Как самостоятельно вычислить диаметр трубопровода по формулам и табличным данным

Особенности расчета объема трубы

Расчет точного объема используемой трубы – обязательная процедура при обустройстве любой коммуникационной системы. Если пропустить этот шаг или отнестись к нему безответственно, в функционирующем трубопроводе образуется слишком высокое давление.

Оно ускорит износ материала и приведет к тому, что система будет требовать постоянного ремонта и в конце концов просто выйдет из строя, даже не отработав установленного гарантийного срока.

Корректный расчет объема труб обеспечит качественную подачу воды в дом и позволит владельцам использовать ее в максимально удобном для себя режиме. Смонтированный на основании точных данных комплекс будет работать долго и надежно, не требуя сложного обслуживания и капитального ремонта

Низкое давление также скажется негативно, потому что существенно затруднит или даже сделает совершенно невозможной полноценную и комфортную эксплуатацию системы в удобном для потребителя режиме.

Общие параметры и необходимые вычисления

Для вычисления объема заданного отрезка трубной детали сначала определяют площадь окружности трубы по внешнему диаметру. Делают это при помощи формул

S=π(D/2)² или S=πR²

При этом D означает цифровой показатель внешнего диаметра трубы, а R составляет половину внешнего диаметра, то есть радиус. Получившееся значение умножают на длину обрабатываемого фрагмента и в результате получают объем в кубических метрах.

Дальнейшие необходимые расчеты осуществляют по формуле вычисления объема цилиндра

V=SH

где V показывает объем трубы, выраженный в кубических метрах, S означает площадь внешнего сечения, обозначенную в квадратных метрах, а H является длиной отрезка трубы, посчитанной в метрах. Для корректности действий сначала все единицы измерения переводят в единый вектор и только после этого осуществляют необходимые вычисления.

Расчет объема труб для водогазоснабжения

Правильный расчет объема стальных труб, предназначенных для коммуникаций, отвечающих за водо- и газоснабжение, начинают с определения диаметра. Самыми популярными моделями являются усиленные трубы с базовым диаметром в 25,5 миллиметров и обыкновенные универсальные с диаметром в 27,1 миллиметр.

По словам профессионалов, при прокладке простой системы точность показателей не слишком важна, так как объем трубы вычисляют по общеустановленным безразмерным показателям, именующимся условным проходом. Определяют цифровое значение этих величин по специальным таблицам и только в том случае, когда нужно просчитать давление.

Если планируется применение антифриза, расчеты стараются сделать более точно. Это позволяет избежать лишних материальных расходов и существенно снижает общие затраты на прокладку коммуникаций.

Антифриз на глицериновой основе абсолютно безопасен для человека, не провоцирует возникновения коррозии в оборудовании и не повреждает внутреннюю трубную поверхность. Однако его стоимость довольно высока. Чтобы избавить себя от траты лишних денег, нужно очень четко высчитать объем труб и купить ровно столько вещества, сколько требуется

Дальше вычисляют радиус детали. Для этого в формулу:

R=D/2

закладывают данные, содержащиеся в сопроводительной документации или в маркировке труб (D означает базовый диаметр, заявленный изготовителем), а потом, апеллируя полученными цифрами, совершают необходимые вычислительные действия.

Сделать вычисление радиуса трубного материала можно и более простым способом по формуле R = L/6,28318530. L здесь обозначает длину окружности, которую легко замерить рулеткой или веревкой, а цифровые символы подразумевают букву Пи, умноженную на 2

На следующем этапе находят площадь сечения. Для этого числовое значение радиуса возводят в квадрат и еще раз умножают на число ПИ (3,14). Если радиус детали выразился в миллиметрах, расчет площади сечения проводят в квадратных миллиметрах. В конце все полученные значения закладывают в формулу V=SH и получают искомое число.

Отопительная система

Здесь главная задача, которую необходимо решить с помощью жидкого теплоносителя – обеспечить нагревательные приборы нужным количеством тепла. Перед тем, как рассчитывать диаметр трубы, понадобится определить теплопотери дома, выбрать радиаторы с оптимальной мощностью. Также понадобятся данные о длине трубопровода и схеме рабочей системы (способ циркуляции воды, с одним или двумя каналами).

Двухтрубная схема автономного отопления Источник kupisantehniky.ru

Для вычисления диаметра труб отопления можно использовать такую формулу:

Здесь:

• d – искомая величина внутреннего диаметра;
• Q – нагрузка на конкретный участок системы относительно необходимого количества подаваемого тепла;
• Δt° – разница между температурами на подаче и обратке;
• V – скорость потока теплоносителя на обслуживаемом участке.

В автономных системах отопления жидкость может перемещаться со скоростью от 0,2 до 1,5 м/с. При этом оптимальными на практике значениями являются 0,3-0,7 м/с. При меньшей скорости повышается вероятность завоздушивания системы, при большей система работает шумнее.

Ниже представлена таблица с оптимальными значениями скорости горячей воды в полипропиленовых трубах в зависимости от количества тепла до 20 кВт (в кВт) и наружного диаметра канала (в мм). Здесь учитывается рабочий режим 80/60 и разница температур в 20 градусов по Цельсию.

Как посчитать потребление и рассчитать расход воды по счетчику

В расчётном порядке водорасход определяется:

• либо по справочным материалам на основе норм водопотребления,
• либо по формулам водопотребления.

В качестве справочника по расчёту расхода воды можно рассматривать СНиПы 2.04.02-84 и 2.04.01-85 для наружных и внутренних систем водоснабжения соответственно.

На базе норм 2.04.01-85 для потребителей разработаны специальные бесплатные программы, например, WaterCalculations_9.9.xls – калькуляторы, которые формулу расчета расхода горячей и холодной воды по счётчику (количества в день/месяц) обрабатывают автоматически.

Так, в таблице приложения 3 Правил 2.04.01-85 подробно по каждому типу условного «водопотребителя» расписаны нормы на 1 человека:

• по среднесуточным показателям,
• по наибольшему потреблению в сутки,
• по наибольшему потреблению в час.

Например, при обустройстве дома квартирного типа душами и сидячими ваннами среднесуточный табличный норматив «холодного» и  «горячего» водопотребления – 230 литров.

При наличии ванны длиной 150-170 см., – 250 литров, с повышенными требованиями к благоустройству в домах выше 12 этажей – 360 литров  и т.д.

В ПП РФ № 306, актуальном и в 2016 году, приведена формула №7, в которой в качестве учётной присутствует  величина Qi  – водорасход в литрах на одну процедуру: 

где: L – этажность, а ni – количество процедур за неделю из одного «крана».

Для подстановки величин приводится следующая таблица:

Нормы зафиксированы, однако реальное потребление можно снизить, установив «двойные» кнопки на сливной туалетный бачок, экономитель на краны раковины и кухонной мойки (http://water-save.com/) или модернизированную аэрирующую насадку на душ.

В формуле норматива ГВС: в качестве учётных параметров добавляются температуры гидропотоков:

• tг – горячего (°С) при замере в месте водозабора,
• tni – потребляемого (°С),
• tx – холодного в водопроводной сети (°С).

Вычисление с учётом норм потребления предполагает планирование количества и типа источников водорасхода. Для промышленных предприятий расчёт потребления количества/объёма воды происходит по заявкам, основанных на технологических вычислениях.

Вычисление водопотребления по индивидуальному «холодному» счётчику производится путём вычитания от показателей по итогам отчётного периода (месяца) показаний за предыдущий отчётный период (месяц). Если нужно высчитать размер оплаты, получившаяся разница в м3 умножается на тариф, который действует в конкретном административном округе и регулярно обновляется (как, правило, повышается). При этом для разных категорий потребителей установлены разные тарифы. Например, в Москве в первом полугодии 2016 г.

Как рассчитать проходимость трубы

Когда возникает необходимость сделать расчёты, возможно использовать следующие способы:

1. Использовать таблицы. Существуют различные варианты, которые соответствуют назначению труб.
2. Применять формулы. Существуют несколько вариантов расчётов. Часто используют упрощённые варианты, не учитывающие всех существенных особенностей водопроводной системы.
3. Существуют программные продукты, предназначенные для проведения рассматриваемых расчётов. Они обычно дают наиболее точный результат.
4. Могут быть использованы онлайн калькуляторы. Для того, чтобы ими воспользоваться, необходимо перейти на соответствующую страницу и ввести нужные данные в соответствии с инструкциями.

Далее рассмотрено несколько способов проведения расчётов.

Таблицы для определения пропускной способности Источник ytimg.com

Использование упрощённой формулы

Таким образом на основе знания диаметра трубы и скорости движения потока можно определить проходимость. Для этого можно использовать такую формулу.

q = (V*Пи*d^2) / 4

Здесь использованы такие обозначения:

• q – проходимость, выраженная в литрах в секунду;
• V обозначает скорость воды;
• d представляет собой внутренний диаметр отверстия.

В большинстве случаев скорость находится в пределах 0,8-1,5 метров в секунду. Если используется насос, то производимое им давление и скорость потока указываются в техническом паспорте.

Более точная формула

В этом случае необходимо воспользоваться формулой Дарси. В ней учитываются:

1. Длина используемого сегмента трубы (L).
2. Коэффициент, который выражает степень торможения потока благодаря трению о стенки, использованию различных видов фиттингов, кривизны стенок и турбулентности. Он носит название коэффициента шероховатости (лямбда).
3. Величина вязкости жидкости (ро).

Таблица значений коэффициента шероховатости каждого вида труб (лямбда) Источник ok-t.ru Формула выглядит таким образом.

ПН = лямбда * (L/D) * ((V^2)/(2*g)) * ро

Здесь использованы такие обозначения:

• ПН представляет собой потерю напора. На эту величину должна быть уменьшена расчётная величина водорасхода.
• L – длина трубы, по которой протекает вода.
• D – внутренний диаметр трубы.
• g равно величине ускорения свободного падения.

С помощью формулы Дарси можно учесть особенности труб, но для этого необходимо определить коэффициенты «лямбда» и «ро».

Использование онлайн калькуляторов

Для того, чтобы рассчитать пропускную способность трубы, калькулятор нетрудно найти онлайн. Для этого можно воспользоваться поиском Google, Яндекс или другим. Для этого в строке поиска нужно набрать строку «как рассчитать проходимость трубы, калькулятор» или аналогичную.

Для расчета расхода воды по сечению трубы и давлению калькулятор запросит ввод таких данных:

1. Материал для изготовления.
2. Вид (конструкционные особенности). Здесь нужно сделать выбор из выпадающего списка.
3. Далее нужно указать цель расчёта. Одной из них является вычисление расхода воды.

При расчете расчете диаметра трубы по расходу воды дополнительно потребуется указать падение напора на каждый метр, внутренний диаметр трубы и длину её участка. После нажатия на кнопку на странице появится нужный результат.

Пример интерфейса калькулятора для гидравлического расчёта трубопровода Источник calc.ru

Во втором случае, перед тем, как посчитать расход воды по диаметру трубы и давлению, надо подготовить данные о типе водопровода, конструкционных особенностях трубы, длина, диаметр, материал изготовления, температура и давление напора.

Пример интерфейса калькулятора для расчёта пропускной способности труб Источник trubanet.ru

Какие факторы принимают в расчет, проводя вычисление расхода воды

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

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

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

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

Расчёт объёма трубы

Для расчёта объёма трубы нужно воспользоваться школьными знаниями по геометрии. Есть несколько способов: 1. Умножив площадь поперечного сечения фигуры на её длину в метрах, полученный результат будет метры в кубе. 2. Возможно, узнать величину водопровода и в литрах. Для этого объём умножается на 1000 — это количество литров воды в 1 кубометре. 3. Третий вариант — сразу считать в литрах. Понадобится измерения делать в дециметрах — длину и площадь фигуры. Этот более сложный и неудобный способ.

Чтобы вычислить в ручную – без калькулятора, потребуется штангенциркуль, линейка и калькулятор. Для облегчения процесса по определению размера объёма трубы можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

Определим площадь сечения трубы

Чтобы узнать точное значение, необходимо сначала рассчитать площадь поперечного сечения. Для этого, следует воспользоваться формулой:

S = R2 х Пи

Где R является радиусом трубы, а число Пи равно 3,14. Так как ёмкости для жидкости,как правило, имеют круглую форму, то R возводится в квадрат.

Рассмотрим, как можно сделать вычисления, имея диаметр изделия 90 мм:

1. Определяем радиус — 90 / 2 = 45 мм, в пересчёте на сантиметры 4,5.
2. Возводим 4,5 в квадрат, получается 2,025 см2.
3. Подставляем данные в формулу — S = 2 х 20,25 = 40, 5 см2.

Если изделие профилированное, то нужно считать по формуле прямоугольника — S = а х b, где а и b — размер сторон (длина). При определении размера сечения профиля с длиной сторон 40 и 50, необходимо 40 мм х 50 мм = 2000 мм2 или 20 см2.

Для вычисления сечения, необходимо знать внутренний диаметр трубы, который измеряется штангенциркулем, но это не всегда возможно. Если известен только наружный диаметр, и не знаем толщину стен, то потребуются более сложные вычисления. Стандартная толщина бывает 1 или 2 мм, у изделий большого диаметра может достигать 5 мм.

Важно! Приступать к расчёту лучше при наличии точных показателей о толщине стен и внутреннем радиусе

Формула расчёта объёма трубы

Рассчитать объём трубы в м3, можно воспользовавшись формулой:

 V = S х L

То есть, требуется знать всего два значения: площадь сечения (которая была определена заранее) (S) и длина (L).

К примеру, длина трубопровода 2 метра, а площадь сечения пол метра. Для вычисления необходимо взять формулу, по которой определяется площадь круга, и вставить внешний размер поперечины металла:

S = 3,14 х (0,5 / 2) = 0,0625 кв.м.

Итоговый результат будет следующим:

V = HS = 2 х 0,0625 = 0,125 метра куб.

H — толщина стенки

Производя расчёт, важно чтобы во всех показателях была одна единица измерения, иначе результат получится неправильным. Проще брать данные в см2

Объём водопровода в литрах

Легко посчитать объём жидкости в трубе без калькулятора, если знать внутренний её диаметр, но это не всегда можно сделать, когда радиаторы или отопительные котлы для воды имеют сложную форму. Сегодня такие изделия не редко применяются в строительной сфере, при обустройстве тёплых полов. Поэтому, следует изначально выяснить параметры конструкции, эту информацию можно найти в техпаспорте или сопроводительной документации. Чтобы посчитать размер не стандартной емкости, необходимо залить в неё воду, которая заранее измерена.

Кроме того, кубатура воды будут зависеть и от материала, из которого изготовлен водопровод. К примеру, изделие из стали пропустит на порядок меньше воды, чем равное по размеру полипропиленовое или пластиковое. На это влияет поверхность изнутри, железная более шероховатая, что сказывается на проходимости.

Поэтому, необходимо делать вычисления на каждую ёмкость, если она изготовлена из другого материала, и затем сложить все показатели. Можно воспользоваться специальными сервис-программами или калькуляторами, сегодня их много в интернете, они существенно облегчат процесс установления количества воды в системе.

Расчет сечения трубы отопления – формулы

Трубы в системе отопления играют важную роль: именно они разносят теплоноситель по помещениям, от котла – к радиаторам, которые нагревают воздух в комнатах.

Расчет сечения трубы отопления имеет очень важное значение для нормального функционирования системы. Если сечение трубы для отопления будет слишком маленьким, то теплоотдача будет низкой, помещение как следует не прогреется

Если слишком большим, давление в системе упадет ниже допустимого уровня, и теплопотери будут слишком большими

Если сечение трубы для отопления будет слишком маленьким, то теплоотдача будет низкой, помещение как следует не прогреется. Если слишком большим, давление в системе упадет ниже допустимого уровня, и теплопотери будут слишком большими.

Сначала расчет труб для отопления проводится для каждой комнаты. В среднем для обогрева каждых 10 м2 требуется 1 кВт энергии.

ВАЖНО: Вы должны понимать, что на самом деле прогревается объем воздуха в м3. Поэтому 10 м2 в данном случае имеется в виду при стандартной высоте потолков в 2,70 м (можно даже считать – до 3 м)

Если потолки выше – вам придется произвести вычисления, сколько именно тепла понадобится для обогрева квадратного метра.

Как правильно рассчитать: цифры и формулы

Расчеты систем отопления являются достаточно сложными. По ним обычно проводят расчет диаметров для больших отопительных систем (для многоэтажных домов, производственных помещений ).

Для расчета системы отопления в частном доме или в квартире можно воспользоваться упрощенным вариантом.

Сечение (в сантиметрах!) рассчитывается по такой формуле.

Используйте эту формулу

Q в данной формуле означает необходимое количество киловатт в данном участке системы.

V – скорость теплоносителя, измеряется в метрах в секунду; эта величина должна находиться в пределах 0,3 – 0,7, но однозначно – не ниже 0,25 м/сек.

Dt – это разница температуры теплоносителя на выходе из котла и в обратке. Чаще всего эта величина составляет 20° С (в стандартной системе температура на выходе +90°, на обратке – около +70°).

Считаем еще проще

По формуле можно не считать, а просто принять к сведению такую информацию:

1. труба ½“ рассчитана на мощность 5,5 кВт;
2. ¾“ – на 14,6 кВт;
3. 1” – на 29,3 кВт.

То есть, если вам нужно прогревать комнату площадью в 40 м2 (и со стандартной высотой потолков) – для нее подойдет диаметр в полдюйма.

Для расчета диаметра основной трубы, при помощи которой производится разводка к комнатам, определяется аналогично исходя из общей площади помещения. То есть общая площадь дома 140 м2 – понадобится мощность в 14 кВт, а следовательно – подойдет ¾“, а вот для большей площади уже нужно будет использовать дюймовую трубу.

Важно! В формуле диаметр рассчитывается в сантиметрах. Сечение указывается в дюймах

Помните, что 1 дюйм равен 2,54 см. И это – ВНУТРЕННИЙ диаметр трубы!

В продаже бывают трубы диаметром ½”, ¾ “, 1” и другие, но именно эти три размера являются самыми востребованными. Но это – не размер внутреннего сечения!

Металлопластиковые, полипропиленовые и стальные трубы одинакового размера имеют разный внутренний диаметр. Поэтому когда вы решите совершить покупку – возьмите с собой штангенциркуль и померяйте в магазине внутренний диаметр.

Надеемся, что статья была вам полезна, и вы самостоятельно сможете выбрать трубы нужного сечения.

Хорошего вам дня и теплых труб!

kvarremontnik.ru

Расчет водоснабжения с примером

расчет водоснабжения

В настоящей статье представлен пример расчета водоснабжения на внутренний водопровод для частного 2-х этажного дома. В результате данного расчета найдены общий секундный расход воды и диаметры трубопроводов для сантехприборов, расположенных в ванной комнате, в туалете и на кухне. Также здесь определено минимальное сечение для входной трубы в дом. То есть имеется в виду труба, которая берет свое начало у источника водоснабжения и заканчивается в месте разветвления ее по потребителям.

Что касается других параметров, приведенных в упомянутом нормативном документе, то практика показывает, что их рассчитывать для частного дома не обязательно.

Исходные данные

Количество проживающих людей в доме — 4 человека.

В доме имеются следующие санитарно-технические приборы.

Ванная комната:

Ванная со смесителем — 1 шт.

Сан. узел:

Унитаз со смывным бачком — 1 шт.

Кухня:

Умывальник со смесителем — 1 шт.

Расчет

Формула максимального секундного расхода воды:

Где: q tot — общий расход жидкости, одного потребляемого прибора, определяемый согласно п. 3.2 . Принимаем по прил. 2 для ванной комнаты — 0,25 л/с, сан. узла — 0,1 л/с, кухни — 0,12 л/с.

α — коэффициент, определяемый согласно прил. 4 в зависимости от вероятности Р и количества сантехприборов N.

Определение вероятности действия санитарно-технических приборов:

P = (U·q_hr,u tot ) / (q tot ·N·3600) = (4·10,5) / (0,25·3·3600) = 0,0155 ,

Где: U = 4 чел. — количество водопотребителей.

q_hr,u tot = 10,5 л — общая норма расхода воды в литрах, потребителем в час наибольшего водопотребления. Принимаем согласно прил. 3 для жилого дома квартирного типа с водопроводом, канализацией и ваннами с газовыми водонагревателями.

N = 3 шт. — количество сантехприборов.

Определение расхода воды для ванной комнаты:

α = 0,2035 — принимаем по табл. 2 прил. 4 в зависимости от NP = 1·0,0155 = 0,0155.

q _с = 5·0,25 ·0,2035 = 0,254 л/с.

Определение расхода воды для сан. узла:

α = 0,2035 — ровно столько же, что и в предыдущем случае, так как количество приборов одинаково.

q _с = 5·0,1 ·0,2035 = 0,102 л/с.

Определение расхода воды для кухни:

α = 0,2035 — как и в предыдущем случае.

q _с = 5·0,12 ·0,2035 = 0,122 л/с.

Определение общего расхода воды на частный дом:

α = 0,267 — так как NP = 3·0,0155 = 0,0465.

q _с = 5·0,25 ·0,267 = 0,334 л/с.

Формула определения диаметра водопровода на расчетном участке:

Где: d — внутренний диаметр трубопровода на рассчитываемом участке, м.

V — скорость потока воды, м/с. Принимаем равной 2,5 м/с согласно п. 7.6 , в котором сказано, что скорость жидкости во внутреннем водопроводе не может превышать 3 м/с.

q_c — расход жидкости на участке, м 3 /с.

Определение внутреннего сечения трубы для ванной комнаты:

d = √((4·0, 000254) /(3,14·2,5)) = 0,0114 м = 11,4 мм.

Определение внутреннего сечения трубы для сан. узла :

d = √((4·0, 000102) /(3,14·2,5)) = 0,0072 м = 7,2 мм.

Определение внутреннего сечения трубы для кухни:

d = √((4·0, 000122) /(3,14·2,5)) = 0,0079 м = 7,9 мм.

Определение внутреннего сечения входной трубы в дом:

d = √((4·0, 000334) /(3,14·2,5)) = 0,0131 м = 13,1 мм.

Вывод: для снабжения водой ванну со смесителем требуется труба с внутренним диаметром не менее 11,4 мм, унитаза в сан. узле — 7,2 мм, умывальника на кухне — 7,9 мм. Что касается входного диаметра водопровода в дом (для снабжения 3-х приборов), то он должен составлять не менее 13,1 мм.

Похожие записи:

Передать показания счетчика воды в москве Топ-7 лучших фильтров для бассейнов Состав травосмеси для спортивного газона, посадка и уход Как работает брелок от домофона Сколько можно не платить за коммунальные услуги и могут ли подать в суд? Подсудность административного иска