Что такое гидравлический расчет: Что такое гидравлический расчет?

Содержание

Гидравлический расчет трубопроводов

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Значение	Размерность
Исходные данные
1	Теплоноситель	среда	вода	—
2	Температура теплоносителя (подача)	t₁		^oC
3	Температура теплоносителя (обратка)	t₂		^oC
4	Тепловая мощность	Q		кВт
5	Длина участка (подача + обратка)	L		м
6	Сумма местных сопротивлений	ξ
7	Диаметр трубопровода	Dn	1012152025324050658090100125150	мм
8	Трубопровод	тип	Бесшовные стальные трубыСтальные сварные трубыЧугунные трубыАсбестоцементныеЖелезобетонныеПластиковыеСтеклянныеАлюминиевые

Результаты вычислений
1	Средняя температура теплоносителя	t_ср		^oC
2	Плотность теплоносителя при средней температуре	ρ		кг/м³
3	Кинематический коэффициент вязкости	ν		м²/с х 10^-6
4	Расход теплоносителя	G		кг/ч
5	Скорость теплоносителя в трубопроводе	v		м/с
6	Критерий Рейнольдса	Re
7	Гидродинамическое давление	ρϑ²/2		кПа
8	Коэффициент гидравлического трения	λ
9	Линейные потери давления на трение	RL		кПа
10	Потери давления на местные сопротивления	Z		кПа
11	Суммарные потери давления	ΔP		кПа
12	Объем системы	V		л

Гидравлический расчет трубопроводов в Excel

Опубликовано 08 Апр 2014
Рубрика: Теплотехника | 64 комментария

Системы отопления зданий, теплотрассы, водопроводы, системы водоотведения, гидравлические схемы станков, машин – все это примеры систем, состоящих из трубопроводов. Гидравлический расчет трубопроводов — особенно сложных, разветвленных…

… — является очень непростой и громоздкой задачей. Сегодня в век компьютеров решать ее стало существенно легче при использовании специального программного обеспечения. Но хорошие специальные программы дорого стоят и есть они, как правило, только у специалистов-гидравликов.

В этой статье мы рассмотрим гидравлический расчет трубопроводов на примере расчета в Excel горизонтального участка трубопровода постоянного диаметра по двум методикам и сравним полученные результаты. Для «неспециалистов» применение представленной ниже программы позволит решить несложные «житейские» и производственные задачи. Для специалистов применение этих расчетов возможно в качестве проверочных или для выполнения быстрых простых оценок.

Как правило, гидравлический расчет трубопроводов включает в себя решение двух задач:

1. При проектировочном расчете требуется по известному расходу жидкости найти потери давления на рассматриваемом участке трубопровода. (Потери давления – это разность давлений между точкой входа и точкой выхода.)

2. При проверочном расчете (при аудите действующих систем) требуется по известному перепаду давления (разность показаний манометров на входе в трубопровод и на выходе) рассчитать расход жидкости, проходящей через трубопровод.

Приступаем к решению первой задачи. Решить вторую задачу вы сможете легко сами, используя сервис программы MS Excel «Подбор параметра». О том, как использовать этот сервис, подробно описано во второй половине статьи «Трансцендентные уравнения? «Подбор параметра» в Excel!».

Предложенные далее расчеты в Excel, можно выполнить также в программе OOo Calc из свободно распространяемого пакета Open Office.

Правила цветового форматирования ячеек листа Excel, которые применены в статьях этого блога, детально описаны на странице «О блоге».

Расчет в Excel трубопроводов по формулам теоретической гидравлики.

Рассмотрим порядок и формулы расчета в Excel на примере прямого горизонтального трубопровода длиной 100 метров из трубы ø108 мм с толщиной стенки 4 мм.

Исходные данные:

1. Расход воды через трубопровод G в т/час вводим

в ячейку D4: 45,000

2. Температуру воды на входе в расчетный участок трубопровода t_вх в °C заносим

в ячейку D5: 95,0

3. Температуру воды на выходе из расчетного участка трубопровода t_вых в °C записываем

в ячейку D6: 70,0

4. Внутренний диаметр трубопровода d в мм вписываем

в ячейку D7: 100,0

5. Длину трубопровода L в м записываем

в ячейку D8: 100,000

6. Эквивалентную шероховатость внутренних поверхностей труб ∆ в мм вносим

в ячейку D9: 1,000

Выбранное значение эквивалентной шероховатости соответствует стальным старым заржавевшим трубам, находящимся в эксплуатации много лет.

Эквивалентные шероховатости для других типов и состояний труб приведены на листе «Справка» расчетного файла Excel «gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov. xls», ссылка на скачивание которого дана в конце статьи.

7. Сумму коэффициентов местных сопротивлений Σ(ξ) вписываем

в ячейку D10: 1,89

Мы рассматриваем пример, в котором местные сопротивления присутствуют в виде стыковых сварных швов (9 труб, 8 стыков).

Для ряда основных типов местных сопротивлений данные и формулы расчета представлены на листах «Расчет коэффициентов» и «Справка» файла Excel «gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov.xls».

Результаты расчетов:

8. Среднюю температуру воды t_ср в °C вычисляем

в ячейке D12: =(D5+D6)/2 =82,5

t_ср=(t_вх+t_вых)/2

9. Кинематический коэффициент вязкости воды n в cм²/с при температуре t_ср рассчитываем

в ячейке D13: =0,0178/(1+0,0337*D12+0,000221*D12^2) =0,003368

n=0,0178/(1+0,0337*t_ср+0,000221*t_ср²)

10. 2 =23,720

S=dP/G²

Гидравлический расчет в Excel трубопровода по формулам теоретической гидравлики выполнен!

Гидравлический расчет трубопроводов в Excel по формулам СНиП 2.04.02-84.

Этот расчет определяет потери на трение в трубопроводах по эмпирическим формулам без учета коэффициентов местных сопротивлений, но с учетом сопротивлений, вносимых стыками.

На длинных трубопроводах, каковыми являются водопроводы и теплотрассы, влияние местных сопротивлений мало по сравнению с шероховатостью стенок труб и перепадами высот, и часто коэффициентами местных сопротивлений можно пренебречь при оценочных расчетах.

Исходные данные:

Этот расчет использует ранее введенные в предыдущем расчете значения внутреннего диаметра трубопровода d и длины трубопровода L, а также рассчитанное значение скорости движения воды v.

1. Выбираем из выпадающего списка, расположенного над ячейками A30…E30 вид трубы:

Неновые стальные и неновые чугунные без внутр. защитного покр. или с битумным защитным покр., v > 1,2м/c

Результаты расчетов:

По выбранному виду трубы Excel автоматически извлекает из таблицы базы данных значения эмпирических коэффициентов. Таблица базы данных, взятая из СНиП 2.04.02–84, расположена на этом же рабочем листе «РАСЧЕТ».

2. Коэффициент m извлекается

в ячейку D32: =ИНДЕКС(h41:h52;h39) =0,300

3. Коэффициент A₀ извлекается

в ячейку D33: =ИНДЕКС(I31:I42;I29) =1,000

4. Коэффициент 1000A₁ извлекается

в ячейку D34: =ИНДЕКС(J31:J42;J29) =21,000

5. Коэффициент 1000A₁/(2g) извлекается

в ячейку D35: =ИНДЕКС(K31:K42;K29) =1,070

6. Коэффициент С извлекается

в ячейку D36: =ИНДЕКС(L31:L42;L29) =0,000

7. Коэффициент гидравлического сопротивления i в м. 2 =0,057

i=((1000A1/(2g))/1000)*(((A0+C/v)^m)/((d/1000)^(m+1)))*v²

8. Расчетные потери давления в трубопроводе dP в кг/см² и Па находим соответственно

в ячейке D38: =D39/9,81/10000 =0,574497

dP=dP/9,81/10000

и в ячейке D39: =D37*9,81*1000*D8 =56358,1

dP=i*9,81*1000*L

Гидравлический расчет трубопровода по формулам Приложения 10 СНиП 2.04.02–84 в Excel завершен!

Итоги.

Полученные значения потерь давления в трубопроводе, рассчитанные по двум методикам отличаются в нашем примере на 15…17%! Рассмотрев другие примеры, вы можете увидеть, что отличие иногда достигает и 50%! При этом значения, полученные по формулам теоретической гидравлики всегда меньше, чем результаты по СНиП 2.04.02–84. Я склонен считать, что точнее первый расчет, а СНиП 2.04.02–84 «подстраховывается». Возможно, я ошибаюсь в выводах. Следует отметить, что гидравлические расчеты трубопроводов тяжело поддаются точному математическому моделированию и базируются в основном на зависимостях, полученных из опытов.

В любом случае, имея два результата, легче принять нужное правильное решение.

При гидравлическом расчете трубопроводов с перепадом высот входа и выхода не забывайте добавлять (или отнимать) к результатам статическое давление. Для воды – перепад высот в 10 метров ≈ 1 кг/см².

Уважаемые читатели, Ваши мысли, замечания и предложения всегда интересны коллегам и автору. Пишите их внизу, в комментариях к статье!

Ссылка на скачивание файла: gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov (xls 57,5KB).

Важное и, думаю, интересное продолжение темы читайте здесь.

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

Руководство по гидравлическим расчетам
(PDF) – Что такое трубопровод
1.
Какова цель гидравлических расчетов?
Выполняется гидравлический расчет насоса, компрессора, регулирующего клапана и системы трубопроводов. Это наиболее часто используемое оборудование и инструменты в обрабатывающей промышленности. Основная цель гидравлического расчета — предоставить критерии и минимальные требования для выбора насосов, компрессоров и регулирующих клапанов для разработки технического описания процесса. Что касается закупки насосов, компрессоров и регулирующих клапанов, необходимо передать всю информацию о процессе соответствующим поставщикам в форме технического описания процесса. Если в спецификациях проекта даны конкретные инструкции, они должны иметь приоритет над требованиями, изложенными в настоящих руководящих принципах.
Гидравлический расчет может быть выполнен на разных стадиях проекта, например на предварительном этапе, на этапе рабочего проектирования и после выдачи изометрических чертежей.
2. Этапы гидравлического расчета
Для гидравлического расчета необходимо построить гидравлический контур до гидравлического расчета. Кроме того, вам необходимо собрать необходимые данные (см. 2.1) перед выполнением гидравлического расчета, вам необходимо выполнить следующие шаги:
Шаг-1, выберите контур, гидравлический расчет которого необходимо выполнить.
Шаг 2. Отметьте гидравлический контур в PFD, а затем в P&ID.
Шаг 3. Нарисуйте гидравлический контур в соответствующем программном обеспечении (поскольку разные компании используют разное программное обеспечение).
Шаг 4. Каждый элемент, на котором падает давление, такой как расходомер, сетчатый фильтр, теплообменник, осушитель, регулирующий клапан, FO и т. д., должен быть показан в гидравлической схеме для расчета конечного давления в каждом сегменте.
Шаг 5. Укажите скорость потока, физические свойства, номинальный диаметр, коэффициент шероховатости, эквивалентную длину и т. д. для каждого сегмента трубы.
Шаг 6. Запустите модель.
Шаг 7. Проверьте и оцените результат гидравлического расчета.
2.1 Какие данные необходимы для гидравлического расчета?
Данные, которые будут использоваться для гидравлического расчета, такие как расход, температура, давление и т.д., должны быть уточнены следующим образом. Данные о конструкции будут получены из следующих документов, но не ограничиваются ими;
Технологическая схема (PFD)
Базовые инженерно-технические данные (BEDD)
Схема трубопроводов и приборов (P&ID)
Тепловой и материальный баланс (H & MB)
План участка
Технический паспорт оборудования
Спецификация материала трубопровода
Входные данные для гидравлического расчета
данные должны быть подготовлены до гидравлического проектирования.
(1) Эксплуатационные данные, необходимые для гидравлического расчета
– Сервис для идентификации
– Название жидкости для идентификации
– From-To для идентификации
– Расход(ы) жидкости и/или пара
– Температура
– Давление
– Физические свойства
Для работы с жидкостями: Плотность, давление пара, вязкость , Критическое давление, SpGr при 15°C
Для работы с парами: Плотность, вязкость, молекулярный вес, удельная теплоемкость (Cp/Cv)
Коэффициент сжимаемости (Z)
Двухфазный поток: Плотность и Вязкость как для жидкости, так и для пара
(2) Строительные данные в гидравлическом расчете
– Класс линии
– Отметка на входе и выходе из системы трубопроводов.
– Расстояние между источником и пунктом назначения.
– Инструменты, типы и количества
– Различные клапаны и фитинги, типы и количества.
– Клапан(ы) регулирующий(ие)
– Насос(ы), компрессор(ы) и воздуходувка(и)
(3) Требования к конструкции в гидравлическом расчете
– NPSH насоса _{имеется}
– Превышение расчетного % – указание расчетного расхода, если имеется
– Диапазон изменения % – указание минимального расхода, если имеется
3. Гидравлические расчеты и формулы
3.1 Общие сведения:
(1) Как известно, производительность, мощность и требования к напору насосов и компрессоров зависят от падения давления на трение, создаваемого соответствующей системой трубопроводов. Таким образом, при гидравлическом расчете весь контур должен быть разработан в соответствии с P&ID. Потери давления в трубопроводе должны быть тщательно рассчитаны. Основными параметрами, которые используются для проверки, являются перепады давления и скорость. Если в гидравлическом расчете было обнаружено, что падение давления и скорость превышают предельные критерии, указанные в критериях проекта, то размер линии может быть увеличен, и это подлежит согласованию с клиентом. Основной принцип определения размеров линии должен основываться на экономической точке зрения, т. е. на минимизации суммы эксплуатационных расходов и капиталовложений.
3.1.1 Основной принцип определения размеров трубопровода, используемый в гидравлических расчетах:
(1) Основной принцип определения размеров трубопроводов при выполнении гидравлических расчетов должен основываться на экономической точке зрения, т. е. на минимизации суммы эксплуатационных затрат и инвестиций.
(2) Однако размеры линий не должны превышать ограничений, указанных в спецификациях проекта
(3) В некоторых случаях технологические требования имеют приоритет над экономическими аспектами; например, в случае линий всасывания насоса, где основное значение имеет кавитационный запас.
(4) В проектах реконструкции или модификации существующей установки скорость жидкости будет увеличена с большей вероятностью, чем в проектах новой установки.
3.1.2 Падение давления Расчетная формула, используемая в гидравлическом расчете:
(1) Падение давления на трение рассчитывается с использованием уравнения Дарси-Вейсбаха следующим образом:
Уравнение Дарси-Вейсбаха Падение давления при трении
f = коэффициент трения Moody’s
L _e = Эквивалентная длина
S2= Коэффициент преобразования единиц измерения.
(2) Для ламинарного потока (число Рейнольдса ниже 2000) коэффициент трения можно рассчитать как f=64/Re, Здесь f=коэффициент трения.
(3) Для турбулентного потока (число Рейнольдса выше 4000) коэффициент трения может быть рассчитан с использованием уравнения, разработанного на основе корреляции Коулбрука, как указано ниже:
Корреляция Коулбрука
труба из технической стали может быть принята равной 0,0457 мм.
Ниже приведены типичные жидкости этой категории.
– Общие углеводороды
– Химически обработанная вода, такая как охлаждающая вода, питательная вода для котлов и т.д. и эмпирическая формула Вильяма
Где
h _f = потеря напора на трение, м
L _e = эквивалентная длина, м
C = коэффициент трения
Q = расход, м ³ /с
D = внутренний диаметр трубы, м
S ₃ = коэффициент пересчета единиц, 0,002125
90 можно использовать для любой формулы жидкость с вязкостью в диапазоне 1,13 сантистокс, что характерно для воды при температуре 15 °C. Коэффициент трения C = 100, для следующего обслуживания;
– Морская вода, протекающая по трубе с необработанной внутренней поверхностью
– Кислородсодержащая и химически необработанная вода, такая как питьевая вода, техническая вода и т. д., протекающая по трубе с необработанной внутренней поверхностью
(5) Формулы расхода сжимаемого газа, используемые в гидравлическом расчете в линии не более 10 % от общего давления (Технический справочник GPSA, раздел 10).
Для работы с перепадом высокого давления в обычном газопроводе поток ближе к адиабатическому, чем к действительно изотермическому. Падение давления адиабатического потока можно рассчитать с помощью следующих уравнений:
Уравнения для падения давления адиабатического потока
Здесь
P = давление (Н/м2)
T = температура (°K)
N = коэффициент сопротивления трубы
u = скорость (м/с) )
a = скорость звука (м/с)
M = число Маха = u/a
Y = коэффициент числа Маха
f = коэффициент трения Муди, основанный на средней вязкости
D = диаметр трубы (м)
L = Длина трубы (м)
k = C _p /C _v , удельная теплоемкость (-)
R = газовая постоянная = 847,9/молекулярная масса ((кгс/м2) ・м3/кг-моль・°K)
Нижний индекс 1= на входе и 2= на выходе. i= 1 или 2
Процедура расчета
Шаг 1: Предположим, что условия на выходе (P2, M2, T2)
Шаг 2: Рассчитайте M1 по уравнению (3) методом проб и ошибок.
Шаг 3: Рассчитайте T1 по уравнению (4) с M1 из шага 2.
Шаг 4: Рассчитайте падение давления по уравнению (5) с M1, T1 из шага 2, 3.
Шаг 4: Если рассчитанное P1 равно заданному давлению на входе, расчет можно прекратить. Если это не так, вернитесь к шагу 1 с новыми предполагаемыми условиями.
3.2 Standard Pipe Data:
Standard Pipe data
3.3 Limitation of Line Size:
The lines should be sized within the limitations tabulated below (see Table 1)
Fluid Erosional Velocity Скорость звука Noise Velocity Minimum Velocity Flow pattern Special requirement
Liquid-General Yes Yes
Жидкость при температуре кипения Да Да
Газ или пар Yes Yes
Gas/Liquid Yes Yes
Steam condensate Yes Да
Шлам Да Да 5 5 0300
Steam Yes Yes
Table-1: (Limiting parameter)
3.
3.1 Erosional Velocity formula used in Hydraulic calculation:
(1) Скорость, выше которой может возникнуть эрозия в двухфазном потоке газ/жидкость, может быть определена с использованием следующего эмпирического уравнения. V _e = C _e /√ρ _м , где V _e = эрозионная скорость, ρ _m = Однородная плотность, C _e = Эмпирическая постоянная норма в диапазоне 180-240.
(2) Водопровод: Максимальная скорость должна быть меньше значений, указанных ниже. ПВХ                       6,0 м/с
(3) Раствор амина:
Скорость в аминовом процессе должна быть меньше следующей;
Carbon steel
Liquid      3 m/s
Vapor     30 m/s
Stainless steel
Liquid       9 m/s
Vapor     36 m/s
3.3. 2 Формула скорости звука, используемая в гидравлическом расчете:
(1) Максимальная скорость должна быть менее 50 % скорости звука для непрерывной работы с газом или паром.
(2) Для непостоянных работ, таких как выпускной трубопровод клапана сброса давления, может быть приемлемой скорость звука 80 % от скорости звука. Следует соблюдать осторожность в отношении ограничений обратного давления.
(3) Скорость звука можно рассчитать следующим образом.
Уравнение для расчета скорости звука
Где,
В _звук = скорость звука (м/с) тепловое отношение = Cp/Cv
R = газовая постоянная = 847,9 (кгс/м ² )(м ³ )/(кг-моль)(°K)
T = температура (°K)
M = Молекулярная масса
(4) Когда перепады давления на клапане относительно высоки, т.е. впрыск пара, коллектор азота и т. д., проверьте скорость звука для трубопровода, расположенного ниже по потоку.
3.3.3 Шламопровод:
(1) Циклическое масло Минимальная и максимальная скорости циклического масла, содержащего мелкие частицы катализатора, должны быть следующими;
Минимальная скорость                1,1 м/с
Максимальная скорость        2,1 м/с
(2) Прочие услуги
Если возможно, скорость потока должна быть не менее 0,9 м/с, чтобы свести к минимуму отложение твердых частиц. [API RP-14E 2.3a – 1991]. Максимальная скорость должна быть ниже скорости эрозии, которая будет зависеть от флюидов и процессов. Следовательно, скорость эрозии будет предоставлена лицензиаром процесса.
3.3.4 Двухфазный поток:
(1) Метод оценки перепада давления и режима потока для двухфазного потока газ/жидкость в гидравлическом расчете основан на следующем:
Перепад давления: HTFS метод
Схема потока: университетский метод TULSA
(2) Схема потока
Схема потока определяется с использованием метода, разработанного университетом TULSA, который основан на методе Тайтеля и Дуклера. Также этот метод применяется в HTFS Handbook TM2 (19 августа).86).
(3) Схема течения с определением координации выглядит следующим образом:
Схема течения в двухфазном потоке
Схема течения определяется следующим образом:
Пузырьковый поток
8 : газовая фаза распределяется в виде дискретных пузырьков в жидкой континууме. Пузырьки имеют тенденцию течь в верхней части трубы.
Стратифицированный поток : Завершено разделение жидкой и газовой фаз; жидкость течет по нижней части трубы, а газ по верхней.
Волнистый поток : По мере дальнейшего увеличения скорости газа в стратифицированном потоке поверхностные волны начинают формироваться на слое жидкости.
Пробковое течение (прерывистое течение) : По мере дальнейшего увеличения скорости газа в области волнообразного течения волны становятся достаточно большими, чтобы достигать верхней части трубы. Эти волны распространяются газом с большой скоростью, часто имеют пенный характер и называются «слаговыми».
Кольцевой поток: По мере дальнейшего увеличения скорости газа пробки больше не возникают, и течение становится по существу кольцевым, но с более толстой пленкой внизу трубы, чем вверху.
3.
3.5 Указания по размеру трубопровода в гидравлическом расчете:
Окончательный размер трубопровода определяется в гидравлическом расчете. Чтобы свести к минимуму тщательный анализ, следующие рекомендации полезны для практического определения размера линии. В таблицах 2–4 показаны практические потери давления и практические скорости для каждого режима работы.
Service ΔP ₁₀₀ ( kgf/cm2/100m) V _practical (m/s) Remarks
Pump Suction
-Boiling point liquid
-Subcooled Liquid
0.05
0.08
Pump Discharge
-Carbon steel
-Stainless Steel
0.15
1.5
Column draw-off 0.05 1.0
Liquid to reboiler 0. 05
Liquid to CV at BP 0.05
Самотечное течение – общее обслуживание 1,0
Таблица 2. Перепады давления и практические скорости для жидкостей
Service ΔP ₁₀₀ (kgf/cm2/100m) V _practical (m/s) Remarks
Atmospheric / Vacuum
10 kgf/ cm2G and below
100 kgf/cm2G and below
Over 100 kgf/cm2G 0.01 – 0.07
0.07 – 0.20
0.20 – 0.70
0.7% of P _op
Reboiler return
-Kettle тип
-Thermosyphon type
-Furnace type
0.02 – 0.05
0.02 – 0.05
0.18
Compressor suction
-Reciprocating
-Centrifugal
0. 0-0.5

