Самостоятельный гидравлический расчет трубопровода
Гидравлический расчёт при разработке проекта трубопровода направлен на определение диаметра трубы и падения напора потока носителя.
Данный вид расчёта проводится с учетом характеристик конструкционного материала, используемого при изготовлении магистрали, вида и количества элементов, составляющих систему трубопроводов(прямые участки, соединения, переходы, отводы и т. д.), производительности,физических и химических свойств рабочей среды.
Многолетний практический опыт эксплуатации систем трубопроводов показал, что трубы, имеющие круглое сечение, обладают определенными преимуществами перед трубопроводами, имеющими поперечное сечение любой другой геометрической формы:
- минимальное соотношением периметра к площади сечения, т.е. при равной способности, обеспечивать расход носителя, затраты на изолирующие и защитные материалы при изготовлении труб с сечением в виде круга, будут минимальными;
- круглое поперечное сечение наиболее выгодно для перемещения жидкой или газовой среды сточки зрения гидродинамики, достигается минимальное трение носителя о стенки трубы;
- форма сечения в виде круга максимально устойчива к воздействию внешних и внутренних напряжений;
- процесс изготовления труб круглой формы относительно простой и доступный.
Подбор труб по диаметру и материалу проводится на основании заданных конструктивных требований к конкретному технологическому процессу. В настоящее время элементы трубопровода стандартизированы и унифицированы по диаметру. Определяющим параметром при выборе диаметра трубы является допустимое рабочее давление, при котором будет эксплуатироваться данный трубопровод.
Основными параметрами, характеризующими трубопровод являются:
- условный (номинальный) диаметр – DN;
- давление номинальное – PN;
- рабочее допустимое (избыточное) давление;
- материал трубопровода, линейное расширение, тепловое линейное расширение;
- физико-химические свойства рабочей среды;
- комплектация трубопроводной системы (отводы, соединения, элементы компенсации расширения и т.д.);
- изоляционные материалы трубопровода.
Условный диаметр (проход) трубопровода (DN) – это условная безразмерная величина, характеризующая проходную способность трубы, приблизительно равная ее внутреннему диаметру. Данный параметр учитывается при осуществлении подгонки сопутствующих изделий трубопровода (трубы, отводы, фитинги и др.).
Условный диаметр может иметь значения от 3 до 4000 и обозначается: DN 80.
Условный проход по числовому определению примерно соответствует реальному диаметру определенных отрезков трубопровода.
Численно он выбран таким образом, что пропускная способность трубы повышается на 60-100% при переходе от предыдущего условного прохода к последующему.
Давление номинальное (PN) – это безразмерная величина, характеризующая максимальное давление рабочего носителя в трубе заданного диаметра, при котором осуществима длительная эксплуатация трубопровода при температуре 20°C.
Значения номинального давления были установлены на основании продолжительной практики и опыта эксплуатации: от 1 до 6300.
Номинальное давление для трубопровода с заданными характеристиками определяется по ближайшему к реально создаваемому в нем давлению. При этом,вся трубопроводная арматура для данной магистрали должна соответствовать тому же давлению. Расчет толщины стенок трубы проводится с учетом значения номинального давления.
Основные положения гидравлического расчета
Рабочий носитель (жидкость, газ, пар), переносимый проектируемым трубопроводом, в силу своих особых физико-химических свойств определяет характер течения среды в данном трубопроводе. Одним из основных показателей характеризующих рабочий носитель, является динамическая вязкость, характеризуемая коэффициентом динамической вязкости – μ.
Инженер-физик Осборн Рейнольдс (Ирландия), занимавшийся изучением течения различных сред, в 1880 году провел серию испытаний, по результату которых было выведено понятие критерия Рейнолдса (Re) – безразмерной величины, описывающей характер потока жидкости в трубе. Расчет данного критерия проводится по формуле:
Критерий Рейнольдса (Re) дает понятие о соотношении сил инерции к силам вязкого трения в потоке жидкости. Значение критерия характеризует изменение соотношения указанных сил, что, в свою очередь, влияет на характер потока носителя в трубопроводе. Принято выделять следующие режимы потока жидкого носителя в трубе в зависимости от значения данного критерия:
ламинарный поток (Re
Зависимость расхода от давления
Нет такой зависимости расхода жидкости от давления, а есть – от перепада давления. Формула выводится просто. Имеется общепринятое уравнение перепада давления при течении жидкости в трубе Δp = (λL/d) ρw²/2, λ — коэффициент трения (ищется в зависимости от скорости и диаметра трубы по графикам или соответствующим формулам), L — длина трубы, d — ее диаметр, ρ -плотность жидкости, w — скорость. С другой стороны, есть определение расхода G = ρwπd²/4. Выражаем из этой формулы скорость, подставляем ее в первое уравнение и находим зависимость расхода G = π SQRT(Δp d^5/λ/L)/4, SQRT – квадратный корень.
Коэффициент трения ищется подбором. Вначале задаете от фонаря некоторое значение скорости жидкости и определяете число Рейнольдса Re=ρwd/μ, где μ — динамическая вязкость жидкости (не путайте с кинематической вязкостью, это разные вещи). По Рейнольдсу ищете значения коэффициента трения λ = 64/Re для ламинарного режима и λ = 1/(1.82 lgRe — 1.64)² для турбулентного (здесь lg – десятичный логарифм). И берете то значение, которое выше. После того, как найдете расход жидкости и скорость, надо будет повторить весь расчет заново с новым коэффициентом трения. И такой перерасчет повторяете до тех пор, пока задаваемое для определения коэффициента трения значение скорости не совпадет до некоторой погрешности с тем значением, что вы найдете из расчета.
Параметры расхода воды:
- Величина диаметра трубы, которая также определяет дальнейшую пропускную способность.
- Величину стенок труб, которая после определит внутренне давление в системе.
Единственное, что не влияет на расход – это длина коммуникаций.
Если диметр известен, расчет можно провести по таким данным:
- Конструкционный материал для трубостроительства.
- Технология, влияющая на процесс сборки трубопровода.
Характеристики влияют на давление внутри систему водоснабжение и определяют расход воды.
Если вы ищете ответ на вопрос, как определить расход воды, то вы должны усвоить две формулы расчета, определяющие параметры использования.
- Формула для расчета на сутки – Q=ΣQ×N/100. Где ΣQ – годовое суточное использование воды на 1 жителя, а N – количество жителей в здании.
- Формула для расчета на час – q=Q×K/24. Где Q – суточный расчет, а К – соотношение по СНиПу неравномерное потребление (1.1-1.3).
Эти нехитрые расчеты смогут помочь определить расход, который покажет нужды и потребности данного дома. Есть таблицы, которыми можно воспользоваться в обсчете жидкости.
Порядок расчета сечения магистралей теплоснабжения
Перед тем как рассчитать диаметр трубы отопления необходимо определиться с их основными геометрическими параметрами. Для этого нужно знать основные характеристики магистралей. К ним относятся не только эксплуатационные качества, но и размеры.
Каждый производитель указывает значение сечения труб – диаметр. Но фактически он зависит от толщины стенки и материала изготовления. Перед приобретением определенной модели трубопроводов нужно знать следующие особенности обозначения геометрических размеров:
- Расчёт диаметра полипропиленовых труб для отопления делается с учетом того, что производители указывают наружные габаритные размеры. Для вычисления полезного сечения необходимо отнять две толщины стенки;
- Для стальных и медных трубопроводов даются внутренние размеры.
Зная эти особенности можно делать расчет диаметра коллектора отопления, труб и других компонентов для монтажа.
При выборе полимерных труб отопления нужно обязательно уточнить о наличии в конструкции армирующего слоя. Без него при воздействии горячей воды магистраль не будет иметь должной жесткости.
Определение тепловой мощности системы
Как правильно подобрать диаметр труб для отопления и следует ли это делать без расчетных данных? Для небольшой системы отопления можно обойтись без сложных вычислений
Важно лишь знать следующие правила:
- Оптимальный диаметр труб с естественной циркуляцией отопления должен составлять от 30 до 40 мм;
- Для закрытой системы с принудительным движением теплоносителя следует использовать трубы меньшего сечения для создания оптимального давления и скорости потока воды.
