Как определить давление воздуха в трубе

В этой статье мы решим задачку на потерю напора в трубопроводе. Данная статья поможет вам понять, как идет сопротивление движению потока. На реальных цифрах, опишу алгоритм как это делать. Используем основные формулы.

Разберем простой пример с трубой, как видно на изображении в начале трубы насос потом идет манометр, который позволяет измерить давление жидкости в начале трубы. Через определенную длину установлен второй манометр, который позволяет измерить давление в конце трубы. Ну и в самом конце стоит кран. Эта схема достаточно проста, и я попытаюсь привести примеры. И так начнем.

Как определить давление воздуха в трубе

Вообще существует не один способ как узнать потерю напора: Способ, когда известно давление вначале и в конце трубы, можно вычислить потерю напора по формуле: М1-М2=Давление, то есть эта разница между двумя манометрами. Допустим у нас получилось, грубо говоря 0,1 МПа, что составляет одну атмосферу.

Это значит у нас потеря напора по длине составляет 0,1 МПа. Обратите внимание, мы можем указывать потерю напора по двум величинам, это по гидростатическому давлению, что составляет 0,1 МПа и по высоте напора водного столба в метрах, что составляет 10 метров.

Как я не однократно говорил каждые 10 метров это одна атмосфера давления.

Существует ряд методов, как рассчитать потерю напора не имея манометров на трубах. Ученые исследователи приготовили для нашего пользования замечательные формулы и цифры, которые нам пригодятся.

Существует хорошая формула которая позволяет вычислить потерю напора по длине трубопровода.

Как определить давление воздуха в трубе

h-потеря напора здесь она измеряется в метрах.
λ-коеффициент гидравлического трения, находится дополнительными формулами о которых опишу ниже.
L-длина трубопровода измеряется в метрах.
D-внутренний диаметр трубы, то есть диаметр потока жидкости. Должен быть вставлен в формулу в метрах.
V-скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда].
g-ускорение свободного падения равен 9,81 м/с2
  • А теперь поговорим о коэффициенте гидравлического трения.
  • Формулы нахождения этого коэффициента зависит от числа Рейнольдса и эквивалента шероховатости труб.
  • Напомню эту формулу (она применима только к круглым трубам):

Как определить давление воздуха в трубе

V-Скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда].
D-Внутренний диаметр трубы, то есть диаметр потока жидкости. Должен быть вставлен в формулу в метрах.
ν-Кинематическая вязкость. Это обычно для нас готовая цифра, находится в специальных таблицах.

Далее находим формулу для нахождения коэффициента гидравлического трения по таблице:

Как определить давление воздуха в трубе

Здесь Δэ — Эквивалент шероховатости труб. Эта величина в таблицах указывается в милиметрах, но вы когда будете вставлять в формулу обязательно переводите в метры. Вообще не забывайте соблюдать пропорциональность единиц измерения и не смешивайте в формулах разных типа [мм] с [м].

d-внутренний диаметр трубы, то есть диаметр потока жидкости.

Также хочу подметить, что подобные величины по шероховатости бывают абсолютными и относительными или даже есть относительные коэффициенты. Поэтому когда если будете искать таблицы с величинами, то величина эта должа называться «эквивалентом шероховатости труб» и не как иначе, а то результат будет ошибочный. Эквивалент означает — средняя высота шероховатости.

В некоторых ячейках таблицы указаны две формулы, вы можете считать на любой выбранной, они почти дают одинаковый результат.

Вообще в целом, эти формулы показывают и доказывают, что при увеличении скорости или увеличении расхода, всегда увеличивается сопротивление движению потока жидкости, то есть увеличиваются потери напора. Причем увеличиваются не пропорционально, а квадратично.

Это говорит о том, что единица увеличения расхода не соответствует затратам на потерю напора. То есть иметь большую скорость потока жидкости в трубе экономически не целесообразно. Поэтому бывает дешевле увеличить диаметр потока.

В других статьях обязательно опишу, как посчитать, какой диаметр нам необходим.

Таблица: (Эквивалент шероховатости)

Как определить давление воздуха в трубе

Кому интересно узнать (Эквивалент шероховатости ) для металлопластика, полипропилена и сшитого полиэтилена, то это соответствует и относится к пластмассам. То есть в таблице характеристика будет: Пластмассовые (полиэтилен, винипласт).

Так же хочу обратить внимание, на то, что со временем, на внутренних станках труб, образуется налет, что увеличивает шероховатость труб. Так что имейте ввиду что со временем потери напора только увеличиваются.

Таблица: (Кинематическая вязкость воды)

Как определить давление воздуха в трубе

График:

Как определить давление воздуха в трубе

Как видно из графика, что при повышении температуры кинематическая вязкость уменьшается, а это значит, что и сопротивление движению воды уменьшается.

Это значит, что при потоке горячей воды, «потери напора» будут меньше чем при потоке холодной воды. Кто живет в многоквартирных домах, если обратит внимание, то скорость и напор горячей воды всегда выше чем напор холодной воды.

