Нормальная работа всех инженерных систем здания прежде всего зависит от точности проектирования. Диаметр трубы влияет на ее пропускную способность – объем, который может пропустить сечение в единицу времени. Эту величину не принято вычислять и указывать в литрах для каждого вида продукции, так как при расчетах необходимо учитывать множество факторов.
Если диаметр трубопровода слишком мал, увеличивается внутреннее давление. Это создает аварийную ситуацию: возможны разрывы, протечки, появление засоров может полностью перекрыть поток.
Выбор труб большого сечения решает все эти проблемы, но напор может оказаться недостаточным. Такая система не в состоянии обеспечивать подачу воды или газа в нормальном объеме.
Методы определения пропускной способности
При расчетах инженеры руководствуются строительными нормами СНиП 2.04.01- и СП 402.1325800.2018. Разработку проектов производят с учетом точек разбора и нормативного потребления ресурсов. Как рассчитать пропускную способность трубы самостоятельно? Используют несколько вариантов, но все они дают приблизительный результат:
- С помощью таблиц;
- Опираясь на гидравлические формулы;
- Через онлайн-калькуляторы;
- С помощью программных продуктов.
На пропускную способность участка трубы оказывают влияние следующие факторы:
- Условный проход (Ду или DN);
- Материал изготовления;
- Количество колен, переходников, фитингов;
- Число точек разбора.
- Длина отрезка;
- Мощность насосного оборудования или уклон;
- Характеристики транспортируемой среды.
Условный проход – это средний внутренний диаметр. Понятие было введено для удобства подбора при стыковке элементов разных типоразмеров. Стальные изделия к концу эксплуатационного срока могут пропускать меньший объем воды из-за формирования отложений и ржавчины. От гладкости поверхности зависит сопротивление потоку, дополнительно оно создается в местах размещения арматуры. По правилам гидравлики пропускную способность рассчитывают в самом узком месте.
Расчет пропускной способности газовой трубы
Природный газ – особо опасная среда, поэтому проектирование разводок выполняют компании с лицензией, а работоспособность оборудования проверяет инспектор. Свойство газов сжиматься – усложняет вычисления. Кроме этого возможны утечки через микроскопические трещины и зазоры.
Пропускную способность газовой трубы определяют исходя из обеспечения бесперебойных поставок в часы максимального потребления и минимальными потерями напора между участками сети.
Кроме этого, характеристики строения должны соответствовать требованиям пожарной безопасности.
Упрощенная формула для бытовых газопроводов:
Qmax=0,67 Ду2*р
- Ду или DN – условный проход;
- Р – абсолютное давление газа, равное рабочему +0,10 мПа.
Для определения диаметра магистрального или распределительного газопровода применяют более сложную формулу:
Qmax= 196,386 Ду2*р/ z*to
- Z – коэффициент сжимаемости;
- to – температура среды.
Например, в летнее время температура воздуха выше. Газ, находящийся в трубопроводе увеличивается в объеме. Если пропускная способность окажется ниже, возможны утечки и даже взрывы.
Таблица расчета газовой трубы
| Pраб.(МПа) | Пропускная способность трубопровода (м?/ч), при wгаза=25м/с;z=1;Т=20°С=293°К | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DN 50 | DN 80 | DN 100 | DN 150 | DN 200 | DN 300 | DN 400 | DN 500 | |
| 0,3 | 670 | 1715 | 2680 | 6030 | 10720 | 24120 | 42880 | 67000 |
| 0,6 | 1170 | 3000 | 4690 | 10550 | 18760 | 42210 | 75040 | 117000 |
| 1,2 | 2175 | 5570 | 8710 | 19595 | 34840 | 78390 | 139360 | 217500 |
| 1,6 | 2845 | 7290 | 11390 | 25625 | 45560 | 102510 | 182240 | 284500 |
| 2,5 | 4355 | 11145 | 17420 | 39195 | 69680 | 156780 | 278720 | 435500 |
| 3,5 | 6030 | 15435 | 24120 | 54270 | 96480 | 217080 | 385920 | 603000 |
| 5,5 | 9380 | 24010 | 37520 | 84420 | 150080 | 337680 | 600320 | 938000 |
| 7,5 | 12730 | 32585 | 50920 | 114570 | 203680 | 458280 | 814720 | 1273000 |
| 10,0 | 16915 | 43305 | 67670 | 152255 | 270680 | 609030 | 108720 | 1691500 |
Расчет канализационной трубы
Системы канализации бывают напорные и безнапорные. В безнапорных вещества движутся за счет уклона элементов. В напорных сточные воды перемещаются благодаря действию насосных станций.
Стоки представляют собой разнородную массу. При малых скоростях твердые частицы выпадают на дно и образуют наносы. Для бесперебойной работы необходимо обеспечить скорость самоочищения, она определена для различных Ду.
Для вычисления размера сечения применяют формулу постоянного расхода жидкости:
- q=a*v ( q – расход, a – площадь сечения потока, v – скорость)
и Шези:
- v=C√R*i (С – коэффициент Шези, R – гидравлический радиус, i – уклон)
Гидравлический радиус:
- R = a/x (a – площадь сечения потока, x – смоченный периметр)
Коэффициент Шези обозначает потери, связанные с трением с учетом длины. Гидравлический радиус тоже введен для вычисления сопротивления, ведь чем шире русло реки, тем большая энергия трения возникает при движении потока. Смоченный периметр – это часть длины окружности, которая соприкасается с жидкостью.
Применение формул чрезвычайно сложно, поэтому для определения Ду внутренних сетей зданий, ливневок, стоков применяют готовые таблицы или программное обеспечение.
Расчет расхода сточных вод
| Диаметр, мм | Наполнение | Принимаемый (оптимальный уклон) | Скорость движения сточной воды в трубе, м/с | Расход, л/сек |
| 100 | 0,6 | 0,02 | 0,94 | 4,6 |
| 125 | 0,6 | 0,016 | 0,97 | 7,5 |
| 150 | 0,6 | 0,013 | 1,00 | 11,1 |
| 200 | 0,6 | 0,01 | 1,05 | 20,7 |
| 250 | 0,6 | 0,008 | 1,09 | 33,6 |
| 300 | 0,7 | 0,0067 | 1,18 | 62,1 |
| 350 | 0,7 | 0,0057 | 1,21 | 86,7 |
| 400 | 0,7 | 0,0050 | 1,23 | 115,9 |
| 450 | 0,7 | 0,0044 | 1,26 | 149,4 |
| 500 | 0,7 | 0,0040 | 1,28 | 187,9 |
| 600 | 0,7 | 0,0033 | 1,32 | 278,6 |
| 800 | 0,7 | 0,0025 | 1,38 | 520,0 |
| 1000 | 0,7 | 0,0020 | 1,43 | 842,0 |
| 1200 | 0,7 | 0,00176 | 1,48 | 1250,0 |
Расчет водопроводной трубы
Водопроводный сортамент применяют для ХВС, ГВС и отопления. Кроме этого, в каждом строении организуют большое число точек водоразбора, например, в среднестатистической квартире их минимум три.
К системе водоснабжения подключают:
- ванные,
- душевые кабины,
- санузлы,
- кухонные мойки и различные приборы (стиральные и посудомоечные машины, автополив в частных домах).
Иногда гидравлическая схема устроена так, что при работающем душе не хватает напора на кухне.
Принято считать, что скорость потока в водопроводе примерно равна 2 м/с, а за минуту из крана вытекает примерно 6 литров. Согласно СНиП 2.0401-85 допустимое давление холодной воды 0,3 – 6 бар, а горячей 0,3- 4,5 бар (под напором 1 бар вода может подняться на высоту 10 метров). Нормативы также обозначены в Постановлении Правительства № 354.
Владельцы частных домов вынуждены рассчитывать показатели индивидуально. Здесь необходимо учитывать заводские рекомендации для реле насосных установок. Величину 4 бар можно считать оптимальной для нужд жильцов и хозяйства, а фитинги — запорная арматура — способны служить достаточное время без срывов. Но такие технические возможности есть не у каждой системы.
Важным параметром является температура среды. Под действием тепла жидкости расширяются, следовательно, возрастает давление и трение. Дополнительное сопротивление создает каждый изгиб, фитинг, внутренняя поверхность по всей длине участка.
Гидравлический расчет включает в себя следующие характеристики:
- Условный проход;
- Нормативный расход;
- Номинальное и допустимое избыточное давление;
- Материал – падение напора на каждом участке;
- Количество фасонных деталей;
- Линейное и тепловое расширение;
- Длина.
Для вычисления зависимостей между расходом и давлением потока жидкости применяются уравнения Бернули (динамическое) и сохранения расхода (кинематическое).
Пропускная способность водопроводной трубы по диаметру наиболее точно определяется по таблице Шевелевых. Производители предусматривают расчетное давление для каждого размера Ду, проводят гидравлические испытания на соответствие. Существует таблица расчетов по теплоте и теплоносителю.
Пропускная способность трубы в зависимости от теплоносителя и отдаваемой теплоты
| Диаметр трубы, мм | Пропускная способность | |||
|---|---|---|---|---|
| По теплоте | По теплоносителю | |||
| Вода | Пар | Вода | Пар | |
| Гкал/ч | т/ч | |||
| 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 |
Пропускная способность трубы в зависимости от давления теплоносителя
| Расход | Пропускная способность | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ду 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 — 1,000 | 184 | 425 | 788 | 1724 | 2632 | 5004 | 10152 | 15768 | 31932 |
| 120,0 — 1,200 | 202 | 472 | 871 | 1897 | 2898 | 5508 | 11196 | 17352 | 35100 |
| 140,0 — 1,400 | 220 | 511 | 943 | 2059 | 3143 | 5976 | 12132 | 18792 | 38160 |
| 160,0 — 1,600 | 234 | 547 | 1015 | 2210 | 3373 | 6408 | 12996 | 20160 | 40680 |
| 180,0 — 1,800 | 252 | 583 | 1080 | 2354 | 3589 | 6804 | 13824 | 21420 | 43200 |
| 200,0 — 2,000 | 266 | 619 | 1151 | 2486 | 3780 | 7200 | 14580 | 22644 | 45720 |
| 220,0 — 2,200 | 281 | 652 | 1202 | 2617 | 3996 | 7560 | 15336 | 23760 | 47880 |
| 240,0 — 2,400 | 288 | 680 | 1256 | 2740 | 4176 | 7920 | 16056 | 24876 | 50400 |
| 260,0 — 2,600 | 306 | 713 | 1310 | 2855 | 4356 | 8244 | 16740 | 25920 | 52200 |
| 280,0 — 2,800 | 317 | 742 | 1364 | 2970 | 4356 | 8566 | 17338 | 26928 | 54360 |
| 300,0 — 3,000 | 331 | 767 | 1415 | 3076 | 4680 | 8892 | 18000 | 27900 | 56160 |
Практически все водопроводы изготовлены из сталей (за исключением части внутренней разводки МКД). Для трубопроводов общего назначения с высокими механическими или корродирующими нагрузками используется чугун или нелегированные конструкционные стали.
Абсолютную шероховатость поверхностей обозначают знаком ∆ и вычисляют для разных сред после нескольких лет применения (отложения накипи, применение в насосно-компрессорных и системах отопления).
Так как необходим учет большого числа факторов, инженеры выполняют проектирование в специализированных программах. Применение формул требует знаний многих параметров. Это не всегда возможно для специалистов, поэтому в нормативных документах предусматриваются таблицы.
Таблица пропускной способности
| Название трубы | Металлобаза | Цена | Контакты |
|---|---|---|---|
| Труба 720х10 10706-76 / 10704-91 тип3 3 | Трубопромышленный Холдинг г.Москва | 115 000 руб. | Смотреть |
| Труба 720х10 10706-76 / 10704-91 тип3 20 | Трубопромышленный Холдинг г.Москва | 119 000 руб. | Смотреть |
| Труба 720х10 10706-76 / 10704-91 тип3 09Г2С | Трубопромышленный Холдинг г.Москва | 119 000 руб. | Смотреть |
| Труба 720х10 10706-76 / 10704-91 тип3 17Г1С(У) | Трубопромышленный Холдинг г.Москва | 119 000 руб. | Смотреть |
| Труба 720х10 10706-76 СТ.17Г1С-У | Труба 74 г.Челябинск | 123 000 руб. | Смотреть |
| Труба 720х10 20295 17Г1С-У | Загорский трубный завод г.Москва | 110 400 руб. | Смотреть |
| Труба 720х10 ГОСТ 10705-80 /10704-91 ст.3 / ст.10 / ст.20 / ст.17Г1СУ | Мартен г.Владивосток | 126,10 руб. | Смотреть |
| Труба 720х10 10706-76 17Г1С | ТД ДАКОР г.Челябинск | 85 000 руб. | Смотреть |
| Труба 720х10 20295 ст 09Г2С, 17Г1С | Сибирские ресурсы г.Новосибирск | 150 000 руб. | Смотреть |
| Труба 720х10 09Г2С | Промбаза Восток г.Екатеринбург | 116 000 руб. | Смотреть |
| Труба 720х10 10706-76 09Г2С | ТД НьюПайп г.Челябинск | 193 700 руб. | Смотреть |
| Труба 720х10 10706-76 17Г1С-У | ТД НьюПайп г.Челябинск | 193 700 руб. | Смотреть |
| Труба 720х10 10705-80 20 | Феррум Трейд г.Иркутск | 142 000 руб. | Смотреть |
| Труба 720х10 10705-80 17Г1С | Феррум Трейд г.Иркутск | 147 000 руб. | Смотреть |
| Труба 720х10 СТ.20 | Абсолют-Пермь г.Пермь | 103 000 руб. | Смотреть |
| Труба 720х10 10705, 10706 ст 09Г2С, 17Г1С, 17Г1С-У | Сибирские ресурсы г.Новосибирск | 140 000 руб. | Смотреть |
Оцените нашу статью
[Всего голосов: 27 Рейтинг статьи: 4]
На чтение 10 мин Просмотров 63.8к. Опубликовано 07.03.2022
Пропускная способность трубы в гидравлике — объем или масса проходящего за единицу времени вещества через ее сечение. Этот показатель является важнейшим при расчете и проектировании трубопроводов, транспортирующих различные жидкости и газы. Правильно подобранные параметры позволяют системе функционировать без перегрузок, а также снизить расходы, связанные с ее устройством или модернизацией.
Содержание
- Для чего определяется пропускная способность?
- С чего начать?
- Методы определения пропускной способности
- Закон Торричелли
- Таблица пропускной способности труб для жидкостей, газа, водяного пара
- Таблица пропускной способности трубы в зависимости от диаметра (по Шевелеву)
- Таблица пропускной способности труб в зависимости от давления теплоносителя
- Таблица пропускной способности труб при разной температуре теплоносителя
- Таблицы пропускной способности напорных канализационных систем
- Таблицы пропускной способности безнапорных труб канализации
- Таблица пропускных способностей газовых труб в зависимости от давления
- Методы расчета пропускной способности трубопроводов
- Гидравлический расчет трубопровода
- Расчет пропускной способности канализационных труб
- Расчет пропускной способности газопроводов
- Как рассчитать параметры дымохода
- Онлайн калькуляторы
- Заключение
Для чего определяется пропускная способность?
При расчете водопровода стоит задача определить оптимальный диаметр трубы для обеспечения нормативного потребления воды.
Если сечение слишком мало, это приводит к недостаточному напору в трубах даже при большом давлении, в результате:
- насосное оборудование быстрее изнашивается,
- чаще происходят аварии на линии,
- увеличивается расход энергии.
Для ремонта систем требуются дополнительные траты, что повышает стоимость эксплуатации.
Читайте также
Порядок измерения диаметров труб по внутренней и наружной окружности
Для организации водопровода, отопления или канализации используют трубы разных размеров. Отсутствие маркировки с информацией может стать причиной неправильного выбора фитингов или переходников для…
В гидравлике пропускная способность всей системы рассчитывается по самому узкому месту. Часто трубопроводы сравнивают с электропроводкой, только по трубам бежит вода, а по проводам — электрический ток.
С чего начать?
Отправная точка для расчета системы — определение нормативного расхода воды в зависимости от количества приборов и одновременно включаемых водоразборных точек. Базовые данные указаны в СНиП 2.04.01-85*, для потребляющего воду оборудования технические характеристики можно узнать из паспорта и суммировать с нормативными.
Зная, сколько потребуется воды на различные нужды, подбираются все элементы системы:
- насосы,
- коллекторы,
- трубы,
- клапана и т.д.
Методы определения пропускной способности
Расчеты ведутся различными методами:
- По формулам гидравлики. Это достаточно сложный способ, требующий теоретических знаний.
- По готовым таблицам. Необходимые параметры уже просчитаны и занесены в удобную для пользователей форму.
- С помощью онлайн калькулятора. Доступный и быстрый способ найти нужные характеристики. Достаточно записать свои данные в окнах программы, и результат будет готов почти мгновенно.
В гидравлике пропускная способность всей системы рассчитывается по самому узкому месту.
Закон Торричелли
В формуле итальянского математика и физика Торричелли используется закон сохранения энергии для идеальных жидкостей и газов.
Ученый получил соотношение, связывающее скорость молекулы и высоту столба жидкости (напор):
U=√2gH, где U— скорость движения молекулы вещества, g— ускорение свободного падения, H — напор.
Зная скорость жидкости и нормативный расход, можно определить необходимую площадь S сечения трубы:
S=Q /V, где Q — расход, определенный по СНиП 2.04.01-85*.
Площадь круга связана с диаметром соотношениемS=pD²/4, откуда:
D=2√(S/p)=2√(Q/(Up)), где p — 3,14.
Формула Торричелли справедлива для идеальных жидкостей с нулевой вязкостью или несжимаемых газов. Помимо этого в расчетах не учитываются шероховатость труб, длина коммуникаций и другие параметры, вызывающие гидравлические потери. Полученный результат весьма приблизителен и может использоваться, если принять диаметр больше расчетного на 20-30%.
Таблица пропускной способности труб для жидкостей, газа, водяного пара
Гораздо проще и быстрее использовать таблицы определения пропускной способности трубы в зависимости от диаметра и давления воды, газа, водяного пара. Они содержат уже готовую информацию в очень доступном виде:
Например, нужно определить пропускную способность трубы Æ20 мм при давлении 3 бар (0,3 МПа или 3 атм.). В левом столбце находим 3 бар, на самой верхней строчке указаны диаметры. При пересечении своих данных получаем значение искомого параметра для воды — 9,93 м³/ч.
Если по расчетам нормативного расхода этого достаточно, труба сечением 20 мм полностью удовлетворяет условиям. Если требуется большая проходимость, нужно найти значение для диаметра 32 мм и т.д., пока не будет найден наиболее близкий показатель.
Таблица пропускной способности трубы в зависимости от диаметра (по Шевелеву)
Таблицы Шевелева — советского ученого в области гидравлики — были разработаны для стальных, чугунных (новых и неновых), асбестоцементных, железобетонных, пластиковых и стеклянных труб. В расчетах учитывались шероховатость различных материалов, вязкость жидкости, трение и даже возраст труб, поскольку через несколько лет эксплуатации коммуникаций наблюдается выпадение осадка и уменьшение внутреннего диаметра.
Гидравлический расчет с помощью этого метода точен, но для неподготовленного пользователя достаточно сложен. Результат можно получить быстрее, если ввести свои данные в специальные программы в интернете, где применяются таблицы Шевелева.
Таблица пропускной способности труб в зависимости от давления теплоносителя
С увеличением давления растет и пропускная способность системы, но по нелинейному закону. По данной таблице можно найти показатели для различных значений напора труб самых востребованных диаметров:
В левой колонке указано давление, в строках — пропускная способность для разных сечений. Например, при диаметре трубы 20 мм и напоре 120 Па/1,2 бар максимальный расход воды через трубу по таблице составляет 472 кг (литра) в час. При этом скорость жидкости менее 15 м/с.
Таблица пропускной способности труб при разной температуре теплоносителя
При расчете тепловых системпропускная способность определяется в т/час или Гкал/час при различных температурных графиках с учетом удельной потери на трение. Для расчета используются рекомендации СП 60.13330.2012, СНиП 41-01-2003.
Например, труба с условным диаметром 50 мм при потере давления 5 кгс/м² обеспечивает проходимость 2,45 т/ч и 0,06 Гкал при температурах 95-70°С. Для температурных графиков 130-70 и 150-70 эти значения 0,15 Гкал и 0,2 Гкал соответственно.
При неизменном расходе теплоносителя с ростом температуры увеличивается количество выделяемой теплоты.
Таблицы пропускной способности напорных канализационных систем
Напорные сети организуются, если приборы расположены ниже уровня колодцев или коллекторов и требуется перекачка стоков на определенную высоту. Гидравлический расчет проводится по СП 31.13330.2012.
Читайте также
Использование ремонтной ленты для водопроводных труб от течи
При ремонте и установке любых трубопроводов, будь то водопроводная сеть, вентиляция или газопровод, должна использоваться лента для труб, чтобы обеспечить надежную герметизацию всех соединений….
В отличие от безнапорных систем жидкость транспортируется полным сечением. В расчетах используются таблицы Шевелева для напорных трубопроводов и аналогичная методика. Объем стоков берется равным потреблению воды на водоснабжение.
Таблицы пропускной способности безнапорных труб канализации
В самотечных трубопроводах, устроенных с уклоном, стоки движутся благодаря силе тяжести. Сечение полностью не заполняется. При гидравлическом расчете используют таблицы Лукиных для безнапорной канализации.
Диаметр трубы определяется исходя из расчетного объема сточных вод, угла уклона и нормативного наполнения. Учитывается также материал для изготовления элементов.
Пример таблицы для пластиковой трубы сечением 40, 50 и 110 мм:
Для определения необходимого минимального диаметра задается расход стоков q, уклон i, наполнение h/D от 0,3 до 0,8 (в ливневой канализации допускается h/D=1). Например, нормативный расход 1,9 л/с, уклон 0,03, заполнение 0,3. Данным условиям удовлетворяет пластиковая труба Æ110 мм, скорость стекания 0,884 м/с, что соответствует нормативу.
Таблица пропускных способностей газовых труб в зависимости от давления
При выборе нужного оборудования для ГРС руководствуются прежде всего производительностью, зависящей от пропускной способности входных и выходных газовых труб. Нормативы ограничивают скорость потока газа величиной 25м/с.
Для расчета применяется методика, описанная в Справочнике по проектированию магистральных водопроводов (ред. А.К. Дерцакян), а также таблица:
Пропускная способность определяется при заданном давлении (в левой колонке) и диаметре в вертикальных столбцах.
Методы расчета пропускной способности трубопроводов
Гидравлические расчеты проводятся с целью подбора элементов системы с оптимальными характеристиками для обеспечения бесперебойной работы, уменьшения эксплуатационных расходов и снижения износа оборудования.
Гидравлический расчет трубопровода
Расчеты ведутся с помощью таблиц Шевелева по следующему алгоритму:
- Задается нужный расход Q и оптимальная скорость среды на каждом участке.
- Подбирается диаметр трубы, определяются потери напора по длине.
- Процедура повторяется для всех участков.
- Находится удельное значение потери давления на 1 пог. м.
- Суммируются все остальные потери от всасывания, местного сопротивления и т.д. Полученное значение должно быть меньше или равно мощности насоса.
- Исходя из технических характеристик оборудования определяется расход Qнасоса.
- Сравниваются Q и Qнасоса. При приблизительном равенстве значений насос подобран правильно. Если нет, нужно задать новые параметры и посчитать заново.
Расчет пропускной способности канализационных труб
Задается диаметр и угол наклона, при котором сточные воды стекают произвольно, а система постоянно самоочищается (от 0,005 до 0,035 в зависимости от сечения):
Степень наполнения трубы по нормативу 0,6-0,8 и также зависит от диаметра:
По таблицам Лукиных уточняется, соответствует ли выбранный диаметр заданным параметрам. Если есть отклонения, сечение нужно изменить в большую/меньшую сторону. Для более точных расчетов используются графики, формулы и поправочные коэффициенты.
Расчет пропускной способности газопроводов
В соответствии с параметрами проектируемой сети задаются диаметры труб на входе и выходе в ГРС. Затем, сравнивая значения по таблицам, находят такое соотношение, при котором условия максимально соблюдены.
Читайте также
Давление газа в газопроводе: классификация, виды и категории труб
Природный газ используется в быту и на производственных предприятиях. Для доставки его к месту назначения применяют трубопроводы. Важнейший показатель для них – давление газа в газопроводе. Эта…
Как рассчитать параметры дымохода
Главные характеристики, которые определяются в ходе расчетов, — длина трубы дымохода и ее рабочее сечение. При неправильном подборе параметров токсичные вещества не удаляются из камеры сгорания и проникают в помещение.
При проектировании используются нормативы СП 7.13130.2013 и СНиП III-Г.11-62. Хотя последний регламент считается недействующим, там содержатся рекомендации, касающиеся именно дымоходов.
Сложные промышленные устройства рассчитываются в профессиональных бюро, для домашних печей применяется более простая методика.
Пример:
- Задается скорость движения дыма U=2 м/с.
- За час в топке сгорает примерно В=6 кг дров влажностью 20-25%.
- Температура разогретого дыма T=140°.
Объем исходящего дыма определяется по формуле:
Vгаз = (В х Vтоплx (1+Т/273))/3600, м3/с , где Vтопл — объем воздуха, требуемый для сжигания 1 кг дров. В данном случае это 10 м³, для бурого угла 12 м³, для каменного 17 м³.
Vгаз=6х10х(1+140/273))/3600=0,025 м³/с.
Зная объем исходящего газа и его скорость, можно найти площадь сечения трубы дымохода:
S=Vгаз/U=0,025/2=0,0126 м².
Диаметр определяется по геометрической формуле:
D=2√(S/p)=2√(0,0126/3,14)=0,126 м = 126 мм.
Ближайший диаметр трубы с округлением в большую сторону — 150 мм.
Главные характеристики, которые определяются в ходе расчетов, — длина трубы дымохода и ее рабочее сечение. При неправильном подборе параметров токсичные вещества не удаляются из камеры сгорания и проникают в помещение.
Длина дымохода для обеспечения нормальной тяги подбирается по СП 7.13130.2013, где нормируются высота от оголовка до колосниковой решетки печи, конька крыши, а также расстояние до окружающих крупных объектов.
Онлайн калькуляторы
Программы, помогающие определить параметры трубопровода, — большое подспорье для тех, кто мало знаком с гидравликой. Они созданы на базе действующих нормативов и теоретических формул.
Крупные объекты проектируются специализированными организациями, но для расчетов домашних сетей онлайн-калькуляторы могут применяться вполне уверенно. Если есть какие-либо сомнения, за консультацией лучше обратиться к профессионалам.
Заключение
Пропускная способность трубы — важнейшая характеристика, от которой зависит работа всего трубопровода. Для расчетов применяются различные методики с использованием формул, таблиц или программ. Если нет уверенности в собственных силах, обратитесь к специалистам.
Дополнительная информация по теме:
Прежде чем говорить о том, какова пропускная способность трубы в зависимости от диаметра и других параметров, давайте уясним, что значит вообще это понятие. Говоря сухим языком определений, это способность пропускать определенный объем жидкости за фиксированный отрезок времени. В нашем случае это сколько литров воды может пройти через систему за 1 минуту.
Фото междугороднего водовода.
Какие имеются методы расчёта ПС труб
ПС труб – это немаловажный параметр, представляющий собой возможность трубы проводить соответствующее количество воды за определённый отрезок времени. ПС трубопровода зависит от такого технического показателя, как диаметр. Чем выше данный параметр, тем соответственно большее количество воды проходит по ней за принимаемое во внимание значение времени.
Диаметр хотя и является главным фактором, но не единственным. ПС зависит также от давления напора в системе, а также от типа жидкости. Чем выше показатель давления, тем больше будет значение рассматриваемого показателя. Для выявления рассматриваемого параметра известно несколько методов, которые называются:
- Физический метод.
- Табличный способ.
- Определение с применением программы.
Рассмотрим подробно, что же представляет собой каждый вариант.
Публикации
Добавлено: 13.02.2017
Строительство плавательного водоёма всегда сопровождается прокладкой трубопроводов и установкой закладных элементов, таких как, возвратные форсунки, донные заборники, скиммеры…
Если диаметр труб будет меньше необходимого, забор и подача воды будут происходить с повышенными потерями на трение, отчего насос будет испытывать нагрузки, способные вывести его из строя.
Если трубы проложены диаметром большим необходимого – неоправданно повышаются расходы на строительство водоёма.
Как правильно подобрать диаметр труб?
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, мм2 | Пропускная способность в м3/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 | 0,57 | 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 м3/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 м3/час, на каждую ветвь – 8 м3/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 м3/час (в таблице ближайшее значение 14,14 м3/час) – диаметр трубы равен 63 мм;
- при производительности 8 м3/час (в таблице ближайшее значение 9,05 м3/час) – диаметр турбы равен 50 мм;
- при производительности 4 м3/час (в таблице ближайшее значение 3,54 м3/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 м3/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 м3/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 м3/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=(П*d2/4)*v
где:
Q – расход перекачиваемой воды, м3/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 м3/с. Производительность насосов обычно указывается в м3/час. Для того, чтобы перевести м3/час в м3/с, необходимо значение поделить на 3600.
Q(м3/с)=Q(м3/час)/3600
В качестве примера расчитаем оптимальный диаметр трубопровода для производительности насоса 16 м3/час на подающей магистрали.
Переведем производительность в м3/с:
Q(м3/с)=16 м3/час/3600 = 0,0044 м3/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 м3/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
Рекомендуем ознакомиться:
Изливы для водопадов: расчет производительности, подбор.
Подбор оборудования. Выбор насоса для искусственного водоёмa
Источник: https://gidrologia.ru/publikatsii/plavatelnyy-vodoem-podbor-truboprovoda-nuzhnogo-diametra.html
Физический вариант определения ПС
Физический способ определения пропускной способности включает в себя проведение расчётов по специальным формулам. В зависимости о того, какой тип системы проектируется, формулы расчётов будут различаться. Для проведения самостоятельного (физического) расчёта ПС трубопровода, во внимание принимаются следующие показатели:
- Шероховатость.
- Внутренний диаметр.
- Уклон трубопровода.
- Значение сопротивления.
- Степень зарастания.
По устаревшей формуле во внимание принимались только три основных параметра: диаметр, давление и шероховатость. Самостоятельно произвести расчёт человеку, который с этим никогда не сталкивался, будет достаточно проблематично.
Инженерная помощь
Скорость теплоносителя в трубопроводе при: G = 0 кг/ч; ρ = 1000.54 кг/м3
| Проходы условные (размеры номинальные) по ГОСТ 28338-89 | ||||||||||||
| Dn (Ду) | 10х2.2 | 15х2.8 | 20х2.8 | 25х3.2 | 32х3.2 | 40х3.5 | 50х3.5 | 65х4.0 | 80х4.0 | 90х4.0 | 100х4.5 | Условные обозначения |
| v , м/с | Труба 20 x 2.8 ГОСТ 3262-75 | |||||||||||
| Oventrop Металлопластиковая труба “Copipe HS” PN 10 (при 95oC), PN 16 (для ХВС) | ||||||||||||
| Copipe HS (Oventrop) | 14×2.0 | 16×2.0 | 20×2.5 | 26×3.0 | 32×3.0 | 40×3.5 | 50×4.5 | 63×6.0 | – | – | – | Условные обозначения |
| v , м/с | – | – | – | “Copipe HS” Ø20 x 2.5 | ||||||||
| Rehau Молекулярно сшитый полиэтилен PN 10, t = 90oC | ||||||||||||
| RAUTITAN flex, his, pink (Rehau) | – | 16×2.2 | 20×2.8 | 25×3.5 | 32×4.4 | 40×5.5 | 50×6.9 | 63×8.6 | – | – | – | Условные обозначения |
| v , м/с | – | – | – | – | RAUTITAN flex Ø20 x 2.8 | |||||||
| Uponor Из сшитого полиэтилена PE-Xa, eval PE-Xa, PN 10, t = 95oC | ||||||||||||
| Uponor PEX серии S3.2 (Uponor) | – | 16×2.2 | 20×2.8 | 25×3.5 | 32×4.4 | 40×5.5 | 50×6.9 | 63×8.7 | 75×10.3 | 90×12.3 | 110×15.1 | Условные обозначения |
| v , м/с | – | Uponor PEX серии S3.2 Ø20 x 2.8 | ||||||||||
| Valtec труба полипропиленовая, армированная стекловолокном, PP-FIBER PN 9, t = 95oC | ||||||||||||
| Valtec PP-FIBER PN 25 (Valtec) | – | – | 20×3.4 | 25×4.2 | 32×5.4 | 40×6.7 | 50×8.3 | 63×10.5 | – | – | – | Условные обозначения |
| v , м/с | – | – | – | – | – | Valtec PP-FIBER Ø20 x 3.4 |
* Условное обозначение: стальных труб – условный проход х толщину стенки; полимерных труб – наружный диаметр х толщину стенки. ** Рабочее давление PN указано при соответствующей температуре
Источник: https://helpeng.ru/programs/heating/water_speed.php
Табличный вариант расчёта
Имеются табличные значения, которые были созданы для того, чтобы облегчить выявление ПС трубопровода внутриквартирной разводки. Зачастую при монтаже внутриквартирной разводки не требуются показатели высокой точности. Это значение используется, чтобы избежать сложных математических вычислений. Однако немаловажен такой фактор, как осадочные наросты, формирующиеся внутри труб с течением времени. Эти негативные последствия способствуют снижению диаметра трубы, что отражается на показателях ПС.
Представленные табличные данные ПС трубы не учитывают образование наростов, поэтому для устаревших магистралей эти показания являются не актуальными.
Была разработана специальная таблица ПС водопроводных труб, которая впоследствии получила название своего создателя Шевелева. Особенность этой таблицы в том, что в ней принимается во внимание материал трубы, и прочие дополнительные критерии. Эти данные являются очень полезными тогда, когда проводится водопроводная система частного дома с применением нестандартных видов стояков.
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.
Как рассчитать ПС для газовых трубопроводов
К определению пропускной способности газопроводов предъявляются особые требования. Это связано с тем, что природный газ относится к сложным и опасным видам. Формула расчёта ПС для газовых трубопроводов имеет следующий вид:
Qmax=0,67Ду2*р;
где, Ду – диаметр условного прохода;
р – давление в газопроводе + 0,10 мПа.
Для расчёта ПС газопровода при использовании труб стандартных диаметров, была разработана специальная таблица. Если же необходимо узнать рассматриваемые величины для нестандартных размеров трубопроводов, то для этого проводятся соответствующие инженерные расчёты.
Что такое бит? Как измеряется скорость в битах?
Битовая скорость – показатель измерения скорости соединения. Рассчитывается в битах, мельчайших единицах хранения информации, на 1 секунду. Она была присуща каналам связи в эпоху «раннего развития» интернета: на тот момент в глобальной паутине в основном передавались текстовые файлы.
Сейчас базовой единицей измерения признается 1 байт. Он, в свою очередь, равен 8 битам. Начинающие пользователи очень часто совершают грубую ошибку: путают килобиты и килобайты. Отсюда возникает и недоумение, когда канал с пропускной способностью 512 кбит/с не оправдывает ожиданий и выдает скорость всего лишь 64 КБ/с. Чтобы не путать, нужно запомнить, что если для обозначения скорости используются биты, то запись будет сделана без сокращений: бит/с, кбит/с, kbit/s или kbps.
Особенности ПС водопроводных систем
К монтажу водопровода в доме приходится прибегать в частых случаях. Расчёт ПС труб для водопровода не менее важен, чем для газопровода, ведь они выдерживают высокие нагрузки. Чем больше диаметр трубопровода, тем выше не только показатель проходимости, но ещё и ниже вероятность образования застоев. При определении ПС для водоснабжения немаловажно учитывать такой параметр, как степень трения жидкости о стенки трубопровода.
Чем больше показатели температуры воды в магистрали, тем ниже ПС трубопровода. Это связано с тем, что вода при нагревании расширяется, поэтому возникает дополнительный коэффициент трения. Для водопроводных систем это не столь важно, в отличие от системы отопления. Таблица ПС труб для водопровода в зависимости от диаметра и давления воды представлена ниже.
На основании данных таблицы Шевелева можно произвести расчёты ПС водопровода.
Вычисления сечения по СНИП 2.04.01-85
Прежде всего, необходимо понимать, что расчет диаметра водопропускной трубы является сложным инженерным процессом. Для этого потребуются специальные знания. Но, выполняя бытовую постройку водопропускной магистрали, часто гидравлический расчет по сечению проводят самостоятельно.
Данный вид конструкторского вычисления скорости потока для водопропускной конструкции можно провести двумя способами. Первый – табличные данные. Но, обращаясь к таблицам необходимо знать не только точное количество кранов, но и емкостей для набора воды (ванны, раковины) и прочего.
Только при наличии этих сведений о водопропускной системе, можно воспользоваться таблицами, которые предоставляет СНИП 2.04.01-85. По ним и определяют объем воды по обхвату трубы. Вот одна из таких таблиц:
ПС для канализации
ПС для канализации зависит от системы отведения стоков используется: напорный или самотёчный. В основе определения ПС вовлечены законы науки гидравлики. Чтобы высчитать ПС канализационной системы, понадобятся не только сложные формулы для расчёта, но ещё и табличные сведения.
Для выявления объёмного расхода жидкости берётся формула такого вида:
q=a*v;
где, а – площадь потока, м2;
v — скорость движения, м/с.
Площадь потока a — это сечение, перпендикулярное в каждой точке скорости частиц потока жидкости. Это значение еще известно под таким названием, как живое сечение потока. Для определения указанной величины применяется формула: a = π*R2. Величина π постоянная, и равняется 3,14. R — радиус трубы в квадрате. Чтобы узнать скорость, с которой движется поток, понадобится воспользоваться формулой следующего вида:
v = C√R*i;
где, R – гидравлический радиус;
С – смачивающий коэффициент;
I – угол уклона.
Для расчёта угла уклона понадобится рассчитать I=v2/C2*R. Чтобы определить смачивающий коэффициент, нужно воспользоваться формулой следующего вида: C=(1/n)*R1/6. Значение n – это коэффициент шероховатости труб, равняющийся 0,012-0,015. Для определения R используется формула:
R=A/P;
где, A – площадь поперечного сечения трубопровода;
P – смоченный периметр.
Смоченным периметром именуется линия, по которой происходит соприкосновение потока в поперечном сечении с твердыми стенками русла. Чтобы выявить значение смоченного периметра в круглой трубе, потребуется воспользоваться формулой следующего вида: λ=π*D.
В таблице ниже представлены параметры для проведения расчёта ПС сточных канализационных трубопроводов безнапорного или самотёчного способа. Сведения выбираются в зависимости от диаметра трубы, после чего подставляются в соответствующую формулу.
Если нужно произвести расчёт ПС канализационной системы для напорных систем, то данные берутся из таблицы ниже.
Нюансы отопительного контура
Чтобы качественно спроектировать отопительную систему нужно применять армированные полипропиленовые трубы. Очень важно, чтобы они соответствовали . Такие изделия лучше всего защищены от деформации. Кроме того, они не существенно меняют свои линейные размеры под воздействием горячей воды.
Желательно применять конструкции армированней фольгой из алюминия или стекловолокном. Каждый вариант перечисленных изделий имеет свои сильные и слабые стороны. Каналы армированные стекловолокном удобнее, поскольку во время монтажа не возникает необходимости снимать алюминиевый слой.
- разницу температур на подаче и обратном контуре;
- показатель скорости движения жидкости (стандартно — 0.6 м/с);
- размер помещения.
Влияние материалов на пропускную способность
На снижение диаметра трубы влияет такой фактор, как образование налёта во внутренней полости трубопровода. Если используется стальной материал для сооружения водопровода, то уже через 15-20 лет пропускная способность трубопровода будет снижена в несколько раз.
Если в системе отопления применяется вода плохого качества, что случается чаще всего, то это также негативно отразится на пропускной способности. Ведь вода с засорениями способствует снижению потока или напора, что влияет на скорость транспортировки теплоносителя. Особенно часто снижается ПС металлических трубопроводов в местах некачественного выполнения стыковок, или при переходе от одного диаметра трубы на другой. Эти места требуют периодической профилактики, иначе в скором времени могут возникнуть посторонние звуки в виде гула водопровода при открытии крана. Трубопроводы из полиэтилена лишены такого негативного последствия, как возникновение налёта.
В завершении следует отметить, что для сооружения водопровода в частном доме подойдут табличные данные или же значения, которые можно получить, воспользовавшись специальными онлайн-калькуляторами. Произвести расчёт с помощью калькулятора не составит труда. Для получения данных при сооружении трубопровода в многоэтажном доме понадобится провести сложные математические расчёты. Однако такие расчёты требуют много времени, поэтому сегодня все большей популярностью пользуются специальные компьютерные программы, которые упоминались в материале.
Главные рекомендации:
- Максимально возможная скорость воды в трубе 2 м/сек. Это условие не касается промышленных конструкций с установками, которые искусственно нагнетают внутрисистемное давление.
- При расчете учитывать потребление всех точек водозабора одновременно. Средняя пропускная способность обычного крана 6 л/сек, скорость набора стиральной или посудомоечной машины можно узнать из инструкции по эксплуатации. Если система будет использоваться не на полной интенсивности, то полученный показатель уменьшают на треть.
- Диаметр 20 мм – для систем водопровода до 10 метров длиной.
- Диаметр 25 мм – система от 10 до 30 метров.
- Диаметр 32 мм – система более 30 метров.
- Диаметр 50 мм – система более 50 метров.
- Диаметр 100 мм – используется в промышленных или длинных системах трубопровода с большим количеством точек водозабора.
Просмотров 3.1к. Опубликовано 20.11.2021
Обновлено 20.11.2021
Содержание
- Для чего нужно определять пропускную способность трубы
- От чего зависит проходимость труб
- Важность правильного расчета пропускной способности труб
- Способы расчета ПС водопроводных труб
- Диаметр условного прохода
- Внешний диаметр
- Табличные расчеты
- Физические расчеты
- Расчет ПС при помощи специальных программ
- Методы расчета пропускной способности водопроводной трубы в зависимости от диаметра
- Вычисление пропускной способности на основе сечения трубы
- Расчет в зависимости от давления
- Расчет по температуре теплоносителя
- Расчет по формулам
- Расчет по Шевелеву
- Как рассчитать пропускную способность канализационной трубы
Один из основных параметров для проведения гидравлических (и не только) расчётов – это пропускная способность трубы в зависимости от диаметра. От правильности определения этой величины зависят работа системы и её надёжность.
Для чего нужно определять пропускную способность трубы
Интуитивно ответ на этот вопрос понятен каждому. Что будет например, если к водопроводному крану в квартире подойдёт труба диаметром в 1 м. При существующем давлении в системе и нормативном диаметре остальных труб струя воды на выходе вас не порадует.
На самом деле ответ на этот вопрос не так прост. В идеале определять пропускную способность трубы в зависимости от диаметра и давления воды на выходе надо, чтобы обеспечить нормативные требования для разных случаев. Среди них:
- система водопровода для жилых, общественных и гражданских зданий;
- система подачи воды для промышленных предприятий;
- система водопровода для охлаждения, например, ядерного реактора.
В каждом из этих случаев мы имеем дело с разными начальными условиями, и на выходе должны получить разные результаты.
От чего зависит проходимость труб
Пропускная способность труб зависит не только от диаметра:
- Скорость жидкости зависит и от длины участка трубы, по которой она протекает. Это объясняется силой трения. Чем длиннее труба, тем больше контакта у жидкости с её стенками и тем больше трение уменьшает скорость.
- Даже при нормальном начальном давлении, если скорость уменьшается, то новые порции жидкости тоже не могут попадать в трубу без задержек.
- Когда используются слишком узкие трубы, это грозит не только замедлением потока, но и разрывом трубы.
- Скорость жидкости зависит и от материала, из которого сделаны трубы. В металлических трубах вода течёт медленнее, чем в пластиковых трубах аналогичного диаметра.
- Для металлических труб надо принимать во внимание время эксплуатации. Стенки труб со временем ржавеют, трение увеличивается, проходимость труб уменьшается. Для пластиковых труб это не столь критично.
- Переходники, фитинги, муфты, используемые для соединения труб, тоже вносят свою лепту в уменьшение пропускной способности.
Интересно! Как выбрать счётчик для воды: его установка и варианты экономии
Важность правильного расчета пропускной способности труб
Расчёт пропускной способности труб необходим для правильного выбора диаметра трубопроводов. Это одна из основных задач проектирования трубопроводных систем.
В зданиях различной категории это могут быть различные системы. Например, практически в каждом общественном, жилом, производственном здании есть системы водопровода:
- хозяйственно-питьевого;
- горячего;
- оборотного;
- противопожарного;
- производственного.
Для каждого типа здания, для каждого абонента существуют нормы водопотребления, на основании которых рассчитывается общее потребление воды и после этого, с учётом пропускной способности труб и давления в системе, определяется требуемый диаметр.
Если речь идёт о небольшом частном доме или коттедже, то при неправильно выбранных трубах, могут возникнуть проблемы с напором в кране на кухне, или невозможно будет принять душ. Всё активное оборудование (насосы) будет работать с перегрузкой и быстро выйдет из строя. При неправильно выбранных канализационных трубах будут возникать постоянные засоры.
Но всё это не идёт ни в какое сравнение, если трубы не того диаметра будут использованы в противопожарном водопроводе или в технологическом трубопроводе на предприятии. Здесь речь может идти о крупной аварии или даже о техногенной катастрофе.
Если трубы в системе водяного спринклерного пожаротушения выбраны неправильно, то система не сработает в случае пожара. В этом случае последствия тоже могут быть плачевными.
Способы расчета ПС водопроводных труб
Существует несколько способов расчёта пропускной способности трубопроводов. Можно рассчитывать на основе физической теории, использовать табличный метод или воспользоваться онлайн-калькулятором. Каждый из этих способов используется для решения разного рода задач для конкретных объектов.
Диаметр условного прохода
Для проведения любого расчёта и дальнейшего выбора труб очень важно знать геометрические параметры трубы.
Внутренний диаметр трубы называется диаметр условного прохода. В маркировке трубы может присутствовать также наружный диаметр и толщина стенок.
Например: труба 45х0,5-10. Это означает, что это труба с наружным диаметром 45 мм, с толщиной стенок 0,5 мм, тип стали — 10. Для водогазопроводных труб в маркировке указывают условный проход.
Соответствия наружного диаметра и условного прохода:
| Наружный диаметр (мм) | Условный проход (мм) | Толщина стенок (мм) |
| 21,3 | 15 | 2,5-3,2 |
| 26,8 | 20 | 2,5-3,2 |
| 33,5 | 25 | 2,8-4 |
| 42,3 | 32 | 2,8-4 |
| 48 | 40 | 3-4 |
Для расчёта пропускной способности труб важен условный проход.
Внешний диаметр
В настоящее время промышленность выпускает трубы разнообразных внешних диаметров (от 8 до 2 000 мм). Они маркируются и в миллиметрах, и в дюймах. При необходимости можно заказать резьбу на концах отрезков труб. Набор труб может быть укомплектован муфтами и фитингами.
Для пластиковых труб используется другая классификация:
| Наружный диаметр | Толщина стенок для труб PN-10 | Толщина стенок для труб PN-16 | Толщина стенок для труб PN-20 |
| 20 | 1.9 | 2.8 | 3.4 |
| 25 | 2.3 | 3.5 | 4.2 |
| 32 | 3 | 4.4 | 5.4 |
| 40 | 3.7 | 5.5 | 6.7 |
| 50 | 4.6 | 6.9 | 8.4 |
- трубы PN-10 применяются только для холодного водоснабжения;
- трубы PN-16 применяются при температуре воды менее 60°С;
- трубы PN-20 применяются только для горячего водоснабжения.
Табличные расчеты
Для несложных расчётов существуют таблицы с указанием основных параметров пропускной способности труб. Такие таблицы можно использовать для проектирования водопроводной сети квартир, небольших загородных домов и коттеджей. В простых расчётах не учитывается, например, изменение условного прохода трубы в результате старения и различного рода осадков на стенках.
В СП 30.13330.2020 (2 редакция) приводится следующая таблица:
| Допустимый эквивалентный уровень шума, дБА | Допустимая скорость движения воды, м/с, в трубопроводах при коэффициентах местных сопротивлений подключения санитарно-технических приборов или стояка с арматурой, приведенных к скорости воды в трубах | ||||
| сопротивление до 5 | 10 | 15 | 20 | 30 | |
| 25 | 1.5 / 1.5 | 1.1 / 0.7 | 0.9 / 0.55 | 0.75 / 0.5 | 0.6 / 0.4 |
| 30 | 1.5 / 1.5 | 1.5 / 1.2 | 1.2 / 1.0 | 1.0 / 0.8 | 0.85 / 0.65 |
| 35 | 1.5 / 1.5 | 1.5 / 1.5 | 1.5 / 1.1 | 1.2 / 0.95 | 1.0 / 0.8 |
| 40 | 1.5 / 1.5 | 1.5 / 1.5 | 1.5 / 1.5 | 1.5 / 1.5 | 1.3 / 1.2 |
Примечания:
|
Физические расчеты
Физические методы расчёта основаны на формулах физических законов. Они достаточно сложные и выполняются отдельно для каждого вида трубопроводов отдельно: для воды, для газа, для пара, для газа или нефти.
Расчет ПС при помощи специальных программ
Для облегчения расчётов существует множество онлайн-калькуляторов, которые можно использовать для бытовых целей и небольших объектов. Тут достаточно только ввести известные данные и получить желаемый результат.
Есть и более сложные онлайн-калькуляторы
Для профессионального проектирования сложных объектов используется программа «Гидросистема (версия 4.4)». Эта программа создавалась и совершенствовалась более 30 лет и учитывает все нюансы гидравлики.
Методы расчета пропускной способности водопроводной трубы в зависимости от диаметра
Для проведения расчётов можно использовать разные начальные данные.
Вычисление пропускной способности на основе сечения трубы
| Внешнее сечение в мм | Приблизительное количество жидкости | |
| В литрах в минуту | В куб.м 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 |
Расчет в зависимости от давления
| Расход | Пропускная способность | |||||||||
| Сечение трубы | 15 мм | 20мм | 25мм | 32мм | 40мм | 50мм | 65мм | 80мм | 100мм | |
| Па/м | Мбар/м | Меньше 0,15 м/с | 0,15 м/с | 0,3м/с | ||||||
| 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 |
| 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 |
| 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 |
Интересно! Вступление в СРО: особенности, критерии выбора организации
Расчет по температуре теплоносителя
| 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 |
Расчет по формулам
Для профессиональных гидравлических расчётов используется очень сложный математический аппарат. А для бытовых нужд можно использовать формулу:
d=((4*Q)/(П*v)) ½, где
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.
Расчет по Шевелеву
Заслуженный деятель науки и техники, доктор технических наук, профессор А.Ф. Шевелёв выпустил в 1984 году книгу «Таблицы для гидравлического расчёта водопроводных труб».
В книге приводится пропускная способность разных видов труб для жидкостей с разной степенью вязкости и разных условий эксплуатации. Это незаменимый справочный материал для создания систем водопровода.
Как рассчитать пропускную способность канализационной трубы
Принципиально пропускная способность канализационной трубы определяется так же, как и водопроводной. Но есть очень важные нюансы. По-разному определяется этот параметр для напорных и безнапорных систем. Нормируется процент заполняемости.
Различается пропускная способность вентилируемых и невентилируемых стояков. Она также меняется в зависимости от материала труб и угла наклона.
Таблица Пропускная способность вентилируемых стояков из поливинилхлоридных труб (ПВХ)
| Наружный диаметр поэтажных отводов, мм | Угол присоединения поэтажных отводов к стояку, град | Пропускная способность, л/с, стояков при диаметре труб, мм | |
| 50 | 110 | ||
| 50 | 45
60 87,5 |
1,10
1,03 0,69 |
8,22
7,24 4,83 |
| 110 | 45
60 87,5 |
—
— |
5,85
5,37 3,58 |
Комментарий эксперта. Андрей Шилов, инженер проектировщик.
При создании систем водопровода и канализации не следует пренебрегать доступными материалами для того, чтобы сделать всё правильно. Я не говорю, что надо пользоваться программой Гидросистема, которая стоит больше 100 тыс. руб., но использовать онлайн-калькуляторы или таблицы Шевелёва может каждый. Для надёжности всю справочную информацию надо брать из авторитетных источников. Просто в Сети очень много ошибок и неточностей.
Пропускная способность трубы в зависимости от диаметра — очень важный параметр для создания системы водопровода. Эту величину можно определить разными способами, рассчитать по формулам, использовать соответствующие таблицы или компьютерные программы. Всегда есть возможность обратиться за консультацией к профессионалам.
На чтение 7 мин. Просмотров 159k. Обновлено 17 мая, 2023
Содержание:
- Рассчитаем пропускную способность трубы с помощью онлайн калькулятора
- Какие факторы влияют на проходимость жидкости через трубопровод
- Вычисления сечения по СНИП 2.04.01-85
- Формула для вычисления по давлению и диаметру трубы: q = π×d²/4 ×V
- Определение потери напора
- Видео — как посчитать расход воды
Предприятия и жилые дома потребляют большое количество воды. Эти цифровые показатели становятся не только свидетельством конкретной величины, указывающей расход.
Помимо этого они помогают определить диаметр трубного сортамента. Многие считают, что расчет расхода воды по диаметру трубы и давлению невозможен, так, как эти понятия совершенно не связаны между собой.
Но, практика показала, что это не так. Пропускные возможности сети водоснабжения зависимы от многих показателей, и первыми в этом перечне будут диаметр трубного сортамента и давление в магистрали.
Выполнять расчет пропускной способности трубы в зависимости от ее диаметра рекомендуют еще на стадии проектирования строительства трубопровода. Полученные данные определяют ключевые параметры не только домашней, но и промышленной магистрали. Обо всем этом и пойдет далее речь.
Рассчитаем пропускную способность трубы с помощью онлайн калькулятора
Чтобы правильно произвести расчет, необходимо обратить внимание, что:
— 1кгс/см2 = 1 атмосфер;
— 10 метров водяного столба = 1кгс/см2 = 1атм;
— 5 метров водяного столба = 0.5 кгс/см2 и = 0.5 атм и т.д.
— Дробные числа в онлайн калькулятор вводятся через точку (Например: 3.5 а не 3,5)
Какие факторы влияют на проходимость жидкости через трубопровод
Критерии, оказывающие влияние на описываемый показатель, составляют большой список. Вот некоторые из них.
- Внутренний диаметр, который имеет трубопровод.
- Скорость передвижения потока, которая зависит от давления в магистрали.
- Материал, взятый для производства трубного сортамента.
Определение расхода воды на выходе магистрали выполняется по диаметру трубы, ведь эта характеристика совместно с другими влияет на пропускную способность системы. Так же рассчитывая количество расходуемой жидкости, нельзя сбрасывать со счетов толщину стенок, определение которой проводится, исходя из предполагаемого внутреннего напора.
Можно даже заявить, что на определение «трубной геометрии» не влияет только протяженность сети. А сечение, напор и другие факторы играют очень важную роль.
Помимо этого, некоторые параметры системы оказывают на показатель расхода не прямое, а косвенное влияние. Сюда относится вязкость и температура прокачиваемой среды.
Подведя небольшой итог, можно сказать, что определение пропускной способности позволяет точно установить оптимальный тип материала для строительства системы и сделать выбор технологии, применяемой для ее сборки. Иначе сеть не будет функционировать эффективно, и ей потребуются частые аварийные ремонты.
Расчет расхода воды по диаметру круглой трубы, зависит от его размера. Следовательно, что по большему сечению, за определенный промежуток времени будет выполнено движение значительного количества жидкости. Но, выполняя расчет и учитывая диаметр, нельзя сбрасывать со счетов давление.
Если рассмотреть этот расчет на конкретном примере, то получается, что через метровое трубное изделие сквозь отверстие в 1 см пройдет меньше жидкости за определенный временной период, чем через магистраль, достигающей в высоту пару десятков метров. Это закономерно, ведь самый высокий уровень расхода воды на участке достигнет самых больших показателей при максимальном давлении в сети и при самых высоких значениях ее объема.
Portaflow 330 измерение расхода воды накладным ультразвуковым расходомером. часть 2
Вычисления сечения по СНИП 2.04.01-85
Прежде всего, необходимо понимать, что расчет диаметра водопропускной трубы является сложным инженерным процессом. Для этого потребуются специальные знания. Но, выполняя бытовую постройку водопропускной магистрали, часто гидравлический расчет по сечению проводят самостоятельно.
Данный вид конструкторского вычисления скорости потока для водопропускной конструкции можно провести двумя способами. Первый – табличные данные. Но, обращаясь к таблицам необходимо знать не только точное количество кранов, но и емкостей для набора воды (ванны, раковины) и прочего.
Только при наличии этих сведений о водопропускной системе, можно воспользоваться таблицами, которые предоставляет СНИП 2.04.01-85. По ним и определяют объем воды по обхвату трубы. Вот одна из таких таблиц:
Внешний объем трубного сортамента (мм)
Примерное количество воды, которое получают в литрах за минуту
Примерное количество воды, исчисляемое в м3 за час
20
15
0,9
25
30
1,8
32
50
3
40
80
4,8
50
120
7,2
63
190
11,4
Если ориентироваться на нормы СНИП, то в них можно увидеть следующее – суточный объем потребляемой воды одним человеком не превышает 60 литров. Это при условии, что дом не оборудован водопроводом, а в ситуации с благоустроенным жильем, этот объем возрастает до 200 литров.
Однозначно, эти данные по объему, показывающие потребление, интересны, как информация, но специалисту по трубопроводу понадобятся определение совершенно других данных – это объем (в мм) и внутреннее давление в магистрали. В таблице это можно найти не всегда. И более точно узнать эти сведениям помогают формулы.
Задача Давление труба кран – находим расход!
Уже понятно, что размеры сечения системы влияют на гидравлический расчет потребления. Для домашних расчетов применяется формула расхода воды, которая помогает получить результат, имея данные давления и диаметра трубного изделия. Вот эта формула:
Формула для вычисления по давлению и диаметру трубы: q = π×d²/4 ×V
В формуле: q показывает расход воды. Он исчисляется литрами. d – размер сечению трубы, он показывается в сантиметрах. А V в формуле – это обозначение скорости передвижения потока, она показывается в метрах на секунду.
Если сеть водоснабжения питается от водонапорной башни, без дополнительного влияния нагнетающего насоса, то скорость передвижения потока составляет приблизительно 0,7 – 1,9 м/с. Если подключают любое нагнетающее устройство, то в паспорте к нему имеется информация о коэффициенте создаваемого напора и скорости перемещения потока воды.
Данная формула не единственная. Есть еще и многие другие. Их без труда можно найти в сети интернета.
В дополнение к представленной формуле нужно заметить, что огромное значение на функциональность системы оказывают внутренние стенки трубных изделий. Так, например, пластиковые изделия отличаются гладкой поверхностью, нежели аналоги из стали.
По этим причинам, коэффициент сопротивления у пластика существенно меньше. Плюс ко всему, эти материалы не подвергаются влиянию коррозийных образований, что также оказывает положительное действие на пропускные возможности сети водоснабжения.
Определение потери напора
Расчет прохода воды производят не только по диаметру трубы, он вычисляется по падению давления. Вычислить потери можно посредством специальных формул. Какие формулы использовать, каждый будет решать самостоятельно. Чтобы рассчитать нужные величины, можно использовать различные варианты. Единственного универсального решения этого вопроса нет.
Но прежде всего, необходимо помнить, что внутренний просвет прохода пластиковой и металлопластиковой конструкции не поменяется через двадцать лет службы. А внутренний просвет прохода металлической конструкции со временем станет меньше.
А это повлечет за собою потери некоторых параметров. Соответственно, скорость воды в трубе в таких конструкциях является разной, ведь по диаметру новая и старая сеть в некоторых ситуациях будут заметно отличаться. Так же будет отличаться и величина сопротивления в магистрали.
Так же перед тем, как рассчитать необходимые параметры прохода жидкости, нужно принять к сведению, что потери скорости потока водопровода связанны с количеством поворотов, фитингов, переходов объема, с наличием запорной арматуры и силой трения. Причем, все это при вычисления скорости потока должны проводиться после тщательной подготовки и измерений.
Расчет расхода воды простыми методами провести нелегко. Но, при малейших затруднениях всегда можно обратиться за помощью к специалистам или воспользоваться онлайн калькулятором. Тогда можно рассчитывать на то, что проложенная сеть водопровода или отопления будет работать с максимальной эффективностью.
Видео — как посчитать расход воды
Занимательная расходометрия
В статье использованы источники:
- ГОСТ 26349-84 Соединения трубопроводов и арматура. Давления номинальные
- Петров И. П., Спиридонов В. В. «Надземная прокладка трубопроводов». М. 1965 год
- Бухин В.Е. «Полипропиленовые напорные трубопроводы в инженерных системах здания». – М. 2010 год
