Расчет внутреннего водопровода состоит из определения расходов воды на объекте и на отдельных участках сети, из гидравлического расчета водопроводной сети, из расчета и подбора установок и оборудования, применяемых для данной системы водоснабжения. Расход воды для принятой системы водоснабжения здания определяют с учетом удовлетворения нужд всех водопо-требителей, норм и режима водопотребления. Расходы воды в единицу времени на потребителей (одного человека, единицу изготавливаемой продукции, единицу установленного оборудования и т.д.), т.е. так называемые нормы водопотребления, весьма различны и зависят от ряда факторов: степени благоустройства зданий, климатических условий, требований технологии.
Потребление воды в зданиях обычно неравномерно не только в течение года, месяца, недели, но и в течение суток, часа и более короткого времени. Режим водопотребления, т. е. изменение суточных или часовых расходов воды, может быть представлен в вида ступенчатых или интегральных графиков и оценивается коэффициентами неравномерности, представляющими собой отношение максимальных расходов к средним.
Расчет водоснабжения многоквартирных домов
Максимальный суточный расход хозяйственно-питьевой воды в жилых зданиях, м 3 /сут, определяют по формуле
Отаххут = Ш суг / 1000 > ( 3 — 5 )
где 3 /сут, определяют по формуле
бпр = Ят т * / Ю00, (3-6)
где дт — норма расхода воды на единицу продукции, л;
т — количество единиц выпускаемой продукции в смену; г — число смен в сутки.
В табл. 3.8 представлены характеристики водоразборной арматуры, установленной в жилых и производственных зданиях.
Нормативные характеристики водоразборной арматуры
Водоразборная арматура (прибор)
Секундный расход л / с
Минимальный рабочий напор перед арматурой #р, м
использования (холодная вода) Ки
Кран у раковины
То же, с аэратором
То же, с аэратором
Смеситель у мойки
То же, с аэратором и для биде
Водоразборные краны у мойки
ванны (в том числе общий с умывальником)
Смывной кран унитаза
Окончание табл. 3.8
Водоразборная арматура (прибор)
Секундный расход Яо, л / с
Минимальный рабочий напор перед арматурой Яр, м
использования (холодная вода) Ки
Смеситель для душа в кабине
То же, в групповых
Кран водогрейной колонки
Смеситель для ножной
Нормы расхода воды на пожаротушение в жилых и общественных зданиях принимают по указаниям СНиП 2.04.01-85 (не менее):
В общественных зданиях различного
назначения объемом до 25000 м 3 . Одна струя 2,5 л/с
В жилых зданиях высотой 12—16 этажей и в общественных зданиях объемом более 25000 м 3 , включая актовые залы и конференц-залы с числом мест
700 и более. Две струи по 2,5 л/с
В жилых зданиях высотой
17—25 этажей. Три струи по 5 л/с
В жилых зданиях высотой более
25 этажей. Шесть струй по 5 л/с
В производственных зданиях высотой до 50 м расход воды на внутреннее пожаротушение принимают из расчета действия двух струй по 2,5 л/с каждая, а высотой более 50 м — восьми струй по 5 л/с каждая.
Расход воды на пожаротушение определяют с учетом рабочего напора перед пожарным краном и необходимого радиуса действия компактной части струи.
В зрелищных предприятиях противопожарный водопровод проектируют по специальным нормам.
Сети внутреннего водопровода производственных зданий рассчитывают на пропуск расчетных секундных расходов воды ко всем водоразборным устройствам. Критерием водообеспечен-ности сети служит подача нормативного расхода к диктующему водоразборному устройству (наиболее высоко расположенному и удаленному от ввода прибору с максимальным рабочим напором). Расход воды, вытекающей из водоразборной арматуры, зависит от ее гидравлического сопротивления и напора перед арматурой.
В жилых, общественных, производственных и вспомогательных зданиях промышленных предприятий гидравлический расчет водопроводной сети производят по максимальному секундному расходу воды (л/с)
Источник: studref.com
5.3.5. Расчёт временного водоснабжения строительной площадки.
На строительной площадке вода расходуется на производственные нужды, хозяйственные и санитарно-бытовые, а также для тушения пожаров. Расчётный расход воды определяется суммарно на основе календарного плана строительства для периода с наиболее интенсивным водопотреблением по каждому потребителю на основе норм удельного расхода воды.
