Изчисляване на максималната производителност на тръбата. Пропускателна способност на водопровода

Пример: SNiP 2.04.01-85 (2000) "Вътрешно водоснабдяване и канализация на сгради", стр. 18.2: " Изчисляването на канализационните тръбопроводи трябва да се извърши, чрез задаване на скоростта на движение на течността V, m / s и запълване на H / d, така че условието да е изпълнено:

V (H / d) 1/2 ≥ K,

където K = 0,5 - за тръбопроводи от пластмасови и стъклени тръби

K = 0,6 - за тръбопроводи от други материали.

В този случай скоростта на движение на течността трябва да бъде най -малко 0,7 m / s, а пълненето на тръбопроводи трябва да бъде най -малко 0,3... "и т.н.

Забележка: в този случай говорим за изчисляване на хоризонтални участъци от гравитационни (гравитационни) канализационни мрежи. Такива стойности на скоростта и пълненето на тръбопроводи са необходими за поддържане на капацитета за самопочистване на канализационната система.

За човек, който познава поне малко основните закони на физиката, такава формулировка звучи като заповед на сержант: "Самолет, спри! R-едно, две." Защото само Гюлхатай може да бъде назначен за основна съпруга, или има един служител като шеф над други длъжностни лица. Скоростта може да бъде определена само въз основа на съществуващите условия, или необходимата може да бъде получена чрез промяна на началните условия или други параметри на потока. Например скоростта Отпадъчни водинавлизането в канализационната тръба от умивалника ще бъде по -голяма от скоростта на отпадъчните води, влизащи в канализационната тръба от банята, при всички други равни условия (диаметър на тръбата, наклон, сифони, решетки и т.н.), поне защото всяко тяло, падащо от височина около 50 см под действието на гравитацията, в точката на падане тя има скорост по -голяма от тази на тяло, падащо от височина 15 см.

По никакъв начин не поставям под въпрос правилността, необходимостта и още по -елегантната простота на дадената формула, просто искам да обясня откъде са дошли тази и други формули, използвани при изчисляването на канализационните мрежи и какво означават те.

Във всеки апартамент или къща всички канализационни тръби, според тяхното местоположение или предназначение, могат да бъдат разделени на 3 основни типа:

1. Вертикален

2. Хоризонтално.

3. Преходно.

В допълнение към тръбите, канализационната система включва директно сифони и водопроводни инсталации.

Снимка 1... Най -простата схема за канализация двуетажна къща.

Вертикалните тръбопроводи включват щрангове, преминаващи през всички етажи..

На фигура 1 щрангът от втория до първия етаж е показан в зелено, щрангът от първия етаж до точката на завъртане в мазето е показан в тъмно зелено, тъй като обемът на водата, преминаващ през този щранг, може да бъде 2 пъти по -голям. Тръбата, водеща от щранга към покрива, е показана в сиво. Факт е, че канализацията не тече през тази тръба, но е предназначена за вентилация на канализационната система и за намаляване на падането на налягането, когато се отмие голямо количество вода. И намаляването на спада на налягането е необходимо, така че водата да не се измива от сифоните на санитарните уреди, от научна гледна точка, водните брави не се откъсват.

На всеки етаж хоризонтални изходи от санитарни уреди са свързани към щранга.

На фигура 1 такива тръби са показани в синьо. Всички хоризонтални тръби са положени с наклон и следователно са условно хоризонтални. Освен това задачата за хидравлично изчисление често се състои в избора на необходимия наклон за тръба с даден диаметър.

Някои санитарни уреди - например мивки, умивалници - могат да бъдат свързани към хоризонтални изходи с помощта на вертикални тръби

които нямат специално наименование, но за по-голяма яснота могат да се нарекат невентилирани мини-стойки, тъй като процесите, протичащи в такива вертикални тръби, не се различават много от процесите, протичащи в щранговете. На фигура 1 тези тръби са показани в светло зелено. Факт е, че диаметърът на такива тръби обикновено се приема конструктивно - въз основа на съображения за лекота на монтаж и следователно пропускателната способност на такива тръби е много по -висока от необходимата и такива тръби не изискват допълнителни изчисления.

В мазето или под земята, щранговете са свързани към изхода

няколко щранга могат да бъдат свързани към един контакт. На фигура 1 изходът - хоризонталната тръба - е показан в синьо. Изпускането преминава в канализационния кладенец на къщата, оттам тръбата отива във вътрешния двор в канализационния кладенец и по-нататък, докато отпадъчните води достигнат пречиствателните съоръжения, но това вече не е наша тема, въпреки че принципът на изчисляване на канализационните тръби до съоръженията за пречистване са същите като за вътрешно-канализационната система.

На места, където траекторията на движение на отпадъчните води се променя, са инсталирани различни адаптери

прави и коси завои, прави и коси тройници, прави и коси кръстове, адаптери от един диаметър на тръбата към друг и др. Фигура 1 показва адаптери с ъгъл на преход от около 90 ° - това е най -неблагоприятният ъгъл на преход, но все пак е най -често срещаният при инсталиране на канализационна система. Директен изход при прехода от щранга към изхода е показан на фигура 1 в червено, тъй като такъв преход във високи сгради е неприемлив, въпреки това такъв преход се случва. Правият кръст, показан на фигура 1 в лилаво, също не е такъв оптимално решениеот гледна точка на гладкостта на потока, обаче, поради конструктивни причини, такива кръстове се инсталират много често.

По правило изчислението на вътрешната канализационна система се свежда до определяне на диаметъра на щранга (тъмнозелено) и изхода (синьо). За това има много удобни емпирични формули на таблицата и номограми.

Понякога се изчислява хоризонтален изход от тоалетната, ако тоалетната е инсталирана на значително разстояние от щранга. Изчисляването на адаптерите не се извършва, по -специално, защото процесите, протичащи в адаптерите, са доста сложни. Независимо от това, ние ще се опитаме поне да си представим какво се случва в тези преходни места. Така:

1. Основата на хидравличното изчисление е максималният воден поток, през който канализационната мрежа трябва свободно да преминава

Консумацията на вода се обозначава с буквата " q"и могат да бъдат измерени в l / s, m 3 / s, cm 3 / s и т.н.

Например, когато натиснете бутона за резервоар за промиване, съдържащ около 6 литра вода, водата започва да изтича от резервоара. Ако това се случи в рамките на 4-6 секунди, тогава дебитът на водата ще бъде 1-1,5 l / s. Разбира се, процесът на източване на водата от резервоара не е еднакъв, но ние се интересуваме от максималния разход на вода. За изчисления, справочниците и строителните кодове препоръчват да се използва стойността за тоалетни с казанче q = 1,6 л / сек.

Ако вашият съсед от горния етаж натисне бутона за източване малко по -рано и такава вероятност, макар и не много висока, съществува, особено ако сте пили бира заедно преди да посетите банята, тогава прогнозният разход на вода може вече да е q = 1,6 2 = 3,2 l / s... Но вероятността да излеете 10 литра мръсна вода от кофа в тоалетната след мокро почистване е доста висока. Ако това стане за 3-4 секунди, тогава максималният разход на вода може да бъде до 3,0-3,5 л / сек. В тази връзка, дори при изчисляване на вътрешната канализационна система за един апартамент, прогнозният разход на вода трябва да бъде най -малко 3,2 л / сек - това обаче е мое лично мнение.

В същото време е възможно също така отпадъчните води от баните да се вливат в канализационната система от два апартамента, а след това при дебит на водата от всяка баня до 0,8 l / s, общият дебит на водата все още ще се увеличи до q tot = 3,2 + 0,8 2 = 4,8 l /с. По този начин за двуетажна къща такъв разход на вода може да се приеме за изчислен, макар и много малко вероятно. Но има възможност канализацията от две тоалетни и една вана, или от излята кофа с вода и една вана, да попадне в канализационната система. Друг е въпросът колко често това може да се случи, въпреки това, ако в апартаментите има много хора, особено деца, това може да се случи доста често и тогава трябва да се разчита на канализацията на двуетажна къща (един щранг) консумация:

q s = 3,2 +0,8 = 4,0 l / s или 0,004 m 3 / s.

За многоетажни сгради с голям брой водопроводни инсталации няма да работи за определяне на максималния прогнозен разход на вода на око. Ако е глупаво да се събират всички възможни водни потоци от водопроводни инсталации, тогава ще са необходими тръби с много голям диаметър, за да преминат такива обеми вода. Няма смисъл да се монтират такива тръби, тъй като според теорията на вероятността подобна комбинация от обстоятелства е почти невъзможна, освен това е скъпа и изчислението за това се прави, за да се сведат до минимум разходите за инсталиране и поддържане на канализационни мрежи . Следователно възможният максимален проектен разход на вода за канализационна система с голям брой водопроводни инсталации се определя от формули (не са показани тук), съставени въз основа на теорията на вероятностите, като се вземат предвид много различни фактори, по -специално часовете на максимален разход на вода и съответно дренаж. Тези формули не са толкова сложни, но изискват внимателно внимание към себе си. Безразсъдното отношение към тези формули понякога води до факта, че за щранга на 5-етажна сграда прогнозният разход на вода е по-малък от 1,6 л / сек.

2. Когато изчисленият дебит на водата е известен, е възможно да се определи площта на напречното сечение на тръбата - ω, способна да пропуска определен обем вода за определен период от време, но за това е необходимо да се знае дебитът - V:

ω = q / V (2.1.1)

V = q / ω (2.1.2)

Тук за първи път се натъкваме на концепцията за скорост и въз основа на формулите (1.1.1) и (1.1.2) можем да направим напълно логичен извод:

колкото по -голям е дебитът, толкова по -голяма е производителността на тръбата със същия диаметър

Но как да се определи точно тази скорост? В края на краищата не го назначавайте всъщност.

Тук ще трябва да припомним основните закони на динамиката и кинематиката на движението. В гравитачните канализационни мрежи движението на отпадъчни води и твърди частици, съдържащи се във водата, се осъществява под въздействието на гравитацията F:

F = mg (2.2),

където м- телесна маса, g- ускорение на гравитацията g = 9,81 m / s 2.

скоростта на падащо тяло с ускорение зависи от времето на движение T:

V = V o + gt (2.3.1)

и ако началната скорост V o = 0, тогава формулата (2.3.1) става още по -опростена и след това

V = gt (2.3.2)

3. Движението с ускорение означава, че скоростта на тялото в различни участъци от праволинейната траектория на движение е различна, от което следва, че за различните участъци канализационна мрежанеобходими са различни диаметри на тръбите при една и съща скорост на потока на водата. Но тъй като участъците от канализационната мрежа за определен проектно дебит на водата са направени от тръби с постоянен диаметър по дължината, достатъчно е да се изчисли напречното сечение на тръбата на места, където дебитът е минимален и следователно е необходимо максималното напречно сечение на тръбата.

4. Не бива да се забравя, че

водата не е свободно падащо тяло. Когато се движи през тръби, водата трябва да преодолее триенето по стените на тръбата, съпротивлението на въздуха в тръбата,

и понякога напълно го изстискайте, ако напречното сечение на тръбата е напълно напълнено с вода. По този начин тези сили са насочени в посока, противоположна на посоката на действие на гравитацията

общата сила, действаща върху отпадъчните води, винаги е по -малка от силата на гравитацията

В същото време, за разлика от силата на гравитацията, силата на триене и силата на въздушното съпротивление не са постоянни, а се променят в зависимост от скоростта.

Колкото по -голям е дебитът, толкова по -голямо е съпротивлението на въздуха и силата на триене..

За отпадни води, протичащи през вертикални тръби, максималната възможна скорост се достига на височина приблизително 90 диаметра на тръбата (според експерименталните данни). В този случай дебитът при навлизане на отпадъчни води в щранга - началната скорост - зависи от ъгъла на свързване на хоризонталните тръби. Най -неблагоприятният ъгъл на свързване, както вече беше споменато, е 90 °. При такъв ъгъл на свързване отпадъчните води първо се движат по почти хоризонтална траектория и, попадайки в щранга, променят траекторията на движение, следователно, тя има начална скорост V околоблизо до 0 m / s.

Това е много удобно за изчисления, но много лошо за поддържане на нормалната работа на канализационната система.

Първо, когато се използват прави кръстове (показани на фиг. 1 в лилаво), част от отпадъчните води, заедно със съдържанието им, при голям дебит в хоризонтална тръба може да се влее в противоположната хоризонтална тръба. Там тази вода ще спре и поради наклона ще се оттича в щранга, но има вероятност твърдите частици да останат в противоположната тръба, което с течение на времето може да доведе до заиляване на тръбата и в резултат на това до чести запушване на канализационната система.

Второ, водата, с начална скорост, близка до 0 m / s, запълва цялото напречно сечение на тръбата (вероятността за това е най-голяма, когато диаметърът на клона е равен на диаметъра на щранга) или по-голямата част от него . Това създава пречка за свободната циркулация на въздуха. Отпадъчните води, слизащи по щранга, носят със себе си въздуха. Освен това, дори ако участъкът не е напълно напълнен с вода, този ефект се нарича способност за изхвърляне на течността. Всичко това може да доведе до разрушаване на водните брави, които предпазват дома ни от проникването на газове от канализационните тръби.

5. Така основният критерий за изчисляване на щрангове е да се предотврати повредата на хидравличните брави. Колкото по -близо е ъгълът на свързване до 0 °, толкова по -голяма е производителността на щранга. Дебитът на вентилиран щранг е по-голям от този на невентилиран щранг със същия диаметър.

5.a) Тъй като канализационната система използва стандартни тръби, адаптери, сифони и водопроводни инсталации, за които максимално допустимите дебити на вода са определени дълго време и данните са обобщени в съответните таблици, изчислението на щранговете е се свежда до сравняване на изчисления разход на вода с производителността на щранга в зависимост от диаметъра и ъгъла на свързване. Например, съгласно SNiP 2.04.01-85 (2000):

маса 1.

таблица 2.

и веднага виждаме, че когато тоалетните чинии са свързани с директни изходи към щранг с диаметър 100 мм, максималната производителност на щранга не надвишава 3,2 л / сек.

5.б) Въпреки това, за канализация, направена изцяло от пластмасови тръбипо-правилно използвайте таблиците SP 40-107-2003 „Проектиране, монтаж и експлоатация на вътрешни канализационни системи от полипропиленови тръби"като се вземе предвид увеличението вътрешен диаметъртръби при смяна от чугунени тръби на пластмасови:

Таблица 3.

Забележка: Пропускателната способност се изчислява за щрангове с височина L st = 90 D st и хидравлични порти с височина 60 mm. Когато L st< 90 D ст табличные значения пропускной способности стояков следует увеличить в (90D ст /L ст) 0.5 раз; при высоте гидрозатворов 50 мм пропускная способность стояков уменьшается в 1,1 раза.

Тук D st е вътрешният диаметър на щранга, равен на 0.1046 m (104.6 mm), 0.0464 m (46.4 mm) и 0.0364 m (36.4 mm) за тръби с външен диаметър съответно 110, 50 и 40 mm.

Таблица 4.

Забележка: При височина на хидравличния вентил 70 мм дебитът трябва да се увеличи с 10%, с височина 50 мм - да се намали с 10%.

По този начин, ако канализационната система, разглеждана в нашия пример, е вентилирана с пластмаса, тогава производителността на щранга при същите начални условия е:

q max (60) = 3,6 (90 0,1046 / 5) 0,5 = 4,94 l / s.

И ако височината на водните брави е 50 мм, тогава

q max (50) = 4,94 / 1,1 = 4,49 l / s.

Засега изглежда всичко е наред, но нека не бързаме със заключенията.

6.

Ако не обръщаме внимание на Таблица 3, а ще се ръководим само от данните от Таблица 1, тогава за да се осигури дебит на водата от 4 l / s, стойността на вакуума в щранга трябва да се провери при този дебит на водата. SP 40-102-2000 "Проектиране и монтаж на тръбопроводи за водоснабдителни и канализационни системи от полимерни материали. Общи изисквания" предлага използването на следната емпирична формула за вентилирани щрангове:

(6.1)

където Δ стр - количеството на разреждане в щранга, мм вода. Изкуство .;

q s - проектна дебит на отпадъчни води, m 3 / s;

α 0 - ъгъл на свързване на пода на изхода към щранга, град .;

дул- диаметър на щранг (вътрешен), m;

дотв- диаметър на изхода на пода (вътрешен), m;

Lул- работна височина на щранга, m.

