Содержание
1.1. Введение
Улучшение обеспечения населения питьевой водой высокого качества и рациональное использование водных ресурсов – приоритетные задачи жилищно-коммунальной реформы. Для решения этих задач необходима разработка и реализация мер, обеспечивающих повышение эффективности и надежности работы систем водоснабжения, совершенствование систем подачи и распределения воды, развитие нормативно-правовой базы и хозяйственного механизма водопользования, стимулирующего экономию питьевой воды.
Дефицит питьевой воды во многом связан со значительными объемами ее потерь и утечек, вызванных высокой степенью износа сетей и оборудования, нерациональным расходованием водопроводной воды. Значительное количество питьевой воды нерационально расходуется на технические цели промышленными предприятиями, в то время как во многих случаях без ущерба для производства можно использовать воду технического качества, себестоимость которой в несколько раз ниже.
В настоящее время остро стоит проблема рационального использования воды в жилом секторе. По данным НИИ КВОВ, утечки в жилищном фонде в среднем по стране оцениваются в размере 20-30% от суммарного отпуска воды населению. Ликвидация утечек, ремонт внутренних водопроводных сетей и применение более совершенной арматуры, установка средств измерений, снижение избыточных напоров у потребителей позволяет, как показывает практика, снизить объемы водопотребления в жилищном фонде на 15-25%.
Внедрение мероприятий по водосбережению позволит устранить потери воды, сократить объемы водопотребления и водоотведения, существенно ослабить, а в отдельных регионах и ликвидировать дефицит воды питьевого качества, снизить нагрузку на водопроводные и канализационные станции, повысив качество их работы, и таким образом увеличить зону обслуживания населения действующими системами водоснабжения без их расширения и нового строительства.
Ликвидация потерь и утечек в жилищном фонде позволит увеличить полезную мощность внутреннего водопровода и канализации, исключить отрицательное воздействие утечек воды на фундаменты и другие строительные конструкции зданий.
Для контроля за водопотреблением большое значение имеет правильный учет воды, выполняемый с помощью средств измерений, которые должны применяться на всех стадиях подачи и реализации воды.
Для сокращения и устранения непроизводительных затрат и потерь воды необходимо произвести анализ структуры, определить величины потерь воды в системах коммунального водоснабжения, отдельно оценить объемы полезного водопотребления, допустимую и неустранимую величину потерь воды.
Выявление потерь питьевой воды и разработку мероприятий по их сокращению необходимо осуществлять на основе единого методического подхода, апробированного в регионах Российской Федерации и оформленного соответствующим документом.
Таким документом является Методика определения неучтенных расходов и потерь воды в системах коммунального водоснабжения (далее – Методика).
Методика составлена на основании анализа и обобщения данных эксплуатационных служб систем водоснабжения и канализации ряда городов России, экспериментальных данных, полученных при исследовании неучтенных расходов и потерь воды в системах подачи и распределения воды Санкт-Петербурга и других городов.
1.2. Основные понятия, применяемые в Методике*
* – Основные понятия приняты в соответствии со следующей законодательной и нормативно-технической документацией: Водным кодексом РФ, Правилами пользования системами коммунального водоснабжения и канализации в Российской Федерации, постановлением Правительства РФ от 12.11.02 № 814 “О порядке утверждения норм естественной убыли при хранении и транспортировке товарно-материальных ценностей”.
Водоснабжение – технологический процесс, обеспечивающий забор, подготовку, транспортировку и передачу абонентам питьевой воды;
централизованная система коммунального водоснабжения – комплекс инженерных сооружений населенных пунктов для забора, подготовки, транспортировки и передачи абонентам питьевой воды;
водопроводная сеть – система трубопроводов и сооружений на них, предназначенных для транспортировки и передачи абонентам воды в системе водоснабжения;
абонент – юридическое лицо, а также предприниматели без образования юридического лица, имеющие в собственности, хозяйственном ведении или оперативном управлении объекты, системы водоснабжения и (или) канализации, которые непосредственно присоединены к системам коммунального водоснабжения и (или) канализации, заключившие с организацией водопроводно-канализационного хозяйства в установленном порядке договор на отпуск (получение) воды и (или) прием (сброс) сточных вод;
водопотребление – использование воды абонентом (субабонентом) на удовлетворение своих нужд;
авария в системе коммунального водоснабжения – повреждение или выход из строя систем коммунального водоснабжения или отдельных сооружений, оборудования, устройств, повлекшее прекращение либо существенное снижение объемов водопотребления, качества питьевой воды или причинение ущерба окружающей среде, имуществу юридических или физических лиц и здоровью населения;
предприятие (организация) водопроводно-канализационного хозяйства – предприятие (организация), осуществляющее отпуск воды из системы водоснабжения и (или) прием сточных вод в систему канализации и эксплуатирующее эти системы;
питьевая вода – вода после подготовки или в естественном состоянии, отвечающая установленным санитарными нормами требованиям и предназначенная для питьевых и бытовых нужд населения и (или) производства пищевой продукции;
самовольное присоединение к системам водоснабжения – присоединение, произведенное без разрешительной документации либо с нарушением технических условий;
самовольное пользование – пользование системой водоснабжения при отсутствии договора на отпуск (получение) воды, а также в случае нарушения условий договора абонентом;
средство измерений (прибор) – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение определенного интервала времени, и разрешенное к использованию для коммерческого учета;
неучтенные расходы и потери воды – разность между объемами подаваемой воды в водопроводную сеть и потребляемой (получаемой) абонентами;
утечки воды – самопроизвольное истечение воды из емкостных сооружений и различных элементов водопроводной сети при нарушении их герметичности и авариях;
скрытые утечки воды – часть утечек воды, не обнаруживаемых при внешнем осмотре водопроводной сети;
естественная убыль воды – потеря (уменьшение массы воды при сохранении ее качества в пределах требований (норм), устанавливаемых нормативными правовыми актами), являющаяся следствием естественного изменения биологических и (или) физико-химических свойств воды;
подача воды – объем воды, поданный в водопроводную сеть зоны обслуживания от всех источников за расчетный период;
реализация воды – объем реализованной абонентам воды по выставленным счетам за водоснабжение за расчетный период;
потери воды из водопроводной сети – совокупность всех видов технологических потерь, естественной убыли, утечек и хищений воды при ее транспортировании, хранении и распределении.
1.3. Цель разработки и назначение
1.3.1. Методика определяет:
– порядок расчета и форму отчетности при определении неучтенных расходов и потерь воды в коммунальных системах подачи и распределения воды;
– порядок определения естественной убыли воды при транспортировке и передаче ее абонентам;
– порядок определения мест повреждений и утечек на водопроводной сети;
– порядок определения объемов скрытых утечек воды на водопроводной сети.
1.3.2. Целью Методики является разработка эффективных способов и приемов определения неучтенных расходов и потерь воды при ее транспортировании, распределении и хранении в системах коммунального водоснабжения.
1.3.3. Результатом применения Методики на предприятиях водопроводно-канализационного хозяйства должны являться мероприятия, направленные на сокращение потерь и утечек воды, снижение отказов в системе подачи и распределения воды, сокращение объемов водопотребления и себестоимости водопроводной воды.
1.3.4. Методика предназначена для предприятий (организаций) водопроводно-канализационного хозяйства и собственников систем коммунального водоснабжения и канализации независимо от их форм собственности.
1.3.5. Методика не распространяется на нецентрализованные системы водоснабжения, а также на системы коммунального водоснабжения, эксплуатирующиеся в Северной строительно-климатической зоне.
1.3.6. Методика регламентирует структуру и порядок определения величины неучтенных расходов и потерь воды в системах подачи и распределения, в которых учет воды ведется на основе средств измерений в соответствии с гражданским законодательством и Правилами пользования системами коммунального водоснабжения и канализации в Российской Федерации.
2. Структура неучтенных расходов и потерь воды
2.1. Неучтенные расходы и потери вода разделяются на следующие группы (рис. 1):
– полезные расходы воды;
– потери воды из водопроводной сети и емкостных сооружений.
2.2. Неучтенные полезные расходы воды делятся на:
2.3. Потери воды из водопроводной сети и емкостных сооружений включают:
– утечки воды из водопроводной сети и емкостных сооружений;
– потери воды за счет естественной убыли.
Структура неучтенных расходов и потерь воды
* В случае если самовольное пользование было направлено на удовлетворение нужд потребителя, его следует относить к полезным расходам, несмотря на неправомерный характер использования воды. В случае если самовольное пользование представляло собой сброс воды через самовольную врезку, его следует относить к потерям воды.
2.4. Технологические расходы воды
2.4.1. Расходы воды на собственные нужды организации водопроводно-канализационного хозяйства:
– промывка и дезинфекция водопроводных сетей;
– собственные нужды насосных станций (охлаждение подшипников и т.д.);
– чистка резервуаров (опорожнение, промывка, дезинфекция и т.д.);
– технологические нужды эксплуатации сети водоотведения (промывка и прочистка сетей).
2.4.2. Расходы воды на противопожарные нужды:
– проверка пожарных гидрантов.
2.4.3. Расходы воды на нужды городского хозяйства, не предъявляемые к оплате потребителям по решению местных органов власти,
2.5. Организационно-учетные неучтенные расходы воды
2.5.1. Расходы воды, не зарегистрированные средствами измерений вследствие недостаточной чувствительности, наличия погрешности приборов и неодновременности снятия показаний приборов:
– погрешность средств измерения (приборов) в узлах учета подачи воды на водопроводных станциях;
– погрешность средств измерения (приборов) в узлах учета потребляемой воды у абонентов;
– погрешность измерения расходов воды вследствие неодновременности снятия показаний приборов, установленных в узлах учета подачи и потребления воды.
2.6. Потери и утечки воды из водопроводной сети и емкостных сооружений
2.6.1. Утечки воды из водопроводной сети и емкостных сооружений:
– скрытые утечки воды из водопроводной сети и емкостных сооружений;
– видимые утечки воды при авариях и повреждениях трубопроводов, арматуры и сооружений;
– утечки воды через водоразборные колонки;
– утечки через уплотнения сетевой арматуры;
– потери воды при ремонте трубопроводов, арматуры и сооружений.
2.6.2. Самовольное пользование.
2.6.3. Потери воды за счет естественной убыли:
– потери от просачивания воды при ее подаче по напорным трубопроводам;
– испарение воды из открытых резервуаров;
– потери от просачивания воды при ее хранении в РЧВ, размещенных на водопроводной сети, при их исправном техническом состоянии;
– потери на брызгоунос (ветровой и капельный унос) и испарение воды при эксплуатации фонтанов, установленных на водопроводной сети в случае, если фонтанные системы имеют балансовую принадлежность организации ВКХ.
2.7. Формирование структуры и оценку размера неучтенных расходов и потерь воды следует систематизировать и обрабатывать в табличной форме по прилагаемому образцу (приложение 1). Результаты рекомендуется накапливать в базе данных.
Примечание . Все виды расходов, упоминаемые в Методике, представляют собой расходы (объемы) воды в м 3 за определенный период (сутки, месяц, год).
3. Порядок определения неучтенных расходов и потерь воды
3.1. Объем неучтенных расходов и потерь воды надлежит устанавливать способами, объективность и достоверность которых может быть проверена на любом этапе их определения.
3.2. Порядок расчета, расчетные формулы и форма представления результатов приведены в приложении 1.
3.3. Технологические расходы воды.
3.3.1. Оценка расходов воды на собственные нужды организации водопроводно-канализационного хозяйства.
а) Расходы воды на обслуживание производственных фондов систем водоснабжения определяются по показаниям средств измерений, установленных на трубопроводах, подводящих воду к обслуживаемым фондам. При невозможности применения средств измерений, расходы воды на обслуживание производственных фондов (на промывку, дезинфекцию, очистку трубопроводов и резервуаров) оцениваются в соответствии с п. 1.1-1.3 приложения 1.
б) Технологические нужды эксплуатации сети водоотведения (промывка и прочистка сетей) принимаются согласно п.1.4 приложения 1.
3.3.2. Оценка расходов на противопожарные нужды.
а) Расходы воды на цели пожаротушения (из пожарных гидрантов, внутренних пожарных кранов, спринклерных и дренчерных систем, автоцистерн), потребляемой без средств измерений, определяются в соответствии с п. 1.5.1 приложения 1.
б) Расходы воды на проверку действия пожарных гидрантов, в том числе на проверку пропускной способности участков водопроводной сети при работе гидрантов на водоотдачу определяются в соответствии с п. 1.5.2 приложения 1.
3.3.3. Оценка расходов воды на нужды городского хозяйства, не предъявляемых к оплате потребителям по решению местных органов власти.
а) Отпуск воды на нужды городского хозяйства обуславливается в договорах между предприятием (организацией) водопроводно-канализационного хозяйства и соответствующими службами городского хозяйства. Учет объемов воды, расходуемых специализированными предприятиями (организациями) на поливку территорий и зеленых насаждений, заливку катков и т.д., производится в соответствии с п. 52 Правил [1]. Перечисленные расходы воды на нужды городского хозяйства включаются в реализацию воды.
б) В качестве неучтенных расходов принимаются потери специализированных организаций при заборе воды на поливку территорий автотранспортом, которые не учитываются нормами на поливку территорий и зеленых насаждений и возникают вследствие неправильного пользования водоразборными устройствами пунктов заправки (работа на проток, несвоевременное информирование работников предприятия водопроводно-канализационного хозяйства о повреждениях и др.). Расчет этих потерь выполняется в соответствии с п. 1.6 приложения 1.
в) Расходы воды на восполнение потерь воды при эксплуатации фонтанов (потери на брызгоунос (ветровой и капельный унос) и испарение воды) относятся к категории естественная убыль и определяются по нормам естественной убыли воды при транспортировке и передаче абонентам (приложение 2).
3.3.4. Самовольное пользование.
Расходы воды, не зарегистрированные организацией водопроводно-канализационного хозяйства и не оплаченные потребителями при самовольном пользовании, допускается учитывать на основании данных о выявленном пользовании водой за предыдущий отчетный период.
Расчеты оформляются в соответствии с п. 4, приложения 1.
3.4. Организационно-учетные расходы воды.
3.4.1. Расходы воды, не зарегистрированные средствами измерений вследствие недостаточной чувствительности приборов (расходы ниже порога чувствительности), определяются по п. 2.1 приложения 1.
3.4.2. Объем воды, неучтенный вследствие погрешности средства измерения, определяется в соответствии с п. 2.2 приложения 1.
3.4.3. При суммировании расходов воды, измеренных разными средствами измерения, погрешность принимается равной сумме погрешностей использованных средств измерения.
3.5. Потери воды из водопроводной сети и емкостных сооружений.
3.5.1. Потери воды из водопроводной сети и емкостных сооружений (при повреждениях и авариях, расходы на опорожнение при устранении переломов и трещин с заменой трубы, утечки из емкостных сооружений и через уплотнения сетевой арматуры, в т.ч. водоразборные колонки) определяются в соответствии с п.п. 3.1-3.5 приложения 1.
3.5.2. Потери на естественную убыль воды (п. 5 приложения 1).
Естественная убыль воды определяется в соответствии с приложением 2. В нее включаются:
а) потери от просачивания воды при ее подаче по напорным трубопроводам;
б) потери от просачивания воды при ее хранении в РЧВ, размещенных на водопроводной сети, при их исправном техническом состоянии;
в) потери на брызгоунос (ветровой и капельный унос) и испарение воды при эксплуатации фонтанов, установленных на водопроводной сети в случае, если фонтанные системы имеют балансовую принадлежность организации ВКХ.
3.6. Скрытые утечки воды определяются любыми из методов, перечисленных в приложении 4, в зависимости от оснащения предприятий ВКХ измерительными приборами. Расчет объема скрытых утечек воды дается в п. 7 приложения 1.
3.7. Неучтенные потери и утечки воды по невыясненным причинам (не выявленное самовольное пользование, погрешность измерения расходов воды вследствие неодновременности снятия показаний приборов, установленных в узлах учета подачи и потребления воды, погрешность определения скрытых утечек и др.) определяются согласно п. 9 и 10 приложения 1.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 .
Порядок расчета и отчетная форма для определения неучтенных расходов и потерь воды в коммунальных системах подачи и распределения воды
Расчет необходимого давления воды в трубопроводе: для чего это нужно и как производится
Комфорт в доме трудно представить без водопровода. А появление новой техники в виде стиральной, посудомоечной машин, бойлера и прочих агрегатов ещё больше повысило его роль в жилье образца 21 века. Но эти агрегаты требуют, чтобы вода поступала из водопровода с определённым напором. Поэтому человек, решивший обустроить свой дом системой водоснабжения, должен знать, как произвести расчёт требуемого давления воды в трубопроводе, чтобы все устройства работали нормально.
Для нормального функционирования водопровода давление в нем должно соответствовать нормам
Определение показателя
Давление в трубопроводе принято подразделять на следующие виды: рабочее, условное, пробное и расчётное. Без знания их отличий произвести расчёт перепада давления транспортируемой по инженерной коммуникации жидкости будет сложно. Соответственно, при подборе подходящих элементов водопровода хозяин столкнётся с трудностями, не позволяющими обеспечить комфортное пребывание в жилом помещении.
- Рабочее. Это наружное или внутреннее, обязательно максимальное избыточное давление, фиксируемое при стандартных составляющих протекания процесса транспортировки воды в нормальных условиях.
- Условное. Используют этот показатель при расчёте прочности трубопроводов (и сосудов), которые функционируют под определённым давлением при температуре воды 20˚С.
- Пробное. Этот простой показатель измеряется во время испытания конструкции. На его основе отслеживается поведение элементов системы при изменении давления в водопроводе. Такой подход служит своего рода генеральной страховкой перед прокладыванием сети.
- Расчётное. Под таковым подразумевается максимальное избыточное давление в полости трубопровода, продуцируемое транспортируемым по нему веществом. Следует учитывать, что воздействию подвергаются не только трубы, но и все элементы, входящие в состав инженерной коммуникации. Именно на основе расчётного давления определяется толщина стенки водопроводной трубы. От этого зависит функциональность, а также длительность эксплуатации системы и, конечно же, безопасность обитателей дома.
Напор воды в кране зависит от давления в водопроводной системе
Простой пример расчета давления в трубе
Как известно, не так давно водопровод подключался к водонапорной башне. Благодаря именно этому сооружению в сети водопровода создаётся давление. Единица измерения данной характеристики – атмосфера. Причём, размер расположенной вверху башни ёмкости не влияет на значение этого параметра, он зависит только лишь от высоты башни.
Полезно знать! На практике давление измеряется в метрах водяного столба. При заливании воды в трубу высотой 10 метров, в нижней точке будет фиксироваться давление, равное одной атмосфере.
Рассмотрим пример с домом в 5 этажей. Его высота – 15 метров. То есть на один этаж приходится 3 метра. Башня высотой 15 метров создаст на первом этаже давление 1,5 атмосферы. Значение этого показателя в трубе на втором этаже будет уже 1,2 атмосферы. Получается это вычитанием из числа 15 высоты одного этажа – 3 метра, и делением результата на 10. Проделав дальнейший расчёт, нам станет понятно, что на 5-м этаже давление будет отсутствовать. Логика подсказывает, что для обеспечения водой людей, проживающих на последнем этаже потребуется соорудить более высокую башню. А если речь идёт, например, о 25-этажном доме? Возводить такие большие сооружения никто не будет. С этой целью современные системы водоснабжения оборудуются глубинными насосами.
Давление на выходе подобного агрегата высчитывается очень просто. Например, если глубинный насос, мощности которого хватает поднять воду до отметки 50 метров водяного столба, погрузить в скважину на 15 метров, на уровне поверхности земли он создаст давление 3,5 атмосферы (50-15/10 = 3,5).
