Давление воды при нагреве в сосуде

Страница 1 из 4

1 2 3 4 Вперёд >

1. Регистрация: 03.10.10 Сообщения: 152 Благодарности: 72

   romk

   Живу здесь

   Регистрация: 03.10.10 Сообщения: 152 Благодарности: 72 Адрес: Тольятти

   Формула изменения давления при изменении температуры

   Есть закрытый бойлер косвенного нагрева объёмом 200 л. Температура воды 20. Давление 2 атм. Краны закрыты, расширительного бака нет. Какое давление будет при нагреве до 70 ?

   Нужна формула или онлайн-калькулятор (в сети не нашел). Спасибо.

2. Регистрация: 12.05.12 Сообщения: 8.363 Благодарности: 10.583

   Навигатор6989

   Живу здесь

   Регистрация: 12.05.12 Сообщения: 8.363 Благодарности: 10.583 Адрес: Минск

   Вы же кран закрываете с одной стороны и в принципе давление не изменится

3. Регистрация: 25.06.12 Сообщения: 2.333 Благодарности: 3.553

   Ovit1

   Живу здесь

   Регистрация: 25.06.12 Сообщения: 2.333 Благодарности: 3.553 Адрес: Екатеринбург

   Посмотрите тематику “коэффициент объемного сжатия”/”модуль упругости”

4. Регистрация: 14.09.15 Сообщения: 591 Благодарности: 332

   shadowmgn

   Живу здесь

   Регистрация: 14.09.15 Сообщения: 591 Благодарности: 332 Адрес: Магнитогорск

   И не найдете. Давление увеличится на 53 МПа, т. е. бак разорвет еще при температуре 25-30 гр.

5. Регистрация: 03.10.10 Сообщения: 152 Благодарности: 72

   romk

   Живу здесь

   Регистрация: 03.10.10 Сообщения: 152 Благодарности: 72 Адрес: Тольятти

   @Навигатор6989 со стороны магистрали стоит обратный клапан и давление туда не сбрасывается.

6. Регистрация: 03.10.10 Сообщения: 152 Благодарности: 72

   romk

   Живу здесь

   Регистрация: 03.10.10 Сообщения: 152 Благодарности: 72 Адрес: Тольятти

   Почему нет формулы и таблиц? Вопрос ведь тривиальный в сантехнике. Гидробаки часто выходят из строя. 53 МПа от 10 градусов нагрева? Быть не может.

7. Регистрация: 14.09.15 Сообщения: 591 Благодарности: 332

   shadowmgn

   Живу здесь

   Регистрация: 14.09.15 Сообщения: 591 Благодарности: 332 Адрес: Магнитогорск

   Есть формулы, только нужно знать где смотреть. Тривиальная значит решайте. Не от 10 градусов, а при нагреве на 50 гр.

8. Регистрация: 12.10.16 Сообщения: 149 Благодарности: 114

   hanke

   Живу здесь

   Регистрация: 12.10.16 Сообщения: 149 Благодарности: 114 Адрес: СПб

   А зачем формула ? Вода при нагревании увеличивается в объеме до 4%, т. е. 200 л. + 8 л. Порвет все…Даже без формулы. Вода практически несжимаемая жидкость. Поставите клапан предохранительный, тот будет постоянно сливать эти 8 литров в канализацию. Просто добавьте расширительный бак для ГВС литров на 12-18.

9. Регистрация: 06.12.14 Сообщения: 9 Благодарности: 1

   andoriu

   Участник

   Регистрация: 06.12.14 Сообщения: 9 Благодарности: 1

   Не надо бреда. У вас, что стенки бака из кальки? Никакого увеличения объема не будет, давление повысится и все. Баки из железа и расчитаны до 10 бар.

   Топик-стартер,в вашем случае при начальном давлении 3 бара и 20 градусах будет 4,1 бара при 70. При 2 станет 3. Живите спокойно.

10. Регистрация: 21.07.18 Сообщения: 2.564 Благодарности: 1.226

    Honda_M

    Живу здесь

    Регистрация: 21.07.18 Сообщения: 2.564 Благодарности: 1.226 Адрес: Москва

    Полная чушь. При таком увеличении давления не было бы никакой необходимости ставить расширительные баки на ГВС, а их ставить настоятельно рекомендуется.

11. Регистрация: 21.02.12 Сообщения: 8.554 Благодарности: 11.420

    Юрген72

    Живу здесь

    Регистрация: 21.02.12 Сообщения: 8.554 Благодарности: 11.420 Адрес: Пермь

    В моей практике было такое: новый водопровод из стальной трубы для опрессовки заполнили холодной водой из водопровода и подняли давление прессом до 12 бар, и так оставили, какое же было удивление когда через пару часов на манометре стало давление 17 бар А все из-за прогрева воды до почти комнатной температуры, т. е., градусов на 10-15. Вот для уменьшения этого эффекта и нужно ставить РБ.

12. Регистрация: 12.10.16 Сообщения: 149 Благодарности: 114

    hanke

    Живу здесь

    Регистрация: 12.10.16 Сообщения: 149 Благодарности: 114 Адрес: СПб

    Хм…

    Вы физику в школе учили ? Даже полипропилен при нагревании удлиняется (увеличивается в объеме) и гнуться трубы. А вода обязательно. Причем вода увеличивается в объеме при нагревании https://sebestroj.ru/spravochnik/koehfficient-rasshirenija-vody.html. А так же при замерзании. Причем меньше чем при нагреве, но это не мешает воде рвать трубы).

13. Регистрация: 12.10.16 Сообщения: 149 Благодарности: 114

    hanke

    Живу здесь

    Регистрация: 12.10.16 Сообщения: 149 Благодарности: 114 Адрес: СПб

    Я тут погорячился насчет НЕМНОГО при замерзании…Так как плотность воды равна 1000 кг на кубический метр, а плотность льда – 900, то оъбем увеличивается на (1000/900-1)*100%, что примерно равно 11%.

    При нагреве всего до 4%

14. Регистрация: 02.05.15 Сообщения: 11.510 Благодарности: 5.370

    muai2

    Живу здесь

    Регистрация: 02.05.15 Сообщения: 11.510 Благодарности: 5.370

    @andoriu просто хотел воскресить некротему. Ляпнул че-то невнятное в пятницу, а сейчас понедельник и его вброс все еще опровергают…

15. Регистрация: 01.11.11 Сообщения: 7 Благодарности: 0

    urru1

    Участник

    Регистрация: 01.11.11 Сообщения: 7 Благодарности: 0 Адрес: Салават

    В инструкции по монтажу бойлера фирмы Будерус, на схеме обвязки, никакого расширительного бака не предусмотрено только предохранительный клапан.

Страница 1 из 4

1 2 3 4 Вперёд >

Источник

Задачу которую никто не может решить. Так ли это? Как измениться давление воды в замкнутом сосуде при его нагреве?

Добрый день наш уважаемый читатель. Получая часто вопросы от наших клиентов в 90% процентов из всех случаев, мы даем быстрые, четкие и грамотные ответы нашему собеседнику. Дело в том, что нашего богатого опыта работа отлично хватает чтобы закрыть потребности среднестатистического клиента или спикера.

Развернуто и не очень мы уже отвечали в нашем блоге людям на следующие вопросы:

Поставленная задача

Сейчас перед нами встала следующая задача вот такого содержания: есть сосуд с неизменяемым объемом жидкости внутри него. Предположим, что сосуд состоит из обыкновенного железа, например, возьмем простой накопительный бойлер (V = 50 литров). Начальное давление в системе 2 атмосферы, начальная температура воды Т1 = 17 градусов цельсия, конечная температура после нагрева Т2 = 57 градусов цельсия. Исходные параметры могут быть разные, но конечная задача, на которую нужно получить ответ будет следующая: какое давление будет в закрытом сосуде при нагреве воды до указанной температуры Т2, если учесть, что краны на сосуде (вход и выход) находятся в положении закрыто, и начальный объем не изменяется. Давление можно снимать (измерять) при помощи встроенного или выносного трубного манометра. Расширительного бака нет. Все для эксперимента.

Закон и формула Шарля

Начав решать эту задачу, каждый может прибегнуть к такому ответу: « да ладно, это же задачка за 7 класс , тут нужно применять формулу известного физика Шарля, Вы что учебник физики не читали?». Далее следует решение:

Формула: (273+t2)/(273+t1)=коэффициент увеличения давления от исходного.

1.13 умножаем на 2 получаем что давление будет равно 2.26 после нагрева жидкости с 17 до 57 на 40 единиц.

Ну дела, вот же решение, зачем страдать дальше? Но нет друзья, это решение конечно же хорошее – но применимо только для изохорных идеальных газов , но не в коем случае не для жидкости, представленной у нас на примере воды.

Едем дальше изучая попутно других известных святил физики, и в оуля мы натыкаемся на еще одно решение.

Для расчетов берем исходные данные из чего изготовлен сосуд, у нас это железо. Коэффициент объёмного расширения железа стабильно одинаковый, берем за основу среднее значение 0,000036, а вот коэффициент объема воды изменяется в зависимости от ее нагрева. Примерно 0,00015 при 20 градусах цельсия и 0,00045 при 60 градусах цельсия. Среднее значение путем сложения из двух данных получаем 0,00030.

Чтобы посчитать объем во сколько увеличиться объем в сосуде воспользуемся формулой: 1 + коэффициент расширения железа * (t2-t1).

В цифрах будет выглядеть так: 1 + 0,000036 * (57 – 17) = 1.002;

В качестве информационной нагрузки узнаем еще на сколько бы увеличился V воды если бы она была вне сосуда: 1 + 0,0003 * (57 – 17) = 1,012. Далее все упирается на сколько же прочный Ваш сосуд и не раздует ли его при повышении давления.

Чтобы узнать процентное увеличение объема воды с воздействием на сосуд воспользуемся следующей формулой подставим все цифры: 1,012 / 1,002 * 100 – 100 = 1 %.

Обратившись к учебнику физики, мы узнаем, что при давлении каждой атмосферы объем воды уменьшается на 0,000006. Например, 50 литров, при одной атмосфере сожмется на 0,001 и будет 49.999. Зато по сравнению с газами сжимаемость жидкостей действительно ничтожна: в десятки тысяч раз меньше.

Если объём воды при 2 атм = 50 литров, то при 500 атм объём станет примерно на 1 литр меньше. (разница в двух числах 2%).

1%/2% * 500 = 250 атмосфер, то значение при котором по идее должно разорвать Ваш бак и то давление которое будет у вас при нагреве. Честно, считаем это какой-то бред и не он никак не сочетается с реальными жизненными показателями, полученными в ходе эксперимента.

Изучав дальше интернет и опираясь на наши знания всех из коллег нашего отдела было перепробовано масса различных вариантов и изучено мнений других людей, которые потом можно было бы использоваться для выявления формулы по нашей задаче:

Вода при нагревании увеличивается в объеме до 4%, т.е. 50 наших литров должны превратиться в 52 литра за счет ее расширения, но применить данную теорию в нашем вопросе нам пока не удалось. Мы даже изучили соотношение плотности льда к плотности воды и поняли объем в этом случае увеличивается на 11 процентов.

Есть мнение (алгоритм) с нашей стороны что ни одну из формул применить тут нельзя, так как в баке или бойлере представленным нами невозможно заполнить его на все 100% жидкостью , какую часть в одной жидкости все равно будет составлять воздух, который в этом случае будет работать как расширительный бак и возможно поэтому те 800 атмосфер которые получаются у разных людей нормализуются тем количеством воздуха который содержаться в сосуде.

Если Вы физик или технически подкованный человек , разбираетесь в данном вопросе и готовы разрешить наш спор и получить ответ на поставленную задачу – ждем Ваших решений под этой записью в комментариях.

Со своей стороны хотим так же сказать, что при проведении реального эксперимента и нагрева воды в бойлере с 18-20 градусов до 50, давление поднялось по манометру с 1.5 очков (бар, атмосфер) примерно и до 5 бар.

Спасибо за проявленный труд, терпение и прочтение данной статьи. Надеемся что этот вопрос решится в ближайшее время и мы найдем грамотный ответ.

Всего Вам доброго и приятного дня.

Другие полезные записи в блоге – только для Вас!

• Котел КСУВ наружного размещения. Почему он является лучшим из всех? Технические особенности, выбор большинства организаций. Котельная больше не нужна. Устанавливай прямо со зданием.
• История на «миллион», как мы помогли ДОЛ «Лесное озеро». Крупный DIY проект России, сделай сам!
• Тепловой пункт: какой промышленный котел выбрать?
• Наглядный ремонт КЧМ руками наших специалистов.
• ОАО «Кировский завод» банкрот. Какая судьба ожидает котлы КЧМ-5, КЧМ-5К, КЧМ-7 Гном?
• Почему в котлах КЧМ-5К не используются колосники? Техническая информация и не только.
• Все основные запасные части к котлу КЧМ, артикулы, описание и много полезной информации.
• Лемакс – лучшее соотношение цена/качество в бытовых котлах.
• 1000 колосников на складе компании МОНТАЖНИК – новый завоз.
• Что такое колосник? Расскажем все очень подробно.
• Почему котлы ИШМА покупают 90 из 100 клиентов. Лучшее соотношение цены-качества.
• Лучший конкурент котла Buderus, Valliant, Protherm – это Кентатсу (Kentatsu) – или как мы его называем один в поле ВОИН! А так же там мы ответили на вопрос, что лучше русский КЧМ или Турецкояпонский гигант?
• Полная подробная инструкция по монтажу промышленных котлов
• Посмотреть все статьи и новости

Наши отправки (отгрузки), услуги и выполненные работы:

• Котлы Rossen RS-A 100 кВт успешно доставлены в Актобе (Казахстан) – часть 1
• Котел ФЕНИКС на 100 кВт успешно доставлен в Волгоград – часть 2. Собственная разработка. Уже более 2 лет делаем собственные котлы наружного размещения пользующиеся большим спросом.
• Котел КСВа-0.25 мВт (250 кВт) успешно доставлен в Тамбов – часть 3. Школа готова к отопительному сезону!
• Котлы КСУВ-500 успешно доставлены в г. Красный Сулин – часть 4. Теперь в больнице будет тепло!
• Тыловая фронтальная секция КЧМ-5К успешно отправлена в г. Сыктывкар – часть 5.
• Секция Факел-1Г задняя успешно отправлена в г. Пенза – часть 6.
• Котлы КСУВ-30 успешно доставлены и смонтированы в г. Ростов на Дону.
• Отличия между котлами промышленными чугунными У-5,6 и У-5М,6М. Отгрузка 78 секций нашему постоянному клиенту из г. Москвы.
• Секция КЧМ-5К передняя успешно доставлена клиента в г. Воронеж ТК ПЭК. Постоянно в наличии – отличные цены для Вас. Отгрузка от 1 до 2 рабочих дней.
• Крышная котельная на основе Rossen RS-A 500 в г. Брянск. Поставка и монтаж.

Статьи посвященные нашим отгрузкам не только поднимают наш авторитет как считаем мы, но они направлены на увеличение доверия со стороны потенциальных клиентов . Нам нечего скрывать – мы делимся с Вами своими продажами и успехами. У нас нет скрытых продаж и ухода от налогов. Мы стараемся делать наше с Вами сотрудничество и работу максимально прозрачными . Мы хотим чтобы Вы доверяли нашей команде!

Источник

Онлайн-калькулятор потерь напора в зависимости от расхода жидкости и сечения трубопровода

Зачем нужен этот калькулятор?

Калькулятор умеет рассчитывать потери напора в метрах в зависимости от длины и диаметра вашего трубопровода, а также объемного расхода жидкости. Зная потери напора, вы сможете более точно подобрать нужный насос под вашу задачу.

Наш калькулятор использует формулу расчета одного немецкого института гидродинамики. Из всех протестированных нами формул эта в наибольшей степени соотносится с нашим собственным опытом.

Чтобы воспользоваться калькулятором, введите исходные данные, потом нажмите кнопку «Рассчитать».

Ниже этой кнопки будут показаны результаты расчета.

Подробнее о заполнении полей калькулятора

Поясним чуть подробнее как заполнить исходные данные.

Внутренний диаметр трубопровода

Измеряется в миллиметрах. Лучше измерять диаметр труб непосредственно штангенциркулем, а не ориентироваться на справочные данные. Также обратите внимание на то, что диаметр требуется именно внутренний. В каталогах труб часто указывают номинальный диаметр труб, который чуть больше, чем внутренний.

Длина трубопровода

Измеряется в метрах. Длина трубопровода – это сумма длин всех прямых участков трубы, а не расстояние между начальной и конечной точкой. К примеру, если у вас труба идет 10 метров по земле, а затем поднимается на 3 метра вверх, и идет 2 метра в обратном направлении, то в калькулятор нужно занести число 15. Это важно учитывать на предприятиях, где трубы часто обходят препятствия и имеют технологические изгибы.

Расход жидкости

В этом пункте вы самостоятельно можете выбрать единицы измерения: литры в минуту или кубометры в час. Расход жидкости – это количество жидкости, которое протекает через трубу за определенное время. Например, если 60 литровая бочка наполняется водой за 1 час, значит расход воды составляет 60 литров в час или 1 литр в минуту.

Перекачиваемая жидкость

Для удобства в калькулятор уже занесены данные по кинематической вязкости некоторых жидкостей при температуре 20 °C. Если ваша жидкость присутствует в перечне, то просто выберите ее из выпадающего списка. Данные кинематической вязкости в поле ниже заполнятся автоматически. Если вашей жидкости в списке нет, то выберите пункт «Другая жидкость», после чего у вас появится возможность редактировать поле «Кинематическая вязкость» вручную. Кроме того, если температура перекачиваемой жидкости меньше 15 °С или больше 25 °С, то значение кинематической вязкости тоже лучше ввести вручную.

Кинематическая вязкость

Измеряется в квадратных метрах в секунду. В большинстве случаев это поле заполняется автоматически. Однако если у вас есть данные по вязкости, лучше укажите это значение вручную. Для этого нужно выбрать в поле выше пункт «Другая жидкость», после чего откроется возможность ручного редактирования кинематической вязкости. Данные о кинематической вязкости можно взять из специализированных таблиц или измерить непосредственно при помощи вискозиметра. Обратите внимание, что вязкость сильно зависит от температуры жидкости – измеряйте ее при той же температуре, при которой она будет находиться в трубах. В данном калькуляторе используется система СИ, поэтому вводите данные именно в квадратных метрах в секунду. В таблицах данные часто указывают в сантистоксах: 1 сСт = 0.000001 м²/с. Не запутайтесь в количестве нулей!

Материал внутренней поверхности трубопровода

Калькулятор содержит справочник материалов, из которых надо выбрать материал внутренней стенки трубопровода. Это нужно для определения шероховатости внутренней поверхности трубы. Если вы знаете шероховатость, то лучше указать ее вручную, выбрав пункт списка «Указать шероховатость вручную». После чего вам станет доступно для редактирования поле «Шероховатость внутренней поверхности».

• Шероховатость внутренней поверхности

  Измеряется в условных миллиметрах. Эти данные можно взять из специализированных справочников.

• Результаты расчёта

  После того, как вы заполните данные, нажмите кнопку «Рассчитать». Калькулятор отобразит следующие показатели:

  Площадь поперечного сечения трубопровода

  Рассчитывается в квадратных миллиметрах. Этот показатель полезен для дальнейших расчетов.

  Относительная шероховатость трубопровода

  Измеряется в условных миллиметрах. Этот показатель может отличаться от номинальной шероховатости, но может и совпадать с ней. Он пригодится для ручных расчетов.

  Скорость течения жидкости

  Измеряется в метрах в секунду. Это средняя скорость каждой частицы жидкости вдоль оси трубопровода. Скорость у стенок трубопровода может отличаться.

• Число Рейнольдса

  Указывает на точность проводимых измерений и на вид течения жидкости. Чем меньше это число, тем точнее измерения. Но погрешность нарастает медленно, поэтому вплоть до сотен тысяч расчеты можно считать точными.

• Режим течения

  Важный показатель. Выделяют три режима: ламинарный – расчеты в этом режиме достаточно точные, а потери на трение не велики. Всегда стремитесь к тому, чтобы ваша жидкость текла в ламинарном режиме. Турбулентный режим – в этом случае точность расчетов еще на достаточном уровне, но в турбулентном режиме значительная часть энергии потока жидкости будет тратиться внутреннее трение, турбулентность и нагрев. Эксплуатировать трубы в таком режиме можно, но КПД системы будет на несколько процентов ниже, чем в ламинарном режиме. Переходный же режим характеризуется тем, что в перекачиваемой жидкости периодически возникают и угасают турбулентные колебания. Гарантировать точность расчетов в таком режиме нельзя. Если ваша система уже работает в переходном режиме, то выбирайте насос с большим запасом по мощности. Если же вы только проектируете систему, то избегайте переходного режима – измените диаметр труб либо на больший, либо на меньший.

  Коэффициент гидравлического трения

  Безразмерный показатель, используемый при расчете гидравлических систем.

• Потери напора по длине

  Это ключевой показатель, для расчета которого калькулятор и создавался. Потери измеряются в метрах водяного столба. Показатель напора отвечает на вопрос: насколько метров жидкость может подняться вверх. Он нужен для правильного подбора насоса.

• 1. Любой калькулятор потерь напора (в том числе и этот) дает погрешности при вычислениях. Поэтому сделанный расчет должен быть подкреплен практической проверкой. Если вы нашли очевидную ошибку или неточность в расчетах нашего калькулятора, пожалуйста, сообщите нам на электронную почту.

  2. Калькулятор рассчитывает потери давления жидкости без учета изменения высоты труб. Подробнее об этом будет указано в конце статьи.

  Пример расчета потери напора для подбора насоса

  Допустим, мы хотим подобрать насос для двухэтажного дома. Нам нужно, чтобы на втором этаже могла работать стиральная машина, для которой нужно обеспечить давление в 6 м.в.ст. Источником воды будет колодец или скважина, глубиной 10 метров. Сам насос будет располагаться на уровне воды. Начертим эскиз водопровода и укажем все известные нам размеры: расстояние от скважины до дома 15 метров, расстояние от земли до места установки стиральной машины 5 метров.

  Сложив все эти величины, получаем длину трубопровода 30 метров. Вводим это значение в калькулятор. Заполняем остальные значения: в нашем случае внутренний диаметр труб будет 15 мм. В качестве значения расхода воды укажем максимальное потребление для стиральной машины – 30 литров в минуту. В качестве жидкости у нас будет выступать вода, а в качестве труб – полипропилен. Нажимаем кнопку рассчитать, и получаем потери напора в 22 метра водяного столба.

  Но это еще не окончательный ответ. Из рисунка выше видно, что в нашем случае насос должен поднять воду на высоту 15 метров (10 метров высота скважины и 5 метров – высота дома). Значит к 22 м.в.ст. нужно добавить еще 15 метров высоты. Общие потери напора, с учетом подъема воды из скважины до высоты второго этажа составят 22+15=37 метров водяного столба. Однако, если взять насос с максимальным напором в 37 м.в.ст. он сможет лишь поднять воду до уровня стиральной машины. Впускной клапан стиральной машины, по условиям нашей задачи, требует как минимум 6 м.в.ст. избыточного давления. Их тоже нужно прибавить к результату: 37+6=43 метра водяного столба.

  Вот теперь мы можем подобрать насос для данного водопровода: нам подойдут любые модели, способные обеспечить напор более 43 метров водяного столба.

  Но, обратите внимание на получившуюся цифру: при длине линии в 30 метров у нас на одно только трение теряется аж 22 метра напора. Если трубы еще не проложены, то стоит выбрать диаметр труб побольше. Посмотрим, что будет, если мы всего на треть увеличим диаметр трубы. Диаметр у нас был 15, а теперь возьмем трубы диаметром 20 мм. Остальные данные оставим теми же.

  Нажимаем кнопку «рассчитать» и получаем потери давления – чуть более 6 метров водяного столба. Значит мы сократили потери напора с 22 до 6 метров. Прекрасный результат! Не забудем прибавить к этой цифре 15 метров подъема по высоте и 6 метров давления, которое мы хотим видеть на выходе из трубопровода: 6+15+6=27 метров водяного столба. Получается, что увеличив диаметр труб всего на треть, мы можем существенно снизить требования к насосу. В нашем случае, для сечения труб ⌀ 20 мм нам подойдет любой насос с рабочим давлением более 27 метров водяного столба.

  Расчет потери напора сделан. Как теперь подобрать насос?

  Когда известны расчетные параметры трубопроводной сети, можно подобрать насос онлайн, пользуясь нашим каталогом. Для подбора насоса онлайн вам необходимо будет указать желаемую производительность насоса и его напор (давление). Подробнее об онлайн-подборе насосов на нашем сайте написано здесь.

  Как вариант, вы всегда можете позвонить нам или написать на электронную почту, чтобы переложить подбор насоса на наших приветливых и заботливых менеджеров по продажам.

  Источник

Источник