Как повысить давление воды в трубопроводе: особенности автономных водопроводов + способы повысить давление

особенности автономных водопроводов + способы повысить давление

Устройство на территории частного домовладения или на даче автономного источника воды ещё не означает, что этой водой можно будет комфортно пользоваться, а все гидроприборы и сантехника будут стабильно включаться, и надёжно работать.

Необходимо ещё добиться того, чтобы давление в системе водоснабжения частного дома было в пределах оптимальных значений, с требуемым для бытовых и хозяйственных нужд напором. А о том как этого добиться будет рассказано ниже.

Содержание статьи:

Характерные особенности автономных водопроводов

Одной из самых важных характеристик водонапорной системы является давление воды. От него зависит не только напор в кране, дающий возможность без проблем проводить обычные гигиенические процедуры, но и работоспособность всех потребляющих воду устройств и оборудования.

Следует принимать во внимание, что функционирование автономной водонапорной системы отличается от централизованного водоснабжения многоэтажек.

Прежде всего, независимый водопровод — это комплекс специфических мероприятий, без реализации даже одного из которых схема может не работать совсем, или работать не так, как нужно

Имеются некоторые особенности и в вопросах поддержания стабильно оптимального давления воды, добытой из

В систему независимого использования источников водоснабжения загородного дома входят взаимосвязанные между собой элементы:

1. Трубопроводы, фитинги, манометры.
2. или поверхностный насос для подъёма воды из источника.
3. Повышающие давление насосы, а их может быть несколько, или насосная станция с гидроаккумулятором для накопления резерва воды с целью дальнейшего бесперебойного её потребления.
4. Включающее, при необходимости, и отключающее насос реле.

В отличие от жителей многоэтажек, хозяину частного дома решать вопросы, связанные с правильным и эффективным взаимодействием всех этих элементов, приходится самостоятельно.

Особенность #1 – поднятие воды из скважины

Забор и транспортировка воды производятся непосредственно из источника водоснабжения.

И здесь может быть несколько вариантов. Но какой из них предпочесть, главным образом зависит от сложности и стоимости работ по поднятию воды на поверхность. Наиболее дорогостоящими являются артезианская скважина и колодец.

Для целей обеспечения личного домовладения или дачи водой, как правило, выбираются относительно доступные источники — скважина на воду или обычный шахтный колодец

Первый вариант — за счёт необходимости глубинного бурения, с применением специальной техники, второй — за счёт ручного труда.

Скважина игла, или — самый простой для устройства своими руками и менее затратный по оборудованию источник.

У каждого из этих вариантов имеются свои плюсы и минусы, и выбор зависит не только от цены и сложности работ, но и от конкретных геологических условий местности.

Особенность #2 – дебит водозабора

Производительность работы системы водоснабжения и применение насосного оборудования в ней зависит от дебита источника воды.

Правильный расчет дебита позволяет рационально использовать этот источник и грамотно подойти к вопросу

Чем больше соотношение предельно возможного для добычи из скважины или колодца объёма воды к единице времени, за которое источник будет исчерпан, тем производительность водозабора считается выше и, соответственно, мощнее должен быть насос.

Для определения дебита источника применяются два показателя уровня воды:

1. Статический — длина участка от уровня земли до воды в источнике в состоянии покоя.
2. Динамический — расстояние от поверхности до установившейся отметки зеркала воды при включенном в работу насосном агрегате.

Если количество откачиваемой из источника воды находится стабильно на уровне его пополнения, то можно говорить о том, что производительность водозабора соответствует мощности насоса. При хорошем дебите источника разница между этими двумя уровнями не должна превышать 1 метра.

Дебит источника определяется как соотношение производительности насоса – Vл, к разнице динамического и статистического уровней, умноженное на высоту отрезка L — от фильтра до уровня воды в состоянии покоя источника

Производительность насоса не должна быть выше дебита источника. В противном случае возможна ситуация, при которой, откачав всю воду, обычный насос продолжит работать «на сухую». А это грозит выходом его из строя.

Насос рекомендуется устанавливать подальше от фильтра, но так, чтобы над ним всегда оставался уровень воды, не менее 1 м.

Особенность #3 – транспортировка воды к потребителям

Использование автономного источника диктует необходимость установки насосного оборудования не только для подъёма воды из водоносного слоя, но и для создания напора, достаточного для её прокачки по трубопроводам и последующего распределения по дому в различных уровнях.

Не стоит забывать о системах полива и пожаротушения, работа которых должна быть обеспечена с соответствующим напором.

Выбирая насосные агрегаты необходимо учитывать уменьшающее напор гидравлическое сопротивление труб, которое напрямую влияет на скорость потока воды. И чем длиннее коммуникационная трасса от источника до дома и конечного потребителя, тем больше становится такое сопротивление.

Дополнительными преградами для воды, снижающими давление в системе, являются повороты труб, фасонные части системы трубопровода, фильтры и запорная арматура

Поэтому для автономного водопровода необходимо учитывать не только величину рабочего, т.е. фиксируемого в стандартных условиях давления в системе водоснабжения дома, но и расчётное — максимально избыточное давление.

По значениям рассчитываемого давления подбираются водопроводные трубы с соответствующими диаметрами и толщиной стенок. Всё это влияет на надёжность, эффективность и долговечность работы децентрализованной системы водоснабжения.

Основные стандарты по напору воды

Величины напора в водопроводе, как холодной, так и горячей воды, регламентируются специальным сводом правил и СНиПами. Каких-то отдельных, применяемых только к частным домам, стандартов по давлению воды на вводе в дом или в точках её разбора не существует.

По общим правилам нижняя граница давления на уровне первого этажа дома должна составлять 1 атмосферную единицу или 1 Бар. Данное значение соответствует напору, позволяющему создать 10-метровый столб воды.

Если дом имеет несколько этажей, то для расчёта входного давления на каждый этаж добавляется 4 м водяного столба или 0,4 атм.

Так, например, для 2-х этажного коттеджа минимальное давление на входе в дом будет составлять 10 м + 4 м на 2-й этаж = 14 м или 1,4 атм

Необходимо знать, что работающие с водой техника, приборы и санитарное оборудование имеют индивидуальные стандарты, определяющие минимальные показатели , при которых обеспечивается нормальное функционирование этих устройств.

Санитарная техника:

• 0,2 атм — умывальник, унитаз;
• 0,3 атм — ванна, душевая кабина, биде;
• 0,4 атм — джакузи и гидромассажное оборудование.

Бытовая техника:

• 1,5 атм — посудомоечная машина;
• 2 атм — стиральная машина.

Другие водопотребители:

• 1,5 атм — система пожаротушения
• 2 атм — отопительный котёл, с учётом параметров системы отопления;
• 3,5 атм — поливочная система.

Для того чтобы техника на работала на пределе своих характеристик и нормально функционировала, необходимо к номинальным паспортным величинам добавлять ещё 0,5 атм.

А определить давление в системе водопровода можно при помощи манометров. Эти приборы могут устанавливаться на вводе в дом, а также ими оснащаются насосные станции, речь о которых пойдёт ниже.

Мониторинг давления воды в своём доме осуществляется по показаниям манометров, которыми, в обязательном порядке должна быть оснащена система водоснабжения

Методы увеличения давления

Строительство водопровода, как и любое другое строительство, начинается с проекта. Поэтому, вопрос оснащения системы необходимым насосным и другим оборудованием для поддержания в ней оптимального давления, предпочтительней проработать, и рассчитать на стадии проектирования.

Если же снижение напора в системе водопровода произошло в процессе его эксплуатации, прежде всего, необходимо установить возможные причины неисправности.

Для этого проводится ревизия внутри контура и основных элементов схемы водоснабжения на предмет выявления дефектов или просчётов.

К таким могут относиться:

• неправильный подбор по производительности насосного оборудования;
• конструктивные ошибки, допущенные при монтаже системы;
• протечки и свищи в самих трубопроводах или в местах их соединений;
• уменьшение просвета труб из-за образовавшихся в результате длительной эксплуатации отложений;
• загрязнение фильтрующих элементов;
• неисправности запорной арматуры.

Для принудительного повышения напора воды в частном водопроводе, как вновь строящемся, так и существующем, имеется несколько способов.

Метод #1 – использование циркуляционного насоса

Данный метод даст желаемый эффект, если давление в водопроводе необходимо повысить на 1-2 атм. Для его реализации потребуется дополнительно приобрести циркуляционный насос.

Принцип работы такого агрегата заключается в создании за счёт центробежной силы в камере помпы перепадов давления, вследствие чего вода через выходное отверстие насоса поступает в систему уже с повышенным давлением. Процесс происходит с непрерывно повторяющейся цикличностью.

Для этого применяются обычные циркуляционные насосы. Их можно монтировать как на вводе в дом или общем стояке водоснабжения, так и непосредственно перед потребителями воды

Основными характеристиками, на которые следует обратить внимание при выборе такого устройства, являются:

• обеспечиваемый на выходе напор воды;
• возможность работы в ручном и автоматическом режимах;
• шумовая составляющая;
• тип ротора.

По принципу работы роторов устройства разделяются на насосы мокрого и сухого типа.

В первом случае движение воды в системе реализуется за счет вращающихся лопастей крыльчатки, которая установлена на валу ротора. Охлаждение и смазка рабочих элементов насоса производится естественным образом за счёт водяного потока.

Эта особенность даёт устройству большие преимущества перед насосами других видов.

Тихая работа проточного насоса с мокрым ротором даёт возможность устанавливать прибор внутри санузлов и кухонь, не испытывая при этом неудобств, связанных с шумом при постоянной работе

КПД агрегата с мокрым ротором не очень высокий — 45%, но для бытового использования данное устройство является вполне достойным вариантом.

Во втором варианте на общей магистрали устанавливается более производительный насос сухого типа.

Двигатель насоса монтируется вне трубы и не имеет контакта с жидкостью. Охлаждается воздухом. Такие агрегаты могут отличаться между собой по типу соединения с двигателем и месту его установки.

КПД насоса такого типа значительно выше — порядка 70%, что делает целесообразным его применение при необходимости создания в системе более высокого давления и, если, производительности проточного насоса не хватает.

Остановив свой выбор на агрегате сухого типа, следует учитывать, что он будет больше не только по габаритам, но и выше по уровню шума во время работы. Поэтому для установки таких насосов желательно отводить отдельное, изолированное от жилых комнат, помещение

Как вывод, для небольшого увеличения давления воды, в том числе, на подводе к отдельному бытовому прибору или санитарному оборудованию, целесообразно использовать менее мощный проточный агрегат.

Монтаж циркуляционных насосов на системе водоснабжения больших сложностей не составляет. Главное, чтобы установка производилась с учётом указанного на приборе направления работы крыльчатки — по ходу движения воды.

На современном рынке пользуются спросом насосы марки Wilo, Grundfos, Oasis, Джилекс. Большое количество предложений позволяет за приемлемую цену выбрать агрегат с нужными характеристиками по давлению, производительности, габаритам, шуму и другим показателям.

Патрубки всех устройств унифицированы для монтажа на российских водопроводных сетях.

Метод #2 – оборудование водонапорной станции

Оборудование домашней насосной станции более дорогостоящее, но современное и точно решит вопрос обеспечения частного или загородного дома водой с оптимальным давлением.

Такая станция может поднимать воду из автономного источника и бесперебойно доставлять её ко всем водоразборным точкам, а также обеспечивать повышение давления в системе до оптимальных значений

Водонапорная установка включает в себя пять основных элементов:

1. Электродвигатель.
2. Самовсасывающий насос.
3. Накопительный резервуар.
4. .
5. Обратный клапан.

Для создания запаса воды в систему может быть включен обычный накопительный бак или заводской мембранного типа.

Насосная станция с баком – этот вариант является несколько устаревшим и не совсем удобным из-за необходимости иметь в составе станции слишком объёмную ёмкость. Да и напор воды, забор которой производится самотёком, будет зависеть от высоты расположения резервуара.

Это влечёт за собой такую проблему, как выбор места для размещения резервуара с водой на чердачном или более высоком, чем потребители воды, этаже. Кроме монтажных неудобств, ещё и увеличивается риск затопления расположенных ниже помещений, в случае какой-либо неисправности.

Несмотря на указанные минусы, такая система повышения давления в водопроводе длительное время используется в частных домах, а также находит широкое применение при строительстве нового водопровода.

Схема оборудования станции с обычным баком проста. Установленный на максимально возможной высоте резервуар через насос подключается к водопроводу

За наполнением ёмкости при разборе воды следит реле, которое автоматически запускает в работу насос при падении уровня и, соответственно, понижении давления воды в баке до определённой величины. При пополнении запаса воды давление в резервуаре возрастает и достигнув предельно заданного значения насос отключается. Цикл повторяется.

Домашняя станция с гидроаккумулятором. Это более совершенное и современное оборудование в автономном водопроводе. В комплекте станции обязательно присутствует гидроаккумулятор, другое название — мембранный бак.

Устройство мембранного бака. Герметичный корпус состоит из двух камер, разделённых эластичной мембраной из прочной резины – бутила. В одной части бака находится воздух под давлением, в другой, мембранной, аккумулируется вода из системы водопровода

Материал мембраны санитарно безопасен и по нормам гиены пригоден для хранения питьевой воды. В принцип работы гидроаккумулятора заложена возможность под напором закачиваемой насосом воды, поступающей в мембрану, увеличивать её объём, повышая тем самым давление воздуха во второй камере.

При увеличении давления до порогового значения, реле отключает насос. Снижение давления в камере при разборе воды понуждает реле к повторному запуску насоса.

Мембранный бак имеет воздушный клапан, давление на котором должно составлять 1,5-2 атм. Клапан устроен по типу обычного автомобильного ниппеля, что даёт возможность вручную регулировать давление в воздушном отсеке.

Достоинства насосной станции с гидроаккумулятором:

• возможность оборудования в любом уровне частного дома;
• увеличение эксплуатационного ресурса насоса;
• создание относительно ровного давления в водопроводе;
• накопление запаса жидкости на случай аварийного отключения электричества.

При монтаже насосной станции желательно гидроаккумулятор размещать таким образом, чтобы к нему был свободный доступ, позволяющий проводить профилактику или ремонт без слива воды из системы.

Подробнее о том, как выбрать насосную станцию для частного дома читайте .

Стабилизация давления в водопроводе

Для работы системы водоснабжения загородного дома в стабильно ровном по давлению режиме, наличие в схеме только мембранного бака бывает недостаточно и вероятность остаётся большой.

Гидроудар очень часто становится причиной выхода из строя трубопроводов, насосного оборудования, обратного клапана и другого дорогостоящего оборудования

Еще одной причиной, которая оправдывает необходимость принудительной стабилизации давления воды, является возможность повышения его в различных водоразборных точках системы при одновременной их работе. Для этой цели можно использовать частотный преобразователь.

Например, при отсутствии выравнивающего давление воды устройства, если один человек будет мыться в душе, а другой в это время поливать огород, то напор воды разделится пополам.

Преимущества частотного преобразователя:

• напор воды поддерживается стабильным в течение всего времени водопотребления;
• насос работает в плавных режимах пуска и остановки, что увеличивает его ресурс в 1,5 раза;
• защита насоса от сухого хода;
• спящий режим значительно экономит электроэнергию;
• возможность уменьшения объёма мембранного б

как увеличить давление в водопроводе

Ситуации, когда напор воды, поступающей из крана в квартире, слабый, широко распространены, поэтому вопрос о том, что делать в таких случаях, является достаточно актуальным. Слабый напор воды в квартире, когда вода из крана льется тонкой струйкой, делает невозможным использование стиральных и посудомоечных машин, а иногда в таких случаях невозможно даже принять душ. Между тем устранить эту проблему можно, используя один из предложенных ниже способов.

Нормальный напор воды для умывания или принятия душа – около 2 бар. Для работы джакузи или гидромассажа нужно не менее 4 бар

Причины слабого напора воды

Чтобы точно выяснить, почему в кранах квартиры слабый напор холодной или горячей воды, следует в первую очередь опросить своих соседей сверху и снизу, квартиры которых подключены к тому же стояку водоснабжения, что и ваша. Если с проблемой слабого напора столкнулись только вы, это означает, что причины ее возникновения кроются в трубопроводной системе водоснабжения вашей квартиры.

Перечислим наиболее типичные из таких причин:

• Засорение труб – наиболее распространенная причина, вызывающая плохой напор воды. Чаще всего в квартирах засоряются старые стальные трубы, внутренние стенки отличаются высокой шероховатостью. Такие трубы лучше заменить на новые, чтобы решить проблему слабого напора воды.
• Еще одной распространенной причиной слабого напора воды в кранах отдельно взятой квартиры является засорение фильтра грубой очистки, который обязательно устанавливается перед счетчиками расхода воды. Такое фильтрующее устройство, называемое также грязевиком или косым фильтром, периодически забивается песком, ржавчиной и другим мусором, поэтому его необходимо обязательно очищать.
• Привести к снижению напора воды в кране может и засорение аэратора – специальной фильтрующей сеточки, которая устанавливается в изливе. Чтобы поднять напор в кране в этом случае, достаточно выкрутить аэратор и почистить его.

Засорение аэратора в смесителе – довольное частое явление, связанное с качеством протекающей через него воды

Если же со слабым напором воды в кранах столкнулись не только вы, но и ваши соседи по многоквартирному дому, то причина может крыться как в отдельном стояке дома, так и в засорении всего домового трубопровода. Кроме того, на то, какое давление воды в водопроводе, серьезное влияние оказывает мощность насосной станции.

В тех случаях, когда слабый напор воды в кранах не связан с тр

Давление воды в водопроводе — как увеличить и какое должно быть

Для рядового обывателя водопровод – система замурованных в стены или проложенных вдоль строительных конструкций труб, сантехники, кранов, приводимых в действие легким разворотом одной руки. На самом деле это сложная коммуникационная сеть со специфическими особенностями, влияющими на качественные показатели эксплуатации. Одной из основных характеристик системы является давление воды в водопроводе, от которого зависит комфорт совершения гигиенических процедур, возможность установки и использования ряда бытовых агрегатов.

Недостаточный напор – лишь следствие низкого давления в водопроводной сети, до зубовного скрежета раздражающее владельцев квартир в верхних этажах городских многоэтажек и собственников загородных коттеджей. Вяло текущая тонкой струйкой вода не дает полноценно использовать посудомоечные и стиральные агрегаты, а про массажный душ и джакузи можно вовсе забыть.

Однако есть средства борьбы с данным раздражающим фактором: установка приборов, обеспечивающих достаточный для пользования напор. Если, конечно, слабый напор не связан с банальным засорением трубопровода, то устранить проблему можно двумя эффективными способами, это:

• установка насосного аппарата, повышающего давление;
• модернизация водопровода с помощью насосной станции с накопительным баком.

Водопроводная сеть с насосной станцией, повышающей давление

Выбор способа решения задачи глубоко индивидуален, он зависит от преследуемых собственником целей и от необходимого для потребления на конкретные нужды объема воды.

Для измерения давления в водопроводной коммуникации используются единицы, слегка различающиеся по значениям, но из-за незначительных расхождений приравненные друг к другу.

1 бар = 1,0197 атмосфер (технический параметр) или 10,19 м (округленно 10 м) водяного столба.

Например, поставляющее воду на 30 метров насосное оборудование на выходе развивает давление в 3 бара (или 3 атмосферы). Если 1 бар необходим для откачки погружным насосом воды с 10метрового уровня в скважине или в колодце, остается еще 2 бара (равно 20 м водного столба) для подъема добытой живительной жидкости к точкам водозабора.

[include title=»РСЯ — в записи»]

При необходимости оптимизировать давление в городском водопроводе, не нужно брать в расчет доставку воды с глубины, ведь она поступает из централизованной сети. А вот хозяевам собственных домов с автономным водопроводом следует учесть глубину источника воды, точнее уровень, на котором будет установлен погружной насос в шахтном колодце или в скважине. При расчете требующегося напора учитывается также сопротивление трубопровода, которое нужно преодолеть воде.

Повышение давления в водопроводе — установка приборов усиливающих напор

Пользователям водопроводной сети, подключенной к централизованным объектам водоснабжения, сведения о том, какое давление в водопроводе, точной картины все равно не нарисуют. Диктат нормативов и ГОСТов (в частности по СНиПу 2.04.02-84) убеждает в том, что давление в городских сетях должно составлять 4 атмосферы. Однако согласно отечественным реалиям данная весьма переменная величина может изменяться от 2,5 до критических 7,5 атмосфер.

Обратите внимание. Превышения давления, составляющие более 6-7 атмосфер, со стремительностью тайфуна разрушают чувствительную сантехнику, соединения в трубопроводе и керамические вентили. Покупателям оборудования для оснащения водопровода, подключенного к городской сети, рекомендовано приобретать агрегаты с запасом прочности, рассчитывая на неизбежное воздействие гидроударов – резких скачков давления.

Значит, весь диапазон смесителей, труб, кранов, насосов должен стойко отражать атаку в 6 атмосфер. В дополнении к тому нужно учесть, что в период ежегодной сезонной проверки прессинг воды может достигать 10 бар.

Значение давления в водопроводе, требующееся для работы бытовой техники ↑

У вопроса «какое давление воды в водопроводе требуется для нормального функционала бытовых технических агрегатов» есть несколько трактовок. Считается, что вода будет поступать из крана с удовлетворяющим пользователей напором при 2 атм. Этого значения достаточно для работы стиральной машины, а для желающих пользоваться джакузи нужно давление 4 бар. Чуть меньше или столько же нужно для полива участка с зелеными насаждениями.

Еще нюанс. Нужно обеспечить себя возможностью одновременно включать несколько точек потребления. То есть, принятие душа не должно быть омрачено тем, что кому-то из членов семьи срочно захотелось полить клумбу, помыть кастрюльку или машину во дворе. Следовательно, напор должен быть равнозначным во всех удаленных и приближенных точках и составлять по минимуму 1,5 бар.

Один из способов обеспечения равнозначного давления на всех этажах — установка насоса перед каждой водораспределительной точкой

А пожаротушение? Безусловно, сооружать у себя в огороде противопожарный водопровод высокого давления никто не будет, так как он предназначен для бесперебойной поставки струи с напором, равным 2,5 л/с, что требуется  для тушения производственных, общественных и коммерческих объектов. Но хозяева коттеджей должны позаботиться о том, чтобы напор был не меньше 1,5 литров в секунду.

Согласно техническим правилам для нормального обеспечения первого этажа потребуется давление 10 м, к значению давления в помещениях каждого из расположенных выше этажей прибавлять нужно 3,5 м, теряемые за счет передвижения воды по трубопроводу.

Обратите внимание. Первичное проектирование водопроводной системы должно определять два критичных режима работы. Минимум рассчитывается на поддержание нормальной работоспособности 1,5 бар, максимум – на предотвращение аварий 4-6 бар. Желательно, чтобы насос или станция были оснащены системами, позволяющими задавать оба предела.

Особенность автономной водопроводной системы, то есть сети с децентрализованным (независимым от центральных систем) источником забора воды, заключается в необходимости поднимать воду из скважины или из шахтного колодца и обеспечивать хороший напор в сантехнических узлах на любом этаже загородного дома и в удаленных точках на участке. Пользователи децентрализованной сети напрямую зависят не только от напора, но и еще от одной важной характеристики – от расхода воды.

[include title=»РСЯ — в записи»]

В ходе эксплуатации частной системы отслеживаются два стандартных варианта:

• Дебит шахтных колодцев, артезианских скважин со слабым напором и безнапорных скважин не вполне удовлетворяет суточную потребность в воде трех-четырех членов семейства. Из-за периодического опустошения источника падает напор, что наталкивает на размышления о том, как модернизировать коммуникационную сеть, как поднять давление в водопроводе и какими средствами лучше это осуществить.
• Дебит напорной скважины (артезианской) превышает значения расхода воды в сутки (приблизительная суточная норма 500 л). При высокой производительности насоса, исполняющего в данном случае заодно функцию сдерживающего давление агрегата, давление может превысить допустимый предел 6 атмосфер. Превышение может повлечь протечки в местах соединений и преждевременный износ сантехники.

Накопительные резервуары для обеспечения регулярной подачи воды с необходимым напором

Вывод. Производительность насосного оборудования должна соответствовать дебиту скважины и запланированному расходу воды. Ориентироваться лучше на суточный расход в летний, самый напряженный по потреблению воды период.

С целью решения собственных задач каждый из владельцев в праве самостоятельно определиться с выбором насосного агрегата. Нет единых стандартов ни для хозяев коттеджей, ни для владельцев городского жилья. Подойдет:

• Насос, врезка которого производится прямо в трубу на входе общего водопровода в квартиру. Оборудовать автономную сеть дополнительными, повышающими давление насосами можно установив их перед точками разбора. Работу компактных насосов можно регулировать вручную, можно воспользоваться автоматической системой контроля работы, которыми оснащены большинство моделей. Но они подходят лишь тем, кто думает, как увеличить давление в водопроводе на незначительную величину до 1,5 атм.

Схема установки насоса для повышения давления в водопроводе

• Насосная станция с накопительной емкостью устранит более существенные проблемы. Она необходима, если низкое давление в сети чередуется с полным отсутствием воды в трубах. Гидроаккумулятор (накопительный бак) позволяет запастись необходимым для суточного потребления объемом воды и расходовать ее по мере необходимости.

Насосная станция с гидроаккумулятором

Естественно станция с гидроаккумулятором отнимет немало полезного пространства и будет беспокоить в отличие от малогабаритного бесшумного насоса звуковыми спутниками своей деятельности. Бак требуется регулярно очищать, не допускать застаивания воды в нем более двух суток. Однако у громоздкого аппарата есть преимущество: его можно наполнить в ночное время по сниженным тарифам за электроэнергию, а крупный гидроаккумулятор водрузить на крышу, установить в подвале или зарыть под землю.

Профессиональные рекомендации о том, как повысить давление в водопроводе, с точными расчетами производительности внедряемых для оптимизации систем смогут дать проектировщики компаний, специализирующихся на разработке и монтаже автономных коммуникаций. Мероприятия по усовершенствованию сети в квартире проведут сантехники из ЖЭУ. Однако собственникам необходимо знать о путях и способах реализации их задачи. Не исключено, что хороший хозяин сможет сделать все сам.

Как повысить давление воды в водопроводе? Три способа

Перепады давления в трубопроводах централизованного водоснабжения частного сектора – проблема известная большинству владельцев частных домов. Особенно ощутимы они в летний период на протяжении дня. Объяснить их можно перегруженностью системы водоснабжения, ведь именно в этот период приезжают на природу дачники, начинается время садовых работ, поливов клумб и огородов и т.д.

И если зимой проблем с водой в кране не наблюдалось, летом они появляются регулярно: то напор плохой, то вообще воды нет. Конечно, такая ситуация не может не вызывать раздражения, ведь наличие воды в доме – это один из залогов нормального проживания. К счастью, есть несколько способов уберечь свой дом от подобных неприятностей, и ниже будут приведены наиболее распространенные из них.

Способы повышения давления воды в водопроводе

Наиболее надежным способом решения проблемы с пониженным давлением воды в водопроводе является организация на участке автономной системы водоснабжения. Хотя этот радикальный способ и дорогостоящий, он имеет массу преимуществ: полную независимость от соседей, вычерпывающих все запасы воды централизованного водопровода, постоянный напор в кране, бесперебойная подача воды. Если Вы выбрали именно этот способ, Вам придется выкопать собственный колодец на участке или пробурить скважину, подвести и подключить водопровод, оборудовать систему автоматикой. Все это связано с немалыми расходами, но результат их стоит: при наличии автономной системы водоснабжения о проблемах с водой можно просто забыть.

Менее трудоемкий и затратный способ – подключение водонапорной установки в системе водопровода, которая будет поддерживать нужное давление, несмотря на общее давление воды в системе. Установка представляет собой бак объемом 1-3 м3, наполненный водой. Вода в бак поступает ночью, когда в системе достаточно высокое давление из-за пониженного ее потребления. Днем, когда давление падает, в краны подается вода не из системы, а из бака, поддерживая напор 2,5-4,2 атм. Регулирует работу водонапорной установки специальная автоматика, которая подключает бак только при падении давления ниже нормы.

Третий способ – установка циркуляционного насоса в системе водопровода. Установка возможна при условии, что в системе постоянно есть хоть небольшой напор воды, иначе она не имеет смысла. Принцип работы циркуляционного насоса довольно простой – он «высасывает» из трубопроводов максимальное количество воды, повышая ее напор. Среди преимуществ такого решения можно отметить невысокую стоимость оборудования и его монтажа, но эффективность его ограничена. При использовании насоса давление в системе увеличивается не более чем на 30%, если же давление ниже 1,5 бар, насос здесь не поможет. Также насос бессилен, если в системе вообще нет воды.

Каждый из перечисленных методов имеет свои плюсы и минусы. Какой из них лучше, сказать сложно – все зависит от каждой конкретной ситуации. Поэтому, прежде чем выбрать какой-то из них для повышения давление воды в водопроводе, лучше сначала проконсультироваться у специалистов.

Самые лучшие посты

минимальное и оптимальное, как повысить

Эффективность работы системы водоснабжения определяет давление воды в водопроводе. Есть давление и напор – система работает, нет – не работает или работает не эффективно. А последнее, скорее всего не устроит даже самого непривередливого домовладельца.

Поэтому в данной статье мы рассмотрим и величину давления в водопроводе — для нормальной работы бытовых приборов, минимального и максимального, и способы повышения или понижения напора в системе, и сопутствующие вопросы. Надеемся, что эта информация поможет вам в спорах с коммунальщиками или в попытках оптимизировать работу водопровода своими силами.

Давление воды в водопроводе

Какое давление в водопроводной сети является нормой?

Единица измерения «водопроводного давления» — 1 бар. Он равен примерно одной атмосфере (точнее 1,0197 атмосферы, но это несущественно). Такое давление соответствует весы столба воды высотой 10 метров.

В городской сети на внутренние стенки трубопровода «давит» 40-метровый столб воды или 4 бара, в общепринятой системе измерения.

Сбои в системе водоснабжения

Такого давления вполне достаточно для обслуживания потребителей даже на самом верхнем этаже многоэтажки. Но, к большому сожалению, давление не относится к стабильным характеристикам системы водоснабжения. И нормальное давление воды в водопроводе – 4 бара – встречается не так уж и часто. Поскольку в типовой системе давление колеблется в пределах от 2,5 до 7,5 бар, в пиковые показатели доходят и до 10 бар.

Причем повышение давления в водопроводе, в большинстве случаев, приводит к сбоям в системе водоснабжения. Причем некоторые приборы (керамические вентили, резьбовые муфты и так далее) испытывают затруднения при давлении 6,5 бар. А 10 атмосфер способны выдержать лишь сварные соединения и особые фитинги (промышленного типа, с конической резьбой или пресс гильзой).

Однако недостаточное давление приводит к не меньшим затруднениям и сбоям в работе водовода. Ведь некоторые бытовые и сантехнические приборы «стартуют» только при определенном давлении на входящем патрубке. Например, джакузи можно «запустить» при давлении от 4 бар, а стиральная машинка-автомат включается при давлении не менее 2 бар. И даже душем можно пользоваться только в том случае, если давление в системе будет не ниже 1,5 бар.

Именно поэтому, общепризнанное оптимальное давление в системах бытового водоснабжения равняется 4 бар. При такой «нагрузке» практически отсутствует риск разрушения фитингов и узлов запорно-регулирующей арматуры. И, в то же время, 4 бар вполне достаточно для «запуска» самых привередливых бытовых приборов и сантехнического оборудования.

Максимальное и минимальное давление воды в водопроводе автономного типа

Автономный водопровод работает не на общих стандартах, а по велению своего владельца. В такой системе можно выставить любое давление – от тривиальной одной атмосферы, когда вода идет по трубам практически самотеком, до четырех, а то и шести бар, необходимых для автоматического полива удаленного газона.

Автономный водопровод

И какое давление в водопроводе будет оптимальным, в данном случае, решает владелец дома, который и будет оплачивать ремонт фитингов и запорно-регулирующей арматуры или страдать от отсутствия возможности принять ванну, в то время, когда работает система автоматического полива.

Поэтому большая часть загородных домовладений оборудуют автономными системами с  напором от 1,5 литра/секунду. И минимальное давление в «частном» водопроводе не может быть меньше 1,5 бар. В ином случае домовладелец не сможет воспользоваться двумя сантехническими приборами одновременно.

Ну а максимальное давление в автономной системе зависит от двух факторов – дебета источника (скважины или колодца) и производительности насоса. Если источник может сгенерировать более 0,5 м3 воды в сутки, а насос перекачать весь этот объем с достаточно высоким напором (более 1,5 литров в секунду), то давление системе можно поднять до критических 6 бар.

Но в большинстве случаев владельцы автономных скважин озабочены не ограничением напора, а вопросом: «Как повысить давление в водопроводе?» Ведь существенным дебетом обладают только артезианские скважины, да и то далеко не все. А большая часть источников на наших участках относится к слабонапорному, а то и безнапорному типу. И дебета таких скважин едва хватает на семью из 3-4 человек.

Поэтому большинство владельцев автономных источников водоснабжения знакомы с проблемой недостаточного давления в системе не понаслышке. И далее по тексту мы рассмотрим пути решения этой проблемы.

Как повысить давление в водопроводе?

Технически повышение давления в водопроводе реализуется путем интеграции в систему накопительного бака или установки в водовод нагнетательного насоса. Причем оба варианта сулят различные преимущества и демонстрируют некоторые недоставки. Поэтому далее мы будем рассматривать эти способы повышения давления в водопроводе отдельно друг от друга.

Повышение давления с помощью насоса

Данный способ повышения давления годится и для квартир, оборудованных центральным водопроводом, и для частных домов, «запитанных» на автономную скважину.

Насос для повышения давления

Причем в автономную систему дополнительный насос монтируют в систему лишь в том случае, если основной источник давления не может обеспечить приемлемого напора. То есть, когда скважина расположена далеко от дома или, когда мощности основного насоса не хватает для подачи воды на второй этаж.

Обычно второй насос монтируют на входе в домашнюю разводку – перед главным коллектором или первым тройником (крестовиной). Причем нужно понимать, что за насосом создается ощутимое разряжение, а сам агрегат качает сильно насыщенную воздухом воду. Поэтому в качестве насоса обычно используется вибрационный агрегат, малочувствительный к высокому содержанию воздуха в прокачиваемой среде.

Правда, правила хорошего тона не одобряют практику использования насосов в многоквартирных домах. Ведь в этом случае владелец «прокаченного» водопровода попросту вредит своим соседям.

Повышение давления с помощью станции с накопительным баком

Станция с накопительным баком функционирует по несколько иному принципу. Насос закачивает жидкость в накопительную часть (бак или гидроаккумулятор) агрегата. Причем накопитель функционирует под постоянным давлением в 1,5-2 бара. То есть, вода закачивается в бак до тех пор, пока на выходе не появятся желаемые 1,5-2 бара (в случае с аккумулятором давление может быть намного больше). После чего насос отключается.

Повышение давления с помощью насосной станции с накопительным баком

Водопровод запитан на накопитель (бак или аккумулятор) и расходует воду, подаваемую под строго контролируемым (особым датчиком) давлением. Как правило, этот датчик включает насос при падении давления в накопителе до отметки 1,5 бара и выключает при возрастании давления до 5 бар.