Проектирование временного водоснабжения рекомендуется выполнять в такой последовательности:
а) определение потребности воды по каждому потребителю в смену и общего количества воды на объекте;
б) установление источников водоснабжения;
в) проектирование на стройгенплане временных сетей водопровода с использованием запроектированных постоянных;
г) определение диаметров труб отдельных участков водопровода и их протяжённости,
д) для разбора питьевой воды предусматриваются сатураторные установки, питьевые фонтанчики или бочки закрытого типа.
Места для разбора питьевой воды должны располагаться на расстоянии не более 75м от наиболее удаленного рабочего места, при этом расстояние по вертикали учитывается с коэффициентом 5.
Если строящийся объект располагается в зоне существующих пожарных гидрантов, то расчётный расход воды в л/смену определяется по формуле
а при их отсутствии
где Qобщ– расчётный расход воды на производственные нужды;
Qпр– расход воды на производственные нужды;
Qхоз– расход воды на хозяйственные и санитарно-бытовые нужды;
Qпож– расход воды для тушения пожара на строительной площадке.
Секундный расход воды на производственные нужды в л/с определяется:
, (8)
где qc– производственный расход каждого отдельного потребителя воды (л/смену), получаемый как произведение нормы расхода воды на объём работ в смену (см. прил.6);
К1– коэффициент сменной неравномерности потребления, принимается равным 1,5.
Секундный расход воды на санитарно-бытовые нужды на стройплощадке в л/смену определяется:
, (9)
где – расход воды на хозяйственно-бытовые нужды;
– расход воды на душевые установки;
8,2 – продолжительность смены;
N– максимальное число работающих в смену;
0,4 – снижающий коэффициент пользующихся душем;
А – бытовое потребление воды одним работником на стройплощадке, л/смену (см. прил.6);
К2 – коэффициент сменной неравномерности водопотребления, принимается равным 1,5;
А1– расход воды на одного рабочего, пользующегося душем, л (см. прил.6);
tд– продолжительность работы душевой установки (45 мин).
Расход воды на пожаротушение принимается при площади строительной площадки, га, до 10 – 10 л/с, 10-50 – 20 л/с, 50-75 – 25 л/с.
Результаты расчётов сводятся в табл.14.
Диаметры труб водопроводной сети, мм, рассчитывается по формуле:
или, (10)
где Qобщ– расчётный расход воды, л/с;
V – скорость движения воды по трубам, принимается для временных трубопроводов 1,5-2,0 м/с.
Источник: studfile.net
Гидравлический расчет водопровода: простые методы
Рассмотрено как выполнить расчет системы водоснабжения (холодной и горячей), в чем разница и особенности. Рассказано, от чего зависит выбор насоса и фильтра для воды, и что дает результат анализа и расчета.
На сегодняшний день ни один частный дом не может считаться благоустроенным, если в нем нет системы водоснабжения. Можно подключиться к центральному водопроводу или же соорудить автономную систему подачи воды. При организации автономного водопровода нужно провести расчет системы водоснабжения, кроме того, на плечи домовладельца ложатся дополнительные затраты. Но чаще всего это бывает оправдано, так как не всегда есть возможность подключить домовладение к центральному водоснабжению. (См. также: Монтаж систем водоснабжения)
Расчет системы позволяет составить смету затрат на организацию водоснабжения, исходя из усредненного параметра расхода воды. При этом учитывается большой объем сведений (количество умывальников, санузлов, посудомоечных и стиральных машин душевых кабин, и так далее). Расчет водоснабжения осуществляется как для холодной, так для горячей воды.
Рисунок 1: Система водоснабжения
Холодное водоснабжение
Расчет в этом случае учитывает три составляющих:
- водопроводная сеть;
- насос;
- системы очистки воды и контроля давления.
Обычно источник воды находится под землей. Для ее извлечения можно вырыть колодец либо пробурить скважину. Если выбор пал на рытье колодца, то затраты окажутся ниже, так как его глубина сравнительно небольшая и достигает всего 15 метров. Но вместе с тем качество получаемой воды тоже может оказаться существенно ниже.
