Как рассчитать и оптимизировать потоки жидкости в промышленных системах водоснабжения?

Для расчёта и оптимизации потоков жидкости в промышленных системах водоснабжения используют различные методы и математические модели. cyberleninka.ru www.citycom.ru

Некоторые подходы к оптимизации диаметров трубопроводов:

• Метод экономической скорости. inner.su Основан на определении оптимальной скорости потока в трубопроводе. inner.su Для разных жидкостей и материалов труб существуют рекомендуемые диапазоны скоростей, обеспечивающие баланс между гидравлическими потерями и капитальными затратами. inner.su
• Формула Л. Ф. Мошнина. inner.su Используется для водопроводных систем и позволяет определить оптимальный диаметр с учётом расчётного расхода воды и коэффициента экономичности, зависящего от соотношения стоимости трубопровода и электроэнергии. inner.su
• Определение диаметра по заданной скорости. inner.su Диаметр выбирают исходя из рекомендуемой скорости движения жидкости. inner.su

Для расчёта скорости потока используют, например, закон Дарси-Вейсбаха. vag-armaturen.ru Он позволяет определить потери напора (давления) при турбулентном течении воды. vag-armaturen.ru

Для оптимизации технических параметров (давления и расхода) используют математическую модель, которая представляет собой систему уравнений, описывающих зависимость величины гидравлических сопротивлений от давления и расходов. cyberleninka.ru

Некоторые исходные параметры сетей для расчётов с использованием математической модели: cyberleninka.ru

• часовое, суточное и месячное водопотребление; cyberleninka.ru
• протяжённость участков водоснабжения; cyberleninka.ru
• диаметры трубопроводов и материал; cyberleninka.ru
• давление в контрольных точках системы. cyberleninka.ru

При оптимизации системы водоснабжения также учитывают такие факторы, как диаметр труб, материал изготовления труб, давление в системе и характеристики потребления воды. vag-armaturen.ru

Для снижения рисков высоких скоростей воды на определённых участках трубопровода — у насосов и вблизи запорной арматуры — используют компенсаторы и демпферы, которые уменьшают динамическое воздействие скорости жидкости. vag-armaturen.ru Также применяют балансировку системы, чтобы равномерно распределить воду в системе и избежать локальных перепадов скоростей и давлений. vag-armaturen.ru