Формула для диаметра трубы по расходу

  • Расчет диаметра трубы по формулам для водоснабжения

В этой статье я расскажу вам о том, как профессионально посчитать диаметр трубы. Будут указаны полезные формулы. Вы узнаете какой диаметр трубы вам нужен для водопроводных труб.

Также очень важно не путать, расчет подбора диаметра трубы для водоснабжения, от расчета для отопления. Так как для отопления бывает достаточно низкого потока движения воды.

Формула расчета диаметра труб кардинально отличаются, так как для водоснабжения необходимы большие скорости потока воды.

О том, как рассчитать диаметр трубы для отопления описано тут: Расчет диаметра трубы для отопления

Что касается таблиц для расчета диаметра трубы, то об этом будет рассказано в других статьях. Скажу лишь то, что данная статья вам поможет найти диаметр труб без таблиц, по специальным формулам. А таблицы придуманы просто, упростить процесс вычисления. К тому же в этой статье Вы поймете, из чего складывается весь результат необходимого диаметра.

Посмотрите видео:

  1. Купить программу
  2. Чтобы получить расчет диаметра трубы для водоснабжения, необходимо иметь готовые цифры:
– Расход потребления воды.
– И потери напора от точки А до точки Б, пути трубопровода до точки потребления.

Что касается расхода потребления воды , то тут примерно есть приблизительно готовый цифровой стандарт. Возьмем к примеру смеситель в ванной. Я опытным путем проверил, что для комфортного потока воды на выходе примерно равно: 0,25 литров в секунду. Эту величину и возьмем для стандарта по подбору диаметра для водного потока.

Есть еще одна не маловажная цифра. В квартирах это обычно стандарт. У нас в стояках для водоснабжения примерно стоит давление напора: Около 1,0 до 6,0 Атмосфер. В среднем это 1,5-3,0 атмосфер. Это зависит от этажности многоквартирного дома. В многоэтажных домах свыше 20 этажей, стояки могут быть разделены по этажности, чтобы не перегружать нижние этажи.

Что касается потери напора, то я объяснял в других ранних статях: Гидравлический расчет на потерю напора или как рассчитать потери давления в трубе.

А теперь давайте приступим к алгоритму расчета необходимого диаметра трубы для водоснабжения. В этом алгоритме есть неприятная особенность, это то, что нужно делать расчет циклично подставляя в формулу диаметр и проверяя результат.

Так как в формуле потерь напора существует квадратичная особенность и в зависимости от диаметра трубы резко изменяется результат потерь напора. Я думаю, больше трех циклов нам не придется делать. Также еще зависит от материала трубопровода.

И так приступим!

  • “Расчет диаметра трубы”
  • Приведем вариант:
  • Труба металлопластиковая диаметром 16мм., это значит, внутренний диаметр будет равен 12мм., так как толщина самой трубы 2мм.
  • На стояках напор в 2 атмосфера, это примерно 2 бара.
  • Расход нам нужен 0,25 литров в секунду.
  • Возьмем примерно трубу длиной 10 метров.
  • Вот некоторые формулы, которые помогут найти скорость потока:

    Формула для диаметра трубы по расходу

    S-Площадь сечения м2
    π-3,14-константа – отношение длины окружности к ее диаметру.
    r-Радиус окружности, равный половине диаметра
    Q-расход воды м3/с
    D-Внутренний диаметр трубы
    1. 0,25л/с=0,00025м3/с
    2. 12мм=0,012м
    3. V=(4*Q)/(π*D2)=(4*0,00025)/π*0,0122=2,212 м/с
    4. Далее находим число Рейнольдса по формуле:
    5. Подробней о числе Рейнольдсе в статье: Режимы движения жидкости (ламинарный и турбулентный)
    6. Re=(V*D)/ν=(2,212*0.012)/0,00000116=22882

    ν=1,16*10-6=0,00000116. Взято из таблици. Для воды при температуре 16°С.

    Δэ=0,005мм=0,000005м. Взято из таблици, для металлопластиковой трубы.

    Далее сверяемся по таблице где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения.

    Формула для диаметра трубы по расходу

    • У меня подпадает в первую область и я принимаю для расчета формулу Блазиуса.
    • λ=0,3164/Re0,25=0,3164/228820,25=0,0257
    • Далее используем формулу для нахождения потерь напора:

    Формула для диаметра трубы по расходу

    h-потеря напора сдесь она измеряется в метрах.
    λ-коеффициент гидравлического трения.
    L-длина трубопровода измеряется в метрах.
    D-внутренний диаметр трубы, то есть диаметр потока жидкости. Должен быть вставлен в формулу в метрах.
    V-скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда].
    g-ускорение свободного падения равен 9,81 м/с2
    1. h=λ*(L*V2)/(D*2*g)=0,0257*(10*2,2122)/(0,012*2*9,81)=5,341 м.
    2. И так: На входе у нас 2 атмосферы, что равно 20 метрам напора.
    3. Если полученый результат 5,341 метров меньше входного напора, то результат нас удовлетворяет и диаметр трубы с внутренни диаметром 12мм подходит!
    4. Если нет то необходимо увеличивать диаметр трубы.

    Но имейти ввиду, если в расчет брать трубу, которая из подвала идет по стоякам к вам на пятый этаж, то результат возможно будет не удовлетворительным. А если у вас саседи будут отбирать поток воды, то и соответственно входной напор может уменьшится. Так что имейти ввиду про запас в два три раза уже хорошо. В нашем случае запас в четыре раза больше.

    Давайте попробуем так ради эксперимента. У нас в трубе 10 метров в пути, имеются четыре угольника (колена). Это гидравлические сопротивления и они называются местными гидравлическими сопротивлениями. Для колена в 90 градусов имеется формула расчета:

    Формула для диаметра трубы по расходу

    Подробней об этом в разделе: Местные гидравлические сопротивления.

    h-потеря напора сдесь она измеряется в метрах.
    ζ-Это коэффициент сопротивления. Для колена он равен примерно одному, если диаметр меньше 30мм.
    V-скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда].
    g-ускорение свободного падения равен 9,81 м/с2

    h=ζ*(V2)/2*9,81=0,249 м.

    Так как у нас 4 угольника, то полученый результат умножаем на 4 и получаем 0,996 м. Почти еще один метр.

    Задача 2:

    Стальная (железная) труба проложена длиной 376 метров с внутренним диаметром 100 мм, по длине трубы имеются 21 отводов (угловых поворотов 90°С). Труба проложена с перепадом 17м.

    То есть труба относительно горизонта идет вверх на высоту 17 метров. Характеристики насоса: Максимальный напор 50 метров (0,5МПа), максимальный расход 90м3/ч. Температура воды 16°С.

    Найти максимально возможный расход в конце трубы.

    Формула для диаметра трубы по расходу

    Дано:

    D=100 мм = 0,1м
    L=376м
    Геометрическая высота=17м
    Отводов 21 шт
    Напор насоса= 0,5 МПа (50 метров водного столба)
    Максимальный расход=90м3/ч
    Температура воды 16°С.
    Труба стальная железная
    • Найти максимальный расход = ?
    • Решение:
    • Для решения необходимо знать график насосов: Зависимость расхода от напора.

    Я выбрал визуально похожий график всех насосов, от реального может отличаться на 10-20%. Для более точного расчета необходим график насоса, который указан в паспорте насоса.

    Формула для диаметра трубы по расходу

    В нашем случае будет такой график:

    Формула для диаметра трубы по расходу

    Смотрите, прерывистой линией по горизонту обозначил 17 метров и на пересечение по кривой получаю максимально возможный расход: Qmax.

    По графику я могу смело утверждать, что на перепаде высоты, мы теряем примерно: 14 м3/час. (90-Qmax=14 м3/ч).

    1. Не существует прямой формулы, которая дает прямой расчет нахождения расхода, а если и существует, то она имеет ступенчатый характер и некоторую логику, которая способна Вас запутать – окончательно.
    2. Ступенчатый расчет получается потому, что в формуле существует квадратичная особенность потерь напора в динамике (движение).
    3. Поэтому решаем задачу ступенчато.
    4. Поскольку мы имеем интервал расходов от 0 до 76 м3/час, то мне хочется проверить потерю напора при расходе равным: 45 м3/ч.
    5. Находим скорость движения воды
    • Q=45 м3/ч = 0,0125 м3/сек.
    • V = (4•0,0125)/(3,14•0,1•0,1)=1,59 м/с
    • Находим число рейнольдса

    Формула для диаметра трубы по расходу

    ν=1,16•10-6=0,00000116. Взято из таблици. Для воды при температуре 16°С.

    Re=(V•D)/ν=(1,59•0,1)/0,00000116=137069

    Δэ=0,1мм=0,0001м. Взято из таблицы, для стальной (железной) трубы.

    1. Далее сверяемся по таблице, где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения.
    2. У меня попадает на вторую область при условии
    3. 10•D/Δэ < Re < 560•D/Δэ
    4. 10•0,1/0,0001 < Re < 560•0,1/0,0001
    5. 10 000 < Re < 560 000

    Формула для диаметра трубы по расходу

    • λ=0,11( Δэ/D + 68/Re )0.25=0,11•( 0,0001/0,1 + 68/137069)0,25=0,0216
    • Далее завершаем формулой:
    • h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0,0216•(376•1,59•1,59)/(0,1•2•9,81)=10,46 м.
    • Как видите, потеря составляет 10 метров. Далее определяем Q1, смотри график:
    • Теперь делаем оригинальный расчет при расходе равный 64м3/час
    • Q=64 м3/ч = 0,018 м3/сек.
    • V = (4•0,018)/(3,14•0,1•0,1)=2,29 м/с
    • Re=(V•D)/ν=(2,29•0,1)/0,00000116=197414
    • λ=0,11( Δэ/D + 68/Re )0.25=0,11•( 0,0001/0,1 + 68/197414)0,25=0,021
    • h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0,021•(376•2,29 •2,29)/(0,1•2•9,81)=21,1 м.
    • Отмечаем на графике:
    • Qmax находится на пересечении кривой между Q1 и Q2 (Ровно середина кривой).

    Ответ: Максимальный расход равен 54 м3/ч. Но это мы решили без сопротивления на поворотах.

    1. Для проверки проверим:
    2. Q=54 м3/ч = 0,015 м3/сек.
    3. V = (4•0,015)/(3,14•0,1•0,1)=1,91 м/с
    4. Re=(V•D)/ν=(1,91•0,1)/0,00000116=164655
    5. λ=0,11( Δэ/D + 68/Re )0.25=0,11•( 0,0001/0,1 + 68/164655)0,25=0,0213
    6. h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0,0213•(376•1,91•1,91)/(0,1•2•9,81)=14,89 м.
    7. Итог: Мы попали на Нпот=14,89=15м.
    8. А теперь посчитаем сопротивление на поворотах:
    9. Формула по нахождению напора на местном гидравлическом сопротивление:
    10. Подробней об этом в разделе: Местные гидравлические сопротивления
    h-потеря напора здесь она измеряется в метрах.
    ζ-Это коэффициент сопротивления. Для колена он равен примерно одному, если диаметр меньше 30мм.
    V-скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда].
    g-ускорение свободного падения равен 9,81 м/с2

    ζ-Это коэффициент сопротивления. Для колена он равен примерно одному, если диаметр меньше 30мм. Для больших диаметров он уменьшается. Это связано с тем, что влияние скорости движения воды по отношению к повороту уменьшается.

    Смотрел в разных книгах по местным сопротивлениям для поворота трубы и отводов. И приходил часто к расчетам, что один сильный резкий поворот равен коэффициенту единице. Резким поворотом считается, если радиус поворота по значению не превышает диаметр. Если радиус превышает диаметр в 2-3 раза, то значение коэффициента значительно уменьшается.

    • Подробней об этом в разделе: Местные гидравлические сопротивления
    • Возьмем ζ = 1.
    • Скорость 1,91 м/с
    • h=ζ•(V2)/2•9,81=(1•1,912)/( 2•9,81)=0,18 м.
    • Это значение умножаем на количество отводов и получаем 0,18•21=3,78 м.
    • Ответ: при скорости движения 1,91 м/с, получаем потерю напора 3,78 метров.
    • Давайте теперь решим целиком задачку с отводами.

    При расходе 45 м3/час получили потерю напора по длине: 10,46 м. Смотри выше.

    При этой скорости (2,29 м/с) находим сопротивление на поворотах:

    Читайте также:  Формула диаметры трубы давление в трубе

    h=ζ•(V2)/2•9,81=(1•2,292)/(2•9,81)=0,27 м. умножаем на 21 = 5,67 м.

    1. Складываем потери напора: 10,46+5,67=16,13м.
    2. Отмечаем на графике:
    3. Решаем тоже самое только для расхода в 55 м3/ч
    4. Q=55 м3/ч = 0,015 м3/сек.
    5. V = (4•0,015)/(3,14•0,1•0,1)=1,91 м/с
    6. Re=(V*D)/ν=(1,91 •0,1)/0,00000116=164655
    7. λ=0,11( Δэ/D + 68/Re )0.25=0,11•( 0,0001/0,1 + 68/164655)0,25=0,0213
    8. h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0,0213•(376•1,91•1,91)/(0,1•2•9,81)=14,89 м.

    h=ζ•(V2)/2•9,81=(1•1,912)/( 2•9,81)=0,18 м. умножаем на 21 = 3,78 м.

    • Складываем потери: 14,89+3,78=18,67 м
    • Рисуем на графике:

    Ответ: Максимальный расход=52 м3/час. Без отводов Qmax=54 м3/час.

    Теперь я думаю вам понятно как происходит сопротивление движению потока. Если не понятно, то я готов услышать ваши коментарии по данной статье. Пишите коментарии.

    1. Чтобы в ручную не считать всю математику я приготовил специальную программу:
    2. Скачать калькулятор расчетов гидравлического сопротивления.

    Как рассчитать диаметр трубопровода

    Работать с калькулятором просто – вводи данные и получай результат. Но иногда этого недостаточно – точный расчет диаметра трубы возможен только при ручном подсчете с помощью формул и правильно подобранных коэффициентов. Как посчитать диаметр трубы по расходу воды? Как определить размеры газовой магистрали?

    Профессиональные инженеры при расчете необходимого диаметра трубы чаще всего используют специальные программы, способные по известным параметрам рассчитать и выдать точный результат. Гораздо труднее строителю-любителю для организации систем водоснабжения, отопления, газификации выполнить расчет самостоятельно.

    Поэтому чаще всего при возведении или реконструкции частного дома применяют рекомендуемые размеры труб.

    Но не всегда стандартные советы могут учесть все нюансы индивидуального строительства, поэтому требуется вручную выполнить гидравлический расчет, чтобы правильно подобрать диаметр трубы для отопления, водоснабжения.

    Расчет диаметра трубы для водоснабжения и отопления

    Основным критерием подбора трубы отопления является ее диаметр. От этого показателя зависит, насколько эффективным будет обогрев дома, срок эксплуатации системы в целом.

    При малом диаметре в магистралях может возникнуть повышенное давление, которое станет причиной протечек, повышенной нагрузки на трубы и металл, что приведет к проблемам и бесконечным ремонтам.

    При большом диаметре теплоотдача системы отопления будет стремиться к нулю, а холодная вода будет просто сочиться из крана.

    Пропускная способность трубы

    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.

    Так как пропускная способность трубы является основополагающим фактором при выборе, следует определиться, а что, в свою очередь, влияет на проходимость воды в магистрали.

    Таблица 1. Пропускная способность трубы в зависимости от расхода воды и диаметра

    Расход Пропускная способность Ду трубы 15 мм 20 мм 25 мм 32 мм 40 мм 50 мм 65 мм 80 мм 100 мм Па/м – мбар/м меньше 0,15 м/с 0,15 м/с 0,3 м/с 90,0 – 0,900

    92,5 – 0,925

    95,0 – 0,950

    97,5 – 0,975

    100,0 – 1,000

    120,0 – 1,200

    140,0 – 1,400

    160,0 – 1,600

    180,0 – 1,800

    200,0 – 2,000

    220,0 – 2,200

    240,0 – 2,400

    260,0 – 2,600

    280,0 – 2,800

    300,0 – 3,000

    173 403 745 1627 2488 4716 9612 14940 30240
    176 407 756 1652 2524 4788 9756 15156 30672
    176 414 767 1678 2560 4860 9900 15372 31104
    180 421 778 1699 2596 4932 10044 15552 31500
    184 425 788 1724 2632 5004 10152 15768 31932
    202 472 871 1897 2898 5508 11196 17352 35100
    220 511 943 2059 3143 5976 12132 18792 38160
    234 547 1015 2210 3373 6408 12996 20160 40680
    252 583 1080 2354 3589 6804 13824 21420 43200
    266 619 1151 2486 3780 7200 14580 22644 45720
    281 652 1202 2617 3996 7560 15336 23760 47880
    288 680 1256 2740 4176 7920 16056 24876 50400
    306 713 1310 2855 4356 8244 16740 25920 52200
    317 742 1364 2970 4356 8566 17338 26928 54360
    331 767 1415 3076 4680 8892 18000 27900 56160

    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.

    Формула для диаметра трубы по расходу

    Расчет диаметра трубы по расходу воды

    Определяем правильно расход воды

    • Чтобы определить диаметр трубы по расходу проходящей жидкости, понадобятся значения истинного потребления воды с учетом всех сантехнических приборов: ванны, кухонного смесителя, стиральной машины, унитаза. Рассчитывается каждый отдельный участок водопровода по формуле:
    • qc = 5× q0 × α, л/с
    • где qc – значение потребляемой воды каждым прибором;
    • q0 – нормируемая величина, которая определяется по СНиП. Принимаем для ванны – 0,25, для кухонного смесителя 0,12, для унитаза -0,1;

    а – коэффициент, учитывающий возможность одновременной работы сантехнических приборов в помещении. Зависит от значения вероятности и количества потребителей.

    a = f (N × P)

    На участках магистрали, где совмещаются потоки воды для кухни и ванны, для унитаза и ванны и т.д., в формулу добавляется значение вероятности. То есть возможности одновременной работы кухонного смесителя, крана в ванной, унитаза и других приборов.

    1. Вероятность определяется по формуле:
    2. Р = qhr µ × u/q0 × 3600 × N,
    3. где N – число потребителей воды (приборов);
    4. qhr µ – максимальный часовой расход воды, который можно принять по СНиП. Выбираем для холодной воды qhr µ =5,6 л/с, общий расход 15,6 л/с;
    5. u – количество человек, использующих сантехнику.
    6. Пример расчета расхода воды:

    В двухэтажном доме имеется 1 ванная, 1 кухня с установленными стиральной и посудомоечной машиной, душевая кабина, 1 унитаз. В доме живет семья из 5 человек. Алгоритм расчета:

    1. Рассчитываем вероятность Р = 5,6 × 5/0,25 × 3600 × 6=0,00518.
    2. Тогда расход воды для ванной составит qc = 5× 0,25 ×0,00518=0,006475 л/с.
    3. Для кухни qc = 5× 0,12 ×0,00518=0,0031 л/с.
    4. Для туалета qc = 5× 0,1 ×0,00518=0,00259 л/с.

    Рассчитываем диаметр трубы

    • Существует прямая зависимость диаметра от объема перетекающей жидкости, которая выражается формулой:
    • Q = (πd²/4)•w
    • где Q – расход воды, м3/с;
    • d – диаметр трубопровода, м;
    • w – скорость потока, м/с.

    Преобразовав формулу, можно выделить значение диаметра трубопровода, который будет соответствовать потребляемому объему воды:

    Юлия Петриченко, эксперт

    d = √(4Q/πw), м

    Скорость потока воды можно принять по таблице 2. Существует более сложный метод расчета скорости потока – с учетом потерь и коэффициента гидравлического трения. Это довольно объемный расчет, но в итоге позволяющий получить точное значение, в отличие от табличного метода.

    Таблица 2. Скорость потока жидкости в трубопроводе в зависимости от ее характеристики

    Перекачиваемая среда Оптимальная скорость в трубопроводе, м/с
    ЖИДКОСТИ Движение самотеком:
    Вязкие жидкости 0,1-0,5
    Маловязкие жидкости 0,5-1
    Перекачиваемые насосом:
    Всасывающий трубопровод 0,8-2
    Нагнетательный трубопровод 1,5-3
    ГАЗЫ Естественная тяга 2-4
    Малое давление (вентиляторы) 4-15
    Большое давление (компрессор) 15-25
    ПАРЫ Перегретые 30-50
    Насыщенные пары при давлении
    Более 105 Па 15-25
    (1-0,5)*105 Па 20-40
    (0,5-0,2)*105 Па 40-60
    (0,2-0,05)*105 Па 60-75

    Пример: Рассчитаем диаметр трубы для ванной, кухни и туалета, исходя из полученных значений расхода воды. Выбираем из таблицы 2 значение скорости потока воды в напорном водопроводе – 3 м/с.

    1. Тогда диаметр трубопровода определяется:
    2. для ванной d = √(4*0,006475/3,14*3)=0,052 м
    3. для туалета d = √(4*0,00259/3,14*3)=0,033 м
    4. для кухни d = √(4*0,0031/3,14*3)=0,036 м

    Формула для диаметра трубы по расходу

    Как рассчитать диаметр газовой трубы

    Газопроводная труба рассчитывается несколько иначе, чем водопроводная. Здесь основополагающими значениями являются:

    • скорость и давление газа;
    • длина трубы с потерями давления на фитинги;
    • падение давления в допустимых пределах.

    Расчет диаметра газовой трубы можно провести по формуле:

    Формула для диаметра трубы по расходу

    • где di – внутренний диаметр трубопровода, м;
    • V´ – объемный расход сжатого воздуха, м³/с;
    • L – длина трубопровода с поправками на фитинги, м;
    • Δp – допустимое падение давления, бар;
    • pmax – верхнее давление компрессора, бар.

    Формула для диаметра трубы по расходу

    Таким образом, при выборе диаметра трубы важным параметром является пропускная способность, которая зависит от сечения и внутреннего размера магистрали. Поэтому нужно обязательно соизмерять такие данные, как допустимое давление, толщина стенок, внутренний диаметр трубы, свойства теплоносителя или газа.

    А как вы подбираете размер трубопровода? Расскажите, по каким параметрам вы считали трубы для собственного дома?

    Расчет расхода воды по диаметру трубы и давлению: калькулятор, формула и таблица СНИП 2.04.01-85

    Предприятия и жилые дома потребляют большое количество воды. Эти цифровые показатели становятся не только свидетельством конкретной величины, указывающей расход.

    Помимо этого они помогают определить диаметр трубного сортамента. Многие считают, что расчет расхода воды по диаметру трубы и давлению невозможен, так, как эти понятия совершенно не связаны между собой.

    Но, практика показала, что это не так. Пропускные возможности сети водоснабжения зависимы от многих показателей, и первыми в этом перечне будут диаметр трубного сортамента и давление в магистрали.

    Выполнять расчет пропускной способности трубы в зависимости от ее диаметра рекомендуют еще на стадии проектирования строительства трубопровода. Полученные данные определяют ключевые параметры не только домашней, но и промышленной магистрали. Обо всем этом и пойдет далее речь.

    Читайте также:  Масса и вес металла: как найти по таблицам и гост для стальных метизов

    Расчитаем пропускную способность трубы с помощью онлайн калькулятора

    Введите параметры для расчёта:

    Чтобы правильно произвести расчет, необходимо обратить внимание, что: — 1кгс/см2 = 1 атмосфер; — 10 метров водяного столба = 1кгс/см2 = 1атм; — 5 метров водяного столба = 0.5 кгс/см2 и = 0.5 атм и т.д.

    — Дробные числа в онлайн калькулятор вводятся через точку (Например: 3.5 а не 3,5)

    Какие факторы влияют на проходимость жидкости через трубопровод

    Критерии, оказывающие влияние на описываемый показатель, составляют большой список. Вот некоторые из них.

    1. Внутренний диаметр, который имеет трубопровод.
    2. Скорость передвижения потока, которая зависит от давления в магистрали.
    3. Материал, взятый для производства трубного сортамента.

    Формула для диаметра трубы по расходу

    Определение расхода воды на выходе магистрали выполняется по диаметру трубы, ведь эта характеристика совместно с другими влияет на пропускную способность системы. Так же рассчитывая количество расходуемой жидкости, нельзя сбрасывать со счетов толщину стенок, определение которой проводится, исходя из предполагаемого внутреннего напора.

    Можно даже заявить, что на определение «трубной геометрии» не влияет только протяженность сети. А сечение, напор и другие факторы играют очень важную роль.

    Помимо этого, некоторые параметры системы оказывают на показатель расхода не прямое, а косвенное влияние. Сюда относится вязкость и температура прокачиваемой среды.

    Подведя небольшой итог, можно сказать, что определение пропускной способности позволяет точно установить оптимальный тип материала для строительства системы и сделать выбор технологии, применяемой для ее сборки. Иначе сеть не будет функционировать эффективно, и ей потребуются частые аварийные ремонты.

    Расчет расхода воды по диаметру круглой трубы, зависит от его размера. Следовательно, что по большему сечению, за определенный промежуток времени будет выполнено движение значительного количества жидкости. Но, выполняя расчет и учитывая диаметр, нельзя сбрасывать со счетов давление.

    Если рассмотреть этот расчет на конкретном примере, то получается, что через метровое трубное изделие сквозь отверстие в 1 см пройдет меньше жидкости за определенный временной период, чем через магистраль, достигающей в высоту пару десятков метров. Это закономерно, ведь самый высокий уровень расхода воды на участке достигнет самых больших показателей при максимальном давлении в сети и при самых высоких значениях ее объема.

    Portaflow 330 измерение расхода воды накладным ультразвуковым расходомером. часть 2

    Вычисления сечения по СНИП 2.04.01-85

    Прежде всего, необходимо понимать, что расчет диаметра водопропускной трубы является сложным инженерным процессом. Для этого потребуются специальные знания. Но, выполняя бытовую постройку водопропускной магистрали, часто гидравлический расчет по сечению проводят самостоятельно.

    Данный вид конструкторского вычисления скорости потока для водопропускной конструкции можно провести двумя способами. Первый – табличные данные. Но, обращаясь к таблицам необходимо знать не только точное количество кранов, но и емкостей для набора воды (ванны, раковины) и прочего.

    Только при наличии этих сведений о водопропускной системе, можно воспользоваться таблицами, которые предоставляет СНИП 2.04.01-85. По ним и определяют объем воды по обхвату трубы. Вот одна из таких таблиц:

    Внешний объем трубного сортамента (мм) Примерное количество воды, которое получают в литрах за минуту Примерное количество воды, исчисляемое в м3 за час Если ориентироваться на нормы СНИП, то в них можно увидеть следующее – суточный объем потребляемой воды одним человеком не превышает 60 литров. Это при условии, что дом не оборудован водопроводом, а в ситуации с благоустроенным жильем, этот объем возрастает до 200 литров.

    Однозначно, эти данные по объему, показывающие потребление, интересны, как информация, но специалисту по трубопроводу понадобятся определение совершенно других данных – это объем (в мм) и внутреннее давление в магистрали. В таблице это можно найти не всегда. И более точно узнать эти сведениям помогают формулы.

    Расчет объема воды в трубе

    Уже понятно, что размеры сечения системы влияют на гидравлический расчет потребления. Для домашних расчетов применяется формула расхода воды, которая помогает получить результат, имея данные давления и диаметра трубного изделия. Вот эта формула:

    Формула для вычисления по давлению и диаметру трубы: q = π×d²/4 ×V

    В формуле: q показывает расход воды. Он исчисляется литрами.  d – размер сечению трубы, он показывается в сантиметрах. А V в формуле – это обозначение скорости передвижения потока, она показывается в метрах на секунду.

    Если сеть водоснабжения питается от водонапорной башни, без дополнительного влияния нагнетающего насоса, то скорость передвижения потока составляет приблизительно 0,7 – 1,9 м/с.

    Если подключают любое нагнетающее устройство, то в паспорте к нему имеется информация о коэффициенте создаваемого напора и скорости перемещения потока воды.

    Формула для диаметра трубы по расходу

    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.

    Формула для диаметра трубы по расходу

    А это повлечет за собою потери некоторых параметров. Соответственно, скорость воды в трубе в таких конструкциях является разной, ведь по диаметру новая и старая сеть в некоторых ситуациях будут заметно отличаться. Так же будет отличаться и величина сопротивления в магистрали.

    Так же перед тем, как рассчитать необходимые параметры прохода жидкости, нужно принять к сведению, что потери скорости потока водопровода связанны с количеством поворотов, фитингов, переходов объема, с наличием запорной арматуры и силой трения. Причем, все это при вычисления скорости потока должны проводиться  после тщательной подготовки и измерений.

    Расчет расхода воды простыми методами провести нелегко. Но, при малейших затруднениях всегда можно обратиться за помощью к специалистам или воспользоваться онлайн калькулятором. Тогда можно рассчитывать на то, что проложенная сеть водопровода или отопления будет работать с максимальной эффективностью.

    Видео — как посчитать расход воды

    Занимательная расходометрия

    Гидравлический расчет трубопроводов водоснабжения

    Расчет трубопроводов водоснабжения подразумевает определение диаметра трубы и удельного гидравлического сопротивления на единицу длины. Подобные расчеты могут быть выполнены на базе гидравлических таблиц, формул, а также с помощью онлайн-программы расчета на нашем сайте.

    Предлагаем тесты фипи с доставкой.

    Расчет трубопроводов водоснабжения онлайн

    Наш онлайн-калькулятор для расчета трубопроводов позволяет подобрать диаметр трубы как по расходу и скорости движения жидкости, так и исходя из холодильной мощности установки (в этом случае расход определяется автоматически).

    Для удобства пользователей в большинстве случаев приводится два соседних диаметра трубы, которые могут подойти под указанный расход.

    Кроме того, программа сразу рассчитывает фактическую скорость движения жидкости и потери давления на 1 метр трубы – в линейных единицах (миллиметрах столба данной жидкости; в случае воды – миллиметрах водяного столба) и в Паскалях. Потери рассчитаны исходя из турбулентного режима движения жидкости.

    Как рассчитать диаметр трубопровода по расходу и скорости

    Чтобы определить диаметр трубопровода, нужно знать тип и расход жидкости, который будет через него прокачиваться и ориентировочную скорость её движения. Рекомендуемый диапазон скоростей составляет 1-2,5м/с, причем меньшее значение следует принимать для малых трубопроводов (диаметром до 50мм), а большее значение – для больших.

    Формула расчета диаметра водопроводной трубы:

    ( mathbf{D = sqrt{ 4 · G / (π · v)}} )​, где

    • D – диаметр водопроводной трубы, мм
    • G – расход жидкости, м3/с
    • v – скорость движения жидкости в трубе, м/с.

    После подстановки плотности, перевода D в мм и проведения вычислений данная формула примет следующий вид:

    • ​( mathbf{D = 1,13 · sqrt{ G [м3/с] / v}} )​ 
    • ​( mathbf{D = 35,7 · sqrt{ G [л/с] / v}} )​ 

    Наконец, оценочный расчет диаметра труб проводят для v = 1,5 м/с, и тогда формула примет ещё более простой вид:

    • ( mathbf{D = 0,92 · sqrt{ G [м3/с]}} )
    • ( mathbf{D = 29 · sqrt{ G [л/с]}} )

    Формула для диаметра трубы по расходу

    Как рассчитать диаметр трубопровода, зная холодильную или тепловую мощность системы

    На практике часто возникает задача подобрать трубу, зная холодильную или тепловую мощность системы. Например, по холодильной мощности чиллера или по мощности драйкулера, предназначенного для охлаждения водяного конденсата.

    Такой расчет выполняется в два этапа. Сначала по заданной мощности и температурному графику теплоносителя определяется его расход, а потом по расходу и скорости рассчитывается необходимый диаметр трубы.

    G = Q / [ c · ρ · (TГ – TХ) ], где

    • G – расход жидкости, м3/с
    • Q – холодильная или тепловая мощность установки, кВт
    • с – теплоемкость жидкости, кДж/(кг·°С)
      • с = 4.2 кДж/(кг·°С) – для чистой воды
      • с = 3.5 кДж/(кг·°С) – для 40% раствора этиленгликоля в воде
    • ρ – плотность жидкости, кг/м3
      • ρ = 1000 кг/м3 – для чистой воды
      • ρ = 1070 кг/м3 – для 40% раствора этиленгликоля в воде
    • ТГ и ТХ – температуры горячего и холодного потоков теплоносителя, °С
    Читайте также:  Как закрепить дымоходную трубу бани

    Для систем холодоснабжения со стандартным перепадом температур между теплым и холодным потоком 5°С формула примет вид:

    • G = Q/21 – для чистой воды при ΔT = 5°С
    • G = Q/18.7 – для 40% гликоля при ΔT = 5°С
    • Чтобы определить диаметр трубы по мощности системы нужно общую формулу для G подставить в общую формулу для D. Получим:
    • [ mathbf{D = sqrt{ (4 · Q / (π · v · c · ρ · (T_Г – T_Х))}} ]
    • В подавляющем большинстве систем холодоснабжения применяется вода или 40% раствор гликоля в воде со стандартным перепадом температур между теплым и холодным потоком 5°С, а скорость движения жидкости принимается порядка 1,5м/с. В этом случае формула принимает гораздо более простой вид:
    • ( mathbf{D = 6,36 ·sqrt Q} )– для чистой воды
    • ( mathbf{D = 6,73 ·sqrt Q} )– для 40% раствора этиленгликоля в воде

    Например, для системы холодоснабжения мощностью 700кВт на 40% гликоле диаметр магистральной трубы составит

    ( D = 6,73 ·sqrt Q= 6,73 · sqrt{ 700 } = 178 )мм. Ближайший больший трубопровод имеет диаметр 200мм.

    Выбор диаметра трубопровода

    Расчет диаметра трубопровода даёт точное значение. Но на практике трубы выпускаются с типовыми диаметрами (типоразмерами, стандартные диаметры труб). Поэтому «в жизнь» идет ближайший больший диаметр трубы из ряда стандартных диаметров.

    1. Таблица 1. Стандартный ряд диаметров трубопроводов, толщина стенок
    2. После того, как выбран стандартный диаметр трубы определяют актуальную скорость жидкости в трубе по формуле:
    3. v = G / S, где
    • G – расход жидкости, м3/с
    • S – площадь сечения трубопровода, м2 (для круглых труб S = πD2/4)

    После подстановки площади и вычисления констант, для круглых труб получим:

    • v = 1,27 · G / D2 (G в м3/с, D в метрах)
    • v = 1270 · G / D2 (G в л/с, D в мм)

    Полученная скорость участвует в гидравлическом расчете трубопроводов.

    Расчет диаметра трубопровода по расходу: способы вычислений, формулы для водоснабжения и отопления

    Профессиональные инженеры при расчете необходимого диаметра трубы чаще всего используют специальные программы, способные по известным параметрам рассчитать и выдать точный результат. Гораздо труднее строителю-любителю для организации систем водоснабжения, отопления, газификации выполнить расчет самостоятельно.

    Поэтому чаще всего при возведении или реконструкции частного дома применяют рекомендуемые размеры труб. Но не всегда стандартные советы могут учесть все нюансы индивидуального строительства, поэтому требуется вручную выполнить гидравлический расчет, чтобы правильно подобрать диаметр трубы для отопления, водоснабжения.

    Способы проведения расчетов

    Разрабатывая проекты для крупномасштабных объектов профессионалы пользуются специальными инженерными программами для составления схем и чертежей будущих сетей отопления и горячего/холодного водоснабжения.

    Для более простых задач на уровне частного сектора можно найти решения с помощью калькуляторов, которые опубликованы на сайтах производителей и продавцов.

    Третий вариант – проведение расчетов посредством готовых формул и табличных данных, например, про скорость воды в трубах.

    Можно поступить еще проще – отталкиваться от распространенных решений, которые проверены на разных объектах, имеются доказательства их эффективности. Однако рекомендованные схемы в индивидуальном строительстве не всегда исправно работают.

    Так, если допустить при подборе превышение диаметра трубопровода, то отопление будет отличаться малой теплоотдачей, а вода протекать с низким напором. Напротив, использование зауженных каналов способствует увеличению давления и отопительная система будет хорошо согревать дом.

    Но при этом на трубы и фитинги оказывается большая нагрузка, что сокращает срок исправной службы коммуникаций из-за ускоренного износа.

    Использование фитингов для оптимизации расположения разных каналов Источник kanaliza.ru

    Зависимость водного давления от диаметра трубопровода

    • Между давлением водного потока и трубным диаметром наблюдается прямая зависимость, описываемая законом Бернулли.
    • При пропускании постоянного водного потока через трубы с различным сечением обнаруживается, что
    • в узких частях давление меньше, чем в широких.

    При переходе воды из широкой части в узкую, давление снижается, и наоборот.

    В трубах с различным сечением за одинаковый промежуток времени протекает равный объем воды. Поэтому на широких участках она течет медленнее, чем по узким.

    Таблица соотношения

    Водорасход напрямую зависит от пропускной способности. Это такая величина, которая показывает максимальный объем, проходящий через систему за определенный временной промежуток и при определенном давлении.

    Для труб с разным диаметром такая величина разнится. Подробная информация указана в таблице ниже:

    Что нужно учитывать при расчетах водоснабжения

    В инженерных программах и калькуляторах уже заложены все необходимые данные, которые должны быть использованы для получения искомых результатов. Поэтому рассмотрим детальнее третий способ вычислений по готовым формулам. Так, диаметр трубы рассчитывается с учетом пропускной способности трубопровода и скорости потока жидкости в трубе:

    Здесь под условными обозначениями подразумевается:

    • d – искомый размер поперечного сечения канала относительно внутренних стенок;
    • q – расход транспортируемой жидкости в литрах или кг в секунду или в час;
    • v – скорость потока в м/с;
    • π – постоянная величина (отношение длины окружности к диаметру).

    Для определения расхода воды или пропускной способности трубопровода используется следующая формула: q = 5 × q(0) × k.

    Здесь под q(0) подразумевается нормативное значение, которое можно найти действующих СНиП. Например, для ванной комнаты это 0,25, для смесителя на кухне – 0,12, а для сливного бачка на унитазе достаточно 0,1 единицы. Коэффициент k нужен, когда к исследуемой магистрали подключается несколько точек потребления.

    Многоканальная сеть для обслуживания различных точек потребления Источник planlook.ru

    Его можно определить так: k = N × P. Здесь:

    • f – объем потребляемой воды;
    • N – количество точек потребления жидкости;
    • P – значение вероятности одновременного действия нескольких сантехнических приборов.

    В свою очередь для определения вероятности существует своя формула: P = qhrμ × u/(q(0) × 3600 × N). Если не вдаваться в подробности, то произведение qhrμ – это максимальный расход воды за час.

    Этот показатель нормативный, информация имеется в СНиП. В качестве примера: Объем потребления холодной воды должен составлять в пределах 5,6 литров, а общий с горячей – порядка 15,6 л/с.

    Под u в формуле подразумевается количество человек, которые постоянно пользуются водопроводом.

    Пример расположения точек потребления воды в доме для небольшой семьи Источник jaxtr.com

    Проходимость труб

    По санитарным нормам, которые учитываются организациями при составлении квитанций без счетчиков, на одного человека в сутки приходится порядка 360 литров воды. Однако расход в зависимости от установленных каналов с круглым сечением может отличаться от норматива. На фактический результат оказывает влияние несколько факторов, среди которых базовыми считаются:

    • Длина магистрали. На протяжении всего пути на движущуюся жидкость оказывается сопротивление со стороны внутренних стенок трубы. Иначе это явление называется потерей напора. То есть по мере продвижения скорость воды в трубопроводе снижается. В итоге чем сильнее разница между напором в начале и в конце конкретного прямого участка, тем больше времени пройдет перед поступлением в водопровод новой порции жидкости. Это особенно заметно в старых системах, где с внутренней стороны на металлической поверхности постепенно появляются ржавчина и наросты.

    Пример разных прямых отрезков в системе Источник septik-centr76.ru

      Инструкция по созданию крыльца из профильной трубы

    • Диаметр. Здесь также имеет значение момент сопротивления. С одной стороны в трубах с малым сечением затормаживающий эффект оказывается небольшой поверхностной площадью. С другой же показатели выше чем в более широких каналах из-за пропорционально разного объема транспортируемой жидкости. То есть во втором случае при аналогичном потреблении человек получит быстрее нужный литраж, чем через тонкий трубопровод.
    • Состав. Современный рынок представляют изделия для коммуникационных систем транспортировки воды, которые изготавливаются различных материалов. Так, полипропиленовые стенки оказывают заметно меньше влияния на снижение скорости потока, чем стальные.
    • Долговечность. Существенная разница имеется в длительности сохранения изначально заданных эксплуатационных условий. На шероховатом металле может появиться коррозия, наросты, что способствует уменьшению поперечного сечения магистрали. То есть изначальные расчеты диаметра трубы по расходу в итоге окажутся несправедливыми. На гладких полимерных стенках подобные явления отсутствуют. Их срок службы может превосходить старые аналоги с разницей до 200 раз.

    Пример засора металлической трубы Источник ytimg.com

    • Узловые соединения. Любые участки с фитингами независимо от способа монтажа, повороты и разделения оказывают дополнительное сопротивление.

    В сводных таблицах указана пропускная способность водопроводных каналов в зависимости от поперечного сечения трубы (Ду – номинальный или условный диаметр) и скорости движения жидкости в трубопроводе под тем или иным давлением.

    Давление Пропускная способность или расход воды (кг/ч) при скорости потока ниже 0,15 м/с
    Па/м Мбар/м 15 мм 20 мм 25 мм
    90 0,9 173 403 745
    92,5 0,925 176 407 756
    95 0,95 176 414 767
    97,5 0,975 180 421 778
    100 1 184 425 788
    120 1,2 202 511 943
    140 1,4 220 511 943
    160 1,6 234 547 1015
    180 1,8 252 583 1080
    200 2 266 619 1151
    220 2,2 281 652 1202
    240 2,4 288 660 1256
    260 2,6 306 713 1310
    280 2,8 317 742 1364
    300 3 331 767 1415
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector