Как делается гидравлический расчет трубопровода

Условная проходимость DN

Параметр условной проходимости DN (номинального диаметра) выступает безразмерной величиной, его численное значение приблизительно соответствует внутреннему поперечному сечению труб (например, DN 125). Числовые значения условного перехода подбирают для увеличения пропускной способности трубопроводной сети в пределах 60 — 100% при переходе от одной условной проходимости к следующей.

 

Согласно ГОСТ 28338-89, параметры условной проходимости (Ду в прошлом) подбирают из размерного ряда:

Значения подобраны с учетом исключения проблем, относительно припасовки деталей друг к другу. Номинальный диаметр на основе параметров внутреннего сечения подбирают на основе диаметра трубы в свету.

Самостоятельный расчет диаметра трубы по расходу воды

На предприятиях, а также в квартирах и домах в целом расходуется большое количество воды. Цифры огромные, но могут ли они о чем-то сказать еще, кроме факта определенного расхода? Да, могут. А именно, расход воды может помочь рассчитать диаметр трубы. Это, казалось бы, не связанные друг с другом параметры, но на деле взаимосвязь очевидна.

Ведь пропускная способность системы водоснабжения зависит от множества факторов. Весомое место в этом списке как раз и занимает диаметр труб, а также давление в системе. Разберемся в этом вопросе глубже.

Расчет диаметра трубы по расходу воды

Факторы, оказывающие влияние на проходимость воды через трубу

Расход воды через трубу круглого сечения, имеющей отверстие, зависит от размеров этого отверстия. Таким образом, чем оно больше, тем больше воды пройдет через трубу за определенный отрезок времени. Однако не стоит забывать и о давлении. Ведь можно привести пример. Метровый столб продавит воды через сантиметровое отверстие гораздо меньше за единицу времени, нежели столб, имеющий высоту несколько десятков метров. Это очевидно. Поэтому расход воды достигнет своего максимума при максимальном внутреннем сечении изделия, а также при максимальном давлении.

Расчет диаметра

Если вам нужно получить определенный расход воды на выходе системы водоснабжения, тогда не обойтись без расчета диаметра трубы. Ведь этот показатель, наряду с остальными, оказывает влияние на показатель пропускной способности.

Безусловно, существуют специальные таблицы, которые есть в Сети и в специализированной литературе, которые позволяют обойти расчеты, ориентируясь на определенные параметры. Однако высокой точности от таких данных ждать не стоит, погрешность все равно будет присутствовать, даже если учесть все факторы. Поэтому лучший выход для получения точных результатов – самостоятельный расчет.

Расход воды через трубу

Для этого понадобятся такие данные:

• Расход потребления воды.
• Потери напора от исходной точки до точки потребления.

Расход потребления воды необязательно рассчитывать – есть цифровой стандарт. Можно взять данные по смесителю, которые гласят, что в секунду расходуется около 0,25 литров. Этой цифрой можно воспользоваться для расчетов.

Таблица расчета диаметра трубы

Немаловажный параметр для получения точных данных – потери напора на участке. Как известно, давление напора в стандартных стояках водоснабжения находится в пределах от 1 до 0,6 атмосфер. Средний показатель – 1,5-3 атм. Параметр зависит от количества этажей в доме. Но это не значит, что, чем выше дом, тем выше давление в системе. В очень высоких домах (более 16 этажей) иногда используется разделение системы на этажи, чтобы нормализовать давление.

Что касается потери напора, этот показатель можно вычислить, используя манометры в исходной точке и перед точкой потребления.

Дальше, используя достаточно сложные формулы, нужно циклично подставлять диаметр и проверять результат. Ведь от диаметра трубы зависит не только расход, но и потери напора.

Если все же знаний и терпения для самостоятельного расчета недостаточно, тогда можно воспользоваться и табличными данными. И пусть они будут обладать определенными погрешностями, данные будут достаточно точны для определенных условий. И тогда по расходу воды будет очень просто и быстро получить диаметр трубы. А значит, система водоснабжения будет рассчитана верно, что позволит получить такое количество жидкости, которое удовлетворит потребности.

Снижение давления и расчет гидросопротивления

Для определения напора внутри труб и правильной подборки оборудования, способствующего перекачиванию жидких или газообразных сред, требуется вычислить снижение давления. За неимением доступа к интернет-сети, расчеты производятся по формуле:

Δp=λ·(ld₁)·(ρ/2)·v²

Δp – перепады напряжения на участке трубопровода, Па
l – протяженность участка трубопроводной линии, м
λ – коэффициент сопротивления
d₁ – поперечное сечение труб, м
ρ – уровень плотности транспортируемых сред, кг/м3
v – скорость перемещения, м/с

Гидравлическое сопротивление образуется под воздействием 2-х основных факторов:

• сопротивление трения;
• местное сопротивление.

Первый вариант предусмотрен при образовании неровностей и шероховатостей, препятствующих движению перекачиваемых сред. Для преодоления тормозящего эффекта требуются дополнительный расход энергии. При ламинарном протоке и соответствующего ему низкого показателя Рейнольдса (Re), характеризующегося равномерностью и исключением возможности смешения соседних слоев жидких или газообразных сред, влияние шероховатостей минимально. Это объясняется увеличением параметра крайнего вязкого подслоя перекачиваемых сред, относительно образованных неровностей и выступов на поверхности труб. Эти условия позволяют считать трубы гидравлически гладкими.

При повышении значения Рейнольдса вязкий подслой имеет меньшую толщину, что обеспечивает перекрытие неровностей и воздействия шероховатостей, уровень гидравлического сопротивления не зависит от показателя Рейнольдса, и средней высоты выступов на покрытии труб. Последующее повышение значения Рейнольдса позволяет перевести перекачиваемые среды в режим турбулентного протекания, где образуется разрушение вязкого подслоя, а образуемое трение определяется величиной шероховатости.

Потери при трении рассчитываются путем подстановки данных:

H_Т=[(λ·l)/d_э]·[w2/(2g)]

• H_Т – потери напора при сопротивлении трению, м
• [w₂/(2g)] – скоростной напор, м
• λ – коэффициент сопротивления
• l – протяженность трубопроводного участка, м
• d_Э – эквивалентное значение поперечного сечения трубопроводной линии, м
• w – скорость движения сред, м/с
• g – ускорение свободного падения, м/с2

Основные положения гидравлического расчета

Рабочий носитель (жидкость, газ, пар), переносимый проектируемым трубопроводом, в силу своих особых физико-химических свойств определяет характер течения среды в данном трубопроводе. Одним из основных показателей характеризующих рабочий носитель, является динамическая вязкость, характеризуемая коэффициентом динамической вязкости – μ.

Инженер-физик Осборн Рейнольдс (Ирландия), занимавшийся изучением течения различных сред, в 1880 году провел серию испытаний,  по результату которых было выведено понятие критерия Рейнолдса (Re) – безразмерной величины, описывающей характер потока жидкости в трубе. Расчет данного критерия проводится по формуле:

Критерий Рейнольдса (Re) дает понятие о соотношении сил инерции к силам вязкого трения в потоке жидкости. Значение критерия характеризует изменение соотношения указанных сил, что, в свою очередь, влияет на характер потока носителя в трубопроводе. Принято выделять следующие режимы потока жидкого носителя в трубе в зависимости от значения данного критерия:

• ламинарный поток (Re<2300), при котором носитель-жидкость движется тонкими слоями, практически не смешивающимися друг с другом;
• переходный режим (2300<Re<4000), который характеризуется нестабильной структурой потока, когда отдельные слои жидкости перемешиваются;
• турбулентный поток (Re>4000) – устойчивый режим, при котором в каждой отдельной точке потока происходит изменение его направления и скорости, что в итоге приводит к выравниванию скорости движения потока по объему трубы.

Критерий Рейнольдса зависит от напора, с которым насос перекачивает жидкость, вязкости носителя при рабочей температуре и геометрических размеров используемой трубы (d, длина). Данный критерий является параметром подобия для течения жидкости,поэтому, используя его, можно осуществлять моделирование реального технологического процесса в уменьшенном масштабе, что удобно при проведении испытаний и экспериментов.

Проводя расчеты и вычисления по уравнениям, часть заданных неизвестных величин можно взять из специальных справочных источников. Профессор, доктор технических наук Ф. А. Шевелев разработал ряд таблиц для проведения точного расчета пропускной способности трубы. Таблицы включают значения параметров, характеризующих как сам трубопровод (размеры, материалы), так и  их взаимосвязь с физико-химическими свойствами носителя. Кроме того, в литературе приводится таблица приближенных значений скоростей движения потока жидкости, пара,газа в трубе различного сечения.

Конструкторский расчет водопроводной сети

Цель конструкторского расчета

Определение диаметров трубопроводов водопроводной сети, при которых все потребители будут обеспечены расчетным расходом воды с требуемым напором.

Расчет применим при:

• проектировании водопроводных сетей
• реконструкции водопроводных сетей

Особенности расчета

• Конструкторский расчет выполняется под расчетный режим работы системы водоснабжения. 
• Возможен расчет тупиковых и кольцевых водопроводных сетей, работающих от одного или нескольких источников.  
• В качестве источника может выступать любой элемент системы, к примеру, источник, водопроводный колодец, магистральный трубопровод и т.п.
• В качестве носителя может быть указана вода или любая другая техническая жидкость, к примеру нефть. 
• При реконструкции системы водоснабжения или планировании перспективной застройки, диаметры существующих трубопроводов можно зафиксировать, в таком случае будет произведен частичный подбор диаметров.
• В целях повышения надежности системы водоснабжения возможен расчет с учетом отключения участков в кольцах. Представлена возможность отключать все участки или указанные пользователем. При выполнении расчетов с учетом отключения участков система последовательно выполняет несколько гидравлических расчетов. Первый расчет всегда проходит без учета отключений, фиксируются начальные диаметры. В дальнейшем происходит корректировка подобранных диаметров с учетом отключения участков, при выполнении последующих расчетов, потребителям может быть применен коэффициент снижения расхода, определяемый категорией потребителя. 

Критерии подбора диаметров

Подобранные диаметры должны обеспечить пропуск расчетных расходов до каждого потребителя. 

• Оптимальная скорость на участке.
• Максимальные удельные линейные потери на участке.
• Минимальный требуемый напор у потребителей.
• Возможна проверка на отключение участков в кольцах (всех или указанных пользователем).
• Можно задать давление в точке подключения.
• Соблюдение принципа телескопичности.

Исходные данные для расчета

ZuluGIS

• Модель водопроводной сети состоит из точки подключения — это может быть любой водопроводный колодец, источник водоснабжения или несколько источников. Расчет может производиться при известном напоре, если его не указывать, он буде определен в результате расчета.
• Узловые точки– в них кодируются все объекты водопроводной сети, такие как водопроводные колодцы, запорное или регулирующее оборудование. Узлы задаются – геодезической отметкой.
• Потребители – в качестве потребителей можно указывать систему водоснабжения абонентских вводов или укрупненно, нагрузку на весь квартал. Потребители характеризуются значением расчетного расхода и минимального требуемого напора.
• Участки водопроводной сети – основная расчетная единица. Для определения диаметра трубопроводов требуется указать их гидравлические характеристики, такие как длина, шероховатость, местные сопротивления и сортамент с перечнем диаметров.

Результаты конструкторского расчета

• диаметры трубопроводов
• требуемый напор в точке подключения
• расходы, потери напора и скорости движения воды на участках сети
• давления в каждом узле

Выбор материала

Подбор материала производится на основе характеристик сред, транспортируемых по трубопроводной линии и рабочего давления, предусмотренного для данной системы. Следует помнить о корродирующем действии перекачиваемых сред, относительно материала стенок трубопроводной сети. Обычно трубы и химические системы изготавливают из стали. При отсутствии высокого механического и корродирующего воздействия при разработке труб используют серый чугун или нелегированную конструкционную сталь.

При высоком рабочем давлении и отсутствии нагрузок с коррозийным образованием используют трубы из высококлассной стали или технологию ее литья. При высоком корродирующем действии или предъявлении к чистоте продуктов высоких требований, трубы разрабатывают из нержавейки.

Для повышения устойчивости к действию морской воды применяют медно-никелевый состав. Допускается использование алюминиевых сплавов, тантала или циркония. Хорошо распространены пластиковые составы, устойчивые к коррозийным образованиям. Они обладают малым весом и просты в обработке, что выступает идеальным решением для обустройства канализационных систем.

Диаметр трубопроводных сетей

При вычислении поперечного сечения труб, следует учесть, что высокая скорость перекачиваемых сред снижает материалоемкость изделий и удешевляет установку систем. Но повышение скорости приводит к потерям напора, требующим дополнительного расхода энергии для перекачивания сред. Чрезмерное уменьшение может привести к негативным последствиям. Для вычисления оптимальных параметров поперечного сечения труб служит формула (для изделий с круглым поперечным сечением):

Q = (Πd²/4)·w

Для вычисления оптимальных параметров поперечного сечения требуется узнать скорость перекачиваемых сред, исходя из сводных таблиц:

Окончательное уравнение для определения оптимального поперечного сечения имеет следующий вид:

d = √(4QΠw)

  

Методика просчета однослойной теплоизоляционной конструкции

Основная формула расчета тепловой изоляции трубопроводов показывает зависимость между величиной потока тепла от действующей трубы, покрытой слоем утеплителя, и его толщиной. Формула применяется в том случае, если диаметр трубы меньше чем 2 м:

ln B = 2πλ [K(tт – tо) / qL – Rн]

В этой формуле:

• λ – коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м ⁰C);
• K – безразмерный коэффициент дополнительных потерь теплоты через крепежные элементы или опоры, некоторые значения K можно взять из Таблицы 1;
• tт – температура в градусах транспортируемой среды или теплоносителя;
• tо – температура наружного воздуха, ⁰C;
• qL – величина теплового потока, Вт/м2;
• Rн – сопротивление теплопередаче на наружной поверхности изоляции, (м2 ⁰C) /Вт.

Таблица 1

Условия прокладки трубы	Значение коэффициента К
Стальные трубопроводы открыто по улице, по каналам, тоннелям, открыто в помещениях на скользящих опорах при диаметре условного прохода до 150 мм.	1.2
Стальные трубопроводы открыто по улице, по каналам, тоннелям, открыто в помещениях на скользящих опорах при диаметре условного прохода 150 мм и более.
Стальные трубопроводы открыто по улице, по каналам, тоннелям, открыто в помещениях на подвесных опорах.
Неметаллические трубопроводы, проложенные на подвесных или скользящих опорах.	1.7
Бесканальный способ прокладки.

Значение теплопроводности утеплителя λ является справочным, в зависимости от выбранного теплоизоляционного материала. Температуру транспортируемой среды tт рекомендуется принимать как среднюю в течение года, а наружного воздуха tо как среднегодовую. Если изолируемый трубопровод проходит в помещении, то температура внешней среды задается техническим заданием на проектирование, а при его отсутствии принимается равной +20°С. Показатель сопротивления теплообмену на поверхности теплоизоляционной конструкции Rн для условий прокладки по улице можно брать из Таблицы 2.

Таблица 2

Rн,(м2 ⁰C) /Вт

DN32

DN40

DN50

DN100

DN125

DN150

DN200

DN250

DN300

DN350

DN400

DN500

DN600

DN700

tт = 100 ⁰C

tт = 300 ⁰C

tт = 500 ⁰C

Примечание: величину Rн при промежуточных значениях температуры теплоносителя вычисляют методом интерполяции. Если же показатель температуры ниже 100 ⁰C, величину Rн принимают как для 100 ⁰C.

Показатель В следует рассчитывать отдельно:

Таблица тепловых потерь при разной толщине труби и теплоизоляции.

B = (dиз + 2δ) / dтр, здесь:

• dиз – наружный диаметр теплоизоляционной конструкции, м;
• dтр – наружный диаметр защищаемой трубы, м;
• δ – толщина теплоизоляционной конструкции, м.

Вычисление толщины изоляции трубопроводов начинают с определения показателя ln B, подставив в формулу значения наружных диаметров трубы и теплоизоляционной конструкции, а также толщины слоя, после чего по таблице натуральных логарифмов находят параметр ln B. Его подставляют в основную формулу вместе с показателем нормируемого теплового потока qL и производят расчет. То есть толщина теплоизоляции трубопровода должна быть такой, чтобы правая и левая часть уравнения стали тождественны. Это значение толщины и следует принимать для дальнейшей разработки.

Рассмотренный метод вычислений относился к трубопроводам, диаметр которых менее 2 м. Для труб большего диаметра расчет изоляции несколько проще и производится как для плоской поверхности и по другой формуле:

δ = [K(tт – tо) / qF – Rн]

В этой формуле:

Как определить показатель падения водяного напора

Рассчитать расход жидкости можно, не только учитывая сечение труб, но и зная уровень падения давления. Потерю напора вычисляют по формуле, которую можно найти самостоятельно. Единственного вычисления не существует, для этого есть разные варианты.

Уменьшение просвета влияет на потерю некоторых показателей. К примеру, скорость новых труб и старых из металла будет разной, потому что диаметр конструкции будет отличаться. Показатель сопротивления внутри сети также будет разным.

Наличие поворотов, перепадов объема при монтаже арматуры для затвора, силы трения влияют на потерю скорости.

Скорость потока можно вычислить после проведения точных измерений и подготовки.

Простые методы в данном случае могут не подойти, лучше обратиться к специалистам либо применить онлайн – калькулятор.

Сделав все расчеты, можно обеспечить эффективную работу водопроводной и отопительной системы.

Источник

Технические расчеты бесплатно и анонимно =)

• Отопление
  • Расчет тепловой нагрузки по укрупненным показателям МДК 4-05.2004
  • Расчет диаметра коллектора
  • Расчет расширительного бака для отопления
  • Расчет количества ступеней теплообменника ГВС
  • Расчет нагрева ГВС
  • Расчет длины компенсаторов температурных удлинений трубопроводов
  • Расчет скорости воды в трубопроводе
  • Разбавление пропилен и этиленгликоля
  • Расчет диаметра балансировочной шайбы
  • Проверка работоспособности элеваторной системы отопления
  • кг/с в м3/ч. Перевод массового расхода среды в объемный.
  • Онлайн замена радиаторов Prado на Purmo
  • Примеры гидравлических расчетов систем отопления
  • Sanext
    • Расчет диаметра и настройки клапана Sanext DPV
    • Расчет этажного коллектора системы отопления Sanext
    • Маркировка РКУ Sanext
    • Замена клапана Danfoss AB-QM на Sanext DS
    • Быстрая замена L и T-образных трубок на трубу Стабил
• Вентиляция
  • Расчет гравитационного давления
  • Расчет расхода воздуха на удаление теплоизбытков
  • Расчет теплоснабжения приточных установок
  • Расчет осушения помещений по методике Dantherm
  • Расчет эквивалентного диаметра и скорости воздуха в воздуховоде
  • Расчет дымоудаления с естественным побуждением
  • Расчет площади воздуховодов и фасонных частей онлайн
  • Расчет естественной вентиляции онлайн
  • Расчет потерь давления на местных сопротивлениях
  • Расчет воздушного отопления совмещенного с вентиляцией
  • Расчет вентиляции в аккумуляторной
  • Расчет температуры приточного и вытяжного воздуха системы вентиляции
  • Расчет углового коэффициента луча процесса
  • Кратности воздухообмена и температуры воздуха
  • Расчет количества облучателей-рециркуляторов медицинских по Р 3.5.1904-04
• Кондиционирование
  • Расчет мощности кондиционера по теплопритокам в помещение
  • Расчет теплопритоков от солнечной радиации. Инсоляция помещения.
  • Расчет теплопоступлений от источников искусственного освещения
  • Расчет теплопоступлений от оборудования
  • Расчет теплопоступлений от людей
  • Расчет теплопритоков и влаги от остывающей еды
  • Расчет теплопоступлений от инфильтрации воздуха
  • Расчет полной теплоты из явной теплоты
• Водоснабжение
  • Расчет сопротивления в трубопроводе ВК
  • Расчет глубины промерзания грунта
  • Расчетные расходы дождевых вод
• Газоснабжение
  • Технико-экономический расчет тепла и топлива
  • Расчет диаметра газопровода
  • Расчет теплотворной способности энергоносителей
• Смета
  • Расчет площади окраски металлического профиля
  • Расчет площади окраски чугунных радиаторов
  • Расчет расхода теплоизоляции с учетом коэффициента уплотнения
  • Расчет количества досок из кубометра древесины
  • Примеры смет
    • Пример сметы на авторский надзор
    • Пример сметы на перебазирование техники
    • Пример расчета коэффициента к ФОТ при сверхурочной работе.
    • Пример расчета коэффициента к ФОТ при многосменном режиме работы.
    • Пример расчета коэффициента к ФОТ при вахтовом методе работы.
    • Списание материалов в строительстве. Пример формы отчета.
    • Списание материалов в строительстве. Пример формы ведомости.
• Разные
  • Конвертер технических величин
  • Проверка показаний теплосчетчика онлайн
  • Расчет категории склада для хранения муки
  • Линейная интерполяция онлайн
  • Онлайн расчет маржинальности и точки безубыточности
  • НДС калькулятор онлайн, расчет %
  • Юнит-экономика онлайн калькулятор
  • Расчет стоимости покупки автомобиля по доходу семьи
  • Расчет стоимости системы учета энергоресурсов
  • Калькулятор технологии домашнего виноделия
  • Закон Ома
  • Расчет фундамента
  • Статьи
    • Нормы
    • Сравнение типов отопительных приборов
    • Настройка AutoCAD
    • Температура воздуха в Краснодаре за 10 лет зимой
    • Сравнение ИП с ООО
• Вход

Правила вычисления веса стальной трубы

Многим людям может показаться, что определение массы труб является простым делом

Однако подобный расчет имеет множество нюансов, на которые необходимо обратить внимание

В первую очередь важно запомнить, что при приобретении партии стальных труб обязательно требуется производить проверку веса. Любые расхождения в расчетах могут привести к тому, что материала попросту не хватит

Любые расхождения в расчетах могут привести к тому, что материала попросту не хватит.

Избыток веса может отразиться на строительных характеристиках будущей конструкции. Нагрузка, оказываемая на сооружение, должна находиться в пределах, рассчитанных ранее и указанных в соответствующем чертеже. Вес 1 метра трубы вычисляется с учетом марки стали, из которой выполнено изделие.

Часто случается так, что фактический вес трубы не соответствует удельной массе, прописанной в нормативной документации. Это происходит из-за особенностей производства. Изделие, идеально соответствующее документации, выполнить практически невозможно. Поэтому в ГОСТах указываются допустимые по размерам отклонения.

При определении веса метра стальной трубы рекомендуется воспользоваться сразу несколькими способами. Это позволит свести расчетные ошибки к минимуму. Если для определения массы применяется формула, то тогда рекомендуется достоверность итоговых результатов перепроверить несколько раз.

Вес тройников

D1xT1 – D2xT2 (мм) 57х3 – 45х2.5 57х4 – 45х3 57х5 – 45х4 57х3 57х4 57х5 76х3.5 – 45х2.5 76х6 – 45х4 76х7 – 45х5 76х3.5 – 57х3 76х6 – 57х5 76х7 – 57х5.5 76х3.5 76х6 76х7 89х3.5 – 57х3 89х6 – 57х4 89х8 – 57х5.5 89х3.5 – 76х3.5 89х6 – 76х6 89х8 – 76х7 89х3.5 89х6 108х4 – 76х3.5 108х6 – 76х5 108х8 – 76х6 108х4 – 89х4 108х6 – 89х6 108х4 108х6 108х8 133х4 – 89х3.5 133х6 – 89х5 133х8 – 89х6 133х4 – 108х4 133х6 – 108х5 133х8 – 108х6 133х4 133х6 159х4.5 – 108х4 159х6 – 108х5 159х8 – 108х6 159х4.5 – 133х4 159х6 – 133х5 159х8 – 133х6 159х4.5 159х6 159х8 219х6 – 133х5 219х8 – 133х6 219х12 – 133х10 219х10 – 133х8 219х8 – 159х6 219х6 – 159х6 219х12 – 159х11 219х16 – 159х12 219х10 – 159х8 219х6 219х8 219х10 219х12 273х7 – 159х4.5 273х16 – 159х11 273х10 – 159х6 273х12 – 159х8 273х7 – 219х6 273х10 – 219х8 273х12 – 219х10 273х16 – 219х12 273х18 – 219х16 273х7 273х10 273х12 273х16 325х8 – 219х6 325х10 – 219х8 325х12 – 219х10 325х16 – 219х12 325х8 – 273х7 325х10 – 273х10 325х12 – 273х12 325х16 – 273х16 325х8 325х10 325х12 325х16 377х10 – 273х7 377х12 – 273х10 377х16 – 273х12 377х20 – 273х16 377х10 – 325х8 377х12 – 325х10 377х16 – 325х16 377х20 – 325х18 377х10 377х12 377х16 377х20 426х10-325х8 426х12-325х10 426х16-325х12 426х18-325х16 426х10-377х10 426х12-377х12 426х16-377х16 426х18-377х18 426х10 426х12 426х16 426х18 Кол-во (шт.)

0 кг.

Расход воды через трубу при нужном давлении

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.

Табличные стандартные данные и средние показатели по основным параметрам

Для определения расчётного максимального расхода воды через трубу приводится таблица для 9 самых распространённых диаметров при различных показателях давления.

Среднее значение давления в большинстве стояках находится в интервале 1,5-2,5 атмосфер. Существующая зависимость от количества этажей (особенно заметная в высотных домах) регулируется путём разделения системы водообеспечения на несколько сегментов. Водонагнетение с помощью насосов влияет и на изменение скорости гидропотока. Кроме того, при обращении к таблицам в расчёте водопотребления учитывают не только число кранов, но и количество водонагревателей, ванн и др. источников.

Изменение характеристик проходимости крана с помощью регуляторов водорасхода, экономителей, аналогичных WaterSave ( http://water-save.com/ ), в таблицах не фиксируются и при расчёте расхода воды на (по) трубе, как правило, не учитываются.

Способы вычисления зависимостей водорасхода и диаметра трубопровода

С помощью нижеприведённых формул можно как рассчитать расход воды в трубе, так и, определить зависимость диаметра трубы от расхода воды.

В данной формуле водорасхода:

• под q принимается расход в л/с,
• V – определяет скорость гидропотока в м/с,
• d – внутреннее сечение (диаметр в см).

Зная водорасход и d сечения, можно, применив обратные вычисления, установить скорость, или, зная расход и скорость – определить диаметр. В случае наличия дополнительного нагнетателя (например, в высотных зданиях), создаваемое им давление и скорость гидропотока указываются в паспорте прибора. Без дополнительного нагнетания скорость потока чаще всего варьируется в интервале 0,8-1,5 м/сек.

Для более точных вычислений принимают во внимание потери напора, используя формулу Дарси:

Для вычисления необходимо дополнительно установить:

• длину трубопровода (L),
• коэффициент потерь, который зависит от шероховатостей стенок трубопровода, турбулентности, кривизны и участков с запорной арматурой (λ),
• вязкость жидкости (ρ).

Зависимость между значением D трубопровода, скоростью гидропотока (V) и водорасходом (q) с учётом угла уклона (i) можно выразить в таблице, где две известные величины соединяются прямой линией, а значение искомой величины будет видно на пересечении шкалы и прямой.

Для технического обоснования также строят графики зависимости эксплуатационных и капитальных затрат с определением оптимального значения D, которое устанавливается в точке пересечения кривых эксплуатационных и капитальных затрат.

Расчёт расхода воды через трубу с учётом падения давления можно проводить с помощью онлайн-калькуляторов. Для гидравлического расчёта, как и в формуле, нужно учесть коэффициент потерь, что предполагает выбор:

способа расчёта сопротивления, материала и вида трубопроводных систем (сталь, чугун, асбоценмент, железобетон, пластмасса), где принимается во внимание, что, например, пластиковые поверхности менее шероховатые, чем стальные, и не подвергаются коррозии, внутреннего диаметры, длины участка, падения напора на каждый метр трубопровода. В некоторых калькуляторах учитываются дополнительные характеристики трубопроводных систем, например:

В некоторых калькуляторах учитываются дополнительные характеристики трубопроводных систем, например:

• новые или не новые с битумным покрытием или без внутреннего защитного покрытия,
• с внешним пластиковым или полимерцементным покрытием,
• с внешним цементно-песчаным покрытием, нанесённым разными методами и др.

Компенсаторы расширения трубопроводных сетей

Отводы

Специальные отводы, ввариваемые в трубопроводную сеть, компенсируют естественный показатель линейного расширения изделий. Этому способствует выбор компенсирующих U-образных, Z-образных и угловых отводов, лирных компенсаторов.

Они предназначены для принятия линейного расширения труб за счет деформирования, но для данной технологии предусмотрен ряд ограничений. В трубопроводных магистралях с повышенным уровнем давления для компенсации расширения служат колени под разным углом. Напряжение, предусмотренное в отводах, способствует усилению коррозийного действия.

Волнистые компенсаторы

Изделия представлены тонкостенными гофротрубами из металла, называемыми сильфоном и растягиваемым в направлении трубопроводной линии. Их монтируют в трубопроводной сети, предварительный натяг служит для компенсации расширения.

Выбор осевых компенсаторов позволяет обеспечить расширение по поперечному сечению. Внутренние направляющие кольца предупреждают боковое смещение и внутреннее загрязнение. Для защиты труб от внешнего воздействия служит специальная облицовка. Компенсаторы, не включающие в конструкцию внутреннего направляющего кольца, способствуют поглощению боковых сдвигов и вибрации, исходящей от насосных систем.

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

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.

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

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.