Обеспечить необходимый показатель давления в системе можно при помощи насоса
Как рассчитывается толщина трубы от действия давления
Когда вода движется по трубе, возникает сопротивление от трения её о стенки, а также о различные преграды. Это явление получило название гидравлическое сопротивление трубопровода. Его численное значение находится в прямой пропорциональной зависимости от скорости потока. Из предыдущего примера мы уже знаем, что на разных высотах давление воды различно, и эту особенность следует учитывать при расчёте внутреннего диаметра трубы, то есть её толщины. Упрощённая формула для вычисления данного параметра по заданной потере напора (давления) выглядит так:
Двн = КГСопр×Дл. тр./ПД×(Уд.вес×Ск/2g),
где: Двн. – внутренний диаметр трубопровода; КГСопр. – коэффициент гидравлического сопротивления; Дл.тр — длина трубопровода; ПД – заданная или допускаемая потеря давления между конечным и начальным участками магистрали; Уд.вес. – удельный вес воды — 1000 кг/ (9815 м/; Ск. – скорость потока м/сек.; g – 9,81 м/сек2. Всем известная константа — ускорение силы тяжести.
Потеря давления в арматуре и фасонных частях трубопровода с достаточной точностью определяется по потерям в прямой трубе эквивалентной длины и с таким же условным проходом.
Как рассчитать стенки трубы по давлению
Точный расчёт данного показателя стальных труб, которые работают под воздействием избыточного внутреннего давления, включает два этапа. Сначала вычисляется так называемая расчётная толщина стенки. Затем к полученному числу прибавляется толщина износа от коррозии.
Расчет давления необходим для подбора толщины стенок трубы
Совет! Изготавливая и монтируя трубопровод, не устанавливайте отдельные случайные вставки. Чтобы не спровоцировать аварию, работайте только с теми, размеры которых совпадают с расчётными.
Таким образом, обобщённая формула для расчёта толщины стенок выглядит следующим образом:
где: Т – искомый параметр – толщина стенок; РТС – расчётная толщина стенок; ПК — прибавка на коррозионный износ.
Расчётную толщину стенки в зависимости от давления вычисляем по следующей формуле:
где: ВИД – внутреннее избыточное давление; Днар. – наружный диаметр трубы; ДР — допустимое напряжение на разрыв; КПШ – коэффициент прочности шва. Его значение зависит от технологии изготовления труб. На завершающем этапе расчета стенки трубы по давлению прибавляем к РТС значение параметра ПК. Берётся оно из справочника.
Давление и диаметр трубы
Правильное определение сечения труб не менее важно, чем их выбор по материалу изготовления. При некорректном расчёте диаметра и давления, в трубе возникнет турбулентность воздуха, в ней присутствующем, и в потоке воды. Из-за этого движение жидкости по трубе будет сопровождаться повышенным шумом, а на внутренней поверхности ветки водоснабжения сформируется большое количество известковых отложений. Кроме того, следует помнить, что существование зависимости давления от диаметра трубы может негативно отразиться на пропускной способности водопровода. На практике, многие обитатели квартир и домов сталкивались с ситуацией, когда при одновременном включении нескольких кранов напор воды резко падал. Возникает эта неприятность по двум причинам: когда давление упало во всей системе и при заниженном диаметре подключённых труб.
От диаметра трубы зависит пропускная способность водопроводной сети
Ниже приведена таблица для максимального расчётного расхода воды через трубопроводы наиболее распространённых диаметров при различном значении давления.
Таблица 1
| Ду трубы | 80 | 50 | 32 | 20 | мбар/м | 0,3 м/сек | Расчёт домашнего водопровода С практической точки зрения давление в водопроводе чаще всего ассоциируется с объёмом поставляемой воды за единицу времени, то есть с пропускной способностью ветки водоснабжения. В этом контексте и будет рассмотрен вопрос расчёта бытового водопровода. После изучения паспортных данных приборов и агрегатов, потребляющих воду, суммируется общий расход. Затем к полученной цифре добавляется расход всех установленных и используемых водоразборных кранов.
Для домашнего водопровода, работающего от скважины, выбор труб зависит от мощности насоса
После этого все числа суммируются, и на выходе получается общий расход в доме воды. С учётом этих данных, покупается труба с диаметром, который обеспечит нужным давлением и, соответственно, количеством воды все водоразборные приборы, работающие одновременно. Если домашний водопровод планируется подключить к городской сети, у хозяина выбора нет, он будет вынужден пользоваться тем, что имеется. Иное дело, если речь идёт о частном доме, питающимся от скважины. Тогда следует покупать насос, способный обеспечить водопровод давлением, которое соответствует расходам. Выбор производится по паспортным данным подобного агрегата. В определении диаметра вам поможет ниже размещённая таблица. Таблица 2
Здесь приведены параметры лишь наиболее часто используемой трубной продукции. Современные средстваЕсли нет времени либо вы не склонны к математике, рассчитать расход воды через трубопровод с учётом перепада давления можно, воспользовавшись онлайн калькулятором. Интернет изобилует сайтами с таки инструментарием. Чтобы произвести гидравлический расчёт, необходимо учесть коэффициент потерь. Такой подход предполагает выбор:
Кроме того, пользователю доступны опции учёта дополнительных характеристик трубопроводов, в частности, таких, как тип покрытия. Например:
Если расчёт будет сделан правильно, при условии выполнения монтажа с соблюдением всех требований к водопроводу нарекания не возникнут. Расчет утечки воды по сечению трубы Как рассчитать расход воды по диаметру трубы – теория и практикаКак несложным путем высчитать расход воды по диаметру трубы? Ведь обращение к коммунальщикам с предварительно составленной схемой всех водопроводных коммуникаций в районе дело довольно хлопотное.
Зачем нужны подобные расчетыПри составлении плана по возведению большого коттеджа, имеющего несколько ванных комнат, частной гостиницы, организации пожарной системы, очень важно обладать более-менее точной информацией о транспортирующих возможностях имеющейся трубы, беря в учет ее диаметр и давление в системе. Все дело в колебаниях напора во время пика потребления воды: такие явления довольно серьезно влияют на качество предоставляемых услуг.
Кроме того, если водопровод не оснащен водосчетчиками, то при оплате за услуги коммунальных служб в расчет берется т.н. «проходимость трубы». В таком случае вполне логично выплывает вопрос о применяемых при этом тарифах. При этом важно понимать, что второй вариант не касается частных помещений (квартир и коттеджей), где при отсутствии счетчиков при начислении оплаты учитывают санитарные нормы: обычно это до 360 л/сутки на одного человека. От чего зависит проходимость трубыОт чего же зависит расход воды в трубе круглого сечения? Складывается впечатление, что поиск ответа не должен вызывать сложностей: чем большим сечением обладает труба, тем больший объем воды она сможет пропустить за определенное время. При этом вспоминается также давление, ведь чем выше водяной столб, тем с большей скоростью вода будет продавливаться внутри коммуникации. Однако практика показывает, что это далеко не все факторы, влияющие на расход воды. Кроме них, в учет приходится брать также следующие моменты:
Все вышеперечисленные факторы приходится учитывать, ведь речь идет не о каких-то маленьких погрешностях, а о серьезной разнице в несколько раз. В качестве вывода можно сказать, что простое определение диаметра трубы по расходу воды едва ли возможно. Новая возможность расчетов расхода водыЕсли использование воды осуществляется посредством крана, это значительно упрощает задачу. Главное в таком случае, чтобы размеры отверстия излияния воды были намного меньше диаметра водопровода. В таком случае применима формула расчета воды по сечению трубы Торричелли v^2=2gh, где v — быстрота протекания сквозь небольшое отверстие, g — ускорение свободного падения, а h — высота столба воды над краном (отверстие, имеющее сечение s, за единицу времени пропускает водный объем s*v). При этом важно помнить, что термин «сечение» применяется не для обозначения диаметра, а его площади. Для ее расчета используют формулу pi*r^2.
Если столб воды имеет высоту в 10 метров, а отверстие – диаметр 0,01 м, расход воды через трубу при давлении в одну атмосферу вычисляется таким образом: v^2=2*9.78*10=195,6. После извлечения квадратного корня выходит v=13,98570698963767. После округления, чтобы получить более простой показатель скорости, получается 14м/с. Сечение отверстия, имеющее диаметр 0,01 м, вычисляется так: 3,14159265*0,01^2=0,000314159265 м2. В итоге выходит, что максимальный расход воды через трубу соответствует 0,000314159265*14=0,00439822971 м3/с (немного меньше, чем 4,5 литра воды/секунду). Как можно увидеть, в данном случае расчет воды по сечению трубы провести довольно просто. Также в свободном доступе имеются специальные таблицы с указанием расходы воды для самых популярных сантехнических изделий, при минимальном значении диаметра водопроводной трубы.
Как уже можно понять, универсального несложного способа, чтобы вычислить диаметр трубопровода в зависимости от расхода воды, не существует. Однако определенные показатели для себя вывести все-же можно. Особенно это касается случаев, если система обустроена из пластиковых или металлопластиковых труб, а потребление воды осуществляется кранами с малым сечением выхода. В отдельных случаях такой метод расчета применим на стальных системах, но речь идет прежде всего о новых водопроводах, которые не успели покрыться внутренними отложениями на стенках. Как обнаружить утечку воды в системе отопления частного дома: методы поиска и устраненияПри эксплуатации отопительной системы частного дома бывают непредвиденные случаи возникновения протечек на одном из участков магистрали. Нередко течь возникает в скрытых местах, поэтому важно знать, как обнаружить утечку воды в системе отопления в этой ситуации. В случае, если утечка системы отопления произошла при использовании антифризов, которые окрашены в разные цвета, задача упрощается, но если в магистрали рабочим телом является прозрачная вода (около 80% случаев), обнаружить место разгерметизации становится сложнее. Помощниками при поиске являются технические измерительные приборы и специальное оборудование, при помощи которого проще обнаружить места протечек теплоносителя.
Рис.1 Отопительное оборудование Причины протечек в системе отопленияРешая задачу, как найти течь в системе отопления, полезно знать причины ее возникновения – это поможет быстро и эффективно устранить неисправность. Причин разгерметизации отопительной магистрали довольно много, основные из них:
Одна из распространенных причин протечек в местах соединений – термическое расширение металлов, при этом во время эксплуатации системы отопления в высокотемпературном рабочем режиме вода не подтекает, а после остывания теплоносителя металл фитингов на стыках сужается и может появиться течь.
Рис. 2 Схема соединения отопительных котлов, радиаторов и теплых полов Где могут возникнуть протечкиПротекают трубы, сантехническая арматура и приборы (котлы, радиаторы, расширительные баки) в результате их коррозии, старения прокладок или механического повреждения. При использовании стальных отопительных труб разгерметизированные стыки приводят к протечкам в соединительных муфтах, сгонах (участки подключения батарей), отводах, точках подключения запорных вентилей, отопительных и измерительных приборов, насосного и водонагревательного оборудования. Аналогичные проблемы возникают при использовании металлопластикового трубопровода, в дополнение к вышеперечисленному, вода может вытекать спустя некоторое время через резьбовые соединения компрессионных муфт в результате их самоотвинчивания.
Рис. 3 Поисковые приборы для обнаружения протечек в скрытых трубопроводах Как обнаружить утечку воды в системе отопленияЛюбая отопительная магистраль в частном доме оснащается прибором проверки давления – манометром, который используют для настройки и контроля. Его показания соответствуют давлению в системе и должны быть стабильны – любое отклонение в сторону уменьшения говорит о разгерметизации и возможной утечке теплоносителя. Обычно обогрев состоит из нескольких контуров (радиаторы отопления, теплые полы), и установка манометра в каждый из них позволяет определить разгерметизированный участок. Если утечка произошла в открытом трубопроводе, расположенном в доме, обнаружить ее можно по мокрым следам на полу или стенах, при использовании антифризов пятна будут иметь соответствующий цвет. Как найти утечку под землей или в стяжкеКак указывалось выше, манометр позволяет обнаружить протекающий контур, нахождение протечки под слоем земли или стяжки без специальных приборов довольно сложная задача. Так как большинство проблем возникает на стыках труб, следует в первую очередь вскрывать стяжку или копать землю в этих местах. Второй вариант – использовать специальные приборы (для этого можно нанять специалистов или взять оборудование напрокат), для обнаружения прорывов применяют:
Расчет потерь напора воды в трубопроводеЧтобы выбрать насос для скважины, необходимо сделать расчёт потребного напора, а одна из частей определения потребного напора – это расчёт потерь напора в трубопроводе. Именно этой части вопроса посвящена данная статья. Потеря напора в трубопроводе связана с тем, что поток воды, протекающий внутри трубы, испытывает сопротивление. Его величина зависит от:
Даже двигаясь по прямой, горизонтальной трубе, поток воды испытывает сопротивление, пусть и небольшое. При большой протяженности трубопровода суммарное сопротивление может оказаться значительным. Расчёт потерь напора на прямых участках трубопроводаЧтобы не вдаваться в глубокие теоретические расчеты, можно воспользоваться уже готовыми таблицами с вычисленными данными для всех основных диаметров труб и расходов воды. Сейчас повсеместно используются полимерные трубопроводы – из полипропилена, полиэтилена низкого или высокого давления и других полимеров. Такие трубы имеют массу преимуществ перед стальными трубами: они легче, проще в монтаже, не подвержены коррозии, дешевле, более гладкие, и как следствие в них меньше потери напора. В этой таблице приведены значения потери напора на 100 м трубопровода. Потеря напора указана в метрах водного столба.
Для стальных труб можно использовать эти же значения, умножив их на коэффициент 1,5. Например, при расходе воды 0,5 м 3 /ч в трубопроводе с внутренним диаметром 19 мм и длиной 100 м потеря напора составляет 2,1 м. Расчёт потери напора на местных сопротивленияхКроме того, потеря напора происходит в местных сопротивлениях: поворотах, изгибах, вентилях, заслонках, в разветвлениях трубопровода и в местах его сужения или расширения. Потери напора воды в них зависят от скорости потока и формы местного сопротивления. Ниже в таблице приведены потери напора в основных местных сопротивлениях: Потеря местного сопротивления указана в сантиметрах водного столба.
Расход воды соотносится со скоростью потока так: где Q – это расход воды (в м 3 /с), S – площадь поперечного сечения (в м 2 ), v – скорость потока (в м/с). Площадь поперечного сечения для трубы S = π*D2/4, где D – внутренний диаметр трубы. Например, при расходе воды 0,5 м 3 /ч (0,000138889 м 3 /с) в трубопроводе с внутренним диаметром 19 мм (S = 0,000283385 м 2 ), скорость потока составит v = Q / S = 0,000138889 / 0,000283385 = 0,49 м/с Местное сопротивление колена при этом будет 1,9 см, а клапана 32 см. Как видно, потери напора на местных сопротивлениях – это самая малая часть потерь во всём трубопроводе. Они могут быть значительными только при больших скоростях потока, т.е. когда через тонкую трубу проходит большой объем воды. Использования более толстых труб, диаметр, которых, соответствует расходу воды, практически снимает проблему местных сопротивлений. При расчете потерь напора воды (и дальнейшем выборе насоса для скважины) достаточно заложить на местные сопротивления несколько метров напора, с небольшим запасом для верности – от 2 до 4 м. Вместе с потерями напора воды в прямых участках трубопровода, эта цифра для небольшого загородного дома может уложиться в 5 м. Для того, чтобы правильно выбрать насос для своей скважины, необходимо знать, потребный напор – т.е. напор, который необходим для водопроводной системы дома. В этой статье речь пойдёт о расчете потребного напора и расчете потерь напора в трубах водопровода на примере небольшого загородного дома. В этой статье речь пойдет о характеристиках насосов и скважин, и о том, как правильно выбрать для своей скважины насос, исходя из имеющихся нужд. Расход воды через трубу: возможен ли простой расчет?Возможен ли сколь-нибудь простой расчет расхода воды по диаметру трубы? Или единственный способ — обращаться к специалистам, предварительно изобразив подробную карту всех водопроводов в округе? Ведь гидродинамические расчеты крайне сложны…
Наша задача — выяснить, сколько воды может пропустить эта труба Для чего это нужно?
Ведь значительное падение напора в пиках потребления воды едва ли порадует жильцов. Да и слабая струйка воды из пожарного шланга скорее всего будет бесполезна.
Обратите внимание: второй сценарий не затрагивает квартиры и частные дома. Если нет водосчетчиков, коммунальники берут оплату за воду согласно санитарных норм. Для современных благоустроенных домов это не более чем 360 литров на человека в сутки.
Нужно признать: водосчетчик сильно упрощает отношения с коммунальными службами Факторы, влияющие на проходимость трубыЧто влияет на максимальный расход воды в трубе круглого сечения? Очевидный ответЗдравый смысл подсказывает, что ответ должен быть очень простым. Есть труба для водопровода. В ней отверстие. Чем оно больше — чем больше воды через него пройдет за единицу времени. Ах, простите, еще давление. Очевидно, что столб воды в 10 сантиметров будет продавливать через сантиметровое отверстие меньше воды, чем водяной столб высотой с десятиэтажный дом. Значит, от внутреннего сечения трубы и от давления в водопроводе, так? Неужели нужно что-то еще? Правильный ответНет. Эти факторы на расход влияют, но они — лишь начало длинного списка. Рассчитывать расход воды по диаметру трубы и давлению в ней — это все равно, что рассчитывать траекторию летящей на Луну ракеты, исходя из видимого положения нашего спутника. Если не учесть вращение Земли, движение Луны по собственной орбите, сопротивление атмосферы и гравитацию небесных тел — едва ли наш космический корабль попадет хоть приблизительно в нужную точку пространства. На то, сколько воды выльется из трубы диаметром x при давлении в трассе y, влияют не только эти два фактора, но еще и:
Именно из-за потери напора в длинной трубе на нефтепроводах стоят насосные станции
Проще говоря, по толстой трубе воде легче двигаться, чем по тонкой.
Заросшая труба оказывает куда большее сопротивление потоку (сопротивление полированной новой стальной трубы и ржавой отличаются в 200 раз!). Мало того — участки внутри трубы вследствие зарастания уменьшают свой просвет; даже в идеальных условиях через заросшую трубу пройдет куда меньше воды.
Как вы думаете, есть ли смысл рассчитывать проходимость по диаметру трубы у фланца?
Ах, если бы приведенными выше факторами можно было пренебречь! Однако речь идет не об отклонениях в пределах погрешности, а о разнице в разы. Все это приводит нас к печальному выводу: простой расчет расхода воды через трубу невозможен. Луч света в темном царствеВ случае расхода воды через кран, однако, задача может быть резко упрощена. Основное условие простого расчета: отверстие, через которое вода изливается, должно быть пренебрежимо мало по сравнению с диаметром подводящей воду трубы. Тогда действует закон Торричелли: v^2=2gh, где v — скорость вытекания из малого отверстия, g — ускорение свободного падения, а h — высота водяного столба, который стоит над отверстием. При этом через отверстие с сечением s за единицу времени будет проходить объем жидкости s*v.
Мэтр оставил вам подарок Не забудьте: сечение отверстия — это не диаметр, это площадь, равная pi*r^2. Для столба воды 10 метров (что соответствует избыточному давлению в одну атмосферу) и отверстия диаметром 0,01 метр расчет будет таким: Извлекаем квадратный корень и получаем v=13,98570698963767. Для простоты расчетов округлим значение скорости потока до 14 м/с. Сечение отверстия диаметром 0,01 м равно 3,14159265*0,01^2=0,000314159265 м2. Таким образом, расход воды через наше отверстие будет равным 0,000314159265*14=0,00439822971 м3/с, или чуть меньше четырех с половиной литров в секунду. Как видите, в этом варианте расчет не очень сложен. Кроме того, в приложении к статье вы найдете таблицу расхода воды наиболее распространенными сантехническими приборами с указанием минимального диаметра подводки. ЗаключениеВот вкратце и все. Как видите, универсального простого решения мы не нашли; однако, будем надеяться, статья окажется полезной вам. Удачи!  (пока оценок нет) Загрузка... Сохранить себе в: | ||||
