Quali fattori influenzano la velocità dell'acqua nel tubo e come eseguire i calcoli necessari

Quando si costruisce una rete di approvvigionamento idrico autonomo per una casa privata, è necessario pensare a un numero sufficientemente elevato di parametri che renderanno l'approvvigionamento idrico una rete che funziona a lungo e non richiede costi elevati per la sua manutenzione. Uno dei fattori importanti è la velocità del movimento dell'acqua nelle condutture di approvvigionamento idrico.

Perché la velocità dovrebbe avere un certo valore

Se la velocità è insufficiente, le particelle non disciolte si depositano sulle pareti del tubo, che provengono dall'acqua di un pozzo o di un pozzo. Ciò comporterà l'insabbiamento e una diminuzione dell'area di flusso. Di conseguenza, la pressione e le prestazioni dell'intero sistema diminuiranno.

Se la velocità dell'acqua nella rete idrica è elevata, ciò porta ad un aumento della pressione del liquido pompato sulle pareti dei tubi e sui loro giunti. C'è un'alta probabilità che si verifichi una perdita ad un certo punto nel gasdotto nel tempo.

Velocità tipiche

Esistono valori consigliati per la portata dell'acqua nei tubi di alimentazione dell'acqua, che dipendono dal materiale di cui sono realizzati i tubi dell'acqua, sono nuovi o sono già stati in funzione. Ecco alcune dipendenze per aiutarti a fare la scelta giusta.

La velocità dipende direttamente dal diametro dei tubi. Inoltre, tutti i fluidi che si muovono attraverso i tubi obbediscono alle leggi della fisica. Negli impianti idraulici, queste leggi cercano di fermare il movimento dell'acqua. La forza che viene applicata a questo è chiamata forza di resistenza. Porta a perdite di carico e, di conseguenza, a una diminuzione della velocità.

Di solito, la formula per la portata dell'acqua nelle tubazioni, in quanto tale, non viene utilizzata da nessuna parte. Perché non ha senso calcolare ciò che è già stato dimostrato ed è liberamente disponibile nelle tabelle. Viene preso come valore consigliato standard.

Il parametro stesso della portata d'acqua nelle tubazioni viene utilizzato per calcolare diverse caratteristiche della rete di approvvigionamento idrico. Ad esempio, quando si calcola il consumo di acqua o si sceglie il diametro dei tubi.

Per impianti idraulici si intendono reti di acqua potabile, fornitura di acqua calda e sistemi antincendio.

Esempi di calcolo

Più spesso, la velocità viene utilizzata per calcolare il flusso d'acqua o il diametro del tubo. Per farlo, usa la formula:

W = V × Sdove W - consumo, V - velocità, S - area della sezione trasversale dei tubi selezionati.

Secondo una delle tabelle, viene selezionata la velocità del movimento dell'acqua. Se si tratta di un sistema di approvvigionamento idrico antincendio, questo parametro dovrebbe essere entro 3 m / s. Un valore abbastanza grande, ma per un sistema di approvvigionamento idrico di questo tipo, il valore viene mediato, a volte di più.

Ad esempio, è necessario calcolare la sezione trasversale del tubo. Per fare ciò, è inoltre necessario determinare quanta acqua verrà consumata attraverso gli irrigatori o gli irrigatori del sistema antincendio. È anche un valore tabulare, a seconda dell'area protetta di un edificio o di una struttura. Lascia che sia un sistema antincendio in un flusso, in cui la portata è solitamente di 3,5 l / sec o 0,0035 m³ / h.

Conoscendo tutti i parametri richiesti del sistema di approvvigionamento idrico, è possibile calcolare la sezione trasversale dei tubi che verranno installati nella rete:

S = W / V = ​​0,0035: 3 = 0,0012 m².

Conoscendo la sezione trasversale del tubo, puoi calcolarne il diametro. La formula dell'area è la seguente: S = πD² / 4, da cui la formula per il diametro:

D = √4S / π = √ (4 × 0,0012: 3,14) = 0,0038 m o 38 mm. Non esiste un tale valore per il diametro del tubo, quindi è necessario scegliere lo standard più grande - 40 mm.

Questo è l'esempio più semplice.In realtà, la maggior parte dei sistemi di approvvigionamento idrico sono schemi complessi, in cui sono presenti curve, sezioni collegate, valvole di intercettazione installate e altri ostacoli che riducono la velocità del movimento dell'acqua nel sistema di approvvigionamento idrico. Allo stesso tempo, le stazioni di pompaggio sono installate in molte reti, che formano produttività e pressione. Spesso quante unità di pompaggio sono installate nell'impianto, che funzionano alternativamente: due, tre, una alla volta, in diverse sequenze di accensione e spegnimento.

In tali casi, il calcolo viene eseguito in fasi, per ciascuna sezione separatamente. In questo caso devono essere presi in considerazione coefficienti aggiuntivi, che neutralizzano i valori ottenuti, nonché le perdite di pressione ai raccordi e nei luoghi in cui sono installate le valvole di arresto.

Portata

La velocità dell'acqua nel tubo ha due significati: alle pareti è uguale a zero, all'asse - il parametro massimo. Più lontano dall'asse, più debole si muove l'acqua.

Se consideriamo il cilindro attraverso il quale si muove il fluido come un modello immaginario, possiamo dire che nessuna forza agirà sull'acqua all'interno del tubo. Ma in realtà, questo non è il caso. La prima forza che agisce sul flusso d'acqua è la forza di attrito contro le pareti interne della tubazione. Diminuisce con la distanza dalle pareti.

La seconda forza è la forza di pompaggio, che agisce dalla pompa nella direzione del flusso. Se questo parametro è sempre invariato, il flusso del fluido all'interno del tubo è laminare. La velocità rimane invariata, alle pareti è pari a zero. Questa è la situazione ideale.

In pratica, questo accade raramente. Ci sono molti fattori per questo, ad esempio, l'accensione e lo spegnimento della pompa, l'intasamento del filtro e così via. In questo caso, alle pareti delle condutture, la velocità cambia bruscamente: a volte di più, a volte di meno, a volte con un'enorme differenza. Nel resto, questa caratteristica cambia meno.

Molti portali online offrono calcolatori che possono essere utilizzati per calcolare la portata di un fluido che passa attraverso un cilindro. Ciò richiede solo due parametri:

• diametro interno del tubo in mm;
• le prestazioni del sistema di approvvigionamento idrico, o meglio, il volume di liquido che passa attraverso il tubo per un certo periodo di tempo (m³ / ora).

Ma tali calcolatori non tengono conto del materiale con cui sono realizzati i tubi, nonché della presenza o assenza di raccordi, circuiti aggiuntivi e valvole. Questi servizi di calcolo possono essere presi come base, ma non dovresti aspettarti un valore esatto da loro.

Quando si risolve il problema relativo alla velocità di movimento del flusso d'acqua all'interno della rete di approvvigionamento idrico, è necessario determinare chiaramente la complessità del sistema, le prestazioni delle stazioni di pompaggio e i tipi di tubi utilizzati. Il modo più semplice è selezionare questo valore in base alla tabella in cui gli indicatori sono stati calcolati per lungo tempo e sono garantiti per essere affidabili.