12
Economic velocity
Таблица 3: Перепады давления и практические скорости для работы с газом и паром
Работа Δp ₁₀₀ (кгф/см2/100 м) В _{Практические} (м/с) Примечания
Прибор. kgf/cm2G
Up to 10 kgf/cm2G 0.05
0.07
0.11
0.13

Saturate steam
-Below 7 kgf/cm2G
-Above 7 kgf/cm2G
0.20
0.45
40 – 60
30 – 50
Перегретый пар
-10 кгс/см2G и ниже
-100 кгс/см2G и ниже
0,07 – 0,70 90 Макс. 2
0,72 0,72 0,72 75
Steam condensate: Upstream of steam trap or control valve 0.05
Steam condensate: Downstream of steam trap or control valve 0. 2-0.7 25
Cooling Water 0.3 1-4
Sea Water 1-4
Table-4: Pressure drops and practical velocities for Utility Service
3.4 Эквивалентная длина трубопровода
3.4.1 Оценка эквивалентной длины для гидравлического расчета:
(1) Эквивалентная длина трубопровода: Эквивалентная длина должна быть взята из схемы трубопровода, если она отсутствует, следует взять длину. из плана участка, а эквивалентная длина (Le) трубопровода будет оцениваться на основе прямой длины (Ls) следующим образом:
Технологическая зона: 3,0-кратная длина прямой линии (может быть изменена в соответствии со спецификацией проекта)
Линии на трубной эстакаде: 1,5-кратная длина прямой линии для температуры выше 100°C и 1,2-кратная длина прямой линии для температуры ниже 100ᵒC (можно изменить по спецификации проекта).
Рекомендуется подсчитать количество отводов, тройников и клапанов и оценить эквивалентную длину, исходя из схемы расположения трубопроводов большого диаметра или трубопроводов высокого давления.
(2) Линия всасывания насоса: Если схема трубопровода недоступна, эквивалентная длина линии всасывания насоса должна составлять не менее 50 м для технологических и вспомогательных насосов.
(3) Расширительный контур: Тепловые расширительные контуры обычно устанавливаются для длинных и высокотемпературных служебных линий, таких как паропровод высокого давления и факельный трубопровод. Поскольку компенсационные петли значительно увеличивают эквивалентную длину, убедитесь, что секция трубопровода для ожидаемых значений баланса давления герметична при выбранном размере трубы.
3.5 Данные о падении давления
3.5.1 Падение давления на приборах для гидравлического расчета:
(1) Если для прибора имеется расчетное падение давления, используйте его в гидравлическом расчете. Если нет, используйте допустимый перепад давления.
(2) Если данные о падении давления для прибора недоступны, данные (для работы с низкой вязкостью) могут быть приняты следующими: кгс/см2
Объемный расходомер 0,6 кгс/см2 (с сетчатым фильтром)
Турбинный расходомер 0,5 кгс/см2 (с сетчатым фильтром)
(3) Для работы с высокой вязкостью (μ > 1 сП) или неньютоновской жидкости падение давления должно быть рассчитаны или оценены из доступных источников, таких как информация о поставщике.
3.5.2 Падение давления компонентов трубопровода для гидравлического расчета:
(1) Всасывающие фильтры насоса
Падение давления на постоянном фильтре следует принимать следующим образом.
0,5 м для грязной работы
0,3 м для чистой работы
3.5.3 Падение давления оборудования для гидравлического расчета:
Если расчетные данные падения давления для оборудования недоступны, падение давления для работы с низкой вязкостью можно принять следующим образом:
Теплообменники     0,3–0,7 кг/см2
Воздухоохладители
0,3–0,5 кг/см2 для чистой эксплуатации
1,0–1,5 кг/см2 для загрязненной эксплуатации
0014
Фильтры                       0,7 кг/см2
3.
5.4 Падение давления на регулирующем клапане Гидравлический расчет:
Обычно при гидравлическом расчете используются следующие критерии для регулирующего клапана.
(1) DP регулирующего клапана определяется как большее значение из следующего:
-минимум 0,7 кг/см ² на контуре насоса
-8 % нагнетания насоса
– [(1,1135 x ( максимальный расход/нормальный расход)) ²-1] x ΔP _трение , где отношение максимального расхода к нормальному расходу является перепроектным коэффициентом
– 33% от ΔP _трения
3.6 Гидравлическая схема и расчетный лист
контур,
A Типовой гидравлический контур
(2) В результате гидравлического расчета должны быть подготовлены следующие листы данных.
– Гидравлическая схема
– Компенсатор давления
– Схема потока для двухфазного потока
(2) Лист данных должен включать следующую информацию.
-Размеры трубопроводов, Исходное оборудование (его давление и высота), Давление всасывания и нагнетания насоса, Оборудование в линии нагнетания насоса, их входное давление и падение давления, входное и выходное давление регулирующего клапана, Назначение, его давление и высота .
(3) Следующие параметры должны быть оценены на основе результатов гидравлического расчета.
– Расчетное давление, рабочее давление, классы линий, размер патрубков оборудования, высота установки оборудования и т. д.
На приведенном ниже рисунке представлен пример гидравлического баланса,
Таблица расчета насосов и линий
4. Программное обеспечение для гидравлических расчетов Программы:
Ранее гидравлические расчеты выполнялись в расчетных листах Excel. Но в настоящее время разработано различное программное обеспечение для безошибочных гидравлических расчетов. Эти программы также экономят человеко-часы и быстрее выполняют расчеты. Общие программы для гидравлических расчетов, которые широко используются в отраслях EPC:
HRS System,
Hcalc,
Mensura Genius,
AFT Fathom,
Hytos,
Hydratec,
Fluidflow
PASS/Hydrosystem,
Pipenet,
Flomaster,
Flownex, etc
Онлайн-видеокурсы по технологической гидравлике и гидравлическим расчетам
Следующие онлайн-видеокурсы чрезвычайно полезны для изучения и получения глубоких знаний по технологической гидравлике и гидравлическим расчетам:
Мастер -гидравлика как инженер -химический/процесс
Что химические инженеры делают в EPC из заводов Process
Gydraulic Systems. -Гидравлические расчеты для спринклерных систем
Присоединяйтесь к нам в Telegram
Как гидравлический расчет и BlazeMaster® CPVC экономят время и деньги
Все системы противопожарной защиты предназначены для спасения жизней и защиты имущества. Но, в зависимости от конструкции, некоторые системы также могут снизить трудозатраты и материальные затраты.
Исторически сложилось так, что подрядчики полагались на метод системы спецификации трубопроводов при проектировании противопожарной защиты. Эта система требует, чтобы проектировщик знал класс опасности здания (легкая опасность, обычная опасность или повышенная опасность), давление подачи воды и расстояние между спринклерами. Затем проектировщик использует таблицу или «график», чтобы выбрать размер трубы, необходимой для питания спринклеров.
Но этот метод проектирования устарел и часто использует более крупные и дорогие размеры труб, чем это действительно необходимо. Это также несколько ненадежно, потому что оно основано на заранее установленном графике размеров труб, и нет поддающегося проверке способа узнать, как система будет работать.
Из-за этих переменных Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA) ввела более точный и надежный метод проектирования системы, известный как гидравлический расчет.

Что такое гидравлический расчет?
NFPA 13 является стандартом для установки систем противопожарной защиты. Это требует от проектировщика выполнения гидравлического расчета, чтобы убедиться, что система точно измеряется для ее конкретного применения.
Гидравлический расчет измеряет изменения давления на основе внутреннего трения трубы. Он использует специальную формулу для расчета потока жидкости через систему трубопроводов и обеспечивает подачу достаточного количества воды для эффективной борьбы с пожаром в здании.

Формула гидравлического расчета
Формула Хазена-Вильямса — это уравнение, которое долгое время использовалось для расчета потерь на трение в трубопроводных системах. Он определяет подходящий размер трубы и спринклеров для использования в системе противопожарной защиты путем расчета фактической потери давления на основе длины трубы и внутреннего трения. Чем меньше трение, тем легче течет вода, ограничивая давление и позволяя использовать трубы меньшего размера.
В приведенной выше формуле Хазена-Вильямса чем выше значение C (коэффициент потерь на трение для шероховатости стенки трубы), тем уже внутренний диаметр трубы может быть для достижения эквивалентного расхода.
Гидравлический расчет и BlazeMaster® Pipe максимизируют эффективность и минимизируют затраты
Гидравлический расчет является наиболее точным и предпочтительным методом проектирования, поскольку он подходит для всех типов систем и материалов труб. Но по сравнению с такими материалами, как сталь, сочетание использования гидравлического расчета и BlazeMaster CPVC позволяет тушить пожары с максимальной эффективностью.
BlazeMaster ХПВХ имеет постоянный С-фактор Хазена-Вильямса, равный 150, в то время как сталь имеет начальный С-фактор, равный 120, который со временем уменьшается из-за ее подверженности коррозии. Из-за этого внутренняя поверхность трубы BlazeMaster из ХПВХ более гладкая, чем у большинства металлических труб, что создает меньшее трение, препятствующее потоку воды.
No related posts.