Есть исключения, но в большинстве случаев это так. Теперь вы понимаете, почему это так.

  1. А теперь давайте решим задачу:
  2. Найти потерю напора по длине при движении воды по чугунной новой трубе D=500мм при расходе Q=2 м3/с, длина трубы L=900м, температура t=16°С.
Дано:
D=500мм=0.5м
Q=2 м3/с
L=900м
t=16°С
Жидкость: H2O
Найти: h-?

Видео:

  • Купить программу
  • Решение: Для начала найдем скорость потока в трубе по формуле:
  • V=Q/ω
  • Сдесь ω — площадь сечения потока. Находится по формуле:
  • ω=πR2=π(D2/4)=3.14*(0,52/4)=0,19625 м2
  • V=Q/ω=2/0,19625=10,19 м/с
  • Далее находим число Рейнольдса по формуле:
  • Re=(V*D)/ν=(10,19*0.5)/0,00000116=4 392 241

ν=1,16*10-6=0,00000116. Взято из таблицы. Для воды при температуре 16°С.

Δэ=0,25мм=0,00025м. Взято из таблицы, для новой чугунной трубы.

  1. Далее сверяемся по таблице где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения.
  2. λ=0,11(Δэ/D)0,25=0,11*(0,00025/0,5)0,25=0,01645
  3. Далее завершаем формулой:

Как определить давление воздуха в трубе

h=λ*(L*V2)/(D*2*g)=0,01645*(900*10,192)/(0,5*2*9,81)=156,7 м.

Ответ: 156,7 м. = 1,567 МПа.

  • Также хочу обратить внимание на то, что мы в задаче рассматривали трубу которая на всей своей длине имеет горизонтальное положение.
  • Давайте рассмотрим пример, когда труба идет вверх под определенным углом.

Как определить давление воздуха в трубе

В этом случае нам к обычной задаче нужно прибавить высоту(в метрах) к потери напора. Если труба будет идти на спуск в низ, то тут необходимо вичитать высоту.

Мы рассмотрели потерю напора по длине трубопровода, также существуют местные сопротивления в виде заужения и поворотов, которые тоже влияют на потерю напора. О них будет описано в других моих статьях. И я обязательно приготовлю статью о том как подобрать насос по напору, чтобы удовлетворить требования расхода жидкости, в зависимости от потерь напора. Если что-то не понятно пишите в комментарии, обязательно отвечу!

  1. Чтобы в ручную не считать всю математику я приготовил специальную программу:
  2. Скачать калькулятор расчетов гидравлического сопротивления.

Подробно о давлении воды в трубах

Как определить давление воздуха в трубе

Напор измеряется физической величиной, равной силе воздействия воды на стенки трубопровода.

С помощью него от водоснабжения добиваются такого состояния, при котором он будет полноценно функционировать без риска наступления аварийных ситуаций:

  1. прорыва труб,
  2. запорной арматуры
  3. различного сантехнического оборудования.

Справка! В народе давление называют напором. И хоть эти понятия не тождественны, но суть их одинакова. Напор – это одно из многих его обозначений.

Обозначение напора в трубопроводе

Традиционно давление измеряют в Паскалях (Па), однако в сфере водоснабжения приняты и другие условные обозначения, — при этом в разных странах они отличаются:

  • В России давление принято измерять в кгс/см². 100 кгс/см² тождествено 980,67 Па.
  • В европейских странах применяют другую условную единицу – бар, который равен 10⁵ Па.
  • В Англии и США используют обозначение psi, что соответствует 6,87 кПа.

Также давление измеряют в технических атмосферах и миллиметрах ртутного столба.

К сведению. Напор воды в 1 бар соответствует 1,02 атмосфер и равнозначно 10-ти метрам водного столба.

Соотношение величин разных обозначений приведено в следующей таблице:

Как определить давление воздуха в трубе

Зависимость скорости от напора

В водоснабжении существует одна весьма важна взаимосвязь – зависимость давления от скорости воды в трубопроводе. Данное свойство подробно описано в физическом законе Бернулли. Подробно рассматривать его мы не будем, но укажем лишь на его суть — при увеличении скорости течения воды её давление в трубе снижается.

Так вышло, что не все сантехнические приборы рассчитаны на эксплуатацию при высоком напоре, в большинстве случаев они ограничены 5-6 атмосферами, — иначе повышенных износ и преждевременный выход из строя.

В центральных магистралях этот показатель значительно выше – может достигать 15 атмосфер, а потому для его снижения при подключении внутренних систем используют трубы меньшего диаметра.

Как определить давление воздуха в трубеВажно. При уменьшении сечения трубы, увеличивается скорость течения воды, но уменьшается ее давление. Поэтому при хронически низком напоре в квартире следует рассмотреть возможность увеличения диаметра внутреннего трубопровода.

Какая мощность в системе ГВС и ХВС?

