Максимальная скорость воды в трубопроводе водоснабжения

Скорость воды в трубопроводе: факторы и расчеты

Сооружая автономную водопроводную сеть для частного дома, необходимо задуматься о достаточно большом количестве параметров, которые сделают водопровод сетью, работающей долгое время и не требующей больших затрат на ее обслуживание. Один из важных факторов – скорость движения воды в трубопроводах водоснабжения.

Почему скорость должна быть определенного значения

Скорость воды в трубах учитывают при выборе материала и диаметра трубопровода

Если скорость недостаточная, на стенках труб будут осаждаться нерастворенные частицы, которые поступают с водой из скважины или колодца. Это приведет к заиливанию и уменьшению проходного сечения. В результате снизится напор и производительность всей системы в целом.

Если скорость воды в водопроводе большая, это приводит к увеличению давления перекачиваемой жидкости на стенки труб и их стыки. Велика вероятность, что в каком-то месте трубопровода со временем произойдет протечка.

Типовые значения скорости

Существуют рекомендованные значения скорости водяного потока в трубах водоснабжения, которые зависят от материала, из которого водопроводные трубы изготовлены, новые они или уже были в эксплуатации. Вот несколько зависимостей, которые помогут сделать правильный выбор.

Удорожание энергии и оптимальные скорости движения воды в трубопроводах

Рассмотрим горизонтально проложенный трубопровод диаметром D [мм], по которому транспортируется V [м3/c] воды на расстояние 1 м. Характеристика сопротивления трубопровода диаметром D1 равна SD1 [Па/(м3/с)2]. Гидравлическое сопротивление ?p [Па] метрового участка трубы:?p = SD1V2, (1)и для преодоления этого сопротивления необходимо затратить мощность N [Вт]:где ?н — КПД насоса. При работе насоса в течение n часов в год необходимо затратить энергию в количестве W [кВт?ч/год]:Стоимость Сэ1 [у.е./год], этой энергии составляет: где сэ — тариф на электрическую энергию [у.е./кВт?ч].Если вместо трубопровода диаметром D1 применить трубопровод диаметром D2, причем D2 > D1, то При этом можно сократить стоимость энергии на величину Труба диаметром D2 дороже трубы диаметром D1. Если удельная стоимость трубного проката, отнесенная к одному килограмму трубы, составляет стр [у.е./кг],то стоимость Стр [у.е./м] одного метра трубы составит: Стр = стрmтр, (7)где mтр — масса, кг, одного метра трубы, которую вычисляют по формуле mтр = ?D. (8)где D — диаметр трубопровода, м; ? — объемная масса стали, равная 8000 кг/м3;? — толщина стенки трубопровода [м], которую можно вычислить, используя приближенную (в интервале значений D от 0,05 до 1,2 м) зависимость? = 0,012D0,465. (9)Если вместо трубопровода диаметром D1 применить трубопровод диаметром D2, то за каждый метр трубопровода придется заплатить дороже на величинуСтр1 – Стр2 = ?стр?(D1?1 – D2?2). (10)Срок окупаемости затрат Z [лет], связанных с увеличением диаметра трубопровода, определяется отношением Важным параметром технико-экономических расчетов является скорость воды v [м/с] в трубопроводе. Для трубопровода внутренним диаметром D [м] ее определяют по формуле Формулы (1–12) послужили основой для математической модели, реализованной на MS Excel. Наполнение модели реальными параметрами начинается с вычислений величин характеристики сопротивления S трубопроводов в диапазоне значений 50 мм Читайте также: Как выбрать правильную дренажную трубу в геотекстиле и смонтировать ее своими руками?

Полученные значения диаметров округляются до ближайшего большего значения по ГОСТ 16516-70. Примем следующие значения диаметров трубопроводов, : , ,

После принятия окончательного значения диаметров трубопроводов, рассчитаем реальные скорости движения жидкости в них, ::

Подставляя соответствующие значения диаметров, получим скорости:

Для всасывающего трубопровода:

Для нагнетательного трубопровода:

Для сливного трубопровода:

При величинах условного прохода менее 30 мм, применяются стальные, бесшовные, холоднотянутые и холоднокатаные трубы (ГОСТ8734-58). Примем материал для изготовления труб: Сталь 20.

Вычислим толщину стенки трубы по формуле:

где – предел прочности при растяжении (сопротивление на разрыв), для выбранного материала, (принимается по таблице 5.1 [1]):

Подставляя в формулу значения диаметров трубопроводов, получим толщину их стенок, :

5.4 Соединение трубопроводов

Трубопроводы, из которых монтируют гидролинии в гидроприводах, по конструкции можно разделить на жесткие и гибкие.

Жесткие трубопроводы в основном изготовляют из стальных бесшовных холоднотянутых труб или из труб цветных металлов: медь или алюминий.

В гидроприводах применяют следующие типы соединений:

а) пайка (сварка) — в машиностроении применяется редко, только для трубопроводов, не подлежащих демонтажу;

б) соединение с развальцовкой используют для труб диаметром . Соединение отличается простотой, но может применяться при давлении не более и имеет ограниченное число повторных демонтажей вследствие затвердения материала и порчи развальцованной части трубы;

в) соединение трубопроводов по внутреннему конусу применяется для гидросистем с рабочим давлением до при необходимости частого демонтажа гидролинии. Этот тип соединения наиболее широко применяется в гидросистемах тракторов, дорожных и строительных машин;

г) соединение трубопроводов с врезающим кольцом распространено в гидросистемах, работающих при высоких давлениях. Соединение простое по конструкции и обеспечивает надежную герметизацию при давлениях до ;

д) фланцевое соединение трубопроводов применяется для стальных труб, диаметром свыше .

Типы и размеры арматуры соединительных частей трубопроводов указаны в ГОСТ078-70, ГОСТ 15063-70 15804-70, ГОСТ 4233-67.

Гибкие трубопроводы применяют для соединения элементов гидропривода, которые расположены на подвижных частях и могут перемещаться относительно друг друга.

В качестве гибкого трубопровода в основном применяют резинотканевые шланги, называемые рукавами высокого давления (РВД). В зависимости от количества металлических оплеток рукава высокого давления делятся на три типа: 1 тип – с одной металлической оплеткой, рассчитанный на давление до ; 2 тип – с двойной оплеткой, рассчитанный на давление до ; 3 тип – с тройной оплеткой, применяется при внутреннем диаметре до . Основные размеры РВД даны в ГОСТ 6286-73.

Для заданных условий работы гидросистемы гибкие трубопроводы могут быть выбраны из специальной литературы [8,10].

Расчёт гидроцилиндра на устойчивость Читать далее: Выбор гидроаппаратуры

Информация о работе «Расчет гидропривода многоцелевого сверлильно-фрезерно-расточного станка с числовым программным управлением»

Раздел: Промышленность, производство Количество знаков с пробелами: 40999 Количество таблиц: 1 Количество изображений: 1

Скорости во внутренних системах водоснабжения

Максимальная скорость воды в трубопроводе водоснабжения

Скорость воды в трубопроводе: факторы и расчеты

Почему скорость должна быть определенного значения

Типовые значения скорости

Удорожание энергии и оптимальные скорости движения воды в трубопроводах

Похожие работы