Забележка: На 90 д st> LТрябва да се вземе изкуство L st = 90 д st, тъй като дебитът в щранга не може да надвишава максималната стойност, постигната на разстояние приблизително 90 диаметра.

След това за пластмасова канализация с работна височина на щранга L st = 5 m(разстояние от точката на влизане в щранга на 2 -рия етаж до точката на преход към изхода), вътрешния диаметър на изхода на пода и щранга д st = ддупка = 0.1046 mи ъгъл на свързване α 0 = 90 o, вакуумът в щранга ще бъде:

Δ R= (366 (0.004 / 0.1046 2) 1.677) / (90 0.1046 / 5) 0.5 = 49.34 mm wc.

Това означава, че в този случай е невъзможно да се използват сифони с височина на водоуплътнението h z = 50 мм, тъй като

Δp ≤ 0.9h s (6.2)

И трябва да използвате сифони с височина на водоуплътнение 60, 70 мм. Можете също да промените ъгъла на влизане в щранга или да увеличите диаметъра на щранга.

Ако входовете към щранга са направени под различни ъгли или отпадъчните води влизат в щранга през тръби с различни диаметри, тогава вакуумът в щранга може да бъде изчислен отделно за всеки разглеждан случай и след това получените стойности могат да бъдат добавени. Резултатът от изчисленията обаче ще остане много приблизителен.

Забележка: Въпреки факта, че човек използва канализационни системи под една или друга форма от няколко хилядолетия, точното изчисление на канализационните мрежи все още е невъзможно. Теоретичното моделиране на процеса на движение на отпадъчни води и дори по променяща се траектория е доста сложна и отнемаща време задача сама по себе си и е необходимо да се вземе предвид влиянието на много различни фактори, като диаметър на тръбата, пълнене на тръби височина, грапавост на тръбата, променяща се скорост на отделно движещи се водни частици, които обикновено обикновено считаме за дебит, температура на водата, която влияе върху вискозитета, процента и размера на твърдите частици - изпражнения, тоалетна хартия, пясък и др. от отпадни води и много други. Както показват натрупаният опит и многобройните серии експерименти, е много по-лесно да се правят изчисления, като се използват най-опростените емпирични или полуемпирични формули, потвърдени от резултатите от експериментите. Независимо от това, проучвания за особеностите на движението на изпражненията през тръби продължават активно да се извършват от учени от Русия, САЩ, Германия, Швейцария и други страни. Въз основа на нови наблюдения и проучвания се правят уточняващи изменения във формулите на таблицата, номограми. Например, в една от най -добрите, според мен, книги, посветени на проблемите с изчисляването на канализационни мрежи А.Я. Добромислова "Изчисляване и проектиране на канализационни системи за сгради", М. Стройиздат, 1978, също са предоставени таблици за определяне на пропускателната способност на вентилирани и невентилирани щрангове, но с ясна индикация, че това е пропускателната способност на височина 60 mm хидравлични брави. Ако височината на хидравличното уплътнение е 50 мм, тогава стойността на пропускателната способност трябва да бъде намалена с 20%, а ако височината на хидравличното уплътнение е 70 мм, тогава тя трябва да се увеличи с 20%. Така че, съгласно посочената книга, максималната производителност на вентилиран щранг с диаметър 100 mm при свързване на клон с диаметър 100 mm под ъгъл 90 ° е 3,54 l / s, т.е. 10% повече, отколкото според изискванията на действащия SNiP, в който височината на водните брави изобщо не е посочена. Това искам да кажа, въпреки изобилието от удобни таблици и номограми, няма да навреди допълнително да се изчислят параметрите, като се използват съществуващите формули. И ако резултатите, получени от таблици и формули, тогава за надеждността на изчисленията трябва да се вземе най -неблагоприятният резултат. В този случай изчислението по формули (6.1) и (6.2) ще се счита за решаващо.

7. Величината на вакуума в невентиран канализационен щранг може да се изчисли по формулата:

Δ стр= 0.31V cm 4.3 (7.1)

където V см- скоростта на въздушната смес, която от своя страна се определя по формулата:

V cm = (Q в + q s) / ω (7.2)

където q s- прогнозен разход на вода, m3 / s,

ω - площ на напречното сечение на тръбата:

ω = pD st 2/4 (7.3)

Q в- дебитът на въздуха, погълнат от отпадъчните води, m 3 / s, се определя по формулата:

(7.4)

Например, ако съседът на горния етаж реши да удави щранга, т.е. отрежете тръбата, водеща към покрива, и поставете щепсел, след което при същите условия, които бяха разгледани по -рано, разходът на въздух ще бъде:

Q в = 13.8 4 0.333 0.1046 1.75 /(90.0.1046/5) 0.5 = 0.0308 m3 /s,

V cm = (0.0308 + 0.004) 4 / (3.14 · 0.1046 2) = 4.046 m / s

Δ R= 0,31 4,046 4,3 = 126,4 mm H2O ул.

Както можете да видите, при запушен щранг, спадът на налягането ще бъде 2,5 пъти по-голям и само сифони с височина на водоуплътнението около 100 мм могат да издържат на такъв спад, така че е изключително нежелателно да се премахне вентилацията на вентилатора дори в две къща с разкази.

8. Напоследък при инсталиране на нова или ремонт на стара канализация все по -често се използва въздушен възвратен клапан.

Такъв клапан се отваря, когато налягането падне в щранга и се затваря, когато наляганията в щранга и в помещението се изравнят, така че газовете от канализацията не влизат в апартамента. Дизайн въздушни клапанимогат да бъдат различни, но като правило диаметърът на входа е по -малък от диаметъра на канализационния щранг. В тази връзка производителността на щрангове, оборудвани с въздушни клапани, е по -малка от щранговете, вентилирани през тръби със същия диаметър. Производителите на въздушни възвратни клапани под търговската марка HL твърдят, че според резултатите от тестовете на техните продукти в SP 40-107-2003 „Проектиране, монтаж и експлоатация на канализационни системи от полипропиленови тръби“ (валидна от 05/01/2003) следната таблица се появи в Приложение Б. едно:

Таблица 5.

Забележка: Тази таблица е само за щрангове с диаметър 110 мм. Площта на входа в таблицата е обозначена с буквата А. Въздушният клапан може да бъде оборудван с вложка или да се монтира без нея, а след това дебитът на клапана е по -висок.

Ако ще използвате въздушни клапани с различен дизайн или различен диаметър, не трябва да използвате тази таблица. Въпреки това, особеностите на потока отпадъчни води през щранга са такива, че използването на въздушни клапани от всякаква конструкция на всички етажи и дори за всяко водопроводно оборудване позволява да се намали падането на налягането и по този начин се стабилизира работата на хидравличните брави.

9. За отпадни води, движещи се по хоризонтални тръби, или по -скоро през тръби, положени с определен наклон, вертикалната компонента на гравитацията е много малка

например с наклон от 1 cm / m, стойността на вертикалната компонента на гравитационната сила ще бъде ~ 0,01 и тогава ускорението на движението на отпадъчните води ще бъде a ≈ 0,0981 m / s 2.

В този случай силата на триене и въздушното съпротивление не изчезват никъде. Ако силите на триене и съпротивлението на въздуха са по -големи от вертикалната компонента на силата на тежестта, тогава дебитът ще намалява, докато стойностите на силите се изравнят. Ако силите на триене и въздушното съпротивление са по -малки от вертикалната компонента на силата на гравитацията, тогава дебитът ще се увеличава, докато стойностите на силите се изравнят. Но и в двата случая скоростта след определен период от време ще стане постоянна за достатъчно голяма дължина на тръбата, положена с постоянен наклон

По този начин напречното сечение, при което скоростта става постоянна, е проектното. Тъй като както в този, така и във всички следващи участъци с постоянна скорост, параметрите на потока няма да се променят, производителността на тръби с постоянен диаметър по дължината ще бъде непроменена. Въз основа на това предположение, както и като се вземат предвид всички възможни характеристики на тръбите, параметрите на потока и свойствата на отпадъчните води, се съставят различни таблици и номограми

позволявайки доста лесно и бързо да се определи въз основа на проектния дебит на отпадъчните води и диаметъра на тръбата и наклона на тръбата с известен диаметър. Например, в гореспоменатия SP 40-107-2003, Приложение В дава следното

9.а) Но за да използвате правилно тези таблици, трябва да спазвате изискванията на точка 18.2, с която започва тази статия. И едва сега можем да формулираме изискванията на тази клауза по -широко и точно:

Изчисляването на достатъчно дълги хоризонтални участъци от канализационни тръбопроводи със свободен поток е достатъчно за напречни сечения с постоянна скорост. За да се извърши самопочистване, скоростта на потока трябва да бъде най-малко 0,7 m / s. По икономически причини (за да се намалят разходите за канализационната мрежа), пълненето на тръбата трябва да бъде H / d ≥ 0,3.

Максималната пропускателна способност на тръбите се осигурява при H / d ≈ 0,9. И теоретично тази стойност може да се вземе за изчисления. Но.

Тъй като първоначалният дебит може да бъде много нисък, което може да доведе до пълно запълване на тръбата, което ще забави постигането на необходимата скорост и следователно ще увеличи риска от запушване на канализацията, тогава:

При ъгъл на преход ~ 90 ° изчисленото пълнене на тръбата е желателно да се приеме H / d ≤ 0,6.

При ъгъл на преход ~ 45 ° изчисленото пълнене на тръбата е желателно да се приеме H / d ≤ 0,7.

При извършване на преход с няколко крана е препоръчително да се вземе изчисленото запълване на тръбата H / d ≤ 0,8.

И за да се увеличи стойността на началната скорост и по този начин да се намали рискът от запушване на тръбата в участъка на тръбата, където скоростта ще се увеличи, е по -добре да се използват плавни преходи (няколко завоя).

Забележка: Максималното пълнене на тръбата не се регулира от строителните норми и можете да пренебрегнете горните препоръки за пълнене на тръбата.

По този начин, когато подреждате изхода с тръба с диаметър 110 мм (и тръба с по -малък диаметър от диаметъра на щранга е забранено да се използва и технически е доста трудно да се направи това), ако приемем наклона на тръбата i = 0.02 , тогава при прогнозен дебит на вода от около 4 l / s, пълненето на тръбата след (стабилизиране на дебита) ще бъде около h / D ≈ 0.47 , а стационарният дебит е около V ≈ 1 m / s... По -точните стойности се определят чрез интерполация, но в този случай няма такава нужда, тъй като изискванията за дебита и пълненето на тръбите са изпълнени с добър запас.

На този етап изчислението може да бъде завършено, но не трябва да забравяме, че вероятността за толкова голям втори разход на вода за разглеждания пример е доста малка, т.е. такъв разход може да не се записва всеки ден, може би дори не всяка седмица. И за да може канализационната система да се самопочиства, прогнозният дебит трябва да се записва няколко пъти на ден. В този случай изтичането на вода от една тоалетна чиния трябва да се приеме като минимална проектна консумация на вода, която осигурява самопочистване, т.е.

q мин = 1,6 л / сек

За такъв дебит, според таблицата с наклон i = 0,02, дори не е възможно правилно да се определи пълненето на тръбата и скоростта, тъй като пълненето ще бъде по -малко от препоръчителните 0,3. В този случай намаляването на наклона се предполага, до i= 0,01 ÷ 0,015. Но не бих препоръчал намаляване на пристрастията поради съображения за дизайн.

Колкото по -малка е стойността на наклона в чертежа, толкова по -трудно е да се възпроизведе в действителност. Това изисква по -точни измервателни уреди, по -точна техника на изпълнение, която не позволява потъване на тръби, основи на сгради и много други. При индивидуалното строителство най -често се използват не много скъпи инструменти и устройства. Точните изчисления на носещата способност на основата и основата също са рядкост. В резултат на това наклон от 1 см може да изчезне напълно или дори да се превърне в контранаклон. Следователно спазването на условието за пълнене на тръбата в такива случаи може да се пренебрегне, но дебитът за самопочистване е по-важен показател и груб анализ на масата за тръба с диаметър 110 мм с наклон на i = 0,02 и дебит от 1,6 l ни дава тръбен пълнеж h / D ≈ 0,28 ÷ 0,295, скорост на потока V ≈ 0,75 ÷ 0,8 m / s.

Клауза 18.2 SNiP 2.04.01-85 (2000) в случай на неспазване на условията за скорост и пълнене поради недостатъчен поток на отпадъчни води препоръчва непредвидени участъци от тръбопроводи с диаметър 40-50 mm да се полагат с наклон i = 0,03 , и с диаметър 85 и 100 мм - с наклон i = 0,02 ... Съгласно SP 40-107-2003, в такива случаи наклонът трябва да бъде най-малко 1 / D.

Максималният наклон не трябва да надвишава i ≤ 0,15, за участъци по -дълги от 1,5 м. Смята се, че в участъци с по -малка дължина водата няма време да набере скорост, потенциално опасна за работата на канализационната система.

9.б) За чугунени тръби все още няма изчислителни таблици, тествани от SNiP. Следователно, при изчисляване на SNiP 2.04.01-85 (2000), точка 18.1 предлага използването на номограма от допълнение 9 или таблици (като цяло цялата тази статия е посветена само на две точки от посочения SNiP), където SNiP не посочва къде за да получите тези таблици. За приблизително изчисление можете да използвате справочника „Хидравлично изчисление на дренажните системи“ под. изд. Ю.М. Константинов, 1987. По -долу са дадени тези таблици в леко модифицирана форма:

Лично аз имам големи съмнения относно стойностите на скоростта и дебита на водата при h / D = 1, но като цяло тези таблици могат да се използват. Ако обаче вземем предвид, че с течение на времето чугунените тръби ръждясват и коефициентът на грапавост се увеличава, тогава изчислените стойности на разхода на вода и скоростта трябва да бъдат взети още по -малко. Колко по -малко не мога да кажа и не съм виждал никакви инструкции в техническата литература, мога да приема, че за всяка година на работа, производителността трябва да бъде намалена с ~ 0,5%, а скоростта с ~ 0,2%, въпреки че тази зависимост ще явно не е линейно.

Таблиците на братя Лукин, които са преминали през няколко издания, се считат за по -точни за хидравлични изчисления. Един проблем е, че тези таблици са изчислени за бетонни и стоманобетонни тръби, които имат коефициент на грапавост, различен от бетона. Въпреки това, за приблизителни изчисления можете да използвате тези таблици:

Както можете да видите, за максимален проектен поток от 4,0 l / s и за минимум 1,6 l / s, чугунени тръби с диаметър 100 mm с наклон са подходящи i = 0.02 .

10. Както вече беше споменато, изчислението на адаптерите обикновено не се извършва. Процесите, протичащи в адаптерите, т.е. местата на промяна в траекторията на движение на течности са доста сложни и трудни за моделиране. Но при проектирането на канализационна система трябва да се помни, че колкото по -плавен е преходът, толкова по -малка е загубата на скорост в резултат, воден удар, вихри на потока, утаяване на твърди частици и други проблеми. В хидродинамиката всички относително резки промени в параметрите на потока се разглеждат в резултат на действието на локалните съпротивления, в този случай адаптери. IN общ изгледвлиянието на локалните съпротивления се определя от формулата на Бернули, като се отчита спада на налягането, което за условно свободен поток означава спад или увеличаване на скоростта преди и след локалното съпротивление. Спадът на налягането в локалните съпротивления се определя по формулата:

h m = ξV 2 / (2g) (10.1)

където ξ е коефициентът на локално съпротивление, свързан със средната скорост преди или след съпротивление:

Както можете да видите, разликата за завоя 30 ° и 90 ° е много значителна. Поради това в света се разработват все повече и повече нови модели адаптери, например:

Това са накратко теоретичните предпоставки за хидравличното изчисляване на вътрешната канализация.

Преди да говорим за това каква е производителността на тръбата, в зависимост от диаметъра и други параметри, нека разберем какво означава това понятие като цяло. На сух език на дефинициите, това е способността да се пропусне определен обем течност за определен период от време. В нашия случай това е колко литра вода може да премине през системата за 1 минута.

Как можете да изчислите

Но във всеки случай имате нужда от необработени данни.

