Tag Archives: współczynnik oporów liniowych

Obliczenia hydrauliczne przewodów wodociągowych

Hydrauliczne obliczanie przewodów wodociągowych polega na wyznaczeniu średnicy przewodów oraz strat ciśnienia przy określonym przepływie wody. czasem spotykany jest inny typ zadania, polegający na sprawdzeniu prędkości przepływu wody i wielkości strat ciśnienia przy znanej średnicy oraz zadanym przepływie wody.

Przy obliczaniu strat liniowych wykorzystuje się wzór Darcy–Weisbacha:

projwo8

gdzie:
h – wysokość liniowych strat ciśnienia [m],
i – jednostkowa wysokość strat ciśnienia, liczba niemianowana lub [‰], [%],
L – długość odcinka przewodu [m],
Dw – średnica wewnętrzna przewodu [m],
v – prędkość przepływu przewodem [m/s],
g – przyspieszenie ziemskie, [m/s2],
l – współczynnik oporów liniowych.

Współczynnik oporów liniowych λ, inaczej współczynnik tarcia, zależy od rodzaju ruchu wody w przewodzie, średnicy przewodu i stanu jego powierzchni wewnętrznej czyli stopnia chropowatości. Rodzaj ruchu i średnicę przewodu charakteryzuje liczba Reynoldsa Re.

Dla instalacji wodociągowych, tzn. w strefie przejściowej ruchu burzliwego, wartość współczynnika oporów liniowych λ określana jest wzorem Colebrooka Whitea, który jest uniwersalny i daje dokładny wynik dla całego zakresu Re.

projwo10

gdzie:
K współczynnik chropowatości bezwzględnej

Ze względu na uwikłaną postać współczynnika oporów liniowych praktycznie korzysta się z tablic lub nomogramów ujmujących zależność między: średnicą przewodów, przepływem, prędkością i jednostkową wysokością strat ciśnienia. Obliczenia na podstawie nomogramów prowadzi się następująco:

a) dla określenia średnicy i wysokości strat ciśnienia:

dane: przepływ obliczeniowy q w dm3/s,

tok postępowania: w zależności od rodzaju przewodu orientacyjnie narzuca się prędkość przepływu v   równą 1,5m/s dla pionów i podejść pod punkty czerpalne, 1,0 m/s dla przewodów poziomych rozdzielczych i przyłączy domowych, następnie odczytuje się z nomogramu średnicę “d”oraz jednostkową wysokość strat ciśnienia “R“, w taki sposób aby wartość prędkości nie została przekroczona, a następnie oblicza się   wysokość strat ciśnienia na danym odcinku przewodu

hl = R × L

b) dla określenia prędkości przepływu i wysokości strat ciśnienia:

dane: przepływ obliczeniowy q w dm3/s, średnica przewodu,

tok postępowania: odczytuje się z nomogramu v oraz R, a następnie oblicza się:

hl = R × L

Miejscowe straty ciśnienia „z” lub wysokość miejscowych strat ciśnienia „hm” oblicza się stosując odpowiedni wzór:

z = 5 × v2 × ξ [mbar],

z = 0,05 × v2 × ξ [m]

gdzie:
ξ – suma współczynników oporów miejscowych,
v – prędkość przepływu wody [m/s].

Całkowite straty ciśnienia w instalacji pochodzące od oporów liniowych i miejscowych są sumą obliczonych oporów na wszystkich działkach (odcinkach ) instalacji:

Σhl  + Σh= Σ(R x L + Z)

Współczynnik strat miejscowych dla rur PP

projwo21

Nomogramy do obliczania przepływu i strat hydraulicznych w rurach instalacyjnych miedzianych przy k = 0,01 mm i t = 10 C

projwo9

projwo11

źródło:
1) www.instsani.pl