Расчёт диаметра трубы отопления

Для чего это нужно

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

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

Затвор шлюза часто используется для регулирования потоков открытых каналов, а уравнение Бернулли выполняет адекватную работу по моделированию ситуации. Гидравлический скачок может или не может произойти после шлюза. Уравнение Бернулли не может быть использовано для гидравлических скачков, так как энергия рассеивается. Круговое отверстие в резервуаре Некруглое отверстие в баке.

Диаграммы, показывающие некоторые ситуации, которые могут быть смоделированы с этими двумя выборами. Для комплексных расчетов, которые включают вязкие эффекты, попробуйте выполнить следующие расчеты: выгрузка из резервуара, циркулярные жидкие или газовые трубы с использованием потерь Дарси-Вейсбаха, циркулярные водопроводные трубы с использованием потерь Хазен-Уильямса. Изменение диаметра циркулярной трубы, изменение площади некруглого канала Расходомер Вентури, расходомер сопла и счетчик расхода воздуха.

  1. В отсутствие водосчетчиков коммунальные службы обычно выставляют счет организациям «по проходимости трубы»
    . Как любые разумные люди, мы склонны считать деньги. Если платим — то хотим знать, за что и по каким тарифам, не так ли?

Обратите внимание: второй сценарий не затрагивает квартиры и частные дома. Если нет водосчетчиков, коммунальники берут оплату за воду согласно санитарных норм

Для современных благоустроенных домов это не более чем 360 литров на человека в сутки.

Этот выбор полезен для определения изменения статического давления в трубе из-за изменения диаметра, определения расхода или конструирования расходомера. Места 1 и 2 должны быть как можно ближе друг к другу; В противном случае вязкие эффекты, связанные с трением трубы, будут влиять на давление. Однако в расходомерах обычно указаны места для кранов давления.

Для более точного и точного расчета Вентури, пожалуйста, посетите наш всесторонний расчет расходомера Вентури. Для более точных и точных уравнений и расчетов используйте наши исчерпывающие расчеты сопел и отверстий. Плотность, встроенная в расчет, находится при стандартном атмосферном давлении, которое составляет 1 атмосферу. Сообщения об ошибках, полученные путем расчета Сообщения отображаются, если вы решите для переменной, которая не используется для приложения. Например, вы не можете решить для разности давлений через шлюз шлюза, так как разница давлений по умолчанию равна 0, так как обе поверхности воды вверх и вниз по течению подвергаются атмосферному давлению.

Закон Торричелли

Живший в начале 17 века Эванджелиста Торричелли известен как ученик Галилео Галилея и автор самого понятия атмосферного давления. Ему принадлежит и формула, описывающая расход воды, выливающейся из сосуда через отверстие известных размеров.

Для работоспособности формулы Торричелли необходимо:

  1. Чтобы нам был известен напор воды (высота водяного столба над отверстием);
  1. Чтобы отверстие было существенно меньше диаметра сосуда
    , исключая, таким образом, потерю напора за счет трения о стенки.

На практике формула Торрричелли позволяет рассчитать расход воды через трубу с внутренним сечением известных размеров при известном мгновенном напоре во время расхода. Проще говоря: чтобы воспользоваться формулой, нужно установить манометр перед краном или рассчитать падение напора на водопроводе при известном давлении в трассе.

Сама формула выглядит так: v^2=2gh. В ней:

  • v — скорость потока на выходе из отверстия в метрах в секунду;
  • g — ускорение падения (для нашей планеты оно равно 9,78 м/с^2);
  • h — напор (высота водяного столба над отверстием).

Чем это поможет в нашей задаче? А тем, что расход жидкости через отверстие
(та самая пропускная способность) равен S*v
, где S — площадь сечения отверстия, а v — скорость потока из приведенной выше формулы.

В этом случае формула Торричелли будет иметь вид v^2=2*9,78*20=391,2. Квадратный корень из 391,2 округленно равен 20. Значит, вода будет выливаться из отверстия со скоростью 20 м/с.

Вычисляем диаметр отверстия, через которое изливается поток. Переведя диаметр в единицы СИ (метры), получаем 3,14159265*0,01^2=0,0003141593. А теперь вычисляем расход воды: 20*0,0003141593=0,006283186, или 6,2 литра в секунду.

Пропускная способность 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, для определения пропускной способности канализации используют таблицы.

Для гидравлического расчета канализации требуется определить неизвестные:

  1. диаметр трубопровода Ду;
  2. среднюю скорость потока v;
  3. гидравлический уклон l;
  4. степень наполнения h/ Ду (в расчетах отталкиваются от гидравлического радиуса, который связан с этой величиной).

Кроме того, существует нормированное значение минимального уклона для труб с малым диаметром: 150 мм

(i=0.008) и 200 (i=0.007) мм.

Формула объемного расхода жидкости выглядит так:

где a — это площадь живого сечения потока,

v – скорость потока, м/с.

Скорость рассчитывается по формуле:

где R – это гидравлический радиус;

С – коэффициент смачивания;

Отсюда можно вывести формулу гидравлического уклона:

По ней определяют данный параметр при необходимости расчета.

где n – это коэффициент шероховатости, имеющий значения от 0,012 до 0,015 в зависимости от материала трубы.

Гидравлический радиус считают равным радиусу обычному, но только при полном заполнении трубы. В остальных случаях используют формулу:

где А – это площадь поперечного потока жидкости,

P– смоченный периметр, или же поперечная длина внутренней поверхности трубы, которая касается жидкости.

Таблицы пропускной способности безнапорных труб канализации

В таблице учтены все параметры, используемые для выполнения гидравлического расчета. Данные выбирают по значению диаметра трубы и подставляют в формулу. Здесь уже рассчитан объемный расход жидкости q, проходящей через сечение трубы, который можно принять за пропускную способность магистрали.

Кроме того, существуют более подробные таблицы Лукиных, содержащие готовые значения пропускной способности для труб разного диаметра от 50 до 2000 мм.

Таблицы пропускной способности напорных канализационных систем

В таблицах пропускной способности напорных труб канализации значения зависят от максимальной степени наполнения и расчетной средней скорости сточной воды.

Диаметр, мм Наполнение Принимаемый (оптимальный уклон) Скорость движения сточной воды в трубе, м/с Расход, л/сек
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

Ограничения

Я намеренно ограничу область рассматриваемых задач водопроводом небольшого частного дома. Причины две:

  1. Газы и жидкости разной вязкости ведут себя при транспортировке по трубопроводу абсолютно по-разному. Рассмотрение поведения природного и сжиженного газа, нефти и прочих сред увеличило бы объем этого материала в несколько раз и увело бы нас далеко от моей специализации — сантехники;
  2. В случае большого здания с многочисленными сантехническими приборами для гидравлического расчета водопровода придется рассчитывать вероятность одновременного использования нескольких точек водоразбора. В небольшом доме расчет выполняется для пикового потребления всеми имеющимися приборами, что сильно упрощает задачу.

Важность правильных расчетов

Расчет потребления воды позволяет правильно выбрать материал и диаметр труб

При проектировке коттеджа с двумя и более санузлами либо небольшой гостиницы надо принимать во внимание, сколько воды смогут поставлять трубы выбранного сечения. Ведь если упадет давление в трубопроводе при большом потреблении, это приведет к тому, что нормально принять душ или ванну будет невозможно

Если проблема возникнет при пожаре, можно и вовсе лишиться дома. Поэтому расчет проходимости магистралей проводят еще перед началом строительства.

Владельцам небольших предприятий также важно знать пропускные показатели. Ведь при отсутствии приборов учета коммунальные службы, как правило, предъявляют счет на водопотребление организациям по пропускаемому трубой объему

Знание данных по своему водопроводу позволит контролировать расход воды и не платить лишнего.

