Рассчитать давление воды

Определение показателя

Давление в трубопроводе принято подразделять на следующие виды: рабочее, условное, пробное и расчётное. Без знания их отличий произвести расчёт перепада давления транспортируемой по инженерной коммуникации жидкости будет сложно. Соответственно, при подборе подходящих элементов водопровода хозяин столкнётся с трудностями, не позволяющими обеспечить комфортное пребывание в жилом помещении.

  1. Рабочее. Это наружное или внутреннее, обязательно максимальное избыточное давление, фиксируемое при стандартных составляющих протекания процесса транспортировки воды в нормальных условиях.
  2. Условное. Используют этот показатель при расчёте прочности трубопроводов (и сосудов), которые функционируют под определённым давлением при температуре воды 20˚С.
  3. Пробное. Этот простой показатель измеряется во время испытания конструкции. На его основе отслеживается поведение элементов системы при изменении давления в водопроводе. Такой подход служит своего рода генеральной страховкой перед прокладыванием сети.
  4. Расчётное. Под таковым подразумевается максимальное избыточное давление в полости трубопровода, продуцируемое транспортируемым по нему веществом. Следует учитывать, что воздействию подвергаются не только трубы, но и все элементы, входящие в состав инженерной коммуникации. Именно на основе расчётного давления определяется толщина стенки водопроводной трубы. От этого зависит функциональность, а также длительность эксплуатации системы и, конечно же, безопасность обитателей дома.

Напор воды в кране зависит от давления в водопроводной системе

Простой пример расчета давления в трубе

Как известно, не так давно водопровод подключался к водонапорной башне. Благодаря именно этому сооружению в сети водопровода создаётся давление. Единица измерения данной характеристики – атмосфера. Причём, размер расположенной вверху башни ёмкости не влияет на значение этого параметра, он зависит только лишь от высоты башни.

Полезно знать! На практике давление измеряется в метрах водяного столба. При заливании воды в трубу высотой 10 метров, в нижней точке будет фиксироваться давление, равное одной атмосфере.

Рассмотрим пример с домом в 5 этажей. Его высота – 15 метров. То есть на один этаж приходится 3 метра. Башня высотой 15 метров создаст на первом этаже давление 1,5 атмосферы. Значение этого показателя в трубе на втором этаже будет уже 1,2 атмосферы. Получается это вычитанием из числа 15 высоты одного этажа – 3 метра, и делением результата на 10. Проделав дальнейший расчёт, нам станет понятно, что на 5-м этаже давление будет отсутствовать. Логика подсказывает, что для обеспечения водой людей, проживающих на последнем этаже потребуется соорудить более высокую башню. А если речь идёт, например, о 25-этажном доме? Возводить такие большие сооружения никто не будет. С этой целью современные системы водоснабжения оборудуются глубинными насосами.

Давление на выходе подобного агрегата высчитывается очень просто. Например, если глубинный насос, мощности которого хватает поднять воду до отметки 50 метров водяного столба, погрузить в скважину на 15 метров, на уровне поверхности земли он создаст давление 3,5 атмосферы (50-15/10 = 3,5).

Обеспечить необходимый показатель давления в системе можно при помощи насоса

Как рассчитывается толщина трубы от действия давления

Когда вода движется по трубе, возникает сопротивление от трения её о стенки, а также о различные преграды. Это явление получило название гидравлическое сопротивление трубопровода. Его численное значение находится в прямой пропорциональной зависимости от скорости потока. Из предыдущего примера мы уже знаем, что на разных высотах давление воды различно, и эту особенность следует учитывать при расчёте внутреннего диаметра трубы, то есть её толщины. Упрощённая формула для вычисления данного параметра по заданной потере напора (давления) выглядит так:

Двн = КГСопр×Дл. тр./ПД×(Уд.вес×Ск/2g),

где: Двн. – внутренний диаметр трубопровода; КГСопр. – коэффициент гидравлического сопротивления; Дл.тр — длина трубопровода; ПД – заданная или допускаемая потеря давления между конечным и начальным участками магистрали; Уд.вес. – удельный вес воды — 1000 кг/ (9815 м/; Ск. – скорость потока м/сек.; g – 9,81 м/сек2. Всем известная константа — ускорение силы тяжести.

Потеря давления в арматуре и фасонных частях трубопровода с достаточной точностью определяется по потерям в прямой трубе эквивалентной длины и с таким же условным проходом.

Как рассчитать стенки трубы по давлению

Точный расчёт данного показателя стальных труб, которые работают под воздействием избыточного внутреннего давления, включает два этапа. Сначала вычисляется так называемая расчётная толщина стенки. Затем к полученному числу прибавляется толщина износа от коррозии.

Расчет давления необходим для подбора толщины стенок трубы

Совет! Изготавливая и монтируя трубопровод, не устанавливайте отдельные случайные вставки. Чтобы не спровоцировать аварию, работайте только с теми, размеры которых совпадают с расчётными.

Таким образом, обобщённая формула для расчёта толщины стенок выглядит следующим образом:

Т= РТС+ПК,

где: Т – искомый параметр – толщина стенок; РТС – расчётная толщина стенок; ПК — прибавка на коррозионный износ.

Расчётную толщину стенки в зависимости от давления вычисляем по следующей формуле:

РТС = ВИД×Днар/230×ДР×КПШ+Р ,

где: ВИД – внутреннее избыточное давление; Днар. – наружный диаметр трубы; ДР — допустимое напряжение на разрыв; КПШ – коэффициент прочности шва. Его значение зависит от технологии изготовления труб. На завершающем этапе расчета стенки трубы по давлению прибавляем к РТС значение параметра ПК. Берётся оно из справочника.

Давление и диаметр трубы

Правильное определение сечения труб не менее важно, чем их выбор по материалу изготовления. При некорректном расчёте диаметра и давления, в трубе возникнет турбулентность воздуха, в ней присутствующем, и в потоке воды. Из-за этого движение жидкости по трубе будет сопровождаться повышенным шумом, а на внутренней поверхности ветки водоснабжения сформируется большое количество известковых отложений. Кроме того, следует помнить, что существование зависимости давления от диаметра трубы может негативно отразиться на пропускной способности водопровода. На практике, многие обитатели квартир и домов сталкивались с ситуацией, когда при одновременном включении нескольких кранов напор воды резко падал. Возникает эта неприятность по двум причинам: когда давление упало во всей системе и при заниженном диаметре подключённых труб.

От диаметра трубы зависит пропускная способность водопроводной сети

Ниже приведена таблица для максимального расчётного расхода воды через трубопроводы наиболее распространённых диаметров при различном значении давления.

Таблица 1

Расход Пропускная способность. Единица измерения – кг/час
Ду трубы 100 80 65 50 40 32 25 20 15
мбар/м Па/м 0,3 м/сек 0,15 м/сек <0,15 м/сек
3,00 300 56160 27900 18000 8892 4680 3078 1415 767 331
2,80 280 54360 26928 17338 8568 4356 2970 1364 742 317
2,60 260 52200 25920 16740 8244 4356 2855 1310 713 306
2,40 240 50400 24876 16056 7920 4176 2740 1256 680 288
2,20 220 47880 23760 15336 7560 3996 2617 1202 652 281
2,00 200 45720 22644 14580 7200 3780 2488 1151 619 266
1,80 180 43200 21420 13824 6804 3589 2354 1080 583 252
1,60 160 40680 20160 12996 6408 3373 2210 1015 547 234
1,40 140 38160 18792 12132 5976 3143 2059 943 511 220
1,20 120 35100 17352 11196 5508 2898 1897 871 472 102
1,00 100 31932 15768 10152 5004 2632 1724 788 425 184
0,975 97,5 31500 15552 10044 4932 2596 1699 778 421 180
0,950 95,0 31104 15372 9900 4860 2560 1678 767 414 176
0,925 92,5 30672 15156 9756 4788 2524 1652 756 407 176
0,900 90,0 30240 14940 9612 4716 2488 1627 745 403 173

В большинстве стояках среднее значение давления находится в диапазоне атмосфер.

Расчёт домашнего водопровода

С практической точки зрения давление в водопроводе чаще всего ассоциируется с объёмом поставляемой воды за единицу времени, то есть с пропускной способностью ветки водоснабжения. В этом контексте и будет рассмотрен вопрос расчёта бытового водопровода. После изучения паспортных данных приборов и агрегатов, потребляющих воду, суммируется общий расход. Затем к полученной цифре добавляется расход всех установленных и используемых водоразборных кранов.

Для домашнего водопровода, работающего от скважины, выбор труб зависит от мощности насоса

Полезная информация! Одно такое сантехническое устройство пропускает через себя за одну минуту порядка 5-6 литров воды.

После этого все числа суммируются, и на выходе получается общий расход в доме воды. С учётом этих данных, покупается труба с диаметром, который обеспечит нужным давлением и, соответственно, количеством воды все водоразборные приборы, работающие одновременно.

Если домашний водопровод планируется подключить к городской сети, у хозяина выбора нет, он будет вынужден пользоваться тем, что имеется. Иное дело, если речь идёт о частном доме, питающимся от скважины. Тогда следует покупать насос, способный обеспечить водопровод давлением, которое соответствует расходам. Выбор производится по паспортным данным подобного агрегата. В определении диаметра вам поможет ниже размещённая таблица.

Таблица 2

Пропускная способность трубы Диаметр и длина трубопровода
Пропускная способность, л/мин Диаметр трубы Диаметр трубы Длина водопровода, метры
75 38 32 Больше 30
50 32 25
30 25 20 Меньше 10

Здесь приведены параметры лишь наиболее часто используемой трубной продукции.

Современные средства

Если нет времени либо вы не склонны к математике, рассчитать расход воды через трубопровод с учётом перепада давления можно, воспользовавшись онлайн калькулятором. Интернет изобилует сайтами с таки инструментарием. Чтобы произвести гидравлический расчёт, необходимо учесть коэффициент потерь. Такой подход предполагает выбор:

  • падения напора на погонный метр трубопровода;
  • длины участка;
  • внутреннего диаметра трубы;
  • вида и материала водопроводной системы (пластмасса, железобетон, асбоцемент, чугун, сталь). Современные онлайн калькуляторы учитывают даже, например, меньшую шероховатость пластиковой поверхности по сравнению со стальной;
  • способа расчёта сопротивления.

Кроме того, пользователю доступны опции учёта дополнительных характеристик трубопроводов, в частности, таких, как тип покрытия. Например:

  • цементно-песчаное, нанесённое различными методами;
  • внешнее полимерцементное или пластиковое;
  • новые или проработавшие определённый срок трубопроводы с битумным покрытием либо без защитного внутреннего покрытия.

Если расчёт будет сделан правильно, при условии выполнения монтажа с соблюдением всех требований к водопроводу нарекания не возникнут.

Источник: http://TrubaMaster.ru/vodoprovodnye/rraschet-davleniya-vody-v-truboprovode.html

Определение требуемого напора на вводе водопровода в здание.

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждения

высшего профессионального образования

«ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ПетрГУ)

Институт лесных, инженерных и строительных наук

(ИЛИСН)

Кафедра: Организации строительного производства

Курсовая работа

по дисциплине «Инженерные сети и оборудование»

раздел «Водоснабжение и канализация»

Выполнил: студент гр. 51201

Карямина Я.В.

Руководитель: ст. преподаватель

Зайцева М.И.

Петрозаводск

1.Исходные данные………………………………………………………………………….……..……….3

2.Внутренний водопровод………………………………………………………………………………….3

2.1.Выбор системы и схемы внутреннего водопровода……………………………………….……….3

2.2.Выбор места водопровода и положения водомерного узла………………………………..……….3

2.3. Проектирование и гидравлический расчёт внутренних водопроводов…………………………………..4

2.4. Подбор водомера………………………………………….………………………………………….5

2.5.Определение требуемого напора на вводе водопровода в здание………………………….…………6

3. Дворовая сеть канализации………………..……………………………………………………………7

4. Список литературы……….…………………………………………………………………………….8

Исходные данные

Количество этажей – 6

Количество секций – 2

Высота этажа – 3 м

Гарантированный напор в городском водопроводе – 36 м

Глубина заложения канализации – 3,7 м

Диаметр трубы городской канализации – 500 мм

Диаметр трубы городского водопровода – 300 мм

Внутренний водопровод

Выбор системы и схемы внутреннего водопровода

Система водоснабжения зданий и объектов любого назначения должна обеспечивать потребителей водой заданного качества в требуемом количестве и под необходимым напором.

Выбор схемы и системы внутреннего водопровода производится в соответствии с рекомендациями СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий».

В зданиях с подвалами или техническими подпольями, в которых не предусмотрено устройство противопожарного водопровода или число пожарных кранов менее 12, рекомендуется принимать систему внутреннего водопровода по тупиковой схеме с одним вводом и нижней разводкой магистрали. Необходимость устройства противопожарного водопровода и расчётное количество пожарных кранов принимается в соответствии со СНиП.

При выборе системы водопровода необходимо предварительно определить требуемый напор в сети, определяемый в зависимости от этажности застройки:

n – число этажей в здании, равное 6.

Выбор места водопровода и расположения водомерного узла

Ввод – трубопровод от сети наружного водопровода или от ЦТП (насосной) до сети внутреннего водопровода (до водомерного узла или запорной арматуры, размещенных внутри здания).

Ввод в здание прокладывают перпендикулярно его фундаменту по кратчайшему расстоянию, с уклоном 0,005 от здания. Пересечения ввода с фундаментом здания необходимо выполнять: в сухих грунтах с оставлением зазора над трубой 0,2 м и с заполнением отверстий эластичным водонепроницаемым материалом, в мокрых грунтах – с устройством сальников. Расстояние по горизонтали в свету между вводами хозяйственно-питьевого водопровода и выпусками канализации должно быть не менее 1,5 м.

Если отсутствуют данные о глубине залегания городского водопровода, то водопровод (до низа трубы) прокладывают на глубине:

Нпр+0,5м, где

Нпр – глубина промерзания грунта (1,9 м по заданию).

Проектирование и гидравлический расчёт внутренних водопроводов

Гидравлический расчёт необходим для определения труб, потерь напора в них и требуемого напора для обеспечения бесперебойного водоснабжения всех потребителей в здании.

Для внутренней водопроводной сети к проектированию приняты трубы типа PN10 из полипропилена PPRC. В каждой квартире по одному стояку, всего стояков в здании 6. Принята нижняя разводка, при которой магистральные трубопроводы размещаются в подвальной части здания ниже потолка на 0,4 м с уклоном 0,005 в сторону ввода. Подводка к приборам выполняется над полом на высоте 20 см.

Прокладка разводящих сетей внутреннего водопровода предусмотрена под потолком подвала. Трубы укладываются с уклоном не менее 0,002 м. Запорная арматура установлена у основания всех стояков и на ответвлениях в каждую квартиру.

Максимальный секундный расход холодной воды определяется:

где: qc0 – секундный расход воды прибором, для принятой степени благоустройства – 0,3 л/с.

α- величина, определяемая в зависимости от общего числа приборов N и вероятности их действия Рс.

Вероятность действия водоразборных устройств рассчитывается по формуле:

qchr – норма расхода холодной воды потребителем в час наибольшего водопотребления, по приложению 3 для принятой степени благоустройства, принята равной 8,1 л/час;

N – число водоразборных устройств в здании, принято равным 109 шт. (по заданию);

U – общее количество жителей в здании, определяемое по формуле:

Nкв – число квартир в здании, принято по заданию равным 36;

m – заселенность квартир, равная 2,7 (по заданию).

Диаметры труб по участкам для пропуска расчётных расходов воды подбирают в зависимости от рекомендуемых скоростей в трубопроводе (V = 0,9 – 2,5 м/с). Линейные потери напора по участкам сети определены при помощи таблицы 1. За расчётный принят наиболее удаленный от ввода и нагруженный стояк СтВ 1-3.

Таблица 1

2.4 Подбор водомера

Для учёта количества потребляемой воды в зданиях проектируются водомерный узел, оборудованный счётчиком воды и запорной арматурой. Водомерный узел устраивается на высоте 30 см от пола подвала.

Среднечасовой расход воды в здании определяется по формуле:

quc – норма расхода холодной воды, 180 л, потребителем в сутки наибольшего водопотребления по заданной степени благоустройства, принимается по СНиП приложение 3(1).

Сравнивая полученное значение среднечасового расхода воды в здании с эксплуатационным, получаю, что мне нужно использовать турбинный водомер с диаметром условного прохода счётчика, равным 80 мм. (см. Таблица 4 в СНиП).

Потери давления в счётчике вычисляется по формуле:

S – гидравлическое сопротивление счётчика, равное 264*10-5, принимается по Таблице 4 в СНиП.

Т.к. потери давления в счётчике удовлетворяют условию h 2,5 м, отсюда делаем вывод, что водомер был выбран правильно.

Определение требуемого напора на вводе водопровода в здание.

В зависимости от схемы подачи воды к водоразборным точкам внутри здания устраивают следующие системы внутреннего водопровода:

— без повышающих насосов, в этом случае подача воды обеспечивается за счёт давления в наружной водопроводной сети;

— с повышающим насосом (гидроаккумуляторным баком).

Системы водопровода без повышающих насосов применяют в тех случаях, когда водопроводная сеть находится под постоянным давлением, достаточным для бесперебойной подачи воды в самую высокую и удаленную водоразборную точку здания. Такая система внутреннего водопровода, не имеющая никаких устройств, кроме сети трубопроводов, наиболее простая и распространенная.

Требуемый напор на вводе водопровода Нтр ,м, определяется по следующей формуле:

где: Hgeom — геометрическая высота, т.е. высота подачи воды от отметки грунта в колодце городского водопровода, в котором производится подсоединение трубопровода внутреннего водопровода здания, до отметки диктующего водоразборного прибора;

ΣHi — суммарные потери напора во внутреннем водопроводе В1, принимают по таблице гидравлического расчёта (сумма линейных и местных потерь напора), м;

h — потери напора на домовом водомере, м;

Hf — свободный напор для водоразборного устройства (для умывальника со смесителем или водоразборным краном 2 м; раковины или мойки с водоразборным краном со смесителем – 2 м; ванны со смесителем (в том числе с общим для ванны и умывальника) – 3 м; смывного бачка к унитазу – 2 м; смывного крана к унитазу – 4 м) согласно прил. 2 .

Геометрическая высота определяется по формуле:

Hgeom= hэт(n-1)+ hпр + (Z1 – Z2)=3(6-1)+1,2+(57 – 52,8)=20,4м,

где: hэт – высота этажа здания, м;

n – число этажей в здании;

hпр – высота водоразборной арматуры диктующего прибора над полом, м;

Z1 – отметка 1-го этажа здания, м;

Z2 – отметка грунта в колодце городского водопровода, м.

Полученное значение Нтр сравним с наименьшим гарантированным напором в наружной сети водопровода Hg, м.

26,7<36, значит, напор воды в проектируемом внутреннем водопроводе здания будет обеспечен за счет напора в наружной водопроводной сети. Отсюда следует, что повышающей установки нам не требуется.

Дворовая сеть канализации

Дворовая и внутриквартальная канализационная сеть служит для отведения сточных вод от зданий через выпуски и транспортировки в уличную сеть.

Подключение к городской сети производится через контрольный колодец. Дворовая и внутриквартальная канализационная сеть прокладывается параллельно фундаменту здания на расстоянии не менее 3 м от него. Начальная глубина сети определяется глубиной заложения выпуска в начале сети, принимаемой на 0,3 м выше глубины промерзания грунта.

Дворовая сеть прокладывается из асбестоцеметных, бетонных или керамических труб, минимальных их диаметр составляет 150 мм.

На дворовой сети устанавливаются смотровые колодцы:

— в местах присоединения выпусков из здания;

— на всех поворотах;

— в местах изменения уклонов и диаметров;

— в местах присоединения боковых ответвлений;

— на прямых участках сети для d=150 мм не реже, чем через 35 м.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий»

2. Применение информационных технологий при комплексном проектировании внутренних инженерных систем жилых зданий. Часть 1 — Водоснабжение / составители: Девятникова Л.А., Зайцева М.И., Никонова Ю.В.; ПетрГУ. – Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2013. – 36 c.

3. Таблицы для гидравлических расчётов напорных труб из полимерных материалов. А.Я. Добромыслов;М.: ТОО «Издательство ВНИИМП», 2004.

Источник: https://studopedia.net/6_111416_opredelenie-trebuemogo-napora-na-vvode-vodoprovoda-v-zdanie.html

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *