Как рассчитать пропускную способность трубы калькулятор. Что такое пропускная способность трубы в зависимости от диаметра

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

1. 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.
2. 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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.

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:

1. Диаметр 150-250 мм — h/Ду составляет 0,6, а скорость – 0,7 м/с.
2. Диаметр 300-400 мм — h/Ду составляет 0,7, скорость – 0,8 м/с.
3. Диаметр 450-500 мм — h/Ду составляет 0,75, скорость – 0,9 м/с.
4. Диаметр 600-800 мм — h/Ду составляет 0,75, скорость – 1 м/с.
5. 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:

1. 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. 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.
2. Напорная канализация . Определять пропускную способность в данном типе системы посредством таблиц несколько проще – достаточ

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:

1. протяженность системы;
2. внутренний диаметр трубопровода;
3. коэффициент шероховатости для выбранного материала изготовления конструкции;
4. коэффициент сопротивления потока. Здесь учитываются все разветвления и тройники;
5. 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 трубопровода: как определить

Чтобы спроектировать трубопровод, вне зависимости от того, для каких целей он будет в дальнейшем использоваться, очень важно определить ряд ключевых параметров.

На самом деле, важно: для чего будет использоваться трубопровод. От этого зависит, из какого материала следует выбрать трубу. Для водопровода сегодня повсеместно применяется пластик и металло-пластик, для отопления металло-пластик и металл, для технических нужд на производстве могут применяться самые различные сплавы. Зная, какая труба выбрана и каков ее внутренний диаметр, можно приступать к выполнению расчета.

Зачем нужно знать пропускную способность?

По сути своей такая величина, как пропускная способность является показателем того, сколько воды пройдет за единицу времени через любое сечение трубы внутри системы. Пропускная способность может быть постоянной и непостоянной.

Если для монтажа выбраны металлические трубы, тогда приходится учитывать, что со временем внутри трубы будут образовываться наросты из накипи и ржавчины, существенно понижающие пропускную способность. Если же для монтажа выбран пластик, то он не имеет такой особенности и пропускная способность его со временем остается неизменной.

Очень важно при расчете пропускной способности учесть число точек потребления жидкости из трубопровода внутри системы. Если речь идет о водопроводе квартиры, потребуется суммировать все точки потребления (стиральная машина, раковина, унитаз, душ, посудомоечная машина и т.д.). Это очень важно, поскольку неправильный расчет приведет к тому, что при включении одного потребителя (раковина) остальным не хватит напора воды.

В стандартном гидравлическом расчете трубопровода учитывается материал труб, протяженность всей системы, число потребителей, а также пропускная способность. То есть величина пропускной способности – необходимое звено в общем гидравлическом расчете.

Расчет пропускной способности трубопровода

Сегодня на практике применяются три способа получения величины пропускной способности трубы. В зависимости от исходных данных и желания проектировщика может быть использован любой из них:
1. До недавнего времени существовал только один способ: выполнить расчет по специальной формуле. Однако, в конкретных условиях у вас может не оказаться всех необходимых для подстановки в нее данных. Например, Кш – коэффициент шероховатости зависит от материала трубы и берется из усредненных таблиц или из паспорта изделия, предоставляемого производителем.

2. Можно воспользоваться таблицами, где приводятся данные для гидравлического расчета труб из стали, стекла, пластика и асбо-цемента. Пример таких таблиц приведен в учебнике Ф.А. Шевелева.

3. Наконец, можно воспользоваться специальной программой. Обычно в них учитывается максимально возможное число параметров, чтобы дать проектировщику как можно более точный ответ. Обычно такими программами пользуются профессионалы, но и обычный человек легко сможет в ней разобраться.

Целесообразность использования программы целиком оправдана, например, при проектировании водопроводной системы большого частного дома с большим количеством точек потребления воды.

В вычислении пропускной способности проектировщику необходимо участь целый ряд параметров:
• Внутренний диаметр трубы;
• Протяженность трубопровода;
• Коэффициент шероховатости внутренней поверхности труб;
• Коэффициент местного сопротивления, зависящий от числа в системе различных отводов, компенсаторов для труб, тройников;
• Имеется ли вероятность внутреннего зарастания трубопровода.

Очевидно, что рассчитать пропускную способность первым способом достаточно сложно. Обычно пользуются вторым или третьим. Правильно выполненный расчет позволит в дальнейшем гарантировать бесперебойную эксплуатацию трубопровода. Если вы правильно рассчитали свою водопроводную систему, то при включении крана на кухне, вода не прекратит течь в ванной и т.д.

Таблицы пропускных способностей воздуховодов и труб разных сечений и при разных скоростях

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.