Влияние различных факторов на работу водопроводной сети

На первый взгляд механизм простой – есть магистраль с определенным диаметром и чем большего оно размера, тем больше пройдет по ней жидкости при определенном давлении.

Безусловно, это действенные факторы, влияющие на расход воды и интенсивность ее перемещения по водопроводной сети. Но это только начало длинного перечня, поскольку кроме них существуют и другие воздействия:

  1. Длина трубы. По мере перемещения жидкость испытывает обратное направлению потока воздействие от трения о стенки трубы. Величина сопротивления такова, что пренебречь ею невозможно. Разумеется, на консоли через сливное отверстие скорость истечения зависит только от давления. Но вытекшую жидкость нужно заместить, а быстрота ввиду сопротивления недостаточна.
  2. Прямое воздействие на скорость течения жидкости оказывает диаметр внутреннего сечения трубопровода. Чем он меньше, тем более сильное сопротивление потоку оказывается, поскольку площадь контакта по отношению к объему протекающей воды увеличивается. То есть, между этими параметрами существует обратно пропорциональная зависимость.
  3. Материал, из которого изготовлена круглая труба, также оказывает существенное влияние. Внутренняя поверхность пластиковых изделий, изготовленных из сшитого полиэтилена, более гладкая, чем у аналогичных из металла. Она оказывает гораздо меньшее сопротивление потоку. Более того, при расчете скорости жидкости в трубопроводе, изготовленном из металла, следует понимать, что он справедлив только для новой системы. Такие системы очень быстро засоряются известковыми отложениями на внутренних стенках и продуктами окисления металла. Учесть такие воздействия невозможно, поскольку интенсивность их накопления во многом зависит от качества воды. Величина сопротивления в новой трубе и засоренной может возрастать до 200 раз.
  4. Скорость движения жидкости в трубопроводной системе во многом зависит от ее сложность. Каждый поворот, каждый фитинг – это потеря скорости, причем степень влияния не ограничивается статистической погрешностью, а снижает проходимость многократно.

Учитывая сказанное, очевидно, что достоверно определить основные параметры действия водопровода гидравлическим расчетом практически невозможно. Тем не менее, расчет скорости воды в трубопроводе необходим для определения первичных данных по его основным характеристикам и делать его нужно с использованием калькулятора, используя режим online.

Расчет требуемого диаметра трубопровода в данном калькуляторе является справочной величиной, которая может служить отправной точкой в подборе необходимых для проектирования труб, фитингов и других узлов и деталей трубопроводов. Формульная составляющая расчета основывается на базовой зависимости расхода жидкости в трубопроводе от его диаметра и скорости движения среды:

Q = ((πd 2 )/4)•w , где

Q – расход жидкости; d – диаметр трубопровода; w – скорость потока.

Выделив путем математических преобразований величину d диаметра трубопровода мы и предоставили вам возможность осуществления онлайн-расчета по соответствующим исходным данным.

Луч света в темном царстве

В случае расхода воды через кран, однако, задача может быть резко упрощена. Основное условие простого расчета: отверстие, через которое вода изливается, должно быть пренебрежимо мало по сравнению с диаметром подводящей воду трубы.

Эти расчеты были выполнены для нас, и вы можете найти значения потерь на трение в таблице 1 для разных размеров труб и расхода. Если скорость меньше, то потери на трение будут меньше, и если скорость будет выше, потеря будет больше, чем показано в таблице. Поэтому вы обычно видите больший размер трубы на стороне всасывания насоса, чем на выходе, Правило большого пальца состоит в том, чтобы сделать всасывающий трубопровод того же размера или одного размера больше, чем всасывающее соединение.

Для тех из вас, кто хотел бы выполнить собственные вычисления скорости, вы можете. Те, кто хотел бы выполнить расчеты трения труб, могут здесь. Здесь имеется калькулятор потерь на трение в трубах и здесь потери на трение фитингов. Производительность или характеристическая характеристика насоса.

Тогда действует закон Торричелли: v^2=2gh, где v — скорость вытекания из малого отверстия, g — ускорение свободного падения, а h — высота водяного столба, который стоит над отверстием. При этом через отверстие с сечением s за единицу времени будет проходить объем жидкости s*v.

На рис. 30 показана типичная характеристическая кривая общей зависимости от скорости потока. Это тип кривой, который публикуются всеми производителями насосов для каждого модельного насоса с заданной рабочей скоростью. Не все изготовители предоставят вам характеристику характеристик насоса. Однако кривая существует, и если вы настаиваете на том, что вы, вероятно, сможете ее получить. Вообще говоря, чем больше вы платите, тем больше технической информации вы получаете.

Как выбрать центробежный насос. Маловероятно, что центробежный насос, выкупленный с полки, точно удовлетворит ваши потребности в потоке. Полученный расход зависит от физических характеристик вашей системы, таких как трение, которое зависит от длины и размера труб и разности высот, которые зависят от здания и местоположения. Производитель насоса не имеет возможности знать, какими будут эти ограничения. Вот почему покупка центробежного насоса сложнее, чем покупка насоса с объемным рабочим объемом, который обеспечит его номинальный расход независимо от того, в какой системе вы его устанавливаете.

Не забудьте: сечение отверстия — это не диаметр, это площадь, равная pi*r^2.

Для столба воды 10 метров (что соответствует избыточному давлению в одну атмосферу) и отверстия диаметром 0,01 метр расчет будет таким:

v^2=2*9.78*10=195,6

Извлекаем квадратный корень и получаем v=13,98570698963767. Для простоты расчетов округлим значение скорости потока до 14 м/с.

Основными факторами, влияющими на скорость потока центробежного насоса, являются. Трение, которое зависит от длины трубы и диаметра. Статическая головка, которая зависит от разности высоты выпускного отверстия трубы относительно высоты поверхности жидкости всасывающего резервуара.

Зачем это нужно

Вязкость жидкости, если жидкость отличается от воды. Шаги для выбора центробежного насоса. Чтобы определить размер и выбрать центробежный насос, сначала определите расход. Если вы являетесь владельцем дома, выясните, какое из ваших применений для воды является крупнейшим потребителем. Во многих случаях это будет ванна, которая требует приблизительно 10 галлонов в минуту. В промышленных условиях расход будет часто зависеть от уровня производства установки. Выбор правильной скорости потока может быть таким же простым, как определение того, что требуется 100 гал / мин для заполнения резервуара в разумные сроки или скорость потока может зависеть от некоторого взаимодействия между процессами, которые необходимо тщательно проанализировать.

Сечение отверстия диаметром 0,01 м равно 3,14159265*0,01^2=0,000314159265 м2.

Таким образом, расход воды через наше отверстие будет равным 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 наиболее распространенными сантехническими приборами с указанием минимального диаметра подводки.

Методы расчета

На коэффициент трения влияет наличие запорных элементов и их количество

Чтобы определить проходимость системы водоснабжения, можно воспользоваться тремя расчетными методами:

  • Физический способ. Для выяснения показателей применяют формулы. Для исчисления требуется знание нескольких параметров, в частности, размер сечения трубного отрезка и с какой скоростью передвигается вода в магистрали.
  • Табличный метод. Он наиболее прост, поскольку подобрав в таблице показатели, можно тут же выяснить нужные данные.

  • Компьютерное программирование. Подобный «софт» просто отыскать и скачать в Интернете. Он создан специально для нахождения проходимости труб любой системы. Чтобы узнать нужный параметр, надо ввести в программу отправные данные: материал, протяженность, качество теплоносителя.

Последний метод, хоть и самый точный, не годится для расчетов обычных бытовых коммуникаций. Он достаточно сложен, и для его применения потребуется знать самые разные показатели. Чтобы рассчитать простую сеть для частного дома стоит прибегнуть к помощи онлайн-калькулятора. Хотя он и не такой точный, но зато бесплатен и не нуждается в установке на компьютер. Достичь более точной информации можно, сверив рассчитанные программой данные с таблицей.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: