Как посчитать пропускную способность трубы для разных систем – примеры и правила, особенности расчёта пропускной способности труб

Содержание

Подробности

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

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

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

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

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

Средний показатель давления в стандартном стояке считается равен от полутора до двух с половиной атмосфер.

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

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

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

Как определить диаметр согласно СНиП 2.0.4.01 – 85.

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

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

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

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

Как вычислить расход жидкости, зная давление и диаметр.

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

-q расход воды в литрах.

-d внутренний диаметр трубы в сантиметрах.

-V скорость транспортировки жидкости, измеряется м/с.

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

Внимание! Данная формула для расчетов считается наиболее доступной, но не единственной. Формула не учитывает качество внутренней поверхности трубы, к примеру, изделия из пластика внутри гладкие, не изменяют напор воды

Совсем иначе себя ведет внутренняя поверхность изделий из стали

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

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

Водопровод

Полипропиленовые трубные изделия очень часто применяются для обустройства водопроводного контура в частных домах или многоэтажных зданиях. Чтобы правильно спроектировать систему четко рассчитайте проходные возможности каналов. Это позволит избежать в будущем аварий и обеспечить надежное функционирование водопроводной системы.

При выполнении расчетов учитывайте диаметр изделий. Но этот параметр не является ключевым. Помните, что его значение имеет прямо пропорциональную зависимость с проходимостью. Чем больше конструкция, тем выше рассматриваемый критерий.

Вычисление проходной способности может осуществляться табличным способом. В одном из вариантов расчета ключевым параметром является температура жидкости. При изменении показателя температурного режима носитель расширяется, увеличивая трение о поверхность канала.

Таблица ниже позволит вам воспользоваться этим методом.

Наиболее точная методика определения пропускной способности полипропиленового водопровода выполняется посредством таблиц Шевелевых. Они содержат в себе не только стандартные значения, но и формулы, позволяющими просчитать рассматриваемый параметр наиболее точно. Их можно применять для решения любых задач, связанных с определением гидравлических показателей. Профессионалы отдают предпочтение именно этой методики.

Чтобы справиться с поставленной задачей посредством упомянутых табличек необходимо учесть:

  • назначение трубопровода;
  • длину магистрали;
  • длительность эксплуатации контура;
  • толщину стенок труб;
  • значение их внутреннего и внешнего диаметра.

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.

От чего зависит проходимость трубы

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

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

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

Кроме материала изготовления, проходимость зависит и от иных характеристик:

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

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

Актуальный вопрос, какой же диаметр трубопровода применить?

Принципиальная схема пароконденсатного тракта выглядит так. Работает котельная установка, которая вырабатывает пар,определенного параметра в определенном количестве. Далее открывается главная паровая задвижка и пар поступает в пароконденсатную систему, двигаясь в сторону потребителей. И тут появляется актуальный вопрос, какой же диаметр трубопровода применить?

Если взять трубу слишком большого диаметра, то это грозит:

  1. Увеличение стоимости монтажа
  2. Большие потери тепла в окружающую среду
  3. Большое количество конденсата, а значит и большое количество конденсатных карманов, конденсатоотводчиков, вентилей и тп

Если взять трубу слишком малого диаметра, то это грозит:

  1. Потеря давления ниже расчётного
  2. Повышенной скоростью пара, шумы в паропроводе
  3. Эрозийный износ, более частая замена оборудования из-за гидроударов

Расчёт диаметра паропровода

Существует два метода для выбора диаметра паропровода: первый это метод падения давления, а второй более простой и его применяет большинство из нас – метод скоростей.

Для того что бы вы не тратили своё время на поиск таблицы по расчёту методом скоростей, мы для вашего удобства выложили на этой странице эту информацию. Опубликованные рекомендации взяты из каталога завода изготовителя промышленной трубопроводной арматуры АДЛ .

Старые таблицы расчета – надежное пособие для современного инженера

Старые советские книги по ремонту, а также журналы и строительству часто публиковали таблицы с расчетами, которые обладают большой точностью, т.к. были выведены путем лабораторных испытаний. Например, в таблице пропускной способности труб указывается значение для трубы диаметром 50 мм – 4 т/ч, для трубы 100 мм – 20 т/ч, для трубы 150 мм – 72,8 т/ч, а для Т.е. можно понять, что пропускная способность трубы в зависимости от диаметра меняется не по арифметической прогрессии, а по другой формуле, в которую входят различные показатели.

Онлайн калькуляторы для расчета также в помощь

Сегодня кроме сложной формы и готовых таблиц, расчет пропускной способности трубопровода можно сделать и с помощью специальных компьютерных программ, которые также используют указанные выше параметры, которые нужно ввести в компьютер.

Специальный калькулятор для расчета можно скачать в интернете, а также воспользоваться различными онлайн ресурсами, которых в Сети сегодня великое множество. Ими можно пользоваться как на платной, а так и на бесплатной основе, но многие из них могут иметь неточности в формулах для расчетов и сложности в использовании.

Например, некоторые калькуляторы предлагает в качестве базовых параметров использовать на выбор либо соотношение диаметр/длина, либо шероховатость/материал. Чтобы знать показатель шероховатости, нужно также обладать специальными знаниями из области инженерии. То же самое можно сказать и о падении напора, который используется онлайн калькулятором при расчетах.

Если вы не знаете, где узнать или как вычислить эти параметры, то лучше для вас обратиться за помощью к специалистам, или воспользоваться онлайн калькулятором для расчета пропускной способности трубы.

8.6Расчет трубопроводов линий форсунок, скиммеров, донного слива.

Теперь подберем диаметры трубопроводов, которыми будем делать обвязку форсунок и скиммеров. Для расчетов будем пользоваться следующей таблицей:

Таблица 8.4. Пропускная способность труб различного диаметра

Диаметры труб от переливного лотка к коллектору;

Диаметры труб коллектора;

Диаметры всасывающей трубы на подачу в насос;

Диаметр трубы после насоса, фильтров, линии форсунок.

У нас в бассейне присутствует 4-е форсунки и насос производительностью 15м 3 /ч. Т.е. на каждую форсунку приходится почти по 4м 3 /ч. Исходя из производительности насоса, по таблице подберем общую трубу подачи на форсунки. Скорость воды в трубе принимаем 2 м/с и находим значение диаметра трубы при 15м 3 /ч. Если точного значения в таблице нет, то берем ближайшее. В нашем случае подающая труба на форсунки будет диаметром 63 мм, а разветвления на пары форсунок пойдут диаметром 50мм.

Рис 8.11. Соединение форсуночной линии.

Для соединения форсунок нам понадобятся следующие материалы:

Уголок 50мм-90 0 — 6шт.

Тройник 50мм — 2шт.

Тройник 63мм — 1шт.

Редукция короткая 63-50мм — 2шт.

— труба 63мм — 6 м. (определяется по расстоянию от центра

длинного борта до техпомещения.)

Труба 50мм — 12м. (суммируем все отрезки трубы 50мм

согласно вычисленному расположению форсунок.)

Для подключения донного слива обычно достаточно трубы диаметром, как и диаметр выпускного отверстия самого донного слива (для частных бассейнов это 2″» и соответственно труба D=63мм). Если же донных сливов два, то их нужно соединить в трубу D=90мм.

Рис. 8.12 Подключение донных сливов.

В нашем случае донный слив один. Поэтому для его подключения достаточно следующих материалов:

Муфта с н.р. 63-2″» — 1шт.

Труба 63мм — 2м.

Теперь определим, какой трубой подключаются скиммера. В скиммерах обычно бывают отверстия с подключением 1,5″» или 2″». Скиммера в бассейне в режиме фильтрации забирают где-то 70-90% от общего потока, который всасывает насос, а остальное приходится на донный слив. Поэтому необходимо ориентироваться по табличке. Смотрим графу со скоростью потока 1,2 м/с (скорость воды на входе в насос) и выбираем диаметр трубы с производительностью 15м 3 /ч-30%=10м 3 /ч. В нашем случае будет достаточно трубы диаметром D=63мм, но идеально было бы поставить трубу D=75мм.

Рис 8.13 обвязка скиммеров.

Для обвязки скиммеров нам понадобятся следующие материалы:

Муфта с н.р. 50-2″» — 2шт.

Угол 50-90 0 — 2шт.

Тройник 63 — 1шт.

Редукция 63-50 — 2шт.

Труба 50мм — 6м.

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:

  1. Физический метод.
  2. Табличный способ.
  3. Определение с применением программы.

Рассмотрим подробно, что же представляет собой каждый вариант.

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 трубысамостоятельно? 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.

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.

Расчет пропускной способности канализационных труб

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

Для гидравлического расчета канализационной системы требуются следующие показатели:

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

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

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

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

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

Для расчета объема стоков используется следующая формула:

q = a*v,

Где а – площадь живого сечения потока;

v – скорость транспортировки стоков.

Определить скорость транспортировки вещества можно по такой формуле:

v= C√R*i,

где R – величина гидравлического радиуса,

С – коэффициент смачивания;

i – степень уклона конструкции.

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

i=v2/C2*R.

Чтобы вычислить коэффициент смачивания, используется формула такого вида:

С=(1/n)*R1/6,

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

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

Для других ситуаций используется простая формула:

R=A/P,

Где А – площадь сечения потока воды,

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

Соответствие диаметра труб объему носителя

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

Устройство автономной системы отопления

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

Как подобрать нужный диаметр

Диаметр водопровода считается одной из главных характеристик, так как посчитать пропускную способность трубы, для обеспечения нормальной работы системы без этих данных невозможно. Вы можете смонтировать систему из любого материала, но главным показателем все равно будет диаметр.

Если вы в стремлении сэкономить возьмете трубы меньшего диаметра, то при прохождении через них жидкость будет вызывать завихрения, на языке профессионалов турбулентность. Это явление характеризуется мелкой вибрацией и повышенным шумом. В результате соединительные элементы системы и сами трубы будут быстро выходить из строя.

Среднее значение скорости движения воды в системе, которое принято учитывать при расчетах, составляет порядка 2-х метров в 1 секунду. Но кроме этого, как упоминалось ранее, большое значение имеет протяженность водопроводной системы.

Водопроводная развязка в доме.

Зависимость диаметра от протяженности

  • При условии стабильного давления в муниципальном водопроводе, для монтажа трассы протяженность, которой находится в районе 10м, вполне достаточно диаметра 20 мм. Более того, в частном строительстве, при разумном количестве точек водопотребления, это сечение считается оптимальным.
  • Для трассы, размер которой может достигать двадцати метров, уже рекомендуется использовать сечение 25 мм.
  • Системы протяженностью от 30, до 50м требуют использования труб сечением 32 мм.
  • Системы с внутренним сечением в 50 мм используются для водопроводов от 50, до 200м.
  • Трубы сечением в 100 мм используются для прокладки магистралей в частном секторе или запитывания распределительной системы многоэтажных зданий.

Трубы из полипропилена.

Также важно учесть количество одновременно работающих точек, принято считать, что через один кран в доме может проходить до 5л воды за минуту. Из этого значения следует рассчитывать нормы потребления на дом или квартиру.

Точек водоразбора в доме можно наставить сколь угодно много, но если количество жителей невелико, то и расчет водопотребления можно значительно упростить.

Несколько слов о размерности

Диаметр водопроводных конструкций может обозначаться разными значениями. Люди далекие от сантехнических терминов привыкли все измерять традиционной метрической системой, в миллиметрах, сантиметрах или в метрах. Но специалисты зачастую характеризуют сечение трубы в дюймах, только медные и алюминиевые изделия всегда измеряются в миллиметрах.

Медный водопровод.

Мы не будем вдаваться в происхождение этой классификации, скажем лишь, что 1 дюйм принято считать равным 25,4 мм. В документации они могут обозначаться кавычками, так 1″=25,4 мм. Промежуточные сечения традиционно обозначаются дробями, например 1/2″ – полдюйма (12,7 мм) или 3/4″ – три четверти дюйма (19 мм).

На видео в этой статье показаны примеры расчетов.

Применение табличного метода

В этом случае для создания справочной таблицы использовались наиболее типичные значения основных параметров. Для вычисления расхода воды по диаметру трубы и давлению, таблица должна использоваться следующим образом:

  • В верхней строке каждой колонки указаны девять наиболее распространённых диаметров труб.
  • По строкам указана величина давления.
  • В левой колонке указаны значения, выраженные в Паскалях на метры, в следующей – в миллибарах на метр (в атмосферах).
  • Подбор можно производить с учётом скорости движения потока воды. В таблице указан водорасход в соответствии с диаметром трубы и другими параметрами.

В большинстве водопроводных систем давление находится в пределах 1,5-2,5 атмосфер. В домах с большой этажностью принято применять несколько отдельных сегментов. Поэтому данные таблицы применимы также и к многоэтажным домам.

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:

Способы расчета пропускной способности

Есть несколько значений, которые потребуются в расчетах:

  • Материал изделия.
  • Длина контура.
  • Если расчет проводится для водопровода, то необходимо учитывать количество точек водопотребления.

Определение пропускной способности трубы

В настоящее время есть несколько способов расчета:

  1. По формуле. Вдаваться в нее человеку, не знающему специальных терминов и значений, не стоит. Скажем лишь, что есть два усредненных значения, которые используются в этой формуле обязательно – шероховатость внутренней поверхности и уклон трубопровода.
  2. Таблица. Это самый простой вариант. Сегодня в технической литературе можно найти достаточно большое количество специальных таблиц, по которым, зная материал трубы, легко найти пропускную способность. К примеру, таблица Ф. Шевелева.
  3. Современный способ – компьютерные программы. Их в интернете сегодня огромное количество, так что рассчитать необходимый показатель – не проблема. Правда, для этого в саму программу придется загрузить некоторые значения по максимальному показателю. Что именно? Шероховатость, длину контура, диаметр, коэффициент сопротивления при наличии фасонных изделий и степень зарастания.

Скажем прямо, последний вариант использовать для расчета небольших водопроводных и отопительных сетей нет необходимости – слишком сложно. К тому же придется опять-таки искать требуемые значения различных показателей. Хотя именно этот вариант можно назвать самым точным.

И последнее. Длина уложенного трубопровода заметно влияет на пропускную способность.
Чем дальше движется теплоноситель, тем меньше его давление внутри системы. А значит, снижается скорость потока. То же самое можно сказать и о зависимости от диаметра, только наоборот.

Пропускная способность трубопровода

Вот несколько примеров из готовых таблиц, составленных инженерами:

  • При диаметре трубы 15 мм пропускная способность теплоносителя составляет 0,182 т/ч.
  • 25 мм – 0,65 т/ч.
  • 50 мм – 4 т/ч.
  • 100 мм – 20 т/ч.

Как видите, увеличение диаметра в 2 раза ведет к увеличению потока в несколько раз

Вот почему так важно учитывать именно этот параметр, особенно в системах отопления

Для тех, кто самостоятельно решил определить объем потока через систему трубопроводов, рекомендуем воспользоваться табличным вариантом. Он не только проще и понятнее. Он точный, потому что все параметры определялись опытным путем в специализированных лабораториях.

Пропускная способность трубопровода является метрической характеристикой. Зная ее, определяют максимальный объем жидкостей, которые проходят через трубопровод за единицу времени. Чтобы сделать расчет, пользуются таблицами, формулами и программами. Как это происходит на практике, расскажет данная статья.

Как рассчитывается толщина трубы от действия давления

Когда вода движется по трубе, возникает сопротивление от трения её о стенки, а также о различные преграды. Это явление получило название гидравлическое сопротивление трубопровода. Его численное значение находится в прямой пропорциональной зависимости от скорости потока. Из предыдущего примера мы уже знаем, что на разных высотах давление воды различно, и эту особенность следует учитывать при расчёте внутреннего диаметра трубы, то есть её толщины. Упрощённая формула для вычисления данного параметра по заданной потере напора (давления) выглядит так:

Двн = КГСопр×Дл. тр./ПД×(Уд.вес×Ск/2g),

где: Двн. – внутренний диаметр трубопровода; КГСопр. – коэффициент гидравлического сопротивления; Дл.тр — длина трубопровода; ПД – заданная или допускаемая потеря давления между конечным и начальным участками магистрали; Уд.вес. – удельный вес воды — 1000 кг/ (9815 м/; Ск. – скорость потока м/сек.; g – 9,81 м/сек2. Всем известная константа — ускорение силы тяжести.

Потеря давления в арматуре и фасонных частях трубопровода с достаточной точностью определяется по потерям в прямой трубе эквивалентной длины и с таким же условным проходом.

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:

  1. Задается нужный расход Q и оптимальная скорость среды на каждом участке.
  2. Подбирается диаметр трубы, определяются потери напора по длине.
  3. Процедура повторяется для всех участков.
  4. Находится удельное значение потери давления на 1 пог. м.
  5. Суммируются все остальные потери от всасывания, местного сопротивления и т.д. Полученное значение должно быть меньше или равно мощности насоса.
  6. Исходя из технических характеристик оборудования определяется расход Qнасоса.
  7. 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:

Зависимость наполнения от диаметра трубы

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.

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…

Расход воды через трубу: возможен ли простой расчет?

Возможен ли сколь-нибудь простой расчет расхода воды по диаметру трубы? Или единственный способ — обращаться к специалистам, предварительно изобразив подробную карту всех водопроводов в округе?

Ведь гидродинамические расчеты крайне сложны…

Наша задача — выяснить, сколько воды может пропустить эта труба

Для чего это нужно?

  1. При самостоятельном расчете водопроводных систем.

Если планируется строить большой дом с несколькими гостевыми ваннами, мини — гостиницу, продумывать систему пожаротушения — желательно знать, какое количество воды может поставить труба заданного диаметра при определенном давлении.

Ведь значительное падение напора в пиках потребления воды едва ли порадует жильцов. Да и слабая струйка воды из пожарного шланга скорее всего будет бесполезна.

  1. В отсутствие водосчетчиков коммунальные службы обычно выставляют счет организациям «по проходимости трубы».

Как любые разумные люди, мы склонны считать деньги. Если платим — то хотим знать, за что и по каким тарифам, не так ли?

Обратите внимание: второй сценарий не затрагивает квартиры и частные дома. Если нет водосчетчиков, коммунальники берут оплату за воду согласно санитарных норм. Для современных благоустроенных домов это не более чем 360 литров на человека в сутки.

Нужно признать: водосчетчик сильно упрощает отношения с коммунальными службами

Факторы, влияющие на проходимость трубы

Что влияет на максимальный расход воды в трубе круглого сечения?

Очевидный ответ

Здравый смысл подсказывает, что ответ должен быть очень простым. Есть труба для водопровода. В ней отверстие. Чем оно больше — чем больше воды через него пройдет за единицу времени. Ах, простите, еще давление.

Очевидно, что столб воды в 10 сантиметров будет продавливать через сантиметровое отверстие меньше воды, чем водяной столб высотой с десятиэтажный дом.

Значит, от внутреннего сечения трубы и от давления в водопроводе, так?

Неужели нужно что-то еще?

Правильный ответ

Нет. Эти факторы на расход влияют, но они — лишь начало длинного списка. Рассчитывать расход воды по диаметру трубы и давлению в ней — это все равно, что рассчитывать траекторию летящей на Луну ракеты, исходя из видимого положения нашего спутника.

Если не учесть вращение Земли, движение Луны по собственной орбите, сопротивление атмосферы и гравитацию небесных тел — едва ли наш космический корабль попадет хоть приблизительно в нужную точку пространства.

На то, сколько воды выльется из трубы диаметром x при давлении в трассе y, влияют не только эти два фактора, но еще и:

  • Протяженность трубы. Чем она длиннее — тем сильнее трение воды об стенки замедляет поток воды в ней. Да, на воду у самого торца трубы влияет лишь давление в ней, но ведь следующие объемы воды должны занять ее место. А водопроводная труба тормозит их, и еще как.

Именно из-за потери напора в длинной трубе на нефтепроводах стоят насосные станции

  • Диаметр трубы влияет на расход воды куда сложнее, чем подсказывает «здравый смысл». Для труб малого диаметра сопротивление стенок движению потока куда больше, чем для толстых труб.

Причина — в том, что тем меньше труба, тем менее выгодно в ней с точки зрения скорости потока воды соотношение внутреннего объема и площади поверхности при фиксированной длине.

Проще говоря, по толстой трубе воде легче двигаться, чем по тонкой.

  • Материал стенок — еще один важнейший фактор, от которого зависит скорость движения воды. Если по гладкому полипропилену вода скользит, как филейная часть неуклюжей дамы по тротуару в гололед, то шероховатая сталь создает куда большее сопротивление потоку.
  • Возраст трубы тоже очень сильно влияет на проходимость трубы. Стальные водопроводные трубы ржавеют, кроме того, сталь и чугун с годами эксплуатации зарастают известковыми отложениями.

Заросшая труба оказывает куда большее сопротивление потоку (сопротивление полированной новой стальной трубы и ржавой отличаются в 200 раз!). Мало того — участки внутри трубы вследствие зарастания уменьшают свой просвет; даже в идеальных условиях через заросшую трубу пройдет куда меньше воды.

Как вы думаете, есть ли смысл рассчитывать проходимость по диаметру трубы у фланца?

Обратите внимание: состояние поверхности пластиковых и металлополимерных труб со временем не ухудшается. Через 20 лет труба будет оказывать такое же сопротивление потоку воды, как и в момент монтажа.

  • Наконец, любой поворот, переход диаметра, разнообразная запорная арматура и фитинги — все это тоже тормозит поток воды.

Ах, если бы приведенными выше факторами можно было пренебречь! Однако речь идет не об отклонениях в пределах погрешности, а о разнице в разы.

Все это приводит нас к печальному выводу: простой расчет расхода воды через трубу невозможен.

Поделиться:
Нет комментариев
×
Рекомендуем посмотреть
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять
Политика конфиденциальности
Adblock
detector