Давление воды в многоэтажных домах, подключенных к центральной водопроводной сети, не постоянно.

Оно зависит от таких факторов, как этажность дома или время года, — так в летний сезон, особенно в многоэтажных домах становиться особо ощутима нехватка холодной воды, которая в это время идет на полив придомовых или приусадебных участков.

Муниципальные службы на практике стараются держать уровень на средних показателях в 3-4 атмосферы, правда, не всегда успешно. Минимальные показатели, при котором трубопровод дома может функционировать (и для ХВС, и для ГВС), составляют 0.3 бара на один этаж.

Величина напора горячего и холодного водоснабжения несколько отличается в пользу последнего (допускается разница до 25 %).

Читайте также:  Сальник набивной для трубы 200

Объясняется это просто – холодная вода используется активней, поскольку нужна для функционирования канализации. Поэтому максимальные показатели для ХВС будут 6 атмосфер, а для ГВС – 4.5 атмосферы.

Какие показатели считаются нормой (по ГОСТу, СНиП)?

Как определить давление воздуха в трубеВодоснабжение регулируется следующими нормативным актами:

В соответствии с этими документами свободный напор в водопроводной сети на вводе в здание напрямую зависит от его этажности, — для одноэтажных построек этот показатель приравнивается к 1 атмосфере, что соответствует 10-ти метрам водонапора.

В многоэтажных домах это значение увеличивается на 4 метра на каждый этаж здания. В ночное время входящее давление может быть снижено до отметки в 3 метра.

Давление холодной воды должно находиться в пределах от 0.3 до 6 атмосфер, горячей – от 0.3 до 4,5.

Внимание. Согласно п. 2.28 СНиП 2.04.02-84, максимальное давление на вводе в сеть водоснабжения многоэтажного здания не может превышать 60-ти метров водяного столба (6 атмосфер). В противном случае следует устанавливать регуляторы давления или использовать зонирование водопроводной сети.

Как узнать мощность: пошаговая инструкция

  • Наиболее точным способом определить давление водопровода может стать встроенный манометр, — его устанавливают на входе во внутреннюю сеть сразу после запорной арматуры с фильтром.
  • Если такое оборудование не установлено, то можно изготовить переносной его аналог самостоятельно.
  • Как определить давление воздуха в трубеДля того понадобится:
  • манометр до 6 атмосфер;
  • резьбовой удлинитель;
  • переходник (при необходимости);
  • фумлента;
  • разводной ключ.

Порядок работ:

  1. К манометру присоединяют резьбовой удлинитель, на который крепят переходник (при необходимости). Для точности производимых измерений с помощью фумленты достигают герметичности соединений.
  2. От с шланга душа отсоединяют лейку и прикручивают подготовленный ранее манометр, — соединение герметизируют фумлентой.
  3. Полностью открывают кран-буксу душа и снимают показания с манометра.

Справка. Во время испытаний, для точности снятия показаний, нельзя использовать другие сантехнические приборы: стиральную машину, раковину, унитаз и т.д.

Этот способ является наиболее точным, однако если требуется срочно узнать давление, а манометра под рукой нет, то можно применить другой, правда, менее точный метод: определение давления по расходу воды. Понадобится:

  • трехлитровая банка;
  • секундомер.

Порядок проведения измерений:

  1. 3-литровую емкость подставляют под предварительно открытый на полную мощность кран.
  2. Одновременно с этим засекают время на секундомере и фиксируют: за сколько наполнится емкость.
  3. Полученное время сверяют с табличными данными и устанавливают давление.

Таблица: зависимость давления от расхода воды:

Как определить давление воздуха в трубе

Как посчитать потерю?

Потеря давления в водопроводной сети происходит по следующим причинам (засоры и ржавчина труб не рассматриваются):

  1. Сопротивление трубы на прямых участках.
  2. Местное сопротивление (изгибы, клапана и т.п.).

Для удобства подсчетов существуют онлайн-калькуляторы, которые в считанные секунды позволяют выяснить уровень падения давления в трубопроводе. Также для решения этой задачи можно воспользоваться специальными табличными данными.

Расчет на прямых участках

Для расчета потерь нужно выяснить:

  • расход воды;
  • материал трубопровода, его диаметр и длину.

Выбрав нужное значение в таблице и выяснить величину снижения давления.

Как определить давление воздуха в трубе

Табличные данные для полипропиленовых труб, — для металлических труб в вычисления нужно добавить поправочный коэффициент 1,5. Если длина трубы меньше 100 метров, то результат умножается на коэффициент длины. Так для металлической трубы с диаметром 50 мм, длиной 35 метров и расходом воды в 6.0 м³/ч получится следующий результат: 1,6*0,35*1,5=0,84 мвс.

На местах

Также потери происходят на поворотах и изгибах трубопровода, а также в местах нахождения запорной арматуры и фильтров.

Для расчетов существует специальная таблица, чтобы ей воспользоваться нужно узнать скорость потока воды в трубе, — вычисляется это следующим образом: расход нужно разделить на площадь сечения трубы.

