Введение
Трубопровод как способ транспортировки жидких и газообразных сред является самым экономичным способом во всех отраслях народного хозяйства
А значит он всегда будет пользоваться повышенным вниманием у специалистов
Гидравлический расчет при проектировании трубопроводной системы позволяет определить внутренний диаметр труб и падение напора в случае максимальной пропускной способности трубы. При этом обязательным является наличие следующих параметров: материал, из которого изготовлены трубы, вид трубы, производительность, физико-химические свойства перекачиваемых сред.
Производя вычисления по формулам, часть заданных величин можно взять из справочной литературы. Ф.А.Шевелев, профессор, доктор технических наук разработал таблицы для точного расчета пропускной способности. Таблицы содержат значения внутреннего диаметра, удельного сопротивления и др параметры. Помимо этого, существует таблица приближенных значений скоростей для жидкостей, газа, водяного пара для упрощения работы с определением пропускной способности труб. Используется в коммунальной сфере, где точные данные не столь необходимы.
Изоляционная защита
Для трубопроводов, рассчитанных на перемещение высокотемпературных сред, предусмотрен выбор изоляции:
- до 100°C применяется жесткий пенопласт (полистирол или полиуретан);
- до 600°C предусмотрено использование фасонных оболочек или минеральных волокон (каменной шерсти или стеклянного войлока);
- до 1200°C – волокна на основе керамики или глинозема.
Трубы с условной проходимостью ниже DN 80 и толщиной изоляционной защиты до 5 с, обрабатывают изоляционными фасонными элементами. Этому способствуют 2 оболочки, размещенные вокруг труб и соединенные с помощью металлической ленты, закрытые кожухом из жестяного материала.
Трубы с условной проходимостью от DN 80 оснащают теплоизоляционным материалом с нижним каркасом. Он включает зажимные кольца, распорки и металлическую облицовку, разработанную из оцинкованного мягкого стального материала или нержавейки листовой. Между трубами и кожухом из металла размещают изоляционный материал.
Теплоизоляционный слой составляет диапазон размеров 5 — 25 см. Его наносят по всей протяженности труб, на отводах и коленах
Важно исключить наличие незащищенных участков, влияющих на образование теплопотерь. Фасонная изоляция служит для защиты фланцевых соединений и арматуры. Это способствует беспрепятственному доступу к стыковочным участкам без снятия изоляции по всей магистрали при нарушении герметичных свойств
Это способствует беспрепятственному доступу к стыковочным участкам без снятия изоляции по всей магистрали при нарушении герметичных свойств.
Линейное расширение
Смена геометрической формы изделий производится под силовым или температурным действием.
Физические нагрузки, приводящие к линейному расширению или сжатию, негативно отражаются на эксплуатационных характеристиках. При невозможности компенсации расширения, трубы деформируются, что приводит к повреждению фланцевых уплотнителей и участков стыковки труб между собой.
Компонуя трубопроводные магистрали, следует ориентироваться на возможную смену длины при увеличении температурного режима или теплового линейного расширения (ΔL). Этот параметр определяется длиной труб, обозначаемой Lo и разностью температурных режимов Δϑ =ϑ2-ϑ1.
В приведенной формуле коэффициент теплового линейного расширения для трубопровода протяженностью 1 м при увеличении температурного режима составляет 1°C.
Гидравлический расчет в системах с естественной циркуляцией
Алгоритм проведения вычисления также может меняться в зависимости от типа системы. Различают два основных вида:
- Естественная циркуляция – самостоятельное движение воды за счета изначального параметра напора (его также называют располагаемым).
- Принудительная циркуляция – системы, в которых жидкость передвигается за счет работы дополнительных насосов и механизмов.
Естественно, что в зависимости от конкретной конструкции описываемый в статье параметр может изменяться. Однако существуют следующие рекомендации по созданию систем трубопроводов с естественной циркуляцией:
- Максимальная длина горизонтальных участков – не более двадцати метров.
- Рекомендуемый диаметр магистральный трубы – 5 см.
- Рекомендуемое значение диаметра каждой тридцать пятой секции – 5 см.
- При расчете на каждые десять метров требуется дополнительно прибавлять половину диаметра трубы к ее размерам в вычислениях – это требуется для снижения скорости носителя тепла и нивелирования потерь напора за счет трения.
Номограммы для гидравлических вычислений труб
Для проверки потерь давления на заданном участке, показатели манометров сравнивают с табличными данными, или ориентируются на функциональную зависимость расхода жидкости от изменений напряжения (при постоянном диаметре).
Для примера используется ветка с радиаторами на 10 кВт. Расход жидкости рассчитывается на перенос теплоэнергии на уровне 10 кВт. В качестве расчетного участка взят отрез от первой в ветке батареи. Его диаметр является постоянным. Второй участок размещен между 1-ой и 2-ой батареей. На втором участке расход потребляемой энергии составляет 9 кВт с возможным снижением.
Расчет гидравлического сопротивления производится до обратной и подающей трубы, этому способствует формула:
G уч = (3,6*Q уч)/(c*(t r-t o)),
где Q уч — уровень тепловой нагрузки участка, (Вт). Нагрузка тепла на 1 участок составляет 10 кВт;
с — (показатель удельной теплоемкости для жидкости) постоянная, равная 4,2 кДж (кг*°С);
t r — температурный режим горячего теплоносителя;
t o — температурный режим холодного теплоносителя.
Гидрорасчеты отопительных гравитационных систем: скорость транспортировки теплоносителя
Минимальная скорость теплоносителя составляет 0,2-0,26 м/с. При снижении параметра из жидкости могут выделяться избыточные воздушные массы, приводящие к образованию воздушных пробок. Это выступает причиной для полного или частичного отказа от системы отопления. Верхний порог скорости теплоносителя составляет 0,6-1,5 м/с. Не достижение скорости до заданных параметров возможно образование гидравлических шумов. На практике оптимальная скорость варьирует в диапазоне 0,4-0,7 м/с.
Для более точных вычислений используются параметры материалов для изготовления труб, Например, для стальных труб скорость жидкости варьирует в диапазоне 0,26-0,5 м/с. При использовании полимерных или медных изделий, допускается увеличение скорости до 0,26-0,7 м/с.
Вычисление сопротивления отопительных гравитационных систем: потери давления
Сумма всех потерь при гидравлическом трении и локальном сопротивлении определяется в Па:
Руч = R * l + ((p * v2) / 2) * E3,
- где v — скорость транспортируемых сред м/с;
- p — плотность жидкости, кг/м³;
- R — потери давления, Па/м;
- l — длина, используемая для расчета труб, м;
- E3 — сумма всех коэффициентов локального сопротивления на обустроенном участке запорной арматуры.
Общий уровень гидравлического сопротивления определяется суммой сопротивлений расчетных участков.
Гидрорасчет двухтрубных гравитационных отопительных систем: выбор основной ветви
Если система гидравлики характеризуется попутной транспортировкой теплоносителя, для двухтрубных систем следует выбрать кольцо максимально загруженного стояка через размещенные внизу отопительные приборы. Для систем, характеризующихся тупиковым движением теплоносителя, требуется выбор кольца нижнего прибора обогрева для максимально загруженного из самых удаленных стояков. Для горизонтальных отопительных конструкций подбирают кольца через наиболее загруженные ветви, относящиеся к нижним этажам.
Расчет сети водопровода города , страница 10
Схема потокораспределения сети при высоком хозяйственном водопотреблении
Схема потокораспределения сети при высоком транзите в водонапорную башню
Схема потокораспределения сети при высоком хозяйственном
Обозначение диаметров участков сети
Диаметры выбираются для 2-ух расчетных рабочих режимов сети: режима самого большого потребления воды и режима самого большого транзита в башню.
Диаметры участков сети подбираются с учетом требований экономности, котрые отличается экономическим аргументом Э, который для условий Беларуси принимается равным 0,75.
Обозначение диаметров выполняется по таблице 12 справочника Шевелева.
Данные расчета показаны в табл.9.
Расчетные затраты, л/с
Режим самого большого ВП
Режим самого большого транзита в башню
Обозначение расчетных затрат воды на участках определяется по правилу Кирхгофа.
Данные гидравлического расчета участка пишутся в виде над каждым расчетным участком.
d – диаметр участка сети
lФ – практическая длина участка сети
q – расчетный расход на участке
h – потери напора на участке
i – гидравлический уклон, определяемый по таблице Шевелева и зависящий от материала труб
После определения потерь напора на индивидуальных участках сети выполняется увязка потерь напора в кольцах и увязка колец между собой.
Увязка сети выполняется 2-мя способами: способом Андрияшева и способом Лобачёва В.Т. и Кросса.
4.2 Увязка сети по способу Андрияшева.
Способ Андрияшева выделяется наглядностью, т.к. весь расчёт ведется на расчётных схемах.
Увязка сети собой представляет систему последовательных попыток по исправлению заранее намечаных затрат, путём пропуска по кольцам сети увязочного расхода ?q.
Увязочный расход не нарушает баланса водорасхода в узлах, но снижает расходы воды на перегруженных и повышает на недогруженных участках.
q -средне арифметический расход замкнутого контура, л/с,
? h-невязка рассматриваемого кольца, м ,
?h-арифметическая сумма потерь напора в кольце, м ,
С новыми затратами и находим новую невязку.
Расчет сети водопровода города, страница 10
https://www.youtube.com/watch?v=Nnf8bRIAcv8
Расчет объема и пропускной возможности круглых и профильных труб
Капитальный ремонт дома или замена сантехники всегда связаны с укладкой трубопровода. В его проектировании нельзя все делать «на глаз», иначе даже самые несущественные, на первый взгляд, ошибки, часто приводят к серьезным последствиям. Рассмотрим то, что являет собой пропускная способность и способы ее вычисления.
Эта величина отображает количество жидкости, газа или воздуха, который способен пройти по трубопроводу того или иного размера за час или секунду.
Она позволяет правильно подобрать и установить трубы, учитывая особенности точек водозабора, будь это ванная, посудомоечная машина, система центрального водоснабжения и т.д.
От правильно подобранной сантехники зависит срок эксплуатации труб, а также нормальный напор воды после их запуска.
Пропускная способность рассчитывается несколькими методами:
- Физический. В зависимости от того, для каких целей предназначен трубопровод, и какие жидкости будут по нему проходить, применяются соответствующие формулы. Применяются усредненные показатели, например, коэффициент шероховатости.
- Табличный. Существуют графики приближенных значений, в которых не учитываются посторонние факторы: зарастание, образование ила.
- Компьютерные программы и онлайн-калькуляторы. Они бесплатны, отлично подходят для просчета параметров эксплуатации труб любого назначения.
Последний способ является самым простым и доступным для того, кто хочет обустроить систему водопровода своими руками. Расчет подходит не только для круглых, но и для квадратных труб. Не придется прибегать к сложным расчетам, достаточно лишь ввести данные, которые запрашивает сайт. Вы получите результат, в котором будут указаны такие параметры:
- общая площадь, объем и длина трубы;
- пропускная способность в кг/час и кг/сек;
- скорость поступления жидкости в кг/час и кг/сек.
Чтобы получить эту информацию, нужно лишь выбрать тип трубы, ввести ее диаметр, длину и толщину стенок. Также понадобится указать скорость потока в трубе.
На что влияет диаметр трубы
Это – одна из главных характеристик системы труб, на которую следует обращать внимание при монтаже. Без него не удастся определить пропускную способность и обеспечить нормальную подачу жидкости
Вне зависимости от того, какому материалу вы отдадите предпочтение: пластику или металлу, диаметр все равно будет играть решающую роль.
Расчет диаметра трубы для водоснабжения и отопления
Основным критерием подбора трубы отопления является ее диаметр. От этого показателя зависит, насколько эффективным будет обогрев дома, срок эксплуатации системы в целом. При малом диаметре в магистралях может возникнуть повышенное давление, которое станет причиной протечек, повышенной нагрузки на трубы и металл, что приведет к проблемам и бесконечным ремонтам. При большом диаметре теплоотдача системы отопления будет стремиться к нулю, а холодная вода будет просто сочиться из крана.
Пропускная способность трубы
Диаметр трубы напрямую влияет на пропускную способность системы, то есть в данном случае имеет значение количество воды или теплоносителя, проходящего через сечение в единицу времени. Чем больше циклов (перемещений) в системе за определенный промежуток времени, тем эффективнее происходит обогрев. Для труб водоснабжения диаметр влияет на исходное давление воды – подходящий размер будет только поддерживать напор, а увеличенный – снижать.
По диаметру подбирают схему водопровода и отопления, количество радиаторов и их секционность, определяют оптимальную длину магистралей.
Так как пропускная способность трубы является основополагающим фактором при выборе, следует определиться, а что, в свою очередь, влияет на проходимость воды в магистрали.
| 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 |
Факторы влияния на проходимость магистрали:
- Давление воды или теплоносителя.
- Внутренний диаметр (сечение) трубы.
- Общая длина системы.
- Материал трубопровода.
- Толщина стенок трубы.
На старой системе проходимость трубы усугубляется известковыми, иловыми отложениями, последствиями коррозии (на металлических изделиях). Все это в совокупности снижает со временем количество воды, проходящей через сечение, то есть подержанные магистрали работают хуже, чем новые.
Примечательно, что этот показатель у полимерных труб не меняется – пластик гораздо менее, чем металл, позволяет шлаку накапливаться на стенках. Поэтому пропускная способность труб ПВХ остается такой же, как и в день их монтажа.
Таблицы для гидравлического расчета. Шевелев Ф.А.
скачать
Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных труб водопровода. Издание 5-е, дополненное. Стройиздат, 1973.
Книжка имеет таблицы для гидравлического расчета труб водопровода из самых разных материалов. Таблицы составлены по формулам, выработанным в результате исследований, проведенных по ВНИИ ВОДГЕО, и охватывают нормированные размеры диаметров труб.
Справочное пособие предназначается для специалистов, которые работают в области водообеспечения.
На данной странице предоставлена техдокументация для проектирования сетей и построек водообеспечения и канализации.
Использование калькулятора гидравлического расчета
Как уже было сказано, вычисление характеристик гидравлического сопротивления простого трубопровода можно произвести самостоятельно. Однако при работе со сложными конструкциями сделать это достаточно проблематично. Поэтому самый простой способ получения описываемых параметров —использование возможностей специализированного онлайн-калькулятора.
Алгоритм вычисления по нему выглядит следующим образом:
- Сначала необходимо выбрать требуемый метод расчета решения.
- Потом нужно указать материал, из которого изготовлены используемые трубы.
- Далее требуется задать значение расхода жидкости. Оно зависит от таких факторов, как тип перекачиваемой жидкости, среда использования конструкции, рабочие характеристики насоса и т.д.
- Затем последовательно указываются следующие параметры:
- размеры сечения внутренней и наружной части трубопровода;
- длина расчетного участка;
- средняя температура воды на расчетном участке.
После ввода всех данных программа в автоматическом режиме произведет вычисления и представит их пользователю в виде графика. Его пример представлен ниже.
Компенсаторы расширения трубопроводных сетей
Отводы
Специальные отводы, ввариваемые в трубопроводную сеть, компенсируют естественный показатель линейного расширения изделий. Этому способствует выбор компенсирующих U-образных, Z-образных и угловых отводов, лирных компенсаторов.
Они предназначены для принятия линейного расширения труб за счет деформирования, но для данной технологии предусмотрен ряд ограничений. В трубопроводных магистралях с повышенным уровнем давления для компенсации расширения служат колени под разным углом. Напряжение, предусмотренное в отводах, способствует усилению коррозийного действия.
Волнистые компенсаторы
Изделия представлены тонкостенными гофротрубами из металла, называемыми сильфоном и растягиваемым в направлении трубопроводной линии. Их монтируют в трубопроводной сети, предварительный натяг служит для компенсации расширения.
Выбор осевых компенсаторов позволяет обеспечить расширение по поперечному сечению. Внутренние направляющие кольца предупреждают боковое смещение и внутреннее загрязнение. Для защиты труб от внешнего воздействия служит специальная облицовка. Компенсаторы, не включающие в конструкцию внутреннего направляющего кольца, способствуют поглощению боковых сдвигов и вибрации, исходящей от насосных систем.
Порядок проведения гидравлического расчета
Гидравлический расчет системы водоснабжения включает в себя следующие этапы:
- Определение количества точек водоразбора – для этого по типовому плану здания определяют количество умывальников, ванн, унитазов в здании.
- Составление схематического изображения (аксонометрической схемы) внутренней водопроводной сети – вручную или при помощи специального программного обеспечения составляется схема расположения стояков водоснабжения и подключаемых к ним сантехнических приборов. При этом для удобства дальнейшей работы каждый горячий и холодный водоснабжающий трубопровод отмечают различными цветами (красным и синим соответственно).
- Разбиение водопроводной сети на отдельные расчетные горизонтальные и вертикальные участки, состоящие из трубопроводов и водоразборных узлов. Границами каждого участка является запорная арматура и сантехнические приборы.
- Вычисление вероятности одновременного включения всех водоразборных узлов расчетного участка(P) – расчет значения данной величины производится по следующей формуле:
P=Q макс.вод ×U/Qприб.×N×3600;
где Q макс.вод –расход воды в часы с максимальным водопотреблением, л/ч на 1 жителя;
U – количество жителей, которых обеспечивают водой коммуникации и водоразборные узлы расчетного участка, чел;
Qприб. – нормативный расход через узел водоразбора в среднем составляющий 0,18 л/с;
N – количество входящих в расчетный участок узлов водоразбора (сантехнических приборов), шт;
3600 — коэффициент используемый для перевода литров в час в литры в секунду.
Определение максимального секундного расхода воды трубопроводом и водозаборными узлами расчетного участка по формуле:
Q макс.расх.вод= 5× Q в.приб×a; л/с
где Q в.приб – суммарный нормативный расход через узлы водоразбора участка;
a – величина безразмерная. Ее значение находят по специальным таблицам в СНиП 2.04.01-85.
- Подбор оптимального внутреннего диаметра трубопровода — подбирается с учетом рекомендаций по использованию и экономической целесообразности применения в данных условиях.
- Расчет скорости воды — вычисляют по специальным методическим пособиям, исходя из внутреннего диаметра выбранного трубопровода.
- Вычисление потерь напора (Нl) по формуле:
Нl= L×i×(1+Kl); м.вод.столба,
где L – длина расчетного участка, м;
i – удельные потери напора при трении воды о внутренние стенки трубопровода, измеряется данная величина в миллиметрах водяного столба/метр трубопровода;
Kl – поправочный коэффициент, при проектировании жилых многоквартирных домов и коттеджей его значение равно 0,3.
Для зданий имеющих 2 и более этажей гидравлический расчет требуемого напора(Hтр) водопроводного ввода в месте его подключения к наружному магистральному трубопроводу производится по следующей формуле:
Hтр=10+(n-1)×4,
где n – количество этажей;
4 -напор необходимый для поднятия воды для каждого этажа, расположенного выше первого, м.
Фактический требуемый напор в точке ввода (Нф) находят, суммируя расчетный напор ввода (Hтр) с потерями напора на расчетных участках (Нl):
Нф= Hтр+ Нl расч.уч.1+ Нl расч.уч.2+ Нl расч.уч.3+ Нl расч.уч.4+ Нl расч.уч.n
Результаты такого расчета записывают в сводную таблицу.
Снижение давления и расчет гидросопротивления
Для определения напора внутри труб и правильной подборки оборудования, способствующего перекачиванию жидких или газообразных сред, требуется вычислить снижение давления. За неимением доступа к интернет-сети, расчеты производятся по формуле:
Δp=λ·(ld1)·(ρ/2)·v²
Δp – перепады напряжения на участке трубопровода, Па l – протяженность участка трубопроводной линии, м λ – коэффициент сопротивления d1 – поперечное сечение труб, м ρ – уровень плотности транспортируемых сред, кг/м3 v – скорость перемещения, м/с
Гидравлическое сопротивление образуется под воздействием 2-х основных факторов:
- сопротивление трения;
- местное сопротивление.
Первый вариант предусмотрен при образовании неровностей и шероховатостей, препятствующих движению перекачиваемых сред. Для преодоления тормозящего эффекта требуются дополнительный расход энергии. При ламинарном протоке и соответствующего ему низкого показателя Рейнольдса (Re), характеризующегося равномерностью и исключением возможности смешения соседних слоев жидких или газообразных сред, влияние шероховатостей минимально. Это объясняется увеличением параметра крайнего вязкого подслоя перекачиваемых сред, относительно образованных неровностей и выступов на поверхности труб. Эти условия позволяют считать трубы гидравлически гладкими.
При повышении значения Рейнольдса вязкий подслой имеет меньшую толщину, что обеспечивает перекрытие неровностей и воздействия шероховатостей, уровень гидравлического сопротивления не зависит от показателя Рейнольдса, и средней высоты выступов на покрытии труб. Последующее повышение значения Рейнольдса позволяет перевести перекачиваемые среды в режим турбулентного протекания, где образуется разрушение вязкого подслоя, а образуемое трение определяется величиной шероховатости.
Потери при трении рассчитываются путем подстановки данных:
HТ=[(λ·l)/dэ]·[w2/(2g)]
- HТ – потери напора при сопротивлении трению, м
- [w2/(2g)] – скоростной напор, м
- λ – коэффициент сопротивления
- l – протяженность трубопроводного участка, м
- dЭ – эквивалентное значение поперечного сечения трубопроводной линии, м
- w – скорость движения сред, м/с
- g – ускорение свободного падения, м/с2
Подбор диаметров труб
Как было упомянуто, оптимальное значение диаметра основных труб в системе подачи воды зависит от множества параметров:
- материал изготовления;
- тип работы системы – естественная или принудительная;
- рабочая скорость потоков;
- параметр давления;
- наличие фактора деления трубопровода на несколько разводок;
- вид используемого в системе теплоносителя и т.д.
Значения диаметров указываются производителями в двух видах:
- в миллиметрах;
- в дюймах – 1 дюйм = 25.4 мм.
Как правило, абсолютно точные вычисления требуются в промышленных системах. При работе с простыми домашними конструкциями достаточно придерживаться следующих рекомендаций:
- Основная труба системы подачи воды – от 10 до 15 мм.
- Диаметр труб, использующихся в качестве стояков системы, – от 20 до 25 мм.
Таким образом, проведение гидравлического расчета обязательно при конструкции и установке систем трубопроводов
Важно понимать, что при выборе слишком большого рабочего диаметра давление воды будет слишком малым, что приведет к нарушению режимов работы системы и отрицательно скажется на качестве ее функционирования
Использование слишком малых диаметров, наоборот, приведет к повышению давления, следовательно, к опасности использования такой системы. Также, при малых значениях, работа системы неизбежно будет сопровождаться шумами.
Что нужно для гидравлического расчета трубопровода
Дачник с 20 летним стажем
Каждая система, основная задача которой — перемещение воды или других жидкостей, состоит из трубопроводов. Это касается самых различных областей, они применяются в водопроводах, системах отопления и т.д. Если постройка такой конструкции, предназначенной для выполнения относительно простых задач, не вызывает каких-либо сложностей, то масштабный проект требует точных вычислений. В частности, это касается скорости передачи воды и других жидкостей, размеров использующихся труб и т.д. Процесс, позволяющий получить точность в этом вопросе, – это гидравлический расчет трубопроводов.
Уравнения, решаемые для определения основных характеристик будущей конструкции, достаточно сложные. Далеко не каждый человек способен самостоятельно все правильно решить. Именно поэтому был создан специальный калькулятор, который способен провести гидравлический расчет трубопроводов онлайн.
Чтобы рассчитать гидравлический расчет, требуется решить две основных задачи:
- Определить коэффициент потери напора по длине – это разность напора давления в трубопроводе на участке трубы определенной длины.
- Определить значение расхода жидкости в трубопроводе при ее движении. Значение потока жидкости определяется путем вычисления разницы между показателями манометров на входе в трубопровод и выходе из него.
Расход воды
Нормативы расхода воды отдельными сантехническими приборами можно обнаружить в одном из приложений к СНиП 2.04.01-85, регламентирующему сооружение внутренних водопроводов и канализационных сетей. Приведем часть соответствующей таблицы.
| Прибор | Расход ХВС, л/с | Общий расход (ХВС и ГВС), л/с |
| Умывальник (водоразборный кран) | 0,10 | 0,10 |
| Умывальник (смеситель) | 0,08 | 0,12 |
| Мойка (смеситель) | 0,08 | 0,12 |
| Ванна (смеситель) | 0,17 | 0,25 |
| Душевая кабинка (смеситель) | 0,08 | 0,12 |
| Унитаз со сливным бачком | 0,10 | 0,10 |
| Унитаз с краном прямой подачи воды | 1,4 | 1,4 |
| Кран для полива | 0,3 | 0,3 |
В случае предполагаемого одновременного использования нескольких сантехнических приборов расход суммируется. Так, если одновременно с использованием туалета на первом этаже предполагается работа душевой кабинки на втором – будет вполне логичным сложить расход воды через оба сантехнических прибора: 0,10+0,12=0,22 л/с.
При последовательном подключении приборов расход воды суммируется.
Особый случай
Для пожарных водопроводов действует норма расхода в 2,5 л/сна одну струю. При этом расчетное количество струй на один пожарный гидрант при пожаротушении вполне предсказуемо определяется типом здания и его площадью.
На фото – пожарный гидрант.
| Параметры здания | Количество струй при тушении пожара |
| Жилое здание в 12 – 16 этажей | 1 |
| То же, при длине коридора более 10 метров | 2 |
| Жилое здание в 16 – 25 этажей | 2 |
| То же, при длине коридора более 10 метров | 3 |
| Здания управления (6 – 10 этажей) | 1 |
| То же, при объеме более 25 тыс. м3 | 2 |
| Здания управления (10 и более этажей, объем до 25000 м3) | 2 |
| То же, объем больше 25 тыс. м3 | 3 |
| Общественные здания (до 10 этажей, объем 5 – 25 тыс. м3) | 1 |
| То же, объем больше 25 тыс. м3 | 2 |
| Общественные здания (более 10 этажей, объем до 25 тыс. м3) | 2 |
| То же, объем больше 25 тыс. м3 | 3 |
| Администрации предприятий (объем 5 – 25 тыс. м3) | 1 |
| То же, объем более 25000 м3 | 2 |
Гидравлический расчет трубопроводов с низким давлением газа
- Ориентировочно следует знать количество потребителей (жителей) в расчетном районе, в который будет осуществляться подача газа с низким давлением.
- Производится учет всего объема газа за год, который будет использоваться на различные потребности.
- Путем вычислений определяется значение расхода газа потребителями за конкретный промежуток времени, в данном случае это один час.
- Устанавливается местонахождение и количество точек газораспределения.
Производится расчет перепадов давления участка газопроводной магистрали. В нашем случае, к этим участкам относятся распределительные точки и внутридомовой трубопровод, ветви абонентов. После этого учитываются общие перепады давления на протяжении всей газопроводной магистрали.
- Производится вычисление всех труб по отдельности.
- В данном районе устанавливается густота населения потребителей.
- Выполняется расчет расхода природного газа на показание площади каждой отдельно взятой трубы.
- Проводятся вычислительные работы по ряду следующих показателей:
- Эквивалентные данные;
- Фактические данные длины всего участка;
- Расчетные данные длины отрезка газового трубопровода.
Для каждого участка газопровода необходимо произвести подсчет удельной узловой и путевой затраты.
Для чего нужен гидравлический расчет внутридомового газопровода
В период расчетных работ происходит определение видов необходимых газовых элементов. Приборы, задействованные в доставке и регулировании газа, изображают схему всей внутридомовой системы. Это позволяет вовремя выявить разнообразные неполадки, а также четко провести монтажные работы.
В проекте находятся определенные точки, где, согласно нормам, будут размещены газовые элементы. Также согласно этим нормам учитываются условия безопасности.
В условиях подачи топлива в расчет принимается кухонная комната, ванная и количество жилых помещений. В кухне к сведению также принимают наличие таких элементов, как дымовая труба, вытяжка. Все это необходимо для того, чтобы произвести качественную установку приборов и трубопровода для доставки природного газа.
Компенсаторы расширения трубопроводных сетей
Отводы
Специальные отводы, ввариваемые в трубопроводную сеть, компенсируют естественный показатель линейного расширения изделий. Этому способствует выбор компенсирующих U-образных, Z-образных и угловых отводов, лирных компенсаторов.
Они предназначены для принятия линейного расширения труб за счет деформирования, но для данной технологии предусмотрен ряд ограничений. В трубопроводных магистралях с повышенным уровнем давления для компенсации расширения служат колени под разным углом. Напряжение, предусмотренное в отводах, способствует усилению коррозийного действия.
Волнистые компенсаторы
Изделия представлены тонкостенными гофротрубами из металла, называемыми сильфоном и растягиваемым в направлении трубопроводной линии. Их монтируют в трубопроводной сети, предварительный натяг служит для компенсации расширения.
Выбор осевых компенсаторов позволяет обеспечить расширение по поперечному сечению. Внутренние направляющие кольца предупреждают боковое смещение и внутреннее загрязнение. Для защиты труб от внешнего воздействия служит специальная облицовка. Компенсаторы, не включающие в конструкцию внутреннего направляющего кольца, способствуют поглощению боковых сдвигов и вибрации, исходящей от насосных систем.
