Obliczenia hydrauliczne

Obliczenia hydrauliczne prowadzone są w układzie wody zasilającej punkty czerpalne oraz w obiegu cyrkulacyjnym. Polegają na wyznaczeniu strat ciśnienia: liniowych (na długości rurociągu), miejscowych (na kształtkach połączeniowych i armaturze zaporowej).

Straty liniowe jednostkowe określane są wzorami Darcy-Weisbacha

 

Współczynnik oporów liniowych  określono poprzez wyznaczenie z uwikłanego wzoru opartego na wynikach badań Colebroka-White’a.

Całkowite straty ciśnienia na odcinku obliczeniowym wyznaczane są przez przemnożenie wartości jednostkowej liniowej straty ciśnienia.

 

Całkowita strata ciśnienia liniowego na ścieżce obliczeniowej składa się z sumy strat odcinkowych.

Straty miejscowe określane są na podstawie wzorów Darcy i Colebrooka oraz współczynnika oporów miejscowych. Dodatkowo dla armatury zaporowej i pomiarowej możliwe jest określanie dodatkowo współczynnika oporów k_vs lub bezpośrednie wpisanie wartości straty miejscowej przez użytkownika.

Straty miejscowe dla obiektu na odcinku obliczeniowym z określeniem współczynnika oporów ζ:

Straty miejscowe dla obiektu na odcinku obliczeniowym z określeniem współczynnika oporów k_vs:

Opory miejscowe dla obiektów na danym odcinku obliczeniowym niezależnie jaką metodą wyznaczane są następnie dodawane do siebie. Opory miejscowe na granicy działek zalicza się do działki o mniejszym przepływie, jeżeli odcinki obliczeniowe są o tym samym przepływie (dwie rury o różnych średnicach połączone ze sobą) to opory miejscowe zaliczamy do odcinka o mniejszej średnicy wewnętrznej (ewentualnie o większej prędkości) przy tym samym przepływie.

Oznaczenia użyte we wzorach:

 (Pa),

Δh_i – jednostkowy spadek ciśnienia na metr bieżący rurociągu (Pa),

Z_z – miejscowa strata ciśnienia (Pa),

Z_k – miejscowa strata ciśnienia (bar) – program przelicza na właściwe jednostki,

V – prędkość wody w rurociągu (m/s),

Ρ – gęstość średnia wody (kg/m³),

k – współczynnik chropowatości materiału [mm],

D – średnica wewnętrzna rurociągu (mm),

Re – liczba Reynoldsa,

L – długość rurociągu obliczeniowego (m),

q – przepływ obliczeniowy (m³/h).

Wszystkie jednostki przeliczane są przez program na wyświetlane w oknach dialogowych.

Na podstawie wyliczonych strat ciśnienia na wybranej przez użytkownika ścieżce rurociągów zasilających przy przepływie obliczeniowym, wymaganego ciśnień przed punktem czerpalnym oraz wysokości geometrycznej wyliczane jest wymagane ciśnienia dyspozycyjne zasilania. Daje to możliwość określenia ścieżki krytycznej i porównania z wartością ciśnienia dyspozycyjnego zdefiniowaną w Punkcie włączenia. Informuje o konieczności zastosowania urządzenia do podnoszenia ciśnienia wody.

 

W obiegach cyrkulacyjnych znajomość strat ciśnienia w najniekorzystniejszym obiegu jest podstawą do wyznaczenia wysokości podnoszenia pompy cyrkulacyjnej. Wydajność pompy określana jest
w zależności od miejsca jej włączenia w instalację.