В этой таблице данные указаны в сантиметрах водного столба, а потому очевидно, что потери давления на местных сопротивлениях не критичны и принципиального значения для малых сетей значения не имеют.

Как заглушить трубу с водой под давлением?

Как определить давление воздуха в трубе

Но когда воду нельзя перекрыть, то многие подумают, что сделать это невозможно. Однако это не так.

Обычную заглушку поставить не получится, так как сильный напор не даст возможность даже наживить её на резьбу.

Но если воспользоваться вместо неё обычным водопроводным краном, то всё получится.

Метод заключается в том, чтобы кран, который будет заглушать трубу, перевести в открытый режим, — вода будет проходить сквозь него и тем самым даст возможность его наживить на резьбу трубы. Как только кран-заглушка будет наживлен и закручен на несколько витков, его можно перекрывать.

Перед работами нужно убедиться в том, что ничто не помешает выполнению работ, а также подготовить емкость для набора воды, тряпочную ветошь для уборки (чтоб не протопить соседей).

Этим методом можно воспользоваться даже в случае, если заглушаемая труба будет без резьбы, — тогда на кран-заглушку нужно надеть гибкий шланг, который бы налезал на трубу.

Кран, как и в первом случае, нужно полностью открыть, а шланг одевать на трубу — крепить его нужно на один-два хомута. После этого можно окончательно перекрывать воду.

Важно. Нельзя применять этот способ для заглушки трубопроводов горячей воды без полного перекрытия системы.

Заключение

В многоэтажных домах существует проблема не только с пониженным, но и с избыточным давлением, — это случается с квартирами на первых этажах дома, например, когда система не зонирована или при разовом нарушении режима водоснабжения коммунальными службами.

Поэтому навык самостоятельного замера мощности в водопроводе квартиры приобретает особую ценность, поскольку позволяет своевременно выявить превышение давления и дать знать службам водоканала соответствующий сигнал, что предотвратит аварийную ситуацию и преждевременный выход сантехнического оборудования.

Давление в воздуховоде – измерение и расчет потерь

Перемещение газовоздушной смеси в воздуховодах происходит в определенном режиме.

Все параметры потока должны быть известны заранее, чтобы оборудование работало без перегрузок, а сами воздуховоды не подвергались чрезмерным нагрузкам.

Основное значение, которое надо определить в первую очередь — давление воздуха. Оно определяет эффективность работы системы и позволяет получить все остальные данные о режиме передвижения воздушного потока.

Давление воздуха — это составной показатель, представляющий собой сумму двух величин, определяемых по отдельности. Для того, чтобы вычислить общее значение, следует предварительно определить скорость воздушного потока.

  • Формула выглядит следующим образом:
  • v=L/3600*F
  • Где:
  • v – скорость

  • L — расход

  • F — сечение воздухопровода

  • Зная скорость потока, можно приступать к дальнейшим расчетам.

    Поведение среды внутри воздуховода

    Воздушный поток внутри воздухопровода получает импульс от вентилятора и под его воздействием перемещается в заданном направлении. При этом, общее давление складывается из двух самостоятельных величин:

  • статическое давление, обусловленное энергией взаимодействия молекул газа

  • динамическое давление, воздействующее на стенки трубы

  • Статическое давление Pст измеряют с помощью специальных приспособлений (трубка Пито, соединенная с дифманометром). Динамическое давление представляет собой произведение плотности воздуха на квадрат скорости потока, деленное пополам.

    P дин = ρ*(v2/2)

    Где:

  • P дин  — динамическое давление

  • ρ — плотность воздуха (или перемещаемого газа)

  • v2 — квадрат скорости потока

  • Сумма обоих значений и будет составным общим давлением воздуха на данном участке воздуховода. Важно понимать, что давление всегда вычисляется только при заданном расходе, т. е. определенном режиме работы вентилятора. Увеличение скорости вращения или изменение размеров рабочего колеса автоматически вызовет изменение давления.

    Смысл определения давления воздуха в воздуховодах заключается в сохранении параметров системы. Если имеется отрезок трубопровода, равномерно сужающийся от начала к концу (такие участки называются конфузорами), то в конечной точке будет наблюдаться изменение режима потока:

  • увеличение скорости

  • уменьшение статического давления

  • увеличение динамического давления

  • В результате, общее давление останется неизменным, а скорость потока возрастет. Расход воздуха в конечной точке пропорционально упадет, поэтому перед началом понадобится придать потоку дополнительный импульс для сохранения общего режима работы системы. Для определения величины дополнительной энергии надо предварительно рассчитать давление и все остальные параметры потока.

    Если на участке воздуховода имеется расширение (диффузор), происходит обратное явление — возрастает расход, но падает скорость и давление. Для сохранения режима также необходимо заранее рассчитать начальные значения всех показателей воздушного потока в системе.

