Пропускная способность трубы в зависимости от диаметра таблица: Таблица пропускной способности труб в зависимости от диаметра: как рассчитать, формула
Содержание
Как посчитать пропускную способность трубы для разных систем – примеры и правила
Содержание:
Прокладка трубопровода – дело не очень сложное, но достаточно хлопотное. Одной из самых сложных проблем при этом является расчет пропускной способности трубы, которая напрямую влияет на эффективность и работоспособность конструкции. В данной статье речь пойдет о том, как рассчитывается пропускная способность трубы.
Пропускная способность – это один из важнейших показателей любой трубы. Несмотря на это, в маркировке трубы этот показатель указывается редко, да и смысла в этом немного, ведь пропускная способность зависит не только от габаритов изделия, но и от конструкции трубопровода. Именно поэтому данный показатель приходится рассчитывать самостоятельно.
Способы расчета пропускной способности трубопровода
Перед тем, как посчитать пропускную способность трубы, нужно узнать основные обозначения, без которых проведение расчетов будет невозможным:
- Внешний диаметр. Данный показатель выражается в расстоянии от одной стороны наружной стенки до другой стороны. В расчетах этот параметр имеет обозначение Дн. Внешний диаметр труб всегда отображается в маркировке.
- Диаметр условного прохода. Это значение определяется как диаметр внутреннего сечения, который округляется до целых чисел. При расчете величина условного прохода отображается как Ду.
Расчет проходимости трубы может осуществляться по одному из методов, выбирать который необходимо в зависимости от конкретных условий прокладки трубопровода:
- Физические расчеты. В данном случае используется формула пропускной способности трубы, позволяющая учесть каждый показатель конструкции. На выборе формулы влияет тип и назначение трубопровода – например, для канализационных систем есть свой набор формул, как и для остальных видов конструкций.
- Табличные расчеты. Подобрать оптимальную величину проходимости можно при помощи таблицы с примерными значениями, которая чаще всего используется для обустройства разводки в квартире. Значения, указанные в таблице, довольно размыты, но это не мешает использовать их в расчетах. Единственный недостаток табличного метода заключается в том, что в нем рассчитывается пропускная способность трубы в зависимости от диаметра, но не учитываются изменения последнего вследствие отложений, поэтому для магистралей, подверженных возникновению наростов, такой расчет будет не лучшим выбором. Чтобы получить точные результаты, можно воспользоваться таблицей Шевелева, учитывающей практически все факторы, воздействующие на трубы. Такая таблица отлично подходит для монтажа магистралей на отдельных земельных участках.
- Расчет при помощи программ. Многие фирмы, специализирующиеся на прокладке трубопроводов, используют в своей деятельности компьютерные программы, позволяющие точно рассчитать не только пропускную способность труб, но и массу других показателей. Для самостоятельных расчетов можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, которые, хоть и имеют несколько большую погрешность, доступны в бесплатном режиме. Хорошим вариантом большой условно-бесплатной программы является «TAScope», а на отечественном пространстве самой популярной является «Гидросистема», которая учитывает еще и нюансы монтажа трубопроводов в зависимости от региона.
Расчет пропускной способности газопроводов
Проектирование газопровода требует достаточно высокой точности – газ имеет очень большой коэффициент сжатия, из-за которого возможны утечки даже через микротрещины, не говоря уже о серьезных разрывах. Именно поэтому правильный расчет пропускной способности трубы, по которой будет транспортироваться газ, очень важен.
Если речь идет о транспортировке газа, то пропускная способность трубопроводов в зависимости от диаметра будет рассчитываться по следующей формуле:
Где р – величина рабочего давления в трубопроводе, к которой прибавляется 0,10 МПа;
Ду – величина условного прохода трубы.
Указанная выше формула расчета пропускной способности трубы по диаметру позволяет создать систему, которая будет работать в бытовых условиях.
В промышленном строительстве и при выполнении профессиональных расчетов применяется формула иного вида:
- Qmax = 196,386 Ду2 * p/z*T,
Где z – коэффициент сжатия транспортируемой среды;
Т – температура транспортируемого газа (К).
Эта формула позволяет определить степень разогрева транспортируемого вещества в зависимости от давления. Увеличение температуры приводит к расширению газа, в результате чего давление на стенки трубы повышается (прочитайте: «Почему возникает потеря давления в трубопроводе и как этого можно избежать»).
Чтобы избежать проблем, профессионалам приходится учитывать при расчете трубопровода еще и климатические условия в том регионе, где он будет проходить. Если наружный диаметр трубы окажется меньше, чем давление газа в системе, то трубопровод с очень большой вероятностью будет поврежден в процессе эксплуатации, в результате чего произойдет потеря транспортируемого вещества и повысится риск взрыва на ослабленном отрезке трубы.
При большой необходимости можно определить проходимость газовой трубы с помощью таблицы, в которой описана взаимозависимость между наиболее распространенными диаметрами труб и рабочим уровнем давления в них. По большому счету, у таблиц есть тот же недостаток, который имеет рассчитанная по диаметру пропускная способность трубопровода, а именно – невозможность учесть воздействие внешних факторов.
Расчет пропускной способности канализационных труб
При проектировании канализационной системы нужно в обязательном порядке рассчитывать пропускную способность трубопровода, которая напрямую зависит от его вида (канализационные системы бывают напорными и безнапорными). Для осуществления расчетов используются гидравлические законы. Сами расчеты могут проводиться как при помощи формул, так и посредством соответствующих таблиц.
Для гидравлического расчета канализационной системы требуются следующие показатели:
- Диаметр труб – Ду;
- Средняя скорость движения веществ – v;
- Величина гидравлического уклона – I;
- Степень наполнения – h/Ду.
Как правило, при проведении расчетов вычисляются только два последних параметра – остальные после этого можно будет определить без особых проблем. Величина гидравлического уклона обычно равна уклону земли, который обеспечит движение стоков со скоростью, необходимой для самоочищения системы.
Скорость и предельный уровень наполнения бытовой канализации определяются по таблице, которую можно выписать так:
- 150-250 мм — h/Ду составляет 0,6, а скорость – 0,7 м/с.
- Диаметр 300-400 мм — h/Ду составляет 0,7, скорость – 0,8 м/с.
- Диаметр 450-500 мм — h/Ду составляет 0,75, скорость – 0,9 м/с.
- Диаметр 600-800 мм — h/Ду составляет 0,75, скорость – 1 м/с.
- Диаметр 900+ мм — h/Ду составляет 0,8, скорость – 1,15 м/с.
Для изделия с небольшим сечением имеются нормативные показатели минимальной величины уклона трубопровода:
- При диаметре 150 мм уклон не должен быть менее 0,008 мм;
- При диаметре 200 мм уклон не должен быть менее 0,007 мм.
Для расчета объема стоков используется следующая формула:
Где а – площадь живого сечения потока;
v – скорость транспортировки стоков.
Определить скорость транспортировки вещества можно по такой формуле:
где R – величина гидравлического радиуса,
С – коэффициент смачивания;
i – степень уклона конструкции.
Из предыдущей формулы можно вывести следующую, которая позволит определить значение гидравлического уклона:
Чтобы вычислить коэффициент смачивания, используется формула такого вида:
Где n – коэффициент, учитывающий степень шероховатости, который варьируется в пределах от 0,012 до 0,015 (зависит от материала изготовления трубы).
Значение R обычно приравнивают к обычному радиусу, но это актуально лишь в том случае, если труба заполняется полностью.
Для других ситуаций используется простая формула:
Где А – площадь сечения потока воды,
Р – длина внутренней части трубы, находящейся в непосредственном контакте с жидкостью.
Табличный расчет канализационных труб
Определять проходимость труб канализационной системы можно и при помощи таблиц, причем расчеты будут напрямую зависеть от типа системы:
- Безнапорная канализация. Для расчета безнапорных канализационных систем используются таблицы, содержащие в себе все необходимые показатели. Зная диаметр устанавливаемых труб, можно подобрать в зависимости от него все остальные параметры и подставить их в формулу (прочитайте также: «Как выполняется расчет диаметра трубопровода – теория и практика из опыта»). Кроме того, в таблице указан объем проходящей через трубу жидкости, который всегда совпадает с проходимостью трубопровода. При необходимости можно воспользоваться таблицами Лукиных, в которых указана величина пропускной способности всех труб с диаметром в диапазоне от 50 до 2000 мм.
- Напорная канализация. Определять пропускную способность в данном типе системы посредством таблиц несколько проще – достаточно знать предельную степень наполнения трубопровода и среднюю скорость транспортировки жидкости. Читайте также: «Как рассчитать объем трубы – советы из практики».
Таблица пропускной способности полипропиленовых труб позволяет узнать все необходимые для обустройства системы параметры.
Расчет пропускной способности водопровода
Водопроводные трубы в частном строительстве применяются чаще всего. На систему водоснабжения в любом случае приходится серьезная нагрузка, поэтому расчет пропускной способности трубопровода обязателен, ведь он позволяет создать максимально комфортные условия эксплуатации будущей конструкции.
Для определения проходимости водопроводных труб можно использовать их диаметр (прочитайте также: «Как определить диаметр трубы – варианты замеров окружности»). Конечно, данный показатель не является основой для расчета проходимости, но его влияние нельзя исключать. Увеличение внутреннего диаметра трубы прямо пропорционально ее проходимости – то есть, толстая труба почти не препятствует движению воды и меньше подвержена наслоению различных отложений.
Впрочем, есть и другие показатели, которые также необходимо учитывать. Например, очень важным фактором является коэффициент трения жидкости о внутреннюю часть трубы (для разных материалов имеются собственные значения). Также стоит учитывать длину всего трубопровода и разность давлений в начале системы и на выходе. Немаловажным параметром является и количество различных переходников, присутствующих в конструкции водопровода.
Пропускная способность полипропиленовых труб водопровода может рассчитываться в зависимости от нескольких параметров табличным методом. Одним из них является расчет, в котором главным показателем является температура воды. При повышении температуры в системе происходит расширение жидкости, поэтому трение повышается. Для определения проходимости трубопровода нужно воспользоваться соответствующей таблицей. Также есть таблица, позволяющая определить проходимость в трубах в зависимости от давления воды.
Самый точный расчет воды по пропускной способности трубы позволяют осуществить таблицы Шевелевых. Помимо точности и большого числа стандартных значений, в данных таблицах имеются формулы, позволяющие рассчитать любую систему. Данный материал в полном объеме описывает все ситуации, связанные с гидравлическими расчетами, поэтому большинство профессионалов в данной области чаще всего используют именно таблицы Шевелевых.
Основными параметрами, которые учитываются в этих таблицах, являются:
- Внешний и внутренний диаметры;
- Толщина стенок трубопровода;
- Период эксплуатации системы;
- Общая протяженность магистрали;
- Функциональное назначение системы.
Заключение
Расчет пропускной способности труб может выполняться разными способами. Выбор оптимального способа расчета зависит от большого количества факторов – от размеров труб до назначения и типа системы. В каждом случае есть более и менее точные варианты расчета, поэтому найти подходящий сможет как профессионал, специализирующийся на прокладке трубопроводов, так и хозяин, решивший самостоятельно проложить магистраль у себя дома.
видео-инструкция как рассчитать, посчитать своими руками, расчет трубопровода 50 мм, фото и цена
Прежде чем говорить о том, какова пропускная способность трубы в зависимости от диаметра и других параметров, давайте уясним, что значит вообще это понятие. Говоря сухим языком определений, это способность пропускать определенный объем жидкости за фиксированный отрезок времени. В нашем случае это сколько литров воды может пройти через систему за 1 минуту.
Фото междугороднего водовода.
Как можно рассчитать
Вариантов как рассчитать пропускную способность трубы, на данный момент существует несколько. С помощью математических формул, взяв данные из специализированных таблиц и прибегнув к помощи интернет программ (читайте также статью “Популярные способы соединения труб – подробный обзор”).
Но в любом случае вам понадобятся исходные данные.
- Как минимум вам нужно хотя бы приблизительно знать протяженность линии, чем длиннее трасса, тем больший диаметр системы потребуется.
- Не менее важным сейчас является материал, из которого изготавливается система. Распространенные в прошлом стальные водопроводы имеют большое сопротивление, плюс такие системы склонны к зарастанию, в результате чего диаметр, со временем, будет уменьшаться. Полимерные материалы более прогрессивны и практичны, на пластике налет не задерживается и гладкая поверхность не создает помех.
- Выполняя расчет пропускной способности трубы, важно знать количество точек водопотребления, причем нужно учитывать какое количество из них могут теоретически быть включены одновременно. Ведь мало кому может понравиться ситуация когда при включении воды на кухне, она автоматически пропадает в остальных местах.
- К обязательному перечню данных также можно добавить среднее давление в системе водоснабжения.
Зарастание системы.
Важно: не мене важным является соблюдение норм монтажа системы. Ведь при несоблюдении угла наклона или чрезмерном количестве поворотов и запорных механизмов, энергетические затраты возрастают и пропускная способность уменьшается.
Сразу скажем, что расчет пропускной способности водопроводной трубы при помощи математических формул занятие достаточно сложное. Для получения точных значений необходимо обладать глубокими профессиональными знаниями, кроме того данные для выполнения расчета в любом случае нужно будет брать из специальных таблиц. Для ясности, на фото ниже мы даем пример решения подобной задачи.
Расчет пропускной способности.
Сейчас разработан целый ряд таблиц, в которых указаны достаточно точные данные по объему жидкости способной пройти за единицу времени, к примеру, таблицы Шевелева. В этих материалах можно найти данные не только по стальным системам, но также даны выкладки по всем существующим материалам, из которых могут монтироваться водопроводы.
Прежде всего, это все виды полимеров, цветные металлы, стекло и даже асбоцемент. На фото ниже дан пример такой таблицы.
Таблица значений.
Но в наш прогрессивный век самыми доступными можно смело считать специальные программы в интернете, это так называемые онлайн калькуляторы. Составляются они таким образом, чтобы любой человек смог, не напрягаясь быстро получить интересующую его информацию. Инструкция требует лишь своими руками внести заданные характеристики и вы сразу получите точный результат.
Совет: можно сделать еще проще, сейчас практически в любом нормальном строительном магазине, при условии закупки у них материалов, вам с удовольствием сделают расчет пропускной способности трубопровода.
Как подобрать нужный диаметр
Диаметр водопровода считается одной из главных характеристик, так как посчитать пропускную способность трубы, для обеспечения нормальной работы системы без этих данных невозможно. Вы можете смонтировать систему из любого материала, но главным показателем все равно будет диаметр.
Схема точек водопотребления.
Если вы в стремлении сэкономить возьмете трубы меньшего диаметра, то при прохождении через них жидкость будет вызывать завихрения, на языке профессионалов турбулентность. Это явление характеризуется мелкой вибрацией и повышенным шумом. В результате соединительные элементы системы и сами трубы будут быстро выходить из строя.
Среднее значение скорости движения воды в системе, которое принято учитывать при расчетах, составляет порядка 2-х метров в 1 секунду. Но кроме этого, как упоминалось ранее, большое значение имеет протяженность водопроводной системы.
Водопроводная развязка в доме.
Зависимость диаметра от протяженности
- При условии стабильного давления в муниципальном водопроводе, для монтажа трассы протяженность, которой находится в районе 10м, вполне достаточно диаметра 20 мм. Более того, в частном строительстве, при разумном количестве точек водопотребления, это сечение считается оптимальным.
- Для трассы, размер которой может достигать двадцати метров, уже рекомендуется использовать сечение 25 мм.
- Системы протяженностью от 30, до 50м требуют использования труб сечением 32 мм.
- Системы с внутренним сечением в 50 мм используются для водопроводов от 50, до 200м.
- Трубы сечением в 100 мм используются для прокладки магистралей в частном секторе или запитывания распределительной системы многоэтажных зданий.
Трубы из полипропилена.
Также важно учесть количество одновременно работающих точек, принято считать, что через один кран в доме может проходить до 5л воды за минуту. Из этого значения следует рассчитывать нормы потребления на дом или квартиру.
Точек водоразбора в доме можно наставить сколь угодно много, но если количество жителей невелико, то и расчет водопотребления можно значительно упростить.
Несколько слов о размерности
Диаметр водопроводных конструкций может обозначаться разными значениями. Люди далекие от сантехнических терминов привыкли все измерять традиционной метрической системой, в миллиметрах, сантиметрах или в метрах. Но специалисты зачастую характеризуют сечение трубы в дюймах, только медные и алюминиевые изделия всегда измеряются в миллиметрах.
Медный водопровод.
Мы не будем вдаваться в происхождение этой классификации, скажем лишь, что 1 дюйм принято считать равным 25,4 мм. В документации они могут обозначаться кавычками, так 1″=25,4 мм. Промежуточные сечения традиционно обозначаются дробями, например 1/2″ – полдюйма (12,7 мм) или 3/4″ – три четверти дюйма (19 мм).
На видео в этой статье показаны примеры расчетов.
видео-инструкция как рассчитать, посчитать своими руками, расчет трубопровода 50 мм, фото и цена
Прежде чем говорить о том, какова пропускная способность трубы в зависимости от диаметра и других параметров, давайте уясним, что значит вообще это понятие. Говоря сухим языком определений, это способность пропускать определенный объем жидкости за фиксированный отрезок времени. В нашем случае это сколько литров воды может пройти через систему за 1 минуту.
Фото междугороднего водовода.
Как можно рассчитать
Вариантов как рассчитать пропускную способность трубы, на данный момент существует несколько. С помощью математических формул, взяв данные из специализированных таблиц и прибегнув к помощи интернет программ (читайте также статью “Популярные способы соединения труб – подробный обзор”).
Но в любом случае вам понадобятся исходные данные.
- Как минимум вам нужно хотя бы приблизительно знать протяженность линии, чем длиннее трасса, тем больший диаметр системы потребуется.
- Не менее важным сейчас является материал, из которого изготавливается система. Распространенные в прошлом стальные водопроводы имеют большое сопротивление, плюс такие системы склонны к зарастанию, в результате чего диаметр, со временем, будет уменьшаться. Полимерные материалы более прогрессивны и практичны, на пластике налет не задерживается и гладкая поверхность не создает помех.
- Выполняя расчет пропускной способности трубы, важно знать количество точек водопотребления, причем нужно учитывать какое количество из них могут теоретически быть включены одновременно. Ведь мало кому может понравиться ситуация когда при включении воды на кухне, она автоматически пропадает в остальных местах.
- К обязательному перечню данных также можно добавить среднее давление в системе водоснабжения.
Зарастание системы.
Важно: не мене важным является соблюдение норм монтажа системы. Ведь при несоблюдении угла наклона или чрезмерном количестве поворотов и запорных механизмов, энергетические затраты возрастают и пропускная способность уменьшается.
Сразу скажем, что расчет пропускной способности водопроводной трубы при помощи математических формул занятие достаточно сложное. Для получения точных значений необходимо обладать глубокими профессиональными знаниями, кроме того данные для выполнения расчета в любом случае нужно будет брать из специальных таблиц. Для ясности, на фото ниже мы даем пример решения подобной задачи.
Расчет пропускной способности.
Сейчас разработан целый ряд таблиц, в которых указаны достаточно точные данные по объему жидкости способной пройти за единицу времени, к примеру, таблицы Шевелева. В этих материалах можно найти данные не только по стальным системам, но также даны выкладки по всем существующим материалам, из которых могут монтироваться водопроводы.
Прежде всего, это все виды полимеров, цветные металлы, стекло и даже асбоцемент. На фото ниже дан пример такой таблицы.
Таблица значений.
Но в наш прогрессивный век самыми доступными можно смело считать специальные программы в интернете, это так называемые онлайн калькуляторы. Составляются они таким образом, чтобы любой человек смог, не напрягаясь быстро получить интересующую его информацию. Инструкция требует лишь своими руками внести заданные характеристики и вы сразу получите точный результат.
Совет: можно сделать еще проще, сейчас практически в любом нормальном строительном магазине, при условии закупки у них материалов, вам с удовольствием сделают расчет пропускной способности трубопровода.
Как подобрать нужный диаметр
Диаметр водопровода считается одной из главных характеристик, так как посчитать пропускную способность трубы, для обеспечения нормальной работы системы без этих данных невозможно. Вы можете смонтировать систему из любого материала, но главным показателем все равно будет диаметр.
Схема точек водопотребления.
Если вы в стремлении сэкономить возьмете трубы меньшего диаметра, то при прохождении через них жидкость будет вызывать завихрения, на языке профессионалов турбулентность. Это явление характеризуется мелкой вибрацией и повышенным шумом. В результате соединительные элементы системы и сами трубы будут быстро выходить из строя.
Среднее значение скорости движения воды в системе, которое принято учитывать при расчетах, составляет порядка 2-х метров в 1 секунду. Но кроме этого, как упоминалось ранее, большое значение имеет протяженность водопроводной системы.
Водопроводная развязка в доме.
Зависимость диаметра от протяженности
- При условии стабильного давления в муниципальном водопроводе, для монтажа трассы протяженность, которой находится в районе 10м, вполне достаточно диаметра 20 мм. Более того, в частном строительстве, при разумном количестве точек водопотребления, это сечение считается оптимальным.
- Для трассы, размер которой может достигать двадцати метров, уже рекомендуется использовать сечение 25 мм.
- Системы протяженностью от 30, до 50м требуют использования труб сечением 32 мм.
- Системы с внутренним сечением в 50 мм используются для водопроводов от 50, до 200м.
- Трубы сечением в 100 мм используются для прокладки магистралей в частном секторе или запитывания распределительной системы многоэтажных зданий.
Трубы из полипропилена.
Также важно учесть количество одновременно работающих точек, принято считать, что через один кран в доме может проходить до 5л воды за минуту. Из этого значения следует рассчитывать нормы потребления на дом или квартиру.
Точек водоразбора в доме можно наставить сколь угодно много, но если количество жителей невелико, то и расчет водопотребления можно значительно упростить.
Несколько слов о размерности
Диаметр водопроводных конструкций может обозначаться разными значениями. Люди далекие от сантехнических терминов привыкли все измерять традиционной метрической системой, в миллиметрах, сантиметрах или в метрах. Но специалисты зачастую характеризуют сечение трубы в дюймах, только медные и алюминиевые изделия всегда измеряются в миллиметрах.
Медный водопровод.
Мы не будем вдаваться в происхождение этой классификации, скажем лишь, что 1 дюйм принято считать равным 25,4 мм. В документации они могут обозначаться кавычками, так 1″=25,4 мм. Промежуточные сечения традиционно обозначаются дробями, например 1/2″ – полдюйма (12,7 мм) или 3/4″ – три четверти дюйма (19 мм).
На видео в этой статье показаны примеры расчетов.
Вывод
Цена на некоторые виды труб может быть достаточно высокой, но совсем не обязательно экономить на качестве. Если правильно выполнить расчет пропускной способности трубопровода, то можно смонтировать систему с допустимым сечением за приемлемые деньги (см.также статью “Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции”).
Пропускная способность трубы в зависимости от диаметра и давления воды
Пропускная способность ПС труб при прокладке водопроводных и отопительных линий, а также газовых магистралей, является важным критерием, подлежащим расчёту. Расчёт данного показателя представляет собой сложную задачу, без выполнения которой невозможно начать работу.
Какие имеются методы расчёта ПС труб
ПС труб – это немаловажный параметр, представляющий собой возможность трубы проводить соответствующее количество воды за определённый отрезок времени. ПС трубопровода зависит от такого технического показателя, как диаметр. Чем выше данный параметр, тем соответственно большее количество воды проходит по ней за принимаемое во внимание значение времени.
Диаметр хотя и является главным фактором, но не единственным. ПС зависит также от давления напора в системе, а также от типа жидкости. Чем выше показатель давления, тем больше будет значение рассматриваемого показателя. Для выявления рассматриваемого параметра известно несколько методов, которые называются:
- Физический метод.
- Табличный способ.
- Определение с применением программы.
Рассмотрим подробно, что же представляет собой каждый вариант.
Физический вариант определения ПС
Физический способ определения пропускной способности включает в себя проведение расчётов по специальным формулам. В зависимости о того, какой тип системы проектируется, формулы расчётов будут различаться. Для проведения самостоятельного (физического) расчёта ПС трубопровода, во внимание принимаются следующие показатели:
- Шероховатость.
- Внутренний диаметр.
- Уклон трубопровода.
- Значение сопротивления.
- Степень зарастания.
По устаревшей формуле во внимание принимались только три основных параметра: диаметр, давление и шероховатость. Самостоятельно произвести расчёт человеку, который с этим никогда не сталкивался, будет достаточно проблематично.
Табличный вариант расчёта
Имеются табличные значения, которые были созданы для того, чтобы облегчить выявление ПС трубопровода внутриквартирной разводки. Зачастую при монтаже внутриквартирной разводки не требуются показатели высокой точности. Это значение используется, чтобы избежать сложных математических вычислений. Однако немаловажен такой фактор, как осадочные наросты, формирующиеся внутри труб с течением времени. Эти негативные последствия способствуют снижению диаметра трубы, что отражается на показателях ПС.
Представленные табличные данные ПС трубы не учитывают образование наростов, поэтому для устаревших магистралей эти показания являются не актуальными.
Была разработана специальная таблица ПС водопроводных труб, которая впоследствии получила название своего создателя Шевелева. Особенность этой таблицы в том, что в ней принимается во внимание материал трубы, и прочие дополнительные критерии. Эти данные являются очень полезными тогда, когда проводится водопроводная система частного дома с применением нестандартных видов стояков.
Определение ПС специальными программами
Чтобы упростить и ускорить процедуру расчёта пропускной способности труб, в сантехнических организациях устанавливаются специализированные компьютерные приложения. В интернете имеются специальные онлайн-калькуляторы, используя которые, можно сделать приблизительный расчёт.
Одними из популярных приложений определения ПС трубопроводов являются: «TAScore» и «Гидросистема». Первая программа была разработана западными специалистами, а вторая — отечественными инженерами.
Как рассчитать ПС для газовых трубопроводов
К определению пропускной способности газопроводов предъявляются особые требования. Это связано с тем, что природный газ относится к сложным и опасным видам. Формула расчёта ПС для газовых трубопроводов имеет следующий вид:
Qmax=0,67Ду2*р;
где, Ду – диаметр условного прохода;
р – давление в газопроводе + 0,10 мПа.
Для расчёта ПС газопровода при использовании труб стандартных диаметров, была разработана специальная таблица. Если же необходимо узнать рассматриваемые величины для нестандартных размеров трубопроводов, то для этого проводятся соответствующие инженерные расчёты.
Особенности ПС водопроводных систем
К монтажу водопровода в доме приходится прибегать в частых случаях. Расчёт ПС труб для водопровода не менее важен, чем для газопровода, ведь они выдерживают высокие нагрузки. Чем больше диаметр трубопровода, тем выше не только показатель проходимости, но ещё и ниже вероятность образования застоев. При определении ПС для водоснабжения немаловажно учитывать такой параметр, как степень трения жидкости о стенки трубопровода.
Чем больше показатели температуры воды в магистрали, тем ниже ПС трубопровода. Это связано с тем, что вода при нагревании расширяется, поэтому возникает дополнительный коэффициент трения. Для водопроводных систем это не столь важно, в отличие от системы отопления. Таблица ПС труб для водопровода в зависимости от диаметра и давления воды представлена ниже.
На основании данных таблицы Шевелева можно произвести расчёты ПС водопровода.
ПС для канализации
ПС для канализации зависит от системы отведения стоков используется: напорный или самотёчный. В основе определения ПС вовлечены законы науки гидравлики. Чтобы высчитать ПС канализационной системы, понадобятся не только сложные формулы для расчёта, но ещё и табличные сведения.
Для выявления объёмного расхода жидкости берётся формула такого вида:
q=a*v;
где, а – площадь потока, м2;
v — скорость движения, м/с.
Площадь потока a — это сечение, перпендикулярное в каждой точке скорости частиц потока жидкости. Это значение еще известно под таким названием, как живое сечение потока. Для определения указанной величины применяется формула: a = π*R2. Величина π постоянная, и равняется 3,14. R — радиус трубы в квадрате. Чтобы узнать скорость, с которой движется поток, понадобится воспользоваться формулой следующего вида:
v = C√R*i;
где, R – гидравлический радиус;
С – смачивающий коэффициент;
I – угол уклона.
Для расчёта угла уклона понадобится рассчитать I=v2/C2*R. Чтобы определить смачивающий коэффициент, нужно воспользоваться формулой следующего вида: C=(1/n)*R1/6. Значение n – это коэффициент шероховатости труб, равняющийся 0,012-0,015. Для определения R используется формула:
R=A/P;
где, A – площадь поперечного сечения трубопровода;
P – смоченный периметр.
Смоченным периметром именуется линия, по которой происходит соприкосновение потока в поперечном сечении с твердыми стенками русла. Чтобы выявить значение смоченного периметра в круглой трубе, потребуется воспользоваться формулой следующего вида: λ=π*D.
В таблице ниже представлены параметры для проведения расчёта ПС сточных канализационных трубопроводов безнапорного или самотёчного способа. Сведения выбираются в зависимости от диаметра трубы, после чего подставляются в соответствующую формулу.
Если нужно произвести расчёт ПС канализационной системы для напорных систем, то данные берутся из таблицы ниже.
Влияние материалов на пропускную способность
На снижение диаметра трубы влияет такой фактор, как образование налёта во внутренней полости трубопровода. Если используется стальной материал для сооружения водопровода, то уже через 15-20 лет пропускная способность трубопровода будет снижена в несколько раз.
Если в системе отопления применяется вода плохого качества, что случается чаще всего, то это также негативно отразится на пропускной способности. Ведь вода с засорениями способствует снижению потока или напора, что влияет на скорость транспортировки теплоносителя. Особенно часто снижается ПС металлических трубопроводов в местах некачественного выполнения стыковок, или при переходе от одного диаметра трубы на другой. Эти места требуют периодической профилактики, иначе в скором времени могут возникнуть посторонние звуки в виде гула водопровода при открытии крана. Трубопроводы из полиэтилена лишены такого негативного последствия, как возникновение налёта.
В завершении следует отметить, что для сооружения водопровода в частном доме подойдут табличные данные или же значения, которые можно получить, воспользовавшись специальными онлайн-калькуляторами. Произвести расчёт с помощью калькулятора не составит труда. Для получения данных при сооружении трубопровода в многоэтажном доме понадобится провести сложные математические расчёты. Однако такие расчёты требуют много времени, поэтому сегодня все большей популярностью пользуются специальные компьютерные программы, которые упоминались в материале.
Пропускная способность трубы в зависимости от диаметра
Таблица диаметров трубопроводов
Для расчетов различных трубопроводных систем, по которым протекают жидкости разного назначения, необходимо учитывать пропускную способность трубы в зависимости от ее диаметра. Это величина метрическая, основанная на объеме протекающей жидкости за определенный промежуток времени. Показатель во многом зависит от материала, из которого труба изготовлена.
Возьмем, к примеру, пластиковый вариант — в этом случае пропускная способность в течение продолжительной эксплуатации трубопровода практически не изменяется. Ведь под действием жидкости, и воды в том числе, пластик остается в исходном состоянии, поскольку процессы коррозии его не затрагивают. С металлическими трубами все по-другому. Велика вероятность, что на внутренних стенках образуются коррозийные наросты, а это приведет к снижению показателя проходимости. Тем более, когда дело касается отопительной системы с горячей водой. Здесь процессы нарастания проходят быстрее и активнее.
Все это относится к системе отопления, где в качестве теплоносителя чаще всего используется горячая вода. Вот почему так важно учитывать критерий качества теплоносителя. Чем оно ниже, тем выше вероятность уменьшения сечения трубопровода. А значит, уменьшится и способность пропускать необходимое количество жидкости, что в свою очередь отразится на скорости движения потока.
Способы расчета пропускной способности
Есть несколько значений, которые потребуются в расчетах:
- Материал изделия.
- Длина контура.
- Если расчет проводится для водопровода, то необходимо учитывать количество точек водопотребления.
Определение пропускной способности трубы
В настоящее время есть несколько способов расчета:
- По формуле. Вдаваться в нее человеку, не знающему специальных терминов и значений, не стоит. Скажем лишь, что есть два усредненных значения, которые используются в этой формуле обязательно — шероховатость внутренней поверхности и уклон трубопровода.
- Таблица. Это самый простой вариант. Сегодня в технической литературе можно найти достаточно большое количество специальных таблиц, по которым, зная материал трубы, легко найти пропускную способность. К примеру, таблица Ф. Шевелева.
- Современный способ — компьютерные программы. Их в интернете сегодня огромное количество, так что рассчитать необходимый показатель — не проблема. Правда, для этого в саму программу придется загрузить некоторые значения по максимальному показателю. Что именно? Шероховатость, длину контура, диаметр, коэффициент сопротивления при наличии фасонных изделий и степень зарастания.
Скажем прямо, последний вариант использовать для расчета небольших водопроводных и отопительных сетей нет необходимости — слишком сложно. К тому же придется опять-таки искать требуемые значения различных показателей. Хотя именно этот вариант можно назвать самым точным.
И последнее. Длина уложенного трубопровода заметно влияет на пропускную способность. Чем дальше движется теплоноситель, тем меньше его давление внутри системы. А значит, снижается скорость потока. То же самое можно сказать и о зависимости от диаметра, только наоборот.
Пропускная способность трубопровода
Вот несколько примеров из готовых таблиц, составленных инженерами:
- При диаметре трубы 15 мм пропускная способность теплоносителя составляет 0,182 т/ч.
- 25 мм — 0,65 т/ч.
- 50 мм — 4 т/ч.
- 100 мм — 20 т/ч.
Как видите, увеличение диаметра в 2 раза ведет к увеличению потока в несколько раз. Вот почему так важно учитывать именно этот параметр, особенно в системах отопления.
Для тех, кто самостоятельно решил определить объем потока через систему трубопроводов, рекомендуем воспользоваться табличным вариантом. Он не только проще и понятнее. Он точный, потому что все параметры определялись опытным путем в специализированных лабораториях.
варианты, необходимость, инструкция по вычислению, подсказки
Очень часто возникает необходимость произвести простейший расчет пропускной способности трубы и определить ее эксплуатационные характеристики. Пропускная способность является метрической величиной. Она показывает максимальный объем потока, который можно пропустить через систему за определенное время. Если на трубопроводе использованы пластиковые конструкции, то их способность пропускать поток со временем не изменяется, так как они не подвержены коррозии внутри.
Особенности пропускных способностей
Пропускная способность металлических систем на всем периоде службы может изменяться. Знать об эксплуатационных характеристиках монтируемых элементов требуется при подключении любого сантехнического оборудования, только тогда можно быть уверенным, что, включив воду в ванной, она не перестанет поступать на кухню.
Способы расчета
Чтобы сделать корректный выбор пропускной способности, требуется знать исходные данные. Обычно для вывода результата обязательно нужны такие значения:
- протяжность трубопровода;
- материал изготовления элементов системы;
- количество точек водозабора.
Могут понадобиться и некоторые другие показатели, но это все индивидуально. На сегодняшний день есть несколько разных способов расчета эффективной работы трубопровода. Его можно произвести при помощи:
- формулы;
- таблиц;
- специальных программ.
Пропускная способность труб
Формула для расчета более доступна лишь специалистам, рядовому человеку без специфических знаний такая формула ничем не поможет. В ней, наряду с другими показателями, используется коэффициент шероховатости. Для различных видов трубопроводных систем и временных величин он разный. Если требуется рассчитать пропускную способность трубы из металла, которую не эксплуатировали раннее, то такой показатель составит 0,2. Вспомним курс физики для того, чтобы максимально точно рассчитать по формуле пропускную способность водопровода. Необходимо знать такие показатели:
- диаметр используемых труб;
- уклон конструкции трубопровода;
- материал, применяемый для изготовления всей системы.
Хотя даже зная все эти значения, неспециалист может допустить неточности в подсчетах, тем более, что могут понадобиться и другие, не менее важные величины, для правильного результата.
Чтобы осуществить максимально точный расчет пропускной способности трубы, требуется знать несколько справочных табличных данных, которые соответствуют определенному материалу трубопровода. Сейчас существуют различные справочные таблицы для наиболее точного гидравлического расчета всей системы. В таких таблицах определены ходовые показатели для труб, изготовленных из различных материалов, таких, как металл, пластик, стекло, асбестоцемент и другие, используемых в быту и промышленности. В качестве примера хорошего образца для расчета можно назвать справочную таблицу Шевелева.
Использование специальной программы для расчетов
Самый современный и легкий вариант таких расчетов – это при помощи специальных программ. В таких программах задана оптимальная величина всех требуемых значений, исходя из вида материала изготовления всей конструкции. Принцип расчета в них такой. В специальную таблицу вносятся необходимые значения:
- протяженность системы;
- внутренний диаметр трубопровода;
- коэффициент шероховатости для выбранного материала изготовления конструкции;
- коэффициент сопротивления потока. Здесь учитываются все разветвления и тройники;
- степень зарастания трубопровода внутри системы.
Любой из этих способов подскажет, как рассчитать пропускную способность труб и всей трубопроводной системы, расположенной в доме. Внимательно выполнив такие расчеты, можно надеяться на хороший напор воды и бесперебойную подачу в разных точках водозабора.
Как определить нужный диаметр для водопровода
Чтобы хорошо понять, как рассчитать данный показатель, рассмотрим примеры расчетов. Всем еще со школы хорошо известно то, что пропускная способность трубы в зависимости от диаметра меняется. Можно установить трубы, изготовленные из любого материала, но главным показателем будет именно диаметр.
Подходящий диаметр для труб водоснабжения
Правильно определить нужный размер труб не менее ответственно, чем выбрать материал изготовления всего трубопровода. Маленький диаметр вызывает повышенную турбулентность потока в трубопроводе. Следствием этого будет повышенный шум в трубах и их быстрый выход из строя за счет отложения различных загрязнений на внутренних стенках конструкции.
Максимальная скорость воды в водопроводе составляет два метра в секунду, на этот показатель нужно опираться при расчете необходимого диаметра. Протяженность трубопровода также оказывает влияние на выбор оптимального диаметра элементов. Так, при различной длине системы будет логичным использовать рекомендуемые трубы, это не только добавит эффективности в работу всей конструкции, но и значительно сэкономит финансы.
Вот эти рекомендации:
- при протяженности трубопровода менее десяти метров достаточно использовать трубы диаметром 20 мм;
- когда протяженность системы от десяти до тридцати метров, то в таком случае оптимально подойдет пропускная способность 25 мм трубы;
- длина трубопровода более тридцати метров – необходим диаметр 32 мм;
- если протяженность конструкции больше пятидесяти метров, то для хорошей подачи потока необходима пропускная способность 50 мм трубы;
- пропускная способность 100 мм трубы с успехом применяется на трубопроводах большой протяженности или с большим количеством точек водозабора.
При расчете пропускной способности водопроводной трубы обязательно нужно учитывать число потребителей воды, которые могут быть подключены к системе в одно время. К потребителям можно отнести все краны в доме, стиральную машину, посудомоечную машину.
Допустим, среднестатистический кран за одну минуту пропускает через себя около шести литров воды, тогда необходимо узнать, сколько должна пропустить вся система, чтобы подача воды была стабильная на всех точках водозабора. Когда в доме приборов, которые используют воду, достаточно много, но семья небольшая и все точки не будут работать одновременно, то расчеты можно немного упростить. В этом случае следует рассчитать количество используемой жидкости всеми приборами, полученную цифру уменьшают на треть, и получают приблизительный расход воды на всю семью.
Зависимость пропускной способности от давления
При выборе труб для монтажа любой трубопроводной системы необходимо обязательно учитывать давление потока в общем трубопроводе. Если предусмотрен напор воды или иного потока под большим давлением, то необходимо монтировать трубы большего диаметра, чем при подаче потока самотеком. Если параметры трубы выбраны без учета этих рекомендаций, а по небольшим системам проходит большой поток воды, то они будут шуметь, вибрировать и быстро выйдут из строя.
Если поток в системе подается под давлением, то при проведении подсчетов необходимо обязательно включать величину давления в расчетную форму. Это позволит смонтировать максимально эффективную трубопроводную систему, которая будет долговечной и надежной.
Кто может помочь с расчетом
Если по каким-либо причинам не получается провести расчет пропускной способности труб самостоятельно, то всегда можно обратиться к специалистам. В крупных супермаркетах по продажам строительных материалов и сантехники обычно работают консультанты, которые посредством специальной компьютерной программы рассчитают необходимые для монтажа системы трубы, если предварительно будут предоставлены исходные данные. Обычно для приблизительного расчета достаточно сказать количество точек водозабора и протяженность системы, а также учесть давление. Если исходные данные введены максимально точные, то и результат будет самый оптимальный.
Заключение
При проведении капитальных ремонтов и замене трубопроводных систем всех видов всегда есть место для экономии финансов. Экономить не обязательно за счет качества, можно сэкономить, правильно подобрав необходимый вариант материала. Пропускная способность различных видов труб очень сильно отличается и зависит от множества факторов. При проектировании конструкции труб требуется обязательно произвести необходимые расчеты, это позволит сделать подачу воды беспрерывной и значительно сэкономить свои средства.
Пропускная способность труб трубопроводов водяных тепловых сетей. Трубы Ду25-Ду1400. Тонн/час, м3, Гкал/час при температурных графиках 150-70, 130-70, 95-70 °C (kэ=0,5мм; γ=958,4 кгс/м3)
Николаев А.А. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей.
|
Навигация по справочнику TehTab.ru: главная страница / / Техническая информация / / Справочник инженера / / Инженеры в быту. Семья, дети, отдых, одежда и жилье. / / Диаметры вертикальных водосточных труб по пропускной способности в зависимости от площади крыши.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
TehTab.ru Реклама, сотрудничество: [email protected] | Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями. |
Проектирование и выбор трубопровода. Оптимальный диаметр трубопровода
Трубопроводы для транспортировки различных жидкостей являются неотъемлемой частью агрегатов и установок, реализующих рабочие процессы, относящиеся к различным областям применения. При выборе труб и конфигураций трубопроводов большое значение имеет стоимость самих труб и стоимость арматуры. Окончательная стоимость передачи среды по трубопроводу во многом определяется размером труб (диаметром и длиной).Для расчета этих значений используются специально разработанные формулы, специфичные для определенных типов операций.
Труба — это полый цилиндр из металла, дерева или другого материала, используемый для транспортировки жидких, газообразных и гранулированных сред. Переносимая среда может включать воду, природный газ, пар, нефтепродукты и т. Д. Трубы используются повсеместно, начиная с различных отраслей промышленности и заканчивая домашним хозяйством.
Различные материалы, такие как сталь, чугун, медь, цемент, пластик, например АБС-пластик, поливинилхлорид, хлорированный поливинилхлорид, полибутилен, полиэтилен и т. Д., можно использовать при производстве труб.
Диаметр трубы (внешний, внутренний и т. Д.) И толщина стенки, измеряемая в миллиметрах или дюймах, являются основными размерами трубы. Также используется такое значение, как номинальный диаметр или условное отверстие — номинальное значение внутреннего диаметра трубы, также измеряемое в миллиметрах (обозначается Ду ) или дюймах (обозначается DN). Значения номинального диаметра стандартизированы и являются основным критерием при выборе трубы и соединительной арматуры.
Соответствие условного прохода в [мм] и [дюймах] указано ниже.
По ряду причин, указанных ниже, трубы с круглым (круглым) поперечным сечением являются предпочтительным вариантом по сравнению с другими геометрическими поперечными сечениями:
- Circle имеет минимальное отношение периметра к площади; применительно к трубам это означает, что при одинаковой пропускной способности расход материала для труб круглой формы будет минимальным по сравнению с трубами другой формы. Это также подразумевает минимально возможные затраты на изоляционные и защитные покрытия;
- Круглое поперечное сечение — наиболее выгодный вариант для перемещения жидких или газообразных сред с гидродинамической точки зрения.Кроме того, благодаря минимально возможной внутренней площади трубы на единицу ее длины трение между перекачиваемой жидкостью и трубой сводится к минимуму.
- Круглая форма наиболее устойчива к внутреннему и внешнему давлению;
- Процесс производства круглых труб достаточно прост и удобен в реализации.
Трубы могут сильно различаться по диаметру и конфигурации в зависимости от назначения и области применения. Поскольку магистральные трубопроводы для перекачки воды или нефтепродуктов могут достигать почти полуметра в диаметре при довольно простой конфигурации, а змеевики, также выполненные в виде трубы малого диаметра, имеют сложную форму с большим количеством витков.
Невозможно представить любой сектор промышленности без трубопроводной сети. Любой расчет трубопроводной сети включает в себя выбор материалов труб, разработку ведомости материалов, которая включает данные о толщине, размере, маршруте и т. Д. Трубы. Сырье, промежуточный продукт и / или готовый продукт проходят различные стадии производства, перемещаясь между различными аппаратами и установками. , которые соединяются трубопроводами и арматурой. Правильный расчет, выбор и установка системы трубопроводов необходимы для надежной реализации всего технологического процесса и обеспечения безопасной передачи рабочих сред, а также для герметизации системы и предотвращения утечки переносимых веществ в атмосферу.
Не существует универсальной формулы или правила для выбора трубопровода для любого возможного применения и рабочей среды. Каждая область применения трубопровода включает в себя ряд факторов, которые следует принимать во внимание и которые могут оказать значительное влияние на требования к трубопроводу. Например, при работе с жидким навозом крупногабаритный трубопровод не только увеличит стоимость установки, но и создаст трудности в эксплуатации.
Обычно трубы выбираются после оптимизации материальных затрат и эксплуатационных затрат.Чем больше диаметр трубопровода, т.е. чем больше первоначальные вложения, тем меньше перепад давления и, соответственно, меньше эксплуатационные расходы. И наоборот, небольшой размер трубопроводов позволит снизить первоначальную стоимость труб и арматуры; однако повышенная скорость повлечет за собой повышенные потери и приведет к затратам дополнительной энергии на прокачку среды. Скорости, фиксированные для различных приложений, основаны на оптимальных расчетных условиях. Эти значения с учетом области применения используются при расчетах размеров трубопроводов.
Как рассчитать пропускную способность трубы. Расчет и подбор трубопроводов
Зачем нужны такие расчеты
При составлении плана строительства большого коттеджа с несколькими санузлами, частной гостиницы и организации противопожарной системы очень важно иметь более-менее точные сведения о транспортных возможностях существующей трубы, принимая учитывать его диаметр и давление в системе.Все дело в колебаниях давления во время пика водопотребления: подобные явления достаточно серьезно сказываются на качестве предоставляемых услуг.
Кроме того, если водопровод не оборудован счетчиками воды, то при оплате коммунальных услуг применяется так называемая «труба крестовина». В этом случае вопрос об используемых в данном случае тарифах возникает вполне логично.
Важно понимать, что второй вариант не распространяется на частные помещения (квартиры и коттеджи), где при отсутствии счетчиков учитываются санитарные нормы при расчете платежей: обычно это до 360 л / сутки для один человек.
От чего зависит сечение трубы
От чего зависит расход воды в круглой трубе? Создается впечатление, что поиск ответа не должен вызывать затруднений: чем больше сечение трубы, тем больший объем воды она может пропустить за определенное время. Простая формула объема трубы позволит вам узнать это значение. При этом запоминается и давление, потому что чем выше столб воды, тем быстрее вода будет вытесняться внутрь сообщения.Однако практика показывает, что это далеко не все факторы, влияющие на потребление воды.
Кроме них необходимо учитывать следующие моменты:
- Длина трубы . С увеличением его длины вода сильнее трется о его стенки, что замедляет течение. Ведь в самом начале системы на воду действует исключительно напор, но также важно, насколько быстро следующие порции получат возможность войти в коммуникацию.Торможение внутри трубы часто достигает высоких значений.
- Расход воды зависит от диаметра гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд. Когда диаметр трубы небольшой, стенки сопротивляются потоку воды на порядок больше, чем в более толстых системах. В результате с уменьшением диаметра трубы ее преимущество уменьшается с точки зрения отношения расхода воды к внутренней площади на участке фиксированной длины. Говоря простым языком, толстые водопроводные трубы транспортируют воду намного быстрее, чем тонкие.
- Производственный материал . Еще один важный момент, напрямую влияющий на скорость движения воды по трубе. Например, гладкий пропилен в гораздо большей степени способствует скольжению воды, чем грубые стальные стены.
- Срок службы . Со временем на стальных трубах появляется ржавчина. Кроме того, как для стали, так и для чугуна характерно постепенное накопление известковых отложений. Сопротивление потоку воды в трубах с отложениями намного выше, чем у новых стальных изделий: эта разница иногда достигает 200 раз.Кроме того, зарастание трубы приводит к уменьшению ее диаметра: даже если не учитывать повышенное трение, ее проницаемость явно снижается. Также важно отметить, что пластмассовые и металлопластиковые изделия не имеют таких проблем: даже после десятилетий интенсивного использования их уровень сопротивления потокам воды остается на исходном уровне.
- Наличие поворотов, штуцеров, переходников, клапанов способствует дополнительному торможению потоков воды.
Необходимо учитывать все вышеперечисленные факторы, потому что речь идет не о каких-то мелких ошибках, а о серьезной разнице в несколько раз. В заключение можно сказать, что простое определение диаметра трубы по потоку воды вряд ли возможно.
Новая функция для расчета расхода воды
Если использование воды осуществляется через кран, это значительно упрощает задачу. Главное в этом случае, чтобы размеры отверстия для слива воды были намного меньше диаметра водопровода.2 = 0,000314159265 м2. В итоге получается, что максимальный расход воды по трубе соответствует 0,000314159265 * 14 = 0,00439822971 м3 / с (чуть меньше 4,5 л воды / сек). Как видите, в этом случае расчет воды по сечению трубы довольно прост. Также в свободном доступе есть специальные таблицы с указанием расхода воды для наиболее популярных сантехнических изделий, при минимальном диаметре водопровода.
Как вы уже понимаете, универсального простого способа рассчитать диаметр трубопровода в зависимости от расхода воды не существует.Однако определенные показатели для себя все же можно вывести. Особенно это актуально в тех случаях, когда система оборудована пластиковыми или металлопластиковыми трубами, а вода расходуется кранами с небольшим сечением выпускного отверстия. В некоторых случаях этот метод расчета применим к стальным системам, но в первую очередь речь идет о новых водопроводах, которые не успели покрыться внутренними отложениями на стенах.
Зачем нужны такие расчеты
При составлении плана строительства большого коттеджа с несколькими санузлами, частной гостиницы и организации противопожарной системы очень важно иметь более-менее точные сведения о транспортных возможностях существующей трубы, принимая учитывать его диаметр и давление в системе.Все дело в колебаниях давления во время пика водопотребления: подобные явления достаточно серьезно сказываются на качестве предоставляемых услуг.
Кроме того, если водопровод не оборудован счетчиками воды, то при оплате коммунальных услуг применяется так называемая «труба крестовина». В этом случае вопрос об используемых в данном случае тарифах возникает вполне логично.
Важно понимать, что второй вариант не распространяется на частные помещения (квартиры и коттеджи), где при отсутствии счетчиков учитываются санитарные нормы при расчете платежей: обычно это до 360 л / сутки для один человек.
От чего зависит сечение трубы
От чего зависит расход воды в круглой трубе? Создается впечатление, что поиск ответа не должен вызывать затруднений: чем больше сечение трубы, тем больший объем воды она может пропустить за определенное время. При этом запоминается и давление, потому что чем выше столб воды, тем быстрее вода будет вытесняться внутрь сообщения. Однако практика показывает, что это далеко не все факторы, влияющие на потребление воды.
Кроме них необходимо учитывать следующие моменты:
- Длина трубы . С увеличением его длины вода сильнее трется о его стенки, что замедляет течение. Ведь в самом начале системы на воду действует исключительно напор, но также важно, насколько быстро следующие порции получат возможность войти в коммуникацию. Торможение внутри трубы часто достигает высоких значений.
- Расход воды зависит от диаметра гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд.Когда диаметр трубы небольшой, стенки сопротивляются потоку воды на порядок больше, чем в более толстых системах. В результате с уменьшением диаметра трубы ее преимущество уменьшается с точки зрения отношения расхода воды к внутренней площади на участке фиксированной длины. Говоря простым языком, толстые водопроводные трубы транспортируют воду намного быстрее, чем тонкие.
- Производственный материал . Еще один важный момент, напрямую влияющий на скорость движения воды по трубе.Например, гладкий пропилен в гораздо большей степени способствует скольжению воды, чем грубые стальные стены.
- Срок службы . Со временем на стальных трубах появляется ржавчина. Кроме того, как для стали, так и для чугуна характерно постепенное накопление известковых отложений. Сопротивление потоку воды в трубах с отложениями намного выше, чем у новых стальных изделий: эта разница иногда достигает 200 раз. Кроме того, зарастание трубы приводит к уменьшению ее диаметра: даже если не учитывать повышенное трение, ее проницаемость явно снижается.Также важно отметить, что пластмассовые и металлопластиковые изделия не имеют таких проблем: даже после десятилетий интенсивного использования их уровень сопротивления потокам воды остается на исходном уровне. 2 = 2gh, где v — скорость потока через небольшое отверстие, g — ускорение свободного падения, а h — высота столб воды над краном (отверстие сечением s в единицу времени пропускает объем воды s * v).2 = 0,000314159265 м2. В итоге получается, что максимальный расход воды по трубе соответствует 0,000314159265 * 14 = 0,00439822971 м3 / с (чуть меньше 4,5 л воды / сек). Как видите, в этом случае расчет воды по сечению трубы довольно прост. Также в свободном доступе есть специальные таблицы с указанием расхода воды для наиболее популярных сантехнических изделий, при минимальном диаметре водопровода.
Как вы уже понимаете, универсального простого способа рассчитать диаметр трубопровода в зависимости от расхода воды не существует.Однако определенные показатели для себя все же можно вывести. Особенно это актуально в тех случаях, когда система оборудована пластиковыми или металлопластиковыми трубами, а вода расходуется кранами с небольшим сечением выпускного отверстия. В некоторых случаях этот метод расчета применим к стальным системам, но в первую очередь речь идет о новых водопроводах, которые не успели покрыться внутренними отложениями на стенах.
Расход воды по диаметру трубы: определение диаметра трубопровода в зависимости от расхода, расчет поперечного сечения, формула максимального расхода при давлении в круглой трубе
Расход воды по диаметру трубы: определение диаметра трубы трубопровод в зависимости от расхода, расчет поперечного сечения, формула максимального расхода при давлении в круглой трубе
Расход воды по трубе: возможен ли простой расчет?
Возможен ли простой расчет расхода воды по диаметру трубы? Или это единственный выход — обратиться к специалистам, предварительно изобразив подробную карту всех систем водоснабжения района?
В конце концов, гидродинамические расчеты чрезвычайно сложны…
Наша задача — выяснить, сколько воды может пропустить эта труба.
Для чего это нужно?
- С самостоятельным расчетом водопроводов .
Если вы планируете построить большой дом с несколькими гостевыми банями, мини-отель, продумать систему пожаротушения, желательно знать, сколько воды может подать труба заданного диаметра при определенном давлении.
Действительно, значительное падение напора на пике водопотребления вряд ли порадует жителей.А слабая струя воды из пожарного шланга, скорее всего, будет ни к чему.
- При отсутствии счетчиков на воду, коммунальные услуги обычно выставляют счет «трубоходным» организациям.
Обратите внимание: второй сценарий не касается квартир и частных домов. При отсутствии счетчиков коммунальные услуги взимают плату за воду по санитарным нормам. Для современных благоустроенных домов это не более 360 литров на человека в сутки.
Надо признать: счетчик воды значительно упрощает отношения с ЖКХ
Факторы, влияющие на поток в трубе
Что влияет на максимальный расход воды в круглой трубе?
Очевидный ответ
Здравый смысл подсказывает, что ответ должен быть очень простым.Есть труба для подачи воды. В нем дыра. Чем его больше, тем больше воды проходит через него за единицу времени. Ах, извините, давление больше.
Очевидно, 10-сантиметровый столб воды протолкнет меньше воды через сантиметровое отверстие, чем десятиэтажный столб воды.
Значит, от внутреннего сечения трубы и от давления в водопроводе, верно?
Вам действительно нужно что-то еще?
Правильный ответ
Нет. Эти факторы влияют на потребление, но это только начало длинного списка.Рассчитать расход воды по диаметру трубы и давлению в ней — это то же самое, что вычислить траекторию полета ракеты на Луну, исходя из видимого положения нашего спутника.
Если не учитывать вращение Земли, движение Луны по собственной орбите, сопротивление атмосферы и гравитацию небесных тел — вряд ли наш космический корабль попадет хотя бы в нужную точку в космосе.
Сколько воды выльется из трубы диаметром x при давлении на пути y, зависит не только от этих двух факторов, но также от:
- Длина трубы .Чем он длиннее, тем сильнее трение воды о стены, замедляет поток воды в нем. Да, на воду в самом конце трубы влияет только давление в ней, но ее место должны занять следующие объемы воды. А водопровод их тормозит, да еще как.
Именно из-за потери давления в длинной трубе насосные станции стоят на нефтепроводах
- Диаметр трубы влияет на расход воды намного сложнее, чем предполагает «здравый смысл» .У труб небольшого диаметра сопротивление стенок движению потока намного больше, чем у толстых труб.
Причина в том, что чем меньше размер трубы, тем менее выгодно соотношение внутреннего объема и площади поверхности при фиксированной длине с точки зрения расхода воды.
Проще говоря, по толстой трубе пройти легче, чем по тонкой.
- Материал стен — еще один важный фактор, от которого зависит скорость движения воды.. Если вода скользит по гладкому полипропилену, как поясница неуклюжей дамы на тротуаре по льду, то грубая сталь создает гораздо большее сопротивление потоку.
- Возраст трубы также сильно влияет на расход трубы . Стальные водопроводные трубы ржавеют, кроме того, сталь и чугун за годы эксплуатации зарастают известковыми отложениями.
Заросшая труба имеет гораздо большее сопротивление потоку (сопротивление отполированной новой стальной трубы и ржавчины отличается в 200 раз!).Более того, участки внутри трубы из-за зарастания уменьшают свой просвет; даже в идеальных условиях через заросшую трубу будет проходить гораздо меньше воды.
Как вы думаете, имеет смысл рассчитывать диаметр фланца трубы?
Обратите внимание: состояние поверхности пластиковых и металлополимерных труб со временем не ухудшается. Через 20 лет труба будет обеспечивать такое же сопротивление потоку воды, как и при установке.
- Наконец, любое вращение, изменение диаметра, разнообразные клапаны и фитинги — все это тоже тормозит поток воды.
Ах, если бы вышеперечисленными факторами можно было пренебречь! Однако речь идет не об отклонениях в пределах погрешности, а о разнице в разы.
Все это приводит нас к печальному выводу: простой расчет расхода воды по трубе невозможен.
Луч света в темном царстве
Однако в случае протекания воды через кран задача может быть значительно упрощена. Главное условие несложного расчета: отверстие, через которое сливается вода, должно быть ничтожно малым по сравнению с диаметром водопровода.2 = 0,000314159265 м2.
Таким образом, расход воды через нашу лунку будет равен 0,000314159265 * 14 = 0,00439822971 м3 / с, или чуть меньше четырех с половиной литров в секунду.
Как видите, в этом варианте расчет не очень сложен.
Кроме того, в приложении к статье вы найдете таблицу расхода воды по наиболее распространенным сантехническим приборам с указанием минимального диаметра вкладыша.
Заключение
Вот и все вкратце.Как видите, универсального простого решения мы не нашли; однако, надеюсь, эта статья будет вам полезна. Удачи
Как рассчитать пропускную способность трубы
Расчет пропускной способности — одна из самых сложных задач при прокладке трубопровода. В этой статье мы постараемся разобраться, как именно это делается для разных типов трубопроводов и материалов труб.
Трубы большой пропускной способности
Пропускная способность — важный параметр для любых труб, каналов и других наследников римского акведука.Однако пропускная способность не всегда указывается на упаковке трубы (или на самом продукте). Кроме того, количество жидкости, проходящей через секцию трубы, также зависит от схемы трубопровода. Как правильно рассчитать пропускную способность трубопроводов?
Методика расчета пропускной способности трубопровода
Существует несколько методов расчета этого параметра, каждый из которых подходит для конкретного случая. Некоторые обозначения, важные для определения пропускной способности трубы:
Наружный диаметр — физический размер участка трубы от одного края внешней стены до другого.В расчетах он обозначается как Dn или Dn. Этот параметр указан в маркировке.
Номинальный диаметр — это приблизительное значение диаметра внутреннего сечения трубы, округленное до ближайшего целого числа. В расчетах он обозначается как Ду или Ду.
Физические методы расчета пропускной способности труб
Значения пропускной способности трубы определяются по специальным формулам. Для каждого вида продукции — на газ, воду, канализацию — свои методики расчета.
Табличные методы расчета
Имеется таблица примерных значений, созданная для облегчения определения пропускной способности труб в квартирной электропроводке. В большинстве случаев не требуется высокой точности, поэтому значения можно применить без сложных расчетов. Но в этой таблице не учтено снижение пропускной способности из-за появления внутри трубы осадочных наростов, что характерно для старых магистралей.
Существует точная таблица расчета пропускной способности, называемая таблицей Шевелева, которая учитывает материал трубы и многие другие факторы.Эти столы редко используются при прокладке водопровода в квартире, но в частном доме с несколькими нестандартными стояками могут пригодиться.
Расчет по программам
Современные сантехнические компании имеют специальные компьютерные программы для расчета пропускной способности труб, а также многих других подобных параметров. Кроме того, были разработаны онлайн-калькуляторы, которые, хотя и менее точны, но бесплатны и не требуют установки на ПК. Одна из стационарных программ TAScope — творение западных инженеров, является условно-бесплатным.Крупные компании используют отечественную программу «Гидросистема», которая рассчитывает трубы по критериям, влияющим на их работу в регионах Российской Федерации. Помимо гидравлического расчета, он позволяет считывать другие параметры трубопроводов. Средняя цена 150 000 руб.
Как рассчитать пропускную способность газовой трубы
Газ — один из самых сложных материалов для транспортировки, в частности, потому, что он сжимается и, следовательно, может просачиваться через мельчайшие щели в трубах.К расчету пропускной способности газовых труб (как и к конструкции газовой системы в целом) предъявляются особые требования.
Формула расчета пропускной способности газопровода
Максимальная пропускная способность газопроводов определяется по формуле:
Qmax = 0,67 DN2 * p
, где p равно рабочему давлению в газопроводной системе + 0,10 МПа или абсолютному давлению газа;
Ду — условный проход трубы.
Есть сложная формула для расчета пропускной способности газовой трубы.При проведении предварительных расчетов, а также при расчете отечественного газопровода его обычно не используют.
Qmax = 196,386 DN2 * p / z * T
где z — коэффициент сжимаемости;
Т — температура транспортируемого газа, К;
По этой формуле определяется прямая зависимость температуры транспортируемой среды от давления. Чем выше значение T, тем сильнее газ расширяется и давит на стены. Поэтому инженеры при расчете крупных магистралей учитывают возможные погодные условия в районе прохождения трубопровода.Если номинал трубы DN меньше давления газа, образующегося при высоких температурах летом (например, при + 38 … + 45 градусов Цельсия), то высока вероятность выхода из строя магистрали. Это влечет за собой утечку ценного сырья и создает вероятность взрыва на участке трубы.
Таблица пропусков газопровода в зависимости от давления
Приведена таблица для расчета пропускной способности газопровода для общепринятых диаметров и номинального рабочего давления труб.Для определения характеристик газопровода нестандартных размеров и давлений потребуются инженерные расчеты. На давление, скорость и объем газа также влияет внешняя температура.
Максимальная скорость газа (W) в таблице составляет 25 м / с, а z (коэффициент сжимаемости) равен 1. Температура (T) составляет 20 градусов Цельсия или 293 Кельвина.
Емкость канализационной трубы
Пропускная способность канализационной трубы — важный параметр, который зависит от типа трубопровода (напорный или безнапорный).Формула расчета основана на законах гидравлики. Помимо трудоемкого расчета, используются таблицы для определения пропускной способности канализации.
Формула гидравлического расчета
Для гидравлического расчета сточных вод требуется определить неизвестные:
- диаметр трубопровода Ду;
- средний расход v;
- гидравлический уклон л;
- степени заполнения h / Ду (в расчетах они отталкиваются от гидравлического радиуса, который связан с этой величиной).
На практике они ограничиваются вычислением значения l или h / d, поскольку остальные параметры легко вычислить. В предварительных расчетах гидравлический уклон принимается равным уклону земной поверхности, при котором движение сточных вод не будет ниже скорости самоочистки. Значения скорости, а также максимальные значения h / DN для бытовых сетей можно найти в таблице 3.
Кроме того, существует стандартизированный минимальный уклон для труб малого диаметра: 150 мм.
(i = 0.008) и 200 (i = 0,007) мм.
Формула объемного расхода жидкости выглядит так:
где а — жилая площадь поперечного сечения ручья,
v — скорость потока, м / с.
Скорость рассчитывается по формуле:
где R — гидравлический радиус;
C — коэффициент смачивания;
Отсюда мы можем вывести формулу гидравлического уклона:
Этот параметр используется для определения этого параметра при необходимости.
где n — коэффициент шероховатости, имеющий значения от 0,012 до 0,015 в зависимости от материала трубы.
Гидравлический радиус считается равным радиусу обычного, но только при заполнении трубы. В остальных случаях используйте формулу:
где А — площадь поперечного течения жидкости,
P — периметр смачивания, или поперечная длина внутренней поверхности трубы, соприкасающейся с жидкостью.
Таблицы пропускной способности безнапорных канализационных труб
В таблице учтены все параметры, используемые для выполнения гидравлического расчета.Данные выбираются по значению диаметра трубы и подставляются в формулу. Здесь уже вычислен объемный расход q текучей среды, проходящей через участок трубы, который можно принять за пропускную способность линии.
Кроме того, есть более подробные таблицы Лукина, содержащие готовые значения пропускной способности для труб разного диаметра от 50 до 2000 мм.
Таблицы пропускной способности для напорных канализационных систем
В таблицах пропускной способности напорных канализационных труб значения зависят от максимальной степени наполнения и расчетной средней скорости сточных вод.
Пропускная способность водопровода
Чаще всего используются водопроводные трубы в доме. А поскольку они находятся под большой нагрузкой, расчет пропускной способности водопровода становится важным условием надежной работы.
Пропускная способность трубы в зависимости от диаметра
Диаметр не самый важный параметр при расчете пропускной способности трубы, но он также влияет на его значение. Чем больше внутренний диаметр трубы, тем выше интенсивность движения и меньше вероятность засорения и закупорки.Однако, помимо диаметра, необходимо учитывать коэффициент трения воды о стенки трубы (табличное значение для каждого материала), длину трубопровода и разницу в давлении жидкости на входе и выходе. К тому же количество колен и фитингов в трубопроводе сильно повлияет на проходимость.
Таблица пропускной способности трубопровода по температуре охлаждающей жидкости
Чем выше температура в трубе, тем меньше ее пропускная способность, поскольку вода расширяется и тем самым создает дополнительное трение.Для водоснабжения это не важно, но в системах отопления это ключевой параметр.
Имеется таблица для расчетов тепла и теплоносителя.
Таблица пропускной способности труб в зависимости от давления теплоносителя
Имеется таблица с описанием пропускной способности труб в зависимости от давления.
Таблица пропускной способности труб в зависимости от диаметра (по Шевелеву)
Таблицы Ф.А. и А.Ф. Шевелев — один из наиболее точных табличных методов расчета пропускной способности водопровода.Кроме того, они содержат все необходимые формулы расчета для каждого конкретного материала. Это объемный информативный материал, которым чаще всего пользуются инженеры-гидротехники.
В таблицах учитывается:
- диаметры труб — внутренние и внешние;
- толщина стенки;
- жизни водоснабжения;
- ;
- назначение труб.
Длина ствола
Пропускная способность трубы в зависимости от диаметра, давления: таблицы, формулы расчета, онлайн-калькулятор
Расчет пропускной способности — одна из самых сложных задач при прокладке трубопровода.В этой статье мы постараемся разобраться, как именно это делается для разных типов трубопроводов и материалов труб.
Расчет расхода воды проводится перед строительством трубопроводов и является составной частью гидродинамических расчетов. При строительстве магистральных и промышленных трубопроводов эти расчеты производятся с помощью специальных программ. При сооружении бытового трубопровода своими руками расчет можно провести самостоятельно, но при этом следует учитывать, что результат будет не максимально точным.Как рассчитать параметр расхода воды читайте далее.
Коэффициенты пропускной способности
Основным фактором, по которому рассчитывается система трубопроводов, является пропускная способность. На этот показатель влияет множество различных параметров, наиболее значимыми из которых являются:
- давление в существующем трубопроводе (в магистральной сети, если строящийся трубопровод подключен к внешнему источнику). Методика расчета с учетом давления более сложная, но и более точная, так как от давления зависит такой показатель, как пропускная способность, то есть способность пропустить определенное количество воды за определенную единицу времени;
- общая длина трубопровода.Чем больше этот параметр, тем большее количество потерь проявляется при его использовании и, соответственно, для устранения перепадов давления требуется использование труб большего диаметра. Поэтому этот фактор также учитывается специалистами;
- материал, из которого изготовлены трубы. Если для строительства или другой магистрали используются металлические трубы, неровная внутренняя поверхность и возможность постепенного засорения отложениями, содержащимися в воде, приведут к снижению пропускной способности и, соответственно, небольшому увеличению диаметра.При использовании пластиковых труб (ПВХ), полипропиленовых труб и т. Д. Возможность засорения отложениями практически исключена. Кроме того, внутренняя поверхность пластиковых труб более гладкая;
- секция труб. По внутреннему сечению трубы можно самостоятельно произвести предварительный расчет.
Есть и другие факторы, которые учитываются специалистами. Но для этой статьи они несущественны.
Методика расчета диаметра в зависимости от сечения трубы
Если при расчете трубопровода необходимо учитывать все вышеперечисленные факторы, рекомендуется проводить расчеты с помощью специальных программ.Если предварительных расчетов достаточно для построения системы, то они выполняются в следующей последовательности:
- предварительное определение количества потребляемой воды всеми членами семьи;
- расчет оптимального размера диаметра.
Как рассчитать расход воды в доме
Вы можете самостоятельно определить количество потребляемой в доме холодной или горячей воды несколькими методами:
- по показаниям счетчика.Если счетчики устанавливаются при вводе трубопровода в дом, то определение расхода воды в сутки на человека не проблема. Более того, при наблюдении в течение нескольких дней можно получить довольно точные параметры;
- по установленным нормам, определенным специалистами. Норма расхода воды на человека устанавливается для определенных типов помещений при наличии / отсутствии определенных условий;
- по формуле.
Для определения общего количества воды, которое необходимо просверлить в комнате, необходимо произвести расчет для каждого сантехнического узла (ванна, душ, смеситель и т. Д.) Отдельно. Формула расчета:
Qs = 5 x q0 x P, Где
Qs — индикатор, определяющий количество потока;
q0 — установленная норма;
P — коэффициент, которым учитывается возможность использования нескольких типов сантехники одновременно.
Показатель q0 определяется в зависимости от типа сантехнического оборудования по следующей таблице:
Вероятность P определяется по следующей формуле:
P = L x N1 / q0 x 3600 x N2 где
л — пиковый расход воды за 1 час;
N1 — количество людей, пользующихся сантехникой;
q0 — установленные нормативы на единицу сантехники;
N2 — количество установленной сантехники.
Недопустимо определять расход воды без учета вероятности, так как одновременное использование сантехники приводит к увеличению расхода.
Рассчитаем воду на конкретном примере. Определить расход воды необходимо по следующим параметрам:
- В доме проживает 5 человек;
- Установлено 6 единиц сантехники: ванна, унитаз, раковина на кухне, на кухне установлена стиральная и посудомоечная машины, душевая кабина;
- Пиковый расход воды за 1 час согласно СНиП установлен равным 5.6 л / с.
Определите размер вероятности:
P = 5,6 х 4 / 0,25 х 3600 х 6 = 0,00415
Определить расход волов для бани, кухни и туалета:
Qs (ванны) = 4 х 0,25 х 0,00518 = 0,00415 (л / с)
Qs (кухня) = 4 х 0,12 х 0,00518 = 0,002 (л / с)
Qs (туалет) = 4 х 0,4 х 0,00518 = 0,00664 (л / с)
Расчет оптимального сечения
Для определения поперечного сечения используется следующая формула:
Q = (πd² / 4) xW , где
Q — расчетное количество потребляемой воды;
d — желаемый диаметр;
Вт — скорость воды в системе.
Используя простейшие математические шаги, мы можем вывести, что
d = √ (4Q / πW)
Показатель W можно получить из таблицы:
Показатели, представленные в таблице, используются для приблизительных расчетов. Для более точных параметров используется сложная математическая формула.
Определите диаметр труб для ванны, кухни и туалета по параметрам, представленным в этом примере:
d (для ванной) = √ (4 х 0.00415 / (3,14 х 3)) = 0,042 (м)
d (для кухни) = √ (4 х 0,002 / (3,14 х 3)) = 0,03 (м)
d (для унитаза) = √ (4 х 0,00664 / (3,14 х 3)) = 0,053 (м)
Для определения сечения труб принят наибольший расчетный показатель. Учитывая небольшой запас в данном примере, можно развести водопровод трубами сечением 55 мм.
Как рассчитать с помощью специальной полупрофессиональной программы смотрите в видео.
Пропускная способность — важный параметр для любых труб, каналов и других наследников римского акведука. Однако пропускная способность не всегда указывается на упаковке трубы (или на самом продукте). Кроме того, количество жидкости, проходящей через секцию трубы, также зависит от схемы трубопровода. Как правильно рассчитать пропускную способность трубопроводов?
Методы расчета пропускной способности трубопровода
Существует несколько методов расчета этого параметра, каждый из которых подходит для конкретного случая.Некоторые обозначения, важные для определения пропускной способности трубы:
Наружный диаметр — физический размер участка трубы от одного края внешней стены до другого. В расчетах он обозначается как Dn или Dn. Этот параметр указан в маркировке.
Номинальный диаметр — это приблизительное значение диаметра внутреннего сечения трубы, округленное до ближайшего целого числа. В расчетах он обозначается как Ду или Ду.
Физические методы расчета пропускной способности труб
Значения пропускной способности трубы определяются по специальным формулам.Для каждого вида продукции — на газ, воду, канализацию — свои методики расчета.
Табличные методы расчета
Имеется таблица примерных значений, созданная для облегчения определения пропускной способности труб в квартирной электропроводке. В большинстве случаев не требуется высокой точности, поэтому значения можно применить без сложных расчетов. Но в этой таблице не учтено снижение пропускной способности из-за появления внутри трубы осадочных наростов, что характерно для старых магистралей.
Таблица 1. Пропускная способность трубы для жидкости, газа, водяного пара
Тип жидкости Скорость (м / с) Городская вода 0,60-1,50 Водопровод 1,50-3,00 Система центрального водяного отопления 2,00–3,00 Напорная вода в трубопроводе 0,75-1,50 Гидравлическая жидкость до 12 м / сек Масло трубопроводное 3,00-7,5 Масло в системе трубопроводов 0,75-1,25 Пар в системе отопления 20,0-30,00 Система центрального трубопровода пара 30,0-50,0 Пар в системе высокотемпературного отопления 50,0-70,00 Воздух и газ в центральной системе трубопроводов 20,0-75,00 Существует точная таблица расчета пропускной способности, называемая таблицей Шевелева, которая учитывает материал трубы и многие другие факторы.Эти столы редко используются при прокладке водопровода в квартире, но в частном доме с несколькими нестандартными стояками могут пригодиться.
Расчет с помощью программы
Современные сантехнические компании имеют специальные компьютерные программы для расчета пропускной способности труб, а также многих других подобных параметров. Кроме того, были разработаны онлайн-калькуляторы, которые, хотя и менее точны, но бесплатны и не требуют установки на ПК. Одна из стационарных программ TAScope — творение западных инженеров, является условно-бесплатным.Крупные компании используют отечественную программу «Гидросистема», которая рассчитывает трубы по критериям, влияющим на их работу в регионах Российской Федерации. Помимо гидравлического расчета, он позволяет считывать другие параметры трубопроводов. Средняя цена 150 000 руб.
Как рассчитать пропускную способность газовой трубы
Газ — один из самых сложных материалов для транспортировки, в частности, потому, что он сжимается и, следовательно, может просачиваться через мельчайшие щели в трубах.К расчету пропускной способности газовых труб (как и к конструкции газовой системы в целом) предъявляются особые требования.
Формула расчета пропускной способности газопровода
Максимальная пропускная способность газопроводов определяется по формуле:
Qmax = 0,67 DN2 * p
, где p равно рабочему давлению в газопроводной системе + 0,10 МПа или абсолютному давлению газа;
Ду — условный проход трубы.
Есть сложная формула для расчета пропускной способности газовой трубы.При проведении предварительных расчетов, а также при расчете отечественного газопровода его обычно не используют.
Qmax = 196,386 DN2 * p / z * T
где z — коэффициент сжимаемости;
Т — температура транспортируемого газа, К;
По этой формуле определяется прямая зависимость температуры транспортируемой среды от давления. Чем выше значение T, тем сильнее газ расширяется и давит на стены. Поэтому инженеры при расчете крупных магистралей учитывают возможные погодные условия в районе прохождения трубопровода.Если номинал трубы DN меньше давления газа, образующегося при высоких температурах летом (например, при + 38 … + 45 градусов Цельсия), то высока вероятность выхода из строя магистрали. Это влечет за собой утечку ценного сырья и создает вероятность взрыва на участке трубы.
Таблица пропусков газопровода в зависимости от давления
Приведена таблица для расчета пропускной способности газопровода для общепринятых диаметров и номинального рабочего давления труб.Для определения характеристик газопровода нестандартных размеров и давлений потребуются инженерные расчеты. На давление, скорость и объем газа также влияет внешняя температура.
Максимальная скорость газа (W) в таблице составляет 25 м / с, а z (коэффициент сжимаемости) равен 1. Температура (T) составляет 20 градусов Цельсия или 293 Кельвина.
Таблица 2. Пропускная способность газопровода в зависимости от давления
Праб. (МПа) Пропускная способность трубопровода (м3 / ч), при газе = 25м / с; z = 1; Т = 20? С = 293? K DN 50 DN 80 Ду 100 Ду 150 Ду 200 DN 300 DN 400 DN 500 0,3 670 1715 2680 6030 10720 24120 42880 67000 0,6 1170 3000 4690 10550 18760 42210 75040 117000 1,2 2175 5570 8710 19595 34840 78390 139360 217500 1,6 2845 7290 11390 25625 45560 102510 182240 284500 2,5 4355 11145 17420 39195 69680 156780 278720 435500 3,5 6030 15435 24120 54270 96480 217080 385920 603000 5,5 9380 24010 37520 84420 150080 337680 600320 0
7,5 12730 32585 50920 114570 203680 458280 814720 1273000 10,0 16915 43305 67670 152255 270680 609030 108720 16 Емкость канализационной трубы
Пропускная способность канализационной трубы — важный параметр, который зависит от типа трубопровода (напорный или безнапорный).Формула расчета основана на законах гидравлики. Помимо трудоемкого расчета, используются таблицы для определения пропускной способности канализации.
Для гидравлического расчета сточных вод требуется определить неизвестные:
- диаметр трубопровода Ду;
- средний расход v;
- гидравлический уклон л;
- степени заполнения h / Ду (в расчетах они отталкиваются от гидравлического радиуса, который связан с этой величиной).
На практике они ограничиваются вычислением значения l или h / d, поскольку остальные параметры легко вычислить. В предварительных расчетах гидравлический уклон принимается равным уклону земной поверхности, при котором движение сточных вод не будет ниже скорости самоочистки. Значения скорости, а также максимальные значения h / DN для бытовых сетей можно найти в таблице 3.
Юлия Петриченко, эксперт
Кроме того, существует нормированный минимальный уклон для труб с малым диаметром: 150 мм
(i = 0.008) и 200 (i = 0,007) мм.
Формула объемного расхода жидкости выглядит так:
где а — жилая площадь поперечного сечения ручья,
v — скорость потока, м / с.
Скорость рассчитывается по формуле:
где R — гидравлический радиус;
C — коэффициент смачивания;
Отсюда мы можем вывести формулу гидравлического уклона:
Этот параметр используется для определения этого параметра при необходимости.
где n — коэффициент шероховатости, имеющий значения от 0,012 до 0,015 в зависимости от материала трубы.
Гидравлический радиус считается равным радиусу обычного, но только при заполнении трубы. В остальных случаях используйте формулу:
где А — площадь поперечного течения жидкости,
P — периметр смачивания, или поперечная длина внутренней поверхности трубы, соприкасающейся с жидкостью.
Таблицы пропускной способности безнапорных канализационных труб
В таблице учтены все параметры, используемые для выполнения гидравлического расчета.Данные выбираются по значению диаметра трубы и подставляются в формулу. Здесь уже вычислен объемный расход q текучей среды, проходящей через участок трубы, который можно принять за пропускную способность линии.
Кроме того, есть более подробные таблицы Лукина, содержащие готовые значения пропускной способности для труб разного диаметра от 50 до 2000 мм.
Таблицы пропускной способности для напорных канализационных систем
В таблицах пропускной способности напорных канализационных труб значения зависят от максимальной степени наполнения и расчетной средней скорости сточных вод.
Таблица 4. Расчет расхода сточных вод, литров в секунду
Диаметр мм Начинка Принято (оптимальное смещение) Скорость движения сточных вод в трубе, м / с Расход, л / с 100 0,6 0,02 0,94 4,6 125 0,6 0,016 0,97 7,5 150 0,6 0,013 1,00 11,1 200 0,6 0,01 1,05 20,7 250 0,6 0,008 1,09 33,6 300 0,7 0,0067 1,18 62,1 350 0,7 0,0057 1,21 86,7 400 0,7 0,0050 1,23 115,9 450 0,7 0,0044 1,26 149,4 500 0,7 0,0040 1,28 187,9 600 0,7 0,0033 1,32 278,6 800 0,7 0,0025 1,38 520,0 1000 0,7 0,0020 1,43 842,0 1200 0,7 0,00176 1,48 1250,0 Пропускная способность водопровода
Чаще всего используются водопроводные трубы в доме.А поскольку они находятся под большой нагрузкой, расчет пропускной способности водопровода становится важным условием надежной работы.
Пропускная способность трубы в зависимости от диаметра
Диаметр не самый важный параметр при расчете пропускной способности трубы, но он также влияет на его значение. Чем больше внутренний диаметр трубы, тем выше интенсивность движения и меньше вероятность засорения и закупорки. Однако, помимо диаметра, необходимо учитывать коэффициент трения воды о стенки трубы (табличное значение для каждого материала), длину трубопровода и разницу в давлении жидкости на входе и выходе.К тому же количество колен и фитингов в трубопроводе сильно повлияет на проходимость.
Таблица пропускной способности трубопровода по температуре охлаждающей жидкости
Чем выше температура в трубе, тем меньше ее пропускная способность, поскольку вода расширяется и тем самым создает дополнительное трение. Для водоснабжения это не важно, но в системах отопления это ключевой параметр.
Имеется таблица для расчетов тепла и теплоносителя.
Таблица 5. Пропускная способность трубы в зависимости от теплоносителя и тепловой мощности
Диаметр трубы мм Пропускная способность По теплу По теплоносителю Вода Steam Вода Steam Гкал / ч т / ч 15 0,011 0,005 0,182 0,009 25 0,039 0,018 0,650 0,033 38 0,11 0,05 1,82 0,091 50 0,24 0,11 4,00 0,20 75 0,72 0,33 12,0 0,60 100 1,51 0,69 25,0 1,25 125 2,70 1,24 45,0 2,25 150 4,36 2,00 72,8 3,64 200 9,23 4,24 154 7,70 250 16,6 7,60 276 13,8 300 26,6 12,2 444 22,2 350 40,3 18,5 672 33,6 400 56,5 26,0 940 47,0 450 68,3 36,0 1310 65,5 500 103 47,4 1730 86,5 600 167 76,5 2780 139 700 250 115 4160 208 800 354 162 5900 295 900 633 291 10500 525 1000 1020 470 17100 855 Таблица пропускной способности труб в зависимости от давления теплоносителя
Имеется таблица с описанием пропускной способности труб в зависимости от давления.
Таблица 6. Пропускная способность трубы в зависимости от давления транспортируемой жидкости
Расход Пропускная способность Труба ли 15 мм 20 мм 25 мм 32 мм 40 мм 50 мм 65 мм 80 мм 100 мм Па / м — мбар / м менее 0,15 м / с 0,15 м / с 0.3 м / с 90,0 — 0,900 173 403 745 1627 2488 4716 9612 14940 30240 92,5 — 0,925 176 407 756 1652 2524 4788 9756 15156 30672 95,0 — 0,950 176 414 767 1678 2560 4860 9900 15372 31104 97,5 — 0,975 180 421 778 1699 2596 4932 10044 15552 31500 100,0 — 1 000 184 425 788 1724 2632 5004 10152 15768 31932 120,0 — 1,200 202 472 871 1897 2898 5508 11196 17352 35100 140,0 — 1,400 220 511 943 2059 3143 5976 12132 18792 38160 160,0 — 1,600 234 547 1015 2210 3373 6408 12996 20160 40680 180,0 — 1,800 252 583 1080 2354 3589 6804 13824 21420 43200 200,0 — 2,000 266 619 1151 2486 3780 7200 14580 22644 45720 220,0 — 2,200 281 652 1202 2617 3996 7560 15336 23760 47880 240,0 — 2,400 288 680 1256 2740 4176 7920 16056 24876 50400 260,0 — 2,600 306 713 1310 2855 4356 8244 16740 25920 52200 280,0 — 2,800 317 742 1364 2970 4356 8566 17338 26928 54360 300,0 — 3,000 331 767 1415 3076 4680 8892 18000 27900 56160 Таблица пропускной способности труб в зависимости от диаметра (по Шевелеву)
Таблицы F.А. и А.Ф. Шевелевы — один из самых точных табличных методов расчета пропускной способности водопровода. Кроме того, они содержат все необходимые формулы расчета для каждого конкретного материала. Это объемный информативный материал, которым чаще всего пользуются инженеры-гидротехники.
В таблицах учитывается:
- диаметры труб — внутренние и внешние;
- толщина стенки;
- жизни водоснабжения;
- ;
- назначение труб.
Длина ствола
Формула гидравлического расчета
Для водопроводных труб применяется следующая формула расчета:
Онлайн калькулятор: расчет пропускной способности трубы
Если у вас есть вопросы или у вас есть каталоги, в которых используются не упомянутые здесь методы, пишите в комментариях.
Расход воды в водотоке — это объем жидкости, проходящей через поперечное сечение. Расходная единица — м3 / с.
Расчет израсходованной воды следует проводить на этапе планирования водопровода, так как от этого зависят основные параметры водопровода.
Расход воды в трубопроводе: коэффициенты
Для того, чтобы самостоятельно рассчитать расход воды в трубопроводе, необходимо знать факторы, обеспечивающие протекание воды в трубопроводе.
Основные из них — это степень давления в водоводе и диаметр участка трубы. Но, зная только эти значения, точно рассчитать расход воды не получится, так как он зависит еще и от таких показателей, как:
- Длина трубы.С этим все ясно: чем длиннее его длина, тем выше степень трения воды о его стенки, поэтому поток жидкости замедляется.
- Материал стенок трубы также является важным фактором, от которого зависит расход. Итак, гладкие стенки полипропиленовой трубы дают наименьшее сопротивление, чем стальная.
- Диаметр трубопровода — чем он меньше, тем выше будет сопротивление стенок движению жидкости. Чем уже диаметр, тем невыгоднее соответствие площади внешней поверхности внутреннему объему.
- Водоснабжение жизнь. Мы знаем, что с годами они подвергаются коррозии, и на чугуне образуются известковые отложения. Сила трения о стенки такой трубы будет значительно выше. Например, сопротивление поверхности ржавой трубы в 200 раз выше, чем у новой стальной. / Li>
- Изменение диаметра на разных участках водовода, поворотов, запорной арматуры или арматуры значительно снижает скорость потока воды.
Какие значения используются для расчета расхода воды?
В формулах используются следующие величины:
- Q — общее (годовое) потребление воды на человека.
- N — количество жителей дома.
- Q — суточный расход.
- К — коэффициент неравномерности расхода, равный 1,1-1,3 (СНиП 2.04.02-84).
- D — диаметр трубы.
- В — расход воды.
Формула расхода воды
Итак, зная значения, получаем следующую формулу расхода воды:
- Для суточного расчета — Q = Q × N / 100
- Для почасового расчета — q = Q × K / 24.
- Расчет по диаметру — q = × d2 / 4 × V.
Пример расчета расхода воды для потребителя
В доме есть: туалет, умывальник, ванна, кухонная раковина.
- Согласно Приложению А берем расход в секунду:
- Унитаз — 0,1 л / с.
- Умывальник со смесителем — 0,12 л / с.
- Ванна — 0,25 л / с.
- Мойка кухонная — 0,12 л / с.
- Количество потребляемой воды со всех точек водоснабжения составит:
- 0.1 + 0,12 + 0,25 + 0,12 = 0,59 л / с
- Согласно общему расходу (Приложение B) 0,59 л / с соответствует расчетному расходу 0,4 л / с.
Можно перевести в м3 / час, умножив на 3,6. Таким образом получается: 0,4 х 3,6 = 1,44 м3 / час
Порядок расчета расхода воды
Вся процедура расчета указана в своде правил 30. 13330. СНиП 2012 2.04.01-85 * «Внутренний водопровод и канализация» обновленной версии.
Если вы планируете начать строительство дома, перепланировку квартиры или установку гидротехнических сооружений, то информация о том, как рассчитать расход воды, будет очень кстати. Расчет расхода воды не только поможет определить необходимый объем воды для конкретное помещение, но также позволит своевременно обнаружить снижение давления в трубопроводе. Кроме того, благодаря простым формулам все это можно сделать самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов.
Обновлено: 15.11.2019
103583
Если вы заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl + Enter
Скорость потока Vs. Размер трубы
Согласно закону Пуазейля, скорость потока через длину трубы изменяется в четвертой степени радиуса трубы. Это не единственная переменная, которая влияет на скорость потока; другие — длина трубы, вязкость жидкости и давление, которому жидкость подвергается.Закон Пуазейля предполагает ламинарный поток, что является идеализацией, применимой только при низких давлениях и малых диаметрах труб. Турбулентность является фактором большинства реальных приложений.
Закон Хагена-Пуазейля
Французский физик Жан Леонар Мари Пуазей провел серию экспериментов с потоком жидкости в начале 19 века и опубликовал свои результаты в 1842 году. Считается, что Пуазейю удалось сделать вывод, что скорость потока пропорциональна четвертому. мощность радиуса трубы, но немецкий инженер по гидравлике Готтильф Хаген уже пришел к тем же результатам.По этой причине физики иногда называют опубликованное соотношение Пуазейля законом Хагена-Пуазейля.
Объемный расход = π X перепад давления X радиус трубы 4 X вязкость жидкости / 8 X вязкость X длина трубы.
Чтобы выразить эту взаимосвязь словами: при заданной температуре скорость потока через трубку или трубу обратно пропорциональна длине трубки — вязкости жидкости. Скорость потока прямо пропорциональна градиенту давления и четвертой степени радиуса трубы.
Применение закона Пуазейля
Даже когда турбулентность является фактором, вы все равно можете использовать уравнение Пуазейля, чтобы получить достаточно точное представление о том, как скорость потока изменяется в зависимости от диаметра трубы. Имейте в виду, что указанный размер трубы является мерой ее диаметра, и вам нужен радиус, чтобы применить закон Пуазейля. Радиус составляет половину диаметра.
Предположим, у вас есть водопроводная труба длиной 2 дюйма, и вы хотите знать, насколько увеличится скорость потока, если вы замените ее 6-дюймовой трубой.Это изменение радиуса на 2 дюйма. Предположим, что длина трубы и давление постоянны. Температура воды также должна быть постоянной, потому что вязкость воды увеличивается с понижением температуры. Если все эти условия соблюдены, скорость потока изменится в 2 раза 4 , или 16.
Скорость потока изменяется обратно пропорционально длине, поэтому, если вы удвоите длину трубы, сохраняя постоянный диаметр, вы: Я получу примерно половину меньше воды за единицу времени при постоянном давлении и температуре.
Расход воды в круглой трубе. Пропускная способность трубопровода
Расчет расхода воды выполняется перед строительством трубопроводов и является составной частью гидродинамических расчетов. При строительстве магистральных и промышленных трубопроводов эти расчеты выполняются с помощью специальных программ. При строительстве отечественного газопровода своими руками расчет можно провести самостоятельно, но при этом следует учитывать, что полученный результат будет не максимально точным.Как рассчитать параметр расхода воды читайте далее.
Факторы, влияющие на пропускную способность
Основным фактором, по которому производится расчет трубопроводной системы, является пропускная способность. На этот показатель влияет множество различных параметров, наиболее значимыми из которых являются:
- давление в существующем трубопроводе (в магистральной сети, если строящийся трубопровод подключен к внешнему источнику). Методика расчета с учетом давления более сложная, но и более точная, так как именно давление зависит от такого показателя, как пропускная способность, то есть способность пропустить определенное количество воды за определенную единицу времени. ;
- .Чем больше этот параметр, тем больше потерь проявляется при его использовании и, соответственно, чтобы избежать перепада давления, требуется использовать трубы большего диаметра. Поэтому этот фактор также учитывается специалистами;
- материал, из которого изготовлены трубы. Если для конструкции или другого трубопровода используются металлические трубы, то неровная внутренняя поверхность и возможность постепенного забивания осадками, содержащимися в воде, приведут к снижению пропускной способности и, соответственно, небольшому увеличению диаметра.При использовании пластиковых труб (ПВХ), полипропиленовых труб и т. Д. Возможность засорения отложениями практически исключена. Кроме того, внутренняя поверхность пластиковых труб более гладкая;
Общая протяженность трубопровода
- секция труб. По внутреннему сечению трубы можно самостоятельно произвести предварительный расчет.
Есть и другие факторы, которые учитываются специалистами. Но для этой статьи они несущественны.
Методика расчета диаметра в зависимости от сечения трубы
Если при расчете трубопровода необходимо учитывать все вышеперечисленные факторы, рекомендуется производить расчеты с помощью специальных программ.Если предварительных расчетов достаточно для построения системы, то они выполняются в следующей последовательности:
- предварительное определение количества потребляемой воды всеми членами семьи;
- расчет оптимального размера диаметра.
Как рассчитать расход воды в доме
Самостоятельно определить количество потребляемой в доме холодной или горячей воды можно несколькими методами:
- по показаниям счетчика.Если счетчики устанавливаются при вводе трубопровода в дом, то определить суточный расход воды на человека — не проблема. Более того, при наблюдении в течение нескольких дней можно получить достаточно точные параметры;
- по установленным нормам, определенным специалистами. Норма расхода воды на человека устанавливается для отдельных типов помещений при наличии / отсутствии определенных условий;
- по формуле.
Для определения общего количества перекачиваемой воды в помещении необходимо произвести расчет для каждого сантехнического узла (ванны, душевой кабины, смесителя и т. Д.) Отдельно. Формула расчета:
Qs = 5 x q0 x Р, где
Qs — индикатор, определяющий расход;
q0 — установленный тариф;
P — коэффициент, учитывающий возможность использования одновременно нескольких типов сантехники.
Индекс q0 определяется в зависимости от типа сантехнического оборудования по следующей таблице:
Вероятность P определяется по следующей формуле:
P = L x N1 / q0 x 3600 x N2 , где
л — пиковое потребление воды за 1 час;
N1 — количество людей, пользующихся сантехникой;
q0 — установленные нормативы на отдельный санузел;
N2 — количество установленной сантехники.
Недопустимо определять расход воды без учета вероятности, так как одновременное использование сантехники приводит к увеличению расхода.
Рассчитаем воду на конкретном примере. Определить расход воды необходимо по следующим параметрам:
- В доме проживает 5 человек;
- Установлено 6 единиц сантехники: ванна, унитаз, раковина на кухне, на кухне установлена стиральная и посудомоечная машины, душевая кабина;
- Пиковое потребление воды за 1 час согласно СНиП установлено равным 5.6 л / с.
Определите размер вероятности:
P = 5,6 x 4 / 0,25 x 3600 x 6 = 0,00415
Определяем расход волов на баню, кухню и туалетную комнату:
Qs (ванны) = 4 x 0,25 x 0,00518 = 0,00415 (л / с)
Qs (кухни) = 4 x 0,12 x 0,00518 = 0,002 (л / с)
Qs (туалет) = 4 x 0,4 x 0,00518 = 0,00664 (л / с)
Расчет оптимального сечения
Для определения поперечного сечения используется следующая формула:
Q = (πd² / 4) xW , где
Q — расчетное количество израсходованной воды;
d — требуемый диаметр;
Вт — скорость движения воды в системе.
Путем простейших математических операций можно вывести, что
d = √ (4Q / πW)
Показатель W можно получить из таблицы:
Цифры, представленные в таблице, использованы для приблизительных расчетов. Для получения более точных параметров используется сложная математическая формула.
Определим диаметр труб для бани, кухни и туалета по параметрам, представленным в этом примере:
d (ванная) = √ (4 x 0.00415 / (3,14 x 3)) = 0,042 (м)
d (для кухни) = √ (4 x 0,002 / (3,14 x 3)) = 0,03 (м)
d (для туалета) = √ (4 x 0,00664 / (3,14 x 3)) = 0,053 (м)
Для определения сечения труб берется наибольший расчетный показатель. С учетом небольшого запаса в этом примере разводку водопровода можно провести трубами сечением 55 мм.
Как рассчитать с помощью специальной полупрофессиональной программы смотрите в видео.
Пропускная способность — важный параметр для любых труб, каналов и других наследников римского акведука. Однако пропускная способность не всегда указывается на упаковке трубы (или на самом продукте). Кроме того, от схемы трубопровода зависит также то, сколько жидкости проходит через сечение трубы. Как правильно рассчитать пропускную способность трубопроводов?
Методы расчета пропускной способности трубопроводов
Существует несколько методов расчета этого параметра, каждый из которых подходит для конкретного случая.Некоторые обозначения, которые важны при определении пропускной способности трубы:
Наружный диаметр — физический размер участка трубы от одного края внешней стены до другого. В расчетах она обозначается как Dn или Dн. Этот параметр указан в маркировке.
Условный проход — это приблизительное значение диаметра внутреннего сечения трубы, округленное до ближайшего целого числа. В расчетах он обозначается как Ду или Ду.
Физические методы расчета пропускной способности труб
Значения пропускной способности труб определяются по специальным формулам.Для каждого вида продукции — для газа, водоснабжения, канализации — методы расчета разные.
Табличные методы расчета
Имеется таблица примерных значений, созданная для облегчения определения пропускной способности труб для внутриквартирной проводки. В большинстве случаев высокая точность не требуется, поэтому значения можно применять без сложных вычислений. Но в этой таблице не учтено снижение пропускной способности из-за появления отложений внутри трубы, что характерно для старых магистралей.
Таблица 1. Пропускная способность трубы для жидкости, газа, пара
Тип жидкости Скорость (м / с) Городское водоснабжение 0,60-1,50 Водопровод 1,50-3,00 Вода для центрального отопления 2,00–3,00 Напорная вода в трубопроводе 0,75-1,50 Гидравлическая жидкость до 12 м / с Нефтепровод 3,00-7,5 Масло в напорной системе трубопровода 0,75-1,25 Пар в системе отопления 20,0-30,00 Система центрального парового трубопровода 30,0-50,0 Пар в системе отопления с высокой температурой 50,0-70,00 Воздух и газ в центральной системе трубопроводов 20,0-75,00 Существует точная таблица расчета расхода, называемая таблицей Шевелева, которая учитывает материал трубы и многие другие факторы.Эти столы редко используются при прокладке водопровода по квартире, но в частном доме с несколькими нестандартными стояками могут пригодиться.
Расчет с помощью программы
В распоряжении современных сантехнических фирм есть специальные компьютерные программы для расчета пропускной способности труб, а также многих других подобных параметров. Кроме того, были разработаны онлайн-калькуляторы, которые, хотя и менее точны, но бесплатны и не требуют установки на ПК.Одна из стационарных программ «ТАСкоп» — это разработка западных инженеров, являющаяся условно-бесплатным ПО. Крупные компании используют «Гидросистему» - отечественную программу, которая рассчитывает трубы по критериям, влияющим на их работу в регионах Российской Федерации. Помимо гидравлического расчета, он позволяет считывать другие параметры трубопроводов. Средняя цена 150 000 руб.
Как рассчитать пропускную способность газовой трубы
Газ — один из самых сложных материалов для транспортировки, в частности, потому, что он имеет свойство сжиматься и, следовательно, может выходить через мельчайшие щели в трубах.Особые требования предъявляются к расчету пропускной способности газовых труб (как и к проектированию газовой системы в целом).
Формула расчета пропускной способности газовой трубы
Максимальная пропускная способность газопроводов определяется по формуле:
Qмакс = 0,67 Du2 * p
, где p равно рабочему давлению в газопроводной системе + 0,10 МПа или абсолютному давлению газа;
Ду — условный проход трубы.
Есть сложная формула для расчета пропускной способности газовой трубы.При проведении предварительных расчетов, а также при расчете отечественного газопровода его обычно не используют.
Qмакс = 196,386 Du2 * p / z * T
где z — коэффициент сжимаемости;
Т — температура транспортируемого газа, К;
По этой формуле определяется прямая зависимость температуры транспортируемой среды от давления. Чем выше значение T, тем сильнее газ расширяется и прижимается к стенкам.Поэтому при расчете крупных трубопроводов инженеры учитывают возможные погодные условия в районе прохождения трубопровода. Если номинал трубы DN меньше давления газа, образующегося при высоких температурах летом (например, при + 38 … + 45 градусов Цельсия), то велика вероятность выхода трубопровода из строя. Это влечет за собой утечку ценного сырья и создает возможность взрыва участка трубы.
Таблица расходов газовых труб в зависимости от давления
Имеется таблица для расчета пропускной способности газопровода для часто используемых диаметров труб и номинального рабочего давления.Для определения характеристик газопровода нестандартных размеров и давления потребуются инженерные расчеты. Кроме того, на давление, скорость и объем газа влияет температура наружного воздуха.
Максимальная скорость (W) газа в таблице составляет 25 м / с, а z (коэффициент сжимаемости) равен 1. Температура (T) составляет 20 градусов Цельсия или 293 Кельвина.
Таблица 2. Пропускная способность газопровода в зависимости от давления
Pwork (МПа) Пропускная способность трубопровода (м3 / час) при wgas = 25 м / с; z = 1; Т = 20 ° С = 293 ° К DN 50 DN 80 Ду 100 Ду 150 Ду 200 DN 300 DN 400 DN 500 0,3 670 1715 2680 6030 10720 24120 42880 67000 0,6 1170 3000 4690 10550 18760 42210 75040 117000 1,2 2175 5570 8710 19595 34840 78390 139360 217500 1,6 2845 7290 11390 25625 45560 102510 182240 284500 2,5 4355 11145 17420 39195 69680 156780 278720 435500 3,5 6030 15435 24120 54270 96480 217080 385920 603000 5,5 9380 24010 37520 84420 150080 337680 600320 0
7,5 12730 32585 50920 114570 203680 458280 814720 1273000 10,0 16915 43305 67670 152255 270680 609030 108720 16 Пропускная способность канализационной трубы
Пропускная способность канализационной трубы — важный параметр, который зависит от типа трубопровода (напор или сила тяжести).Формула расчета основана на законах гидравлики. Помимо кропотливого расчета, используются таблицы для определения пропускной способности канализации.
Для гидравлического расчета канализации требуется определить неизвестные:
- диаметр трубопровода DN;
- средняя скорость потока v;
- гидравлический уклон л;
- степень наполнения h / Du (в расчетах они отталкиваются гидравлическим радиусом, который связан с этой величиной).
На практике они ограничиваются вычислением значения l или h / d, поскольку остальные параметры легко вычислить. В предварительных расчетах гидравлический уклон принимается равным уклону земной поверхности, при котором движение сточных вод не будет ниже скорости самоочистки. Значения скорости, а также максимальные значения h / DN для внутренних сетей можно найти в таблице 3.
Юлия Петриченко, эксперт
Кроме того, существует стандартизованное значение минимального уклона для труб малого диаметра: 150 мм
(i = 0.008) и 200 (i = 0,007) мм.
Формула объемного расхода жидкости выглядит так:
, где а — площадь проходного сечения,
v — скорость потока, м / с.
Скорость рассчитывается по формуле:
где R — гидравлический радиус;
C — коэффициент смачивания;
Отсюда вы можете вывести формулу гидравлического уклона:
По нему этот параметр определяется, если требуется расчет.
, где n — коэффициент шероховатости в диапазоне от 0,012 до 0,015 в зависимости от материала трубы.
Гидравлический радиус считается равным нормальному радиусу, но только тогда, когда труба полностью заполнена. В остальных случаях используйте формулу:
, где A — площадь поперечного сечения жидкости,
P — периметр смачивания или поперечная длина внутренней поверхности трубы, которая соприкасается с жидкостью.
Таблицы пропускной способности самотечных канализационных труб
В таблицу включены все параметры, используемые для выполнения гидравлического расчета.Данные выбираются по значению диаметра трубы и подставляются в формулу. Здесь уже рассчитан объемный расход жидкости q, проходящей через участок трубы, который можно принять за пропускную способность линии.
Кроме того, есть более подробные таблицы Лукинов, содержащие готовые значения пропускной способности для труб разного диаметра от 50 до 2000 мм.
Таблицы пропускной способности напорных канализационных сетей
В таблицах пропускной способности напорных труб канализации значения зависят от максимальной степени заполнения и рассчитанного среднего расхода сточной воды.
Таблица 4. Расчет расхода сточной воды, литров в секунду
Диаметр, мм Начинка Принято (оптимальный уклон) Скорость сточных вод в трубе, м / с Расход, л / с 100 0,6 0,02 0,94 4,6 125 0,6 0,016 0,97 7,5 150 0,6 0,013 1,00 11,1 200 0,6 0,01 1,05 20,7 250 0,6 0,008 1,09 33,6 300 0,7 0,0067 1,18 62,1 350 0,7 0,0057 1,21 86,7 400 0,7 0,0050 1,23 115,9 450 0,7 0,0044 1,26 149,4 500 0,7 0,0040 1,28 187,9 600 0,7 0,0033 1,32 278,6 800 0,7 0,0025 1,38 520,0 1000 0,7 0,0020 1,43 842,0 1200 0,7 0,00176 1,48 1250,0 Пропускная способность водопровода
Сантехнические трубы чаще всего используются в доме.А поскольку они находятся под большой нагрузкой, расчет пропускной способности водопровода становится важным условием надежной работы.
Проницаемость трубы в зависимости от диаметра
Диаметр не самый важный параметр при расчете проницаемости трубы, но он также влияет на ее значение. Чем больше внутренний диаметр трубы, тем выше проницаемость, а также тем меньше вероятность засоров и пробок. Однако помимо диаметра необходимо учитывать коэффициент трения воды о стенки трубы (табличное значение для каждого материала), длину трубопровода и разницу давлений жидкости на входе и выходе.Кроме того, на проницаемость сильно влияет количество колен и фитингов в трубопроводе.
Таблица пропускной способности труб по температуре теплоносителя
Чем выше температура в трубе, тем меньше ее пропускная способность, поскольку вода расширяется и тем самым создает дополнительное трение. Для водопровода это не важно, но для систем отопления это ключевой параметр.
Есть таблица для расчетов по теплу и теплоносителю.
Таблица 5.Пропускная способность трубы в зависимости от теплоносителя и тепловой мощности
Диаметр трубы, мм Пропускная способность По теплу Под охлаждающей жидкостью Вода Steam Вода Steam Гкал / ч т / ч 15 0,011 0,005 0,182 0,009 25 0,039 0,018 0,650 0,033 38 0,11 0,05 1,82 0,091 50 0,24 0,11 4,00 0,20 75 0,72 0,33 12,0 0,60 100 1,51 0,69 25,0 1,25 125 2,70 1,24 45,0 2,25 150 4,36 2,00 72,8 3,64 200 9,23 4,24 154 7,70 250 16,6 7,60 276 13,8 300 26,6 12,2 444 22,2 350 40,3 18,5 672 33,6 400 56,5 26,0 940 47,0 450 68,3 36,0 1310 65,5 500 103 47,4 1730 86,5 600 167 76,5 2780 139 700 250 115 4160 208 800 354 162 5900 295 900 633 291 10500 525 1000 1020 470 17100 855 Таблица пропускной способности труб в зависимости от давления теплоносителя
Имеется таблица с описанием пропускной способности труб в зависимости от давления.
Таблица 6. Пропускная способность трубы в зависимости от давления транспортируемой жидкости
Расход Пропускная способность Ду труба 15 мм 20 мм 25 мм 32 мм 40 мм 50 мм 65 мм 80 мм 100 мм Па / м — мбар / м менее 0,15 м / с 0,15 м / с 0.3 м / с 90,0 — 0,900 173 403 745 1627 2488 4716 9612 14940 30240 92,5 — 0,925 176 407 756 1652 2524 4788 9756 15156 30672 95,0 — 0,950 176 414 767 1678 2560 4860 9900 15372 31104 97,5 — 0,975 180 421 778 1699 2596 4932 10044 15552 31500 100,0 — 1 000 184 425 788 1724 2632 5004 10152 15768 31932 120,0 — 1,200 202 472 871 1897 2898 5508 11196 17352 35100 140,0 — 1,400 220 511 943 2059 3143 5976 12132 18792 38160 160,0 — 1,600 234 547 1015 2210 3373 6408 12996 20160 40680 180,0 — 1,800 252 583 1080 2354 3589 6804 13824 21420 43200 200,0 — 2,000 266 619 1151 2486 3780 7200 14580 22644 45720 220,0 — 2,200 281 652 1202 2617 3996 7560 15336 23760 47880 240,0 — 2,400 288 680 1256 2740 4176 7920 16056 24876 50400 260,0 — 2,600 306 713 1310 2855 4356 8244 16740 25920 52200 280,0 — 2,800 317 742 1364 2970 4356 8566 17338 26928 54360 300,0 — 3,000 331 767 1415 3076 4680 8892 18000 27900 56160 Таблица пропускной способности труб в зависимости от диаметра (по Шевелеву)
Ф.Таблицы А. и А. Ф. Шевелевых — один из наиболее точных табличных методов расчета пропускной способности водопровода. Кроме того, они содержат все необходимые формулы расчета для каждого конкретного материала. Это объемный информативный материал, которым чаще всего пользуются инженеры-гидротехники.
В таблицах учитывается:
- диаметры трубы — внутренний и внешний;
- толщина стенки;
- срок службы водопровода;
- длина строки;
- Назначение труб.
Формула гидравлического расчета
Для водопроводных труб применяется следующая формула расчета:
Онлайн калькулятор: расчет пропускной способности трубы
Если у вас есть вопросы или у вас есть справочники, в которых используются не упомянутые здесь методы, пишите в комментариях.
Параметры водопотребления:
- Размер диаметра трубы, который также определяет дальнейшую пропускную способность.
- Размер стенок трубы, по которому будет определяться внутреннее давление в системе.
Единственное, что не влияет на расход — это длина коммуникаций.
Если диаметр известен, расчет можно провести с использованием следующих данных:
- Конструкционный материал для строительства труб.
- Технология, влияющая на процесс сборки трубопроводов.
Характеристики влияют на давление внутри водопровода и определяют расход воды.
Если вы ищете ответ на вопрос, как определить расход воды, то вам необходимо выучить две формулы расчета, определяющие параметры использования.
- Формула расчета на день: Q = ΣQ × N / 100. Где ΣQ — это годовое ежедневное потребление воды на одного жителя, а N — количество жителей в здании.
- Формула расчета по часам q = Q × K / 24. Где Q — суточный расчет, а K — коэффициент по СНиП, неравномерное потребление (1,1–1,3).
Эти простые вычисления могут помочь определить расходы, которые будут отражать потребности и требования данного дома. Есть таблицы, по которым можно рассчитывать жидкость.
Справочные данные для расчета воды
При использовании таблиц следует рассчитать все краны, ванные комнаты и водонагреватели в доме. Таблица СНиП 2.04.02-84.
Стандартные нормы расхода:
- 60 литров — 1 чел.
- 160 литров — на 1 человека, если в доме лучше водоснабжение.
- 230 литров — на 1 человека, в доме с качественным водоснабжением и санузлом.
- 350 литров — на 1 человека с проточной водой, встроенной техникой, ванной, туалетом.
Зачем рассчитывать воду по СНиП?
Как определить расход воды на каждый день — не самая популярная информация среди рядовых жителей дома, но специалистам по монтажу трубопроводов эта информация нужна еще меньше. И самое большее им нужно знать, каков диаметр соединения и какое давление оно поддерживает в системе.
Но чтобы определить эти показатели, нужно знать, сколько воды нужно в трубопроводе.
Формула для определения диаметра трубы и расхода жидкости:
Стандартная скорость жидкости в системе без давления составляет 0,7 м / с и 1,9 м / с. А скорость от внешнего источника, например котла, определяется паспортом источника. Зная диаметр, определяется расход в коммуникациях.
Расчет потери давления воды
Потеря расхода воды рассчитывается с учетом падения давления по одной формуле:
В формуле L — длина соединения, λ — потери на трение, ρ — пластичность.
Индекс трения изменяется от следующих значений:
- уровень шероховатости покрытия;
- препятствие в оборудовании в точках запирания;
- расход жидкости;
- длина трубопровода.
Простота расчета
Зная потерю давления, скорость жидкости в трубах и требуемый объем воды, становится намного понятнее, как определить расход воды и размер трубопровода. Но чтобы избавиться от долгих расчетов, можно воспользоваться специальной таблицей.
Где D — диаметр трубы, q — расход воды потребителем, V — скорость относительно воды, i — курс. Для определения значений их необходимо найти в таблице и соединить в прямую линию. Также определяется расход и диаметр с учетом уклона и скорости. Поэтому самый простой способ расчета — использовать таблицы и графики.
Зачем нужны такие расчеты
При составлении плана строительства большого коттеджа с несколькими санузлами, частной гостиницы, организации противопожарной системы очень важно иметь более-менее точные сведения о транспортных возможностях существующей трубы с учетом его диаметр и давление в системе.Все дело в колебаниях давления во время пика водопотребления: подобные явления довольно серьезно сказываются на качестве предоставляемых услуг.
Кроме того, если водопровод не оборудован счетчиками воды, то при оплате коммунальных услуг т. Н. «Проходимость трубы». В данном случае вполне логичен вопрос о применяемых в данном случае тарифах.
Важно понимать, что второй вариант не распространяется на частные помещения (квартиры и коттеджи), где при отсутствии счетчиков при расчете оплаты учитываются санитарные нормы: обычно это до 360 л / сутки. на человека.
От чего зависит проницаемость трубы
От чего зависит расход воды в круглой трубе? Создается впечатление, что поиск ответа не должен вызывать затруднений: чем больше сечение трубы, тем больший объем воды она сможет пройти за определенное время. При этом запоминается и давление, потому что чем выше столб воды, тем быстрее вода будет продавливаться по коммуникациям. Однако практика показывает, что это далеко не все факторы, влияющие на потребление воды.
Кроме них необходимо учитывать следующие моменты:
- Длина трубы … С увеличением длины вода сильнее трется о ее стенки, что приводит к замедлению потока. Ведь в самом начале системы на воду влияет исключительно давление, но также важно, насколько быстро следующие порции получат возможность войти в коммуникацию. Торможение внутри трубы часто достигает высоких значений.
- Расход воды зависит от диаметра в гораздо более сложной степени, чем кажется на первый взгляд. При небольшом диаметре трубы стенки сопротивляются потоку воды на порядок больше, чем в более толстых системах. В результате по мере уменьшения диаметра трубы ее преимущество с точки зрения отношения расхода к показателю внутренней площади на участке фиксированной длины уменьшается. Проще говоря, толстая водопроводная труба транспортирует воду намного быстрее, чем тонкая.
- Изготовление материала … Еще один важный момент, напрямую влияющий на скорость движения воды по трубе. Например, гладкий пропилен гораздо более способствует скольжению в воде, чем шероховатые стальные стены.
- Срок службы … Со временем на стальных трубах появляется ржавчина. Кроме того, как для стали, так и для чугуна характерно постепенное накопление известковых отложений. Сопротивление потоку воды у труб с отложениями намного выше, чем у новых стальных изделий: эта разница иногда достигает 200 раз.Кроме того, зарастание трубы приводит к уменьшению ее диаметра: даже если не учитывать повышенное трение, ее проницаемость явно снижается. Также важно отметить, что пластмассовые и металлопластиковые изделия не имеют таких проблем: даже после десятилетий интенсивного использования уровень их сопротивления потокам воды остается на исходном уровне.
- Наличие поворотов, штуцеров, переходников, клапанов способствует дополнительному торможению потоков воды.
Все вышеперечисленные факторы необходимо учитывать, потому что речь идет не о каких-то мелких ошибках, а о серьезной разнице в несколько раз. В заключение можно сказать, что простое определение диаметра трубы по расходу воды вряд ли возможно.
Новая возможность расчета расхода воды
Если использование воды осуществляется из-под крана, это значительно упрощает задачу. Главное в этом случае, чтобы размеры сливного отверстия были намного меньше диаметра водопровода.2 = 0,000314159265 м2. В итоге получается, что максимальный расход воды по трубе соответствует 0,000314159265 * 14 = 0,00439822971 м3 / с (чуть меньше 4,5 л воды / сек). Как видите, в этом случае расчет воды по сечению трубы довольно прост. Также в открытом доступе есть специальные таблицы с указанием расхода воды на самую популярную сантехнику, с минимальным значением диаметра водопровода.
Как вы уже понимаете, универсального простого способа рассчитать диаметр трубопровода в зависимости от расхода воды не существует.Однако вы все равно можете вывести для себя определенные показатели. Особенно это актуально, если система оборудована пластиковыми или металлопластиковыми трубами, а вода расходуется кранами с небольшим выходным сечением. В некоторых случаях этот метод расчета применим к стальным системам, но речь идет в первую очередь о новых водопроводах, которые не успели покрыться внутренними отложениями на стенах.
Расход воды по диаметру трубы: определение диаметра трубопровода в зависимости от расхода, расчет по сечению, формула максимального расхода при давлении в круглой трубе
Расход воды по диаметру трубы: определение диаметра трубопровода в зависимости от расхода, расчет по секциям, формула максимального расхода при давлении в круглой трубе
Расход воды по трубе: возможен ли простой расчет?
Возможен ли простой расчет расхода воды на основе диаметра трубы? Или единственный выход — обратиться к специалистам, предварительно составив подробную карту всех систем водоснабжения района?
В конце концов, гидродинамические расчеты чрезвычайно сложны…
Наша задача — узнать, сколько воды может пропустить эта труба.
Для чего это нужно?
- При самостоятельном расчете сантехнических систем .
Если вы планируете построить большой дом с несколькими гостевыми банями, мини-отель, продумайте систему пожаротушения — желательно знать, сколько воды может подать труба заданного диаметра при определенном давлении.
Ведь значительное падение напора на пиках водопотребления вряд ли порадует жителей.А слабая струйка воды из пожарного шланга, скорее всего, будет бесполезна.
- При отсутствии счетчиков воды коммунальные службы обычно выставляют счет организациям «по проходимости».
Обратите внимание: второй сценарий не касается квартир и частных домов. Если нет счетчиков воды, коммунальные платежи оплачивают воду согласно санитарным нормам. Для современных благоустроенных домов это не более 360 литров на человека в сутки.
Надо признать: счетчик воды значительно упрощает отношения с ЖКХ
Факторы, влияющие на проницаемость трубы
Что влияет на максимальный расход воды в круглой трубе?
Очевидный ответ
Здравый смысл подсказывает, что ответ должен быть очень простым.Есть водопровод. В нем дыра. Чем его больше, тем больше воды пройдет через него за единицу времени. Ой, извините, давление больше.
Очевидно, 10-сантиметровый столб воды протолкнет меньше воды через сантиметровое отверстие, чем водяной столб высотой с десятиэтажное здание.
Итак, от внутреннего участка трубы и от давления в водопроводе, верно?
Вам действительно нужно что-то еще?
Правильный ответ
№Эти факторы влияют на расходы, но это только начало длинного списка. Расчет расхода воды по диаметру трубы и давлению в ней подобен расчету траектории полета ракеты на Луну, исходя из видимого положения нашего спутника.
Если не принимать во внимание вращение Земли, движение Луны по собственной орбите, сопротивление атмосферы и гравитацию небесных тел, то маловероятно, что наш космический корабль дойдет даже примерно до нужной точки. в космосе.
На то, сколько воды выльется из трубы диаметром x при давлении на пути y, влияют не только эти два фактора, но также:
- Длина трубы … Чем она длиннее, тем сильнее трение воды о стенки, что замедляет течение воды в ней. Да, на воду в самом конце трубы влияет только давление в ней, но ее место должны занять следующие объемы воды. А водопровод их тормозит, да еще как.
Именно из-за потери давления в длинной трубе на нефтепроводах устанавливаются насосные станции.
- Диаметр трубы влияет на поток воды гораздо труднее, чем предполагает здравый смысл. … Для труб малого диаметра сопротивление стенок потоку намного больше, чем для толстых труб.
Причина в том, что чем меньше труба, тем менее выгодным в ней с точки зрения расхода воды соотношение внутреннего объема и площади поверхности при фиксированной длине.
Проще говоря, воде легче течь по толстой трубе, чем по тонкой.
- Материал стен — еще один важный фактор, от которого зависит скорость движения воды. … Если вода скользит по гладкому полипропилену, как вырезка неуклюжей дамы на тротуаре по льду, то грубая сталь создает гораздо большее сопротивление потоку.
- Возраст трубы также сильно влияет на проницаемость трубы. … Стальные водопроводные трубы ржавеют, кроме того, сталь и чугун с годами обрастают известковыми отложениями.
Заросшая труба имеет гораздо большее сопротивление потоку (сопротивление полированной новой стальной трубы и ржавой трубы отличается в 200 раз!).Более того, участки внутри трубы из-за разрастания уменьшают свой просвет; даже в идеальных условиях через заросшую трубу будет проходить гораздо меньше воды.
Как вы думаете, имеет ли смысл рассчитывать проницаемость по диаметру трубы на фланце?
Обратите внимание: состояние поверхности пластиковых и металлополимерных труб со временем не ухудшается. Через 20 лет труба будет иметь такое же сопротивление потоку воды, как и во время монтажа.
- Наконец, любой поворот, изменение диаметра, разнообразные клапаны и фитинги — все это тоже замедляет поток воды.
Эх, если бы вышеперечисленными факторами можно было пренебречь! Однако речь идет не об отклонениях в пределах погрешности, а о разнице в разы.
Все это приводит нас к печальному выводу: простой расчет расхода воды по трубе невозможен.
Луч света в темном царстве
Однако в случае протока воды через кран задача может быть значительно упрощена.2 = 0,000314159265 м2.
Таким образом, расход воды через нашу лунку будет равен 0,000314159265 * 14 = 0,00439822971 м3 / с, или чуть меньше четырех с половиной литров в секунду.
Как видите, в этой версии расчет не очень сложен.
Кроме того, в приложении к статье вы найдете таблицу расхода воды по наиболее распространенной сантехнике с указанием минимального диаметра подключения.
Заключение
Короче все.Как видите, универсального простого решения мы не нашли; тем не менее, надеюсь, вы найдете эту статью полезной. Удачи!
Как рассчитать пропускную способность трубы
Расчет пропускной способности — одна из самых сложных задач при прокладке трубопровода. В этой статье мы постараемся разобраться, как именно это делается для разных типов трубопроводов и материалов труб.
Трубы большой емкости
Пропускная способность — важный параметр для любых труб, каналов и других наследников римского акведука.Однако пропускная способность не всегда указывается на упаковке трубы (или на самом продукте). Кроме того, от схемы трубопровода зависит также то, сколько жидкости проходит через сечение трубы. Как правильно рассчитать пропускную способность трубопроводов?
Методика расчета пропускной способности трубопроводов
Существует несколько методов расчета этого параметра, каждый из которых подходит для конкретного случая. Некоторые обозначения, которые важны при определении пропускной способности трубы:
Наружный диаметр — физический размер участка трубы от одного края внешней стены до другого.В расчетах она обозначается как Dn или Dн. Этот параметр указан в маркировке.
Условный проход — это приблизительное значение диаметра внутреннего сечения трубы, округленное до ближайшего целого числа. В расчетах он обозначается как Ду или Ду.
Физические методы расчета пропускной способности труб
Значения пропускной способности труб определяются по специальным формулам. Для каждого вида продукции — для газа, водоснабжения, канализации — методы расчета разные.
Табличные методы расчета
Имеется таблица примерных значений, созданная для облегчения определения пропускной способности труб для внутриквартирной проводки. В большинстве случаев высокая точность не требуется, поэтому значения можно применять без сложных вычислений. Но в этой таблице не учтено снижение пропускной способности из-за появления отложений внутри трубы, что характерно для старых магистралей.
Существует точная таблица расчета расхода, называемая таблицей Шевелева, которая учитывает материал трубы и многие другие факторы.Эти столы редко используются при прокладке водопровода по квартире, но в частном доме с несколькими нестандартными стояками могут пригодиться.
Расчет по программам
В распоряжении современных сантехнических фирм есть специальные компьютерные программы для расчета пропускной способности труб, а также многих других подобных параметров. Кроме того, были разработаны онлайн-калькуляторы, которые, хотя и менее точны, но бесплатны и не требуют установки на ПК.Одна из стационарных программ «ТАСкоп» — это разработка западных инженеров, являющаяся условно-бесплатным ПО. Крупные компании используют «Гидросистему» - отечественную программу, которая рассчитывает трубы по критериям, влияющим на их работу в регионах Российской Федерации. Помимо гидравлического расчета, он позволяет считывать другие параметры трубопроводов. Средняя цена 150 000 руб.
Как рассчитать пропускную способность газовой трубы
Газ — один из самых сложных материалов для транспортировки, в частности, потому, что он имеет свойство сжиматься и, следовательно, может выходить через мельчайшие щели в трубах.Особые требования предъявляются к расчету пропускной способности газовых труб (как и к проектированию газовой системы в целом).
Формула расчета пропускной способности газопровода
Максимальная пропускная способность газопроводов определяется по формуле:
Qмакс = 0,67 Du2 * p
, где p равно рабочему давлению в газопроводной системе + 0,10 МПа или абсолютному давлению газа;
Ду — условный проход трубы.
Есть сложная формула для расчета пропускной способности газовой трубы.При проведении предварительных расчетов, а также при расчете отечественного газопровода его обычно не используют.
Qмакс = 196,386 Du2 * p / z * T
где z — коэффициент сжимаемости;
Т — температура транспортируемого газа, К;
По этой формуле определяется прямая зависимость температуры транспортируемой среды от давления. Чем выше значение T, тем сильнее газ расширяется и прижимается к стенкам.Поэтому при расчете крупных трубопроводов инженеры учитывают возможные погодные условия в районе прохождения трубопровода. Если номинал трубы DN меньше давления газа, образующегося при высоких температурах летом (например, при + 38 … + 45 градусов Цельсия), то велика вероятность выхода трубопровода из строя. Это влечет за собой утечку ценного сырья и создает возможность взрыва участка трубы.
Таблица расходов газовых труб в зависимости от давления
Имеется таблица для расчета пропускной способности газопровода для часто используемых диаметров труб и номинального рабочего давления.Для определения характеристик газопровода нестандартных размеров и давления потребуются инженерные расчеты. Кроме того, на давление, скорость и объем газа влияет температура наружного воздуха.
Максимальная скорость (W) газа в таблице составляет 25 м / с, а z (коэффициент сжимаемости) равен 1. Температура (T) составляет 20 градусов Цельсия или 293 Кельвина.
Пропускная способность канализационной трубы
Пропускная способность канализационной трубы — важный параметр, который зависит от типа трубопровода (напор или сила тяжести).Формула расчета основана на законах гидравлики. Помимо кропотливого расчета, используются таблицы для определения пропускной способности канализации.
Формула гидравлического расчета
Для гидравлического расчета канализации требуется определить неизвестные:
- диаметр трубопровода DN;
- средняя скорость потока v;
- гидравлический уклон л;
- степень наполнения h / Du (в расчетах они отталкиваются гидравлическим радиусом, который связан с этой величиной).
На практике они ограничиваются вычислением значения l или h / d, поскольку остальные параметры легко вычислить. В предварительных расчетах гидравлический уклон принимается равным уклону земной поверхности, при котором движение сточных вод не будет ниже скорости самоочистки. Значения скорости, а также максимальные значения h / DN для внутренних сетей можно найти в таблице 3.
Кроме того, существует стандартное значение минимального уклона для труб малого диаметра: 150 мм.
(я = 0.008) и 200 (i = 0,007) мм.
Формула объемного расхода жидкости выглядит так:
где a — проходное сечение,
v — скорость потока, м / с.
Скорость рассчитывается по формуле:
где R — гидравлический радиус;
C — коэффициент смачивания;
Отсюда вы можете вывести формулу гидравлического уклона:
По нему этот параметр определяется, если требуется расчет.
, где n — коэффициент шероховатости в диапазоне от 0,012 до 0,015 в зависимости от материала трубы.
Гидравлический радиус считается равным нормальному радиусу, но только тогда, когда труба полностью заполнена. В остальных случаях используйте формулу:
, где A — площадь поперечного сечения жидкости,
P — периметр смачивания или поперечная длина внутренней поверхности трубы, которая соприкасается с жидкостью.
Таблицы пропускной способности самотечных канализационных труб
В таблицу включены все параметры, используемые для выполнения гидравлического расчета.Данные выбираются по значению диаметра трубы и подставляются в формулу. Здесь уже рассчитан объемный расход жидкости q, проходящей через участок трубы, который можно принять за пропускную способность линии.
Кроме того, есть более подробные таблицы Лукинов, содержащие готовые значения пропускной способности для труб разного диаметра от 50 до 2000 мм.
Таблицы пропускной способности напорных канализационных сетей
В таблицах пропускной способности напорных труб канализации значения зависят от максимальной степени заполнения и рассчитанного среднего расхода сточной воды.
Пропускная способность водопровода
Сантехнические трубы чаще всего используются в доме. А поскольку они находятся под большой нагрузкой, расчет пропускной способности водопровода становится важным условием надежной работы.
Проницаемость трубы в зависимости от диаметра
Диаметр не самый важный параметр при расчете проницаемости трубы, но он также влияет на ее значение. Чем больше внутренний диаметр трубы, тем выше проницаемость, а также тем меньше вероятность засоров и пробок.Однако помимо диаметра необходимо учитывать коэффициент трения воды о стенки трубы (табличное значение для каждого материала), длину трубопровода и разницу давлений жидкости на входе и выходе. Кроме того, на проницаемость сильно влияет количество колен и фитингов в трубопроводе.
Таблица пропускной способности труб по температуре теплоносителя
Чем выше температура в трубе, тем меньше ее пропускная способность, поскольку вода расширяется и тем самым создает дополнительное трение.Для водопровода это не важно, но для систем отопления это ключевой параметр.
Есть таблица для расчетов по теплу и теплоносителю.
Таблица пропускной способности труб в зависимости от давления теплоносителя
Имеется таблица с описанием пропускной способности труб в зависимости от давления.
Таблица пропускной способности труб в зависимости от диаметра (по Шевелеву)
Таблицы
Ф.А. и А.Ф. Шевелева — один из наиболее точных табличных методов расчета пропускной способности водопровода.Кроме того, они содержат все необходимые формулы расчета для каждого конкретного материала. Это объемный информативный материал, которым чаще всего пользуются инженеры-гидротехники.
В таблицах учитывается:
- диаметры трубы — внутренний и внешний;
- толщина стенки;
- срок службы водопровода;
- длина строки;
- Назначение труб.
Пропускная способность трубы в зависимости от диаметра, давления: таблицы, формулы расчета, онлайн-калькулятор
Расчет пропускной способности — одна из самых сложных задач при прокладке трубопровода.В этой статье мы постараемся разобраться, как именно это делается для разных типов трубопроводов и материалов труб.
Методика расчета таблицы Шевелева теоретическая гидравлика СНиП 2.04.02-84
Исходные данные
Материал трубопроводов: Новая сталь без внутреннего защитного покрытия или с битумным защитным покрытием Новый чугун без внутреннего защитного покрытия или с битумным защитным покрытием Не новая сталь и чугун без внутреннего защитного покрытия или с битумным защитным покрытием Асбест -цемент Железобетон с виброгидравлическим прессованием Железобетон центрифугированный Сталь и чугун с внутренним пластиковым или полимерноцементным покрытием, нанесенное центрифугированием Сталь и чугун, с внутренним цементно-песчаным покрытием, напыление Сталь и чугун, с внутренним цементом -пескоструйное покрытие, нанесенное центрифугированием Из полимерных материалов (пластика) Стекло
Расчетный расход
л / с м3 / час
Внешний диаметр
ммТолщина стенки мм
Длина трубопровода
мСредняя температура воды
° СЭкв.шероховатость внутр. Поверхность труб: Сильно заржавевшая или с большими отложениями. Сталь или чугун, старая ржавчина. Сталь оцинкованная. через несколько лет Сталь через несколько лет Чугун новая Сталь оцинкованная новая Сталь сварная новая Стальная бесшовная новая Тянутая из латуни, свинца, меди Стекло
Сумма местных сопротивлений
Платеж
Зависимость потери давления от диаметра трубы
Html5 не работает в вашем браузере
При расчете системы водоснабжения или отопления перед вами стоит задача выбора диаметра трубопровода.Чтобы решить такую проблему, вам необходимо произвести гидравлический расчет вашей системы, а для еще более простого решения вы можете использовать гидравлический расчет онлайн , что мы сейчас и сделаем.
Порядок работы:
1. Выбрать соответствующий метод расчета (расчет по таблицам Шевелева, теоретическая гидравлика или СНиП 2.04.02-84)
2. Выбрать материал трубопровода
3. Установить расчетный расход воды в трубопроводе
4. Установите внешний диаметр и толщину стенки трубопровода
5.Установите длину трубопровода
6. Установите среднюю температуру воды
Результатом расчета будет график и значения гидравлического расчета, приведенные ниже.
График состоит из двух значений (1 — потеря давления воды, 2 — скорость воды). Оптимальные диаметры труб будут написаны зеленым цветом под графиком.Тех. вы должны установить диаметр так, чтобы точка на графике находилась точно над вашими зелеными значениями диаметра трубопровода, потому что только при таких значениях скорость воды и потери напора будут оптимальными.
Потеря давления в трубопроводе указывает на потерю давления в данном участке трубопровода. Чем выше потери, тем больше работы придется проделать, чтобы доставить воду в нужное место.
Характеристика гидравлического сопротивления показывает, насколько эффективно диаметр трубы подбирается в зависимости от потери давления.
Для справки:
— если вам нужно знать скорость жидкости / воздуха / газа в трубопроводе различного поперечного сечения — используйтеConductance & Throughput в вакуумных трубопроводах
Фиг.1 График кривой коэффициента откачки. Публикуется в большинстве выпусков каталогов продукции Edwards Vacuum. Сопротивление потоку газа через компоненты, составляющие вакуумную систему, оказывает значительное влияние на скорость откачки и давление в системе. Любая труба или компонент, через который должен проходить газ, является препятствием для потока этого газа, то есть оказывает сопротивление потоку. Это происходит на черновой линии, форвакуумной линии и в трубопроводе высокого вакуума и влияет на количество времени, необходимое для вакуумирования вакуумной камеры до необходимого базового или технологического давления.
Например, если большая вакуумная камера соединена с ее вакуумным насосом с помощью длинной трубы с малым внутренним диаметром, поток газа по трубе будет затруднен, и газ будет удаляться из камеры очень медленно. Имеется высокое сопротивление потоку газа и низкая проводимость трубы с малым внутренним диаметром.
Давайте сначала рассмотрим простую вакуумную систему, в которой используется единственный механический вакуумный насос, причем вакуумная камера часто устанавливается прямо над входом в вакуумный насос.
В этом случае вычисление времени, необходимого для вакуумирования камеры, является простым делом, используя уравнение
T = FV / S
Фиг.2 Типовые вакуумные насосы для вакуумных печей. Фото любезно предоставлено «Modern Vacuum Practice» стр. 223, написанная Найджелом Харрисом и перепечатанная с разрешения автора. В Северной Америке единицы измерения, используемые в этом уравнении для простых вакуумных систем, обычно: T = время в минутах, V = объем камеры в кубических футах и S = скорость откачки вакуумного насоса в кубических футах в минуту (куб. ). Используемые единицы должны быть согласованными. F — коэффициент, взятый из кривой, показанной на рис.1 и представляет собой поправку, используемую для учета снижения скорости насоса при падении давления.
Часто проектировщику необходимо выбрать правильный размер вакуумного насоса, чтобы соответствовать определенному времени откачки. Для выбора размера насоса уравнение принимает вид S = FV / T
.
На рис. 1 при давлении около 6 x 10 -1 мбар кривая разделяется на одну кривую для одноступенчатого насоса и другую кривую для двухступенчатого насоса. Если в процессе используется масляный диффузионный насос для откачивания камеры в область высокого вакуума, механический вакуумный насос обычно представляет собой двухступенчатый насос.Одноступенчатый роторно-поршневой насос с нагнетателем Рутса (или вакуумным усилителем) считается эквивалентом двухступенчатого насоса. Это связано с тем, что нагнетатель Рутса снижает давление примерно на одну декаду по сравнению с предельным вакуумом одноступенчатого насоса, а также увеличивает скорость откачки в системе, когда она работает на полной скорости.
Предполагая, что камера имеет объем (V) 120 куб. Футов (около 5 футов в диаметре и 6 футов в длину), соединение вакуумного насоса не превышает 1 фут в длину, если проводимость не принимается во внимание, а требуемый вакуум равен 6 x 10 -2 торр (60 мкм).На диаграмме (Рис. 1) коэффициент F близок к 11. Эта диаграмма показывает мбар по шкале давления, и преобразование составляет 8 x 10 -2 мбар (соотношение 3/4). Дизайнер хочет достичь давления за 10 минут. (Этот график взят из Европы, в качестве единицы давления используется мбар)
Таким образом, формула принимает вид S = 11 x 120/10, что дает 1320/10 = 132 кубических футов в минуту
Чтобы обеспечить дегазацию в системе и другие неизвестные факторы, хорошим выбором будет вакуумный насос со скоростью откачки 150 кубических футов в минуту.
Ввод выбранного размера насоса в версию уравнения для времени откачки дает:
T = FV / S и T = 11 x 120/150, что становится 1302/150 и T = 8,8 минут
Рис. 3 Длина черновой линии вакуумной печи. Фотография предоставлена VAC AERO.
Это дает небольшой коэффициент безопасности для обеспечения дегазации процесса, но для некоторых процессов может потребоваться насос большего размера, если выделение газа из печи и поверхностей продукта велико, т.е.е. при использовании ячеистой изоляции или если растение находится в очень влажном месте.
Теперь сравним этот результат для того же объема камеры с более нормальным расположением трубопровода для этого большого объема.
В вакуумных системах используется термин проводимость, а не сопротивление. Электропроводность — это прямое значение того, сколько газа будет течь на метр трубы при определенном давлении (или среднем давлении) в этой трубе.
Электропроводность обратно пропорциональна сопротивлению C = 1 / R
.
Неформальное определение проводимости — это способность трубы пропускать объем газа (при любом давлении) от одного конца к другому за единицу времени.Единицами измерения обычно являются литры в секунду (л / с или л / с -1 ), но они могут отображаться в любых единицах объема в единицу времени.
(В этом обсуждении я буду использовать формат л / с для единиц измерения, поскольку иногда использование научного обозначения x -n может сбивать с толку, когда значения давления отображаются в том же формате)
Определение — это уравнение C (проводимость) = Q (пропускная способность) / P 1 — P 2 , где P 1 больше, чем P 2
Этим уравнением можно манипулировать (заменяя P на Q / S), чтобы получить S eff = S p x C / S p + C
(Пропускная способность Q = P x S)Фиг.4 Таблица преобразования скорости насоса. Воссоздано из оригинала в «Дизайн вакуумной системы».
С помощью этих уравнений теперь мы можем сравнить «фактическую» скорость насоса и «эффективную» скорость насоса, чтобы увидеть, как длина и диаметр трубопровода влияют на время простоя черновой стадии.
В типичной вакуумной печи камера также имеет установленный на ней масляный диффузионный насос, а также используются другие трубопроводы и клапаны, позволяющие откачивать печь насосами в правильной последовательности.Популярная конструкция будет аналогична показанной на рис. 2, где масляный диффузионный насос соединен с клапаном высокого вакуума. Трубопровод от основного насосного агрегата также соединяется с выпуском диффузионного насоса, а удерживающий насос включен в вспомогательную линию диффузионного насоса, который будет использоваться во время черновой стадии цикла.
Реальная схема трубопроводов показана на рис. 3, который представляет собой типичный насосный агрегат для вакуумной печи. В этом обсуждении мы сконцентрируемся на длине черновой линии.Эта черновая линия от входа механического насоса до соединения на клапане высокого вакуума имеет длину не менее 6 футов. Чтобы запутать читателя, большинство доступных кривых и диаграмм взяты из Европы и показывают мбар и метры, так что это примерно 2 метра. Для целей обсуждения размер трубопровода составляет 6 дюймов (около 152 мм).
Последнее необходимое преобразование — преобразование выбранной скорости насоса 150 кубических футов в минуту в единицы л / с. На рисунке 4 мы видим куб.футов в минуту x 0,472 = л / с, поэтому 150 куб.футов в минуту = 70,8 л / с.
Для определения «эффективной» скорости откачки выбранного вакуумного насоса в ближайшей точке черновой линии к камере последний необходимый параметр — это проводимость черновой линии при требуемом давлении 6 x 10 -2 торр. .Это можно сделать из рис. 5, на котором показана проводимость «на метр» труб разного диаметра при разных давлениях.
Обратите внимание на диаграмму или в верхней части диаграммы, что при давлениях, приближающихся к атмосферному, проводимость высока, и не видно ограничения скорости насоса или нет никаких ограничений. При падении давления значение проводимости падает примерно в десять раз на каждую декаду падения давления. Для выбранной трубы диаметром 100 мм кривая проводимости сглаживается между 1 x 10 -1 и 2 x 10 -3 торр и остается постоянной примерно на 100 л / с ниже этого давления.
При 6 x 10 -2 торр, проводимость C = 1000 л / с (на метр)
Рис. 5 Электропроводность в трубах длиной 1 м. Фото любезно предоставлено «Modern Vacuum Practice» стр. 320. как указано выше.
Так как длина трубы 2 метра, фактическая проводимость C = 500 л / с
В области кривой около 45 ° газ находится в вязком или непрерывном потоке. Там, где кривая сглаживается до горизонтальной линии, газ находится в переходном потоке, а когда кривая становится горизонтальной, газовый поток находится в молекулярном потоке.Наглядная аналогия различных режимов потока показана на рис. 6. Переходный поток будет представлять собой изменяющуюся смесь ламинарных и молекулярных потоков.
Теперь посмотрим, какой будет эффективная скорость откачки на конце камеры черновой линии при требуемом давлении 6 x 10 -2 торр.
S eff = S p x C / S p + C S eff = 70,8 x 500 / 70,8 + 500 S eff = 35400 / 570,8
Эффективная скорость насоса на конце камеры черновой линии S eff = 62 л / с
Преобразуя 62 л / с обратно в куб. Фут / мин, мы видим 62 x 2.12 = 131 куб. Фут / мин.
В этом примере при эффективной скорости откачки 131 куб. Размер насоса (S p ), возможно, придется увеличить примерно до 200 кубических футов в минуту.Если бы черновая линия имела длину 3 метра, для того же насоса эффективная скорость была бы 124 кубических футов в минуту при таком давлении. Это означает потерю скорости откачки примерно на 17%, что увеличит время простоя выше 10 минут, указанных в спецификации.
Фиг.6 Диаграммы расхода газа. Фото любезно предоставлено «Modern Vacuum Practice» стр. 320. как указано выше.
Если вы вернетесь к рис. 5 и посмотрите на проводимость трубы с внутренним диаметром 70 мм (диаметром около 3 дюймов) при требуемом давлении 6 x 10 -2 торр, вы увидите, что проводимость упала. примерно до 300 л / с на метр трубы или всего 150 л / с для 2-метровой трубы, которую мы использовали в этом примере. Это будет означать, что труба диаметром 100 мм (4 дюйма) является гораздо лучшим размером трубопровода для этого примера, чем труба диаметром 70 мм (3 дюйма).
Электропроводность изменяется при изменении давления, поэтому проектировщик может рассчитать эффективную скорость для каждой декады давления. Для механических поршневых и лопастных насосов это действительно необходимо только в том месте, где на диаграмме проводимости начинается конкретный размер трубы. Это связано с тем, что скорость насоса довольно постоянна при более высоких давлениях.
Расчет эффективной скорости насоса более важен при использовании воздуходувки Рутса, поскольку скорость его насоса имеет форму колоколообразной кривой. Для оценки времени откачки средняя скорость насоса для каждой декады давления должна использоваться как S p , чтобы вычислить время откачки для каждой декады давления, а затем сложить времена, чтобы найти общее время.
Есть и другие факторы, которые следует учитывать при расчете времени откачки; два основных фактора — это перекачиваемый газ и температура газа. Количество изгибов в трубопроводе, качество поверхности внутри трубы и проводимость через клапаны — все это влияет на расчеты.
Если трубопровод имеет два разных диаметра трубы, проводимость для каждой длины рассчитывается и используется для определения общей проводимости трубопровода.Это сравнение проводимости в вакуумных линиях показывает, что это важное соображение при проектировании технологической камеры и выборе механических вакуумных насосов.
(При подготовке технической статьи, содержащей уравнения и числа, всегда есть вероятность того, что была сделана ошибка при преобразовании одной единицы в другую и обратно, даже если числа были дважды проверены. Я надеюсь, что хотя бы один читатель проверит номера и дайте мне знать, если есть ошибка.)
Рис. 1. Производительность вакуумной печи. Выше мы обсуждали молекулы газа, поток газа и упоминали термин проводимость.Теперь мы немного поговорим о проводимости трубопровода вакуумной системы и о том, почему ее необходимо учитывать при проектировании типичной вакуумной печи или аналогичной вакуумной системы. Но сначала мы обсудим пропускную способность.
Пропускная способность
Вы когда-нибудь задумывались, почему вакуумные трубы и соединения бывают разных размеров в любой вакуумной системе? Я бы посоветовал большинству пользователей не задумываться об этом. Что есть, то есть. Итак, давайте посмотрим на части вакуумной системы и снова попытаемся визуализировать эти молекулы газа, которые настолько крошечные, что мы не можем их увидеть, и понять условия в разных местах системы.
Скорость откачки больших механических вакуумных насосов обычно указывается в кубических футах в минуту. Это можно обозначить по-разному; куб. фут / мин, куб. фут / мин или фут 3 мин -1 . Это также отображается в метрических единицах как кубические метры / час, литры / мин и л / мин, также показанные как m 3 час -1 и l min -1 .
Хотя последние термины самые современные, в обучении я обычно использую «cfm» и «l / min» как простые для написания термины, а не использую отрицательные степени десяти.В этом случае «-1» означает, что время является делителем под чертой в записанном уравнении или формуле, то есть на единицу времени, но некоторые студенты, которые плохо знакомы с вакуумной технологией или инженерными терминами, думают об отрицательной степени десяти как вакуум или показание давления ниже атмосферного.
Таким образом, единицы скорости откачки указывают объем газа, перекачиваемого за определенное время, но они не связывают эту скорость откачки с каким-либо параметром давления. Если добавить член давления, то мы сможем определить массу газа, который течет в этой точке системы.
Формула для расчета пропускной способности: Q = P V / t = PS
Где Q = производительность, P = давление, V = объем, S = скорость откачки и t = время
Производительность постоянна в любой точке вакуумной системы при нормальной работе. (Рис. 1) В этом примере я назначил скорость откачки «S» для диффузионного насоса 8000 л / сек. Таким образом, диаметр входного отверстия диффузионного насоса составляет около 20 дюймов (около 500 мм). Давление в вакуумной камере «P» показано как 1 x 10 -6 Торр, что является типичным давлением для многих вакуумных приложений.(Помните, что 1 x 10 -6 представляет одну миллионную часть 1 торра)
В позиции 1 на входе насоса высокого вакуума произведение P и S показывает пропускную способность Q, равную 4,8 x 10 -1 Торр л / мин.
В позиции 2 в опорной линии на выходе из диффузионного насоса насос сжал газ до 5 x 10 -2 Торр, потому что мы знаем, что Q является постоянным и составляет 4,8 x 10 -1 Торр л. / мин, мы можем рассчитать P, который составляет 9,6 x 10 0 л / мин.
В позиции 3 газ из вспомогательной линии был сжат с помощью механического вакуумного насоса до атмосферного давления 760 Торр, и, поскольку Q составляет 4,8 x 10 -1 Торр л / мин, P рассчитано равным 6,3 x 10 -4 л / мин.
Газ в вакуумной камере с давлением 1 x 10 -6 Торр (позиция 1) находится в молекулярном потоке, где молекулы газа движутся в случайном направлении и чаще сталкиваются с поверхностями внутри камеры, чем с другими молекулы.Скорость откачки полностью зависит от входного размера диффузионного насоса; чем больше входное отверстие насоса, тем больше молекул газа попадет в насос.
Когда молекулы газа проходят через струи пара диффузионного насоса, они сжимаются до меньшего объема и более высокого давления, как показано на линии поддержки (позиция 2). При давлении около 5 x 10 -2 Торр молекулы газа теперь переходят от молекулярного потока к вязкому или непрерывному потоку. (Эта опорная линия может иметь диаметр от 3 до 6 дюймов в зависимости от комбинации используемых диффузионных и механических насосов.)
Молекулы газа в переходном потоке теперь движутся вниз по трубопроводу до более низкого давления, создаваемого на входе механического обратного насоса, где они снова сжимаются до атмосферного давления и выпускаются из системы (позиция 3).
Из этого примера мы узнаем немного больше о молекулах газа, движущихся через систему вакуумной печи. При низком давлении в вакуумной камере огромный объем газа сначала сжимается в диффузионном насосе примерно в 10 000 раз, от 1 x 10 -6 до 1 x 10 -2 Торр.Затем этот газ сжимается еще примерно 15000 раз в механическом насосе, позволяя ему выйти в воздух при 760 Торр. Ни один из вакуумных насосов не может самостоятельно сжимать газ от давления вакуумной камеры до атмосферного, но, работая как два последовательно соединенных насоса, это можно сделать успешно.
Показанный пример начинается при уже низком давлении в вакуумной камере. Если мы посмотрим на другой набор чисел с давлением в вакуумной камере около 1 x 10 -3 Торр, пропускная способность Q будет в 1000 раз больше при 4.8 x 10 2 , что составляет 480 торр л / мин. Поскольку P останется в том же диапазоне в положении 2 и таком же в положении 3, расчеты показывают, что скорость откачки S также примерно в 1000 раз выше в этих местах насосной системы.
Рис. 2. Электропроводность в трубах. Электропроводность
Проводимость между двумя точками в вакуумной системе выражается как величина расхода газа, протекающего через устройство, деленная на результирующее падение давления.
C на метр = Q / P 1 — P 2 и выражается в литрах в секунду (л / сек)
Следовательно, если длина рассматриваемой трубы составляет 2 метра, проводимость из диаграммы на рисунке 2 делится на 2, чтобы получить общую проводимость.
Существуют разные формулы для расчета значений проводимости в вязких и молекулярных потоках. В этом обсуждении мы смотрим на проводимость черновой линии, которая по большей части будет в условиях переходного потока.Хотя проводимость можно рассчитать, ее легче определить по графику на рис. 2 для рассматриваемого нами примера.
Значения проводимости используются для определения «эффективной» скорости насоса в вакуумной камере, которая может сильно отличаться от «номинальной» скорости насоса вакуумного насоса на его впускном соединении. Эти знания используются для выбора механического вакуумного насоса правильного размера для грубой очистки вакуумной камеры за необходимое время.
Черновая линия, показанная на рис.1 проходит горизонтально со стороны вакуумной камеры, а затем колено поворачивает ее вниз и направляется ко входу механического вакуумного насоса. В этом трубопроводе всегда есть клапан черновой обработки, позволяющий открывать и закрывать черновую линию по мере необходимости. Клапан имеет свой собственный рейтинг проводимости, и некоторые производители указывают это в своей документации по клапанам. В этом простом примере мы проигнорируем проводимость клапана и рассмотрим только трубопровод, общая длина которого может составлять 2 или 3 метра в зависимости от конструкции системы.Мы рассмотрим оба варианта, чтобы увидеть разницу.
Если механический черновой и подкачивающий насос аналогичен Stokes 212 и имеет номинальную скорость откачки (Sp) 150 кубических футов в минуту, он будет иметь размер входного отверстия 3 дюйма. Это близко к размеру трубы 70 мм, показанному на рис. 2, поэтому мы будем использовать значения проводимости для трубы диаметром 70 мм на этом графике. Чтобы завершить расчет, мы должны выразить скорость насоса (Sp) в л / сек. Мы умножаем 150 кубических футов в минуту на коэффициент, показанный на рисунке 3, который составляет 0,472, чтобы получить скорость насоса 70.8 л / сек.
Проводимость изменяется в зависимости от давления, поэтому нам нужно сравнить различные давления, чтобы попытаться визуализировать «общую картину» — молекул газа, которые мы не можем видеть. Используемое давление представляет собой «среднее давление» в исследуемом трубопроводе.
Рис. 3. Преобразование скорости насоса. Первое, что нужно учитывать, — это 1 Торр, так как оно близко к максимальному давлению на диаграмме Рис. 2. (При давлении выше 1 Торр более высокие значения проводимости позволяют пропускать большой поток газа, а потери скорости насоса намного ниже.)
При среднем давлении 1 Торр труба диаметром 70 мм показывает проводимость 3000 л / с (на метр). [Рис.2 черные стрелки]
Формула для расчета эффективной скорости насоса (Se):
Se = Sp x C / Sp + C, поэтому теперь довольно просто ввести соответствующие числа и получить ответ. Убедитесь, что все используемые единицы совпадают, вы не можете смешивать cfm и l / sec.
Итак, при 1 торр для трубы длиной 1 метр формула принимает следующий вид: Se = 70,8 x 3000/70.8 + 3000
Это становится: Se = 212 400 / 3070,8
А эффективная скорость в камере: Se = 69,18 л / сек или 146 куб. Футов в минуту.
Таким образом, если черновая линия имеет диаметр 70 мм и длину 1 м, эффективная скорость насоса Se в камере упала всего на 4 кубических фута в минуту от номинальной скорости насоса Sp.
Теперь, глядя на черновые линии длиной 2 м и 3 м, мы увидим большую разницу.
Для черновой линии длиной 2 м Se составляет 146/2 = 73 кубических футов в минуту
Если длина черновой линии составляет 3 м, Se составляет 146/3 = 49 кубических футов в минуту.
Если мы проделаем те же расчеты для черновой линии при среднем давлении 1 x 10 -2 Торр, то есть в 100 раз более низком давлении, давайте посмотрим на результаты.
Рис. 4. Влияние проводимости черновой линии. Электропроводность для трубы длиной 1 м при 1 x 10 -2 Торр составляет 60 л / с [Рис. 2 фиолетовые стрелки] расчет показывает: Se = 68,9 куб. Футов в минуту
Для черновой линии длиной 2 м Se составляет около 35 кубических футов в минуту
Если длина черновой линии составляет 3 м, Se составляет около 23 куб. Футов в минуту.
В любом случае результаты показывают значительную потерю скорости откачки на входе камеры от входа насоса.
Эти числа сведены в таблицу на рис. 4 для облегчения чтения.
В другой статье мы можем посмотреть, как проводимость может повлиять на скорость откачки над масляным диффузионным насосом и в опорной линии.
Выводы
Для производительности: давления в различных точках системы показывают очень высокую степень сжатия, создаваемую масляным диффузионным и механическим насосами.Сравните их со степенью сжатия типичного автомобильного двигателя, которая составляет от 8 до 1.
Для проводимости: когда давление в линии черновой обработки падает ниже примерно 1 торр, эффективная скорость грубой откачки в камере значительно снижается по мере увеличения длины линии черновой обработки из-за потерь проводимости в трубопроводе.
Трубопроводы для черновой обработки должны быть как можно короче и иметь как можно большее отверстие.
Примечание: если черновая линия имеет отверстие увеличенного диаметра для увеличения проводимости, это также добавляет дополнительный объем в систему, которую необходимо откачать.В какой-то момент время, необходимое для откачивания добавленного объема, сводит на нет увеличившуюся эффективную скорость насоса в камере, и никаких улучшений не наблюдается.
Каталожные номера:
Часть этой статьи является сокращенной из заметок студентов учебного курса Edwards Vacuum под названием «Проектирование вакуумных систем» от 2001 года. Используемые уравнения взяты из «Modern Vacuum Practice», написанного и опубликованного в Великобритании Найджелом Харрисом.
Copyright Ховард Тринг, ООО «Тринг Энтерпрайзис». Консультации по вопросам вакуума и низкого давления.
Взаимосвязь между расходом, скоростью потока и диаметром трубы.
Однако нередко большинство пользователей не имеют всех необходимых точек данных. Команда инженеров LORRIC создала эту статью, чтобы помочь пользователям получить все правильные данные. С помощью формул и пояснений пользователи могут узнать, как рассчитать эти данные. В результате пользователи могут использовать соответствующие данные для выбора лучшего расходомера.
Сначала мы собираемся ввести формулы.
Взаимосвязь между расходом (л / мин), скоростью потока (м / с) и диаметром трубы.
С помощью приведенной ниже формулы мы можем понять взаимосвязь между расходом, скоростью потока и диаметром трубы.
Расход = Площадь поперечного сечения трубы X Скорость потока
Площадь поперечного сечения трубы может быть получена по следующей формуле.
Площадь поперечного сечения трубы = ID² / 4 Xπ (ID означает внутренний диаметр трубы, π означает Pi, равный 3,14)
Говоря о скорости потока, скорость потока — это скорость потока жидкости, которая представляет собой расстояние, на которое жидкость перемещается за единицу времени.
Вот применимые диапазоны скорости потока 3 различных расходомеров. Каждый расходомер использует свою теорию измерения.
Расходомеры с переменным сечением : 0,05 ~ 3,5 м / с
Лопастные расходомеры других марок : 0,3 ~ 10 м / с
Расходомеры лопастного колеса LORRIC AxleSense : 0,15 ~ 10 м / с
Ультразвуковые расходомеры 0,1 ~ 20 м / с
Ниже приведен пример, поясняющий формулу для расчета расхода.
Какова скорость потока, когда жидкость течет по 2-дюймовой трубе со скоростью 1 м / с?
Внутренний диаметр 2-дюймовой трубы составляет 51 мм. Скорость потока 1 м / с. Приведенная ниже формула показывает способ получения расхода с этими двумя точками данных.
0,051² / 4X3,1415X1 = 0,0020427604 м³ / с (1 м³ = 1000 л, LPM означает литры в минуту.)
= 0,00204 27604X1000X60 л / мин (л / мин)
= 122,565624 л / мин (л / мин)
Обратите внимание на следующие моменты
1.Постоянный поток: расход должен быть постоянным по всей трубе до тех пор, пока нет утечек или вилок. Следовательно, расходомер следует устанавливать там, где есть устойчивый поток потока.
2. При любом заданном расходе скорость потока обратно пропорциональна t площади поперечного сечения трубы. Меньшие трубы приведут к более высокой скорости потока; трубы большего диаметра приведут к снижению скорости потока. Поэтому мы не рекомендуем использовать маленький расходомер на большой трубе. Это будет пустой тратой энергии, и скорость потока будет слишком высокой для измерения скорости потока.
3. Даже для труб одного и того же размера внутренний диаметр стандартной трубы США и Японии будет отличаться. DN определяется как внешний диаметр стандартной трубы. ID можно оценить как внутренний диаметр стандартной трубы.
4. При необходимости сделайте перевод в метрическую или британскую систему единиц при вычислении. Например, 1000 мл = 1 л 1 мм = 0,001 м.
онлайн-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.
«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экология или экономия энергии.
курсов.»
Russell Bailey, P.E.
Нью-Йорк
«Он укрепил мои текущие знания и научил меня еще нескольким новым вещам.
, чтобы познакомить меня с новыми источниками
информации.
Стивен Дедак, P.E.
Нью-Джерси
«Материал был очень информативным и организованным.Я многому научился и они были
очень быстро отвечает на вопросы.
Это было на высшем уровне. Будет использовать
снова . Спасибо. «
Blair Hayward, P.E.
Альберта, Канада
«Простой в использовании веб-сайт. Хорошо организованный. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.
проеду по вашей компании
имя другим на работе.»
Roy Pfleiderer, P.E.
Нью-Йорк
«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком с
с деталями Канзас
Авария City Hyatt «
Майкл Морган, P.E.
Техас
«Мне очень нравится ваша бизнес-модель.Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Нашел класс
информативно и полезно
на моей работе »
Вильям Сенкевич, П.Е.
Флорида
«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны. You
— лучшее, что я нашел ».
Рассел Смит, П.E.
Пенсильвания
«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр
материал «.
Jesus Sierra, P.E.
Калифорния
«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы. На самом деле
человек узнает больше
от сбоев.»
John Scondras, P.E.
Пенсильвания
«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.
способ обучения. «
Джек Лундберг, P.E.
Висконсин
«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы, т.е. позволяете
студент для ознакомления с курсом
материалов до оплаты и
получает викторину.»
Арвин Свангер, P.E.
Вирджиния
«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и
получил огромное удовольствие «.
Мехди Рахими, П.Е.
Нью-Йорк
«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.
на связи
курсов.»
Уильям Валериоти, P.E.
Техас
«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о
.
обсуждаемых тем ».
Майкл Райан, P.E.
Пенсильвания
«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»
Джеральд Нотт, П.Е.
Нью-Джерси
«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было
информативно, выгодно и экономично.
Я очень рекомендую
всем инженерам.
Джеймс Шурелл, П.Е.
Огайо
«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и
не на основании каких-то неясных раздел
законов, которые не применяются
до «нормальная» практика.»
Марк Каноник, П.Е.
Нью-Йорк
«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.
организация. «
Иван Харлан, П.Е.
Теннесси
«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».
Юджин Бойл, П.E.
Калифорния
«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,
а онлайн-формат был очень
Доступно и просто
использовать. Большое спасибо «.
Патрисия Адамс, P.E.
Канзас
«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»
Joseph Frissora, P.E.
Нью-Джерси
«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь распечатанный тест во время
.
обзор текстового материала. Я
также оценил просмотр
фактических случаев предоставлено.
Жаклин Брукс, П.Е.
Флорида
«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.
испытание потребовало исследования в
документ но ответы были
в наличии. «
Гарольд Катлер, П.Е.
Массачусетс
«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.
в транспортной инженерии, что мне нужно
для выполнения требований
Сертификат ВОМ.»
Джозеф Гилрой, P.E.
Иллинойс
«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».
Ричард Роудс, P.E.
Мэриленд
«Я многому научился с защитным заземлением. До сих пор все курсы, которые я прошел, были отличными.
Надеюсь увидеть больше 40%
курсов со скидкой.»
Кристина Николас, П.Е.
Нью-Йорк
«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный
курсов. Процесс прост, и
намного эффективнее, чем
придется путешествовать. «
Деннис Мейер, P.E.
Айдахо
«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для Professional
.
Инженеры получат блоки PDH
в любое время.Очень удобно »
Пол Абелла, P.E.
Аризона
«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало
время искать где
получить мои кредиты от. «
Кристен Фаррелл, P.E.
Висконсин
«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями
и графики; определенно делает это
проще поглотить все
теорий. «
Виктор Окампо, P.Eng.
Альберта, Канада
«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по
.
мой собственный темп во время моего утро
до метро
на работу.»
Клиффорд Гринблатт, П.Е.
Мэриленд
«Просто найти интересные курсы, скачать документы и сдать
викторина. Я бы очень рекомендовал
вам на любой PE, требующий
CE единиц. «
Марк Хардкасл, П.Е.
Миссури
«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»
Randall Dreiling, P.E.
Миссури
«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь
по ваш промо-адрес электронной почты который
сниженная цена
на 40% «
Конрадо Казем, П.E.
Теннесси
«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».
Charles Fleischer, P.E.
Нью-Йорк
«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику
кодов и Нью-Мексико
правил. «
Брун Гильберт, П.E.
Калифорния
«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».
Дэвид Рейнольдс, P.E.
Канзас
«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng
.
при необходимости дополнительно
аттестат. «
Томас Каппеллин, П.E.
Иллинойс
«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали
мне то, за что я заплатил — много
оценено! «
Джефф Ханслик, P.E.
Оклахома
«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.
для инженера »
Майк Зайдл, П.E.
Небраска
«Курс был по разумной цене, а материал был кратким, а
хорошо организовано. «
Glen Schwartz, P.E.
Нью-Джерси
«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —
.
хороший справочный материал
для деревянного дизайна. «
Брайан Адамс, П.E.
Миннесота
«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»
Роберт Велнер, P.E.
Нью-Йорк
«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование
Building курс и
очень рекомендую .»
Денис Солано, P.E.
Флорида
«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса по этике в Нью-Джерси были очень хорошими.
хорошо подготовлен. «
Юджин Брэкбилл, P.E.
Коннектикут
«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на
.
обзор везде и
всякий раз, когда.»
Тим Чиддикс, P.E.
Колорадо
«Отлично! Поддерживаю широкий выбор тем на выбор».
Уильям Бараттино, P.E.
Вирджиния
«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».
Тайрон Бааш, П.E.
Иллинойс
«Вопросы на экзамене были зондирующими и демонстрировали понимание
материала. Полная
и комплексное.
Майкл Тобин, P.E.
Аризона
«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили курс
поможет по моей линии
работ.»
Рики Хефлин, P.E.
Оклахома
«Очень быстро и легко ориентироваться. Я обязательно воспользуюсь этим сайтом снова».
Анджела Уотсон, P.E.
Монтана
«Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».
Кеннет Пейдж, П.E.
Мэриленд
«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный
и отличное освежение ».
Luan Mane, P.E.
Conneticut
«Мне нравится, как зарегистрироваться и читать материалы в автономном режиме, а затем
Вернись, чтобы пройти викторину «
Алекс Млсна, П.E.
Индиана
«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю
это вся информация, которую я могу
Использование в реальных жизненных ситуациях «
Натали Дерингер, P.E.
Южная Дакота
«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне
успешно завершено
курс.»
Ира Бродская, П.Е.
Нью-Джерси
«Веб-сайтом легко пользоваться, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться.
и пройдите викторину. Очень
удобно а на моем
собственный график «
Майкл Глэдд, P.E.
Грузия
«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»
Деннис Фундзак, П.Е.
Огайо
«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH
Сертификат . Спасибо за создание
процесс простой ».
Фред Шейбе, P.E.
Висконсин
«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил
один час PDH в
один час. «
Стив Торкильдсон, P.E.
Южная Каролина
«Мне понравилась возможность скачать документы для проверки содержания
и пригодность, до
имея платить за
материал .»
Ричард Вимеленберг, P.E.
Мэриленд
«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».
Дуглас Стаффорд, П.Е.
Техас
«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем
.
процесс, которому требуется
улучшение.»
Thomas Stalcup, P.E.
Арканзас
«Мне очень нравится удобство участия в онлайн-викторине и получение сразу
сертификат. «
Марлен Делани, П.Е.
Иллинойс
«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по
.
много разные технические зоны за пределами
по своей специализации без
приходится путешествовать.