Как найти производительность трубы

Важность правильных расчетов

При проектировке коттеджа с двумя и более санузлами либо небольшой гостиницы надо принимать во внимание, сколько воды смогут поставлять трубы выбранного сечения. Ведь если упадет давление в трубопроводе при большом потреблении, это приведет к тому, что нормально принять душ или ванну будет невозможно. Если проблема возникнет при пожаре, можно и вовсе лишиться дома. Поэтому расчет проходимости магистралей проводят еще перед началом строительства.

Владельцам небольших предприятий также важно знать пропускные показатели. Ведь при отсутствии приборов учета коммунальные службы, как правило, предъявляют счет на водопотребление организациям по пропускаемому трубой объему. Знание данных по своему водопроводу позволит контролировать расход воды и не платить лишнего.

От чего зависит проходимость трубы

Проходимость трубных отрезков является метрической величиной, характеризующей объем жидкости, пропускаемый по магистрали за определенный временной интервал. Этот показатель зависит от материала, используемого при производстве труб.

Трубопроводы из пластика сохраняют почти одинаковую проходимость в течение всего эксплуатационного периода. Пластик, по сравнению с металлом, не ржавеет, благодаря этому магистрали не засоряются долгое время.

У моделей из металла пропускная способность снижается год за годом. Вследствие того что трубы ржавеют, внутренняя поверхность постепенно отслаивается и становится шероховатой. Из-за этого на стенках образуется намного больше налета. В особенности быстро засоряются трубы горячего водоснабжения.

Кроме материала изготовления, проходимость зависит и от иных характеристик:

• Длины водопровода. Чем больше протяженность, тем меньше скорость потока из-за воздействия силы трения, соответственно снижается и напор.
• Диаметра труб. Стенки узких магистралей создают большее сопротивление. Чем меньше сечение, тем хуже будет соотношение скорости потока к значению внутренней площади на участке фиксированной длины. В более широких трубопроводах вода перемещается быстрее.
• Присутствия поворотов, фитингов, переходников, кранов. Любые фасонные детали замедляют передвижение водных потоков.

При определении показателя пропускной способности необходимо учитывать все эти факторы в комплексе. Чтобы не запутаться в цифрах, стоит использовать проверенные формулы и таблицы.

Пропускная способность водопроводной трубы

Водопроводные трубы в доме используются чаще всего. А так как на них идёт большая нагрузка, то и расчет пропускной способности водопроводной магистрали становится важным условием надежной эксплуатации.

Проходимость трубы в зависимости от диаметра

Диаметр – не самый важный параметр при расчете проходимости трубы, однако тоже влияет на ее значение. Чем больше внутренний диаметр трубы, тем выше проходимость, а также ниже шанс появления засоров и пробок. Однако помимо диаметра нужно учитывать коэффициент трения воды о стенки трубы (табличное значение для каждого материала), протяженность магистрали и разницу давлений жидкости на входе и выходе. Кроме того, на проходимость будет сильно влиять число колен и фитингов в трубопроводе.

Методы расчета

Чтобы определить проходимость системы водоснабжения, можно воспользоваться тремя расчетными методами:

• Физический способ. Для выяснения показателей применяют формулы. Для исчисления требуется знание нескольких параметров, в частности, размер сечения трубного отрезка и с какой скоростью передвигается вода в магистрали.
• Табличный метод. Он наиболее прост, поскольку подобрав в таблице показатели, можно тут же выяснить нужные данные.

Последний метод, хоть и самый точный, не годится для расчетов обычных бытовых коммуникаций. Он достаточно сложен, и для его применения потребуется знать самые разные показатели. Чтобы рассчитать простую сеть для частного дома стоит прибегнуть к помощи онлайн-калькулятора. Хотя он и не такой точный, но зато бесплатен и не нуждается в установке на компьютер. Достичь более точной информации можно, сверив рассчитанные программой данные с таблицей.

Как вычислить пропускную способность

Табличный способ – самый простой. Таблиц подсчета разработано несколько: можно выбрать ту, которая подойдет в зависимости от известных параметров.

Вычисление на основе сечения трубы

В СНиП 2.04.01-85 предлагается узнать количество потребления воды по обхвату трубы.

Внешнее сечение магистрали (мм)	Приблизительное количество жидкости
В литрах в минуту	В кубометрах в час
20	15	0,9
25	30	1,8
32	50	3
40	80	4,8
50	120	7,2
63	190	11,4

В соответствии с нормативами СНиП, дневное потребление воды одним человеком – не более 60 литров. Эти данные для дома без водопровода. Если смонтирована водоподающая сеть, объем увеличивается до 200 литров.

Расчет по температуре теплоносителя

С ростом температуры уменьшается проходимость трубы – вода расширяется и тем самым создает дополнительное трение.

Вычислить нужные данные можно по специальной таблице:

Трубное сечение (мм)	Пропускная способность
По теплоте (гкл/ч)	По теплоносителю (т/ч)
Вода	Пар	Вода	Пар
15	0,011	0,005	0,182	0,009
25	0,039	0,018	0,650	0,033
38	0,11	0,05	1,82	0,091
50	0,24	0,11	4,00	0,20
75	0,72	0,33	12,0	0,60
100	1,51	0,69	25,0	1,25
125	2,70	1,24	45,0	2,25
150	4,36	2,00	72,8	3,64
200	9,23	4,24	154	7,70
250	16,6	7,60	276	13,8
300	26,6	12,2	444	22,2
350	40,3	18,5	672	33,6
400	56,5	26,0	940	47,0
450	68,3	36,0	1310	65,5
500	103	47,4	1730	86,5
600	167	76,5	2780	139
700	250	115	4160	208
800	354	162	5900	295
900	633	291	10500	525
1000	1020	470	17100	855

Для подведения водопроводной системы эта информация не является чрезвычайно важной, но для контуров отопления считается главным показателем.

Поиск данных в зависимости от давления

При подборе труб для установки любой коммуникационной сети нужно учесть давление потока в общей магистрали. Если предусмотрен напор под высоким давлением, надо устанавливать трубы с большим сечением, чем при движении самотеком. Если при подборе трубных отрезков не учтены эти параметры, а по малым сетям пропускают большой водный поток, они станут издавать шум, вибрировать и быстро придут в негодность.

Чтобы найти наибольший расчетный водный расход, используется таблица пропускной способности труб в зависимости от диаметра и разных показателей давления воды:

Расход	Пропускная способность
Сечение трубы	15 мм	20 мм	25 мм	32 мм	40 мм	50 мм	65 мм	80 мм	100 мм
Па/м	Мбар/м	Меньше 0,15 м/с	0,15 м/с	0,3 м/с
90,0	0,900	173	403	745	1627	2488	4716	9612	14940	30240
92,5	0,925	176	407	756	1652	2524	4788	9756	15156	30672
95,0	0,950	176	414	767	1678	2560	4860	9900	15372	31104
97,5	0,975	180	421	778	1699	2596	4932	10044	15552	31500
100,0	1000,0	184	425	788	1724	2632	5004	10152	15768	31932
120,0	1200,0	202	472	871	1897	2898	5508	11196	17352	35100
140,0	1400,0	220	511	943	2059	3143	5976	12132	18792	38160
160,0	1600,0	234	547	1015	2210	3373	6408	12996	20160	40680
180,0	1800,0	252	583	1080	2354	3589	6804	13824	21420	43200
200,0	2000,0	266	619	1151	2488	3780	7200	14580	22644	45720
220,0	2200,0	281	652	1202	2617	3996	7560	15336	23760	47880
240,0	2400,0	288	680	1256	2740	4176	7920	16056	24876	50400
260,0	2600,0	306	713	1310	2855	4356	8244	16740	25920	52200
280,0	2800,0	317	742	1364	2970	4356	8568	17338	26928	54360
300,0	3000,	331	767	1415	3078	4680	8892	18000	27900	56160

Средний показатель давления в большей части стояков варьируется от 1,5 до 2,5 атмосфер. Зависимость от числа этажей регулируют путем деления сети водоснабжения на несколько веток. Нагнетание воды посредством насосов сказывается и на изменении скорости потока.

Так же, рассчитывая расход воды через трубу по таблице значений диаметра трубы и давления, учитывается не только количество кранов, но и численность водонагревателей, ванн и иных потребителей.

Гидравлический расчет по Шевелеву

Для наиболее верного выявления показателей всей водоснабжающей сети используют особые справочные материалы. В них определены ходовые характеристики для труб из разных материалов.
В виде примера хорошего образца для расчетов можно назвать таблицу Шевелева. Это объемный справочник. Чтобы им воспользоваться, не обязательно идти в библиотеку. Все нужные данные можно найти во Всемирной сети. Кроме того, есть электронные программы на основе таблиц Шевелева. Достаточно ввести требуемые параметры, чтобы получить готовый результат.

Применение формул

Применение разных формул зависит от известных данных. Самая простая из них: q = π×d²/4 ×V. В формуле: q показывает расход воды в литрах, d – сечение трубы в см, V – скоростной показатель продвижения гидропотока в м/сек.

Скоростные параметры можно взять из таблицы:

Тип водоподведения	Скорость (м/сек)
Городской водопровод	0,60–1,50
Магистральный трубопровод	1,50–3,00
Центральная сеть отопления	2,00–3,00
Напорная система	0,75–1,50

При подсоединении дополнительных нагнетающих устройств нужно учесть коэффициент создаваемого напора. Он указан в руководстве пользователя.

Знать, какими характеристиками обладают трубы, нужно для грамотного подключения сантехнических приборов. При правильном подборе данных не будет повода беспокоиться, что при открытии крана в ванной комнате вода на кухне перестанет идти либо снизится ее напор.

Источник

Способы расчета пропускной способности трубопровода

Перед тем, как посчитать пропускную способность трубы, нужно узнать основные обозначения, без которых проведение расчетов будет невозможным:

1. Внешний диаметр. Данный показатель выражается в расстоянии от одной стороны наружной стенки до другой стороны. В расчетах этот параметр имеет обозначение Дн. Внешний диаметр труб всегда отображается в маркировке.
2. Диаметр условного прохода. Это значение определяется как диаметр внутреннего сечения, который округляется до целых чисел. При расчете величина условного прохода отображается как Ду.

Расчет проходимости трубы может осуществляться по одному из методов, выбирать который необходимо в зависимости от конкретных условий прокладки трубопровода:

1. Физические расчеты. В данном случае используется формула пропускной способности трубы, позволяющая учесть каждый показатель конструкции. На выборе формулы влияет тип и назначение трубопровода – например, для канализационных систем есть свой набор формул, как и для остальных видов конструкций.
2. Табличные расчеты. Подобрать оптимальную величину проходимости можно при помощи таблицы с примерными значениями, которая чаще всего используется для обустройства разводки в квартире. Значения, указанные в таблице, довольно размыты, но это не мешает использовать их в расчетах. Единственный недостаток табличного метода заключается в том, что в нем рассчитывается пропускная способность трубы в зависимости от диаметра, но не учитываются изменения последнего вследствие отложений, поэтому для магистралей, подверженных возникновению наростов, такой расчет будет не лучшим выбором. Чтобы получить точные результаты, можно воспользоваться таблицей Шевелева, учитывающей практически все факторы, воздействующие на трубы. Такая таблица отлично подходит для монтажа магистралей на отдельных земельных участках.
3. Расчет при помощи программ. Многие фирмы, специализирующиеся на прокладке трубопроводов, используют в своей деятельности компьютерные программы, позволяющие точно рассчитать не только пропускную способность труб, но и массу других показателей. Для самостоятельных расчетов можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, которые, хоть и имеют несколько большую погрешность, доступны в бесплатном режиме. Хорошим вариантом большой условно-бесплатной программы является «TAScope», а на отечественном пространстве самой популярной является «Гидросистема», которая учитывает еще и нюансы монтажа трубопроводов в зависимости от региона.

Расчет потребления воды по внутреннему сечению трубы: формулы и прочие методы

Расчет потребления воды по сечению водопроводной трубы выступает в качестве отправного пункта в сложной системе гидродинамических вычислений. При постройке или реконструкции здания, при обустройстве системы пожаротушения крайне необходимо просчитать, сколько воды будет поступать на объект при известной величине давления в системе, если установить трубы определенного сечения.

При расчете расхода воды принимаются во внимание несколько факторов, одни из важнейших — это сечение подающей трубы и давление в системе

Соответствие диаметра труб объему носителя

В качестве теплоносителя в большинстве систем отопления используется вода. Она нагревается центральным котлом. В качестве источника энергии используется газ, электричество, горючие жидкости или твердое топливо. Этот узел – сердце системы отопления. Обогревательный узел, магистрали, запоры и отдающие тепло радиаторы образуют сложную схему, в которой каждый элемент должен быть скрупулезно выверен. Прогнозирование энергетических затрат и необходимой мощности котла, расчет трубы отопления, выбор носителя и типа топлива оптимизируют расходы при строительстве и эксплуатации. Изначальная предусмотрительность застрахует от скорого ремонта и необходимости доработки уже запущенной в действие отопительной магистрали.

Расчет труб для отопления частного дома можно заказать профессионалам, доверившись опыту. Самостоятельно вывести показатели помогают сантехнические «калькуляторы»: программы, производящие расчет трубы для отопления, предлагаются на сайтах производителей и магазинов. В калькуляторы заложены усредненные показатели типовых радиаторов и труб: владельцу нужно указать метраж, высоту потолков и тип постройки, чтобы система сама сделала расчет регистров из гладких труб для отопления или емкости котла. Недостаток калькуляторов в предварительной настройке под нужды конкретного сервиса. Вряд ли владельцы портала разместят программу, которая рекомендует продукцию конкурентов, даже если основанный на реальных характеристиках расчет сечения трубы отопления это предусматривал.

Какие факторы принимают в расчет, проводя вычисление расхода воды

Определение расхода воды по диаметру трубы позволяет получить данные, весьма приближенные к реальным, но далеко не всегда. На реальном расходе, помимо диаметра трубы, сказывается целый ряд факторов:

• уровень давления. При более высоком давлении в системе трубопровода потребители будут получать больший объем воды. Расчет расхода воды по диаметру трубы и давлению позволяет получить более точные данные, чем при использовании только одного параметра. Опираясь на эти величины, определяется необходимая толщина стенки трубы;
• напор воды в системе зависит от изменения диаметра труб, изгибов и поворотов, разветвлений, наличия запорной арматуры. Чем сложнее конфигурация водопровода, тем сложнее определить реальные показатели расхода воды через трубу при давлении, указанном согласно СНиП;
• силой трения, препятствующей движению водного потока, при большей протяженности системы расход воды через трубу существенно снижается, так как падает скорость движения жидкости;
• шероховатость внутренних стенок водопровода. Современные полимерные конструкции обладают примерно на десять процентов более высокой пропускной способностью, чем самые новые изделия из традиционных материалов – бетона, чугуна и стали;
• при длительной эксплуатации внутреннюю поверхность трубопровода засоряют различные отложения. Изменение внутреннего рельефа вследствие засоренности вряд ли возможно просчитать с помощью математических формул. Так что, точно определить количество проходящей через трубу воды окажется невозможно. Новые полимерные материалы позволяют не принимать фактор постепенной закупорки системы в расчет, так как образование наростов на их внутренней поверхности практически исключается.

Расход воды будет зависеть конфигурации водопровода, а также типа труб, из которых смонтирована сеть

Так что, проводя расчеты давления воды в зависимости от диаметра трубы, не принимая во внимание другие факторы, сказывающиеся на реальном расходе жидкости, можно допустить существенные ошибки.

Как упростить расчет

Оперируя предполагаемыми потерями давления, скоростью течения жидкости в трубопроводе и объемами расхода мы можем определить все геометрические параметры трубопровода. Хотя подобное нагромождение формул будет понятно далеко не каждому сантехнику, поэтому сложный гидродинамический расчет расхода воды, в большинстве случаев заменяется особой таблицей.

Например, такой:

Где под D понимают номинальный диаметр, под q – расход воды, под V – скорость течения жидкости, а под i – уклон. Пользоваться таким графиком очень просто – мы находи на нем два исходных значения, например, диаметр 150 мм и расход в 10 л/с, и соединяем эти точки прямой линией. Значения скорости (V) и уклона (i) будет отображены на пересечении вертикальных прямых с нашей наклонной линией. Аналогичным способом можно вычислить диаметр или расход — по наклону и скорости.

Причем указанные графики, а точнее номограммы, вычерчивают исходя из конструкционного материала труб. Примеры номограмм можно найти в своде правил и норм СП 40-109-2006. В итоге, самым простым способом увязки «геометрии» трубопровода с напором и расходом воды является именно симбиоз таблицы и графика.

Методы расчета количества воды по сечению трубы

Пропускную способность трубопровода можно просчитать, используя несколько различных методик. Можно воспользоваться:

• физическими методами расчета по специальным формулам, отличным при проведении вычислений для водопровода и канализации;
• табличными методами расчета, приводящими приближенные значения, чего в большинстве случаев достаточно для принятия последующих решений. Для получения точных значений пользуются таблицами Шевелевых. В этих таблицах помимо внутреннего сечения учтен целый ряд других параметров, влияние которых сказывается на пропускной способности трубопровода;
• специальными бесплатными онлайн-калькуляторами;
• специальными компьютерными программами для расчета различных параметров, связанных с эксплуатацией трубопроводной системы. Крупные российские компании используют платную отечественную программу «Гидросистема». В интернете можно найти ссылки, позволяющие воспользоваться программой «TAScope», получившей широкое распространение во многих странах.

Расчет расхода воды по диаметру и другим параметрам

Получение расчетных данных расхода воды позволяет определиться:

• с подбором труб нужного диаметра, который увязывается с предполагаемой пропускной способностью;
• с толщиной их стенок, связанной с предполагаемым внутренним давлением;
• с материалами, которые будут использованы при прокладке трубопровода;
• с технологией монтажа магистрали.

Расчет потребления воды позволяет правильно выбрать тип труб и их диаметр

Рассчитать объем потребляемой воды возможно по несложной формуле:

В приведенной формуле использованы параметры: d – внутреннего диаметра трубы; V – скорости течения водного потока; q – величина расхода воды.

Обратите внимание! Для расчета не имеют значения особенности скорости водного потока, которая может быть как естественной, при самотечном движении, так и созданной искусственно при помощи нагнетающего внешнего источника.

В безнапорной системе, где вода движется самотеком от водонапорной башни, скорость водного потока находится в пределах от 0,7 м/с до 1,9 м/с (в системе городского водопровода водный поток обычно перемещается со скоростью полтора метра в секунду). При использовании внешнего источника для нагнетания придаваемую им скорость определяют по паспортным данным нагнетателя.

Приведенная формула включает три параметра и позволяет, зная два из них, определить третий.

Подробности

Внимание! Увеличение размера диаметра круглого трубопроката влияет на расход воды. То есть по трубе с большим сечением протечет жидкость большего объема, нежели за такое же время по трубам с меньшим диаметром.

Определяя расход воды по диаметру, необходимо обязательно учитывать давление внутри труб.

К примеру, сквозь трубу в один метр, имеющую сечение один сантиметр, транспортируется намного меньше воды за такое же время, как через трубопрокат с диаметром в 20 метров. Самый большой показатель воды будет у труб с самым большим диаметром и с самым большим давлением внутри них.

Расход воды у трубы при оптимальном давлении. Расчет пропускной способности по диаметру трубопровода нужен, чтобы определить средний показатель водного расхода при хорошем напоре.

Для этого учитывают следующие параметры:

1.внутренний диаметр трубопрокатов.

2.скорость жидкости.

3.максимальный показатель давления.

4.количество поворотов, затворов на магистрали.

5.материал труб, длина трубопровода.

Если подбирать диаметр трубы по объему расходуемой воды, учитывая данные таблицы, то сделать это просто, но данные будут неточными. Если учитывать давление и скорость жидкости в трубах, имеющихся на практике, произвести расчеты на месте, то показатели будут более верными.

Таблица приводит данные расчетов расхода жидкости по трубам с часто применяемым сечением и разных значениях давления.

Уровень давления зависит от многоэтажности здания, зависимость регулируют, разделяя систему водопровода на сегменты. Работа насосов для подачи воды изменяет скорость жидкости.

Обращаясь к данным таблицы, расчет потребления жидкости производят, учитывая количество кранов, водонагревательных приборов и ванн и т.д.

Изменяя характеристики проходимости труб посредством установки приборов, контролирующих и экономящих водорасход, типа WaterSave, изменяются данные, не соответствующие табличным значениям.

Как определить диаметр согласно СНиП 2.0.4.01 – 85.

Процесс расчета диаметра трубы относится к сложным, требующим инженерных знаний работам. Часто проектируя трубопроводную систему частного дома, все расчеты выполняют своими руками.

Данные расчета для определения водопропускного объема конструкции можно взять из таблицы, при этом надо точно знать сколько сантехнических приборов и кранов подключено к системе.

СНиП 2.04.01 – 85 предоставляет данные, которыми можно воспользоваться, имея вышеуказанные сведения. С помощью этих показателей устанавливают объем жидкости по сечению труб.

К примеру внешнее значение объема трубы равно 20 миллиметрам, значит, за минуту труба транспортирует 15 литров воды, а за час 0.9 м3.

Согласно СНиП объем воды, расходуемый одним человеком в сутки, равен примерно шестидесяти литрам, если в доме нет организованного водопровода. Если жилье благоустроенно, то объем увеличивается до двухсот литров в сутки.

Данные показатели потребления по внешнему объему трубы могут быть интересны в качестве дополнительной информации. Но специалист вычисляет расход по объему трубы и давлению в ней. Не все данные содержатся в таблице, а точные вычисления можно сделать, только применив конкретные формулы.

Размер диаметра трубопровода влияет на расчет расхода воды. Не профессионалы могут воспользоваться формулой для получения данных, зная давление с диаметром труб.

Как вычислить расход жидкости, зная давление и диаметр.

Для расчетов применяют формулу q=π × d²/4 × V, в которой:

-d внутренний диаметр трубы в сантиметрах.

-V скорость транспортировки жидкости, измеряется м/с.

Если напор воды обеспечивает водонапорная башня, без нагнетающих насосов, значит, скорость жидкости равна 0.7 до 1.9 метров в секунду. При наличии работы насоса прикладывается паспорт с указанием коэффициента имеющегося напора и скоростью движения жидкости.

Внимание! Данная формула для расчетов считается наиболее доступной, но не единственной.

Формула не учитывает качество внутренней поверхности трубы, к примеру, изделия из пластика внутри гладкие, не изменяют напор воды. Совсем иначе себя ведет внутренняя поверхность изделий из стали.

Показатель коэффициента сопротивления пластиковых труб меньше, продукция устойчива к образованию коррозии, и увеличивает качество пропускной способности системы.

Определение расхода воды при возможном падении напора

Рассмотренная формула для определения расхода воды по внутреннему диаметру трубы и скорости водного потока, считается упрощенной. Ею не учитывается изменение напора под воздействием обстоятельств, которые могут привести к более низкому или высокому давлению в трубопроводной системе. Формула Дарси позволяет произвести расчет, учитывающий потери на крайних точках трубопровода. Выглядит она так:

В формуле Дарси учтены такие параметры:

P – вязкость; λ – коэффициент трения, величина которого определяется:

• конфигурацией трубопровода, прямолинейного или имеющего сложные повороты и изгибы;
• турбулентностью течения водного потока;
• шероховатостью внутренней поверхности труб;
• наличием препятствий в виде участков с применением запорной арматуры.

На коэффициент трения влияет наличие запорных элементов и их количество

L – длина труб; D — величина внутреннего сечения; V – скорость перемещения водного потока; g – ускорение свободного падения.

Расход воды через трубу при нужном давлении

Содержание статьи
Основная задача расчёта объёма потребления воды в трубе по её сечению (диаметру) – это подобрать трубы так, чтобы водорасход не был слишком большой, а напор оставался хороший. При этом необходимо учесть:

• диаметры (ДУ внутреннего сечения),
• потери напора на рассчитываемом участке,
• скорость гидропотока,
• максимальное давление,
• влияние поворотов и затворов в системе,
• материал (характеристики стенок трубопровода) и длину и т.д..

Подбор диаметра трубы по расходу воды с помощью таблицы считается более простым, но менее точным способом, чем измерение и расчёт по давлению, скорости воды и прочим параметрам в трубопроводе, сделанный по месту.

Водоснабжение

Автор Вероника и Влад

Дата
Сен 14, 2016
0
528
Поделиться

Разобраться в том, как действует водопровод, что такое пропускная способность и как эти понятия взаимосвязаны поневоле приходиться каждому – поломки здесь нередки. Бывает и так, когда человеку приходиться быстро разбираться в этих делах – при постройке дома – подбирается вариант, рассчитывается диаметр трубы для водопровода и куча подобных критериев. Вот мы и уделим внимание такого рода нюансам, разберемся в тонкостях и поймем какого диаметра трубы использовать для водопровода стоит использовать, а какого нет.

• Facebook
• LiveJournal
• Blogger

Диаметр водопровода зависит от требований пользователя

• Обобщенные данные
• Подбираем диаметр водопроводных труб исходя из материала: стальные, пластиковые, полиэтиленовые, ПВХ, чугунные
• Выбираем подходящий размер: от маленького до большого диаметра (наружного и внутреннего)
• Методы вычисления пропускной способности труб 50, 32, 34, 63, 72, 220 мм с переходниками и маркировкой: стандарт по ГОСТу
• Зачем проводиться анализ: расчет для частного дома и квартиры

Как правильно подобрать диаметр труб?

Возвратные форсунки, донные заборники, скиммеры, каждый имеют отверстие для подключения определенного диаметра, что первоначально определяет диаметр труб. Обычно эти подключения – 1 1/2″ – 2″, к которым подсоединяется труба, диаметром 50 мм. Если несколько закалдных элементов соединяются в одну линию, то общая труба должна быть большего диаметра, чем трубы, подходящие к ней.

На выбор трубы влияет также производительность насоса, которая определяет скорость и количество перекачиваемой воды.

Пропускную способность труб различного диаметра можно определить по следующей таблице:

Пропускная способность труб различного диаметра.

Диаметр, мм	Площадь внутр. сечения, мм 2	Пропускная способность в м 3 /час при скорости
Наружный	Внутренний	0,5 м/с	0,8 м/с	1,2 м/с	2,0 м/с	2,5 м/с
16	10	79	0,14	0,23	0,34	0,57	0,71
20	15	177	0,32	0,51	0,76	1,27	1,59
25	20	314	0,91	1,36	2,26	2,83
32	25	491	0,88	1,41	2,12	3,54	4,42
40	32	805	1,45	2,32	3,48	5,79	7,24
50	40	1257	2,26	3,62	5,43	9,05	11,31
63	50	1964	3,54	5,66	8,49	14,14	17,68
75	65	3319	5,97	9,56	14,34	23,90	29,87
90	80	5028	9,05	14,48	21,72	36,20	45,25
110	100	7857	14,14	22,63	33,94	56,57	70,71
125	110	9506	17,11	27,38	41,07	68,45	85,56
140	125	12276	22,10	35,35	53,03	88,39	110,48
160	150	17677	31,82	50,91	76,37	127,28	159,09
200	175	24061	43,31	69,29	103,94	173,24	216,54
225	200	31426	56,57	90,51	135,76	226,27	282,83
250	225	39774	71,59	114,55	171,82	286,37	357,96
315	300	70709	127,28	203,64	305,46	509,10	636,38

Для подбора диаметра турбы нам понадобиться знание следующих величин:

Скорость воды в трубе самотёком	0,5 м/с
Скорость воды в трубе коллектора	0,8 м/с
Средняя скорость воды в трубе на входе в насос	1,2 м/с
Средняя скорость воды в трубе на выходе из насоса	2,0 м/с
Максимально возможная скорость воды в трубе	2,5 м/с

Расмотрим технологию подбора труб на конкретных примерах обвязки закладных элементов.

Диаметр трубы для подключения возвратных форсунок.

Например, движение воды в системе обеспечивается насосом EcoX2-16000, максимальной производительностью 16 м 3 /час. Возврат воды в плавательную чашу осуществляется через 4 возвратные форсунки – Дюза для подключения пылесоса (подключение 2″ наружная резьба), каждая ввинчена в стеновой проход с соединением D 50/63. Форсунки расположены попарно на противоположных бортах. Подберем необходимый трубопровод.

Скорость воды на подающей магистрали – 2 м/с. Форсунки делятся на две ветви по две штуки. Производительность на каждую форсунку – 4 м 3 /час, на каждую ветвь – 8 м 3 /час. Подберём диаметр общей трубы, трубы на каждую ветвь и турбы на каждую насадку. Если в таблице нет точного совпадения производительности для конкртеной скорости течения, берем ближайшую. По таблице получается:

• при производительности 16 м 3 /час (в таблице ближайшее значение 14,14 м 3 /час) – диаметр трубы равен 63 мм;
• при производительности 8 м 3 /час (в таблице ближайшее значение 9,05 м 3 /час) – диаметр турбы равен 50 мм;
• при производительности 4 м3/час (в таблице ближайшее значение 3,54 м 3 /час) – диаметр трубы равен 32 мм.

Получается, что на общую подачу подходит труба, диаметром 63 мм, на каждую ветвь – диаметром 50 мм, и на каждую насадку – диаметром 32 мм. Но так, как стеновой проход расчитан на подключение 50 и 63 трубы, трубу, диаметром 32 мм не берём, а соединяем всё трубой 50 мм. К тройнику идет 63-я труба, разводка 50-й трубой.

Диаметр труб для подключения скиммеров.

Тот же насос с производительностью 16 м 3 /час забирает воду через скиммеры. Скиммер в режиме фильтрации забирает обычно от 70 до 90% воды от общего потока, который всасывает насос, остальное приходится на донный слив. В нашем случае 70% производительности – это 11,2 м 3 /час. Подключение скиммер обычно это 1 1/2″ или 2″. Скорость потока на всасывающей линии насоса – 1.2 м/с.

По таблице получаем:

• для этого случая достаточно трубы, диаметром 63 мм, но идеально – 75 мм;
• в случае подключения двух скимеров, разветвление ведём 50-ой трубой.

Диаметр труб для подключения донного заборника.

30% от производительности насоса EcoX2 16000 – это 4,8 м 3 /час. По таблице для подключения донного стока достаточно трубы 50 мм. Обычно при подключении донного стока ориентируются на диаметр его присоединения. Стандартный донный сток имеет подсоединение 2″, поэтому выбирают трубу 63 мм.

Расчет диаметра трубы.

Формулу для расчета оптимального диаметра трубопровода получим из формулы для расхода:

Q – расход перекачиваемой воды, м 3 /с d – диаметр трубопровода, м v – скорость потока, м/с

П- число пи = 3.14

Отсюда, расчетная формула для оптимального диаметра трубопровода:

d=((4*Q)/(П*v)) 1/2

Обратим внимание на то, что в этой формуле расход перекачиваемой воды выражен в м 3 /с. Производительность насосов обычно указывается в м 3 /час. Для того, чтобы перевести м 3 /час в м 3 /с, необходимо значение поделить на 3600.

Q(м 3 /с)=Q(м 3 /час)/3600

В качестве примера расчитаем оптимальный диаметр трубопровода для производительности насоса 16 м 3 /час на подающей магистрали.

Переведем производительность в м 3 /с:

Q(м 3 /с)=16 м 3 /час/3600 = 0,0044 м 3 /с

Скорость потока на подающей магистрали равна 2 м/с.

Подставляя значения в формулу получим:

d=((4*0,0044)/(3,14*2)) 1/2 ≈0,053 (м) = 53 (мм)

Получилось, что в данном случае оптимальный внутренний диаметр трубы будет равен 53 мм. Сравниваем с таблицей: для ближайшей производительности 14.14 м 3 /час при скорости протока 2 м/с подходти труба внутренним диаметром 50 мм.

При подборе труб Вы можете воспользоваться одним из описанных выше способов, мы подтвердили расчетами их равнозначность.

По материалам сайтов: waterspace com, ence-pumps ru

Как меняется пропускная способность трубы в зависимости от диаметра? Какие факторы, помимо поперечного сечения, влияют на этот параметр? Наконец, как рассчитать, пусть приблизительно, проходимость водопровода при известном диаметре? В статье я постараюсь дать на эти вопросы максимально простые и доступные ответы.

Наша задача — научиться рассчитывать оптимальное сечение водопроводных труб.

Диаметры стальных труб

Диаметр стальной трубы определяется по внешнему диаметру для электросварных и бесшовных труб, а для вгп — по диаметру условного прохода (часто обозначается как Ду). То есть, внутренний диаметр труб — Dу, наружный диаметр труб
Dн
,
диаметр резьбы — G
. Размер труб определяется в миллимерах, но трубы ВГП часто обозначают в дюймах («).

Размер труб ВГП (ГОСТ 3262-75)

Основные размеры трубы: 15 мм (1/2″ дюйма); 20 мм (3/4″); 25 мм (1″); 32 мм (1 1/4″ дюйм с четвертью); 40 мм (1 1/2″); 50 мм (2″). Существуют также следующие Ду: 10 мм, 65 мм, 80 мм, 90 мм, 100 мм и даже 125 мм — но они используются редко и, как правило, заменяются другими видами стальных труб (например, электросварной). Наиболее часто для стояков применяются трубы 3/4″, для внутренней разводки 1/2″.
Трубы э/с (ГОСТ 10704-91)
Э/с прямошовные трубы бывают следующих наружных диаметров (в миллиметрах): 10; 12; 13; 14; 16; 17; 17,5; 18; 19; 20; 21,3; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 33; 33,7; 36; 38; 40; 42; 43; 45; 48; 51. При диаметре до 57 мм используется ВГП труба соответствующего размера. Наиболее популярны прямошовные трубы по ГОСТ 10704-91 размером от 57 мм и выше. Их основные диаметры: 57; 60; 63,5; 76; 89; 102; 108; 114; 127; 133; 140; 146; 159; 168; 178; 193; 219; 245; 273; 325; 377; 426; 530.
Сварные трубы для газо- нефтепроводов (ГОСТ 20295-85)
Начинаются с диаметра 159 мм и до 530 мм идут с такими же размерами, как и трубы по ГОСТ 10704-91. Основные более крупные диаметры (в миллиметрах): 630, 720, 820, 1020,1220, 1420.
Размер труб г/к бесшовные (ГОСТ 8732-78)
Часто используемые диаметры бесшовных горячедеформированных труб (мм): 32; 38; 42; 45; 51; 54; 57; 60; 63,5; 68; 70; 73; 76; 83; 89; 95; 102; 108; 114; 121; 127; 133; 140; 146; 152; 159; 168; 180; 194; 203; 219; 245; 273; 325; 351; 426.

Заводы производители могут изготавливать любые размеры труб по требованию заказчика.

Внутренние диаметры труб

Согласно стандартному ряду, принятому в большинстве стран, трубы

имеют следующие внутренний диаметр, измеряемый в мм: 6, 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80 ,100, 125, 200 и т.д.

Применяется так же система измерения по диаметру резьбы в дюймах. 1″ = 25,4 мм.

В таблице указаны размеры труб

(диаметры) в мм и дюймах:

Условный проход трубы (Dy) мм	Диаметр резьбы (G), дюйм	Наружный диаметр трубы (Dн), мм
Труба стальная водогазопроводная	Бесшовная	Полимерная

При монтаже системы из стальных труб для жилых зданий обычно используют трубы с размером внутреннего диаметра Dу = 15, 20 и 32 мм.

Чугунные безнапорные трубы с диаметром Dу = 50 и 100 мм наиболее часто используемые.

В настоящее время для прокладки внутридомовых трубопроводов все чаще используют трубы из полимерных материалов, которые вытесняют чугун и сталь.

Следует указать, что в зависимости от вида используемого материала при изготовлении труб используют разные системы обозначения. В большинстве случаев стальные и чугунные трубы обозначают по условному проходу или внутреннему диаметру. Трубы из меди, некоторые виды стальных труб, трубы из полимерных материалов обозначают по наружному диаметру. Поэтому следует внимательно относиться к выбору необходимой трубы, а так же учитывать толщину стенки.

Наружные диаметры труб и толщина стенки труб

Наружный диаметр, Dн мм	Толщина стенки, мм
Трубы стальные водогазопроводные ГОСТ 3262-75
Трубы стальные электросварные ГОСТ 10704-91 ГОСТ 10705-80
Пластиковые трубы

При составлении проекта магистралей для транспортировки горючих и неагрессивных составов в добывающей промышленности, инженерных коммуникациях, строительстве и машиностроении, учитываются стандартные показатели, по которым подбирается труба стальная — диаметры (таблица). Цена за метр зависит от параметров изделий, соответствующих требованиям ГОСТ и ТУ:

• Внутренний диаметр.
• Условный проход трубопровода (Dy). Номинальные показатели внутреннего сечения (мм), округленные в большую сторону.
• Номинальный диаметр (Dn).
• Внешние параметры.
• Толщина металла.

Зачем это нужно

Гидравлический расчет позволяет получить оптимальное минимальное значение диаметра водопровода.

С одной стороны, денег при строительстве и ремонте всегда катастрофически не хватает, а цена погонного метра труб растет с увеличением диаметра нелинейно. С другой — заниженное сечение водопровода приведет к чрезмерному падению напора на концевых приборах из-за его гидравлического сопротивления.

При расходе на промежуточном приборе падение напора на концевом приведет к тому, что температура воды при открытых кранах ХВС и ГВС резко изменится . В результате вас либо окатит ледяной водой, либо ошпарит кипятком.

Заниженный диаметр ввода воды может ощутимо уменьшить напор на смесителях.

Ограничения

Я намеренно ограничу область рассматриваемых задач водопроводом небольшого частного дома. Причины две:

1. Газы и жидкости разной вязкости ведут себя при транспортировке по трубопроводу абсолютно по-разному. Рассмотрение поведения природного и сжиженного газа, нефти и прочих сред увеличило бы объем этого материала в несколько раз и увело бы нас далеко от моей специализации — сантехники;
2. В случае большого здания с многочисленными сантехническими приборами для гидравлического расчета водопровода придется рассчитывать вероятность одновременного использования нескольких точек водоразбора. В небольшом доме расчет выполняется для пикового потребления всеми имеющимися приборами, что сильно упрощает задачу.

Типичная схема водоснабжения частного дома.

Факторы

Гидравлический расчет системы водоснабжения — это поиск одной из двух величин:

• Расчет пропускной способности трубы при известном сечении;
• Расчет оптимального диаметра при известном планируемом расходе.

В реальных условиях (при проектировании водопровода) куда чаще приходится выполнять вторую задачу.

Бытовая логика подсказывает, что максимальный расход воды через трубопровод определяется его диаметром и давлением на входе. Увы, реальность гораздо сложнее. Дело в том, что у трубы есть гидравлическое сопротивление: попросту говоря, поток тормозит за счет трения о стенки. Причем материал и состояние стенок предсказуемо влияют на степень торможения.

Вот полный список факторов, влияющих на производительность водопроводной трубы:

• Давление в начале водопровода (читай — давление в трассе);
• Уклон трубы (изменение ее высоты над условным уровнем грунта в начале и конце);

Уклон приводит к изменению напора в конечной точке водопровода.

• Материал стенок. Полипропилен и полиэтилен имеют куда меньшую шероховатость, чем сталь и чугун;
• Возраст трубы. Со временем сталь обрастает ржавчиной и известковыми отложениями, которые не только увеличивают шероховатость, но и снижают внутренний просвет трубопровода;

Это не относится к стеклянным, пластиковым, медным, оцинкованным и металлополимерным трубам. Они и через 50 лет эксплуатации находятся в состоянии новых. Исключение — заиливание водопровода при большом количестве взвесей и отсутствии фильтров на входе.

• Количество и угол поворотов;
• Изменения диаметра водопровода;
• Наличие или отсутствие сварных швов, грата от пайки и соединительных фитингов;

• Запорная арматура. Даже полнопроходные шаровые краны оказывают движению потока определенное сопротивление.

Любой расчет пропускной способности трубопровода будет весьма приблизительным. Волей-неволей нам придется использовать усредненные коэффициенты, типичные для близких к нашим условий.

Вывод

Цена на некоторые виды труб может быть достаточно высокой, но совсем не обязательно экономить на качестве. Если правильно выполнить расчет пропускной способности трубопровода, то можно смонтировать систему с допустимым сечением за приемлемые деньги (см.также статью “Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции”).

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

Закон Торричелли

Живший в начале 17 века Эванджелиста Торричелли известен как ученик Галилео Галилея и автор самого понятия атмосферного давления. Ему принадлежит и формула, описывающая расход воды, выливающейся из сосуда через отверстие известных размеров.

Для работоспособности формулы Торричелли необходимо:

1. Чтобы нам был известен напор воды (высота водяного столба над отверстием);

Одна атмосфера при земной гравитации способна поднять водяной столб на 10 метров. Поэтому давление в атмосферах пересчитывается в напор простым умножением на 10.

1. Чтобы отверстие было существенно меньше диаметра сосуда, исключая, таким образом, потерю напора за счет трения о стенки.

Закон Торричелли описывает вытекание воды из большого сосуда через маленькое отверстие.

На практике формула Торрричелли позволяет рассчитать расход воды через трубу с внутренним сечением известных размеров при известном мгновенном напоре во время расхода. Проще говоря: чтобы воспользоваться формулой, нужно установить манометр перед краном или рассчитать падение напора на водопроводе при известном давлении в трассе.

Сама формула выглядит так: v^2=2gh. В ней:

• v — скорость потока на выходе из отверстия в метрах в секунду;
• g — ускорение падения ( для нашей планеты оно равно 9,78 м/с^2);
• h — напор (высота водяного столба над отверстием).

Чем это поможет в нашей задаче? А тем, что расход жидкости через отверстие (та самая пропускная способность) равен S*v, где S — площадь сечения отверстия, а v — скорость потока из приведенной выше формулы.

Капитан Очевидность подсказывает: зная площадь сечения, нетрудно определить внутренний радиус трубы. Как известно, площадь круга вычисляется как π*r^2, где π округленно берется равным 3,14159265.

Формула площади круга.

Ниже я приведу пример того, как посчитать пропускную способность трубы с внутренним диаметром 10 мм при условии, что напор перед выходом равен 20 метрам (что соответствует давлению 2 кгс/см2).

В этом случае формула Торричелли будет иметь вид v^2=2*9,78*20=391,2. Квадратный корень из 391,2 округленно равен 20. Значит, вода будет выливаться из отверстия со скоростью 20 м/с.

Вычисляем диаметр отверстия, через которое изливается поток. Переведя диаметр в единицы СИ (метры), получаем 3,14159265*0,01^2=0,0003141593. А теперь вычисляем расход воды: 20*0,0003141593=0,006283186, или 6,2 литра в секунду.

Обратно в реальность

Уважаемый читатель, рискну предположить, что у вас перед смесителем не установлен манометр. Очевидно, что для более точного гидравлического расчета нужны какие-то дополнительные данные.

Обычно расчетная задача решается от обратного: при известных расходе воды через сантехнические приборы, длине водопровода и его материале подбирается диаметр, обеспечивающий падение напора до приемлемых значений. Ограничивающим фактором выступает скорость потока.

Обычно диаметр трубы подбирается под характеристики системы водоснабжения.

Справочные данные

Нормой скорости потока для внутренних водопроводов считаются 0,7 — 1,5 м/с. Превышение последнего значения приводит к появлению гидравлических шумов (в первую очередь — на изгибах и фитингах).

Нормы расхода воды для сантехприборов несложно отыскать в нормативной документации. В частности, их приводит приложение к СНиП 2.04.01-85. Чтобы избавить читателя от длительных поисков, я приведу здесь эту таблицу.

Сантехнический прибор	Суммарный расход ХВС и ГВС, литры в секунду	Расход ХВС при полностью открытом кране, литры в секунду
Умывальник с водоразборным краном	0,100	0,100
Умывальник со смесителем	0,120	0,080
Кухонная мойка со смесителем	0,120	0,080
Смеситель для ванны	0,250	0,170
Душевая кабина со смесителем	0,120	0,080
Поливочный кран	0,300	0,300
Унитаз во время набора сливного бачка	0,100	0,100
Унитаз со смывом, подключенным напрямую к водопроводу	1,400	1,400

В таблице приведены данные для смесителей с аэраторами. Их отсутствие уравнивает расход через смесители мойки, умывальника и душевой кабины с расходом через смеситель при наборе ванны.

Аэратор заметно уменьшает расход воды при неизменном объеме струи.

Напомню, что если вы хотите своими руками рассчитать водопровод частного дома, суммируйте расход воды для всех установленных приборов. Если эта инструкция не соблюдается, вас будут ждать сюрпризы вроде резкого падения температуры в душе при открытии крана горячей воды на кухне.

Если в здании присутствует пожарный водопровод, к плановому расходу добавляется 2,5 л/с на каждый гидрант. Для пожарного водопровода скорость потока ограничивается значением в 3 м/с: при пожаре гидравлические шумы — это последнее, что будет нервировать жильцов.

При расчете напора обычно исходят из того, что на крайнем от ввода приборе он должен быть не менее 5 метров, что соответствует давлению 0,5 кгс/см2. Часть сантехнических приборов (проточные водонагреватели, заливные клапаны автоматических стиральных машин и т.д.) просто не срабатывают, если давление в водопроводе ниже 0,3 атмосфер. Кроме того, приходится учитывать гидравлические потери на самом приборе.

Особенности применения в соответствии с типоразмерами

С давних пор металлические трубы большого диаметра, равно как и их малогабаритные аналоги, используются в самых разных промышленных сферах и различных областях хозяйственной деятельности человека.

Металлический прокат с радиальной конфигурацией поперечного сечения повсеместно используется в строительстве, в химической и пищевой промышленности, в сельском хозяйстве в автомобилестроении и т.д. Разумеется, этот перечень сфер применения неполный, но даже глядя на него можно понять, что эта разновидность металлоизделий очень популярна, а потому представлена на рынке широким выбором габаритов и конфигураций.

В настоящее производятся сварные, цельнотянутые бесшовные разновидности стального проката с круглым сечением. Сварная модификация характеризуется простотой промышленного изготовления, а потому ее цена более доступна. Бесшовные изделия стоят дороже, но они более надежны, так как демонстрируют высокую устойчивость к механическим нагрузкам.

Для большей долговечности изделия из черных металлов подвергаются обработке посредством оцинковывания. Независимо от способов обработки внутренней поверхности, металлические трубы обладают меньшей пропускной способностью в сравнении с полимерными аналогами.

Наиболее важным параметром, который необходимо учесть при выборе и последующем использовании труб является размер поперечного сечения. Диаметры металлических труб должны соответствовать величине соединительных фитингов, с применением которых проводится сборка водопроводных, отопительных .

Внутренние и внешние размеры сечения

Отличие внутреннего размера поперечного сечения от внешнего определяется толщиной стенок. Чем толще стенка, тем больше друг от друга будет отличаться внешний диаметр от внутреннего. И наоборот, чем стенка будет тоньше, тем отличие будет меньше.

Именно поэтому, при выборе компонентов для сборки своими руками тех или иных систем, внимание в первую очередь обращается именно на размеры внутреннего пространства трубы.

Важно: Немалое значение, наряду с параметрами поперечного сечения, имеет толщина стенок, так как с учетом этой величины на стадии проектирования можно вычислить задать долговременную допустимую нагрузку на систему.

Современные размеры и сортамент металлических труб по госту распространяется на весь спектр подобных изделий, которые изготавливаются промышленным способом.

Располагая точными сведениями об этих параметрах можно не только подобрать фитинги и прочие аксессуары соответствующего размера, но и корректно выполнить проектные расчеты по строительству систем для транспортировки той или иной среды. Более того, располагая данными о внешнем и внутреннем размере сечения можно проектировать и прочие системы с учетом наличия слабых мест и последующего их устранения.

Традиционно в маркировке параметров стальных и чугунных изделий применяется внутренний размер. Маркировка на медном прокате наносится с учётом наружного диаметра.

Особенности типоразмеров

Диаметры металлических труб подразделяются на следующие категории:

• условные;
• номинальные;
• наружные;
• внутренние.

Важно: Все вышеперечисленные параметры указываются в миллиметрах при обозначении отечественной продукции и в дюймах при обозначении продукции зарубежного производства.

Стандартизация типоразмеров

Первая общепринятая таблица размеров металлических труб появилась тогда, когда были разработаны единые стандарты соединительных элементов, с использованием которых собирались водопроводные, канализационные, отопительные и прочие системы. Введение стандартных параметров позволило существенно расширить сферу применения водопроводных компонентов из стали и повысить качество их сборки.

Появление единых параметров оборачивается дополнительными преимуществами при проведении масштабного проектирования разных магистралей, так как сейчас специалистам, занятым разработкой и проектированием гораздо проще подбирать соединительные элементы, имея точные сведения о наружных размерах труб.

Теперь выбрать и приобрести разнообразные отводы, переходы, заглушки, тройники и запорную арматуру можно зная всего лишь один внутренний диаметр. В итоге, справиться со сборкой водопровода или отопления сможет как опытный специалист, так и начинающий сантехник.

Классификация в соответствии с ГОСТом

Давайте выясним, чем отличается металлическая труба 100 мм от аналогичных изделий с другими размерами.

В соответствии с регламентом, прописанным в соответствующих государственных стандартах, водопроводные компоненты, изготовленные из стали и металлических сплавов, классифицируются по следующим показателям:

1. Величина наружного диаметра:

• до 102 мм — изделия малого значения;
• 102-530 мм – изделия среднего значения;
• 530-1420 мм – изделия большого значения.

1. Соотношение толщины стенок и диаметра:

• модификации с особенно тонкими стенками;
• модификации с тонкими стенками;
• модификации со средней толщиной стенок (нормальные изделия);
• модификации с толстыми стенками;
• модификации с особенно толстыми стенками.

Важно: При устройстве водопроводных и отопительных систем в зданиях жилищного и общественного назначения применяются в пределах 10-30 мм.

Выбор в соответствии с размерами

Теперь попробуем определиться с тем, для чего может быть использована металлическая труба 32 или аналогичные изделия с меньшими или большими размерами поперечного сечения:

• Металлическая труба 20 мм используется при устройстве систем водоснабжения от стояка до крана.
• Изделия с диаметром от 40 до 50 мм, как правило, применяются при устройстве централизованных систем холодного и горячего водоснабжения, а также отопления в зданиях жилищного назначения.
• Изделия с размером сечения 150 мм используются для создания водопроводов бытового и промышленно-бытового назначения.
• Изделия с диаметром 273 мм нашли широкое применение при решении широкого спектра задач, характерных для химической и нефтедобывающей промышленности.

• Стальные оцинкованные изделия с размером 325 мм и более являются отличным решением для устройства сложных централизованных отопительных систем.
• Стальные оцинкованные изделия с размерами 530-1020 мм востребованы при транспортировке жидких горючих сред, таких как природный газ и продукты нефтепереработки.

• Изделия с внутренним диаметром 630 мм применяются в строительстве при устройстве сложных каркасных элементов, промышленных систем отведения воды и т.д.

Способы расчета пропускной способности трубопровода

Перед тем, как посчитать пропускную способность трубы, нужно узнать основные обозначения, без которых проведение расчетов будет невозможным:

1. Внешний диаметр. Данный показатель выражается в расстоянии от одной стороны наружной стенки до другой стороны. В расчетах этот параметр имеет обозначение Дн. Внешний диаметр труб всегда отображается в маркировке.
2. Диаметр условного прохода. Это значение определяется как диаметр внутреннего сечения, который округляется до целых чисел. При расчете величина условного прохода отображается как Ду.

Расчет проходимости трубы может осуществляться по одному из методов, выбирать который необходимо в зависимости от конкретных условий прокладки трубопровода:

1. Физические расчеты. В данном случае используется формула пропускной способности трубы, позволяющая учесть каждый показатель конструкции. На выборе формулы влияет тип и назначение трубопровода – например, для канализационных систем есть свой набор формул, как и для остальных видов конструкций.
2. Табличные расчеты. Подобрать оптимальную величину проходимости можно при помощи таблицы с примерными значениями, которая чаще всего используется для обустройства разводки в квартире. Значения, указанные в таблице, довольно размыты, но это не мешает использовать их в расчетах. Единственный недостаток табличного метода заключается в том, что в нем рассчитывается пропускная способность трубы в зависимости от диаметра, но не учитываются изменения последнего вследствие отложений, поэтому для магистралей, подверженных возникновению наростов, такой расчет будет не лучшим выбором. Чтобы получить точные результаты, можно воспользоваться таблицей Шевелева, учитывающей практически все факторы, воздействующие на трубы. Такая таблица отлично подходит для монтажа магистралей на отдельных земельных участках.
3. Расчет при помощи программ. Многие фирмы, специализирующиеся на прокладке трубопроводов, используют в своей деятельности компьютерные программы, позволяющие точно рассчитать не только пропускную способность труб, но и массу других показателей. Для самостоятельных расчетов можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, которые, хоть и имеют несколько большую погрешность, доступны в бесплатном режиме. Хорошим вариантом большой условно-бесплатной программы является «TAScope», а на отечественном пространстве самой популярной является «Гидросистема», которая учитывает еще и нюансы монтажа трубопроводов в зависимости от региона.

Зачем нужно знать пропускную способность?

По сути своей такая величина, как пропускная способность является показателем того, сколько воды пройдет за единицу времени через любое сечение трубы внутри системы. Пропускная способность может быть постоянной и непостоянной.

Если для монтажа выбраны металлические трубы, тогда приходится учитывать, что со временем внутри трубы будут образовываться наросты из накипи и ржавчины, существенно понижающие пропускную способность. Если же для монтажа выбран пластик, то он не имеет такой особенности и пропускная способность его со временем остается неизменной.

Очень важно при расчете пропускной способности учесть число точек потребления жидкости из трубопровода внутри системы. Если речь идет о водопроводе квартиры, потребуется суммировать все точки потребления (стиральная машина, раковина, унитаз, душ, посудомоечная машина и т.д.). Это очень важно, поскольку неправильный расчет приведет к тому, что при включении одного потребителя (раковина) остальным не хватит напора воды.

В стандартном гидравлическом расчете трубопровода учитывается материал труб, протяженность всей системы, число потребителей, а также пропускная способность. То есть величина пропускной способности – необходимое звено в общем гидравлическом расчете.

Расчет пропускной способности трубопровода

Сегодня на практике применяются три способа получения величины пропускной способности трубы

. В зависимости от исходных данных и желания проектировщика может быть использован любой из них: 1. До недавнего времени существовал только один способ: выполнить расчет по специальной формуле. Однако, в конкретных условиях у вас может не оказаться всех необходимых для подстановки в нее данных. Например, Кш – коэффициент шероховатости зависит от материала трубы и берется из усредненных таблиц или из паспорта изделия, предоставляемого производителем.

2. Можно воспользоваться таблицами, где приводятся данные для гидравлического расчета труб из стали, стекла, пластика и асбо-цемента. Пример таких таблиц приведен в учебнике Ф.А. Шевелева.

3. Наконец, можно воспользоваться специальной программой. Обычно в них учитывается максимально возможное число параметров, чтобы дать проектировщику как можно более точный ответ. Обычно такими программами пользуются профессионалы, но и обычный человек легко сможет в ней разобраться.

Целесообразность использования программы целиком оправдана, например, при проектировании водопроводной системы большого частного дома с большим количеством точек потребления воды.

В вычислении пропускной способности проектировщику необходимо участь целый ряд параметров:

Внутренний диаметр трубы; Протяженность трубопровода; Коэффициент шероховатости внутренней поверхности труб; Коэффициент местного сопротивления, зависящий от числа в системе различных отводов, тройников; Имеется ли вероятность внутреннего зарастания трубопровода.

Очевидно, что рассчитать пропускную способность первым способом достаточно сложно. Обычно пользуются вторым или третьим. Правильно выполненный расчет позволит в дальнейшем гарантировать бесперебойную эксплуатацию трубопровода. Если вы правильно рассчитали свою водопроводную систему, то при включении , вода не прекратит течь в ванной и т.д.

Расчет пропускной способности канализационных труб

При проектировании канализационной системы нужно в обязательном порядке рассчитывать пропускную способность трубопровода, которая напрямую зависит от его вида (канализационные системы бывают напорными и безнапорными). Для осуществления расчетов используются гидравлические законы. Сами расчеты могут проводиться как при помощи формул, так и посредством соответствующих таблиц.

Для гидравлического расчета канализационной системы требуются следующие показатели:

• Диаметр труб – Ду;
• Средняя скорость движения веществ – v;
• Величина гидравлического уклона – I;
• Степень наполнения – h/Ду.

Как правило, при проведении расчетов вычисляются только два последних параметра – остальные после этого можно будет определить без особых проблем. Величина гидравлического уклона обычно равна уклону земли, который обеспечит движение стоков со скоростью, необходимой для самоочищения системы.

Скорость и предельный уровень наполнения бытовой канализации определяются по таблице, которую можно выписать так:

1. 150-250 мм – h/Ду составляет 0,6, а скорость – 0,7 м/с.
2. Диаметр 300-400 мм – h/Ду составляет 0,7, скорость – 0,8 м/с.
3. Диаметр 450-500 мм – h/Ду составляет 0,75, скорость – 0,9 м/с.
4. Диаметр 600-800 мм – h/Ду составляет 0,75, скорость – 1 м/с.
5. Диаметр 900+ мм – h/Ду составляет 0,8, скорость – 1,15 м/с.

Для изделия с небольшим сечением имеются нормативные показатели минимальной величины уклона трубопровода:

• При диаметре 150 мм уклон не должен быть менее 0,008 мм;
• При диаметре 200 мм уклон не должен быть менее 0,007 мм.

Для расчета объема стоков используется следующая формула:

Где а – площадь живого сечения потока;

v – скорость транспортировки стоков.

Определить скорость транспортировки вещества можно по такой формуле:

где R – величина гидравлического радиуса,

С – коэффициент смачивания;

i – степень уклона конструкции.

Из предыдущей формулы можно вывести следующую, которая позволит определить значение гидравлического уклона:

Чтобы вычислить коэффициент смачивания, используется формула такого вида:

Где n – коэффициент, учитывающий степень шероховатости, который варьируется в пределах от 0,012 до 0,015 (зависит от материала изготовления трубы).

Значение R обычно приравнивают к обычному радиусу, но это актуально лишь в том случае, если труба заполняется полностью.

Для других ситуаций используется простая формула:

Где А – площадь сечения потока воды,

Р – длина внутренней части трубы, находящейся в непосредственном контакте с жидкостью.

Зависимость размеров от технологии производства

Классификация стандартных параметров стальных конструкций производится, исходя из технологии изготовления. Это позволяет произвести охват всего «модельного ряда» проката. Всего существует 4 основных сортамента:

Размеры горячекатаных труб

Эта категория включает изделия с сечением в диапазоне 20 — 550 мм. По внешнему диаметру разделяют более 80 видов изделий, согласно ГОСТ 873278. С учетом разницы в толщине стенок, ассортимент конструкций значительно расширяется. Например, трубы с сечением в 25 мм включают 15 видов конструкций с толщиной металла 2,5 — 8 мм.

Параметры холоднокатаных труб

Холоднокатаные трубопроводы включают изделия с сечением от 5 — 250 мм. По ГОСТ 873475 линейка внешних диаметров включает 70 видов. Разновидность внутреннего сечения зависит от толщины стенок: 0,3 — 24 мм. Настоящий стандарт определяет более 20 видов труб с внешним сечением 50 мм: толщина металла 1,2 — 8 мм.

Диаметр прямошовных труб

Табличные данные с размерами прямошовных труб представлены диапазоном 10 — 1420 мм. ГОСТ 1070491 включает самый широкий сортамент, где насчитывается более 80 конструкций.

Сварные трубы градируют по толщине металла, что позволяет выбрать нужное значение в пределах 1 и 32 мм. Сортамент включает 12 видов изделий по 60 мм.

Длина труб зависит от следующих показателей:

Немерная протяженность:

• D (диаметр) до 3 см — L (длина) до 2 м.
• D от 3 — 7 см — L от 3 м.
• D 7…15,2 см — L от 4 м.
• D 152 мм — L от 5 м.

По запросу клиента трубы класса «А» и «В» по ГОСТ 107-05 сечением от 15,2 см производят протяженностью от 10 м. Конструкции всех категорий сечением до 7 см имеют длину от 4 м.

Мерной протяженности:

• D до 7 см — L 5…9 м.
• D 7…21,9 см — L 6…9 м.
• D 21,9…42,6 см — L 10…12 м.

Если сечение труб превышает 42,6 см, они поставляются только немерной длины. При согласовании с заказчиком, трубы выпускаются в диапазоне 7…219 см, предельная длина конструкций определяется диапазоном от 6 до 12 м.

Длина, кратная 25 см в рамках нижней границы для мерных труб увеличивается на припуск для среза по 5 мм.