Bazén: výběr potrubí požadovaného průměru | Hydrologie

Snažím se pochopit princip hydraulického výpočtu, abych vysvětlil tento princip GUI, jak se říká, na prstech. Toto je „obrácená“ situace a zde jsou podrobnosti.

Z GRU prochází dílnou nová ocelová (Keq = 0,01 cm) trubka DN100 (vnitřní průměr 101 mm), tlak 0,003 MPa. Vzdálenost k prvnímu plynovému hořáku je 25 m, jeho průtok je 240 m3/h. Dále po dalších 25 m je hořák s průtokem 200 m3/h. Celkový průtok na potrubí je 440 m3/h, délka potrubí 50 m, vnitřní průměr potrubí 101 mm.
Provedu výpočet s těmito údaji v Hydraulic Calculator a zjistím, že tlak plynu na vzdáleném hořáku je ~0,00238 MPa (vynecháme přesný překlad z mm vodního sloupce).
Dále jsem v Excelu vytvořil dokument se vzorci z SP 42-101-2003 pro výpočet tlakové ztráty. Když krok za krokem zkontroluji oba úseky sítě, výsledný tlak je stejný jako v Hydraulické kalkulačce. Usuzuji, že jsem vzorce do Excelu zadal správně a že jsem správně zvolil podmínku pro Reynoldsovo číslo. A zdá se, že se musíte pochválit a pokračovat v práci.

Ale! Ve stejném SP 42-101-2003 je v odstavci 15 další vzorec 3.39, který je popsán takto:
„Při provádění hydraulických výpočtů plynovodů prováděných podle vzorců (5)-(14), jakož i pomocí různých metod a programů pro elektronické počítače sestavených na základě těchto vzorců, by měl vypočítaný vnitřní průměr plynovodu nejprve se určí pomocí vzorce (15)“
Tento vzorec jsem také zadal do Excelu. Když ale zadám stejné počáteční údaje o spotřebě, délce atd. a ještě vyberu potřebné proměnné z tabulek 6 a 7 (to vše ve společném podniku je), vyjde mi, že vnitřní průměr by měl být 161 mm! A to se ztrátou 10 Pa/m, tedy 500 Pa, tedy 0,0005 MPa. Podle tohoto vzorce se ukazuje, že aby se na vyhřívací podložku dostal tlak 0,0025 MPa, musí být průměr jedenapůlkrát větší.

A já bych to vzdal a věřil programu, ale za prvé je má duše neklidná a za druhé GIP vytrvale odkazuje na skutečnost, že je nutné použít pouze vzorec podobný vzorci (15) z SNiP 2.04.08. 87-13, je tam pod číslem (4) v příloze 148. Vypadá to úplně jinak a výsledek se stejnými výchozími údaji je získán v podobě průměru XNUMX mm!

Jak jste pochopili, v obou případech se 101 mm vůbec nehodí:
– ve vzorci (15) to získáme pouze s přípustnými ztrátami 1000 Pa/m (to znamená, že podtlak získáme, pokud od počátečního tlaku odečteme výsledný konečný tlak, přičemž vezmeme v úvahu ztráty: 0,003-0,005)
– ve vzorci (13) to získáte pouze tehdy, když nastavíte rychlost plynu pro průměrný tlak (je dvakrát vyšší).

A hlavní problém: Státní inspekce říká, že Du100 prostě „nepropustí“ 440 m3 plynu. Tvrdí, že vzorec (13) z SNiP 2.04.08-87 slouží k určení průchodnosti metr dlouhé trubky při daném průtoku na konci tohoto úseku. V tomto případě, jak tomu rozumím, by se přípustné ztráty měly rovnat 0. Ale pokud tuto hypotézu přijmeme a ověříme ji pomocí vzorce (15), pak vše opět nekonverguje (ukáže se 185 mm místo 148 mm).

Vzhledem k tomu, že jsem se ve svém výzkumu dostal do slepé uličky a uzávěrka projektu uplynula, pokusím se otázky formulovat správně:
1. Proč jsou vůbec potřeba vzorce (15) a (13) z resp. dokumenty? Jak by měly být výsledné průměry použity jako výchozí bod pro hydraulické výpočty?
2. Je správná následující zásada pro stanovení kapacity potrubí: pokud při počátečním tlaku 0,003 MPa byl tlak v koncovém bodě vyšší než 0,0018 MPa, pak hořák dostane požadovaných řekněme 200 m3? Při jakém tlaku v koncovém bodě nebude hořák schopen pracovat na plný výkon (vezměme spotřebu při plném zatížení 200 m3)?
3. Při výběru průměru potrubí, jak by měly být použity vzorce pro výpočet tlakové ztráty: jaký algoritmus?

Opravdu doufám ve vaši podporu, protože sám cítím, že mám pravdu, a tady jsou, ale je těžké vysvětlit co, proč/pro co. Jako důkaz provedeného výzkumu přikládám soubor Excel. Třeba se to bude někomu hodit, navíc tam jsou všechny ty vzorce, co jsem zmínil.

Stavbu plavecké nádrže vždy doprovází pokládka potrubí a montáž zapuštěných prvků, jako jsou vratné trysky, spodní vtoky a skimmery. Pokud je průměr potrubí menší, než je požadováno, dojde k nasávání a přívodu vody se zvýšenými ztrátami třením, což způsobí zatížení čerpadla, které může způsobit jeho selhání. Při pokládce potrubí o průměru větším, než je požadováno, se náklady na stavbu jímky neoprávněně zvyšují.

Jak vybrat správný průměr potrubí pro jezírko?

Vratné trysky, spodní sání, skimmer, každý má připojovací otvor určitého průměru, který zpočátku určuje průměr potrubí. Typicky jsou tyto spoje 1 1/2″ – 2″, ke kterým je připojena trubka o průměru 50 mm. Pokud je v jedné linii spojeno více zapuštěných prvků, musí mít společné potrubí větší průměr než potrubí pro něj vhodné.

Na výběr potrubí má vliv i výkon čerpadla, který určuje rychlost a množství čerpané vody.

Kapacitu potrubí různých průměrů lze určit z tabulky.

Průchodnost potrubí různých průměrů

Pro výběr průměru turba potřebujeme znalost následujících veličin:

Podívejme se na technologii výběru potrubí pomocí konkrétních příkladů zapuštěných prvků potrubí.

Průměr potrubí pro připojení vratných trysek

Například pohyb vody v systému zajišťuje čerpadlo EcoX2-16000 s maximálním výkonem 16 m 3 /hod. Voda se do plavecké mísy vrací 4 vratnými tryskami – Tryska pro připojení vysavače (přípojka 2″ vnější závit), každá našroubovaná do průchodu ve zdi s přípojkou D 50/63. Trysky jsou umístěny v párech na opačných stranách. Vybereme požadované potrubí.

Rychlost vody na přívodním potrubí je 2 m/s. Trysky jsou rozděleny do dvou větví po dvou. Produktivita pro každou trysku je 4 m 3 /hod, pro každou větev – 8 m 3 /hod. Vyberme průměr společného potrubí, potrubí pro každou větev a turba pro každou trysku. Pokud tabulka nemá přesnou shodu výkonu pro konkrétní rychlost proudění, vezmeme tu nejbližší. Podle tabulky to vypadá:

• s produktivitou 16 m 3 / hod (v tabulce je nejbližší hodnota 14,14 m 3 / hod) – průměr potrubí je 63 mm;
• s produktivitou 8 m 3 /hod (v tabulce je nejbližší hodnota 9,05 m 3 /hod) – průměr turbíny je 50 mm;
• s vydatností 4 m3/hod (v tabulce je nejbližší hodnota 3,54 m3/hod) – průměr potrubí je 32 mm.

Ukazuje se, že pro obecné zásobování je vhodná trubka o průměru 63 mm, pro každou větev je vhodná trubka o průměru 50 mm a pro každou trysku je vhodný průměr 32 mm. Ale protože stěnový průchod je určen pro připojení 50 a 63 trubek, nebereme trubku o průměru 32 mm, ale vše spojujeme trubkou 50 mm. 63. trubka jde do odpaliště, rozvody jsou s 50. trubkou.

Průměr trubek pro připojení skimmerů

Stejné čerpadlo o výkonu 16 m 3 /hod odebírá vodu přes skimmer. Skimmer ve filtračním režimu obvykle odebírá od 70 do 90 % vody z celkového průtoku, který čerpadlo nasaje, zbytek padá na spodní výpusť. V našem případě je 70 % produktivity 11,2 m 3 / hod. Připojení skimmeru je obvykle 1 1/2″ nebo 2″. Rychlost proudění na sacím potrubí čerpadla je 1.2 m/s.

Z tabulky dostaneme:

• pro tento případ stačí trubka o průměru 63 mm, ideálně však 75 mm;
• v případě připojení dvou skimmerů odbočujeme 50. trubkou.

Průměr trubek pro připojení spodního sání

30 % výkonu čerpadla EcoX2 16000 je 4,8 m 3 /hod. Pro připojení spodní vpusti stačí dle tabulky 50mm trubka. Obvykle se při připojení spodní vpusti řídí průměrem jejího připojení. Standardní spodní odtok má 2″ připojení, takže zvolte trubku 63 mm.

Výpočet průměru potrubí

Vzorec pro výpočet optimálního průměru potrubí se získá ze vzorce pro průtok:

Q=(P*d 2 /4)*v, kde:
Q – průtok čerpané vody, m 3 /s
d – průměr potrubí, m
v – rychlost proudění, m/s
P – číslo pí = 3.14.

Výpočtový vzorec pro optimální průměr potrubí tedy:

d=((4*Q)/(P*v)) 1/2.

Upozorňujeme, že v tomto vzorci je průtok čerpané vody vyjádřen v m 3 /s. Výkon čerpadla se obvykle udává v m 3 /hod. Chcete-li převést m 3 / hodinu na m 3 / s, musíte hodnotu vydělit 3600.

Jako příklad si spočítejme optimální průměr potrubí pro výkon čerpadla 16 m 3 /hod na přívodním potrubí.

Převedeme produktivitu na m 3 /s:

Q(m3/s)=16 m3/hod/3600 = 0,0044 m3/s

Rychlost proudění na přívodním potrubí je 2 m/s.

Dosazením hodnot do vzorce dostaneme:

d=((4*0,0044)/(3,14*2)) 1/2 ≈0,053 (m) = 53 (mm)

Ukázalo se, že v tomto případě bude optimální vnitřní průměr trubky 53 mm. Srovnejme s tabulkou: pro nejbližší produktivitu 14.14 m 3 /hod při průtoku 2 m/s je vhodná trubka o vnitřním průměru 50 mm.

Při výběru trubek můžete použít jednu z výše popsaných metod, potvrdili jsme jejich ekvivalenci s výpočty.

Na základě materiálů z webů: waterspace.com, ence-pumps.ru