Пропускная способность трубы в зависимости от диаметра и давления воды: Пропускная способность трубы в зависимости от диаметра и давления воды

Пропускная способность трубы в зависимости от диаметра и давления воды: Пропускная способность трубы в зависимости от диаметра и давления воды
Ноя 22 2020
admin
Как посчитать пропускную способность трубы для разных систем – примеры и правила

Содержание:

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 трубы в зависимости от диаметра

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.

Содержание

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.

как посчитать пропускную способность трубы

Расчет проходимости трубы может осуществляться по одному из методов, выбирать который необходимо в зависимости от конкретных условий прокладки трубопровода:

  1. Физические расчеты. В данном случае используется формула пропускной способности трубы, позволяющая учесть каждый показатель конструкции. На выборе формулы влияет тип и назначение трубопровода – например, для канализационных систем есть свой набор формул, как и для остальных видов конструкций.
  2. Табличные расчеты. Подобрать оптимальную величину проходимости можно при помощи таблицы с примерными значениями, которая чаще всего используется для обустройства разводки в квартире. Значения, указанные в таблице, довольно размыты, но это не мешает использовать их в расчетах. Единственный недостаток табличного метода заключается в том, что в нем рассчитывается пропускная способность трубы в зависимости от диаметра, но не учитываются изменения последнего вследствие отложений, поэтому для магистралей, подверженных возникновению наростов, такой расчет будет не лучшим выбором. Чтобы получить точные результаты, можно воспользоваться таблицей Шевелева, учитывающей практически все факторы, воздействующие на трубы. Такая таблица отлично подходит для монтажа магистралей на отдельных земельных участках.
  3. Расчет при помощи программ. Многие фирмы, специализирующиеся на прокладке трубопроводов, используют в своей деятельности компьютерные программы, позволяющие точно рассчитать не только пропускную способность труб, но и массу других показателей. Для самостоятельных расчетов можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, которые, хоть и имеют несколько большую погрешность, доступны в бесплатном режиме. Хорошим вариантом большой условно-бесплатной программы является «TAScope», а на отечественном пространстве самой популярной является «Гидросистема», которая учитывает еще и нюансы монтажа трубопроводов в зависимости от региона.

Расчет пропускной способности газопроводов

Проектирование газопровода требует достаточно высокой точности – газ имеет очень большой коэффициент сжатия, из-за которого возможны утечки даже через микротрещины, не говоря уже о серьезных разрывах. Именно поэтому правильный расчет пропускной способности трубы, по которой будет транспортироваться газ, очень важен.

Если речь идет о транспортировке газа, то пропускная способность трубопроводов в зависимости от диаметра будет рассчитываться по следующей формуле:

Где р – величина рабочего давления в трубопроводе, к которой прибавляется 0,10 МПа;

Ду – величина условного прохода трубы.

Указанная выше формула расчета пропускной способности трубы по диаметру позволяет создать систему, которая будет работать в бытовых условиях.

формула расчета пропускной способности трубы по диаметру

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.

пропускная способность трубопровода по диаметру


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.

пропускная способность полипропиленовых труб таблица

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».

пропускная способность полипропиленовых труб

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.

пропускная способность трубопроводов в зависимости от диаметра

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.

расчет воды по пропускной способности трубы

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. 


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

Прокладка трубопровода – дело не очень сложное, но достаточно хлопотное. Одной из самых сложных проблем при этом является расчет пропускной способности трубы, которая напрямую влияет на эффективность и работоспособность конструкции. В данной статье речь пойдет о том, как рассчитывается пропускная способность трубы.

Пропускная способность – это один из важнейших показателей любой трубы. Несмотря на это, в маркировке трубы этот показатель указывается редко, да и смысла в этом немного, ведь пропускная способность зависит не только от габаритов изделия, но и от конструкции трубопровода. Именно поэтому данный показатель приходится рассчитывать самостоятельно.

Способы расчета пропускной способности трубопровода

  1. Внешний диаметр . Данный показатель выражается в расстоянии от одной стороны наружной стенки до другой стороны. В расчетах этот параметр имеет обозначение Дн. Внешний диаметр труб всегда отображается в маркировке.
  2. Диаметр условного прохода . Это значение определяется как диаметр внутреннего сечения, который округляется до целых чисел. При расчете величина условного прохода отображается как Ду.



Расчет проходимости трубы может осуществляться по одному из методов, выбирать который необходимо в зависимости от конкретных условий прокладки трубопровода:

  1. Физические расчеты . В данном случае используется формула пропускной способности трубы, позволяющая учесть каждый показатель конструкции. На выборе формулы влияет тип и назначение трубопровода – например, для канализационных систем есть свой набор формул, как и для остальных видов конструкций.
  2. Табличные расчеты . Подобрать оптимальную величину проходимости можно при помощи таблицы с примерными значениями, которая чаще всего используется для обустройства разводки в квартире. Значения, указанные в таблице, довольно размыты, но это не мешает использовать их в расчетах. Единственный недостаток табличного метода заключается в том, что в нем рассчитывается пропускная способность трубы в зависимости от диаметра, но не учитываются изменения последнего вследствие отложений, поэтому для магистралей, подверженных возникновению наростов, такой расчет будет не лучшим выбором. Чтобы получить точные результаты, можно воспользоваться таблицей Шевелева, учитывающей практически все факторы, воздействующие на трубы. Такая таблица отлично подходит для монтажа магистралей на отдельных земельных участках.
  3. Расчет при помощи программ . Многие фирмы, специализирующиеся на прокладке трубопроводов, используют в своей деятельности компьютерные программы, позволяющие точно рассчитать не только пропускную способность труб, но и массу других показателей. Для самостоятельных расчетов можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, которые, хоть и имеют несколько большую погрешность, доступны в бесплатном режиме. Хорошим вариантом большой условно-бесплатной программы является «TAScope», а на отечественном пространстве самой популярной является «Гидросистема», которая учитывает еще и нюансы монтажа трубопроводов в зависимости от региона.

Расчет пропускной способности газопроводов

Проектирование газопровода требует достаточно высокой точности – газ имеет очень большой коэффициент сжатия, из-за которого возможны утечки даже через микротрещины, не говоря уже о серьезных разрывах. Именно поэтому правильный расчет пропускной способности трубы, по которой будет транспортироваться газ, очень важен.

Если речь идет о транспортировке газа, то пропускная способность трубопроводов в зависимости от диаметра будет рассчитываться по следующей формуле:

Где р – величина рабочего давления в трубопроводе, к которой прибавляется 0,10 МПа;

Ду – величина условного прохода трубы.

Указанная выше формула расчета пропускной способности трубы по диаметру позволяет создать систему, которая будет работать в бытовых условиях.



В промышленном строительстве и при выполнении профессиональных расчетов применяется формула иного вида:

  • Qmax = 196,386 Ду2 * p/z*T,

Где z – коэффициент сжатия транспортируемой среды;

Т – температура транспортируемого газа (К).

Эта формула позволяет определить степень разогрева транспортируемого вещества в зависимости от давления. Увеличение температуры приводит к расширению газа, в результате чего давление на стенки трубы повышается.

Чтобы избежать проблем, профессионалам приходится учитывать при расчете трубопровода еще и климатические условия в том регионе, где он будет проходить. Если наружный диаметр трубы окажется меньше, чем давление газа в системе, то трубопровод с очень большой вероятностью будет поврежден в процессе эксплуатации, в результате чего произойдет потеря транспортируемого вещества и повысится риск взрыва на ослабленном отрезке трубы.

При большой необходимости можно определить проходимость газовой трубы с помощью таблицы, в которой описана взаимозависимость между наиболее распространенными диаметрами труб и рабочим уровнем давления в них. По большому счету, у таблиц есть тот же недостаток, который имеет рассчитанная по диаметру пропускная способность трубопровода, а именно – невозможность учесть воздействие внешних факторов.

Расчет пропускной способности канализационных труб

При проектировании канализационной системы нужно в обязательном порядке рассчитывать пропускную способность трубопровода, которая напрямую зависит от его вида (канализационные системы бывают напорными и безнапорными). Для осуществления расчетов используются гидравлические законы. Сами расчеты могут проводиться как при помощи формул, так и посредством соответствующих таблиц.

Для гидравлического расчета канализационной системы требуются следующие показатели:

  • Диаметр труб – Ду;
  • Средняя скорость движения веществ – v;
  • Величина гидравлического уклона – I;
  • Степень наполнения – h/Ду.



Как правило, при проведении расчетов вычисляются только два последних параметра – остальные после этого можно будет определить без особых проблем. Величина гидравлического уклона обычно равна уклону земли, который обеспечит движение стоков со скоростью, необходимой для самоочищения системы.

Скорость и предельный уровень наполнения бытовой канализации определяются по таблице, которую можно выписать так:

  1. Диаметр 150-250 мм — h/Ду составляет 0,6, а скорость – 0,7 м/с.
  2. Диаметр 300-400 мм — h/Ду составляет 0,7, скорость – 0,8 м/с.
  3. Диаметр 450-500 мм — h/Ду составляет 0,75, скорость – 0,9 м/с.
  4. Диаметр 600-800 мм — h/Ду составляет 0,75, скорость – 1 м/с.
  5. Диаметр 900+ мм — h/Ду составляет 0,8, скорость – 1,15 м/с.

Для изделия с небольшим сечением имеются нормативные показатели минимальной величины уклона трубопровода:

  • При диаметре 150 мм уклон не должен быть менее 0,008 мм;
  • При диаметре 200 мм уклон не должен быть менее 0,007 мм.

Для расчета объема стоков используется следующая формула:

Где а – площадь живого сечения потока;

v – скорость транспортировки стоков.



Определить скорость транспортировки вещества можно по такой формуле:

где R – величина гидравлического радиуса,

С – коэффициент смачивания;

i – степень уклона конструкции.

Из предыдущей формулы можно вывести следующую, которая позволит определить значение гидравлического уклона:

Чтобы вычислить коэффициент смачивания, используется формула такого вида:

Где n – коэффициент, учитывающий степень шероховатости, который варьируется в пределах от 0,012 до 0,015 (зависит от материала изготовления трубы).

Значение R обычно приравнивают к обычному радиусу, но это актуально лишь в том случае, если труба заполняется полностью.

Для других ситуаций используется простая формула:

Где А – площадь сечения потока воды,

Р – длина внутренней части трубы, находящейся в непосредственном контакте с жидкостью.

Табличный расчет канализационных труб

Определять проходимость труб канализационной системы можно и при помощи таблиц, причем расчеты будут напрямую зависеть от типа системы:

  1. Безнапорная канализация . Для расчета безнапорных канализационных систем используются таблицы, содержащие в себе все необходимые показатели. Зная диаметр устанавливаемых труб, можно подобрать в зависимости от него все остальные параметры и подставить их в формулу. Кроме того, в таблице указан объем проходящей через трубу жидкости, который всегда совпадает с проходимостью трубопровода. При необходимости можно воспользов
Пропускная способность трубы в зависимости от диаметра: расчет по таблице

Пропускная способность трубы для воды – один из базовых параметров для расчета и проектирования трубопроводных систем, предназначенных для транспортировки горячей или холодной воды в системе водоснабжения, отопления и водоотведения. Она представляет собой метрическую величину, показывающую, сколько воды может протечь по трубе за заданный промежуток времени.

Основным показателем, от которого зависит пропускная способность трубы, является ее диаметр: чем он больше, тем соответственно больше воды может пройти через нее за секунду, минуту или час. Вторым по значимости параметром, влияющим на количество и скорость прохождения воды – это давление рабочей среды: оно также прямо пропорционально пропускной способности трубопровода.

Какие еще показатели определяют пропускную способность трубопровода?

Два эти базовые параметры – основные, но не единственные величины, от которых зависит пропускная способность. Учитываются и другие прямые и косвенные условия, которые влияют или могут потенциально влиять на скорость прохождения рабочей среды по трубе. Например, материал, из которого изготовлена труба, а также характер, температура и качество рабочей среды также влияют на то, сколько воды может пройти по трубе за определенный промежуток времени.

Некоторые из них являются устойчивыми показателями, а другие учитываются в зависимости от срока и продолжительности эксплуатации трубопровода. Например, если речь идет о пластиковом трубопроводе, то скорость и количество прохождения воды остается постоянной в течение всего срока эксплуатации. Но для металлических труб, по которым протекает вода, этот показатель со временем снижается по ряду объективных причин.

Как материал трубы влияет на ее пропускную способность?

Во-первых, коррозийные процессы, которые всегда происходят в металлических трубопроводах, способствуют образованию стойкого налета ржавчины, который уменьшает диаметр трубы. Во-вторых, плохое качество воды, особенно в системе отопления, также существенно влияет на поток воды, его скорость и объем.

В горячей воде в центральных системах отопления содержится большое количество нерастворимых примесей, которые имеют свойства оседать на поверхности трубы. Со временем это приводит к появлению твердого осадка солей жесткости, которые быстро уменьшают просвет трубопровода и уменьшают пропускную способность труб (примеры быстрого зарастания труб вы могли часто видеть на фото в Интернете).

Длина контура и другие показатели, которые нужно учитывать при расчете

Еще один важный пункт, который следует учитывать при расчете пропускной способности трубы – длина контура и количество фасонных изделий (муфт, запорных кранов, фланцевых деталей) и других препятствий на пути у рабочей среды. В зависимости от количества углов и изгибов, которые преодолевает вода на пути к выходу, пропускная способность трубопровода также имеет свойство увеличиваться или уменьшаться. Непосредственно длина трубопровода также оказывает влияние на этот базовый параметр: чем дольше рабочая среда движется по трубам, тем ниже давление воды и, соответственно, ниже пропускная способность.

Как рассчитывается пропускная способность труб сегодня?

Все эти значения могут быть правильно использованы во время расчетов с помощью специальной формулы, которую применяют только опытные инженеры, учитывающие несколько параметров, включая вышеперечисленные, а также некоторые другие. Назовем все:

  • шероховатость внутренних стенок трубопровода;
  • диаметр трубы;
  • коэффициент сопротивления при прохождении через препятствия на пути воды;
  • уклон трубопровода;
  • степень зарастания трубопровода.

По старой инженерной формуле диаметр трубы и пропускная способность являются основными параметрами для расчета, к которым добавляется шероховатость. Но неспециалисту сложно выполнить расчеты, исходя только из этих данных. Раньше для упрощения задачи при проектировании системы водоснабжения и отопления использовались специальные таблицы, в которых были приведены готовые расчеты требуемого показателя. Сегодня их также можно использовать для проектирования трубопроводов.

Старые таблицы расчета – надежное пособие для современного инженера

Старые советские книги по ремонту, а также журналы и строительству часто публиковали таблицы с расчетами, которые обладают большой точностью, т.к. были выведены путем лабораторных испытаний. Например, в таблице пропускной способности труб указывается значение для трубы диаметром 50 мм – 4 т/ч, для трубы 100 мм – 20 т/ч, для трубы 150 мм – 72,8 т/ч, а для Т.е. можно понять, что пропускная способность трубы в зависимости от диаметра меняется не по арифметической прогрессии, а по другой формуле, в которую входят различные показатели.

Онлайн калькуляторы для расчета также в помощь

Сегодня кроме сложной формы и готовых таблиц, расчет пропускной способности трубопровода можно сделать и с помощью специальных компьютерных программ, которые также используют указанные выше параметры, которые нужно ввести в компьютер.

Специальный калькулятор для расчета можно скачать в интернете, а также воспользоваться различными онлайн ресурсами, которых в Сети сегодня великое множество. Ими можно пользоваться как на платной, а так и на бесплатной основе, но многие из них могут иметь неточности в формулах для расчетов и сложности в использовании.

Например, некоторые калькуляторы предлагает в качестве базовых параметров использовать на выбор либо соотношение диаметр/длина, либо шероховатость/материал. Чтобы знать показатель шероховатости, нужно также обладать специальными знаниями из области инженерии. То же самое можно сказать и о падении напора, который используется онлайн калькулятором при расчетах.

Если вы не знаете, где узнать или как вычислить эти параметры, то лучше для вас обратиться за помощью к специалистам, или воспользоваться онлайн калькулятором для расчета пропускной способности трубы.

Таблица пропускной способности трубопроводов водяных тепловых сетей

Дата публикации: 26.06.2017 13:21

Пропускная способность трубопроводов водяных тепловых сетей. Трубы Ду25-Ду1400. Тонн/час, м3, Гкал/час при температурных графиках 150-70, 130-70, 95-70 °C

Условный
диаметр
трубопровода

Ду
 

Пропускная спрособность в т/час ≈ м/час при
удельной потере давления на трение Δh в (кгс/м2)/м
1ксг/м2=10Па=1мм.в.ст.
Условный
диаметр
трубопровода
Пропускная способность в Гкал/час при температурных графиках в °C,
  1 Гкал/час=1,17 МВт
150-70°C130-70°C95-70°C
5101520510152051015205101520
250,450,680,820,95250,040,050,070,080,030,040,050,060,0110,0170,020,024
320,821,161,421,5432 0,070,090,110,120,050,070,080,090,020,0290,0250,028
401,381,942,42,7540 0,110,150,190,22 0,080,120,140,160,0350,050,060,07
502,453,54,34,9550 0,20,280,340,4 0,150,210,260,30,060,090,110,12
655,88,410,211,765 0,470,670,820,94 0,350,510,610,70,150,210,250,29
809,413,216,218,680 0,751,051,31,5 0,560,790,971,10,230,330,40,47
10015,62227,531,5100 1,251,752,22,5 0,931,321,651,90,390,550,680,79
12528404956125 2,23,23,94,5 1,72,42,93,40,711,231,4
15046647993150 3,75,16,37,5 2,83,84,75,61,151,61,92,3
17579112138157175 6,391112,5 4,76,78,39,41,92,83,43,9
200107152186215200 8,6121517 6,49,111132,73,84,75,4
250180275330380250 14222630 111620234,66,78,39,6
300310430530600300 25344248 192632368111315
350455640790910350 36516373 2740475511161923
40066093011501320400 537592106 4056697917232933
450900128015601830450 72103125147 54779311023323946
5001200169020502400500 96135164192 7210212311430425160
6001880265032503800600 150212260304 11315919522847668195
7002700380046005400700 216304368432 1622282763246895115135
8003800540065007700800 304443520615 22832439046095135162191
90051507300880010300900 415585705825 310437527617129182219257
10006750950011600135001000 5407609301080 405570658810169237274337
1200107001500018600215001200 855120014901750 64090011001290265375458537
1400160002300028000320001400 1280184022402560 960138016801920400575700 800
видео-инструкция как рассчитать, посчитать своими руками, расчет трубопровода 50 мм, фото и цена

Прежде чем говорить о том, какова пропускная способность трубы в зависимости от диаметра и других параметров, давайте уясним, что значит вообще это понятие. Говоря сухим языком определений, это способность пропускать определенный объем жидкости за фиксированный отрезок времени. В нашем случае это сколько литров воды может пройти через систему за 1 минуту.

Фото междугороднего водовода.

Фото междугороднего водовода.

Как можно рассчитать

Вариантов как рассчитать пропускную способность трубы, на данный момент существует несколько. С помощью математических формул, взяв данные из специализированных таблиц и прибегнув к помощи интернет программ (читайте также статью “Популярные способы соединения труб – подробный обзор”).

Но в любом случае вам понадобятся исходные данные.

  • Как минимум вам нужно хотя бы приблизительно знать протяженность линии, чем длиннее трасса, тем больший диаметр системы потребуется.
  • Не менее важным сейчас является материал, из которого изготавливается система. Распространенные в прошлом стальные водопроводы имеют большое сопротивление, плюс такие системы склонны к зарастанию, в результате чего диаметр, со временем, будет уменьшаться. Полимерные материалы более прогрессивны и практичны, на пластике налет не задерживается и гладкая поверхность не создает помех.
  • Выполняя расчет пропускной способности трубы, важно знать количество точек водопотребления, причем нужно учитывать какое количество из них могут теоретически быть включены одновременно. Ведь мало кому может понравиться ситуация когда при включении воды на кухне, она автоматически пропадает в остальных местах.
  • К обязательному перечню данных также можно добавить среднее давление в системе водоснабжения.
Зарастание системы.

Зарастание системы.

Важно: не мене важным является соблюдение норм монтажа системы. Ведь при несоблюдении угла наклона или чрезмерном количестве поворотов и запорных механизмов, энергетические затраты возрастают и пропускная способность уменьшается.

Сразу скажем, что расчет пропускной способности водопроводной трубы при помощи математических формул занятие достаточно сложное. Для получения точных значений необходимо обладать глубокими профессиональными знаниями, кроме того данные для выполнения расчета в любом случае нужно будет брать из специальных таблиц. Для ясности, на фото ниже мы даем пример решения подобной задачи.

Расчет пропускной способности.

Расчет пропускной способности.

Сейчас разработан целый ряд таблиц, в которых указаны достаточно точные данные по объему жидкости способной пройти за единицу времени, к примеру, таблицы Шевелева. В этих материалах можно найти данные не только по стальным системам, но также даны выкладки по всем существующим материалам, из которых могут монтироваться водопроводы.

Прежде всего, это все виды полимеров, цветные металлы, стекло и даже асбоцемент. На фото ниже дан пример такой таблицы.

Таблица значений.

Таблица значений.

Но в наш прогрессивный век самыми доступными можно смело считать специальные программы в интернете, это так называемые онлайн калькуляторы. Составляются они таким образом, чтобы любой человек смог, не напрягаясь быстро получить интересующую его информацию. Инструкция требует лишь своими руками внести заданные характеристики и вы сразу получите точный результат.

Совет: можно сделать еще проще, сейчас практически в любом нормальном строительном магазине, при условии закупки у них материалов, вам с удовольствием сделают расчет пропускной способности трубопровода.

Как подобрать нужный диаметр

Диаметр водопровода считается одной из главных характеристик, так как посчитать пропускную способность трубы, для обеспечения нормальной работы системы без этих данных невозможно. Вы можете смонтировать систему из любого материала, но главным показателем все равно будет диаметр.

Схема точек водопотребления.

Схема точек водопотребления.

Если вы в стремлении сэкономить возьмете трубы меньшего диаметра, то при прохождении через них жидкость будет вызывать завихрения, на языке профессионалов турбулентность. Это явление характеризуется мелкой вибрацией и повышенным шумом. В результате соединительные элементы системы и сами трубы будут быстро выходить из строя.

Среднее значение скорости движения воды в системе, которое принято учитывать при расчетах, составляет порядка 2-х метров в 1 секунду. Но кроме этого, как упоминалось ранее, большое значение имеет протяженность водопроводной системы.

Водопроводная развязка в доме.

Водопроводная развязка в доме.

Зависимость диаметра от протяженности

  • При условии стабильного давления в муниципальном водопроводе, для монтажа трассы протяженность, которой находится в районе 10м, вполне достаточно диаметра 20 мм. Более того, в частном строительстве, при разумном количестве точек водопотребления, это сечение считается оптимальным.
  • Для трассы, размер которой может достигать двадцати метров, уже рекомендуется использовать сечение 25 мм.
  • Системы протяженностью от 30, до 50м требуют использования труб сечением 32 мм.
  • Системы с внутренним сечением в 50 мм используются для водопроводов от 50, до 200м.
  • Трубы сечением в 100 мм используются для прокладки магистралей в частном секторе или запитывания распределительной системы многоэтажных зданий.
Трубы из полипропилена.

Трубы из полипропилена.

Также важно учесть количество одновременно работающих точек, принято считать, что через один кран в доме может проходить до 5л воды за минуту. Из этого значения следует рассчитывать нормы потребления на дом или квартиру.

Точек водоразбора в доме можно наставить сколь угодно много, но если количество жителей невелико, то и расчет водопотребления можно значительно упростить.

Несколько слов о размерности

Диаметр водопроводных конструкций может обозначаться разными значениями. Люди далекие от сантехнических терминов привыкли все измерять традиционной метрической системой, в миллиметрах, сантиметрах или в метрах. Но специалисты зачастую характеризуют сечение трубы в дюймах, только медные и алюминиевые изделия всегда измеряются в миллиметрах.

Медный водопровод.

Медный водопровод.

Мы не будем вдаваться в происхождение этой классификации, скажем лишь, что 1 дюйм принято считать равным 25,4 мм. В документации они могут обозначаться кавычками, так 1″=25,4 мм. Промежуточные сечения традиционно обозначаются дробями, например 1/2″ – полдюйма (12,7 мм) или 3/4″ – три четверти дюйма (19 мм).

На видео в этой статье показаны примеры расчетов.

Вывод

Цена на некоторые виды труб может быть достаточно высокой, но совсем не обязательно экономить на качестве. Если правильно выполнить расчет пропускной способности трубопровода, то можно смонтировать систему с допустимым сечением за приемлемые деньги (см.также статью “Соединение труб: трубопроводы и металлоконструкции”).

варианты, необходимость, инструкция по вычислению, подсказки

Очень часто возникает необходимость произвести простейший расчет пропускной способности трубы и определить ее эксплуатационные характеристики. Пропускная способность является метрической величиной. Она показывает максимальный объем потока, который можно пропустить через систему за определенное время. Если на трубопроводе использованы пластиковые конструкции, то их способность пропускать поток со временем не изменяется, так как они не подвержены коррозии внутри.

Особенности пропускных способностей

Особенности пропускных способностей

Пропускная способность металлических систем на всем периоде службы может изменяться. Знать об эксплуатационных характеристиках монтируемых элементов требуется при подключении любого сантехнического оборудования, только тогда можно быть уверенным, что, включив воду в ванной, она не перестанет поступать на кухню.