Чтобы иметь чистую воду без всяких примесей, лучше пробурить скважину. Правда, стоимость ее будет на порядок выше, и зависеть цена будет еще от того, на какой глубине залегают подземные воды. Расчет системы водоснабжения (внутреннего водопровода) определяет общий расход воды в сети, а также на отдельных ее участках. При этом берется во внимание все оборудование, относящееся к данной системе водоснабжения. (См. также: Договор водоснабжения и водотведения)
Рисунок 2: Схема холодного и горячего водоснабжения
Скорость потока
Предположим, что наша задача – гидравлический расчет тупиковой водопроводной сети с известным пиковым расходом через нее. Нам нужно определить диаметр, который обеспечит приемлемую скорость движения потока через трубопровод (напомним, 0,7-1,5 м/с).
Большая скорость потока вызывает появление гидравлических шумов.
Формулы
Расход воды, скорость ее потока и размер трубопровода увязываются друг с другом следующей последовательностью формул:
- S – площадь сечения трубы в квадратных метрах;
- π – число “пи”, принимаемой равным 3,1415;
- r – радиус внутреннего сечения в метрах.
Полезно: для стальных и чугунных труб радиус обычно принимается равным половине их ДУ (условного прохода). У большинства пластиковых труб внутренний диаметр на шаг меньше номинального наружного: так, у полипропиленовой трубы наружным диаметром 40 мм внутренний приблизительно равен 32 мм.
Условный проход примерно соответствует внутреннему диаметру стальной трубы.
- Q – расход воды (м3);
- V – скорость водяного потока (м/с) ;
- S – площадь сечения в квадратных метрах.
Пример
Давайте выполним гидравлический расчет пожарного водопровода для одной струи с расходом 2,5 л/с.
Как мы уже выяснили, в этом случае скорость водяного потока ограничена м/с.
- Пересчитываем расход в единицы СИ: 2,5 л/с = 0,0025 м3/с.
- Вычисляем по второй формуле минимальную площадь сечения. При скорости в 3 м/с она равна 0,0025/3=0,00083 м3.
- Рассчитываем радиус внутреннего сечения трубы: r^2 = 0,00083/3,1415 = 0,000264; r = 0,016 м.
- Внутренний диаметр трубопровода, таким образом, должен быть равен как минимум 0,016 х 2 = 0,032 м, или 32 миллиметра. Это соответствует параметрам стальной трубы ДУ32.
Обратите внимание: при получении промежуточных значений между стандартными размерами труб округление выполняется в большую сторону. Цена труб с диаметром, отличающимся на шаг, различается не слишком сильно; между тем уменьшение диаметра на 20% влечет за собой почти полуторакратное падение пропускной способности водопровода.
Пропускная способность первой и третьей труб различается вчетверо.
Насосы
Основной элемент системы водозабора – это насос. Существует два типа насосов: поверхностные и погруженные. Поверхностные насосы устанавливают соответственно на поверхности. Для соединения насоса с источником вводы прокладывают трубопровод. При выборе такого насоса следует учитывать, что при работе он издает сильный шум, вследствие чего его рекомендуют располагать на некотором расстоянии от жилых помещений.
Для скважин используют погруженные насосы, которые устанавливают на дно скважины. Высота подъема воды, на которую рассчитаны такие насосы, достигает 200 метров. Единственный минус использования таких насосов в том, что ремонтные работы с ними весьма затруднительны. Поэтому лучше не экономить и выбирать качественное изделие.
Рисунок 3: Виды насосов
Рисунок 4: Виды электрических насосов
Потеря напора
Формулы
Инструкция по расчету потери напора на участке известной длины довольно проста, но подразумевает знание изрядного количества переменных. К счастью, при желании их можно найти в справочниках.
Формула имеет вид H = iL(1+K).
- H – искомое значение потери напора в метрах.
Справка: избыточное давление в 1 атмосферу (1 кгс/см2) при атмосферном давлении соответствует водяному столбу в 10 метров. Для компенсации падения напора в 10 метров, таким образом, давление на входе в водораспределительную сеть нужно поднять на 1 кгс/см2.
- i – гидравлический уклон трубопровода.
- L – его длина в метрах.
- K – коэффициент, зависящий от назначения сети.
Формула сильно упрощена. На практике изгибы трубопровода и запорная арматура тоже вызывают падение напора.
Некоторые элементы формулы явно требуют комментариев.
Проще всего с коэффициентом К. Его значения заложены в уже упоминавшийся нами СНиП за номером 2.04.01-85:
| Назначение водопровода | Значение коэффициента |
| Хозяйственно-питьевой | 0,3 |
| Производственный, хозяйственно-противопожарный | 0,2 |
| Производственно-противопожарный | 0,15 |
| Противопожарный | 0,1 |
А вот с понятием гидравлического уклона куда сложнее. Он отражает то сопротивление, которое труба оказывает движению воды.
Гидравлический уклон зависит от трех параметров:
- Скорости потока. Чем она выше, тем больше гидравлическое сопротивление трубопровода.
- Диаметра трубы. Здесь зависимость обратная: уменьшение сечения приводит к росту гидравлического сопротивления.
- Шероховатости стенок. Она, в свою очередь, зависит от материала трубы (сталь обладает менее гладкой поверхностью по сравнению с полипропиленом или ПНД) и, в некоторых случаях, от возраста трубы (ржавчина и известковые отложения увеличивают шероховатость).
К счастью, проблему определения гидравлического уклона полностью решает таблица гидравлического расчета водопроводных труб (таблица Шевелева). В ней приводятся значения для разных материалов, диаметров и скоростей потока; кроме того, таблица содержит коэффициенты поправок для старых труб.
Уточним: поправки на возраст не требуются всем типам полимерных трубопроводов. Металлопластик, полипропилен, обычный и сшитый полиэтилен не меняют структуру поверхности весь период эксплуатации.
Размер таблиц Шевелева делает невозможной их публикацию целиком; однако для ознакомления мы приведем небольшую выдержку из них.
Вот справочные данные для пластиковой трубы диаметром 16 мм.
| Расход в литрах в секунду | Скорость в метрах в секунду | 1000i (гидравлический уклон для протяженности в 1000 метров) |
| 0,08 | 0,71 | 84 |
| 0,09 | 0,8 | 103,5 |
| 0,1 | 0,88 | 124,7 |
| 0,13 | 1,15 | 198,7 |
| 0,14 | 1,24 | 226,6 |
| 0,15 | 1,33 | 256,1 |
| 0,16 | 1,41 | 287,2 |
| 0,17 | 1,50 | 319,8 |
При расчете падения напора нужно учитывать, что большая часть сантехнических приборов для нормальной работы требует определенного избыточного давления. В СНиП тридцатилетней давности приводятся данные для устаревшей сантехники; более современные образцы бытовой и санитарной техники требуют для нормальной работы избыточного давления, равного как минимум 0,3 кгс/см (3 метра напора).
Датчик не даст проточному нагревателю включиться при давлении воды ниже 0,3 кгс/см2.
Однако: на практике лучше закладывать в расчет несколько большее избыточное давление – 0,5 кгс/см2. Запас нужен для компенсации неучтенных потерь на подводках к приборам и их собственного гидравлического сопротивления.
Примеры
Давайте приведем пример гидравлического расчета водопровода, выполненного своими руками.
Предположим, что нам нужно вычислить потерю напора в домашнем пластиковом водопроводе диаметром 15 мм при его длине в 28 метров и максимально допустимой скорости потока воды, равной 1,5 м/с.
Трубы этого размера чаще всего используются для разводки воды в пределах квартиры или небольшого коттеджа.
- Гидравлический уклон для длины в 1000 метров будет равным 319,8. Поскольку в формуле расчета падения напора используется i, а не 1000i, это значение следует разделить на 1000: 319,8 / 1000 = 0,3198.
- Коэффициент К для хозяйственно-питьевого водопровода будет равным 0,3.
- Формула в целом приобретет вид H = 0,3198 х 28 х (1 + 0,3) = 11,64 метра.
Таким образом, избыточное давление в 0,5 атмосферы на концевом сантехническом приборе мы будем иметь при давлении в магистральном водопроводе в 0,5+1,164=1,6 кгс/см2. Условие вполне выполнимо: давление в магистрали обычно не ниже 2,5 – 3 атмосфер.
К слову: испытания водопровода при сдаче в эксплуатацию проводятся давлением, как минимум равным рабочему с коэффициентом 1,3. Акт гидравлических испытаний водопровода должен включать отметки как об их продолжительности, так и об испытательном давлении.
Образец акта гидравлических испытаний.
А теперь давайте выполним обратный расчет: определим минимальный диаметр пластикового трубопровода, обеспечивающего приемлемое давление на концевом смесителе для следующих условий:
- Давление в трассе составляет 2,5 атмосферы.
- Протяженность водопровода до концевого смесителя равна 144 метрам.
- Переходы диаметра отсутствуют: весь внутренний водопровод будет монтироваться одним размером.
- Пиковый расход воды составляет 0,2 литра в секунду.
- Допустимая потеря давления составляет 2,5-0,5=2 атмосферы, что соответствует напору в 20 метров.
- Коэффициент К и в этом случае равен 0,3.
- Формула, таким образом, будет иметь вид 20=iх144х(1+0,3). Несложный расчет даст значение i в 0,106. 1000i, соответственно, будет равным 106.
- Следующий этап – поиск в таблице Шевелева диаметра, соответствующего 1000i = 106 при искомом расходе. Ближайшее значение – 108,1 – соответствует диаметру полимерной трубы в 20 мм.
Зависимость между внутренним и наружным диаметром полипропиленового трубопровода.
Горячее водоснабжение
Расчет горячего водоснабжения зависит от способа извлечения горячей воды. Для этого используют газовые или электронагреватели, колонки, котельные, систему теплосети. Чаще всего в частных домах горячую воду получают из системы отопления.
Важно! Расчет системы горячего водоснабжения должен учитывать возможность установки циркуляционного трубопровода. С его помощью вода будет постоянно проходить через водонагреватель, не остывая даже при отсутствии водоразбора.
Источник: plitkahoff.ru
Расчет водопровода в частном доме: просто о сложном
Тема этой статьи – расчет водопроводных сетей в частном доме. Поскольку типичная схема водоснабжения небольшого коттеджа не отличается высокой сложностью, нам не придется лезть в дебри сложных формул; однако некоторое количество теории читателю вынужденно придется усвоить.
Фрагмент системы водоснабжения частного дома. Как любая другая инженерная система, эта нуждается в предварительных расчетах.
Особенности разводки коттеджа
Чем, собственно, система водоснабжения в частном доме проще, нежели в многоквартирном строении (разумеется, помимо общего количества сантехнических приборов)?
Принципиальных отличия два:
- На горячей воде, как правило, нет необходимости обеспечивать постоянную циркуляцию через стояки и полотенцесушители.
При наличии циркуляционных врезок расчет водопроводной сети горячей воды заметно усложняется: трубам нужно пропустить через себя не только разбираемую жильцами воду, но и непрерывно оборачивающиеся массы воды.
В нашем же случае расстояние от сантехприборов до бойлера, колонки или врезки в трассу достаточно мало, чтобы не уделять внимания скорости подачи ГВС к крану.
Важно: Тем, кто не сталкивался с циркуляционными схемами ГВС – в современных многоквартирных домах стояки горячего водоснабжения соединяются попарно. За счет разницы давлений на врезках, создаваемой подпорной шайбой, через стояки непрерывно циркулирует вода. Тем самым обеспечивается быстрая подача ГВС к смесителям и круглогодичный нагрев полотенцесушителей в ванных комнатах.
Полотенцесушитель нагревается за счет непрерывной циркуляции через стояки ГВС.
- Водопровод в частном доме разводится по тупиковой схеме, что подразумевает постоянную нагрузку на отдельные участки разводки. Для сравнения – расчет водопроводной кольцевой сети (позволяющей запитать каждый участок водопровода из двух и более источников) должен выполняться отдельно для каждой из возможных схем подключения.
Что считаем
- Оценить расход воды при пиковом потреблении.
- Выполнить расчет сечения водопроводной трубы, способной обеспечить этот расход при приемлемой скорости потока.
Справка: максимальная скорость потока воды, при которой он не порождает гидравлических шумов, составляет около 1,5 м/с.
- Вычислить напор на концевом сантехническом приборе. Если он будет неприемлемо низким, стоит подумать либо об увеличении диаметра трубопровода, либо об установке промежуточной подкачки.
Слабый напор на концевом смесителе едва ли порадует владельца.
Задачи сформулированы. Приступим.
Расход
Его можно приблизительно оценить по нормам расхода для отдельных сантехнических приборов. Данные при желании несложно найти в одном из приложений к СНиП 2.04.01-85; для удобства читателя мы приведем выдержку из него.
| Тип прибора | Расход холодной воды, л/с | Суммарный расход горячей и холодной воды, л/с |
| Кран для полива | 0,3 | 0,3 |
| Унитаз с краном | 1,4 | 1,4 |
| Унитаз с бачком | 0,10 | 0,10 |
| Душевая кабинка | 0,08 | 0,12 |
| Ванна | 0,17 | 0,25 |
| Мойка | 0,08 | 0,12 |
| Умывальник | 0,08 | 0,12 |
В многоквартирных домах при расчете расхода используется коэффициент вероятности одновременного использования приборов. Нам достаточно просто просуммировать расход воды через приборы, которые могут использоваться одновременно. Скажем, мойка, душевая кабинка и унитаз дадут общий расход, равный 0,12 + 0,12 + 0,10 = 0,34 л/с.
Расход воды через приборы, способные работать одновременно, суммируется.
Сечение
Расчет сечения трубы водопровода может быть выполнен двумя способами:
- Подбором по таблице значений.
- Расчетом по максимальной допустимой скорости потока.
Подбор по таблице
Собственно, таблица не требует каких-либо комментариев.
| Условный проход трубы, мм | Расход, л/с |
| 10 | 0,12 |
| 15 | 0,36 |
| 20 | 0,72 |
| 25 | 1,44 |
| 32 | 2,4 |
| 40 | 3,6 |
| 50 | 6 |
Скажем, для расхода в 0,34 л/с достаточно трубы ДУ15.
Обратите внимание: ДУ (условный проход) примерно равен внутреннему диаметру водогазопроводной трубы. У полимерных труб, маркирующихся внешним диаметром, внутренний отличается от него примерно на шаг: скажем, 40-миллиметровая полипропиленовая труба имеет внутренний диаметр около 32 мм.
Условный проход примерно равен внутреннему диаметру.
Расчет по скорости потока
Расчет диаметра водопровода по расходу воды через него может быть выполнен с использованием двух простых формул:
- Формулы расчета площади сечения по его радиусу.
- Формулы расчета расхода через известное сечение при известной скорости потока.
Первая формула имеет вид S = π r ^2. В ней:
- S – искомая площадь сечения.
- π – число “пи” (примерно 3,1415).
- r – радиус сечения (половина ДУ или внутреннего диаметра трубы).
Вторая формула выглядит как Q = VS, где:
- Q – расход;
- V – скорость потока;
- S – площадь сечения.
Для удобства вычислений все величины переводятся в СИ – метры, квадратные метры, метры в секунду и кубические метры в секунду.
Давайте своими руками рассчитаем минимальный ДУ трубы для следующих вводных данных:
- Расход через нее составляет все те же 0,34 литра в секунду.
- Скорость потока, используемая в вычислениях – максимально допустимые 1,5 м/с.
- Расход в величинах СИ будет равным 0,00034 м3/с.
- Площадь сечения согласно второй формулы должна быть не менее 0,00034/1,5=0,00027 м2.
- Квадрат радиуса согласно первой формулы равен 0,00027/3,1415=0,000086.
- Извлекаем из этого числа квадратный корень. Радиус равен 0,0092 метра.
- Чтобы получить ДУ или внутренний диаметр, умножаем радиус на два. Результат – 0,0184 метра, или 18 миллиметров. Как легко заметить, он близок к полученному первым способом, хоть и не совпадает с ним в точности.
Напор
Начнем с нескольких общих замечаний:
- Типичное давление в магистрали холодного водоснабжения составляет от 2 до 4 атмосфер (кгс/см2). Оно зависит от расстояния до ближайшей насосной станции или водонапорной башни, от рельефа местности, состояния магистрали, типа запорной арматуры на магистральном водопроводе и ряда прочих факторов.
- Абсолютный минимум напора, который позволяет работать всем современным сантехническим приборам и использующей воду бытовой технике – 3 метра. Инструкция к проточным водонагревателям Атмор, к примеру, прямо говорит, что нижний порог срабатывания включающего нагрев датчика давления равен 0,3 кгс/см2.
Датчик давления прибора срабатывает при напоре в 3 метра.
Справка: при атмосферном давлении 10 метров напора соответствуют 1 кгс/см2 избыточного давления.
На практике на концевом сантехническом приборе лучше иметь минимальный напор в пять метров. Небольшой запас компенсирует неучтенные потери в подводках, запорной арматуре и самом приборе.
Нам нужно вычислить падение напора в трубопроводе известной протяженности и диаметра. Если разность напора, соответствующего давлению в магистрали, и падения напора в водопроводе больше 5 метров – наша система водоснабжения будет функционировать без нареканий. Если меньше – нужно либо увеличивать диаметр трубы, либо размыкать ее подкачкой (цена которой, к слову, явно превысит рост затрат на трубы из-за увеличения их диаметра на один шаг).
Так как же выполняется расчет напора в водопроводной сети?
Здесь действует формула H = iL(1+K), в которой:
- H – заветное значение падения напора.
- i – так называемый гидравлический уклон трубопровода.
- L – длина трубы.
- K – коэффициент, который определяется функциональностью водопровода.
Проще всего определить коэффициент К.
- 0,3 для хозяйственно-питьевого назначения.
- 0,2 для промышленного или пожарно-хозяйственного.
- 0,15 для пожарно-производственного.
- 0,10 для пожарного.
На фото – пожарный водопровод.
С измерением длины трубопровода или его участка тоже особых сложностей не возникает; а вот понятие гидравлического уклона требует отдельного разговора.
На его значение влияют следующие факторы:
- Шероховатость стенок трубы, которая, в свою очередь, зависит от их материала и возраста. Пластики обладают более гладкой поверхностью по сравнению со сталью или чугуном; кроме того, стальные трубы со временем зарастают известковыми отложениями и ржавчиной.
- Диаметр трубы. Здесь действует обратная зависимость: чем он меньше, тем большее сопротивление трубопровод оказывает движению воды в нем.
- Скорость потока. С ее увеличением сопротивление тоже увеличивается.
Некоторое время назад приходилось дополнительно учитывать гидравлические потери на запорной арматуре; однако современные полнопроходные шаровые вентиля создают примерно такое же сопротивление, что и труба, поэтому ими можно смело пренебречь.
Открытый шаровый кран почти не оказывает сопротивления току воды.
Вычислить гидравлический уклон своими силами весьма проблематично, но, к счастью, в этом и нет необходимости: все необходимые значения можно найти в так называемых таблицах Шевелева.
Чтобы читатель представил себе, о чем идет речь, приведем небольшой фрагмент одной из таблиц для пластиковой трубы диаметром 20 мм.
| Расход, л/с | Скорость потока, м/с | 1000i |
| 0,25 | 1,24 | 160,5 |
| 0,30 | 1,49 | 221,8 |
| 0,35 | 1,74 | 291,6 |
| 0,40 | 1,99 | 369,5 |
Что такое 1000i в крайнем правом столбике таблицы? Это всего лишь значение гидравлического уклона на 1000 погонных метров. Чтобы получить значение i для нашей формулы, его достаточно разделить на 1000.
Давайте вычислим падение напора в трубе диаметром 20 мм при ее длине, равной 25 метрам, и скорости потока в полтора метра в секунду.
- Ищем соответствующие параметры в таблице. Согласно ее данным, 1000i для описанных условий равно 221,8; i = 221,8/1000=0,2218.
Таблицы Шевелева многократно переиздавались с момента первой публикации.
- Подставляем все значения в формулу. H = 0,2218*25*(1+0,3) = 7,2085 метра. При давлении на входе водопровода в 2,5 атмосферы на выходе оно составит 2,5 – (7,2/10) = 1,78 кгс/см2, что более чем удовлетворительно.
Заключение
Подчеркнем еще раз: приведенные схемы расчетов предельно упрощены и не предназначены для профессиональных расчетов сложных систем. Однако их точность вполне приемлема для нужд владельцев частных домов.
Дополнительную информацию, как обычно, читателю предложит видео в этой статье. Успехов!
Источник: gidroguru.com