• Като минимум трябва да знаете поне приблизително дължината на линията, колкото по -дълъг е маршрутът, толкова по -голям ще бъде диаметърът на системата.
• Не по -малко важен сега е материалът, от който е направена системата.... Често срещаните в миналото стоманени тръбопроводи имат голяма устойчивост, плюс такива системи са склонни към свръхрастеж, в резултат на което диаметърът ще намалее с времето. Полимерните материали са по -прогресивни и практични, плаката не се задържа върху пластмаса и гладката повърхност не пречи.
• При изчисляване на пропускателната способност на тръба е важно да се знае броят на точките за потребление на вода и е необходимо да се вземе предвид колко от тях теоретично могат да бъдат включени едновременно. В края на краищата на малко хора може да хареса ситуацията, когато при включване на водата в кухнята тя автоматично изчезва на други места.
• Можете също така да добавите средното налягане във водоснабдителната система към задължителния списък с данни.

Важно: също толкова важно е да се спазват стандартите за инсталиране на системата. Всъщност, ако ъгълът на наклон не се спазва или се налага прекомерен брой завои и заключващи механизми, разходите за енергия се увеличават и производителността намалява.

Да кажем веднага, че изчисляването на пропускателната способност на водопровод с помощта на математически формули е доста трудно. За да получите точни стойности, е необходимо да имате дълбоко професионални знания, в допълнение, данните за извършване на изчислението във всеки случай ще трябва да бъдат взети от специални таблици. За по -голяма яснота на снимката по -долу даваме пример за решаване на подобен проблем.

Сега са разработени редица таблици, които показват доста точни данни за обема на течността, който може да премине за единица време, например таблиците на Шевелев. В тези материали можете да намерите данни не само за стоманени системи, но са дадени и изчисления за всички съществуващи материали, от които могат да се монтират водопроводи.

На първо място, това са всички видове полимери, цветни метали, стъкло и дори азбестоцимент. Снимката по -долу показва пример за такава таблица.

Но в нашата прогресивна епоха специалните програми в Интернет могат спокойно да се считат за най-достъпни, това са т.нар онлайн калкулатори... Те са съставени по такъв начин, че всеки човек може бързо да получи информацията, която го интересува, без да се напряга. Инструкцията изисква само да въведете посочените характеристики със собствените си ръце и веднага ще получите точен резултат.

Съвет: можете да го направите още по -лесно, сега в почти всеки нормален магазин за хардуер, при условие че закупите материали от тях, ще се радвате да изчислите производителността на тръбопровода.

Как да изберем правилния диаметър

Диаметърът на водоснабдителната система се счита за една от основните характеристики, тъй като е невъзможно да се изчисли пропускателната способност на тръбата, за да се осигури нормалната работа на системата без тези данни. Можете да монтирате системата от всеки материал, но основният индикатор все пак ще бъде диаметърът.

Ако в опит да спестите пари, вземете тръби с по -малък диаметър, тогава при преминаване през тях течността ще предизвика турбуленция, на езика на професионалистите, турбуленция. Това явление се характеризира с плитки вибрации и повишен шум. В резултат на това свързващите елементи на системата и самите тръби бързо ще се провалят.

Средната стойност на скоростта на движение на водата в системата, която се взема предвид при изчисленията, е около 2 метра за 1 секунда. Но освен това, както бе споменато по -рано, дължината на водоснабдителната система е от голямо значение.

Диаметър спрямо дължина

• При условие, че налягането в общинското водоснабдяване е стабилно, диаметър 20 мм е напълно достатъчен за инсталирането на трасето, което е в района на 10 m. Освен това, в частното строителство, с разумен брой точки на потребление на вода, този раздел се счита за оптимален.
• За писта, чийто размер може да достигне двадесет метра, вече се препоръчва да се използва участък от 25 мм.
• Системите с дължина от 30 до 50 м изискват използването на тръби с напречно сечение 32 мм.
• Системи с вътрешно напречно сечение 50 mm се използват за водопроводи от 50 до 200 m.
• Тръбите с напречно сечение 100 мм се използват за полагане на магистрали в частния сектор или захранване на разпределителната система на многоетажни сгради.

Също така е важно да се вземе предвид броят на едновременно работещите точки, общоприето е, че до 5 литра вода на минута могат да преминат през един кран в къщата. От тази стойност трябва да се изчислят нормите на потребление за къща или апартамент.

Можете да зададете толкова водни точки в къщата, колкото искате, но ако броят на жителите е малък, тогава изчислението на консумацията на вода може да бъде значително опростено.

Няколко думи за измерението

Диаметърът на водопроводните конструкции може да бъде обозначен с различни стойности. Хората, далеч от водопроводните термини, са свикнали да измерват всичко с традиционната метрична система, в милиметри, сантиметри или метри. Но експертите често характеризират напречното сечение на тръбата в инчове, само медните и алуминиевите изделия винаги се измерват в милиметри.

Няма да навлизаме в произхода на тази класификация, само ще кажем, че 1 инч се счита за равен на 25,4 мм. В документацията те могат да бъдат обозначени с кавички, така че 1 ″ = 25,4 мм. Междинните секции традиционно се означават с дроби, като 1/2 " - половин инч (12.7 мм) или 3/4" - три четвърти от инча (19 мм).

Видеоклипът в тази статия показва примери за изчисления.

Заключение

Цената за някои видове тръби може да бъде доста висока, но изобщо не е необходимо да се пести от качеството. Ако правилно изчислите производителността на тръбопровода, тогава можете да монтирате система с приемливо напречно сечение за разумни пари ().

