curs 5+6_debit de calcul 2011 IIZ 2p

Click here to load reader

  • date post

    17-Sep-2015
  • Category

    Documents

  • view

    30
  • download

    2

Embed Size (px)

description

curs 5+6_debit de calcul 2011 IIZ 2p

Transcript of curs 5+6_debit de calcul 2011 IIZ 2p

  • 1INSTALATII INTERIOARE DE DISTRIBUTIE A APEI RECI DIMENSIONAREA INSTALATIILOR curs 5+6Dr. ing. Daniela TEODORESCUUTCB BUCURESTI, ROMANIA

    CALCULUL HIDRAULIC AL CONDUCTELOR

    Se disting: probleme de dimensionare

    cnd se cunosc: caracteristicile geometrice ale instalaiei (configuraia geometric a

    instalaiei, cotele geodezice ale tuturor punctelor caracteristice ale reelei, lungimile tronsoanelor de conducte, valorile rugozitii suprafeelor interioare ale conductelor n funcie de natura materialelor acestora),

    debite ce trebuie transportate cu un anumit regim al presiunilor, vitezele medii economice ale apei n fiecare tronson de conduct

    i se cer determinarea diametrelor conductelor,

    calculul pierderilor totale de sarcin (liniare i locale) i sarcina hidrodinamic necesar, Hnec

    probleme de verificare, cnd o instalaie interioar dat, pentru care se cunosc caracteristicile geometrice ale reelei, diametrele tuturor tronsoanelor i debitele de calcul, se cere s se determine pierderile totale de sarcin (liniare i locale) i

    sarcina hidrodinamic efectiv, Hef, n seciunea conductei de alimentare cu ap a instalaiei.

  • 2DIMENSIONAREA UNEI INSTALATII DE ALIMENTARE CU APA IN CLADIRI

    Etape:

    Etapa 1 - Determinarea sarcinii hidrodinamicenecesare rezolvare teoretica

    Etapa 2 - Determinarea debitelor de calcul Etapa 3 - Determinarea diametrelor Etapa 4 - Determinarea pierderilor de sarcina

    totale Etapa 5 metodologie de dimensionare, cu

    exemple de calcul Etapa 6 - Determinarea sarcinii hidrodinamice

    necesare rezolvare finala

    DIMENSIONAREA UNEI INSTALATII DE ALIMENTARE CU APA IN CLADIRI

    Etape:Etapa 1 - Determinareasarcinii hidrodinamicenecesare

  • 3Instalatii interioare de alimentare cu apa rece

    Sarcina hidrodinamic necesar pentru alimentare cu ap a instalaiilor din interiorul cldirilor

    Sarcina hidrodinamic a seciunii transversale a curentului unidimensional de fluid incompresibil, reprezint energia specific medie n seciunea considerat, raportat la unitatea se greutate a fluidului.

    Pentru a determina sarcina hidrodinamic necesar, Hnec n seciunea conductei de alimentare cu ap a instalaiei interioare, se aplic legea energiilor (ecuaia lui Bernoulli) extins la modelul de curent unidimensional de fluid incompresibil

    z pg

    vg

    z pg

    vg

    ha A Av A R R R R rA R ( ) ( )

    2 2

    2 2

  • 4HA = HgR + HuR + hrA-R Hnec = max(Hg+Hu+hr) H HnecA dispA

    H HnecA dispA

    Demonstratie notite de curs

    Instalaia interioar se va racorda la instalaia de ridicare a presiunii ap (de regul , la staia de pompare a apei cuplat cu recipiente de hidrofor)

    Sarcina hidrodinamic necesar pentru alimentare cu ap a instalaiilor din interiorul cldirilor

    Clasificarea instalatiilor de alimentarecu apa pentru cladiri

    Dup parametrii apei din conducta public n punctul de racord , instalaiile de distribuie a apei din cldiri , pot fi : racordate direct la conducta public racordate la conducta public prin intermediul instalaiilor de ridicare a presiunii apei

    Dup scopul ntrebuinrii apei , instalaiile interioare pot fi : pentru consum menajer ; pentru distribuia apei industriale ;

    Dup forma reelei de distribuie , instalaiile interioare sunt : ramificate ( sau arborescente ) ; inelare ; mixte .

    Dup poziia de montaj ( de amplasare ) n cldire a conductelor principale de distribuie , instalaiile pot fi : cu distribuie inferioar cu distribuie superioar cu distribuie mixt .

    Dup regimul de presiune a apei , instalaiile interioare pot fi : cu o zon de presiune ; cu dou sau mai multe zone de presiune ;

    Dup temperatura apei distribuite , sunt instalaii interioare pentru : distribuia apei reci ; prepararea i distribuia apei calde de consum .

    destinaia i caracteristicile constructive ale cldirii : cldiri de locuit cldiri social culturale; cldiri industriale

  • 5DIMENSIONAREA UNEI INSTALATII DE ALIMENTARE CU APA IN CLADIRI

    Etape:Etapa 2 - Determinareadebitelor de calcul

    Calculul debitelor Debite specifice, echivaleni de debite, presiuni normale de

    utilizare pentru armturile obiectelor sanitare Debitul specific de calcul al unei armturi pentru un obiect

    sanitar (robinet, baterie amestectoare de ap rece i ap cald de consum), care se mai numete i consum specific este un debit convenional, exprimat n l/s i considerat normal pentru o anumit ntrebuinare a apei.

    Echivalenii de debit

    Presiuni normale de utilizare a apei. Presiunea normal de utilizare este presiunea disponibil (sau

    de serviciu) n seciunea de ieire a apei din armtura unui obiect sanitar, care asigur n aceast seciune o vitez medie a jetului de ap corespunztoare debitului specific

    20,0s

    su

    s qqqe

  • 6DEBIT DE CALCUL

    INSTALATII DE DISTRIBUTIE A APEI RECI DEBITUL DE CALCUL

    Fie A evenimentul de aparitie a debitului de calcul cuvaloarea x, din m experimente, de p ori (cuprobabilitatea p)

    CA = evenimentul contrar lui A, cu probabilitatea q, astfel incat p+q = 1

    Consideram n experimente independente; fie Akevenimentul de obtinere de k ori a valorii debitului de calcul x=qc.

    Evenimentele (Ak), (k=0,1,...,n) formeaza un sistem de evenimente independente

    Probabilitatea Pn(k)=Pk(Ak) de a obtine de k ori debitulx = qc va avea forma:

    Pn(k)=Pk(Ak)=Cnkpkqn-k repartitie (distributie) binomiala de ordin n si parametru p

  • 7Distributie binomiala

    D2(x) = npq = 2 M(x) = np = m

    lim lim ( )( )...[ ( )]...

    ( ) ( )n n

    k k n k

    n

    k n kC p q n n n n n kk

    mn

    mn

    1 2

    1 2 31

    ),(!

    )1(lim)]()...[2)(1(lim!

    mkPekm

    nm

    nknnnnn

    km mkkn

    nkn

    k

    F x mk

    ek

    k

    xm( )

    !

    [ ]

    0

    1

    Distributia Poisson M(x) = D(x) = m = 2

    INSTALATII DE DISTRIBUTIE A APEI RECI DEBITUL DE CALCUL

    f x e x Rx m

    ( ) , ,( )

    1

    20

    2

    22

    2

    1][

    0 !)(

    m

    ekmxF m

    x

    k

    k

    t x m m E E l s 280

    3 52 85

    124 3600

    0 004,,

    , [ / ]

    Distributia Poisson

    Cand m>8, distributia Poisson se transforma in Gauss Laplace

    DistributiaGauss Laplace

    Cuantila, t = 2,326 pt grd asigurare 99,9%

  • 8Debit de calcul

    EEmmtmtx 004,0004,0326,22 q E E l sC 0 15 0 004, , [ / ]

    m E E l s 2803 5

    2 851

    24 36000 004,

    ,, [ / ]

    Se considera un apartament standard:

    -Grad de ocupare : 3,5 pers/ap

    -Necesar specific de apa: 280 l/om,zi

    -Dotarea apartamentului: 1L+1B+1R+1S => E = 2,85

    Debit de calcul

    qc - debit de calcul, in l/s;E - suma echivalentilor de debit pentru toate punctele de consum

    alimentate cu apa de tronsonul analizat;a coeficient determinat in functie de regimul de furnizare al apei;b - coeficient determinat in functie de temperatura apei distribuite (rece

    sau calda de consum) c - coeficient determinat in functie de destinatia cladirii

    lim

    lim

    EEpentru ,EEpentru ],/)[(

    abEqsldEEacbq

    C

    C

    ]/)[004,0( slEEacbqC ]/[ slEabcqC

  • 9Echivalenti de debitE1 suma echivalentilor de debit pentru baterii amestecatoare (apa

    rece + calda de consum)E2 suma echivalentilor de debit pentru consumatorii de apa rece

    (robinete de apa rece)

    unde: ebj echivalent de debit pentru bateria de tip j; erj - echivalent de debit pentru robinetul de tip j; nbj numarul de baterii de tip j; nrj numarul de robinete de tip j.

    E = 0,7E1+E2 - instalatii interioare de distributie apa rece, candapa calda este preparata si distribuita la 60 grd C.

    E = 0,9E1+E2 - instalatii interioare de distributie apa rece, candapa calda este preparata si distribuita la 50 grd C.

    E = E1+E2 - bransament si statii pompare; E = E1 - instalatii interioare de distributie apa calda

    E e nbjj

    n

    bj11

    E e nrj

    j

    n

    rj21

    Structura formulei de calcul pentrudebitul de apa

  • 10

    Structura formulei pentru debitul de calcul (STAS 1478-90)

    Structura formulei pentru debitul de calcul (STAS 1478-90)

  • 11

    DIMENSIONAREA UNEI INSTALATII DE ALIMENTARE CU APA IN CLADIRI

    Etape:Etapa 3 - Determinareadiametrelor conductelor

    Dimensionarea conductelor i calculul pierderilor totale de sarcin

    Vitezele medii economice (optime) i vitezele maxime admise ale apei, folosite la dimensionarea conductelor.

    Problema de dimensionare a conductelor const n determinarea diametrului dj al fiecrui tronson j al reelei al reelei, n care scop se dispune de o singur ecuaie (legea continuitii pentru curentul unidimensional de fluid incompresibil):

    [mc/s] 4

    2

    cstvdvAQ jijjj

  • 12

    Restricii pentru determinare diametre restricia constructiv:

    diametrele tronsoanelor succesive s fie monoton cresctoare spre seciunea de alimentare cu ap a reelei;

    restricia hidraulic: sarcinile hidrodinamice disponibile ale apei n

    nodurile traseului principal al reelei s fie consumate integral pe ramificaiile care pornesc din nodurile respective;

    restricia economic: limitarea valorilor unor parametri ai reelei

    care conduc la creterea costurilor totale de investiie i exploatare

    criterii de optimizare pentru costuri, pentru determinarea vitezei economice

    Principalele criterii de optimizare a funciilor obiectiv aplicate n cazul reelelor de distribuie a apei sunt: criteriul costului specific minim de investiie i de

    exploatare a reelei; criteriul energiei specifice minime nglobat n

    element