管道尺寸的重要性
管道尺寸是設計水力系統以降低成本,延長使用壽命和降低噪音的關鍵方面。計算最佳流量后,應確定內管直徑。管道直徑以最大速度極限計算。該速度限制對于防止損壞的發生至關重要。對于HVAC應用,Hays建議使用7 fps的最大速度進行設計。流體速度(V)與方程式1(ASHRAE,2013)成正比。
Q = VA(等式1)
其中 Q =流量,ft 3 / sec V =速度,ft / sec A =面積,ft 2
如果不考慮最大速度,可能會出現問題。根據上面的流量方程,如果管道面積不增加,則流量增加,這將產生更高的流體速度。較高的流速會產生不希望的噪音水平,高侵蝕水平,甚至更高的泵送成本。
管道系統中的噪聲是由湍流,空化,夾帶的空氣釋放和水錘引起的(ASHRAE,2013)。在查看湍流或層流時,雷諾數(Re)是關鍵指標。計算雷諾數超過10,000時的任何值在該系統中都被認為是完全湍流的。雷諾數是使用公式2(ASHRAE,2013)找到的無量綱數。根據該方程,雷諾數與流體速度成正比。速度和湍流的任何增加都會隨之增加,從而產生有害的噪音。
Re =(DVρ)?μ(式2)
其中 Re =雷諾數,無量綱 D =管道內徑,ftρ =流體密度, ft 2μ =動態粘度,lb m / ft-s
在水力系統中,由于沉積物和水泡而發生侵蝕。管道系統中的腐蝕速度低于10英尺/秒。不是實質性的。高速系統中的沉積物是侵蝕迅速發生的地方。在管道系統中放置過濾器始終是減少沉積物堆積的好主意。
水錘是要考慮的另一個設計特征。當任何流過系統的流體突然停止時,就會觸發水錘現象。當流體高速運動時,可以觀察到較大的壓力峰值。公式3(ASHRAE,2013)表明,流體速度與水力系統中的壓力上升有直接關系。在水錘發生的任何情況下,將速度保持在合理的速度可以減少損壞。
ΔP ? =(ρC 小號 V)/g ? (等式3)
其中?p h =水錘引起的壓力升高,lb f / ft 2 c s =水中聲速,ft / sec g c =重力常數,ft / sec 2
綜上所述,通過根據流經系統的流量適當調整管道大小將防止出現意外問題。下面是在給定流量的情況下建議的管道尺寸的圖表。