если скорость потока в трубе удвоится? Решение этого упражнения приведено ниже, однако прежде, чем знакомиться с ним, попробуйте поразмышлять самостоятельно.
Решение упражнения 5
Скорость удвоилась, следовательно расход тоже удвоился. В результате потери давления на
фильтре и на вентиле вырастут в 4 раза.
Теперь потери давления на фильтре АРф = 0,2 бар х 4 = 0,8 бар, то есть манометр на выходе
из фильтра покажет 2 - 0,8 =1,2 бар.
Потери давления на вентиле АРв = 0,1 бар х 4 = 0,4 бар, то есть манометр на выходе из
вентиля покажет 1,2 - 0,4 = 0,8 бар.
Заметьте, что общие потери давления на этом участке вырастут с 0,3 до 1,2 бар: то есть тоже в 4 раза.
Каждый человек, решивший самостоятельно обустроить водоснабжения своего дома, должен быть готов к такой проблеме, как уменьшение напора внутри системы. Как правило, причина кроется в том, что падает общее давление воды в трубе: именно поэтому подбор мощности скважинного насоса должен осуществляться с особой тщательностью.
Почему падает напор в водопроводе
Когда жидкость двигается по трубопроводу, она встречает определенные препятствия на своем пути.
На внутреннее сопротивление водопровода оказывают влияние такие факторы:
- Внутренний диаметр трубы. Его уменьшение прямо пропорционально увеличению сопротивления.
- Скорость движения воды в системе. Чем она больше, тем сопротивление сильнее.
- Особенности покрытия трубы, которое находится в непосредственном контакте с водой. Потери давления в трубопроводе могут возникать по причине излишней шероховатости внутренней поверхности.
Следует сказать, что даже если речь идет о транспортировке воды по прямой трубе, все равно определенное торможение ее потока наблюдается. Чем более увеличивается протяженность водовода, тем более возрастает показатель суммарного сопротивления.
Потеря давления в прямых трубопроводах
Чтобы точно произвести необходимые расчеты, удобнее всего применить особые таблицы и формулы: они позволят получить наиболее точные параметры. Следует также взять во внимание, что питающие водопроводы в последнее время в основном монтируются из полимерных труб. Падение давления в трубопроводе данного типа наблюдается в заметно меньших масштабах.
Для данных изделий характерны следующие эксплуатационные преимущества:
- Небольшой вес и удобная установка.
- Антикоррозийная безопасность.
- Отличные показатели гладкости используемых для изготовления данных труб полимеров. Благодаря этому удается заметно снизить внутреннее сопротивление системы. По этому параметру пластиковые водоводы примерно в 1,5 раза выгоднее металлических аналогов.
Как учитывать местные сопротивление
Наряду с линейными потерями внутри трубопроводов могут иметься так называемые «местные» сопротивления. Речь идет прежде всего об элементах, обеспечивающих разветвление и управление мощностью потока – тройниках, кранах, вентилях, угловых коленах, клапанах и т.п. На параметры потери внутри этих изделий влияет скорость потока жидкости и их конфигурация.
Формула, по которой рассчитывается внутреннее сопротивление
Как определить потери напора в трубопроводе? Расход воды определяется такой формулой: Q = V×S. Расход воды здесь обозначается, как «Q» (м3/сек), площадь сечения трубы – как «S». Для обозначения скорости здесь используется буква «V» (м/сек). Для вычисления площади сечения используется классическая формула S = π×D2/4, где под «D» понимается диаметр водопроводной трубы.
Когда расчеты искомых величин будут закончены, можно прийти к выводу о мизерности показателей местного сопротивления, при сравнении с общими (суммарными) потерями, вне зависимости от того, какие именно образцы используются. Сопротивление воды в трубах может немного возрасти, если повысить скорость потока: это происходит из-за того, что водный канал по своей узкой части начинает пропускать большой объем воды.
Потери воды в трубопроводах могу возрасти до значительных показателей. Чтобы этого не происходило, рекомендуется изначально комплектовать водопроводы изделиями с большим диаметром: впоследствии некоторые дополнительные финансовые траты с лихвой компенсируются. Это даст возможность вообще отказаться от учета местного сопротивления. Если же говорить об общих ситуациях, то параметры потери в водопроводной системе вычисляются с учетом расхода 2-4 м3 жидкости для местных сопротивлений. Когда приходится учитывать потери при прохождении прямолинейных участков, то уровень суммарных потерь может достигать примерно 5 м3.
