4.1 Obliczenia hydrauliczne przewodów
4.2 Dobór hydrofora
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:
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:
gdzie:
K współczynnik chropowatości bezwzględnej
Wzór powyższy jest uniwersalny, daje dokładne wyniki dla całego zakresu Re.
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]
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 + Σhm = Σ(R x L + Z)
Tabela. Współczynnik strat miejscowych dla rur PP.
Rys. Nomogram do obliczania przepływu i strat hydraulicznych w rurach instalacyjnych miedzianych przy k = 0,01 mm i t = 10 C
4.2 Dobór hydrofora
Rys. Dobór urządzenia hydroforowego Ozn. 1- Silnik, 2-pompa, 3, 4 zawory odcinające, 5-zawór zwrotny, 6-zbiornik hydroforowy, 7-króciec do zaworu bezpieczeństwa, 8-manometr, 9-wodowskaz, 10-przewód odprowadzający, 11-spust wody, 12-silnik, 13- sprężarka, 14-filtr oleju, 15-tablica bezpieczników, 16-włącznik główny, 17-wyłącznik ciśnieniowy
Hydrofor stosowany jest w instalacjach z ujęciami głębinowymi jak też w instalacjach wielostrefowych, gdzie zapewnia odpowiednie ciśnienie wody w strefach II i wyższych. Przy doborze zbiornika należy się kierować maksymalną ilością załączeń pompy hydrofora w ciągu godziny, która powinna się mieścić w przedziale 6-10. W praktyce dla obliczenia wymaganej pojemności zbiornika możemy się posłużyć wzorem:
gdzie:
1,2/4 – przelicznik uwzględniający martwą część zbiornika
Qp – wydajność pompy agregatu pompowego [dm3/s], powinna być dwukrotnie większa niż zapotrzebowanie na wodę
t – czas pracy pompy [s]
Hmax – najwyższe ciśnienie w zbiorniku w m słupa wody związane z ustawieniami wyłącznika ciśnieniowego (przy braku danych można przyjąć 25-50m)
Hmin – minimalne wymagane ciśnienie w instalacji przed punktem czerpalnym, należy przyjąć 10m+wysokość geometryczna instalacji
Rys. Zakres pracy (ciśnienia załączania i wyłączania) wyłączników ciśnieniowych Pomorskiej Odlewni i Emalierni w Grudziądzu.
4.2.1.Przegląd zbiorników hydroforowych
THERMEN
typ CZH – zbiorniki ze stali niskowęglowej
typ CZH-S zbiorniki ze stali wysokostopowej
W wykonaniu typowym zbiorniki przeznaczone są do pracy przy ciśnieniu 6 lub 10 bar.
Na specjalne zamówienie, ciśnienie pracy może zawierać się w przedziale od 6 – 16 bar.
Opis króćców przyłączeniowych
K1- wlot wody
K2- wylot wody
K3- otwór rewizyjny
K4- aparatura pomiarowa
K5- przyłącza wodowskazu
K6- wlot sprężonego powietrza
K7- przyłącze zaworu bezpieczeństwa
K8- spust wody
KOTŁOREMBUD
Zbiorniki hydroforowe typ HP 1-10, wykonanie A-Ps – 6 bar, B-Ps -10 bar.
OPIS KRÓĆCÓW
N1: wlot wody, N2: wylot wody, N3: króciec pod zawór bezpieczeństwa, N4: doprowadzenie sprężonego powietrza, L1: króciec pod manometr, L2: króciec pod wodowskaz, M1: właz rewizyjny
Instal Rzeszów
Hydrofory pionowe Typ A I są to zbiorniki wodno-powietrzne pracujące w instalacjach wodociągowych
budynków. Służą do utrzymania ciśnienia w instalacji wodnej. Potrzebne ciśnienie wytwarza się za pomocą pomp i sprężarek powietrznych. Pracują na ciśnienie do 0,6 MPa i w temperaturze do 40°C.
Tabela króćców
1. Króciec sprężonego powietrza G1”
2. Króciec manometru G 3/4”
3. Króćce wodowskazowe f20
4. Króciec odpływowo-dopływowy d1´g1
(wersja „prawa” lub „lewa”)
5. Króciec spustowy dla wlk 5¸13 G=2”,
dla wlk 14¸15 G=2 1/2”, dla wlk.1¸3 G3/4”
6. Właz
7. Króciec do cynkowania G1”(dla wlk.1¸9)
8. Króciec do cynkowania G2”(dla wlk.1¸9)
9. Króciec przekaźnika ciśnienia G½”
