Варианты гидравлического расчета водопроводных сетей

Поверочный гидравлический расчет

Цель поверочного расчета

Определение потокораспределения, скорости и потерь напора на участках, давления во всех узловых точках сети, качества обеспечения потребителей требуемым расходом с необходимым напором. Расчет производится при известных диаметрах труб и отборах воды в узловых точках.

Электронная модель позволяет имитировать поведение реально работающей системы водоснабжения или исследовать и прогнозировать её поведение в условиях, которые нецелесообразно, а может даже и невозможно воспроизвести на практике.

В зависимости от поставленной задачи, гидравлические расчеты можно производить на различные режимы работы системы водоснабжения:

• штатные режимы, при расчетных или фактических расходах;
• аварийные режимы, при расчете и анализе последствий переключения участков, включении или отключении насосного оборудования и гидрантов;
• проектные режимы при, подключении новых потребителей или планировании перекладок на сетях;
• расчеты в режиме “реального времени”. Для получения актуальных данных с приборов, вы можете использовать собственные разработки или ZuluOPC.

Особенности расчета

• Возможен расчет тупиковых и кольцевых водопроводных сетей, работающих от одного или нескольких источников.  
• В качестве носителя может быть указана вода или любая другая техническая жидкость, к примеру нефть, мазут и т.п. 
• Возможен расчет при фиксированном и нефиксированном потреблении воды.
• Возможен расчет с учетом графика суточной неравномерности и графика работы насосного оборудования.
• Возможен расчет на основании данных телеметрии, получаемых в режиме реального времени с приборов учета, датчиков и контроллеров.
• Возможно задание потребителей расчетным сопротивлением или изливом через отверстие.
• Имеются различные режимы работы насосного оборудования. Насосное оборудование может быть задано: функцией насоса, сохраненной в виде H-Q характеристики, значением развиваемого на насосе давления или значением напора после насоса и преобразователя частоты.
• Моделирование режимов работы различного оборудования. В модели представлено дросселирующее оборудование с постоянным сопротивлением, запорная арматура, заданная степенью открытия, регуляторы давления и расхода, водопроводные колонки и гидранты.

Исходные данные для поверочного расчета

Основным исходным данным является схема водопроводных сетей, она создается в графическом редакторе ZuluGIS. В дальнейшем, всем объектам водопроводной сети заносится необходимый для гидравлического расчета перечень атрибутов.

Любой режим определяется топологией сети, давлением на источниках, параметрами работы насосного оборудования, сопротивлениями и свойствами участков трубопроводов, параметрами установленного на сети регулирующего оборудования и требуемого на потребителях расхода, с минимальным напором ().

Результаты поверочного расчета

• Распределение воды по участкам сети.
• Расходы, потери напора и скорости движения воды на участках.
• Давления в каждом узле.
• Расстояние и время прохождение воды до каждого элемента сети.
• Качество обеспечения потребителей требуемыми параметрами.
• Расход и давление на потребителях.

Результаты расчета записываются в базы данных по объектам и могут быть вынесены на карту, использованы для построения тематических карт, графика падения давления или собраны в виде спецификации и сохранены в отчет.

Поверочный расчет позволяет

• Определять зоны влияния источников, работающих на одну сеть.
• Определять зоны с избыточным и недостаточным давлением.
• Осуществлять наладку гидравлического режима водопроводной сети.
• Подбирать параметры регулирующего оборудования.
• Оценивать правильность принятых проектных решений и оценивать их влияние на существующий гидравлический режим.
• После сопоставления результатов расчета с данными телеметрии и манометрического обследования сети, выявлять участки с повышенным гидравлическим сопротивлением, лимитирующие пропускную способность водопроводных сетей и скрытыми утечками.
• Формировать экономически эффективные планы реконструкции сетей.
• Моделировать аварийные ситуации на сети и обосновывать мероприятия по минимизации последствий этих аварий.
• Моделировать последствия крупных отборов воды, связанных с крупными утечками и пожарами.
• Оценивать влияние переключений при передаче части воды от одного источника к другому.

Нюансы организации ГВС частного дома

Проживание в загородном коттедже будет комфортным, только если организована система горячего водоснабжения. Для этого устанавливают электробойлеры, газовые колонки. Также вода может нагреваться в котле, работающем на газу, на твердом либо жидком топливе.

У всех этих способов нагрева воды есть как преимущества, так и недостатки. Сегодня многие домовладельцы выбирают твердотопливные котлы, работающие на пеллетах, шелухе, опилках и других отходах, остающихся при обработке древесины и при производстве бумаги.

Новое Место. Отзыв Егора Кончаловского о монтаже септика:

Главный плюс такого вариант — возможность совместить отопление коттеджа и нагрев воды, для этого применяются двухконтурные котлы. У них повышенный коэффициент полезного действия, их легко обслуживать, они экономичные, используемое топливо бюджетное, срок службы оборудования большой. Чтобы организовать горячее водоснабжение, используют буферные емкости — теплоаккумуляторы.

Типовые решения

• обычный диаметр трубопровода — 10 и 15 мм;
• стояк потребует чуть большего — 25.

Необходимо знать: приобретенные изделия создаются не ювелирами, и трубы «10 мм» легко окажутся на пару миллиметров побольше. Обязательно руководствуйтесь таким параметром, как толщина стеночек: нужно так подобрать диаметр именно внутри (для этого нужно вычесть из общего толщину стенок), чтоб все фитинги подошли!

Чем выше уровень сложности будущих сантехнических работ в домовладении, тем больше должен быть диаметр всех труб, и длинных, и коротких. Когда предполагается «сложносочиненный» водопровод со многими поворотными точками, стыками и предполагаемыми скачками давления, стоит подстраховаться с помощью увеличения диаметра. Следует также непременно учесть максимальные значения как давления, так и температуры в вашем водопроводе, чтобы он не лопнул от первого же гидроудара.

Экономия здесь неоправданна. Дополнительный совет: чтоб водопроводная система отличалась безупречной работой и надежностью в эксплуатации, нужно подбирать изделия высокого качества. Это касается и труб, и мелких элементов (фитинги и муфты). Обидно будет «угробить» выверенную систему дешевой арматурой.

Коттедж, в котором отсутствует водоснабжение, назвать современным и комфортным для проживания сложно. Ходить с ведром до колодца или колонки – сегодня это что-то из сказок или старых бабушкиных историй. Водопровод в частном доме должен быть обязательно. И сделать его вполне можно своими руками, организовав подачу воды из той же скважины. Еще проще ситуация, когда есть возможность произвести подключение к поселковой централизованной сети. В этом случае достаточно смонтировать лишь внутридомовую часть водопроводной системы.

Правила и нормы монтажа

Для монтажа ВПВ создается исполнительная документация (проекты, отчеты) с данными о противопожарной сети, ее схемой. Работы производят с учетом:

1. диаметр труб – DN50, при расходе до 4 л/сек. и DN65 – больше 4л/сек.;
2. ВПВ соединяется с другими водопроводами через перемычки;
3. запорную арматуру ставят на верхнем и нижнем этаже пожарного столба, предусматривают промежуточные задвижки;
4. запорные узлы размещают в отапливаемых местах;
5. для зданий выше 50 м и массового скопления народа, а также, если есть системы противопожарной защиты, предусматривают одновременно дистанционный, ручной и автоматический пуск;
6. ПК монтируют у входов, на лестничных площадках, вестибюлях, не создавая препятствий эвакуации:
7. спаренные краны устанавливают друг над другом, нижний располагается не меньше чем на высоте 1 м от пола;
8. если ВПВ объединен с хозяйственной или питьевой магистралью на вводе устанавливают водомерный узел с электрозадвижкой;
9. минимальное количество стволов:

Расчет системы ВПВ: пример

Определяют количество ПК, стояков по расчетным таблицам сборника правил 10.13130.2009 (основной нормативный документ регламентирует проектирование сети). Каждая точка охраняемой зоны должна орошаться от минимум 2 кранов, разнесенных друг от друга.

Длина компактной струи:

1. от 6 м – здания высотой до 50 м;
2. 8 м – для сооружений от 50 м;
3. 16 м – для хозяйственных и производственных строений от 50 м.

Расход воды:

1. помещения от 50 м и до 50 тыс. куб. м – 4 струи по 5 л/сек.;
2. при больших параметрах – 8 струй по 5 л/сек.;
3. до 5 тыс. м. куб. – 2,5 л/сек;
4. при малом сечении труб и рукава (38 мм) норма расхода – от 1,5 л/сек.

Отдельно делают гидравлический расчет. Расчеты проводят по самому отдаленному стояку сети. Формула: Н = Нвг (высота подачи) + Нп (расчетные потери в стояке) + Нпп (потери в режиме тушения) + Нпк (требуемая водоотдача).

Исчисления, как и проектировка системы, проводятся специалистами. Пример расчета (ссылки на свод правил 10.13130.2009):

1. строения от 50 м и до 50 тыс. куб. м.: от 4 струй по 5 л/с каждая (п. 4.1.2);
2. далее, необходимо рассчитать давление:

Системы водоснабжения

Водоснабжение загородных домов бывает:

В первом варианте источником воды служит общая на весь поселок водопроводная сеть. Для подключения к ней частного дома необходимо обратиться в ресурсоснабжающую организацию и получить ТУ на подсоединение. Последующую врезку в централизованный трубопровод будут осуществлять монтажники этой компании, а разводку водопровода по жилому строению можно выполнить уже самостоятельно.

Варианты водоснабжения дома

При втором варианте вода в дом поступает из колодца, скважины или реки. Если такой водозабор делается на своем придомовом участке для себя, то получать разрешения и согласовывать что-либо с госорганами не потребуются. Однако все вопросы качества и соответствия поступающей в коттедж живительной влаги здесь ложатся на плечи собственника жилища.

Гидравлический расчет водопроводной сети: методика, примеры и таблица расчета

Водопроводные системы жилых зданий представляют собой тупиковые трубопроводные системы, в состав которых входят: пункты водозабора на входе в здание (вводные ответвления магистральных трубопроводов); водомерный узел, регулирующее и насосное оборудование; внутридомовые разводящие трубопроводы и стояки системы водораспределения; водоразборные устройства и технологические подводки к системам водообеспечения здания.

Гидравлический расчет водопроводной сети может производиться в двух вариантах: проектном и поверочном. Цель гидравлического расчета системы водоснабжения здания на проектно-конструкторском этапе состоит в определении оптимальных сечений разводящих внутренних трубопроводов, расчете необходимого расхода и давления воды на входе в систему и расчетном обосновании нормативных показателей водопотребления на наиболее удаленных водоразборных узлах сети.

Методика гидравлического расчета предусматривает несколько этапов.

1. Строится аксонометрический план водопроводной системы дома с поэтажной разводкой системы водоснабжения ко всем водоразборным узлам (санитарно-техническим устройствам) здания, включая системы технического и противопожарного обеспечения.

2. На аксонометрической схеме определяются длины прямолинейных расчетных участков одного диаметра. Деление системы на участки при гидравлическом расчете водоснабжения следует производить, начиная с диктующего (самого удаленного и высоко расположенного) узла водоразбора.

3. Определяются условные расходы воды для каждого участка, исходя из количества водоразборной арматуры, включенной в ветвь сети. Количество узлов водопотребления определяется по проектной схеме.

4. По нормативной скорости потока V_н от 0,7 до 1,5 м/с вычисляются допустимые диаметры участков водопроводной сети. На основании полученных результатов составляется сводная таблица гидравлического расчета водопроводных труб. Расчеты диаметров производятся по методическим рекомендациям СНиП. Расход воды на каждом из участков определяется по формуле:

q = 5 q_o a ,

где q_o – максимальный расход водоразборных устройств, л/с;

а=PN – коэффициент, определяемый произведением вероятности одновременного включения водоразборных приборов системы водоснабжения (Р) на количество приборов на данном участке (N).

5. Определяются потери напора на участках трубопровода по формуле:

,

где i – гидравлический уклон участка;

l – длина участка;

k_l– коэффициент, значение которого зависит от назначения сети. При гидравлическом расчете системы водоснабжения хозяйственно – питьевых сетей жилых и общественных зданий k_l = 0,3.

В случае секционного объединения стояков узловые потери напора при гидравлическом расчете внутреннего водопровода следует определять по формуле:

где f – коэффициент, величина которого зависит от вида водоразбора (для сетей хозяйственного водопользования f = 0,5; для систем противопожарного водопровода f = 0,3);

m – число стояков в водопроводной сети.

6. По таблицам гидравлического расчета водопроводных труб находятся общие потери напора в сети. Данные, полученные для каждого выделенного участка, суммируются и дают искомый результат:

Н_общ = Н₁ + Н₂ + …+ Н_n ,

на основание которого и определяется величина требуемого напора на входе водопроводной системы здания. Сравнение Н_тр с напором, поставляемым магистральными водоподводящими сетями, позволяет сделать вывод о необходимости установки дополнительного насосного оборудования. Порядок гидравлического расчета горячего водоснабжения соответствует приведенной выше методике.

Определение водопотребления предприятия

В соответствии п.2.4 , приложения 3 и согласно задания, норму водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды на одного человека в смену принимаем qн.х-п

= 25 л/(см. чел) (приложение 3 ). Водопотребление в смену

Суточное водопотребление

Расход воды на душевые в смену

Количество душевых сеток

в сутки

Расход воды на производственные нужды в смену

(по заданию), в час

Суточное водопотребление на производственные нужды

Таким образом, расчетный суточный расход воды по предприятию составит

Суммарный расход воды за сутки по поселку и предприятию равен

Составляем таблицу суммарного водопотребления по часам суток (табл. 1.3).

Пояснение к табл. 1.3. В графе 1 приведены часовые промежутки от 0 до 24 ч. В графе 2 — расход воды поселком по часам суток в процентах от суточного водопотребления согласно приложению 1 при Кч= 1.45. В графе 3 — расход воды поселком на хозяйственно-питьевые нужды за каждый час суток в м3 (например, с 10 до 11 ч. расходуется 5,8% от

).

В графе 4 — расход воды на хозяйственно-питьевые нужды общественного здания (в нашем примере — больница) по часам суток в процентах от суточного расхода. Распределение расходов воды по часам суток принято по приложению 1 для больницы.

В графе 5 — количество воды в м3, расходуемое больницей на хозяйственно-питьевые нужды за каждый час суток (например, с 10 до 11ч. расходуется 6 % суточного расхода воды больней)

.

В графе 6 — расход на хозяйственно-питьевые нужды предприятия по часам смены в процентах от сменного расхода воды. Распределение расхода воды по часам смены принято по приложению 1 при Кч = 3.

В табл. 1.3 дано распределение расходов на хозяйственно-питьевые нужды предприятия для трехсменной работы. Для двухсменной работы в графе 6 с 0 до 1 ч записывается 12,5 % от Qсм, с 1 до 9 ч. — ноль и с 9 ч. записываются в %, как в табл. 1.3.

В графе 7 — количество воды в м3, расходуемое предприятием на хозяйственно-питьевые нужды за каждый час смены (например, с 10 до 11 ч. расходуется 6,25 % сменного расхода предприятия)

.

В графе 8 — расход воды на работу душа, который учитывается в течение часа после работы каждой смены (например, первая смена заканчивается в 16 ч., душ работает с 16 до 17 ч.).

В графе 9 — расход воды на производственные нужды, равномерно распределен по часам смены (

, продолжительность смены 8 ч.)

.

В графе 10 — сумма расходов всех потребителей в определенный час суток в м3, например, расходуется с 8 до 9 ч.

В графе 11, сумма расходов всех потребителей в определенный час суток в процентах от суммарного суточного расхода, например, суммарный суточный расход воды 12762м3, а суммарный расход с 8 до 9 ч. — 769,62 м3/ч, что составляет

. При составлении таблицы необходимо для контроля суммировать числа стоящие в столбцах, например, сумма чисел в столбце 3 должна быть равна Q

и т.д.