Днес е проблемът с подмяната водопроводни тръбимного актуално. Всеки човек у нас поне веднъж в живота си се е справял с това или ще го има. В същото време трябва да си представите как да изберете тръби за водоснабдителна система, какво се произвеждат сега, каква характеристика ще бъде решаваща. В този случай направете правилен изборпо -лесно е в конкретна ситуация.

Какво представляват тръбите?

Качествени параметриводопроводните тръби са ясни за всички: надеждност, издръжливост, качество на материала. Изборът на тръби днес е много разнообразен. Те условно се делят на метални и неметални.

Метални водопроводни тръби:

• стомана;
• излято желязо;
• от неръждаема стомана;
• поцинкована;
• мед.

Полимерни (неметални) водопроводни тръби:

Избор на водопроводни тръби

Гамата от водопроводни тръби на пазара днес е изключително разнообразна. Днес металните тръби постепенно отстъпва място на полимера... Има редица причини за това. Сред тях чувствителност метални тръбина корозия, склонност към наслояване, техническа сложност на ремонт и монтаж.

Полимерните аналози нямат тези проблеми. Освен това експлоатационният им живот е много по -дълъг. ДА СЕ предимстваполимерните тръби включват ниска електрическа и топлопроводимост, леко тегло, лекота на монтаж, акустична изолация, по -малко съпротивление на потока поради гладка повърхност.

Когато купувате, също е полезно да запомните, че целият пазар днес е разделен между пет страни производители: Русия, Китай, Турция, Германия и Чехия. Все по -популярни стават турските продукти, които са много достъпни и сравними по качество с немските и чешките продукти.

Основният параметър обаче винаги е диаметърводопроводна тръба . Това не е единственият важен критерий, но е точно това, което трябва да знаете, когато дойдете в магазина. Друг важен технически параметър е пропускателна способностводопроводна тръба. Но ако вторият не е толкова често притеснен за обикновен човек на улицата, тогава въпросът как да се определи диаметърът на тръбите е много по -актуален.

Точки, които трябва да имате предвид при подмяна на водопроводни тръби

По -рано в нашите къщи тръбите бяха инсталирани от една стандартдиаметър, няма промяна. Сега, когато изборът на продукти е достатъчно голям, не е лесно да се ориентирате в такова разнообразие. Ето защо при ремонта трябва да се помни, че обозначенията и наименованията на стари тръби с инчове не отговарят на реалните метрични размери. Това понякога е важно да запомните, когато се присъедините към тях. В такива ситуации използвайте преходни елементикато се вземат предвид размерите на тръбите, изработени от специфични материали. Също така е важно да се вземе предвид налягането на водата, броят на съединенията и завоите, дължината на водоснабдяването.

Разбира се, има формули за изчисляване на честотната лента. Те обаче са много сложни и често се използват стандартни стойности:

• за студ и топла вода - диаметър 15 мм (½ инча);
• монтаж на щранг - вътрешен диаметър 25 мм (1 инч).

Действителните стойности могат да се различават с няколко милиметра.

Определете диаметъра на тръбата

От водопроводните тръби днес зададен от различни материали , тогава техните диаметри могат да се различават леко. Освен това системите за записване също могат да бъдат различни.

Следователно, за да се определи диаметърът на водопроводните тръби от различни материали, се използват таблици, чиито данни отговаря на ГОСТ... От тях можете да разберете Главна информацияза диаметъра на тръбите за водоснабдяване. Всяка стойност на вътрешния диаметър има свои собствени външни диаметри за различни тръбни материали.

Можете обаче да използвате един от наличните методи:

• За да измерите външния диаметър, имате нужда шублери.
• За метални и пластмасови тръби с голям диаметър нониусът няма да работи. В този случай имате нужда измерете обиколката на тръбата(с помощта на шнур или рулетка). Разделете получената стойност на Pi (приблизително 3,14). Резултатът ще бъде желаният диаметър на тръбата.

Диаметър и капацитет на тръбата

Диаметърът на водопроводните тръби е тясно свързан с техния капацитет. Пропускателната способност е съотношението на транспортираното вещество (вода) за определен период от време.

Тази стойност е необходима за изчисляване на размера на тръбите и налягането на водата в тях. Колкото повече завои, връзки, тоест по -високи сложността на водоснабдителната система, по -големият диаметър трябва да бъде избран. Дължината на системата също е важен параметър. В обикновените апартаменти размерът не надвишава 10 метра, а подходящ диаметър на тръбата е 20 мм.

1. Според формулите.В този случай се използват усреднените стойности. Например, една от тях е грапавостта на повърхността. Той се приема равен на 0,2 мм. Освен това са необходими различни измервания: стойностите на диаметъра, наклона на уплътнението, налягането на водата; коефициенти за материала, от който е направена тръбата. Тези стойности се определят от таблиците за съответния тип материал. Само водопроводчик с богат опит в такава работа може да извършва изчисления без затруднения.
2. Според таблиците.Те се използват за изчисляване на пропускателната способност на тръби от различни материали. Например, можете да приложите данни от таблиците на F. A. Shevelev.
3. През специализирани програмиза оптимизиране водопроводни мрежи... Такива програми са особено ефективни за инсталиране на сложна водопроводна система с много кранове.

Ако желаете, използвайки един от тези методи, е възможно да се изчисли необходимата производителност на тръбите и дори цялата система у дома.

По този начин, за да замените тръбите в апартамент, си струва да вземете сериозно определянето на диаметрите и материалите на тръбите. Стойността на налягането на водата и в резултат на това комфортът при използване на водоснабдителната система може да зависи от това.