Для точного вычисления рекомендуется использовать программа для расчета диаметра труб отопления. Если же их нет – можно воспользоваться приблизительными вычислениями. Сначала необходимо найти тепловую мощность системы. Для этого необходимо воспользоваться следующей формулой:
Где Q – рассчитываемая тепловая мощность отопления, кВт/ч, V – объем комнаты (дома), м³, Δt – разница между температурами на улице и в помещении, °С, К – расчетный коэффициент тепловых потерь дома, 860 – величина для перевода полученных значений в приемлемый формат кВт/ч.
Наибольшие затруднения при предварительном расчете диаметра пластиковых труб для отопления вызывает поправочный коэффициент К. Он зависит от теплоизоляции дома. Его лучше всего взять из данных таблицы.
Степень теплоизоляции здания
Качественное утепление дома, установлены современные окна и двери
В качестве примера расчета диаметров полипропиленовых труб для отопления можно вычислить требуемую тепловую мощность комнаты общим объемом 47 м³. При этом температура на улице будет -23°С, а в помещении — +20°С. Соответственно разница Δt составит 43°С. Поправочный коэффициент возьмем равным 1,1. Тогда требуемая тепловая мощность составит.
Следующий этап выбора диаметра трубы для отопления – определение оптимальной скорости движения теплоносителя.
В представленных расчетах не учитывается поправка на шероховатость внутренней поверхности магистралей.
Скорость воды в трубах
Таблица для расчета диаметра трубы отопления
Оптимальный напор теплоносителя в магистралях необходим для равномерного распределения тепловой энергии по радиаторам и батареям. Для правильного подбора диаметров труб отопления следует принимать оптимальные значения скорости продвижения воды в трубопроводах.
Стоит помнить, что при превышении интенсивности движения теплоносителя в системе могут возникать посторонние шумы. Поэтому данное значение должно быть равно от 0,36 до 0,7 м/с. Если параметр будет меньше – неизбежно возникнут дополнительные тепловые потери. При его превышении появятся построение шумы в трубопроводах и радиаторах.
Для окончательного расчета диаметра трубы отопления следует воспользоваться данными из таблицы, представленной ниже.
Подставляя в формулу расчета диаметра трубы отопления в полученные ранее значения можно определить, что оптимальный диаметр трубы для конкретного помещения составит 12 мм. Это лишь приблизительный расчет. На практике специалисты рекомендуют к полученным значениям прибавить 10-15%. Это объясняется тем, что формула расчета диаметра трубы отопления может измениться из-за добавления новых компонентов в систему. Для точного вычисления потребуется специальная программа для расчета диаметра труб отопления. Подобные программные комплексы можно скачать в демоверсии с ограниченными возможностями расчетов.
Старые таблицы расчета – надежное пособие для современного инженера
Старые советские книги по ремонту, а также журналы и строительству часто публиковали таблицы с расчетами, которые обладают большой точностью, т.к. были выведены путем лабораторных испытаний. Например, в таблице пропускной способности труб указывается значение для трубы диаметром 50 мм – 4 т/ч, для трубы 100 мм – 20 т/ч, для трубы 150 мм – 72,8 т/ч, а для Т.е. можно понять, что пропускная способность трубы в зависимости от диаметра меняется не по арифметической прогрессии, а по другой формуле, в которую входят различные показатели.
Онлайн калькуляторы для расчета также в помощь
Сегодня кроме сложной формы и готовых таблиц, расчет пропускной способности трубопровода можно сделать и с помощью специальных компьютерных программ, которые также используют указанные выше параметры, которые нужно ввести в компьютер.
Специальный калькулятор для расчета можно скачать в интернете, а также воспользоваться различными онлайн ресурсами, которых в Сети сегодня великое множество. Ими можно пользоваться как на платной, а так и на бесплатной основе, но многие из них могут иметь неточности в формулах для расчетов и сложности в использовании.
Например, некоторые калькуляторы предлагает в качестве базовых параметров использовать на выбор либо соотношение диаметр/длина, либо шероховатость/материал. Чтобы знать показатель шероховатости, нужно также обладать специальными знаниями из области инженерии. То же самое можно сказать и о падении напора, который используется онлайн калькулятором при расчетах.
Если вы не знаете, где узнать или как вычислить эти параметры, то лучше для вас обратиться за помощью к специалистам, или воспользоваться онлайн калькулятором для расчета пропускной способности трубы.
8.6Расчет трубопроводов линий форсунок, скиммеров, донного слива.
Теперь подберем диаметры трубопроводов, которыми будем делать обвязку форсунок и скиммеров. Для расчетов будем пользоваться следующей таблицей:
Таблица 8.4. Пропускная способность труб различного диаметра.
Диаметр | Площадь | Пропуск. способность при скорости,м3/час | ||||||||
наруж.,мм | внутр.,мм | внут.сеч.,мм2 | ||||||||
0,5 м/с — скорость воды в трубе от переливного лотка | ||||||||||
0,8 м/с — скорость воды в трубе коллектора | ||||||||||
1,2 м/с — скорость воды в трубе на входе в насос | ||||||||||
2,0 м/с — скорость воды при выходе из насоса | ||||||||||
2,5 м/с — максимально возможная скорость воды в трубе | ||||||||||
Данная таблица предоставляет возможность вычислить диаметры трубы в разных конструктивных применениях и разной требуемой производительности:
Диаметры труб от переливного лотка к коллектору;
Диаметры труб коллектора;
Диаметры всасывающей трубы на подачу в насос;
Диаметр трубы после насоса, фильтров, линии форсунок.
У нас в бассейне присутствует 4-е форсунки и насос производительностью 15м 3 /ч. Т.е. на каждую форсунку приходится почти по 4м 3 /ч. Исходя из производительности насоса, по таблице подберем общую трубу подачи на форсунки. Скорость воды в трубе принимаем 2 м/с и находим значение диаметра трубы при 15м 3 /ч. Если точного значения в таблице нет, то берем ближайшее. В нашем случае подающая труба на форсунки будет диаметром 63 мм, а разветвления на пары форсунок пойдут диаметром 50мм.
Рис 8.11. Соединение форсуночной линии.
Для соединения форсунок нам понадобятся следующие материалы:
Уголок 50мм-90 0 — 6шт.
Тройник 50мм — 2шт.
Тройник 63мм — 1шт.
Редукция короткая 63-50мм — 2шт.
— труба 63мм — 6 м. (определяется по расстоянию от центра
длинного борта до техпомещения.)
Труба 50мм — 12м. (суммируем все отрезки трубы 50мм
согласно вычисленному расположению форсунок.)
Для подключения донного слива обычно достаточно трубы диаметром, как и диаметр выпускного отверстия самого донного слива (для частных бассейнов это 2″» и соответственно труба D=63мм). Если же донных сливов два, то их нужно соединить в трубу D=90мм.
Рис. 8.12 Подключение донных сливов.
В нашем случае донный слив один. Поэтому для его подключения достаточно следующих материалов:
Муфта с н.р. 63-2″» — 1шт.
Труба 63мм — 2м.
Теперь определим, какой трубой подключаются скиммера. В скиммерах обычно бывают отверстия с подключением 1,5″» или 2″». Скиммера в бассейне в режиме фильтрации забирают где-то 70-90% от общего потока, который всасывает насос, а остальное приходится на донный слив. Поэтому необходимо ориентироваться по табличке. Смотрим графу со скоростью потока 1,2 м/с (скорость воды на входе в насос) и выбираем диаметр трубы с производительностью 15м 3 /ч-30%=10м 3 /ч. В нашем случае будет достаточно трубы диаметром D=63мм, но идеально было бы поставить трубу D=75мм.
Рис 8.13 обвязка скиммеров.
Для обвязки скиммеров нам понадобятся следующие материалы:
Муфта с н.р. 50-2″» — 2шт.
Угол 50-90 0 — 2шт.
Тройник 63 — 1шт.
Редукция 63-50 — 2шт.
Труба 50мм — 6м.
Расчет проходимости
В общем случае для грубого расчета необходимого внутреннего диаметра трубы существует несложная формула:
Формула расчета внутреннего диаметра полипропиленовой трубы
В ней Qобщ — суммарный пиковый расход воды, число Pi принимается равным 3,14, а V — скорость движения воды по трубам. Значение последнего параметра берется для толстых труб в 1,5-2 метра в секунду, для тонких 0,7-1,2. Разница связана с тем, что тем меньше диаметр трубы — тем больше у этой трубы соотношение поверхность/просвет. Попросту говоря, в тоненькой трубе большая часть проходящего через нее объема воды будет тормозиться о стенки.
Полипропиленовые трубы диаметры 10-25 миллиметров подбираются исходя из меньшего значения скорости, трубы полипропиленовые диаметры 32 миллиметра и выше — по большему значению V.
В каждой группе стоит ориентироваться на максимальное значение скорости, поскольку у полипропилена очень гладкая поверхность. Применительно к водопроводу это означает минимальные потери на трение воды о стенки.
Точный расчет проходимости и диаметра трубы важны в том случае, если проектируется прежде всего система водоснабжения многоквартирного дома. Если использовать трубу диаметром меньше необходимого — то в вечерние часы, в пик потребления воды верхние этажи просто останутся без нее.
Как видите, из полипропиленовой трубы делают и стояки водоснабжения
Разумеется, всегда есть соблазн перестраховаться и взять трубу диаметром значительно больше расчетного. Но здесь не стоит забывать про экономическую составляющую проекта: тем больше диаметр полипропиленовых труб для водоснабжения, тем больше и их стоимость. Добавьте к этому более дорогие фитинги для полипропиленовых труб — и получим в результате весьма значительные расходы, которых легко можно избежать.
Трубы полипропиленовые большого диаметра не используются там, где можно обойтись меньшими, в силу еще одной причины, опять-таки связанной с экономией. Вспомните, как вы умываетесь утром. Зачастую приходится долго сливать воду из крана, прежде чем она станет горячей, верно? И это количество тем больше, чем больше диаметр трубы. В отсутствие водоразбора все тепло горячей воды, заполняющей трубу, бесполезно рассеивается в атмосфере.
Если при монтаже стояка водоснабжения используются полипропиленовые трубы — внутренний диаметр их, как правило, берется около 25 миллиметров для пятиэтажных домов и 32-х — для девяти — шестнадцатиэтажек. Впрочем, при выборе диаметра используется обычно точный подсчет количества сантехнических приборов.
Трубы полипропиленовые больших диаметров обычно используются для подвода холодной воды к одному или нескольким домам. На теплотрассы полипропилен не ставят никогда: слишком высока температура воды на подающем трубопроводе. Да и при испытаниях трасс на плотность подвергать сравнительно мягкий полипропилен огромному давлению — значит искать приключений на свою пятую точку.
С холодной водой таких опасностей нет: температура постоянно низкая, давление сравнительно невелико, поэтому последнее время коммунальники постепенно отказываются от магистралей из чугуна и стали в пользу нового материала. Трубы полипропиленовые диаметром 500 миллиметров и даже больше уже часто можно встретить в трубопроводах, снабжающих водой целые микрорайоны.
Полипропиленовые трубы бываю и такими
Частный дом или квартира
Однако если вы проектируете водопровод для небольшого частного дома или своей квартиры — сложный расчет вам ни к чему. Количество точек водоразбора невелико, а разница в цене между трубами разных диаметров при небольшом объеме закупки не подорвет даже скромный бюджет.
Посмотрите в корпус смесителя. Видите, через какие тонкие отверстия вода попадает в раковину? Трубы полипропиленовые внутренний диаметр должны иметь всего-то достаточный, чтобы узким местом водопровода были те самые дырочки в смесителе. Вспомните: проходимость трубы равна проходимости самого узкого ее места.
Именно поэтому владельцы домов и квартир, не тратя времени на сложные расчеты, просто покупают и ставят себе полипропиленовые трубы диаметр 20 мм. При любом разумном количестве умывальников, раковин, ванн и биде этого хватит за глаза.
Владельцы квартир редко ломают голову над выбором нужного диаметра трубы
Заключение
Как видите, диаметры труб полипропиленовых подбираются без особой сложности. В большинстве случаев достаточно просто взять самую дешевую трубу — и вперед, творить и созидать
Удачи в ремонте!
Коэффициент Клаузинга
Проводимость длинного трубопровода связана с проводимостью входного отверстия коэффициентом [1 +3/16(LH/A)] -1 Ca. Этот коэффициент можно интерпретировать как вероятность случайного входа молекулы в отверстие и ее прохождения до самого конца трубопровода.
Целесообразно рассматривать проводимость с точки зрения проводимости отверстия и соответствующей вероятности прохождения молекулы (коэффициента Клаузинга), поэтому
Так как проводимость не зависит от направления движения молекул,
Примеры. Выражение для потока газа по длинному прямому трубопроводу было дано Кнудсеном:
где d – диаметр трубопровода; L – длина трубопровода; nа – средняя скорость молекулы; р1 и р2 – давления на противоположных концах трубопровода. Для сухого воздуха при 20 °С d и L, выраженных в дюймах, а р – в Торр, данное уравнение принимает следующий вид:
Приблизительные значения некоторых вероятностей прохождения имеют точность в пределах + 10%. Это разнообразные методы, которые включают аналитические методы , расчеты по методу пробной частицы Монте-Карло и методу вариаций. Карлсон исследовал различные геометрические формы и ссылается на соответствующие источники. Примеры числовых расчетов можно найти в работе Карлсона.
Основные виды расчетов
При выполнении расчетов чаще используют данные СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения», а также рекомендации из СП 40-102-2000 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования».
Уклон трубопровода канализации
Уклон отвечает за безнапорную работу системы и беспрепятственный сброс стоков в приемник. В таблицах СНиП приведены рекомендуемые для каждого диаметра труб минимальные уклоны:
- сечение 110 мм — 1 см на каждый погонный метр коллектора;
- диаметр 160 мм — 0,8 см на метр;
- сечение 220 мм — 0,7 см на один метр протяженности коллектора.
Для внутренней части коммуникации придерживаются 1,5-2 см уклона на каждый погонный метр.
Если есть необходимость высчитать уклон коллектора через формулу, пользуются такой: d х коэффициент, где d — это сечение трубопровода, а коэффициент соответствует таким значениям:
Уклон делают в сторону центральной магистрали или дворового септика/выгребной ямы.
Расчет сечения труб
Чтобы уложить трубы нужного диаметра, можно воспользоваться данными СНиП. Выглядят рекомендуемые значения следующим образом:
- внутренняя часть канализации от всех сантехнических приборов — 50 мм;
- труба от унитаза — 110 мм;
- общественный стояк — 110-160 мм;
- наружная часть канализации — 160-220 мм (для частного сектора и многоквартирного жилого дома);
- центральная магистраль и промышленные предприятия — от 500 мм.
При правильном сечении коллектора наполненность трубы будет составлять примерно 0,3-0,5 от общего её диаметра.
Расчет наполнения коллектора
Пример расчета уровня наполненности трубы канализации в частном секторе: за исходные данные берут уровень наполненности коллектора в пределах 60 мм, в то время как сечение тубы составляет 110 мм. Согласно приведенной формуле, 60/110 и получается 0,55. Значение соответствует норме.
Вычисление пропускной способности труб
На момент проектирования системы обязательно высчитывают пропускную способность трубопровода – определяют расчетные расходы сточных вод. Этот параметр вычисляют относительно суток, часов и секунд в зависимости от назначения здания (жилое, предприятие и пр.). Секундный расход стоков исчисляют в литрах, для суточного и часового данные исчисляют в м3.
Данные для средних расходов:
- Qcp.сут= п · Nр / 1000 м³/сутки;
- Qcp.час= п · Nр / (24 · 1000) м³/час;
- qср.сек= п · Nр / (24 · 3600) л/сек.
- п — средние нормы водоотведения на 1 жителя (в литрах);
- Nр– расчётное количество жителей.
Для максимальных расходов:
- Qмакс.сут= Qcp.сут · kсут = п · Nр · kсут / 1000 м³/сутки;
- Qмакс.час= п1 · Nр · kобщ / (24 · 1000) м³/час;
- qмакс.сек= п1 · Nр · kобщ / (24 · 3600) л/сек.
Где k – коэффициенты неравномерности: kсут – суточной, kобщ – общей.
Чтобы определить максимальную пропускную способность коллектора, пользуются формулой: q = aХv, где значение а – площадь живого сечения потока, а v – скорость транспортировки стоков.
За норму максимальных скоростей для каждого вида труб (материал изготовления) принято считать 8 м/с (металл) и до 4 м/с (бетон, пластик). Если скорость по факту получается больше, её нужно гасить с помощью поворотов системы или монтажа перепадных колодцев.
Все гидравлические вычисления нужно проводить последовательно. Однако чаще мастера используют для проведения расчетов не формулы, а приведенные в СНиП данные (в виде таблиц), либо пользуются онлайн-калькулятором.
Пропускная способность трубопровода.
Такая характеристика как пропускная способность трубопровода зависит от нескольких факторов. Прежде всего, это диаметр трубы, а также тип жидкости, и другие показатели.
Для гидравлического расчета трубопровода вы можете воспользоваться калькулятором гидравлического расчета трубопровода.
При расчете любых систем, основанных на циркуляции жидкости по трубам, возникает необходимость точного определения пропускной способности труб. Это метрическая величина, которая характеризует количество жидкости, протекающее по трубам за определенный промежуток времени. Данный показатель напрямую связан с материалом, из которого изготовлены трубы.
Если взять, к примеру, трубы из пластика, то они отличаются практически одинаковой пропускной способностью на протяжении всего срока эксплуатации. Пластик, в отличие от металла, не склонен к возникновению коррозии, поэтому постепенного нарастания отложений в нем не наблюдается.
Что касается труб из металла, то их пропускная способность уменьшается год за годом. Из-за появления ржавчины происходит отслойка материала внутри труб. Это приводит к шероховатости поверхности и образованию еще большего налета. Особенно быстро этот процесс происходит в трубах с горячей водой.
Далее приведена таблица приближенных значений которая создана для облегчения определения пропускной способности труб внутриквартирной разводки. В данной таблице не учтено уменьшение пропускной способности за счет появления осадочных наростов внутри трубы.
Таблица пропускной способности труб для жидкостей, газа, водяного пара.
Вода городского водопровода
Вода трубопроводной магистрали
Вода системы центрального отопления
Вода напорной системы в линии трубопровода
Масло линии трубопровода
Масло в напорной системе линии трубопровода
Пар в отопительной системе
Пар системы центрального трубопровода
Пар в отопительной системе с высокой температурой
Воздух и газ в центральной системе трубопровода
Чаще всего, в качестве теплоносителя используется обычная вода. От ее качества зависит скорость уменьшения пропускной способности в трубах. Чем выше качество теплоносителя, тем дольше прослужит трубопровод из любого материала (сталь чугун, медь или пластик).
Расчет пропускной способности труб.
Для точных и профессиональных расчетов необходимо использовать следующие показатели:
- Материал, из которого изготовлены трубы и другие элементы системы;
- Длина трубопровода
- Количество точек водопотребления (для системы подачи воды)
Наиболее популярные способы расчета:
1. Формула. Достаточно сложная формула, которая понятна лишь профессионалам, учитывает сразу несколько значений
Основные параметры, которые принимаются во внимание – материал труб (шероховатость поверхности) и их уклон
2. Таблица. Это более простой способ, по которому каждый желающий может определить пропускную способность трубопровода. Примером может послужить инженерная таблица Ф. Шевелева, по которой можно узнать пропускную способность, исходя из материала трубы.
3. Компьютерная программа. Одну из таких программ легко можно найти и скачать в сети Интернет. Она разработана специально для того, чтоб определить пропускную способность для труб любого контура. Для того что узнать значение, необходимо ввести в программу исходные данные, такие как материал, длина труб, качество теплоносителя и т.д.
Следует сказать, что последний способ, хоть и является самым точным, не подходит для расчетов простых бытовых систем. Он достаточно сложен, и требует знания значений самых различных показателей. Для расчета простой системы в частном доме лучше воспользоваться таблицами.
Пример расчета пропускной способности трубопровода.
Длина трубопровода – важный показатель при расчете пропускной способности Протяженность магистрали оказывает существенное влияние на показатели пропускной способности. Чем большее расстояние проходит вода, тем меньшее давление она создает в трубах, а значит, скорость потока уменьшается.
Приводим несколько примеров. Опираясь на таблицы, разработанные инженерами для этих целей.
Пропускная способность труб:
- 0,182 т/ч при диаметре 15 мм
- 0,65 т/ч с диаметром трубы 25 мм
- 4 т/ч при диаметре 50 мм
Как можно увидеть из приведенных примеров, больший диаметр увеличивает скорость потока. Если диаметр увеличить в 2 раза, то пропускная способность тоже возрастет. Эту зависимость обязательно учитывают при монтаже любой жидкостной системы, будь то водопровод, водоотведение или теплоснабжение. Особенно это касается отопительных систем, так как в большинстве случаев они являются замкнутыми, и от равномерной циркуляции жидкости зависит теплоснабжение в здании.