    Читайте также:  Труба уходит в сторону

    Сеть воздуховодов представляет собой сложную систему с большим количеством изгибов, ответвлений, переходов. Все они образуют динамическое сопротивление движению воздуха, которое надо учесть при расчете режима работы вентиляции. Определение давления при этом играет главную роль, позволяющую оперировать другими данными.

    Что такое потери давления в воздуховодах?

    Потери давления — это снижение параметров воздушного потока, вызванное сопротивлением трубопроводов. Энергия потока расходуется на проход изгибов и прочих переходов, гасится или поглощается стенками воздуховодов. Возникают турбулентные завихрения, частично направляющие воздух по спирали или в обратную сторону, снижая его скорость и уменьшая общий импульс.

    Расчет потерь давления возможен при наличии всей информации о режиме работы воздуховода (длина, сечение, давление, скорость потока и т.д.). Необходимо в первую очередь определить потери на трение и на местные сопротивления, которые зависят от скорости потока и плотности перемещаемого газа с учетом соответствующих коэффициентов и табличных значений.

    Расчет воздуховодов может быть произведен по двум методикам. Оптимальным способом считается выполнение расчета и тем, и другим способом, с последующим применением на практике больших результатов. Рассмотрим их внимательнее:

    Метод допустимых скоростей

    Расчет по допустимым скоростям позволяет определить параметры воздуховодов исходя из потребностей и нормативных требований к вентиляции помещений разного назначения. Исходными данными являются табличное значение оптимальной скорости воздуха в данном помещении, а также расчетное сечение воздуховодов с величиной падения давления.

    Затем производят расчет по следующей методике:

  • создается схема вентиляции с указанными значениями длины каналов и расхода воздуха на каждом участке

  • определяется оптимальный диаметр (размер) каналов

  • вычисляются потери давления на трение и местные сопротивления

  • потери давления суммируются и определяется окончательное значение для данного участка воздуховода

  • В результате получается значение, определяющее режим подачи воздуха в конечной точке системы или ее участка.

    Метод постоянной потери напора

    Этот метод достаточно прост, но не дает точных значений. Он используется на начальной стадии проектирования, для определения технико-экономических показателей данной вентиляционной системы. Методика базируется на показателе падения напора в зависимости от длины воздуховодов.

    Порядок расчета:

  • определение скорости потока по специальной диаграмме зависимости скорости от расхода

  • рассчитывают начальную величину потери расхода, обозначающую падение производительности на 1 погонный метр воздуховода

  • выбирают наиболее нагруженную ветвь воздухопровода и принимают ее протяженность за общую величину

  • умножают общую длину на величину потери напора (начальную, на 1 п.м.)

  • прибавляют размер потерь на диффузорах

  • по диаграмме определяют начальный диаметр воздуховода, обеспечивающий заданный расход в конечной точке системы

  • Необходимо понимать, что выполнение подобных расчетов представляет собой большую сложность и не может быть произведено человеком без специальной подготовки.

    Потери давления на изгибах

    Изгибы воздуховодов создают сопротивление движению воздуха, в котором создаются турбулентные потоки и завихрения. Они гасят скорость и энергию, оказывая отрицательное влияние на режим перемещения среды. Величина падения напрямую зависит от угла изгиба.

    Существует диаграмма, отображающая эту величину относительно разных углов изгиба, соответствующих параметрам стандартных фасонных изделий. По ней можно определить, насколько упадет давление при прохождении изгиба данной конфигурации. Эта диаграмма есть в таблицах СНиП, данные из нее учитываются при проектировании системы.

    Потери давления на диффузорах

    Диффузор — это участок воздуховода с равномерно расширяющимся сечением. Для определения падения давления может быть произведен специализированный расчет, но он сложен и недоступен для человека, не имеющего соответствующего образования и опыта.

    Поэтому принято использовать диаграмму в таблицах СНиП, где заранее произведены все вычисления. Надо только найти начальное и конечное значение размеров и определить искомую величину. Поскольку все результаты одинаковы, делать каждый раз один и тот же расчет нецелесообразно.

    Потери давления в прямолинейных воздуховодах

    Прямые участки воздуховодов также создают определенное сопротивление потоку воздуха. Он теряет энергию из-за трения о стенки, турбулентности, ослабления общего импульса, полученного потоком от рабочего колеса вентилятора.

    Зависимость падения от длины и размеров трубы линейная, поэтому ее не считают, а находят по диаграмме в таблицах СНиП или ином справочнике.

    По вертикальной оси отображен объем перемещаемого воздуха (расход), по горизонтальной — величина потери давления.

    Пользуются диаграммой не так, как обычно — сначала на вертикальной оси находят существующую величину расхода, потом совмещают ее с размером трубы на диаграмме и опускают перпендикуляр на горизонтальную ось, которая покажет требуемое значение.

    Пример расчета на видео

      Для чего нужна вентиляция в котельной?

