Как рассчитать пропускную способность трубы. Какой диаметр трубы нужен в зависимости от расхода и давления Расчет воды по сечению трубы формула
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
- 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).
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 прост
Пропускная способность трубы 100 мм. Расчет внутренней канализации. Теоретические предпосылки
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.
Как можно рассчитать
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Также важно учесть количество одновременно работающих точек, принято с
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”).
Проектирование: Пропускная способность труб
Пропускная способность труб
| Диаметр трубы | Напорный трубопровод | Всасывание 1,5 м/с | Самотек 0,5 м/с скоэфф. заполнения 0,5 | |
| 3 м/с | 2 м/с | |||
| 20 | 2,7 | 1,8 | 1,4 | 0,2 |
| 32 | 7 | 4,7 | 3,5 | 0,6 |
| 50 | 17,2 | 11,4 | 8,6 | 1,4 |
| 63 | 27,3 | 18,2 | 13,6 | 2,3 |
| 75 | 38,6 | 25,8 | 19,3 | 3,2 |
| 90 | 55,6 | 37,1 | 27,8 | 4,6 |
| 110 | 83,1 | 55,4 | 41,5 | 6,9 |
| 160 | 175,8 | 117,2 | 87,9 | 14,6 |
| 220 | 332,4 | 221,6 | 166,2 | 27,7 |