Расчет пропускной способности водопроводных труб: важность, методы, таблицы и формулы

Как рассчитать расход воды через трубу по давлению и диаметру

При прокладке водопроводных магистралей сложнее всего рассчитать пропускную способность трубных отрезков. Правильные подсчеты позволят добиться того, чтобы расход воды не был слишком большой и не снижался ее напор.

  1. Важность правильных расчетов
  2. От чего зависит проходимость трубы
  3. Методы расчета
  4. Как вычислить пропускную способность
  5. Вычисление на основе сечения трубы
  6. Расчет по температуре теплоносителя
  7. Поиск данных в зависимости от давления
  8. Гидравлический расчет по Шевелеву
  9. Применение формул

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.

От чего зависит проходимость трубы

Расход воды будет зависеть конфигурации водопровода, а также типа труб, из которых смонтирована сеть

Проходимость трубных отрезков является метрической величиной, характеризующей объем жидкости, пропускаемый по магистрали за определенный временной интервал. Этот показатель зависит от материала, используемого при производстве труб.

Трубопроводы из пластика сохраняют почти одинаковую проходимость в течение всего эксплуатационного периода. Пластик, по сравнению с металлом, не ржавеет, благодаря этому магистрали не засоряются долгое время.

У моделей из металла пропускная способность снижается год за годом. Вследствие того что трубы ржавеют, внутренняя поверхность постепенно отслаивается и становится шероховатой. Из-за этого на стенках образуется намного больше налета. В особенности быстро засоряются трубы горячего водоснабжения.

Кроме материала изготовления, проходимость зависит и от иных характеристик:

  • Длины водопровода. Чем больше протяженность, тем меньше скорость потока из-за воздействия силы трения, соответственно снижается и напор.
  • Диаметра труб. Стенки узких магистралей создают большее сопротивление. Чем меньше сечение, тем хуже будет соотношение скорости потока к значению внутренней площади на участке фиксированной длины. В более широких трубопроводах вода перемещается быстрее.
  • Присутствия поворотов, фитингов, переходников, кранов. Любые фасонные детали замедляют передвижение водных потоков.

При определении показателя пропускной способности необходимо учитывать все эти факторы в комплексе. Чтобы не запутаться в цифрах, стоит использовать проверенные формулы и таблицы.

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.

Программа расчета водоснабжения

  • 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.

    Как вычислить пропускную способность

    Табличный способ – самый простой. Таблиц подсчета разработано несколько: можно выбрать ту, которая подойдет в зависимости от известных параметров.

    Вычисление на основе сечения трубы

    В СНиП 2.04.01-85 предлагается узнать количество потребления воды по обхвату трубы.

    Внешнее сечение магистрали (мм) Приблизительное количество жидкости
    В литрах в минуту В кубометрах в час
    20 15 0,9
    25 30 1,8
    32 50 3
    40 80 4,8
    50 120 7,2
    63 190 11,4

    В соответствии с нормативами СНиП, дневное потребление воды одним человеком – не более 60 литров. Эти данные для дома без водопровода. Если смонтирована водоподающая сеть, объем увеличивается до 200 литров.

    Расчет по температуре теплоносителя

    С ростом температуры уменьшается проходимость трубы – вода расширяется и тем самым создает дополнительное трение.

    Вычислить нужные данные можно по специальной таблице:

    Трубное сечение (мм) Пропускная способность
    По теплоте (гкл/ч) По теплоносителю (т/ч)
    Вода Пар Вода Пар
    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

    Для подведения водопроводной системы эта информация не является чрезвычайно важной, но для контуров отопления считается главным показателем.

    Поиск данных в зависимости от давления

    Давление потока воды общей магистрали учитывается при подборе труб

    При подборе труб для установки любой коммуникационной сети нужно учесть давление потока в общей магистрали. Если предусмотрен напор под высоким давлением, надо устанавливать трубы с большим сечением, чем при движении самотеком. Если при подборе трубных отрезков не учтены эти параметры, а по малым сетям пропускают большой водный поток, они станут издавать шум, вибрировать и быстро придут в негодность.

    Чтобы найти наибольший расчетный водный расход, используется таблица пропускной способности труб в зависимости от диаметра и разных показателей давления воды:

    Расход Пропускная способность
    Сечение трубы 15 мм 20 мм 25 мм 32 мм 40 мм 50 мм 65 мм 80 мм 100 мм
    Па/м Мбар/м Меньше 0,15 м/с 0,15 м/с 0,3 м/с
    90,0 0,900 173 403 745 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 1000,0 184 425 788 1724 2632 5004 10152 15768 31932
    120,0 1200,0 202 472 871 1897 2898 5508 11196 17352 35100
    140,0 1400,0 220 511 943 2059 3143 5976 12132 18792 38160
    160,0 1600,0 234 547 1015 2210 3373 6408 12996 20160 40680
    180,0 1800,0 252 583 1080 2354 3589 6804 13824 21420 43200
    200,0 2000,0 266 619 1151 2488 3780 7200 14580 22644 45720
    220,0 2200,0 281 652 1202 2617 3996 7560 15336 23760 47880
    240,0 2400,0 288 680 1256 2740 4176 7920 16056 24876 50400
    260,0 2600,0 306 713 1310 2855 4356 8244 16740 25920 52200
    280,0 2800,0 317 742 1364 2970 4356 8568 17338 26928 54360
    300,0 3000, 331 767 1415 3078 4680 8892 18000 27900 56160

    Средний показатель давления в большей части стояков варьируется от 1,5 до 2,5 атмосфер. Зависимость от числа этажей регулируют путем деления сети водоснабжения на несколько веток. Нагнетание воды посредством насосов сказывается и на изменении скорости потока.

    Так же, рассчитывая расход воды через трубу по таблице значений диаметра трубы и давления, учитывается не только количество кранов, но и численность водонагревателей, ванн и иных потребителей.

    Гидравлический расчет по Шевелеву

    Для наиболее верного выявления показателей всей водоснабжающей сети используют особые справочные материалы. В них определены ходовые характеристики для труб из разных материалов.

    В виде примера хорошего образца для расчетов можно назвать таблицу Шевелева. Это объемный справочник. Чтобы им воспользоваться, не обязательно идти в библиотеку. Все нужные данные можно найти во Всемирной сети. Кроме того, есть электронные программы на основе таблиц Шевелева. Достаточно ввести требуемые параметры, чтобы получить готовый результат.

    Применение формул

    Применение разных формул зависит от известных данных. Самая простая из них: q = π×d²/4 ×V. В формуле: q показывает расход воды в литрах, d – сечение трубы в см, V – скоростной показатель продвижения гидропотока в м/сек.

    Скоростные параметры можно взять из таблицы:

    Тип водоподведения Скорость (м/сек)
    Городской водопровод 0,60–1,50
    Магистральный трубопровод 1,50–3,00
    Центральная сеть отопления 2,00–3,00
    Напорная система 0,75–1,50

    При подсоединении дополнительных нагнетающих устройств нужно учесть коэффициент создаваемого напора. Он указан в руководстве пользователя.

    Знать, какими характеристиками обладают трубы, нужно для грамотного подключения сантехнических приборов. При правильном подборе данных не будет повода беспокоиться, что при открытии крана в ванной комнате вода на кухне перестанет идти либо снизится ее напор.

    Расчет пропускной способности трубопровода по диаметру и давлению

    Пропускная способность трубы в гидравлике — объем или масса проходящего за единицу времени вещества через ее сечение. Этот показатель является важнейшим при расчете и проектировании трубопроводов, транспортирующих различные жидкости и газы. Правильно подобранные параметры позволяют системе функционировать без перегрузок, а также снизить расходы, связанные с ее устройством или модернизацией.

    1. Для чего определяется пропускная способность?
    2. С чего начать?
    3. Методы определения пропускной способности
    4. Закон Торричелли
    5. Таблица пропускной способности труб для жидкостей, газа, водяного пара
    6. Таблица пропускной способности трубы в зависимости от диаметра (по Шевелеву)
    7. Таблица пропускной способности труб в зависимости от давления теплоносителя
    8. Таблица пропускной способности труб при разной температуре теплоносителя
    9. Таблицы пропускной способности напорных канализационных систем
    10. Таблицы пропускной способности безнапорных труб канализации
    11. Таблица пропускных способностей газовых труб в зависимости от давления
    12. Методы расчета пропускной способности трубопроводов
    13. Гидравлический расчет трубопровода
    14. Расчет пропускной способности канализационных труб
    15. Расчет пропускной способности газопроводов
    16. Как рассчитать параметры дымохода
    17. Онлайн калькуляторы
    18. Заключение

    Для чего определяется пропускная способность?

    При расчете водопровода стоит задача определить оптимальный диаметр трубы для обеспечения нормативного потребления воды.

    Если сечение слишком мало, это приводит к недостаточному напору в трубах даже при большом давлении, в результате:

    • насосное оборудование быстрее изнашивается,
    • чаще происходят аварии на линии,
    • увеличивается расход энергии.

    Для ремонта систем требуются дополнительные траты, что повышает стоимость эксплуатации.

    В гидравлике пропускная способность всей системы рассчитывается по самому узкому месту. Часто трубопроводы сравнивают с электропроводкой, только по трубам бежит вода, а по проводам — электрический ток.

    С чего начать?

    Отправная точка для расчета системы — определение нормативного расхода воды в зависимости от количества приборов и одновременно включаемых водоразборных точек. Базовые данные указаны в СНиП 2.04.01-85*, для потребляющего воду оборудования технические характеристики можно узнать из паспорта и суммировать с нормативными.

    Зная, сколько потребуется воды на различные нужды, подбираются все элементы системы:

    • насосы,
    • коллекторы,
    • трубы,
    • клапана и т.д.

    Методы определения пропускной способности

    Расчеты ведутся различными методами:

    • По формулам гидравлики. Это достаточно сложный способ, требующий теоретических знаний.
    • По готовым таблицам. Необходимые параметры уже просчитаны и занесены в удобную для пользователей форму.
    • С помощью онлайн калькулятора. Доступный и быстрый способ найти нужные характеристики. Достаточно записать свои данные в окнах программы, и результат будет готов почти мгновенно.

    В гидравлике пропускная способность всей системы рассчитывается по самому узкому месту.

    Закон Торричелли

    В формуле итальянского математика и физика Торричелли используется закон сохранения энергии для идеальных жидкостей и газов.

    Ученый получил соотношение, связывающее скорость молекулы и высоту столба жидкости (напор):

    U=√2gH, где U— скорость движения молекулы вещества, g— ускорение свободного падения, H — напор.

    Зная скорость жидкости и нормативный расход, можно определить необходимую площадь S сечения трубы:

    S=Q /V, где Q — расход, определенный по СНиП 2.04.01-85*.

    Площадь круга связана с диаметром соотношениемS=pD²/4, откуда:

    D=2√(S/p)=2√(Q/(Up)), где p — 3,14.

    Таблица пропускной способности труб для жидкостей, газа, водяного пара

    Гораздо проще и быстрее использовать таблицы определения пропускной способности трубы в зависимости от диаметра и давления воды, газа, водяного пара. Они содержат уже готовую информацию в очень доступном виде:

    Например, нужно определить пропускную способность трубы Æ20 мм при давлении 3 бар (0,3 МПа или 3 атм.). В левом столбце находим 3 бар, на самой верхней строчке указаны диаметры. При пересечении своих данных получаем значение искомого параметра для воды — 9,93 м³/ч.

    Если по расчетам нормативного расхода этого достаточно, труба сечением 20 мм полностью удовлетворяет условиям. Если требуется большая проходимость, нужно найти значение для диаметра 32 мм и т.д., пока не будет найден наиболее близкий показатель.

    Таблица пропускной способности трубы в зависимости от диаметра (по Шевелеву)

    Таблицы Шевелева — советского ученого в области гидравлики — были разработаны для стальных, чугунных (новых и неновых), асбестоцементных, железобетонных, пластиковых и стеклянных труб. В расчетах учитывались шероховатость различных материалов, вязкость жидкости, трение и даже возраст труб, поскольку через несколько лет эксплуатации коммуникаций наблюдается выпадение осадка и уменьшение внутреннего диаметра.

    Таблица Шевелева

    Таблица пропускной способности труб в зависимости от давления теплоносителя

    С увеличением давления растет и пропускная способность системы, но по нелинейному закону. По данной таблице можно найти показатели для различных значений напора труб самых востребованных диаметров:

    Твблица пропускной способности труб

    В левой колонке указано давление, в строках — пропускная способность для разных сечений. Например, при диаметре трубы 20 мм и напоре 120 Па/1,2 бар максимальный расход воды через трубу по таблице составляет 472 кг (литра) в час. При этом скорость жидкости менее 15 м/с.

    Таблица пропускной способности труб при разной температуре теплоносителя

    При расчете тепловых системпропускная способность определяется в т/час или Гкал/час при различных температурных графиках с учетом удельной потери на трение. Для расчета используются рекомендации СП 60.13330.2012, СНиП 41-01-2003.

    Например, труба с условным диаметром 50 мм при потере давления 5 кгс/м² обеспечивает проходимость 2,45 т/ч и 0,06 Гкал при температурах 95-70°С. Для температурных графиков 130-70 и 150-70 эти значения 0,15 Гкал и 0,2 Гкал соответственно.

    При неизменном расходе теплоносителя с ростом температуры увеличивается количество выделяемой теплоты.

    Таблицы пропускной способности напорных канализационных систем

    Напорные сети организуются, если приборы расположены ниже уровня колодцев или коллекторов и требуется перекачка стоков на определенную высоту. Гидравлический расчет проводится по СП 31.13330.2012.

    В отличие от безнапорных систем жидкость транспортируется полным сечением. В расчетах используются таблицы Шевелева для напорных трубопроводов и аналогичная методика. Объем стоков берется равным потреблению воды на водоснабжение.

    Таблицы пропускной способности безнапорных труб канализации

    В самотечных трубопроводах, устроенных с уклоном, стоки движутся благодаря силе тяжести. Сечение полностью не заполняется. При гидравлическом расчете используют таблицы Лукиных для безнапорной канализации.

    Диаметр трубы определяется исходя из расчетного объема сточных вод, угла уклона и нормативного наполнения. Учитывается также материал для изготовления элементов.

    Пример таблицы для пластиковой трубы сечением 40, 50 и 110 мм:

    Таблицы для гидравлического расчета

    Для определения необходимого минимального диаметра задается расход стоков q, уклон i, наполнение h/D от 0,3 до 0,8 (в ливневой канализации допускается h/D=1). Например, нормативный расход 1,9 л/с, уклон 0,03, заполнение 0,3. Данным условиям удовлетворяет пластиковая труба Æ110 мм, скорость стекания 0,884 м/с, что соответствует нормативу.

    Таблица пропускных способностей газовых труб в зависимости от давления

    При выборе нужного оборудования для ГРС руководствуются прежде всего производительностью, зависящей от пропускной способности входных и выходных газовых труб. Нормативы ограничивают скорость потока газа величиной 25м/с.

    Для расчета применяется методика, описанная в Справочнике по проектированию магистральных водопроводов (ред. А.К. Дерцакян), а также таблица:

    Пропускная способность определяется при заданном давлении (в левой колонке) и диаметре в вертикальных столбцах.

    Методы расчета пропускной способности трубопроводов

    Гидравлические расчеты проводятся с целью подбора элементов системы с оптимальными характеристиками для обеспечения бесперебойной работы, уменьшения эксплуатационных расходов и снижения износа оборудования.

    Гидравлический расчет трубопровода

    Расчеты ведутся с помощью таблиц Шевелева по следующему алгоритму:

    1. Задается нужный расход Q и оптимальная скорость среды на каждом участке.
    2. Подбирается диаметр трубы, определяются потери напора по длине.
    3. Процедура повторяется для всех участков.
    4. Находится удельное значение потери давления на 1 пог. м.
    5. Суммируются все остальные потери от всасывания, местного сопротивления и т.д. Полученное значение должно быть меньше или равно мощности насоса.
    6. Исходя из технических характеристик оборудования определяется расход Qнасоса.
    7. Сравниваются Q и Qнасоса. При приблизительном равенстве значений насос подобран правильно. Если нет, нужно задать новые параметры и посчитать заново.

    Расчет пропускной способности канализационных труб

    Задается диаметр и угол наклона, при котором сточные воды стекают произвольно, а система постоянно самоочищается (от 0,005 до 0,035 в зависимости от сечения):

    Степень наполнения трубы по нормативу 0,6-0,8 и также зависит от диаметра:

    Зависимость наполнения от диаметра трубы

    По таблицам Лукиных уточняется, соответствует ли выбранный диаметр заданным параметрам. Если есть отклонения, сечение нужно изменить в большую/меньшую сторону. Для более точных расчетов используются графики, формулы и поправочные коэффициенты.

    Расчет пропускной способности газопроводов

    В соответствии с параметрами проектируемой сети задаются диаметры труб на входе и выходе в ГРС. Затем, сравнивая значения по таблицам, находят такое соотношение, при котором условия максимально соблюдены.

    Как рассчитать параметры дымохода

    Главные характеристики, которые определяются в ходе расчетов, — длина трубы дымохода и ее рабочее сечение. При неправильном подборе параметров токсичные вещества не удаляются из камеры сгорания и проникают в помещение.

    При проектировании используются нормативы СП 7.13130.2013 и СНиП III-Г.11-62. Хотя последний регламент считается недействующим, там содержатся рекомендации, касающиеся именно дымоходов.

    Сложные промышленные устройства рассчитываются в профессиональных бюро, для домашних печей применяется более простая методика.

    • Задается скорость движения дыма U=2 м/с.
    • За час в топке сгорает примерно В=6 кг дров влажностью 20-25%.
    • Температура разогретого дыма T=140°.

    Объем исходящего дыма определяется по формуле:

    Vгаз = (В х Vтоплx (1+Т/273))/3600, м3/с , где Vтопл — объем воздуха, требуемый для сжигания 1 кг дров. В данном случае это 10 м³, для бурого угла 12 м³, для каменного 17 м³.

    Зная объем исходящего газа и его скорость, можно найти площадь сечения трубы дымохода:

    Диаметр определяется по геометрической формуле:

    D=2√(S/p)=2√(0,0126/3,14)=0,126 м = 126 мм.

    Ближайший диаметр трубы с округлением в большую сторону — 150 мм.

    Главные характеристики, которые определяются в ходе расчетов, — длина трубы дымохода и ее рабочее сечение. При неправильном подборе параметров токсичные вещества не удаляются из камеры сгорания и проникают в помещение.

    Длина дымохода для обеспечения нормальной тяги подбирается по СП 7.13130.2013, где нормируются высота от оголовка до колосниковой решетки печи, конька крыши, а также расстояние до окружающих крупных объектов.

    Онлайн калькуляторы

    Программы, помогающие определить параметры трубопровода, — большое подспорье для тех, кто мало знаком с гидравликой. Они созданы на базе действующих нормативов и теоретических формул.

    Крупные объекты проектируются специализированными организациями, но для расчетов домашних сетей онлайн-калькуляторы могут применяться вполне уверенно. Если есть какие-либо сомнения, за консультацией лучше обратиться к профессионалам.

    Заключение

    Пропускная способность трубы — важнейшая характеристика, от которой зависит работа всего трубопровода. Для расчетов применяются различные методики с использованием формул, таблиц или программ. Если нет уверенности в собственных силах, обратитесь к специалистам.

    Дополнительная информация по теме:

    Как посчитать пропускную способность трубы для разных систем – примеры и правила

    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:

    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:

    • Qmax = 0.67 Ду2 * p,

    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:

    1. 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 (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.
    2. 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.

    Пропускная способность трубы

    Редакция E-metall Опубликовано 2021-01-06

    Нормальная работа всех инженерных систем здания прежде всего зависит от точности проектирования. Диаметр трубы влияет на ее пропускную способность – объем, который может пропустить сечение в единицу времени. Эту величину не принято вычислять и указывать в литрах для каждого вида продукции, так как при расчетах необходимо учитывать множество факторов.

    Если диаметр трубопровода слишком мал, увеличивается внутреннее давление. Это создает аварийную ситуацию: возможны разрывы, протечки, появление засоров может полностью перекрыть поток.

    Выбор труб большого сечения решает все эти проблемы, но напор может оказаться недостаточным. Такая система не в состоянии обеспечивать подачу воды или газа в нормальном объеме.

    Методы определения пропускной способности

    При расчетах инженеры руководствуются строительными нормами СНиП 2.04.01- и СП 402.1325800.2018. Разработку проектов производят с учетом точек разбора и нормативного потребления ресурсов. Как рассчитать пропускную способность трубы самостоятельно? Используют несколько вариантов, но все они дают приблизительный результат:

    • С помощью таблиц;
    • Опираясь на гидравлические формулы;
    • Через онлайн-калькуляторы;
    • С помощью программных продуктов.

    На пропускную способность участка трубы оказывают влияние следующие факторы:

    • Условный проход (Ду или DN);
    • Материал изготовления;
    • Количество колен, переходников, фитингов;
    • Число точек разбора.
    • Длина отрезка;
    • Мощность насосного оборудования или уклон;
    • Характеристики транспортируемой среды.

    Условный проход – это средний внутренний диаметр. Понятие было введено для удобства подбора при стыковке элементов разных типоразмеров. Стальные изделия к концу эксплуатационного срока могут пропускать меньший объем воды из-за формирования отложений и ржавчины. От гладкости поверхности зависит сопротивление потоку, дополнительно оно создается в местах размещения арматуры. По правилам гидравлики пропускную способность рассчитывают в самом узком месте.

    Расчет пропускной способности газовой трубы

    Природный газ – особо опасная среда, поэтому проектирование разводок выполняют компании с лицензией, а работоспособность оборудования проверяет инспектор. Свойство газов сжиматься – усложняет вычисления. Кроме этого возможны утечки через микроскопические трещины и зазоры.

    Пропускную способность газовой трубы определяют исходя из обеспечения бесперебойных поставок в часы максимального потребления и минимальными потерями напора между участками сети.

    Кроме этого, характеристики строения должны соответствовать требованиям пожарной безопасности.

    Упрощенная формула для бытовых газопроводов:

    • Ду или DN – условный проход;
    • Р – абсолютное давление газа, равное рабочему +0,10 мПа.

    Для определения диаметра магистрального или распределительного газопровода применяют более сложную формулу:

    • Z – коэффициент сжимаемости;
    • t o – температура среды.

    Например, в летнее время температура воздуха выше. Газ, находящийся в трубопроводе увеличивается в объеме. Если пропускная способность окажется ниже, возможны утечки и даже взрывы.

    Таблица расчета газовой трубы

    Pраб.(МПа) Пропускная способность трубопровода (м?/ч), при wгаза=25м/с;z=1;Т=20°С=293°К
    DN 50 DN 80 DN 100 DN 150 DN 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 938000
    7,5 12730 32585 50920 114570 203680 458280 814720 1273000
    10,0 16915 43305 67670 152255 270680 609030 108720 1691500

    Расчет канализационной трубы

    Системы канализации бывают напорные и безнапорные. В безнапорных вещества движутся за счет уклона элементов. В напорных сточные воды перемещаются благодаря действию насосных станций.

    Стоки представляют собой разнородную массу. При малых скоростях твердые частицы выпадают на дно и образуют наносы. Для бесперебойной работы необходимо обеспечить скорость самоочищения, она определена для различных Ду.

    Для вычисления размера сечения применяют формулу постоянного расхода жидкости:

    • q=a*v ( q ­– расход, a – площадь сечения потока, v – скорость)
    • v=C√R*i (С – коэффициент Шези, R – гидравлический радиус, i – уклон)
    • R = a/x (a – площадь сечения потока, x – смоченный периметр)

    Коэффициент Шези обозначает потери, связанные с трением с учетом длины. Гидравлический радиус тоже введен для вычисления сопротивления, ведь чем шире русло реки, тем большая энергия трения возникает при движении потока. Смоченный периметр – это часть длины окружности, которая соприкасается с жидкостью.

    Применение формул чрезвычайно сложно, поэтому для определения Ду внутренних сетей зданий, ливневок, стоков применяют готовые таблицы или программное обеспечение.

    Расчет расхода сточных вод

    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

    Расчет водопроводной трубы

    Водопроводный сортамент применяют для ХВС, ГВС и отопления. Кроме этого, в каждом строении организуют большое число точек водоразбора, например, в среднестатистической квартире их минимум три.

    К системе водоснабжения подключают:

    • ванные,
    • душевые кабины,
    • санузлы,
    • кухонные мойки и различные приборы (стиральные и посудомоечные машины, автополив в частных домах).

    Иногда гидравлическая схема устроена так, что при работающем душе не хватает напора на кухне.

    Принято считать, что скорость потока в водопроводе примерно равна 2 м/с, а за минуту из крана вытекает примерно 6 литров. Согласно СНиП 2.0401-85 допустимое давление холодной воды 0,3 – 6 бар, а горячей 0,3- 4,5 бар (под напором 1 бар вода может подняться на высоту 10 метров). Нормативы также обозначены в Постановлении Правительства № 354.

    Владельцы частных домов вынуждены рассчитывать показатели индивидуально. Здесь необходимо учитывать заводские рекомендации для реле насосных установок. Величину 4 бар можно считать оптимальной для нужд жильцов и хозяйства, а фитинги — запорная арматура — способны служить достаточное время без срывов. Но такие технические возможности есть не у каждой системы.

    Важным параметром является температура среды. Под действием тепла жидкости расширяются, следовательно, возрастает давление и трение. Дополнительное сопротивление создает каждый изгиб, фитинг, внутренняя поверхность по всей длине участка.

    Гидравлический расчет включает в себя следующие характеристики:

    • Условный проход;
    • Нормативный расход;
    • Номинальное и допустимое избыточное давление;
    • Материал – падение напора на каждом участке;
    • Количество фасонных деталей;
    • Линейное и тепловое расширение;
    • Длина.

    Для вычисления зависимостей между расходом и давлением потока жидкости применяются уравнения Бернули (динамическое) и сохранения расхода (кинематическое).

    Пропускная способность водопроводной трубы по диаметру наиболее точно определяется по таблице Шевелевых. Производители предусматривают расчетное давление для каждого размера Ду, проводят гидравлические испытания на соответствие. Существует таблица расчетов по теплоте и теплоносителю.

    Пропускная способность трубы в зависимости от теплоносителя и отдаваемой теплоты

    Диаметр трубы, мм Пропускная способность
    По теплоте По теплоносителю
    Вода Пар Вода Пар
    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

    Пропускная способность трубы в зависимости от давления теплоносителя

    Расход Пропускная способность
    Ду трубы 15 мм 20 мм 25 мм 32 мм 40 мм 50 мм 65 мм 80 мм 100 мм
    Па/м — мбар/м меньше 0,15 м/с 0,15 м/с 0,3 м/с
    90,0 — 0,900 173 403 745 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

    Практически все водопроводы изготовлены из сталей (за исключением части внутренней разводки МКД). Для трубопроводов общего назначения с высокими механическими или корродирующими нагрузками используется чугун или нелегированные конструкционные стали.

    Абсолютную шероховатость поверхностей обозначают знаком ∆ и вычисляют для разных сред после нескольких лет применения (отложения накипи, применение в насосно-компрессорных и системах отопления).

    Так как необходим учет большого числа факторов, инженеры выполняют проектирование в специализированных программах. Применение формул требует знаний многих параметров. Это не всегда возможно для специалистов, поэтому в нормативных документах предусматриваются таблицы.

    Расчет расхода воды по диаметру трубы и давлению по таблице и СНИПу 2.04.01-85 + онлайн калькулятор

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

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

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

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

    Расчитаем пропускную способность трубы с помощью онлайн калькулятора

    Введите параметры для расчёта:

    Чтобы правильно произвести расчет, необходимо обратить внимание, что:

    — 1кгс/см2 = 1 атмосфер;

    — 10 метров водяного столба = 1кгс/см2 = 1атм;

    — 5 метров водяного столба = 0.5 кгс/см2 и = 0.5 атм и т.д.

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

    Какие факторы влияют на проходимость жидкости через трубопровод

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

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

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

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

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

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

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

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

    Вычисления сечения по СНИП 2.04.01-85

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

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

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

    Если ориентироваться на нормы СНИП, то в них можно увидеть следующее – суточный объем потребляемой воды одним человеком не превышает 60 литров. Это при условии, что дом не оборудован водопроводом, а в ситуации с благоустроенным жильем, этот объем возрастает до 200 литров.

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

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

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

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

    Если сеть водоснабжения питается от водонапорной башни, без дополнительного влияния нагнетающего насоса, то скорость передвижения потока составляет приблизительно 0,7 – 1,9 м/с. Если подключают любое нагнетающее устройство, то в паспорте к нему имеется информация о коэффициенте создаваемого напора и скорости перемещения потока воды.

    Данная формула не единственная. Есть еще и многие другие. Их без труда можно найти в сети интернета.

    В дополнение к представленной формуле нужно заметить, что огромное значение на функциональность системы оказывают внутренние стенки трубных изделий. Так, например, пластиковые изделия отличаются гладкой поверхностью, нежели аналоги из стали.

    По этим причинам, коэффициент сопротивления у пластика существенно меньше. Плюс ко всему, эти материалы не подвергаются влиянию коррозийных образований, что также оказывает положительное действие на пропускные возможности сети водоснабжения.

    Определение потери напора

    Расчет прохода воды производят не только по диаметру трубы, он вычисляется по падению давления. Вычислить потери можно посредством специальных формул. Какие формулы использовать, каждый будет решать самостоятельно. Чтобы рассчитать нужные величины, можно использовать различные варианты. Единственного универсального решения этого вопроса нет.

    Но прежде всего, необходимо помнить, что внутренний просвет прохода пластиковой и металлопластиковой конструкции не поменяется через двадцать лет службы. А внутренний просвет прохода металлической конструкции со временем станет меньше.

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

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

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

    Пропускная способность трубопровода.

    Такая характеристика как пропускная способность трубопровода зависит от нескольких факторов. Прежде всего, это диаметр трубы, а также тип жидкости, и другие показатели.

    Для гидравлического расчета трубопровода вы можете воспользоваться калькулятором гидравлического расчета трубопровода.

    При расчете любых систем, основанных на циркуляции жидкости по трубам, возникает необходимость точного определения пропускной способности труб. Это метрическая величина, которая характеризует количество жидкости, протекающее по трубам за определенный промежуток времени. Данный показатель напрямую связан с материалом, из которого изготовлены трубы.

    Если взять, к примеру, трубы из пластика, то они отличаются практически одинаковой пропускной способностью на протяжении всего срока эксплуатации. Пластик, в отличие от металла, не склонен к возникновению коррозии, поэтому постепенного нарастания отложений в нем не наблюдается.

    Что касается труб из металла, то их пропускная способность уменьшается год за годом. Из-за появления ржавчины происходит отслойка материала внутри труб. Это приводит к шероховатости поверхности и образованию еще большего налета. Особенно быстро этот процесс происходит в трубах с горячей водой.

    Далее приведена таблица приближенных значений которая создана для облегчения определения пропускной способности труб внутриквартирной разводки. В данной таблице не учтено уменьшение пропускной способности за счет появления осадочных наростов внутри трубы.

    Таблица пропускной способности труб для жидкостей, газа, водяного пара.

    Вид жидкости

    Скорость (м/сек)

    Вода городского водопровода

    Вода трубопроводной магистрали

    Вода системы центрального отопления

    Вода напорной системы в линии трубопровода

    Масло линии трубопровода

    Масло в напорной системе линии трубопровода

    Пар в отопительной системе

    Пар системы центрального трубопровода

    Пар в отопительной системе с высокой температурой

    Воздух и газ в центральной системе трубопровода

    Чаще всего, в качестве теплоносителя используется обычная вода. От ее качества зависит скорость уменьшения пропускной способности в трубах. Чем выше качество теплоносителя, тем дольше прослужит трубопровод из любого материала (сталь чугун, медь или пластик).

    Расчет пропускной способности труб.

    Для точных и профессиональных расчетов необходимо использовать следующие показатели:

    • Материал, из которого изготовлены трубы и другие элементы системы;
    • Длина трубопровода
    • Количество точек водопотребления (для системы подачи воды)

    Наиболее популярные способы расчета:

    1. Формула. Достаточно сложная формула, которая понятна лишь профессионалам, учитывает сразу несколько значений. Основные параметры, которые принимаются во внимание – материал труб (шероховатость поверхности) и их уклон.

    2. Таблица. Это более простой способ, по которому каждый желающий может определить пропускную способность трубопровода. Примером может послужить инженерная таблица Ф. Шевелева, по которой можно узнать пропускную способность, исходя из материала трубы.

    3. Компьютерная программа. Одну из таких программ легко можно найти и скачать в сети Интернет. Она разработана специально для того, чтоб определить пропускную способность для труб любого контура. Для того что узнать значение, необходимо ввести в программу исходные данные, такие как материал, длина труб, качество теплоносителя и т.д.

    Следует сказать, что последний способ, хоть и является самым точным, не подходит для расчетов простых бытовых систем. Он достаточно сложен, и требует знания значений самых различных показателей. Для расчета простой системы в частном доме лучше воспользоваться таблицами.

    Пример расчета пропускной способности трубопровода.

    Длина трубопровода – важный показатель при расчете пропускной способности Протяженность магистрали оказывает существенное влияние на показатели пропускной способности. Чем большее расстояние проходит вода, тем меньшее давление она создает в трубах, а значит, скорость потока уменьшается.

    Приводим несколько примеров. Опираясь на таблицы, разработанные инженерами для этих целей.

    Пропускная способность труб:

    • 0,182 т/ч при диаметре 15 мм
    • 0,65 т/ч с диаметром трубы 25 мм
    • 4 т/ч при диаметре 50 мм

    Как можно увидеть из приведенных примеров, больший диаметр увеличивает скорость потока. Если диаметр увеличить в 2 раза, то пропускная способность тоже возрастет. Эту зависимость обязательно учитывают при монтаже любой жидкостной системы, будь то водопровод, водоотведение или теплоснабжение. Особенно это касается отопительных систем, так как в большинстве случаев они являются замкнутыми, и от равномерной циркуляции жидкости зависит теплоснабжение в здании.

    Как рассчитать расход воды через трубу по давлению и диаметру

    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.

    Таблица пропускной способности труб для жидкостей, газа, водяного пара.

    Вид жидкости

    Скорость (м/сек)

    Вода городского водопровода

    Вода трубопроводной магистрали

    Вода системы центрального отопления

    Вода напорной системы в линии трубопровода

    Масло линии трубопровода

    Масло в напорной системе линии трубопровода

    Пар в отопительной системе

    Пар системы центрального трубопровода

    Пар в отопительной системе с высокой температурой

    Воздух и газ в центральной системе трубопровода

    Чаще всего, в качестве теплоносителя используется обычная вода. От ее качества зависит скорость уменьшения пропускной способности в трубах. Чем выше качество теплоносителя, тем дольше прослужит трубопровод из любого материала (сталь чугун, медь или пластик).

    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:

    • Qmax = 0.67 Ду2 * p,

    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.

    Как рассчитывают проходимость для газовой, водопроводной, канализационной трубы

    Имея дело с транспортировкой газа, пользуются формулой:

    Qmax = 0.67 Ду2 * p, в которой:

    Qmax – объем газа, проходящего в единицу времени; Ду – диаметр условного прохода; р – рабочее давление. На бытовом уровне выполнение расчетов с помощью приведенной формулы может оказаться вполне достаточным. Ведя промышленное строительство, берут иную формулу:

    Qmax = 196,386 Ду2 * p/z*T,

    в которой использованы параметры для транспортируемого газа: z – коэффициента сжатия; T – температуры по шкале Кельвина.

    Важно! Проведение расчетов для перемещения газа с использованием таблиц или формул, имеет недостаток, связанный с невозможностью учесть, как скажутся внешние факторы.

    Для частного дома и внутриквартирной разводки наибольшее значение имеет проведение расчетов, связанных с эксплуатацией водопроводной сети. Проведение гидравлического расчета возможно по достаточно сложной формуле, в которую включены параметры, относящиеся к:

    • средней скорости водного потока;
    • внутреннего диаметра;
    • гидравлического уклона;
    • кинематической вязкости воды;
    • шероховатости внутренней стенки.

    Более практичным выглядит использование таблиц и компьютерных программ.

    В качестве важнейшего фактора при определении проходимости водопровода рассматривается его внутренний диаметр. Другими факторами, влиянием которых не всегда представляется возможным пренебречь, выступают:

    • теплоноситель;
    • отдаваемая теплота;
    • коэффициент шероховатости;
    • перепад давления, замеренного на входе в систему и на выходе из нее;
    • протяженность линии;
    • переходники, наличествующие в водопроводной системе.

    При расчете для канализационной системы важно понимать, какого типа она будет — напорной или самотечной

    Выполнение гидравлических расчетов для обустройства или ремонта канализационной системы требует обязательного учета ее вида, относится она к напорным или безнапорным. Важнейшими являются показатели:

    • степени наполнения канализационной трубы;
    • уклона.

    Внимание при проведении гидравлического расчета уделяется именно этим параметрам, так как остальные достаточно просто определяются на их основе. Величину уклона для труб канализационной системы принято устанавливать на уровне, при котором стоки будут перемещаться со скоростью, достаточной для самоочищения канализационной системы. Нормами СНиП установлены минимальные показатели уклона для труб определенного диаметра.

    Скорость канализационных стоков, при которой обеспечивается самоочищение системы, составляет 0,7 м/с для труб с условным диаметром в 150-250 мм при степени наполнения, равной 0,6. Для определения скорости канализационных стоков применяется формула

    V = C√R*I, в которой:

    v – искомая скорость; C – коэффициент смачивания; R – величина радиуса, относящаяся к заполненному пространству трубы. Для получения более точных величин прибегают к несложному расчету R = A/P, оперируя понятиями площади сечения водного потока – A и длины трубы, непосредственно контактирующей с перемещаемой рабочей средой; I – уклон.

    Из формулы для определения канализационных стоков выводятся другие, позволяющие рассчитать:

    уклон: — I = v2/C2*R;

    коэффициент смачивания: С = (1/n) *R1/6. Здесь n является коэффициентом шероховатости.

    Проведение расчетов безнапорной канализации по таблицам облегчается, если известен диаметр труб.

    На заметку! Устанавливая безнапорную канализацию, стоит обратиться к таблицам Лукиных, указывающих величину пропускной способности для систем с диаметром 50-2000 мм.

    Расчеты по таблицам для напорной канализации требуют наличия двух показателей:

    1. Степени наполнения.
    2. Средней скорости движения транспортируемой среды.

    Определение пропускной способности трубы может осуществляться различными методами. При проведении расчетов, требующих высокого уровня точности, учитывается воздействие целого ряда факторов. Выполняются такие расчеты специалистами, стоимость услуг которых достаточно велика. На бытовом уровне, выполняя работы по монтажу или ремонту инженерных сетей в частном доме или квартире, возможно использование таблиц, специальных компьютерных программ или рекомендаций, заложенных СНиПами. При этом не стоит забывать о важности такого условия, как грамотное выполнение монтажа.

    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.

    Данные для расчетов пропускной способности водостока

    Количество осадков в регионе. Для расчета берут максимальные значения (интенсивный кратковременный дождь). Справочные данные могут формироваться по разным методикам (на основе климатических норм, наблюдений метеостанций и т.п.). Если расчет выполняется по DIN, необходимо получить среднее количество л/с, которое выпадает на 1 га площади. Среднее значение по нормам DIN — 300 л/с, для центральной России можно принимать значение в 150 л/с.

    Площадь водосбора. Для каждой поверхности (ската) кровли умножают длину на ширину, полученные значения складывают.

    Коэффициент стока. Дополнительно вводится коэффициент стока дождевой воды, который означает задержку между выпадением осадков и их стоком с поверхности кровли. Величина коэффициента стока зависит от характеристик поверхности кровельного покрытия и в среднем составляет:

    • 1 — гладкая поверхность при наклоне ската больше 3°;
    • 0,8 — гладкая поверхность при наклоне меньше 3°;
    • 0,5 — шероховатая поверхность (битумная черепица с верхним слоем из базальтового гранулята).

    При упрощенном расчете пропускная способность системы равна произведению площади кровли, количества осадков в регионе (переводится в л/м 2 , для этого значение умножают на 10 -4 ) и коэффициента стока.

    Это — средняя величина, которая не учитывает конструкцию кровли, форму водостока и другие параметры.

    Для чего определяется пропускная способность?

    При расчете водопровода стоит задача определить оптимальный диаметр трубы для обеспечения нормативного потребления воды.

    Если сечение слишком мало, это приводит к недостаточному напору в трубах даже при большом давлении, в результате:

    • насосное оборудование быстрее изнашивается,
    • чаще происходят аварии на линии,
    • увеличивается расход энергии.

    Для ремонта систем требуются дополнительные траты, что повышает стоимость эксплуатации.

    В гидравлике пропускная способность всей системы рассчитывается по самому узкому месту. Часто трубопроводы сравнивают с электропроводкой, только по трубам бежит вода, а по проводам — электрический ток.

    Пропускная способность в таблицах

    Для гидравлического расчета, в том числе и для определения пропускной способности труб (пластиковых, асбестовых, стальных) принято использовать таблицы. Это весьма удобно и быстро, поэтому данный метод — один из самых популярных. Как пример можно привести удобную таблицу Шевелева Ф.А.

    Выводы

    Для расчета пропускной способности труб из полипропилена нужно учитывать различные факторов. Этот показатель зависит не только от материалов изготовления и габаритных размеров конструкций, но и от множества других исходных данных. Расчет рассматриваемого параметра зависит от назначения трубопровода, вида носителя, его температурных характеристики и многого другого. Важно учитывать все данные для решения той или иной задачи. Только в этом случае вы получите точный и объективный результат.

    Читайте также:
    СНиП 3. 05. 04 - 85: наружные сети водопровода и канализации
    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

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