Для расчета оптимального размера поперечного сечения на данном участке системы можно использовать специальное инженерное программное обеспечение, калькуляторы в Интернете или самостоятельно, используя несколько формул.
Бассейн: выбор трубы нужного диаметра
Строительство бассейна всегда сопровождается прокладкой труб и установкой встроенных компонентов, таких как возвратные форсунки, донные вводы и скиммеры. Если диаметр труб меньше необходимого, забор и подача воды будут подвержены большим потерям на трение, а насос будет испытывать нагрузки, которые могут помешать его работе. Если трубы проложены большего диаметра, чем необходимо, стоимость строительства резервуара неоправданно увеличится.
Возвратные струи, донные вводы, скиммеры, каждый из которых имеет соединительное отверстие определенного диаметра, что изначально определяет диаметр труб. Обычно это соединения 1 1/2" – 2", к которым подсоединяется труба диаметром 50 мм. Если в одной линии соединяются несколько соединений, общая труба должна иметь больший диаметр, чем соединяемые с ней трубы.
На выбор трубы также влияет производительность насоса, которая определяет скорость и количество перекачиваемой воды.
Пропускную способность труб разного диаметра можно определить по таблице.
Пропускная способность труб разного диаметра
Для того чтобы выбрать диаметр турбины, нам необходимо знать следующие величины:
| Гравитационная скорость воды в трубе | 0,5 м/с |
| Скорость воды в коллекторной трубе | 0,8 м/с |
| Средняя скорость воды в трубе на входе в насос | 1,2 м/с |
| Средняя скорость воды в трубе на выходе из насоса | 2,0 м/с |
| Максимально возможная скорость воды в трубе | 2,5 м/с |
Рассмотрим технологию соединения труб на конкретном примере соединения с сепаратором.
Диаметр трубы для подключения обратных патрубков
Расчет диаметра трубы
Формула для расчета оптимального диаметра трубы получается из формулы скорости потока:
Q=(P*d 2 /4)*v, где:
Q – расход перекачиваемой воды, м 3 /с
d – диаметр трубы, м
v – скорость потока, м/с
P – число pi = 3,14.
Отсюда формула расчета оптимального диаметра трубы:
d=((4*Q)/(P*v)) 1/2 .
Обратите внимание, что в этой формуле расход перекачиваемой воды выражается в м3 /с. Производительность насоса обычно указывается в м 3 /ч. Чтобы перевести м 3 /ч в м 3 /с, значение нужно разделить на 3600.
Q(m3/h)=Q(m3/h)/3600.
В качестве примера рассчитаем оптимальный диаметр трубы для производительности насоса 16 м3 /ч в напорном трубопроводе.
Переведем производительность в м 3 /с:
Q(м 3 /с)=16 м 3 /ч/3600 = 0,0044 м 3 /с.
Скорость потока в нагнетательной трубе составляет 2 м/с.
Подставив значения в формулу, получаем:
d=((4*0,0044)/(3,14*2)) 1/2 ≈0,053 (м) = 53 (мм)
Получается, что в данном случае оптимальный внутренний диаметр трубы составляет 53 мм. Сравните с таблицей: для ближайшей производительности 14,14 м 3 / ч при скорости потока 2 м / с внутренний диаметр трубы данного подхода составляет 50 мм.
При выборе труб можно использовать один из описанных выше методов, их эквивалентность мы подтвердили расчетом.
По материалам: waterspace.com, ence-pumps.ru
Мощность трубы
Монтаж труб не очень сложен – но громоздок. Одной из самых больших проблем является расчет пропускной способности трубы, которая напрямую влияет на производительность и функциональность конструкции. В этой статье мы расскажем вам, как рассчитать пропускную способность труб.
Пропускная способность – один из самых важных показателей для любой трубы. Однако это число редко приводится в обозначениях труб, да и смысла в этом нет, так как пропускная способность зависит не только от размера продукта, но и от конструкции трубопровода. Поэтому нам необходимо самостоятельно рассчитать пропускную способность.
Как рассчитать пропускную способность трубопровода
Перед тем как рассчитать пропускную способность трубопровода, важно знать основные обозначения, без которых расчет будет невозможен:
- Наружный диаметр. Эта величина выражается в расстоянии от одной стороны внешней стенки до другой. В расчетах этот параметр обозначается как Dn. Наружный диаметр труб всегда указывается в обозначении.
- Номинальный диаметр отверстия. Эта величина определяется как диаметр внутреннего сечения, который округляется до целых чисел. Для целей расчета номинальный диаметр представлен как DN.
Расчет проницаемости трубы может быть выполнен одним из методов, который следует выбирать в зависимости от конкретных условий прокладки трубопровода:
- Физический расчет. В этом случае используется формула проницаемости трубы, учитывающая каждый параметр конструкции. На выбор конструкции влияет тип и назначение трубопровода – например, канализационные системы имеют свой собственный набор конструкций, как и другие виды строительства.
- Расчеты по таблице. Наилучшее значение проницаемости можно найти с помощью таблицы приблизительных значений, которая чаще всего используется для жилых сооружений. Значения в таблице довольно расплывчаты, но это не мешает использовать их в расчетах. Единственным недостатком табличного метода является то, что он рассчитывает пропускную способность трубы в зависимости от диаметра, но не учитывает изменения диаметра из-за отложений, поэтому для труб, склонных к накоплению отложений, такие расчеты будут не лучшим выбором. Для получения точных результатов можно использовать таблицу Шевелева, которая учитывает практически все факторы, влияющие на трубы. Такая таблица идеально подходит для прокладки водопровода на отдельных участках.
- Расчеты с использованием программного обеспечения. Многие компании, специализирующиеся на прокладке труб, используют компьютерные программы, позволяющие точно рассчитать не только пропускную способность труб, но и многие другие факторы. Для проведения собственных расчетов можно использовать онлайн-калькуляторы, которые, хотя и имеют несколько большую погрешность, доступны бесплатно. Хорошим вариантом является TAScope – крупная shareware-программа, а в бытовом пространстве наиболее популярной является Hydrosystem, которая также учитывает нюансы прокладки труб по регионам.
Пропускная способность трубы: Порядок расчета
Пропускная способность водопроводной трубы является одним из основных параметров для расчета и проектирования трубопроводных систем для транспортировки горячей или холодной воды в системах водоснабжения, отопления или распределения сточных вод. Это метрическая величина, которая показывает, какой объем воды может пройти по трубе за определенный период времени.
Основным показателем, от которого зависит пропускная способность трубы, является ее диаметр: чем он больше, тем больше воды может протекать через нее в секунду, минуту или час. Второй важнейший параметр, влияющий на количество и скорость потока воды, – это давление среды: оно также прямо пропорционально пропускной способности трубы.
Какие еще параметры определяют пропускную способность трубопровода?
Эти два основных параметра являются главными, но не единственными, от которых зависит пропускная способность. Учитываются и другие прямые и косвенные условия, которые влияют или потенциально могут повлиять на скорость потока среды через трубу. Например, материал, из которого изготовлена труба, а также характер, температура и качество среды также влияют на то, сколько воды может пройти по трубе за определенный период времени.
Некоторые из этих величин стабильны, другие же учитываются в зависимости от срока службы и продолжительности эксплуатации трубопровода. Например, в случае пластиковых труб скорость и количество протекающей воды остаются постоянными на протяжении всего срока службы трубопровода. Напротив, в случае металлических труб, по которым течет вода, она со временем уменьшается по ряду объективных причин.
Как материал трубы влияет на ее пропускную способность?
Во-первых, процессы коррозии, которые всегда происходят в металлических трубах, способствуют образованию постоянного налета ржавчины, который уменьшает диаметр трубы. Во-вторых, плохое качество воды, особенно в системах отопления, также существенно влияет на расход, скорость и объем воды.
Что нужно учитывать при расчете водоснабжения
В инженерных программах и калькуляторах уже есть все необходимые данные, которые нужно использовать для получения желаемых результатов. Поэтому рассмотрим подробнее третий способ расчета с использованием готовых формул. Итак, диаметр трубы рассчитывается исходя из пропускной способности трубы и скорости движения жидкости в ней:
Здесь обозначения относятся к:
- d – это необходимый размер поперечного сечения канала по отношению к внутренним стенкам;
- q – это скорость потока транспортируемой жидкости в литрах или кг в секунду или в час;
- v – скорость потока в м/с;
- π – постоянная величина (отношение окружности к диаметру).
Для определения расхода воды или пропускной способности трубопровода используется следующая формула: q = 5 × q(0) × k.
Здесь q(0) это нормативное значение, которое можно найти в действующем СНиП. Например, 0,25 для ванной комнаты, 0,12 для кухонного крана и 0,1 для бачка унитаза. Коэффициент k необходим, когда к данной сети подключено несколько точек энергопотребления.
Он может быть определен следующим образом: k = N × P. Здесь:
- f – объем использованной воды;
- N – количество точек использования жидкости;
- P – значение вероятности одновременной работы нескольких санитарных приборов.
Пример самостоятельного расчета
Рассмотрим, как рассчитать диаметр трубы в доме с 4 жильцами. В список точек потребления входят ванна, душевая кабина и унитаз; кухня оборудована стиральной и посудомоечной машинами. Поскольку в доме несколько пользователей и разные приборы работают одновременно, сначала необходимо определить вероятность. Из имеющихся данных следует, что P = 5,6 × 4/(0,25 × 3600 × 6) = 0,00415.
Расход воды в каждом помещении будет следующим:
- ванная комната – q = 5 × 0,25 × 0,00415 = 0,00519 л/с;
- кухня – q = 5 × 0,12 × 0,00415 = 0,00249 л/с;
- туалет – q = 5 × 0,1 × 0,00415 = 0,00208 л/с.
Следующий шаг – определение необходимого диаметра трубы.
Скорость потока в трубе может быть точно рассчитана с параллельным расчетом потерь, коэффициента гидравлического трения и других необходимых величин. Проще, несмотря на ошибки, черпать информацию из готовых таблиц. Ведь на строительном рынке нет заготовок, отличающихся от стандартизированных сечений.
Если исходить из давления воды и скорости потока жидкости 3 м/с, то расчеты дадут следующие варианты оптимальных диаметров труб.
Ванная комната – около 45 мм:
Кухня – прибл. 33 мм:
Унитаз – примерно 30 мм:
Расчет пропускной способности трубы.
Для точного и профессионального расчета используйте следующие данные:
- Материал трубы и другие компоненты системы
- Длина трубы
- Количество точек потребления (для системы распределения воды).
Наиболее распространенными методами расчета являются:
1. Формула. Это сложная формула, понятная только профессионалам, учитывающая несколько значений. Основными параметрами, которые учитываются, являются материал трубы (шероховатость поверхности) и уклон.
2. Таблица. Это более простой метод, с помощью которого каждый может определить пропускную способность трубопровода. Примером может служить инженерная таблица Ф. Шевелева, с помощью которой можно определить пропускную способность в зависимости от материала трубы.
3 Компьютерное программное обеспечение. Одну из таких программ можно легко найти и скачать из Интернета. Она предназначена для определения пропускной способности для всех труб любой схемы. Чтобы узнать значение, необходимо ввести в программу основные данные, такие как материал, длина трубы, качество теплоносителя и т.д.
Следует сказать, что последний метод, хотя и является наиболее точным, не подходит для расчета простых бытовых систем. Он довольно сложен и требует знания множества различных величин. Для расчета простой системы в частном доме лучше использовать таблицы.
Пример расчета пропускной способности трубопровода.
Длина трубопровода – важный фактор при расчете пропускной способности Длина трубопровода оказывает значительное влияние на величину пропускной способности. Чем больше расстояние, которое проходит вода, тем меньшее давление она создает в трубах и, следовательно, тем меньше скорость потока.
Вот несколько примеров. На основе таблиц, разработанных инженерами для этой цели.
Расход воды в трубе:
- 0,182 т/ч при диаметре трубы 15 мм
- 0,65 т/ч при диаметре трубы 25 мм
- 4 т/ч при диаметре трубы 50 мм
Как видно из приведенных примеров, больший диаметр увеличивает скорость потока. Если диаметр удвоить, расход также увеличится. Это соотношение необходимо учитывать при монтаже любой жидкостной системы, будь то водопровод, канализация или теплоснабжение. Это особенно актуально для систем отопления, поскольку они в большинстве своем являются системами с замкнутым контуром, и равномерная циркуляция теплоносителя определяет подачу тепла в здание.