    Расчет расхода воздуха по давлению и диаметру — Отопление и водоснабжение — нюансы, которые надо знать

    График, показанный на рис. 1, позволяет определить, каким должен быть внутренний диаметр трубопровода при разных значениях номинальной длины трубопровода, объёмного расхода и перепада давления.

    Алгоритм расчёта:

    • На отрезке A отмечают длину трубы, на отрезке B — объёмный расход.
    • Проводят прямую линию, соединяющую точки на отрезках A и B, и продолжают её до пересечения с осью 1.
    • На отрезке E отмечают давление в системе, на отрезке G — допустимый абсолютный перепад.
    • Проводят линию, соединяющую отмеченные точки, при этом она пересечётся с осью 2.
    • Точки пересечения линий с осями 1 и 2 соединяют между собой. Получится отрезок, пересекающий линию D в некой точке. Место пересечения — значение внутреннего диаметра трубы.

    Рис. 1. Расчётный график для определения диаметра трубы и абсолютного перепада давления

    1О трубопроводах сжатого воздуха: разница между распределительными и разводящими трубами

    Правильно спроектированная трубная магистраль является важной составляющей системы подготовки и распределения сжатого воздуха. Без этого компонента транспортировка рабочей среды от компрессора к потребителю будет энергозатратной и малоэффективной.

    Чтобы определить точные значения рабочего давления и производительности оборудования, на этапе проектирования пневмосети создают подробную схему и чертеж расположения рабочих компонентов (компрессора, фильтров, осушителей и тд) и точек потребления. В такой логической цепочке указываются:

      Как улучшить тягу в дымоходе твердотопливного котла

    • вертикальная труба подачи сжатого воздуха от компрессорной централи до зоны потребления;
    • распределительная труба — питается от вертикальной трубы и распределяет сжатый воздух по потребителям. Данная магистраль может быть поделена на несколько составных частей;
    • соединительная арматура — связывает между собой распределительную и разводящую трубы;
    • разводящие трубы – подают рабочую среду непосредственно к пневматическому оборудованию

    На Рисунке №1 представлена схема подачи и распределения сжатого воздуха через систему трубопроводов для промышленного предприятия или химической лаборатории:

    На схеме видно, что компрессор с другим энергетическим оборудованием (ресивер, осушители, маслоотделитель, фильтры и т.д.) расположены на нижнем этаже. Подготовленный сжатый воздух транспортируется на верхний уровень по вертикальной трубе. Далее рабочая среда движется по распределительному трубопроводу, и через соединительные и разводящие трубы подается непосредственно к точкам потребления.

    Для малых или средних систем сжатого воздуха (например, подготовка и подача сжатого воздуха для накачивания шин) подробная схема пневмосети может и не составляться. В данном случае один и тот же трубопровод может быть и вертикальной и распределительной магистралью.

    • Цена по запросу
    • Запросить КП
    • Написать на почту

    Предлагаем компрессоры с частотным преобразователем скорости VSD+, который поможет сэкономить до 50% энергии от стоимости жизненного цикла компрессора. Есть модели в наличии. Перейти в раздел >>>

    Пример 2: определение диаметра трубы при помощи упрощённого графика

    Предыдущий график может быть сложным в использовании, поэтому иногда применяется другой. Он строится на основе самых важных параметров, и работать с ним проще.

    Порядок действий:

    • На левом столбце отмечают расход воздуха, и от этой точки проводят вправо горизонтальную линию.
    • В графе «Длина трубопровода» отмечают соответствующий столбец, и от этой точки проводят вниз вертикальную линию.
    • Точка пересечения двух линий показывает, каким должен быть внутренний диаметр.

    Пример:

    • Длина трубопровода составляет 100 м.
    • Расход воздуха равен 1000 л/мин.
    • Необходимый внутренний диаметр трубы = 1”.

    Рис. 2. График для расчёта диаметра трубы в зависимости от длины трубопровода и расхода воздуха

    При расчётах принимают во внимание арматуру — установленные клапаны, колена, кронштейны и другие элементы. Всё это создаёт дополнительное сопротивление воздушному потоку.

    По таблице определяют, какая длина должна быть прибавлена к длине трубопровода.

    Пример: установленному отсечному клапану диаметром G ¾ соответствует длина 4 м. Следовательно, необходимо удлинить трубопровод на 4 м.

    Каким факторам надо уделить особое внимание при построении пневмолинии?

    Начать следует с выбора материала для трубопровода. Обычно применяют сталь, алюминий или пластик. Каждый материал обладает своими преимуществами и недостатками: стальные трубы отличаются прочностью и непроницаемостью для кислорода, но тяжелы и подвержены коррозии.

    Читайте также:  Демонтаж надземных трубопроводов расценка в смете

    Алюминий лишен этих недостатков, однако очень дорог. Пластик (используются различные его виды) удобен при создании мобильных пневмолиний, потому что пластиковый трубопровод можно легко нарастить или передвинуть.

    Однако велика вероятность его случайного повреждения, а также он сильно подвержен температурному расширению.

      Для чего устанавливается дымник на кирпичную дымовую трубу?

    Крайне важно с самого начала установить трубы правильного диаметра. Давление в магистрали плавно убывает по всей ее длине. Сопротивление пневмолинии тем выше, чем меньше ее диаметр, и при его снижении стремительно возрастает.

    Следующий важный пункт – уклон трубопровода. Установка труб под неправильным уклоном приведет к тому, что в них будет скапливаться конденсат, а это может привести либо к коррозии труб и поломке фильтров, либо к тому, что качество сжатого воздуха не будет соответствовать требованиям.

    Вне помещения магистральные трубопроводы следует укладывать на глубине, исключающей промерзание почвы, с уклоном 0,5% и оснастить водоотделителями, расположенными также в незамерзающей зоне. Внутри помещения трубы прокладывают по стенам или потолку. Здесь основным требованием является удобство контроля, технического обслуживания и слива конденсата.

    Для уменьшения падения давления длина шлангов-отводов должна быть минимальной. Знайте, что соединительные разъемы разных производителей не стыкуются между собой.

    Для дальнейшего обслуживания и ремонта необходимо устанавливать запорные краны, чтобы иметь возможность оперативно отключать весь участок и проводить работы. Все тупиковые окончания пневмолинии должны быть оборудованы дренажами для отвода воды. Пневмолиния должна по возможности образовывать замкнутый контур – это уменьшает падение давления в наиболее отдаленных точках трубопровода.

    Перед пуском системы в эксплуатацию необходимо проверить соответствие системы действующим требованиям техники безопасности. Воздухопровод следует испытывать на давление, в 1,3 раза превышающее нормальное рабочее давление воздуха.

    3.6.4. Измерение расхода

    Размещенные в стратегических пунктах расходомеры позволяют вести внутренний учет и определять ассигнования на использование сжатого воздуха внутри компании.

    Сжатый воздух является средством производства и подлежит учету в качестве производственных расходов отдельных подразделений компании. Поэтому все, кого это касается, заинтересованы в уменьшении расходования сжатого воздуха в пределах различных подразделений компании.

    Имеющиеся на рынке современные расходомеры предоставляют все возможности — от считывания числовых значений до ввода данных измерений непосредственно в компьютер или в модуль учета. Расходомеры, как правило, монтируются вблизи запорных вентилей.

    Измерения в кольцевых трубопроводах предъявляют дополнительные требования, так как расходомер должен быть способен измерять поток, протекающий как вперед, так и назад.

    Как рассчитать естественную вентиляцию жилого дома

    Задача организованного воздухообмена комнат жилого дома либо квартиры – вывести лишнюю влагу и отработанные газы, заместив свежим воздухом. Соответственно, для устройства вытяжки и притока нужно определить количество удаляемых воздушных масс – произвести расчет вентиляции отдельно по каждому помещению. Методики вычислений и нормы расхода воздуха принимаются исключительно по СНиП.

    Готовые таблицы определения скорости воздуха в воздуховоде

    Для определения расчетной скорости воздуха в воздуховодах можно использовать готовые таблицы. Такие таблицы не сложно найти в открытых источниках информации. Скоростные характеристики важны для расчета эффективности работы системы вентиляции.

    Таблица расчета скорости течения воздуха в круглом воздуховоде.

    Таблица расчета скорости течения воздуха в прямоугольном воздуховоде.

    Выясняем воздухообмен по числу жильцов

    Приложение «К» СП 60.13330.2012 предписывает производить расчёт вентиляции помещения по простейшей формуле:

    Расшифруем обозначения представленной формулы:

    • L – искомая величина притока (вытяжки), м³/ч;
    • m – объем воздушной чистой смеси в расчете на 1 чел., указанный в таблице Приложения «К», м³/ч;
    • N – количество людей, постоянно находящихся в рассматриваемой комнате 2 часа в день и более.

    Очередной пример. Резонно предположить, что в той же гостиной одноэтажного дома два члена семьи пребывают длительное время. Учитывая, что проветривание организовано и на каждого жильца приходится свыше 20 квадратов площади, параметр m принимается равным 30 м³/ч. Считаем количество притока: L = 30 х 2 = 60 м³/ч.

    Важно. Заметьте, полученный результат больше значения, определенного по кратности (47.25 м³/ч). В дальнейшие расчеты следует включить цифру 60 м³/ч.

    Если количество проживающих в квартире настолько велико, что каждому человеку отведено меньше 20 м² (в среднем), то представленную выше формулу использовать нельзя. Правила указывают: в данном случае площадь гостиной и других комнат следует умножить на 3 м³/ч. Поскольку общая квадратура жилища равна 91.5 м², расчетный объем вентиляционного воздуха составит 91.5 х 3 = 274.5 м³/ч.

    В просторных залах с высокими потолками (от 3 м) обновление атмосферы считается двумя способами:

    1. Если в помещении часто пребывает большое число людей, вычисляйте кубатуру подаваемого воздуха по удельному показателю 30 м³/ч на 1 чел.
    2. Когда количество посетителей постоянно меняется, вводится понятие обслуживаемой зоны высотой 2 метра от пола. Определяете объем этого пространства (умножьте площадь на 2) и обеспечиваете требуемую нормами кратность, как описано в предыдущем разделе.

    Пример расчета и обустройства вентиляции

    За основу возьмем планировку частного дома внутренней площадью 91.5 м² и перекрытиями высотой 3 м, представленного выше на чертеже. Как рассчитать количество вытяжки / притока на здание целиком согласно методике СНиП:

    1. Объем удаленного воздуха из гостиной и спальни, имеющей равную квадратуру, составит 15.75 х 3 х 1 = 47.25 м³/ч.
    2. В детской комнате: 21 х 3 х 1 = 63 м³/ч.
    3. Кухня: 21 х 3 х 1 + 100 = 163 м³/ч.
    4. Санузел – 25 м³/ч.
    5. Итого 47.25 + 47.25 + 63 + 163 + 25 = 345.5 м³/ч.

    Примечание. Воздушный обмен в прихожей и коридоре не нормируется.

    Теперь проверим результаты на соответствие второму нормативному документу. Поскольку в доме проживает семья из 4 человек (2 взрослых + 2 детей), в гостиной, спальне и детской долго находятся по 2 чел. Пересчитаем воздухообмен в указанных комнатах по количеству людей: 2 х 30 = 60 м³/ч (в каждом помещении).

    Как упростить задачу — советы

    Вы могли убедиться, что расчеты и организация воздухообмена в здании – вопросы довольно сложные. Мы постарались разъяснить методику в максимально доступной форме, но вычисления все равно выглядят громоздкими для рядового пользователя. Дадим несколько рекомендаций по упрощенному решению задачи:

    1. Первые 3 этапа придется пройти в любом случае – выяснить объем выбрасываемого воздуха, разработать схему движения потоков и посчитать диаметры вытяжных воздуховодов.
    2. Скорость потока принимайте не более 1 м/с и по ней определяйте сечение каналов. Аэродинамику одолевать необязательно — правильно рассчитайте диаметры и просто выведите воздухопроводы на высоту не менее 3 метров над заборными решетками.
    3. Внутри здания старайтесь использовать пластиковые трубы – благодаря гладким стенкам они практически не сопротивляются движению газов.
    4. Вентканалы, проложенные по холодному чердаку, обязательно утеплите.
    5. Выходы шахт не перекрывайте вентиляторами, как это принято делать в туалетах квартир. Крыльчатка не даст нормально функционировать природной вытяжке.

    Для притока установите в помещениях регулируемые стеновые клапаны, избавьтесь от всех щелей, откуда холодный воздух может бесконтрольно проникать в дом.

    Определение расхода воздуха по кратности

    Данный типовой расчет приточно-вытяжной вентиляции выполняется отдельно для каждой комнаты квартиры либо загородного коттеджа. Чтобы выяснить расход воздушных масс по зданию в целом, полученные результаты суммируются. Используется довольно простая формула:

    • L – искомый объем приточного и вытяжного воздуха, м³/ч;
    • S – квадратура помещения, где рассчитывается вентиляция, м²;
    • h – высота потолков, м;
    • n – число обновлений воздушной среды комнаты в течение 1 часа (регламентируется СНиП).

    Пример вычисления. Площадь гостиной одноэтажного здания с высотой потолков 3 м составляет 15.75 м². Согласно предписаниям СНиП 31-01-2003, кратность n для жилых помещений равна единице. Тогда часовой расход воздушной смеси составит L = 15.75 х 3 х 1 = 47.25 м³/ч.

    Важный момент. Определение объема воздушной смеси, удаляемой из кухни с газовой плитой, зависит от устанавливаемого вентиляционного оборудования. Распространенная схема выглядит так: однократный обмен согласно нормативам обеспечивает система естественной вентиляции, а дополнительные 100 м³/ч выбрасывает бытовая кухонная вытяжка.

    Аналогичные расчеты делаются по всем остальным комнатам, разрабатывается схема организации воздухообмена (естественной или принудительной) и определяются размеры вентиляционных каналов (смотрим пример ниже). Автоматизировать и ускорить процесс поможет расчетная программа.

    Рекомендуемая скорость воздуха в вентиляционных воздуховодах

    Скорость движения воздушных масс в каналах не ограничивается и не нормируется, ее следует принимать по результатам расчета, руководствуясь соображениями экономической целесообразности.

    Рекомендуемая скорость воздуха для различных систем вентиляции:

    • для общеобменных систем вентиляции с сечением воздуховодов до 600×600 — менее 4 м/с;
    • для систем вентиляции с сечением воздуховодов более 600×600 — менее 6 м/с;
    • для систем дымоудаления и специфических систем вентиляции — менее 10 м/с..

    Правильный расчет скорости воздуха позволяет построить эффективную систему вентиляции!

    Источник

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector