Скорость потока

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.

Поправки

Согласно документации следует принимать следующие поправки:

• 5%, если транспортное средство старше 5 лет или пробег более 100 тыс. км;
• 10%, если автомобиль старше 8 лет;
• 10% при эксплуатации машины в населенном пункте с числом жителей 100-250 тысяч человек;
• 25%, если число жителей составляет более 3 млн человек;
• 15-35% при перевозке тяжеловесных и крупногабаритных грузов;
• 7% при включении климат-контроля или системы кондиционирования;
• 5-20% в зависимости от региона эксплуатации автомобиля.

РАСХсред = РАСХнорм * 100 / РАССТ

Нормативный расход горючего умножаем на 100 км и делим на фактически пройденный километраж. Так мы узнаем средний расход на 100 км.

От чего зависит проходимость трубы

От чего же зависит расход воды в трубе круглого сечения? Складывается впечатление, что поиск ответа не должен вызывать сложностей: чем большим сечением обладает труба, тем больший объем воды она сможет пропустить за определенное время. А простая формула объема трубы позволит узнать и это значение. При этом вспоминается также давление, ведь чем выше водяной столб, тем с большей скоростью вода будет продавливаться внутри коммуникации. Однако практика показывает, что это далеко не все факторы, влияющие на расход воды.

 Кроме них, в учет приходится брать также следующие моменты:

Длина трубы. При увеличении ее протяженности вода сильнее трется об ее стенки, что приводит к замедлению потока

Действительно, в самом начале системы вода испытывает воздействие исключительно давлением, однако важно и то, как быстро у следующих порций появится возможность войти внутрь коммуникации. Торможение же внутри трубы зачастую достигает больших значений.

Расход воды зависит от диаметра в куда более сложной степени, чем это кажется на первый взгляд

Когда размер диаметра трубы небольшой, стенки сопротивляются водному потоку на порядок больше, чем в более толстых системах. Как результат, при уменьшении диаметра трубы снижается ее выгода в плане соотношения скорости водного потока к показателю внутренней площади на участке фиксированной длины. Если сказать по-простому, толстый водопровод гораздо быстрее транспортирует воду, чем тонкий.

Материал изготовления.  Еще один важный момент, напрямую влияющий на быстроту движения воды по трубе.  К примеру, гладкий пропилен способствует скольжению воды в гораздо больше мере, чем шероховатые стальные стенки.

Продолжительность службы. Со временем на стальных водопроводах появляется ржавчина. Кроме этого для стали, как и для чугуна, характерно постепенно накапливать известковые отложения. Сопротивляемость водному потоку трубы с отложениями гораздо выше, чем новых стальных изделий: эта разница иногда доходит до 200 раз. Кроме того, зарастание трубы приводит к уменьшению ее диаметра: даже если не брать в расчет возросшее трение, проходимость ее явно падает. Важно также заметить, что изделия из пластика и металлопластика подобных проблем не имеют: даже спустя десятилетия интенсивной эксплуатации уровень их сопротивляемости водным потокам остается на первоначальном уровне.

Наличие поворотов, фитингов, переходников, вентилей способствует дополнительному торможению водных потоков.

Все вышеперечисленные факторы приходится учитывать, ведь речь идет не о каких-то маленьких погрешностях, а о серьезной разнице в несколько раз. В качестве вывода можно сказать, что простое определение диаметра трубы по расходу воды едва ли возможно.

Определение пропускной способности трубопроводов ГРС

Б.К. Ковалев, заместитель директора по НИОКР

В последнее время все чаще приходится сталкиваться с примерами, когда оформление заказов на промышленное газовое оборудование ведут менеджеры, не имеющие достаточного опыта и технических знаний в отношении предмета закупок. Иногда результатом становится не вполне корректная заявка или принципиально неверный подбор заказываемого оборудования. Одной из наиболее распространенных ошибок является выбор номинальных сечений входного и выходного трубопроводов газораспределительной станции, сориентированный только на номинальные значения давления газа в трубопроводе без учета скорости потока газа. Цель данной статьи – выдача рекомендаций по определению пропускной способности трубопроводов ГРС, позволяющих при выборе типоразмера газораспределительной станции проводить предварительную оценку ее производительности для конкретных значений рабочих давлений и номинальных диаметров входного и выходного трубопроводов.

При выборе необходимых типоразмеров оборудования ГРС одним из основных критериев является производительность, которая в значительной мере зависит от пропускной способности входного и выходного трубопроводов.

Пропускная способность трубопроводов газораспределительной станции рассчитывается с учетом требований нормативных документов, ограничивающих максимально допустимую скорость потока газа в трубопроводе величиной 25м/с. В свою очередь, скорость потока газа зависит главным образом от давления газа и площади сечения трубопровода, а также от сжимаемости газа и его температуры.

Пропускную способность трубопровода можно рассчитать из классической формулы скорости движения газа в газопроводе (Справочник по проектированию магистральных газопроводов под редакцией А.К. Дерцакяна, 1977):

где W— скорость движения газа в газопроводе, м/сек; Q — расход газа через данное сечение (при 20°С и 760 мм рт. ст.), м 3 /ч; z — коэффициент сжимаемости (для идеального газа z = 1); T = (273 + t °C) — температура газа, °К; D — внутренний диаметр трубопровода, см; p = (Pраб + 1,033) — абсолютное давление газа, кгс/см 2 (атм); В системе СИ (1 кгс/см 2 = 0,098 МПа; 1 мм = 0,1 см) указанная формула примет следующий вид:

где D — внутренний диаметр трубопровода, мм; p = (Pраб + 0,1012) — абсолютное давление газа, МПа. Отсюда следует, что пропускная способность трубопровода Qmax, соответствующая максимальной скорости потока газа w = 25м/сек, определяется по формуле:

Для предварительных расчетов можно принять z = 1; T = 20?С = 293 ?К и с достаточной степенью достоверности вести вычисления по упрощенной формуле:

Значения пропускной способности трубопроводов с наиболее распространенными в ГРС условными диаметрами при различных величинах давления газа приведены в таблице 1.

Источник

США и Британия

В виду того, что в некоторых англоязычных странах объем измеряется в отличных от системы СИ единицах, переводим их в систему СИ.

• 1 дюйм = 0.0254 м. Тогда кубический дюйм = 0.000016387064 м³ (точно)
• 1 фут = 0.3048 м. Тогда кубический фут = 0.028316846592 м³ (точно)
• 1 ярд = 0.9144 м. Тогда кубический ярд = 0.764554857984 м³ (точно)
• 1 акр = 4840 квадратных ярдов = 4046.8564224 м² (точно)
• Акр-фут — объем воды, необходимый для покрытия высотой в один фут площади в один акр.
    Тогда 1 акр-фут = 1233.48183754752 м³ (точно)
• 1 баррель (американский, нефтяной) = 0.158988 м³
• 1 американский галлон = 0.003785411784 м³
• 1 имперский (британский) галлон = 0.00454609188 м³
• Принимаем: 1 год = 365.25 суток

И тогда рассчитываем:

• 1 акр-фут в секунду [af/s] = 1233.48183754752 метр³ в секунду [м³/с] (точно)
• 1 акр-фут в минуту [af/min] = 20.55803062579 метр³ в секунду [м³/с] (точно)
• 1 акр-фут в час [af/h] = 0.34263384376 метр³ в секунду [м³/с] (точно)
• 1 акр-фут в сутки [af/d] = 51.39507656448 метр³ в час [м³/ч] (точно)
• 1 акр-фут в год [af/yr] = 0.14071205083 метр³ в час [м³/ч] (точно)
• 1 баррель (нефть) в секунду [bbl/s] = 0.158988 метр³ в секунду [м³/с]
• 1 баррель (нефть) в минуту [bbl/min] = 9.53928 метр³ в час [м³/ч]
• 1 баррель (нефть) в час [bbl/h] = 3.815712 метр³ в сутки [м³/сут]
• 1 баррель (нефть) в сутки [bbl/d] = 58.070367 метр³ в год [м³/г]
• 1 баррель (нефть) в год [bbl/yr] = 158.988 литров в год [л/г]
• 1 галлон (US) в секунду = 3.785411784 литров в секунду [л/с]
• 1 галлон (US) в минуту = 0.0630901964 литров в секунду [л/с]
• 1 галлон (US) в час = 3.785411784 литров в час [л/ч]
• 1 галлон (US) в сутки = 3.785411784 литров в сутки [л/сут]
• 1 галлон (US) в год = 3.785411784 литров в год [л/г]
• 1 фут³ в секунду [ft³/s] = 1728 [in³/s] = 28.316846592 литров в секунду [л/с] (точно)
• 1 фут³ в минуту [ft³/min] = 28.8 [in³/s] = 0.4719474432 литров в секунду [л/с] (точно)
• 1 фут³ в час [ft³/h] = 0.46 [in³/s] = 28.316846592 литров в час [л/ч] (точно)
• 1 фут³ в сутки [ft³/d] = 0.02 [in³/s] = 1.179868608 литров в час [л/ч] (точно)
• 1 фут³ в год [ft³/yr] = 1728 [in³/yr] = 28.316846592 литров в год [л/г] (точно)
• 1 дюйм³ в секунду [in³/s] = 0.0005787037 [ft³/s] = 58.9934304 литров в час [л/ч] (точно)
• 1 дюйм³ в минуту [in³/min] = 0.0005787037 [ft³/min] = 0.98322384 литров в час [л/ч] (точно)
• 1 дюйм³ в час [in³/h] = 0.0005787037 [ft³/h] = 0.393289536 литров в сутки [л/сут] (точно)
• 1 дюйм³ в сутки [in³/d] = 0.0005787037 [ft³/d] = 5.985375126 литров в год [л/г] (точно)
• 1 дюйм³ в год [in³/yr] = 0.0005787037 [ft³/yr] = 0.016387064 литров в год [л/г] (точно)

Взаимосвязь расхода жидкости с перепадом давления .

Расход вещества, протекающего по трубопроводу, определяется как произведение площади отверстия истечения (F) на среднюю скорость потока (Vc), то есть

Q = F ×Vc(2) Пользуясь уравнением Бернулли и условием неразрывности струи, можно установить зависимость между расходом жидкости и перепадом давления на сужающем устройстве:

(3)(4) α – коэффициент расхода,

d

– диаметр отверстия (м),

P1 – давление до сужающего устройства,

P2 – давление после сужающего устройства ,

ε – поправочный коэффициент, учитывающий расширение измеряемой среды,

ρ – плотность измеряемой среды в рабочих условиях (кг/м3).

— поправочный коэффициент, учитывающий расширение сужающего устройства в зависимости от температуры измеряемой среды (в диапазоне температур от -20 до +60 можно принимать Kt=1).

На практике перепад давления Р1-Р2 принято выражать высотой столба жидкости (даже если он измеряется не жидкостным манометром), то есть

( 5) Р1-Р2 – измеряемый перепад давления (Н/м2)

Н – высота столба жидкости, заполняющей дифманометр (м)

ρ’ – плотность рабочей жидкости в дифманометре (кг/м3)

ρ» – плотность среды, находящейся над рабочей жидкостью (кг/м3)

g– ускорение силы тяжести (м/с2)

Тогда уравнения (3) и (4) перепишутся соответственно

( 6 )

и

( 7 )

Где:

Значения коэффициента А даются в таблицах в зависимости от заполнителя жидкостного диффманометра.

Коэффициент расхода α

определяется для различных типов сужающих устройств путем обработки большого числа тщательно поставленных опытов. Можно использовать полученные ранее опытным путем значенияα (по графикам и таблицам). Это допустимо лишь при соблюдении гидродинамического подобия потоков, которое обусловлено значениямичисла РейнольдсаRe, учитывающего физические свойства потока. Зависимость коэффициента расхода отRe тем сильнее, чем меньшеRe. С возрастаниемRe зависимость становится все меньше, а при достаточно больших значенияхRe коэффициент расхода не зависит от него.

Причины повышенного расхода бензина или дизельного топлива

Факторы, оказывающие влияние на экономичность автомобильного двигателя (независимо от способа воспламенения смеси):

• стиль управления и режим работы силовой установки;
• техническое состояние машины;
• качество используемых горюче-смазочных материалов;
• состояние и типоразмер покрышек.

Манера вождения автовладельца

Первичным фактором, определяющим экономичность двигателя, является стиль управления. Водители, предпочитающие динамичную езду, сталкиваются с проблемой увеличенного расхода горючего и ускоренного износа покрышек и деталей тормозной системы (например, колодок, дисков или барабанов). Плавные ускорения и торможение с помощью двигателя позволяют снизить затраты топлива до нормативных значений.

Резкие разгоны

При резком разгоне водитель полностью открывает дроссельную заслонку, подавая дополнительный воздух и топливо. Резкий рывок перегружает детали трансмиссии и может сорвать колеса в пробуксовку, что ускорит процесс износа протектора.

Движение с непрогретым двигателем

Холодный двигатель расходует больше топлива из-за подачи обогащенной смеси и расходования части выделяемой энергии на прогрев блока и головки цилиндров. Но длительная работа в режиме холостого хода негативно влияет на экономичность, поэтому рекомендуется дать мотору поработать 1-2 минуты, а затем начать плавное движение. На ходу двигатель быстрее набирает температуру и выбрасывает меньше вредных веществ в атмосферу.

Возраст автомобиля

Развитие технологий приводит к разработке двигателей с улучшенными характеристиками и сниженным расходом горючего. Если сравнить мотор образца 2021 г. с аналогичным по объему агрегатом выпуска 2000 г., то новые силовые установки требуют на 20-25% меньше топлива при одновременном росте мощности. Следует учитывать, что в процессе эксплуатации узлы машин изнашиваются и постепенно увеличивают расход горючего.

Перегруз машины

Согласно статистическим исследованиям, увеличение полезной нагрузки легкового автомобиля на 100 кг приводит к повышению расхода топлива на 10%. Установка дополнительных кофров для багажа на крышу кузова приводит к росту аэродинамического сопротивления и падению экономичности на 5-10%, а расположенный открыто груз добавляет до 40% к нормативному расходу. При движении с прицепом машина сжигает на 40-60% больше топлива.

Работа двигателя на высоких оборотах

Вывод мотора на повышенные обороты позволяет провести быстрый обгон, но одновременно способствует росту расхода как солярки и бензина, так и моторного масла, которое попадает в камеру сгорания. Для повышения экономичности необходимо своевременно переходить на повышенные передачи, руководствуясь подсказками на дисплее в комбинации приборов.

Некачественное топливо

Применение низкооктанового бензина вызывает детонацию при сгорании смеси, приводящую к падению мощности. Мотор расходует дополнительное топливо, а ударные детонационные нагрузки разрушают детали поршневой группы и газораспределительного механизма. Солярка низкого качества застывает в магистралях при температуре от 0°С, затрудняя или перекрывая подачу горючего.

Вязкость смазочных масел

Применение моторного или трансмиссионного масла, не соответствующего рекомендациям изготовителя, приводит к повышению силы трения или к дополнительным нагрузкам при вращении валов в густой смазке. Некоторые производители (например, Toyota) предписывают использовать специальные масла с повышенной текучестью, позволяющие снизить расход бензина или дизельного топлива до нормативных значений.

Износ шин

Изношенный протектор ухудшает сцепление шины с дорогой и одновременно негативно сказывается на управляемости и тормозных характеристиках машины. Дополнительной проблемой становится неравномерное давление в покрышках, увеличивающее сопротивление качению. Износ шин и неправильное давление приводят к увеличению затрат горючего на 5-7%.

Неправильный выбор размера колес

Трансмиссия и ходовая часть автомобиля рассчитаны на использование нескольких типов шин (информация указывается в заводской инструкции и на наклейке в проеме двери водителя или на лючке топливного бака). Установка дисков или шин нестандартного размера повышает нагрузки на трансмиссию и негативно воздействует на расход топлива.

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.

Расчет объема воды в трубе

Watch this video on YouTube

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.

Зависимость водорасхода и давления

Давление в системе водоснабжения должно быть достаточным, чтобы его величина при контрольных замерах соответствовала нормативу:

• 0,03-0,60 МПа – для системы «холодного» водоснабжения,
• 0,03-0,45 МПа – для «горячего».

Предписания строительных правил определяют и свободный напор на вводе в здание, который должен быть не меньше 10 м вод. ст. Расчет давления воды от высоты здания зависит от этажности. Для каждого этажа, начиная со второго, величина напора увеличивается на 4 метра. Таким образом, свободный напор = 10 м вод. ст. (значение, определённое для первого этажа) + добавленные 4 м вод. ст.* (умноженные) на оставшееся количество этажей в доме. Исходя из этого, для дома в 14 этажей расчёт будет следующим: 10 + (4*13) = 62.

Поскольку технически сложно обеспечить нормативный интервал в многоэтажном доме одновременно и на первом, и на последнем этажах, как правило, производят условное «разделение» стояка на несколько частей с обеспечением «подкачки». Так удаётся достичь среднего давления (1,5-2,5 атм.) и необходимой скорости гидропотока. В таблице указана ориентировочная зависимость давления, диаметра трубы и пропускной способности (потенциального расхода воды), которую можно учитывать в предварительных расчётах.

Аналогичную зависимость между водорасходом (q), диаметром трубопровода (D) и скоростью гидропотока (V) модно установить с помощью номограмм. Для того, чтобы получить третье неизвестное значение, на шкале находят два известных и соединяют их прямой. В месте пересечения прямой с третьей шкалой будет находиться искомое значение.

В номограммах учитывается особенности материала труб (например, с внутренним цементно-песчаным покрытием и без него).

Для полного гидравлического расчёта необходимо дополнительно учитывать:

• длину участка,
• вязкость жидкости,
• коэффициент потери напора, зависящий как от материала внутренней поверхности труб, так и от наличия запоров, поворотов, турбулентности.

Требования современного водопровода

Современный водопровод обязан отвечать всем характеристикам и требованиям. На выходе из крана вода обязана литься плавно, без рывков. Следовательно, в системе не должно быть перепадов давления при разборе воды. Идущая по трубам вода не должна создавать шума, иметь примеси воздуха и других посторонних накоплений, каковые пагубно воздействуют на керамические краны и другую сантехнику. Дабы не было этих неприятных казусов, давление воды в трубе не должно падать ниже своего минимума при разборе воды.

Нужно учитывать еще одну ответственную чёрта водопровода, связанную с расходом воды. В любом жилом помещении находится не одна точка разбора воды. Исходя из этого расчет водопровода обязан всецело снабжать потребность воды всех сантехнических устройств при одновременном включении. Данный параметр достигается не только давлением, но и объемом поступающей воды, которую может пропустить труба определенного сечения. Говоря несложным языком, перед монтажом требуется выполнить некоторый гидравлический расчет водопровода, с учетом давления и расхода воды.

Перед расчетом давайте поближе ознакомимся с двумя такими понятиями, как расход и давление, чтобы выяснить их сущность.

Как рассчитать необходимый диаметр трубы

Цель расчета диаметра трубопровода по расходу: Определение диаметра и сечения трубопровода на основе данных о расходе и скорости продольного перемещения воды.

Выполнить такой расчет достаточно сложно. Нужно учесть очень много нюансов, связанных с техническими и экономическими данными. Эти параметры взаимосвязаны между собой. Диаметр трубопровода зависит от вида жидкости, которая будет по нему перекачиваться.

Если увеличить скорость движения потока можно уменьшить диаметр трубы. Автоматически снизится материалоемкость. Смонтировать такую систему будет намного проще, упадет стоимость работ.

Однако увеличение движения потока вызовет потери напора, которые требуют создание дополнительной энергии, для перекачки. Если очень сильно ее уменьшить, могут появиться нежелательные последствия.

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

Когда выполняется проектирование трубопровода, в большинстве случаев, сразу задается величина расхода воды. Неизвестными остаются две величины:

•  Диаметр трубы;
• Скорость потока.

Сделать полностью технико-экономический расчет очень сложно. Для этого нужны соответствующие инженерные знания и много времени. Чтобы облегчить такую задачу при расчете нужного диаметра трубы, пользуются справочными материалами. В них даются значения наилучшей скорости потока, полученные опытным путем.

Итоговая расчетная формула для оптимального диаметра трубопровода выглядит следующим образом:

d = √(4Q/Πw)
Q – расход перекачиваемой жидкости, м3/с
d – диаметр трубопровода, м
w – скорость потока, м/с

Расчет падения напора и гидравлического сопротивления

Длина трубопровода – важный показатель при расчете пропускной способности Протяженность магистрали оказывает существенное влияние на показатели пропускной способности. Чем большее расстояние проходит вода, тем меньшее давление она создает в трубах, а значит, скорость потока уменьшается.

Пропускная способность труб:

• 0,182 т/ч при диаметре 15 мм
• 0,65 т/ч с диаметром трубы 25 мм
• 4 т/ч при диаметре 50 мм

Как можно увидеть из приведенных примеров, больший диаметр увеличивает скорость потока. Если диаметр увеличить в 2 раза, то пропускная способность тоже возрастет. Эту зависимость обязательно учитывают при монтаже любой жидкостной системы, будь то водопровод, водоотведение или теплоснабжение. Особенно это касается отопительных систем, так как в большинстве случаев они являются замкнутыми, и от равномерной циркуляции жидкости зависит теплоснабжение в здании.

 При гидравлическом расчете расход перекачиваемой жидкости чаще всего задан условиями задачи. Значение скорости потока перекачиваемого носителя определяется, исходя из свойств заданной среды и соответствующих справочных данных (см. таблицу).

Задача 1

7,76 – 0,31=7,45 м

Задача 2

8-1,04 = 6,96 м

Задача 3

Δp=0,01 МПа;

ΔH=1,2 м.

Задача 4

Q1 = 18 м3/час;

Q2 = 34 м3/час.

d = √(4·Q)/(π·W)

Задача 5

Диаметр трубы напрямую влияет на пропускную способность системы, то есть в данном случае имеет значение количество воды или теплоносителя, проходящего через сечение в единицу времени. Чем больше циклов (перемещений) в системе за определенный промежуток времени, тем эффективнее происходит обогрев. Для труб водоснабжения диаметр влияет на исходное давление воды – подходящий размер будет только поддерживать напор, а увеличенный – снижать.

По диаметру подбирают схему водопровода и отопления, количество радиаторов и их секционность, определяют оптимальную длину магистралей.

Факторы влияния на проходимость магистрали:

1. Давление воды или теплоносителя.
2. Внутренний диаметр (сечение) трубы.
3. Общая длина системы.
4. Материал трубопровода.
5. Толщина стенок трубы.

На старой системе проходимость трубы усугубляется известковыми, иловыми отложениями, последствиями коррозии (на металлических изделиях). Все это в совокупности снижает со временем количество воды, проходящей через сечение, то есть подержанные магистрали работают хуже, чем новые.

Примечательно, что этот показатель у полимерных труб не меняется – пластик гораздо менее, чем металл, позволяет шлаку накапливаться на стенках. Поэтому пропускная способность труб ПВХ остается такой же, как и в день их монтажа.

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.

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.

Похожие записи:

Выбираем сварочный аппарат для дачи: недорогой, но производительный Баня с электрокаменкой: строительство, отзывы, особенности Кто построил московский кремль Как правильно выбрать и установить фильтр аквафор морион Как сделать вибростол для тротуарной плитки своими руками Меловые маркеры: чем отличаются, как пользоваться и для чего нужны