Гидравлический расчет трубопроводов

Гидравлический расчет

Система водоснабжения состоит из множества элементов, которые образуют единую сеть. Чтобы каждый потребитель был обеспечен водой в полной мере необходимо провести гидравлический расчет.

Проведение гидравлического расчеты выполняется и для системы водоснабжения, и для системы отопления, и для системы газоснабжения. Целью гидравлического расчета является определение характеристик потока во всей системе для выбора диаметра трубы и расчета размера удельных потерь, которые возникают по мере движения потока. Сам расчет базируется на нескольких принципах, которые позволяют определить искомые величины. Все трубопроводы можно разделить на короткие и длинные. Если потери в трубопроводах не превышают 5 -10 процентов, то ими пренебрегают, если потери больше, то их учитывают в местных сопротивлениях. Простыми называют трубопроводы, которые не имеют ответвлений, они могут иметь одинаковое или различное сечение. Сложные системы имеют ответвления.

Движение жидкости по трубопроводу обеспечивается тем, что энергия в начале пути высока, а к концу уменьшается. Этот перепад обеспечивается разным уровнем жидкости, насосом или давлением.

Основными анализируемыми параметрами являются:

• номинальный диаметр;
• номинальное давление;
• рабочее давление;
• материал трубы и его линейное расширение.

Рисунок 1. Аксонометрическая схема системы водоснабжения, на ней обозначены стояки, санитарные приборы и место ввода. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Диапазон оптимальных скоростей задается в зависимости от перекачиваемой среды. К примеру, для вязких и маловязких жидкостей скорость составляет от 0,1 до 1 м/c. Для газов на естественной тяге - от 2 до 4 м/с, для газов большого давления от 15 до 25 м/c, для паров под давлением скорость может достигать 75 м/c.

Учет конкретных параметров сети на этапе проектирования позволяет создать эффективную и соответствующую заданию систему.

Гидравлический расчет позволяет не только определить расход жидкости и напор, но и необходимость установки наоса и его параметры.

Этапы выполнения гидравлического расчета

Выполнение гидравлического расчета на примере водопроводной сети осуществляют в следующем порядке:

• для начала выполняют подготовку тупиковой сети, определяя удельные, путевые и узловые расходы на схеме;
• затем на схеме показывают направление движения воды и находят наиболее удаленные от ввода точки, для которых и будут определяться расчетные расходы;
• с учетом санитарных требований выбирается материал труб, чаще всего используют полиэтиленовые трубы, которые не подвержены коррозии и просты в монтаже;
• диаметр участков сети определяется на основе технико-экономического расчета. В первую очередь находят требуемый диаметр по таблицам предельных расходов, а затем подбирают стандартный диаметр, подходящий для этого участка;
• по мере движения воды по трубам возникают потери напора, которые вычисляются для каждого участка сети в зависимости от его длины, скорости движения, диаметра и коэффициента сопротивления;
• на основе полученных данных составляется таблица гидравлического расчета, куда вносят номера участок, расход, скорость движения, диаметр, удельные потери;
• затем выполняется расчет свободных и пьезометрических напоров сети;
• по результатам гидравлического напора строят продольный профиль сети.

Рисунок 2. Таблица для гидравлического расчета водопроводных труб. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Для ускорения расчета можно воспользоваться различными калькуляторами, которые в изобилии представлены в интернете. В качестве исходных данных в них вводят материал, расход, диаметр, толщину стенки, длину трубопровода и среднюю температуру воды.

После монтажа системы на объекте проводятся испытания и пусконаладочные работы, которые позволять определить, насколько правильным был проект и не было ли допущено шибок на этапе монтажа. Все инженерные системы проверяются до того, как будут выполнены работы по чистовой отделке помещений.

Гидравлический расчет может проводиться для любых объектов, которые подключаются к системе водоснабжения, это и жилые дома, и школы, и аэропорты и больницы, и промышленные объекты. В зависимости от особенностей проекта могут использовать не только полипропиленовые, но и металлические, медные и полимерные трубы, которые обладают другими параметрами расширения. К примеру, трубы из ПВХ имеют меньший диапазон рабочих температур, поэтому реже применяются, а медные трубы не подвержены коррозии, устойчивы к механическому воздействию, но имеют очень высокую стоимость и большой срок службы.