Именно так и работает любая насосная станция, монтируемая в точке сопряжения внешней и внутренней ветви домашнего водопровода. Причем насос в станции может быть и вибрационного и центробежного типа, а в качестве нагнетателя давления в накопителе, используется  встроенный или выносной  эжектор – узел, создающий разряжение в трубе.

Сфера применения насосных станций – это автономные  системы водоснабжения. Для повышения давления в «квартирном» трубопроводе такие устройства не используются, в силу особенностей конструкции и очень шумной работы.

Опубликовано: 17.09.2014

Редуктор давления воды в квартире: когда нужен, какой выбрать, как установить

Редуктор — незаменимый помощник: он поддерживает стабильный напор и температуру воды, а также защищает трубы и бытовую технику от резких скачков давления. Не знаете, какой редуктор давления воды лучше выбрать и как его установить? Мы подготовили решение: в этой статье вы найдёте информацию о ситуациях, в которых пригодится прибор, типах устройства и способе монтажа.

Оглавление

Нужен ли редуктор давления воды в квартире?

Конструкция. Принцип работы

Виды редукторов

Поршневой

Мембранный

Советы по выбору

Установка редуктора

Регулировка редуктора давления в квартире

Рекомендации по эксплуатации

Нужен ли редуктор давления воды в квартире?

Редуктор давления воды в системе водоснабжения чаще всего незаменим. Он играет роль сдерживающего фактора, защищая систему от гидроударов. Установка редуктора давления воды необходима, если вам знакома хотя бы одна из этих ситуаций:

• Нестабильный напор. Не пренебрегайте установкой регулируемого редуктора давления воды в доме, если напор в горячем и холодном кране неконтролируемо меняется. Резкие скачки могут повредить бытовую технику, а непостоянная температура подвергает вас опасности термического ожога.
• Слишком мощный напор. В этом случае установка понижающего редуктора обязательна. Проблемы такого рода актуальны для жителей первых этажей. Дело в том, что воду в многоквартирных постройках подают с высоким давлением. Это необходимо, чтобы она доходила до самого верха. Именно поэтому напор воды в квартирах, расположенных вблизи от насосной станции, может заметно превышать нормальные показатели. Это чревато лопнувшими соединениями труб, протечками и другими аварийными ситуациями. Редуктор понижения давления воды предотвратит эти поломки.
• Слишком слабый напор. Вам поможет редуктор, дополненный помпой. Слабый поток воды вызывает массу неудобств: от дискомфорта во время мытья посуды или гигиенических процедур до невозможности пользоваться стиральной машиной или газовой колонкой. Устройство с помпой увеличит напор и избавит вас от этих проблем.

Конструкция. Принцип работы

Все редукторы работают по схожему принципу. Они фиксируют предельный уровень давления в водопроводной сети и запускают регулирующий клапан. Тот ограничивает сечение водопровода и объём проходящей по нему жидкости.

В квартирах устанавливают редуктор давления по статике. Устройства такого типа работают по принципу «после себя», реагируя на однократные увеличения давления. Этот механизм оптимален для бытовых нужд, поскольку в жилых строениях воду включают лишь время от времени. Динамические устройства, предназначенные для постоянной регуляции, используют на промышленных объектах и в системах орошения. В домашних условиях в них нет необходимости.

Виды редукторов

Поршневые редукторы

В них основную работу выполняет встроенный подпружиненный поршень. С помощью специального крана можно настроить управляющую пружину. Поршень, в свою очередь, будет частично перекрывать трубопровод, когда давление поднимется до критической отметки.

Плюсы

• Эти устройства более распространены и доступны.
• Конструкция отличается простотой, компактностью и — при условии правильной эксплуатации — высокой надёжностью.

Минусы

• Обладают меньшим диапазоном регулировки (1–4,5 бара), которого, впрочем, обычно хватает для бытового использования.
• Чтобы прибор не выходил из строя, вода в квартире должна проходить предварительную фильтрацию. В противном случае мелкие частицы будут мешать работе редуктора давления воды. В результате поршень может заклинить. Если вы не готовы приобретать дополнительное оборудование, можете найти хорошие редукторы давления воды со встроенным фильтром.

Вам могут пригодиться

Мембранные редукторы

В этих редукторах на скачки давления реагирует мембрана, которая соединена с пружиной. Пружина сжимается или расправляется, заставляя клапан ограничивать движение воды.

Плюсы

• Герметичная камера защищает механизм от загрязнения. Такое устройство не требует установки фильтров и технического обслуживания.
• Обладает большим диапазоном регулировки (0,5–7 бар).

Минусы

• Мембранный редуктор давления воды может стоить в два раза дороже поршневого.

Советы по выбору

Учитывайте не только тип устройства, но и другие характеристики. От них зависит, подойдёт ли вам прибор и будет ли эффективна его работа.

Тип соединения

Бытовые редукторы чаще всего устанавливаются с помощью резьбы, а промышленные — с помощью фитингов. Выбирая устройство, обратите внимание на диаметр подключения, который измеряется в дюймах. Вам может подойти редуктор давления воды 3/4″. В иных случаях понадобится редуктор давления воды 1/2″ или 2″. Измерьте внутренний диаметр трубы и подберите соответствующий ему прибор.

Производительность

Производительность моделей квартирного типа обычно не превышает 3 м³/ч. Такого объёма воды вполне достаточно для бытового обслуживания. В коммерческих строениях используют регуляторы с большей пропускной способностью — 3–15 м³/ч, а в промышленных — устройства, производительность которых выше 15 м³/ч.

Температурный режим

Не все модели подходят для горячего водоснабжения. Редуктор давления горячей воды должен быть предназначен для работы при температуре до 130 ºС. Редуктор давления холодной воды может не обладать такой термостойкостью.

Материал

Лучшие редукторы давления воды производят из практичных материалов, не подверженных коррозии, — никелированной или хромированной латуни или нержавеющей стали.

Установка редуктора

Редуктор рекомендуется монтировать в горизонтальном положении после фильтра грубой очистки: это продлит срок службы регулятора воды. Кроме того, постарайтесь расположить редуктор перед счётчиком, чтобы уберечь прибор учёта от выхода из строя. Если такая конфигурация по каким-либо причинам невозможна, допускается установка регулятора после счётчика. Для того, чтобы облегчить техническое обслуживание редуктора, поставьте до и после него отсекающие краны

1. Для установки редуктора давления воды подготовьте шлифмашину или ножовку, плашку для нанесения наружной резьбы, универсальную смазку, набор ключей, фум-ленту или уплотнительную нить.
2. Перекройте водоснабжение, убедитесь, что вода действительно не поступает в трубы.
3. Измерьте размер редуктора и двух вентилей, отрежьте фрагмент трубы и нанесите резьбу. Для этого закрепите отрезок в вертикальном положении, смажьте рабочую часть, поставьте на неё плашку и проворачивайте инструмент, пока не добьётесь нужного результата.
4. Установите вентиль, а затем редуктор, опред

почему слабое давление в кране, как устранить

Недостаточный напор воды — довольно распространенная бытовая проблема, с которой сталкиваются жители как квартир, так и загородных домов. Что касается последнего случая, то здесь вода может оседать из автономного источника или подключена к центральной линии. Несмотря на это, проблема с давлением знакома многим. Поэтому рассматривается актуальный вопрос, а чем поднять напор воды в квартире или загородном доме можно.Решить эту проблему можно своими руками, без больших материальных затрат. Итак, как увеличить напор холодной воды в квартире?

Причины низкого давления

Прежде чем решить, как увеличить напор воды в квартире, необходимо определить причину этой проблемы. Это позволит выбрать оптимальное решение. В большинстве случаев падение давления связано с такими факторами:

• течь или авария на трассе;
Уменьшение уклонов труб диаметром
• из-за отложений в процессе эксплуатации;
• фильтр засорения, Установлен на входе в часть дома;
• забит редуктор давления и требуется регулировка;
• производственные браки или неисправности арматуры, возникшие в результате длительной эксплуатации.

Также частой причиной является некачественная работа поставщика. Эта проблема может коснуться как жителей квартир, так и загородных домов, подключенных к центральному водопроводу. Итак, падение давления в трубопроводе может быть вызвано отключением насосов, находящихся на подстанции. Таким образом, поставщик хочет сэкономить на электроэнергии. Также давление может резко упасть в результате аварии на подстанции или линии.

Прежде чем принимать какое-либо решение, нужно проанализировать ситуацию.Опросить жителей соседних домов и квартир о наличии таких проблем. Если мы говорим об общей проблеме, в первую очередь следует искать объяснения в коммунальных службах. Давление в трубе воды должно соответствовать заданному параметру. В противном случае это будет нарушением правил.

Чтобы сэкономить время на поиске причины низкого давления воды, специалисты рекомендуют устанавливать манометры на участке трубы между колодцем и домом. Это поможет вам понять, где нужно искать причину.

Проверить что

Решение данной проблемы проводится по установленному алгоритму. Это список действий, которые необходимо выполнить при падении давления в воде. итак, для этого нужно проверить:

• КПД насосной станции. В особенности это касается жителей загородных домов. Если на трубопроводе есть измерительные приборы, то по ним можно определить, где искать проблему. Если показания манометров ниже номинальных, то это будет неисправность насосных станций.В городе с этой проблемой нужно бороться с соответствующими коммунальными службами. В случае загородного дома падение давления может быть вызвано засорением скважинного насоса.
• Состояние фильтра тонкой очистки. Часто оборудование устанавливается у входа в здание или непосредственно перед точкой водопотребления. Такие устройства необходимо периодически осматривать и проводить их очистку. Особенно это касается загородных домов с автономным водоснабжением.
• Напор во всех точках водопотребления.Если все отводы давления будут небольшими, проблема кроется в центральной трубке. В том случае, когда давление низкое только в одном кране, следует проверить состояние ответвлений, соединяющих точку потребления с центральной трубкой. Если протечек нет, то нужно разобрать клапан и проверить его на наличие засоров.

Часто в трубопроводе падение давления возникает в результате нарушения целостности контура. В результате на участке образуется лужа или мокрое пятно, что указывает на наличие протечек воды.В случае квартирного решения этой проблемы задействованы соответствующие службы. Хозяин просто прославил их.

Как увеличить напор воды в квартире

Увеличить напор воды в воде можно несколькими способами. Среди основных методов можно выделить:

• установка дополнительного насоса напора воды в квартире;
• модернизация системы водоснабжения;
• установка аккумулятора.

Каждый из методов используется в зависимости от ситуации и имеет свои особенности. поэтому вам следует внимательно рассмотреть каждый из них. Итак, как увеличить напор воды в квартире?

Видео:

Установка дополнительного насоса

Насосы для повышения давления воды в квартире подбираются индивидуально к той или иной системе. Пока с учетом определенных параметров. К ним относятся длина линии, диаметр трубы, этажность и другие.Касательно, при выборе блока питания стоит учесть:

• производительность;
• мощность;
• давление.

Что касается стоимости помпы, то здесь каждый выбирает модель по возможности. Итак, стоимость таких агрегатов находится в пределах 7000 — 8500 рублей. При этом следует учитывать, что цена зависит от характеристик повышающего напора водяного насоса в квартире. Следовательно, здесь экономия неуместна. Итак, если вы купите более дешевую модель, которая не будет соответствовать требованиям, она не даст желаемого результата.Это означает, что давление воды в воде останется прежним.

Видео:

Обновление системы

В частности, этот метод часто используется на дачных участках. Дело в том, что многие владельцы частных домов предпочитают самостоятельно заниматься монтажом инженерных систем. В результате во время их эксплуатации могут возникнуть некоторые проблемы. В данном случае это вода низкого давления. Поэтому этими работами должны заниматься профессионалы.

В процессе прокладки водопровода необходимо выполнить ряд инженерных расчетов. Это установит конкретную строку. При этом необходимо учесть, что включение трассы, арматуры и диаметра трубы снижает давление воды в водоводе. Таких нюансов довольно много, и произвести точные и безошибочные расчеты сможет только специалист.

Что касается квартир, то падение давления воды может быть вызвано неправильной заменой трубы. На сегодняшний день наиболее популярны пластиковые трубки.Их широко применяют для восстановления водопровода в квартирах старой постройки. Если правильно подобрать размер трубы, это негативно скажется на напоре воды. Но увеличение сечения трубопровода позволит несколько увеличить этот параметр. При необходимости можно установить помпу, повышающую напор воды в квартире.

Установка гидроаккумулятора

В современных квартирах и домах данное устройство является неотъемлемым элементом системы. С его помощью можно поднять давление воды до необходимого уровня.Конечно, даже при наличии такого устройства могут возникнуть некоторые проблемы. В первую очередь, это касается случаев, когда гидроаккумулятор настроен неправильно. Единственный выход — заменить его.

Также решить проблему недостаточного давления воды в воде можно с помощью накопительной емкости и насосной станции. Для начала к системе подключается пластиковый накопительный бак, который в среднем составляет 550 л. В дальнейшем к нему подключена насосная станция. Повышение давления воды в квартире состоит из насоса и гидроаккумулятора.

Видео:

Давление воды в воде: что стоит учитывать

Низкое давление в водопроводной системе доставляет некоторый дискомфорт. Кроме того, падение давления может привести к неисправности бытовой техники. Поэтому домохозяйства вынуждены следить за этим параметром. В первую очередь необходимо выполнить такую ​​работу:

• Составьте список устройств, являющихся потребителями. Это касается не только сантехники, но и бытовой техники, такой как стиральная и посудомоечная машины, бойлер и прочее.
• Изучите все технические данные. В частности, обратите внимание на значение номинального давления, которое обеспечивает нормальную работу устройства.
• Сравните номинальное значение и фактическое давление. Это даст возможность оценить ситуацию. Если манометры показывают, что давление низкое, чем необходимо, необходимо позаботиться о его повышении.

Многие не уделяют этой проблеме должного внимания. Но все меняется, когда технологии дают сбой, все меняется в корне.Дело в том, что гарантия производителя автоматически прекращается при нарушении условий эксплуатации. Одно из таких расстройств — использование техники при низком давлении воды. Поэтому этот параметр нужно контролировать и делать все, чтобы он был на должном уровне.

Причиной слабого давления в многоэтажке может быть засор в редукторе давления

. Если давление воды в контуре на нормальном уровне, стоит задуматься, как изменится параметр, при включении нескольких потребителей.Особенно это касается зимнего периода, когда в систему входит дополнительный пользователь — бойлер. В результате интенсивного потребления давление может резко упасть, это создаст новые проблемы.

Низкое давление воды в квартире или частном доме — очень распространенная проблема, для решения которой используются самые разные методы. Но не стоит переусердствовать, так как значительное увеличение этого параметра может привести к некоторым проблемам. Значит, это может быть обрыв линии или выход из строя бытовой техники.Поэтому поднимать давление воды в квартире не нужно выше допустимого, решает проблему сильный редуктор давления.

Видео:

Использование трубы меньшего размера для увеличения давления воды

В индустрии спринклерных систем для газонов существует очень стойкое заблуждение, что использование труб постепенно уменьшающихся размеров в спринклерных системах поможет поддерживать высокое давление воды. Аргумент состоит в том, что по мере того, как вода движется по трубам мимо спринклеров, труба должна уменьшаться, чтобы сжимать воду так, чтобы давление оставалось достаточно высоким для работы спринклеров.К сожалению, это неправда. Было бы хорошо, если бы это было так, потому что мы могли бы исключить насосы. Плюс подумайте, сколько денег вы сэкономите на трубе. Чем меньше размер трубы, тем лучше будет работать ваша система! Так почему бы не использовать для труб трубку диаметром 1/4 дюйма или даже 1/8 дюйма? Это действительно повысило бы давление! Звучит немного глупо, если так посмотреть, правда? Хорошо, хватит сарказма. Я объясню всю эту неразбериху.

Выжимание воды в трубу меньшего размера не приведет к увеличению давления воды !

Отчасти это заблуждение сохраняется потому, что оно кажется логичным.В поддержку этой идеи чаще всего приводят пример того, что происходит, когда вы держите большой палец за конец шланга. Когда вы нажимаете большим пальцем на отверстие, делая его меньше, вы можете почувствовать, как давление воды на большой палец увеличивается. Если еще сильнее прижать большой палец к концу шланга, отверстие станет еще меньше, и вы почувствуете, что давление еще больше возрастает. Казалось бы, это доказывает, что уменьшение размера отверстия увеличивает давление воды. Логично, что использование трубы меньшего размера также увеличило бы давление воды.

К сожалению, с этим примером «большой палец на конце шланга» происходит гораздо больше, чем вы думаете. Когда вода движется по шлангу или трубе, поверхность шланга или трубы оказывает большое сопротивление. Вода движется по шлангу с максимальной скоростью, преодолевая трение. Когда вода достигает конца шланга, на выходе из него остается почти нулевое давление. Так, если у вас есть, скажем, 50 фунтов на квадратный дюйм давления воды в кране шланга, вода будет двигаться по шлангу так быстро, как только может, так что она израсходует почти все эти 50 фунтов на квадратный дюйм давления к тому времени, когда достигнет конца. шланга.Если бы было давление 60 фунтов на квадратный дюйм, вода просто двигалась бы немного быстрее по шлангу, так что к моменту выхода из него она использовала почти все 60 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, практически независимо от давления, почти все давление воды расходуется к тому времени, когда вода течет по шлангу. Природа воды такова, что она достигает наиболее эффективного баланса между скоростью потока и потерей давления. (Обратите внимание, я слишком упрощаю это, чтобы сделать его удобоваримым для обычного человека. Если у вас есть степень в области гидравлики, вы уже знаете все другие связанные с этим вещи об открытии vs.закрытые каналы и эффекты сопла.)

Когда вы кладете большой палец на конец шланга, вы меняете динамику потока в шланге. Ваш большой палец ограничивает поток воды через шланг. Когда большой палец находится на конце шланга, вода течет по шлангу намного медленнее, и в результате потери давления из-за трения намного меньше. Таким образом, когда в шланге теряется меньшее давление, давление на конце шланга, где находится ваш большой палец, увеличивается. Чем сильнее вы сжимаете большой палец, тем сильнее уменьшается поток и тем большее давление вы чувствуете.Но вы не создали НОВОГО давления. Вы просто заменили уменьшенный поток повышенным давлением. Вы легко можете проверить это сами. Возьмите ведро и измерьте, сколько времени потребуется, чтобы заполнить его с помощью шланга с открытым концом. Теперь посчитайте, сколько времени нужно, чтобы заполнить то же ведро, прижав большим пальцем конец шланга. Заполнение займет больше времени, потому что ваш большой палец уменьшил поток! То же самое произошло бы с вашей спринклерной системой, если бы вы использовали меньшую трубу для увеличения давления. Меньшая труба ограничит поток воды.Уменьшение потока уменьшит потерю давления в трубах, что приведет к увеличению давления. Но, конечно, спринклеры не будут работать, потому что они не получат необходимый поток! Спринклерам требуется как поток, так и давление.

Хорошо, это объяснение непрофессионала. Но есть также несколько более сложных научных теорий, о которых меня спрашивали в связи с этой темой. Итак, вот несколько очень научных объяснений.

Принцип Бернулли, эффект Вентури и летающие свиньи

Возьмите за это свои мыслительные способности.Как вы хорошо знаете, Принцип Бернулли по существу говорит (перефразируя), что с увеличением скорости жидкости давление этой жидкости уменьшается. Если бы этого не произошло, свиньи не полетели бы *. Очевидно, что когда вы проталкиваете определенное количество воды через трубу меньшего размера, скорость воды должна увеличиваться, чтобы она могла пройти через меньшую трубу. Согласно принципу Бернулли, это уменьшит давление воды на ! Это называется эффектом Вентури. Внезапно проталкивая воду через узкий проход, вы действительно можете создать достаточное снижение давления, чтобы создать всасывание.Так работают многие инжекторы удобрений. Это также еще одна причина, по которой использование трубы меньшего размера не приведет к увеличению давления — оно фактически уменьшит его!

Другой менее распространенный аргумент — размер трубы должен быть уменьшен, потому что поток уменьшается в каждом месте расположения спринклерной головки вдоль трассы трубы. Таким образом, если бы труба оставалась того же размера, скорость в трубе уменьшилась бы, что привело бы к увеличению давления (снова в соответствии с принципом Бернулли). Это действительно хороший, научно обоснованный и точный момент! Таким образом, аргумент состоит в том, что размеры труб должны стать меньше, чтобы поддерживать постоянную скорость и избежать увеличения давления воды.(Вам еще не скучно?) К сожалению, когда вы используете его в качестве аргумента в пользу использования трубы меньшего размера, эта трубка терпит неудачу, когда вы делаете фактические вычисления. При расходе 7 футов в секунду, который является максимальным рекомендованным безопасным потоком для труб из ПВХ, максимально возможное увеличение давления из-за изменения скорости будет колоссальными 1/3 фунта на квадратный дюйм. Таким образом, теоретически использование трубы меньшего размера устранит этот прирост давления на 1/3 PSI. Но использование трубы меньшего размера, вероятно, также увеличит потерю давления из-за трения, как упоминалось ранее.Падение давления из-за потерь на трение, вероятно, компенсирует большую часть, если не весь выигрыш, который мог произойти из-за уменьшения скорости. Даже если бы этого не произошло, максимально возможное увеличение давления на 1/3 фунта на квадратный дюйм просто несущественно и не было бы замечено. Поэтому я придерживаюсь своего заявления о том, что единственная причина уменьшить размер трубы — это сэкономить деньги.

* Кстати, принцип Бернулли — это то, почему крылья самолета создают подъемную силу, которая помогает самолетам летать. Следовательно, это также причина того, что люди и даже свиньи могут летать!

Как увеличить давление воды? (с иллюстрациями)

Низкое давление воды может быть одной из самых неприятных, хотя и не по-настоящему серьезных проблем, с которыми приходится иметь дело домовладельцу.Это может затруднить правильное полоскание после душа и вызвать ряд других неудобств. Для увеличения давления воды можно предпринять ряд шагов. Однако рекомендуется попытаться найти корень проблемы.

Человек моет руки в воде из-под крана с хорошим напором воды.

Первым шагом, необходимым для увеличения давления воды, является определение наличия серьезных проблем с водопроводом. Это могут быть утечки или засорение труб. Это также может быть самым дорогим шагом в процессе. Если утечек или засоров не обнаружено, возможно, в муниципальной системе просто слабый поток в вашем районе, и единственным вариантом может быть лечение симптомов.

Напор воды можно увеличить, убедившись, что аэраторы чистые и не содержат отложений.

В некоторых случаях проблема с давлением воды может быть ограничена конкретной раковиной или душем, особенно с аэраторами. Со временем отложения могут накапливаться на этих аэраторах и забивать их, делая поток слабее. В таких ситуациях лучше всего снять аэратор, тщательно очистить его и поставить на место.

Для тех, кто хочет увеличить давление воды только в определенной зоне, например в душе, лучше всего начать с самого простого и дешевого предмета. Достаточно просто заменить насадку для душа на ту, которая предназначена для увеличения давления воды для этого душа.На некоторых душевых лейках могут быть установлены ограничители потока. Их удаление было бы еще одним простым способом немедленно улучшить давление воды.

Для тех, кто хочет увеличить напор воды во всем доме, лучшим вариантом может стать система повышения давления воды.Эти системы повышают давление воды там, где оно начинается: поступая в дом. На самом деле бустер — это не что иное, как водяной насос, который предназначен для работы с существующим водопроводом, поступающим в дом.

В некоторых случаях для увеличения давления воды до желаемого уровня может потребоваться крупный водопроводный проект.Например, если проблема заключается в низком давлении воды во всем доме, увеличение размера основной трубы, обслуживающей дом, должно обеспечить желаемое повышение давления. Зачастую это будет дорогостоящий вариант, и большинство из них будет полагаться на профессионалов. Хотя этот вариант может быть не самым простым, он может быть единственным способом повысить давление до приемлемого уровня.

Душевые лейки влияют на напор воды и расход воды.

Оценка падения давления вдоль трубопроводов

Самый простой способ перекачать жидкость в замкнутой системе из точки A в точку B — с помощью канала или трубы ( Рис. 1 ).

• Рис. 1 — Система потока жидкости (любезно предоставлено AMEC Paragon).

Конструкция трубопровода

Минимальные базовые параметры, которые требуются для проектирования системы трубопроводов, включают, помимо прочего, следующее.

• Характеристики и физические свойства жидкости.
• Требуемый массовый расход (или объем) транспортируемой жидкости.
• Давление, температура и высота в точке А.
• Давление, температура и высота в точке Б.
• Расстояние между точками A и B (или длина, которую должна пройти жидкость) и эквивалентная длина (потери давления), вносимые клапанами и фитингами.

Эти основные параметры необходимы для проектирования системы трубопроводов.Предполагая установившийся поток, существует ряд уравнений, основанных на общем уравнении энергии, которые можно использовать для проектирования системы трубопроводов. Переменные, связанные с флюидом (например, жидкость, газ или многофазность), влияют на поток. Это приводит к выводу и развитию уравнений, применимых к конкретной жидкости. Хотя конструкция трубопроводов и трубопроводов может быть сложной, подавляющее большинство конструктивных проблем, с которыми сталкивается инженер, можно решить с помощью стандартных уравнений потока.

Уравнение Бернулли

Основным уравнением, разработанным для представления стационарного потока жидкости, является уравнение Бернулли, которое предполагает, что полная механическая энергия сохраняется для устойчивого, несжимаемого, невязкого, изотермического потока без теплопередачи или работы. Эти ограничивающие условия могут быть характерны для многих физических систем.

Уравнение записано как
(Уравнение 1)
где

Z	=	напор, фут,
п	=	давление, psi,
ρ	=	плотность, фунт / фут 3 ,
В	=	скорость, фут / сек,
г	=	гравитационная постоянная, фут / сек 2 ,
и
H L	=	потеря напора, фут.

На рис. 2 представлена ​​упрощенная графическая иллюстрация уравнения Бернулли.

• Рис. 2 — Набросок четырех уравнений Бернулли (любезно предоставлено AMEC Paragon).

Уравнение Дарси дополнительно выражает потерю напора как
(уравнение 2)
и
(уравнение 3)
где

H L	=	потери напора, фут,
f	=	Коэффициент трения по Муди, безразмерный,
L	=	длина трубы, фут,
D	=	диаметр трубы, фут,
В	=	скорость, фут / сек,
г	=	гравитационная постоянная фут / сек 2 ,
Δ P	=	перепад давления, psi,
ρ	=	плотность, фунт / фут 3 ,
и
д	=	внутренний диаметр трубы, дюйм.

Число Рейнольдса и коэффициент трения Муди

Число Рейнольдса — это безразмерный параметр, который полезен для характеристики степени турбулентности в режиме потока и необходим для определения коэффициента трения Муди. Он выражается как
(уравнение 4)
, где

ρ	=	плотность, фунт / фут 3 ,
D	=	внутренний диаметр трубы, фут,
В	=	скорость потока, фут / сек,
и
мкм	=	вязкость, фунт / фут-сек.

Число Рейнольдса для жидкостей может быть выражено как
(уравнение 5)
где

мкм	=	вязкость, сП,
д	=	внутренний диаметр трубы, дюйм,
SG	=	удельный вес жидкости по отношению к воде (вода = 1),
Q л	=	Расход жидкости, B / D,
и
В	=	скорость, фут / сек.

Число Рейнольдса для газов может быть выражено как
(уравнение 6)
где

мкм	=	вязкость, сП,
д	=	внутренний диаметр трубы, дюйм,
S	=	удельный вес газа при стандартных условиях по отношению к воздуху (молекулярная масса, деленная на 29),
и
Q г	=	Расход газа, млн.куб. Фут / сут.

Коэффициент трения Moody, f , выраженный в предыдущих уравнениях, является функцией числа Рейнольдса и шероховатости внутренней поверхности трубы и задается как Рис. 3 . На коэффициент трения Moody влияет характеристика потока в трубе. Для ламинарного потока, где Re <2000, происходит небольшое перемешивание текущей жидкости, и скорость потока параболическая; Коэффициент трения Moody выражается как f = 64 / Re.Для турбулентного потока, где Re> 4000, происходит полное перемешивание потока, и скорость потока имеет однородный профиль; f зависит от Re и относительной шероховатости (/ D ). Относительная шероховатость — это отношение абсолютной шероховатости,, показателя дефектов поверхности к внутреннему диаметру трубы, D . Таблица 9.1 перечисляет абсолютную шероховатость для нескольких типов материалов труб.

• Рис. 3 — Таблица коэффициента трения (любезно предоставлено AMEC Paragon).

Если вязкость жидкости неизвестна, Рис. 4 может использоваться для вязкости сырой нефти, Рис. 5 для эффективной вязкости смесей сырая нефть / вода и Фиг.6 для вязкость природного газа. При использовании некоторых из этих цифр необходимо использовать соотношение между вязкостью в сантистоксах и вязкостью в сантипуазах
(уравнение 7)
где

γ	=	вязкость кинематическая, сантистокс,
ϕ	=	абсолютная вязкость, сП,
и
SG	=	удельный вес.

• Рис. 4 — Стандартные графики вязкости / температуры для жидких нефтепродуктов (любезно предоставлены ASTM).

• Рис. 5 — Эффективная вязкость смеси масло / вода (любезно предоставлено AMEC Paragon).

• Рис. 6 — Вязкость углеводородного газа в зависимости от температуры (любезно предоставлено Western Supply Co.).

Падение давления для потока жидкости

Общее уравнение

Ур.3 можно выразить через внутренний диаметр трубы (ID), как указано ниже.
(уравнение 8)
где

d	=	внутренний диаметр трубы, дюйм,
f	=	Коэффициент трения по Муди, безразмерный,
L	=	длина трубы, фут,
Q л	=	Расход жидкости, Б / Д,
SG	=	удельный вес жидкости по отношению к воде,
и
Δ P	=	падение давления, psi (полное падение давления).

Уравнение Хазена Вильямса

Уравнение Хазена-Вильямса, которое применимо только для воды в турбулентном потоке при 60 ° F, выражает потерю напора как
(уравнение 9)
, где

H L	=	потеря напора из-за трения, фут,
L	=	длина трубы, фут,
С	=	постоянный коэффициент трения, безразмерный ( таблица 2 ),
д	=	внутренний диаметр трубы, дюйм.,
Q л	=	Расход жидкости, Б / Д,
и
галлонов в минуту	=	Расход жидкости, гал / мин.

Падение давления можно рассчитать по
(уравнение 10)

Падение давления для потока газа

Общее уравнение

Общее уравнение для расчета расхода газа указано как
(Ур.11)
где

w	=	расход, фунт / сек,
г	=	ускорение свободного падения, 32,2 фут / сек 2 ,
A	=	площадь поперечного сечения трубы, фут 2 ,
V 1 ‘	=	удельный объем газа на входе, фут 3 / фунт,
f	=	коэффициент трения, безразмерный,
L	=	длина, фут,
D	=	диаметр трубы, фут,
П 1	=	давление на входе, фунт / кв. Дюйм,
и
П 2	=	давление на выходе, фунт / кв.

Допущения: работа не выполняется, поток установившийся и f = постоянный как функция длины.

Упрощенное уравнение

Для практических целей трубопровода Ур. 11 можно упростить до
(уравнение 12)
, где

П 1	=	давление на входе, фунт / кв. Дюйм,
П 2	=	давление на выходе, psia,
S	=	удельный вес газа,
Q г	=	Расход газа, млн.куб. Фут / сут,
Z	=	коэффициент сжимаемости газа, безразмерный,
т	=	температура протока, ° R,
f	=	Коэффициент трения по Муди, безразмерный,
д	=	ID трубы, дюйм.,
и
L	=	длина, фут.

Коэффициент сжимаемости Z для природного газа можно найти на рис. 7 .

• Рис. 7 — Сжимаемость низкомолекулярных природных газов (любезно предоставлено Natl. Gas Processors Suppliers Assn.).

Для расчета расхода газа в трубопроводах можно использовать три упрощенных производных уравнения:

• Уравнение Веймута
• Уравнение Панхандла
• Уравнение Шпицгласа

Все три эффективны, но точность и применимость каждого уравнения попадают в определенные диапазоны расхода и диаметра трубы.Далее формулируются уравнения.

Уравнение Веймута

Это уравнение используется для потоков с высоким числом Рейнольдса, где коэффициент трения по Муди является просто функцией относительной шероховатости.
(уравнение 13)
где

Q г	=	Расход газа, млн.куб. Фут / сут,
д	=	внутренний диаметр трубы, дюйм,
П 1	=	давление на входе, фунт / кв. Дюйм,
П 2	=	давление на выходе, psia,
L	=	длина, фут,
Т 1	=	температура газа на входе, ° R,
S	=	удельный вес газа,
и
Z	=	Коэффициент сжимаемости газа, безразмерный.

Уравнение Panhandle

Это уравнение используется для потоков с умеренным числом Рейнольдса, где коэффициент трения Муди не зависит от относительной шероховатости и является функцией числа Рейнольдса в отрицательной степени.
(уравнение 14)
где

Коэффициент полезного действия

E	=	(новая труба: 1,0; хорошие условия эксплуатации: 0,95; средние условия эксплуатации: 0,85),
Q г	=	Расход газа, млн.куб. Фут / сут,
д	=	ID трубы, дюйм.,
П 1	=	давление на входе, фунт / кв. Дюйм,
П 2	=	давление на выходе, psia,
длина м	=	длина, миль,
Т 1	=	температура газа на входе, ° R,
S	=	удельный вес газа,
и
Z	=	Коэффициент сжимаемости газа, безразмерный.

Уравнение шпицгласа

(уравнение 15)
где

Q г	=	Расход газа, млн.куб. Фут / сут,
Δ h W	=	потери давления, дюймы водяного столба,
и
д	=	ID трубы, дюйм.

Допущения:

f	=	(1+ 3,6 / д + 0,03 г) (1/100),
т	=	520 ° R,
П 1	=	15 фунтов / кв. Дюйм,
Z	=	1.0,
и
Δ P	=	<10% от P 1.

Применение формул

Как обсуждалось ранее, существуют определенные условия, при которых различные формулы более применимы. Далее дается общее руководство по применению формул.

Упрощенная формула газа

Эта формула рекомендуется для большинства приложений общего использования.

Уравнение Веймута

Уравнение Веймута рекомендуется для труб меньшего диаметра (обычно 12 дюймов.и менее). Он также рекомендуется для сегментов меньшей длины (<20 миль) в производственных батареях и для ответвлений сборных линий, приложений среднего и высокого давления (от +/– 100 фунтов на кв. Дюйм до> 1000 фунтов на кв. Дюйм) и высоких чисел Рейнольдса.

Уравнение Panhandle

Это уравнение рекомендуется для труб большего диаметра (12 дюймов и больше). Он также рекомендуется для протяженных участков трубопровода (> 20 миль), таких как магистральные газопроводы, и для умеренных чисел Рейнольдса.

Уравнение шпицгласа

Уравнение Spitzglass рекомендуется для вентиляционных линий низкого давления диаметром <12 дюймов (Δ P <10% от P ₁ ).

Инженер-нефтяник обнаружит, что общее уравнение газа и уравнение Веймута очень полезны. Уравнение Веймута идеально подходит для проектирования ответвлений и магистральных трубопроводов в промысловых системах сбора газа.

Многофазный поток

Режимы потока

Жидкость из ствола скважины в первую часть производственного оборудования (сепаратор) обычно представляет собой двухфазный поток жидкость / газ.

Характеристики горизонтальных многофазных режимов потока показаны на Рис. 8 . Их можно описать следующим образом:

• Пузырь: Возникает при очень низком соотношении газ / жидкость, когда газ образует пузырьки, поднимающиеся к верху трубы.
• Пробка: Возникает при более высоких отношениях газ / жидкость, когда пузырьки газа образуют пробки среднего размера.
• Стратифицированный: По мере увеличения соотношения газ / жидкость пробки становятся длиннее, пока газ и жидкость не потекут в отдельные слои.
• Волнистый: По мере дальнейшего увеличения соотношения газ / жидкость энергия текущего газового потока вызывает волны в текущей жидкости.
• Пробка: Поскольку соотношение газ / жидкость продолжает увеличиваться, высота волны жидкости увеличивается до тех пор, пока гребни не соприкасаются с верхом трубы, создавая пробки жидкости.
• Распылитель: При очень высоком соотношении газ / жидкость жидкость диспергируется в потоке газа.

• Фиг.8 — Двухфазный поток в горизонтальном потоке (любезно предоставлен AMEC Paragon).

На рис. 9 ^[1] показаны различные режимы потока, которые можно ожидать при горизонтальном потоке, в зависимости от приведенных скоростей потока газа и жидкости. Поверхностная скорость — это скорость, которая существовала бы, если бы другая фаза отсутствовала.

• Рис. 9 — Карта горизонтального многофазного потока (по Гриффиту). ^[1]

Многофазный поток в вертикальной и наклонной трубе ведет себя несколько иначе, чем многофазный поток в горизонтальной трубе.Характеристики режимов вертикального течения показаны на Рис. 10 и описаны далее.

• Рис. 10 — Схема двухфазного потока в вертикальном потоке (любезно предоставлено AMEC Paragon).

Пузырь

Если соотношение газ / жидкость небольшое, газ присутствует в жидкости в виде небольших случайно распределенных пузырьков переменного диаметра. Жидкость движется с довольно однородной скоростью, в то время как пузырьки движутся вверх через жидкость с разными скоростями, которые определяются размером пузырьков.За исключением общей плотности композитной жидкости, пузырьки мало влияют на градиент давления.

Пробковый поток

По мере увеличения соотношения газ / жидкость высота волны жидкости увеличивается до тех пор, пока гребни не соприкасаются с верхней частью трубы, создавая пробки жидкости.

Переходный поток

Текучая среда переходит из непрерывной жидкой фазы в непрерывную газовую фазу. Жидкие пробки практически исчезают и уносятся в газовую фазу.Влияние жидкости по-прежнему значимо, но преобладает влияние газовой фазы.

Кольцевой поток тумана

Газовая фаза является непрерывной, и основная часть жидкости увлекается газом. Жидкость смачивает стенку трубы, но влияние жидкости минимально, поскольку газовая фаза становится регулирующим фактором. Рис. 11 ^[2] показывает различные режимы потока, которые можно ожидать при вертикальном потоке, в зависимости от приведенных скоростей потока газа и жидкости.

• Рис. 11 — Карта вертикального многофазного потока (по Taitel et al. ). ^[2]

Двухфазный перепад давления

Расчет падения давления в двухфазном потоке очень сложен и основан на эмпирических соотношениях для учета фазовых изменений, происходящих из-за изменений давления и температуры вдоль потока, относительных скоростей фаз и сложных эффектов возвышения. изменения. Таблица 3 перечисляет несколько коммерческих программ, доступных для моделирования перепада давления. Поскольку все они в какой-то степени основаны на эмпирических отношениях, их точность ограничена наборами данных, на основе которых были построены отношения. Нет ничего необычного в том, что измеренные перепады давления в поле отличаются на ± 20% от рассчитанных по любой из этих моделей.

Упрощенная аппроксимация падения давления на трение для двухфазного потока

Ур.16 обеспечивает приближенное решение для потери давления на трение в задачах двухфазного потока, которое соответствует заявленным предположениям.
(уравнение 16)
где

Δ P	=	падение давления на трение, psi,
f	=	Коэффициент трения по Муди, безразмерный,
L	=	длина, фут,
Вт	=	расход смеси, фунт / час,
ρ M	=	Плотность смеси, фунт / фут 3 ,
и
д	=	ID трубы, дюйм.

Формула скорости потока смеси
(уравнение 17)
где

Q г	=	Расход газа, млн.куб. Фут / сут,
Q L	=	Расход жидкости, Б / Д,
S	=	удельный вес газа при стандартных условиях, фунт / фут 3 (воздух = 1),
и
SG	=	удельный вес жидкости по отношению к воде, фунт / фут 3 .

Плотность смеси определяется по формуле
(уравнение 18)
где

п.	=	рабочее давление, psia,
R	=	Соотношение газ / жидкость, фут 3 / баррель,
т	=	рабочая температура, ° Р,
SG	=	удельный вес жидкости по отношению к воде, фунт / фут 3 ,
S	=	удельный вес газа при стандартных условиях, фунт / фут 3 (воздух = 1),
и
Z	=	коэффициент сжимаемости газа, безразмерный.

Формула применима, если выполняются следующие условия:

• Δ P меньше 10% входного давления.
• Пузырь или туман существует.
• Нет перепадов высот.
• Нет необратимой передачи энергии между фазами.

Падение давления из-за изменения отметки

Есть несколько примечательных характеристик, связанных с падением давления из-за перепадов высоты в двухфазном потоке.Характеристики потока, связанные с изменениями высоты, включают:

• В нисходящих линиях поток становится расслоенным, поскольку жидкость течет быстрее, чем газ.
• Глубина жидкого слоя подстраивается под статический напор и равна падению давления на трение.
• В нисходящей линии нет восстановления давления.
• При низком расходе газа / жидкости поток на участках подъема может быть «полным» жидкостью при малых расходах. Таким образом, при низких расходах полное падение давления представляет собой сумму падений давления для всех подъемов.
• При увеличении расхода газа общий перепад давления может уменьшиться, поскольку жидкость удаляется с участков подъема.

Падение давления при низких расходах, связанное с изменением высоты подъема, может быть аппроксимировано с помощью Eq. 19 .
(уравнение 19)
где

Δ P Z	=	Падение давления из-за увеличения высоты сегмента, psi,
SG	=	удельный вес жидкости в сегменте относительно воды,
и
Δ Z	=	увеличение высоты сегмента, фут.

Общее падение давления затем можно приблизительно определить как сумму падений давления для каждого участка подъема.

Падение давления из-за клапанов и фитингов

Одним из наиболее важных параметров, влияющих на падение давления в трубопроводных системах, является потеря давления в фитингах и клапанах, встроенных в систему. Для трубопроводных систем на производственных объектах падение давления через арматуру и клапаны может быть намного больше, чем на прямом участке самой трубы.В протяженных трубопроводных системах падение давления через арматуру и клапаны часто можно не учитывать.

Коэффициенты сопротивления

Потери напора в клапанах и фитингах можно рассчитать с помощью коэффициентов сопротивления как
(уравнение 20)
, где

H L	=	потери напора, фут,
К r	=	коэффициент сопротивления, безразмерный,
D	=	внутренний диаметр трубы, фут,
и
В	=	скорость, фут / сек.

Общая потеря напора представляет собой сумму всех K _r V ² /2 g .

Коэффициенты сопротивления K _r для отдельных клапанов и фитингов приведены в табличной форме в ряде отраслевых публикаций. Большинство производителей публикуют табличные данные для всех размеров и конфигураций своей продукции. Один из лучших источников данных — это Crane Flow of Fluids , технический документ №410. ^[3] Ассоциация поставщиков переработчиков природного газа. (NGPSA) Engineering Data Book ^[4] и Ingersoll-Rand Cameron Hydraulic Data Book ^[5] также являются хорошими источниками справочной информации. Некоторые примеры коэффициентов сопротивления приведены в Таблицах 4 и 5 .

Коэффициенты расхода

Коэффициент расхода для жидкостей, C _V , определяется экспериментально для каждого клапана или фитинга как расход воды в галлонах / мин при 60 ° F для перепада давления через фитинг на 1 фунт / кв.Взаимосвязь между коэффициентами расхода и сопротивления может быть выражена как
(уравнение 21)
В любом фитинге или клапане с известным C _V падение давления может быть вычислено для различных условий потока и жидкости. свойства с экв. 22 .
(уравнение 22)
где

Q L	=	Расход жидкости, B / D,
и
SG	=	плотность жидкости относительно воды.

Опять же, CV опубликован для большинства клапанов и фитингов, и его можно найти в Crane Flow of Fluids, ^[3] Engineering Data Book, ^[4] Cameron Hydraulic Data Book, ^[5] , а также технические данные производителя.

Эквивалентные длины

Потери напора, связанные с клапанами и фитингами, также можно рассчитать, рассматривая эквивалентные «длины» сегментов трубы для каждого клапана и фитинга. Другими словами, рассчитанная потеря напора, вызванная прохождением жидкости через задвижку, выражается как дополнительная длина трубы, которая добавляется к фактической длине трубы при расчете падения давления.

Все эквивалентные длины, обусловленные клапанами и фитингами в пределах сегмента трубы, должны быть сложены вместе для вычисления падения давления для сегмента трубы. Эквивалентная длина L _e может быть определена из коэффициента сопротивления K _r и коэффициента расхода C _V , используя следующие формулы.
(уравнение 23)

(уравнение 24)
и
(уравнение.25)
где

К r	=	коэффициент сопротивления, безразмерный,
D	=	диаметр трубы, фут,
f	=	Коэффициент трения по Муди, безразмерный,
д	=	внутренний диаметр трубы, дюймы,
и
C V	=	Коэффициент расхода жидкостей, безразмерный.

В таблице 6 показаны эквивалентные длины труб для различных клапанов и фитингов для ряда стандартных размеров труб.

Номенклатура

Z	=	напор, фут,
п	=	давление, psi,
ρ	=	плотность, фунт / фут 3 ,
В	=	скорость, фут / сек,
г	=	гравитационная постоянная, фут / сек 2 ,
H L	=	потеря напора, фут.
f	=	Коэффициент трения по Муди, безразмерный,
L	=	длина трубы, фут,
D	=	диаметр трубы, фут,
Δ P	=	перепад давления, psi,
мкм	=	вязкость, фунт / фут-сек.
SG	=	удельный вес жидкости по отношению к воде (вода = 1),
Q л	=	Расход жидкости, B / D,
S	=	удельный вес газа при стандартных условиях по отношению к воздуху (молекулярная масса, деленная на 29),
Q г	=	Расход газа, млн.куб. Фут / сут.
γ	=	вязкость кинематическая, сантистокс,
ϕ	=	абсолютная вязкость, сП
Q л	=	Расход жидкости, Б / Д,
w	=	расход, фунт / с
П 1	=	давление на входе, фунт / кв. Дюйм
П 2	=	давление на выходе, фунт / кв.
Δ h W	=	потери давления, дюймы водяного столба,
Вт	=	расход смеси, фунт / час,
ρ M	=	Плотность смеси, фунт / фут 3
П	=	рабочее давление, psia,
R	=	Соотношение газ / жидкость, фут 3 / баррель,
т	=	рабочая температура, ° Р,
Δ P Z	=	Падение давления из-за увеличения высоты сегмента, psi,
Δ Z	=	увеличение высоты сегмента, фут.
H L	=	потери напора, фут,
К r	=	коэффициент сопротивления, безразмерный
C V	=	Коэффициент расхода жидкостей, безразмерный.
К r	=	коэффициент сопротивления, безразмерный,

Список литературы

1. ↑ ^{1.0 1,1} Гриффит П. 1984. Многофазный поток в трубах. J Pet Technol 36 (3): 361-367. SPE-12895-PA. http://dx.doi.org/10.2118/12895-PA.
2. ↑ ^{2,0 2,1} Taitel, Y., Bornea, D., and Dukler, A.E. 1980. Моделирование переходов режимов течения для установившегося восходящего потока газа и жидкости в вертикальных трубах. Айше Дж. 26 (3): 345-354. http://dx.doi.org/10.1002/aic.6304.
3. ↑ ^{3,0 3,1} Крановый поток жидкостей, Технический документ № 410.1976 г. Нью-Йорк: Crane Manufacturing Co.
4. ↑ ^{4,0 4,1} Сборник технических данных, девятое издание. 1972. Талса, Оклахома: Ассоциация поставщиков переработчиков природного газа.
5. ↑ ^{5,0 5,1} Westway, C.R. and Loomis, A.W. изд. 1979. Cameron Hydraulic Data Book, шестнадцатое издание. Озеро Вудклифф, Нью-Джерси: Ингерсолл-Рэнд.

Интересные статьи в OnePetro

Используйте этот раздел, чтобы перечислить статьи в OnePetro, которые читатель, желающий узнать больше, обязательно должен прочитать

Внешние ссылки

Используйте этот раздел для предоставления ссылок на соответствующие материалы на других веб-сайтах, кроме PetroWiki и OnePetro.

См. Также

Трубопроводы и трубопроводные системы

Трубопроводы

Очистка трубопровода

Соображения и стандарты проектирования трубопроводов

PEH: Трубопроводы и трубопроводы

Влияние, которое это может оказать на работу вашего насоса

Что происходит при изменении диаметра трубопровода?

Когда говорят о диаметре трубопровода, в основном это имеет в виду внутренний диаметр трубы, по которой будет течь жидкость.Если общий диаметр выпускной трубы составляет 11 дюймов, но внутренний диаметр составляет 10 дюймов, это будет называться 10-дюймовой трубой.

Чтобы переместить определенное количество жидкости по трубопроводу, требуется энергия. Часть этой энергии теряется из-за трения между жидкостью и внутренней стенкой трубы. Эта потеря называется потерей напора или падением давления.

Скорость жидкости относится к скорости жидкости, протекающей по трубопроводу.

Теперь предположим, что шламовый насос и трубопровод настроены для определенного потока шлама.Если мы где-нибудь на линии уменьшим внутренний диаметр трубы, труба сузится, и раствор будет меньше течь. Это приводит к еще большему контакту суспензии с внутренней стенкой трубы. Это приведет к большему трению, что приведет к большему падению давления или потерям энергии в насосе. Следовательно, общие эксплуатационные расходы будут выше, поскольку необходимо будет увеличить энергию, необходимую для насоса.

Более того, из-за меньшего пространства в трубе скорость суспензии будет выше, чем в исходной установке с трубой большего диаметра.Если скорость шлама выше, степень эрозии трубопровода также будет выше.

Напротив, для вышеуказанного случая; если мы увеличим внутренний диаметр трубы, пульпе будет предоставлено больше пространства для протекания, что означает меньшее трение между суспензией и внутренней стенкой трубы. Это приведет к меньшему падению давления и потребует больше энергии для удовлетворения первоначального расхода. Кроме того, с более широким трубопроводом скорость суспензии имеет больше шансов быть ниже критической линейной скорости.Это означает, что твердые частицы суспензии и ее текучая среда будут перемещаться отдельно, потенциально вызывая оседание или осаждение твердых частиц в трубопроводе, что приведет к засорению трубопровода и другим проблемам с обслуживанием.

В зависимости от того, какую суспензию вы перекачиваете, важно убедиться, что размер вашего трубопровода, размер и тип шланга соответствуют вашему насосу. Это обеспечит поддержание критической линейной скорости на достаточно высоком уровне, при котором материал не будет оседать в трубопроводе или шланге, и накопление в конечном итоге приведет к засорению.Критическая линейная скорость — это скорость в футах в секунду, которую суспензия должна перемещаться по трубопроводу или шлангу, чтобы оставаться достаточно турбулентной и не оседать на дне шланга . Чем меньше внутренний диаметр шланга или трубопровода, тем выше скорость суспензии.

Глава 3

3 КАПИЛЛЯРНОЕ ДАВЛЕНИЕ. 3-2

Что Причины капиллярного давления ?. 3-2

3.1 ВЫРАЖЕНИЯ ДЛЯ КАПИЛЛЯРНОГО ДАВЛЕНИЯ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ ДАВЛЕНИИ УСЛОВИЯ.3-3

3.1.1 P _c По радиусу капиллярной трубки. 3-3

3.1.2 P _c По высоте столба жидкости. 3-4

3.1.3 P _c По радиусам закругления интерфейса. 3-7

3.1.4 Приложение к параллельным пластинам. 3-8

3.2 ПРИМЕНЕНИЕ ВЫРАЖЕНИЙ КАПИЛЛЯРНОГО ДАВЛЕНИЯ В ПОРИСТЫЕ СМИ 3-11

3.2.1 Приложение для получения статического распределения жидкости в пористой среде.3-11

3.2.2 Пористый СМИ моделируются как пучок капилляров. 3-12

3.2.3 Пористый СМИ смоделированы как упаковка однородных сфер. 3-14

3.3 Лаборатория методы измерения капиллярного давления. 3-16

3.3.1 Центробежный Метод. 3-18

3.3.2 Меркурий Метод впрыска. 3-18

3.3.3 Пористый Диафрагменный метод. 3-19

3,4 Другое методы. 3-20

3.4.1 Поле Метод: 3-20

3.4.2 Капилляр Гистерезис. 3-20

3.4.3 Пояснения для капиллярного гистерезиса. 3-21

3.4.4 влияние распределения пор по размерам на кривую капиллярного давления. 3-22

3.4.5 Преобразование от лабораторных капиллярных данных до капиллярных данных коллектора. 3-22

3.4.6 Расчет Средняя водонасыщенность. 3-23

3,5 Усреднение Кривые капиллярного давления. 3-25

3.5.1 Леверетт J-функция. 3-26

3.5.2 Как используйте J-функцию Леверетта для расчета средней водонасыщенности. 3-28

3.5.2.1 Случай 1: Для каждого образца известны проницаемость, пористость и высота над уровнем моря. 3-29

3.5.2.2 Правильный метод. 3-29

3.5.2.3 Ошибки из-за с использованием средних значений и .. 3-31

3.5.2.4 Случай 2: Проницаемость и пористость в зависимости от высоты неизвестны. Расстояние от _до (расстояние от уровень свободных грунтовых вод) известен.3-31

Водохранилище горная порода обычно содержит несмешивающиеся фазы: нефть, воду и газ. Силы которые удерживают эти жидкости в равновесии друг с другом и с породой, выражения капиллярных сил. Во время заводнения эти силы могут действовать вместе с силами трения, чтобы противостоять потоку масла. Поэтому это полезно понять природу этих капиллярных сил.

Определение : Капилляр давление — это перепад давления, существующий на границе раздела две несмешивающиеся жидкости.

Если если смачиваемость системы известна, то капиллярное давление всегда будет быть положительным, если оно определяется как разница между давлениями в фазы несмачивания и смачивания. То есть:

Таким образом для водомасляной системы (влажная вода)

Для система газ-нефть (oil-wet)

Капилляр давление возникает в результате межфазного натяжения, существующего на границе раздела. разделение двух несмешивающихся жидкостей.Само межфазное натяжение вызвано дисбаланс в молекулярных силах притяжения, испытываемый молекулы на поверхности, как показано ниже.

Для молекул в интерьере:

нетто force = 0, так как вокруг достаточно молекул, чтобы уравновеситься.

Для молекул на поверхности:

нетто результатом силы является притяжение внутрь, вызывающее тангенциальное натяжение на поверхность.

чистый эффект межфазного натяжения состоит в том, чтобы попытаться минимизировать межфазное область аналогично натяжению натянутой мембраны. Чтобы сбалансировать эти силы и чтобы поддерживать границу раздела в равновесии, давление внутри интерфейс должен быть выше, чем снаружи.

Силы уменьшение интерфейса обусловлено: а) Межфазное натяжение

б) Внешнее давление

Эффект межфазного натяжения заключается в сжатии несмачивающей фазы относительно фаза смачивания.Сила, создаваемая внутренним давлением, уравновешивает его.

3.1.1 P _c По радиусу капилляра трубка

С интерфейс находится в равновесии, сила может быть сбалансирована на любом участке. В межфазные силы устраняются, если взять за свободное тело ту часть интерфейс не находится в прямом контакте с твердым телом. Баланс сил даст:

(внутренний давление — Внешнее давление) * Площадь поперечного сечения = Межфазное натяжение * Окружность

Таким образом,

Следовательно,

А поскольку по определению , мы имеем:

Для система воздух-вода, воздух — несмачивающая фаза и

Это уравнение называется уравнением Лапласа в некоторые тексты.

3.1.2 P _c По высоте столба жидкости.

потому что нет капиллярное давление через горизонтальную границу раздела.

но

следовательно,

С , затем

Система масло-вода

потому что ни на одном горизонтальном интерфейсе нет капилляров.

Начиная с , затем

Следовательно,

Это есть,

два выражения для капиллярного давления в трубке, одно через высоту столб жидкости, а другой по радиусу капиллярной трубки может быть объединены, чтобы дать выражение для высоты столба жидкости с точки зрения радиус трубки следующий:

Следовательно для системы воздух-вода,

Аналогично, для системы масло-вода,

Эти два уравнения показывают обратную зависимость между высотой жидкости и капилляром радиус.Чем меньше радиус, тем выше высота столба жидкости. будет.

Пример 3.1

а) Выведите выражение для давления на дне капиллярной трубки содержащие масло и воду и подверженные воздействию атмосферы, как показано ниже.

б) Если , , и , а радиус трубки равен 1 см. В чем ценность давление внизу трубки ?

.

Решение

Рассмотреть точки (1) и (2) на границах раздела воздух / масло и вода / масло соответственно.

(1)

(2)

с. получаем

С,

Решение для P _корова дает;

(3)

б) Подстановка значений,

3.1.3 P _c По радиусам кривизны интерфейс

зависимость от кривизны интерфейс анализируется со ссылкой на рисунок ниже. Эта фигура представляет собой небольшой сегмент изогнутой границы раздела, содержащий точку p. В точка находится в центре сегмента, который имеет приблизительно квадратную форму. Края сегмента имеют длину каждый. Углы и соответствуют углам каждая дуга половинной длины в ортогональных плоскостях перпендикулярно сегменту в точке p, с радиусами кривизны R ₁ и R ₂ соответственно.

ПРИМЕЧАНИЕ: и — радиусы кривизна самого интерфейса и не имеет ничего общего с радиусом любой трубки.

Автор уравновешивающие силы

следовательно,

Это общее выражение для капиллярного давления, применимое ко всем системы независимо от формы. Например, это применимо к случаю двух параллельные пластины, стоящие в воде.

3.1.4 Нанесение на параллельные пластины

Рассмотреть две параллельные стеклянные пластины, разделенные промежутком для жидкости, стоящей в воде.В выражение для капиллярного давления и высоты, на которую жидкость поднимется между пластинами можно получить из общего выражения для капиллярной давление по радиусам границы раздела:

В общий,

Для случай параллельных пластин, и

Следовательно,

Это равно , где — угол контакта.

Пожалуйста обратите внимание, что хотя это уравнение похоже на уравнение трубки, знаменатели не совпадают. В этом случае b — расстояние между пластинами, а не радиус какой-либо трубки.

высота, на которую поднимется жидкость, может быть получена приравниванием двух выражения:

Следовательно,

Пример 3.2

Рассмотреть три капиллярные трубки, имеющие соответственно:

а) круглого сечения

б) квадратное сечение

в) прямоугольное сечение с одной стороной, имеющей дважды измерение другого.

Если все три трубки имеют одинаковую площадь поперечного сечения и одинаковую смачиваемость, что трубка будет иметь самый высокий капиллярный подъем?

Решение

Используемая формула: … (а)

Для круглое сечение ,

Так как радиус трубки = = , то

(б)

Для квадратное сечение , длина каждой стороны

(в)

Для прямоугольного сечения , начиная с ,

.

No related posts.