Из табл. 1.3 видно, что по поселку и предприятию наибольшее водопотребление происходит с 8 до 9 ч., в это время на все нужды воды расходуется 749,62 м3/ч или

По предприятию расчетный расход

Расчетный расход общественного здания (больницы)

Собственно поселок расходует

Насосы

Основной элемент системы водозабора – это насос. Существует два типа насосов: поверхностные и погруженные. Поверхностные насосы устанавливают соответственно на поверхности. Для соединения насоса с источником вводы прокладывают трубопровод. При выборе такого насоса следует учитывать, что при работе он издает сильный шум, вследствие чего его рекомендуют располагать на некотором расстоянии от жилых помещений.

Для скважин используют погруженные насосы, которые устанавливают на дно скважины. Высота подъема воды, на которую рассчитаны такие насосы, достигает 200 метров. Единственный минус использования таких насосов в том, что ремонтные работы с ними весьма затруднительны. Поэтому лучше не экономить и выбирать качественное изделие.

Рисунок 3: Виды насосов

Рисунок 4: Виды электрических насосов

Подбор оптимального диаметра трубопровода

Определение оптимального диаметра трубопровода – это сложная производственная задача, решение которой зависит от совокупности различных взаимосвязанных условий (технико-экономические, характеристики рабочей среды и материала трубопровода, технологические параметры и т.д.). Например, повышение скорости перекачиваемого потока приводит к уменьшению диаметра трубы, обеспечивающей заданный условиями процесса расход носителя, что влечет за собой снижение затрат на материалы, удешевлению монтажа и ремонта магистрали и т.д. С другой стороны, повышение скорости потока  приводит к потере напора, что требует дополнительных энергетических и финансовых затрат на перекачку заданного объема носителя.

Значение оптимального диаметра трубопровода рассчитывается по преобразованному уравнению неразрывности потока с учетом заданного расхода носителя:

 При гидравлическом расчете расход перекачиваемой жидкости чаще всего задан условиями задачи. Значение скорости потока перекачиваемого носителя определяется, исходя из свойств заданной среды и соответствующих справочных данных (см. таблицу).

Преобразованное уравнение неразрывности потока для расчета рабочего диаметра трубы имеет вид:

Подключение насосной станции

Насос или насосная станция устанавливаются в кессоне над скважиной, подвале либо подсобной пристройке рядом с колодцем. Это оборудование чувствительно к сильным морозам, поэтому должно находиться в утепленном, а еще лучше в обогреваемом месте.

В противном случае есть риск, что вода внутри него и расположенных рядом трубах просто замерзнет. Возможен также вариант с установкой погружного насоса прямо в скважину.

Однако для реле давления и иной автоматики все равно потребуется какое-то утепленное пространство в скважном оголовке или помещении в доме, чтобы они работали правильным образом

Принципиальная схема подключения насосной станции

Диаметральные размеры труб водоснабжения частного дома

Выбирая диаметр труб для монтирования водопровода в частном доме, рекомендуется учитывать следующие характеристики:

• силу водяного напора. Когда он слаб, диаметр труб должен превышать стандартный. Слабость напора+узенькие трубы= слабая струя из кранов;
• общая длина водопроводной системы;
• сколько в доме водоразборных точек: диаметр труб находится в прямой зависимости от их количества;
• то же самое относится к поворотным точкам трубопровода — вообще любая из них немного способствует понижению давления. У вас там «Критский лабиринт»? Значит, диаметр — на любом отрезке трубопровода — водопроводной трубы для частного дома должен быть с некоторым запасом.

Следует учесть также температуру воды — трубы для ХВС и ГВС можно приобрести одинаковые по диаметру, но вот стенки «горячих» непременно должны быть толще.

Как длина водопровода влияет на диаметр труб

Общее правило: чем длинней, тем больше! Итак, как грамотно выбрать диаметр трубы для домашнего водопровода, не вдаваясь в головоломные вычисления? В большинстве случаев оправдывают себя стандартные рекомендации:

• короткий трубопровод меньше 10 м — 20 мм;
• меньше 30 м — минимум 25 мм;
• если трубопровод длинный — больше 30 м — оптимальным решением будет 32 мм.

