• Tư vấn miễn phí vấn đề hệ thống xử lý nước thải
  • Xử lý nước thải công nghiệp
  • Xử lý nước thải

Kiến thức môi trường

Lưu lượng nước qua ống, lưu lượng nước ống 42

Lưu lượng nước qua ống, lưu lượng nước ống 42

Hướng dẫn chi tiết cách tính lưu lượng nước, trả lời câu hỏi lưu lượng nước ống 42, ống 60, ống 90 là bao nhiêu? Đối với ống có áp và không áp thì khác nhau như thế nào

Sự cần thiết phải tính lưu lượng nước qua ống

Là kỹ sư môi trường, kỹ sư xây dựng hoặc kỹ sư cấp thoát nước chắc chắn phải biết cách tính lưu lượng nước qua ống khi xét đến các điều kiện như có áp, không áp... để áp dụng vào các dự án thiết kế hệ thống xử lý nước thải hoặc thiết kế mạng lưới cấp thoát nước.

Là dân kỹ thuật, chắc chắn một lần phải thắc mắc lưu lượng nước ống 42 là bao nhiêu, nếu cho nước chảy qua ống 21, ống 60, ống 90 thì bao nhiêu lâu mới đầy bể

Bài viết sẽ cung cấp công thức tính lưu lượng nước chảy trong ống để góp phần tránh các sai lầm thiết kế dẫn đến các sự cố tràn bể, tràn tầng hầm...

>>> Xem thêm: Xử lý nước thải sinh hoạt

Công thức chung tính lưu lượng nước

Lưu lượng: Q = V*A

  • - Với A là tiết diện ống có giá trị A = pi()*R*R.
  • - R là bán kính của ống dẫn.
  • - V là vận tốc nước đi trong ống

Công thức này được áp dụng tính lưu lượng nước chảy trong các ống có áp và không có áp, tuy nhiên mỗi trường hợp sẽ có vận tốc v khác nhau.

Tính lưu lượng dẫn nước qua ống tròn trong thực tế

Tính tiết diện ống tròn

Tiết diện ống tròn có công thức:

Tiết diện ống = R² x Π (m2)

Trong đó ta có:

  • - R là bán kính của ống tròn
  • - Π là số Pi() – có giá trị 3.14

Các đường ống dẫn nước và chất lỏng thường là ống tròn, nếu là đường ống uPVC thì được quy định bằng loại ống Class. Ví dụ ống Class 0, Class 1, Class 2... từ đó quy ra độ dày thành ống, áp suất tối đa và đường kính (theo mm).

Với đường ống nhưa PVC thì đường kính ống được tính theo mặt ngoài của ống, có nghĩa là bao gồm độ dày đường ống. Ví dụ ống dẫn nước phi Ø 60 class 2 sẽ có đường kính trong lòng ống là 56mm (sau khi đã trừ 2mm 2 bên thành ống). Bán kính của ống là 56/2=28mm. Do vậy tiết diện ống tính được là 3.14*28*28=2462mm2

Đối với các ống khác như ống thép hoặc thép mạ kẽm đường kính ống được quy định là đường kinh danh nghĩa. Ví dụ quy đổi ống nhựa Ø 60 tương đương với ống DN50

Tính vận tốc dòng nước

Vận tốc V = √(2gh) (Căn bậc hai của 2gh)

Trong đó:

  • - √: Căn bậc hai
  • - g: giá trị 9.81
  • - h: chiều cao của cột nước (m)

Cách tìm chiều cao h

Khi nước đầy ống thì chiều cao h đúng bằng tiết diện ngang của ống.

Trong trường hợp mặt nước cao hơn đường ống thì h được tính bằng chiều cao từ mặt thoáng đến đáy ống.

Quy đổi các đơn vị tính lưu lượng nước

  • Các thông số chúng ta nói ở phía trên nhìn chung được áp dụng theo các đơn vị không đồng nhất.
  • Khi tính lưu lượng nước chảy trong ống ta thường quy về đơn vị thống nhất là m/s
  • Từ đó thể tích nước chảy trong ống được quy ra m3
  • Tiết diện ống được quy ra mét (m)
  • Sau khi tính được lưu lượng ống theo đơn vị m3/s lúc đó ta tính ngược ra lưu lượng m3/h

Công thức tính lưu lượng nước chảy qua ống

Lưu lượng = V*A = R² x Π x √(2gh)

Trong đó:

  • - √: Căn bậc hai
  • - g: giá trị 9.81
  • - h: chiều cao của cột nước (m)
  • - R là bán kính của ống tròn
  • - Π là số Pi() – có giá trị 3.14

Lưu lượng nước ống 42

- Lưu lượng nước ống 42 tự chảy không có áp được tính như sau: (coi như độ dày ống là 1mm)

Q = 0,02*0,02*3,14*√(2*9,81*0,042) = 0,00114m3/s = 4,1m3/h

- Tương tự lưu lượng nước ống 60 tự chảy không có áp sẽ bằng: (coi như độ dày ống là 2mm)

Q = 0,028*0,028*3,14*√(2*9,81*0,056) = 0,00258m3/s = 9,2m3/h

Đối với nước chảy từ bể chứa, ống thoát tại đáy bể khi đó lưu lượng nước vẫn được tính theo công thức trên, tuy nhiên h ở đây được chọn là độ chênh giữa mực nước và đáy ống thoát nước.

Tính chính xác khi tính đến tổn thất áp suất

Cách tính trên chỉ là để tính sơ bộ chưa xét đến các tổn thất áp suất tại đường ống, tại các góc cua, đi qua các phụ kiện...

Cách tính chính xác nhất đó là dựa theo các công thức thuỷ lực, phương pháp này có thêm các biến như độ co hẹp ngang, hệ số lưu lượng,….

Theo đó, công thức tính lưu lượng nước chảy trong ống khi xét tới các tổn thất đường ống như sau:

Q(TT) = QVC + α * QDD (l/s).

Trong đó:

  • - Q(TT) là lưu lượng nước chảy bên trong ống
  • - α là Hệ số phân bố lưu lượng dọc đường ống, thông thường chọn thì α = 0.5 (Q ở đoạn đầu ống max và cuối ống =0).
  • - Q(DD) là Lưu lượng dọc đường của phân đoạn ống đang xem xét (đơn vị tính l/s).
  • - Q(VC) là Lưu lượng vận chuyển

QVC được tính = 0 khi mà đoạn ống đang tính chỉ có lưu lượng phân phối dọc đường và không có lưu lượng vận chuyển thông qua đoạn ống đó tới các điểm ở phía sau mà lưu lượng ấy lại đi ra tại các nút cuối.

Từ đó, lưu lượng của đoạn ống trên tính toán (Q(TT)) sẽ là lưu lượng tại dọc đường từ đầu tới cuối đoạn ống do đó lưu lượng sẽ luôn thay đổi từ Q(DD) → 0.

Trường hợp mà các điểm lấy nước từ 20 - 25 trên mỗi đoạn ống, lúc này để đơn giản hoá trong quá trình tính toán, người ta thường đưa lưu lượng dọc đường về 2 nút (điểm đầu và điểm cuối) và gọi là lưu lượng nút (QN).

QN=0.5 x ∑QDD + QTTR (l/s)

Vì thế, lưu lượng tính toán của mỗi phân đoạn ống sẽ bằng lưu lượng của các đoạn ống liền kề sau nó cộng với lưu lượng nút của cuối phân đoạn ống tính toán.

Công thức.

QTT(A) = QVC + QN(B). Đơn vị tính (l/s).

Các lưu ý khi tính lưu lượng nước

– Biết áp lực tự do đầu ống thì có thể tra trong Tiêu chuẩn phòng cháy (chẳng hạn 6m nước với họng nước vách tường.).

– Biết vận tốc nước trong từng đoạn ống lúc đó Vận tốc(m/s) = lưu lượng (m3/s) / diện tích ống(m2). Chẳng hạn như: ống phòng cháy thì vận tốc <10m/s.

– Để tính được lưu lượng phải ước chừng được đường đi của nước từ bể xuống đầu phun phải qua những ống có tiết diện nào, dài khoảng bao nhiêu, hoặc chọn đường đi bất lợi nhất, nếu không chắc chắn thì phải tính cho toàn bộ các đường đi của nước trong ống.

– Theo công thức trong TCVN 4513 thì bạn đã có đủ dữ liệu từ 3 phần trên để tính được độ giảm áp (do quá trình ma sát) trên dọc đường ống và tại vị trí đấu nối (đi qua các phụ kiện) cho từng vị trí cụ thể.

Link tải về TCVN 4513

– Tiếp đó, tính tổng các độ giảm áp ở trên bạn sẽ ra được áp lực (tính theo mét nước) của toàn bộ đường ống.

Cuối cùng tiến hành so sánh với chênh cao bể - họng nước là sẽ biết có đảm bảo hay không.
 


DỰ ÁN TIÊU BIỂU

  • CCEP
  • Môi trường Xanh Cửu Long