Как да изчислим загубата на налягане на водата във водопроводни тръби

Изчисляването на загубата на налягане при движението на вода през водопроводни тръби е значително по-опростен процес в сравнение с повечето други хидравлични изчисления. Водопроводните системи работят по достатъчно сходен начин, което позволява да се правят определени допускания. Тръбите пренасят течна вода през гладки повърхности със скорост под два метра в секунда. Тъй като почти всички водопроводни тръби отговарят на тези прости условия, не е необходимо да се занимавате със сложни въпроси като необичайни свойства на флуида, нетипично течение или определяне степента на грапавост на тръбата.

Какво ще ви трябва

• Диаграма за съотношението между числото на Рейнолдс и коефициента на триене
• Таблица с динамичната вязкост на водата

Инструкции стъпка по стъпка

Стъпка 1: Разделете плътността на динамичната вязкост

Вязкостта е мярка за съпротивлението, което един флуид оказва срещу деформация. За да определите динамичната вязкост, трябва да знаете температурата на водата в тръбата. След като я установите, намерете съответната стойност в таблица с вязкостта на водата. Важно е да използвате динамичната, а не кинематичната вязкост. Плътността на водата може да се приеме за приблизително 1000 кг/м³ — независимо от температурата, течната вода в водопроводна тръба винаги има около тази плътност.

Стъпка 2: Изчислете числото на Рейнолдс

Умножете полученото отношение (плътност, разделена на вязкост) със скоростта на водата в тръбата и вътрешния ѝ диаметър. Така ще получите числото на Рейнолдс — стойност, която се използва в уравненията за загуба на налягане. Имайте предвид, че вътрешният диаметър не е непременно същият като номиналния размер, под който тръбата се продава. Измерете го сами или проверете техническите спецификации на тръбата. Използвайте последователни мерни единици. Например, ако водата се движи със скорост 1 метър в секунда в тръба с диаметър 10 мм, трябва да умножите 1 м/с по 0,01 м, като преобразувате 10 мм в метри.

Стъпка 3: Определете коефициента на триене

Вземете диаграма, показваща зависимостта между числото на Рейнолдс и коефициента на триене. Намерете изчисленото число на Рейнолдс на хоризонталната ос и проследете точката вертикално до кривата на диаграмата. Стойността, която кривата посочва на вертикалната ос, е коефициентът на триене за съответната тръба.

Стъпка 4: Разделете дължината на тръбата на вътрешния ѝ диаметър

Използвайте действителната дължина на тръбопровода и вече установения вътрешен диаметър.

Стъпка 5: Умножете по коефициента на триене

Вземете стойността от предишната стъпка и я умножете по коефициента на триене, определен в стъпка 3.

Стъпка 6: Умножете по плътността на водата

Умножете получения резултат по плътността на водата — приблизително 1000 кг/м³.

Стъпка 7: Умножете по квадрата на скоростта

Квадратът на скоростта се получава чрез умножение на скоростта на водата сама по себе си. Умножете стойността от предишната стъпка по този квадрат.

Стъпка 8: Разделете на две

Разделете крайния резултат на две. Полученото число представлява загубата на налягане. Ако сте използвали метрични единици, тя ще бъде изразена в нютони на квадратен метър (Н/м²), което съответства на паскали (Pa).