Какой длины нужны сами отрезки труб для монтирования? Обычно она составляет от 4 до 15 м, смотря какая у вас схема прокладки.

Почему диаметр труб определяет пропускную способность водопровода

Здесь все просто: чем более узка труба, тем меньше жидкости в ней прогоняется за некий временной промежуток. Примеры:

• 25-миллиметровые прогоняют через себя до 30 л/мин;
• 32-миллиметровые — до 50 л/мин.

Учтите также пропускную способность кранов: стандартный в ванной комнате или кухонный способен прогнать не более 5 л/мин. Следовательно, величина диаметра прямо зависит от расхода воды.

Для чего нужны противотуманки

Для того чтобы их снять необходимо с внутренней стороны бампера открутить саморезы.

При эксплуатации важно не допустить помутнения или запотевания стекол оптики. Панель предохранителей и реле. И так, противотуманные фары куплены, как раз те, какие нужны для Вашей модели автомобиля мотоцикла и т

И так, противотуманные фары куплены, как раз те, какие нужны для Вашей модели автомобиля мотоцикла и т.

Чтобы это предотвратить, следует регулярно обрабатывать их поверхность специальными полиролями хотя бы раз в месяца. Соединить кнопку и й вывод реле. Ничего сложного в подключении противотуманок нет, и с этим заданием справится любой!

При монтаже следует изолировать места соединения проводов и клеммы при помощи термоусадочных трубок или изоленты. При правильном монтаже потребуется лишь отрегулировать световой поток, о чём будет сказано ниже. Измерьте расстояние от земли до середины фары. С учетом того, что по такой схеме питание на туманки подается только при включенном зажигании, решение подключить противотуманные фары по данной схеме позволяет добиться автоматического выключения ПТФ после извлечения ключа из замка.

Навигация по записям

Стоит упомянуть и о сечении проводов, которое зависит от нагрузки, то есть от силы тока. Порядок монтажа может быть следующий — к клеммам аккумулятора точнее, под них устанавливаются два провода как мы уже сказали, черный и красный , которые идут сначала на левую фару со стороны водителя, а затем на правую.

Она будет служить ориентиром для светового пятна центра второй фары. Перечислим их: предохранитель;. То две противотуманки можно соединить между собой последовательно. 2 СПОСОБА ПОДКЛЮЧЕНИЯ КИТАЙСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ С ПОДСВЕТКОЙ 3 КОНТАКТА, 220 ВОЛЬТ.

https://youtube.com/watch?v=AZjEhAsykAw

Постановка задачи

Гидравлический расчёт при разработке проекта трубопровода направлен на определение диаметра трубы и падения напора потока носителя. Данный вид расчёта проводится с учетом характеристик конструкционного материала, используемого при изготовлении магистрали, вида и количества элементов, составляющих систему трубопроводов(прямые участки, соединения, переходы, отводы и т. д.), производительности,физических и химических свойств рабочей среды.

Многолетний практический опыт эксплуатации систем трубопроводов показал, что трубы, имеющие круглое сечение, обладают определенными преимуществами перед трубопроводами, имеющими поперечное сечение любой другой геометрической формы:

• минимальное соотношением периметра к площади сечения, т.е. при равной способности, обеспечивать расход носителя, затраты на изолирующие и защитные материалы при изготовлении труб с сечением в виде круга, будут минимальными;
• круглое поперечное сечение наиболее выгодно для перемещения жидкой или газовой среды сточки зрения гидродинамики, достигается минимальное трение носителя о стенки трубы;
• форма сечения в виде круга максимально устойчива к воздействию внешних и внутренних напряжений;
• процесс изготовления труб круглой формы относительно простой и доступный.

Подбор труб по диаметру и материалу проводится на основании заданных конструктивных требований к конкретному технологическому процессу. В настоящее время элементы трубопровода стандартизированы и унифицированы по диаметру. Определяющим параметром при выборе диаметра трубы является допустимое рабочее давление, при котором будет эксплуатироваться данный трубопровод.

Основными параметрами, характеризующими трубопровод являются:

• условный (номинальный) диаметр – D_N;
• давление номинальное – P_N;
• рабочее допустимое (избыточное) давление;
• материал трубопровода, линейное расширение, тепловое линейное расширение;
• физико-химические свойства рабочей среды;
• комплектация трубопроводной системы (отводы, соединения, элементы компенсации расширения и т.д.);
• изоляционные материалы трубопровода.

Условный диаметр (проход) трубопровода (D_N) – это условная  безразмерная величина, характеризующая проходную способность трубы, приблизительно равная ее внутреннему диаметру. Данный параметр учитывается при осуществлении подгонки сопутствующих изделий трубопровода (трубы, отводы, фитинги и др.).

Условный диаметр может иметь значения от 3 до 4000 и обозначается: DN 80.

Условный проход по числовому определению примерно соответствует реальному диаметру определенных отрезков трубопровода. Численно он выбран таким образом, что пропускная способность трубы повышается на 60-100% при переходе от предыдущего условного прохода к последующему.Номинальный диаметр выбирается по значению внутреннего диаметра трубопровода. Это то значение, которое наиболее близко к реальному диаметру непосредственно трубы.

Давление номинальное (PN) – это безразмерная величина, характеризующая максимальное давление рабочего носителя в трубе заданного диаметра, при котором осуществима длительная эксплуатация трубопровода при температуре 20°C.

Значения номинального давления были установлены на основании продолжительной практики и опыта эксплуатации: от 1 до 6300.

Номинальное давление для трубопровода с заданными характеристиками определяется по ближайшему к реально создаваемому в нем давлению. При этом,вся трубопроводная арматура для данной магистрали должна соответствовать тому же давлению. Расчет толщины стенок трубы проводится с учетом значения номинального давления.

Напор

Начнем с нескольких неспециализированных замечаний:

• Обычное давление в магистрали холодного водоснабжения образовывает от 2 до 4 атмосфер (кгс/см2). Оно зависит от расстояния до ближайшей насосной станции либо водонапорной башни, от рельефа местности, состояния магистрали, типа запорной арматуры на магистральном водопроводе и последовательности других факторов.
• Полный минимум напора, который разрешает работать всем современным сантехническим устройствам и применяющей воду бытовой технике – 3 метра. Инструкция к проточным водонагревателям Атмор, например, прямо говорит, что нижний порог срабатывания включающего нагрев датчика давления равен 0,3 кгс/см2.

На практике на концевом сантехническом приборе лучше иметь минимальный напор в пять метров. Маленький запас компенсирует неучтенные утраты в подводках, запорной арматуре и самом приборе.

Нам необходимо вычислить падение напора в трубопроводе известной протяженности и диаметра. В случае если разность напора, соответствующего давлению в магистрали, и падения напора в водопроводе больше 5 метров – наша система водоснабжения будет функционировать без нареканий. В случае если меньше – необходимо или увеличивать диаметр трубы, или размыкать ее подкачкой (цена которой, к слову, очевидно превысит рост затрат на трубы из-за повышения их диаметра на один ход).

Основные положения гидравлического расчета

Рабочий носитель (жидкость, газ, пар), переносимый проектируемым трубопроводом, в силу своих особых физико-химических свойств определяет характер течения среды в данном трубопроводе. Одним из основных показателей характеризующих рабочий носитель, является динамическая вязкость, характеризуемая коэффициентом динамической вязкости – μ.

Инженер-физик Осборн Рейнольдс (Ирландия), занимавшийся изучением течения различных сред, в 1880 году провел серию испытаний,  по результату которых было выведено понятие критерия Рейнолдса (Re) – безразмерной величины, описывающей характер потока жидкости в трубе. Расчет данного критерия проводится по формуле:

Критерий Рейнольдса (Re) дает понятие о соотношении сил инерции к силам вязкого трения в потоке жидкости. Значение критерия характеризует изменение соотношения указанных сил, что, в свою очередь, влияет на характер потока носителя в трубопроводе. Принято выделять следующие режимы потока жидкого носителя в трубе в зависимости от значения данного критерия:

• ламинарный поток (Re<2300), при котором носитель-жидкость движется тонкими слоями, практически не смешивающимися друг с другом;
• переходный режим (2300<Re<4000), который характеризуется нестабильной структурой потока, когда отдельные слои жидкости перемешиваются;
• турбулентный поток (Re>4000) – устойчивый режим, при котором в каждой отдельной точке потока происходит изменение его направления и скорости, что в итоге приводит к выравниванию скорости движения потока по объему трубы.

Критерий Рейнольдса зависит от напора, с которым насос перекачивает жидкость, вязкости носителя при рабочей температуре и геометрических размеров используемой трубы (d, длина). Данный критерий является параметром подобия для течения жидкости,поэтому, используя его, можно осуществлять моделирование реального технологического процесса в уменьшенном масштабе, что удобно при проведении испытаний и экспериментов.

Проводя расчеты и вычисления по уравнениям, часть заданных неизвестных величин можно взять из специальных справочных источников. Профессор, доктор технических наук Ф. А. Шевелев разработал ряд таблиц для проведения точного расчета пропускной способности трубы. Таблицы включают значения параметров, характеризующих как сам трубопровод (размеры, материалы), так и  их взаимосвязь с физико-химическими свойствами носителя. Кроме того, в литературе приводится таблица приближенных значений скоростей движения потока жидкости, пара,газа в трубе различного сечения.

Скорость потока

Предположим, что наша задача – гидравлический расчет тупиковой водопроводной сети с известным пиковым расходом через нее. Нам нужно определить диаметр, который обеспечит приемлемую скорость движения потока через трубопровод (напомним, 0,7-1,5 м/с).

Большая скорость потока вызывает появление гидравлических шумов.

Формулы

Расход воды, скорость ее потока и размер трубопровода увязываются друг с другом следующей последовательностью формул:

S = π r ^2, где:

• S – площадь сечения трубы в квадратных метрах;
• π – число “пи”, принимаемой равным 3,1415;
• r – радиус внутреннего сечения в метрах.

Условный проход примерно соответствует внутреннему диаметру стальной трубы.

Q = VS, где:

• Q – расход воды (м3);
• V – скорость водяного потока (м/с) ;
• S – площадь сечения в квадратных метрах.

Пример

Давайте выполним гидравлический расчет пожарного водопровода для одной струи с расходом 2,5 л/с.

Как мы уже выяснили, в этом случае скорость водяного потока ограничена м/с.

1. Пересчитываем расход в единицы СИ: 2,5 л/с = 0,0025 м3/с.
2. Вычисляем по второй формуле минимальную площадь сечения. При скорости в 3 м/с она равна 0,0025/3=0,00083 м3.
3. Рассчитываем радиус внутреннего сечения трубы: r^2 = 0,00083/3,1415 = 0,000264; r = 0,016 м.
4. Внутренний диаметр трубопровода, таким образом, должен быть равен как минимум 0,016 х 2 = 0,032 м, или 32 миллиметра. Это соответствует параметрам стальной трубы ДУ32.

Пропускная способность первой и третьей труб различается вчетверо.

Как не нарушить закон

Чтобы подключиться к централизованному водопроводу, придется подготовить целый ворох документом и получить техусловия на подсоединение. Без этих бумажек самовольно врезаться в трубу нельзя. Это будет рано или поздно выявлено и последуют немалые штрафы за самоуправство и потребленную воду. Здесь все вопросы подключения следует решать исключительно через контролирующую данный водоканал организацию.

Виды источников воды для частного дома

С колодцем и скважиной ситуация кардинально иная. Собирать бумаги с разрешениями здесь не требуется. Такой водозабор организовать у себя на участке можно в любой момент. Причем для копки колодца даже не обязательно приглашать специалистов. Если точно известно на какой глубине залегает вода, то докопаться до нее своими руками при наличии навыков обращения с лопатой и соблюдением нехитрых правил не составит труда.

Схема подключения водоснабжения частного дома артезианской водой

Единственное ограничение по скважине – это если она делается глубокой артезианской. В этом случае без разрешений никак. Подобный забор воды требует согласования с госорганами. Это разводка канализации в частном доме может быть выполнена как угодно без контроля со стороны властей. С артезианской скважиной так не выйдет.