Способы расчета

Чтобы сделать корректный выбор пропускной способности, требуется знать исходные данные. Обычно для вывода результата обязательно нужны такие значения:

  • протяжность трубопровода;
  • материал изготовления элементов системы;
  • количество точек водозабора.

Могут понадобиться и некоторые другие показатели, но это все индивидуально. На сегодняшний день есть несколько разных способов расчета эффективной работы трубопровода. Его можно произвести при помощи:

  • формулы;
  • таблиц;
  • специальных программ.
Пропускная способность труб

Пропускная способность труб

Формула для расчета более доступна лишь специалистам, рядовому человеку без специфических знаний такая формула ничем не поможет. В ней, наряду с другими показателями, используется коэффициент шероховатости. Для различных видов трубопроводных систем и временных величин он разный. Если требуется рассчитать пропускную способность трубы из металла, которую не эксплуатировали раннее, то такой показатель составит 0,2. Вспомним курс физики для того, чтобы максимально точно рассчитать по формуле пропускную способность водопровода. Необходимо знать такие показатели:

  • диаметр используемых труб;
  • уклон конструкции трубопровода;
  • материал, применяемый для изготовления всей системы.

Хотя даже зная все эти значения, неспециалист может допустить неточности в подсчетах, тем более, что могут понадобиться и другие, не менее важные величины, для правильного результата.

Чтобы осуществить максимально точный расчет пропускной способности трубы, требуется знать несколько справочных табличных данных, которые соответствуют определенному материалу трубопровода. Сейчас существуют различные справочные таблицы для наиболее точного гидравлического расчета всей системы. В таких таблицах определены ходовые показатели для труб, изготовленных из различных материалов, таких, как металл, пластик, стекло, асбестоцемент и другие, используемых в быту и промышленности. В качестве примера хорошего образца для расчета можно назвать справочную таблицу Шевелева.

Использование специальной программы для расчетов

Использование специальной программы для расчетов

Самый современный и легкий вариант таких расчетов – это при помощи специальных программ. В таких программах задана оптимальная величина всех требуемых значений, исходя из вида материала изготовления всей конструкции. Принцип расчета в них такой. В специальную таблицу вносятся необходимые значения:

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

Любой из этих способов подскажет, как рассчитать пропускную способность труб и всей трубопроводной системы, расположенной в доме. Внимательно выполнив такие расчеты, можно надеяться на хороший напор воды и бесперебойную подачу в разных точках водозабора.

Как определить нужный диаметр для водопровода

Чтобы хорошо понять, как рассчитать данный показатель, рассмотрим примеры расчетов. Всем еще со школы хорошо известно то, что пропускная способность трубы в зависимости от диаметра меняется. Можно установить трубы, изготовленные из любого материала, но главным показателем будет именно диаметр.

Подходящий диаметр для труб водоснабжения

Подходящий диаметр для труб водоснабжения

Правильно определить нужный размер труб не менее ответственно, чем выбрать материал изготовления всего трубопровода. Маленький диаметр вызывает повышенную турбулентность потока в трубопроводе. Следствием этого будет повышенный шум в трубах и их быстрый выход из строя за счет отложения различных загрязнений на внутренних стенках конструкции.

Максимальная скорость воды в водопроводе составляет два метра в секунду, на этот показатель нужно опираться при расчете необходимого диаметра. Протяженность трубопровода также оказывает влияние на выбор оптимального диаметра элементов. Так, при различной длине системы будет логичным использовать рекомендуемые трубы, это не только добавит эффективности в работу всей конструкции, но и значительно сэкономит финансы.

Вот эти рекомендации:

  • при протяженности трубопровода менее десяти метров достаточно использовать трубы диаметром 20 мм;
  • когда протяженность системы от десяти до тридцати метров, то в таком случае оптимально подойдет пропускная способность 25 мм трубы;
  • длина трубопровода более тридцати метров – необходим диаметр 32 мм;
  • если протяженность конструкции больше пятидесяти метров, то для хорошей подачи потока необходима пропускная способность 50 мм трубы;
  • пропускная способность 100 мм трубы с успехом применяется на трубопроводах большой протяженности или с большим количеством точек водозабора.

При расчете пропускной способности водопроводной трубы обязательно нужно учитывать число потребителей воды, которые могут быть подключены к системе в одно время. К потребителям можно отнести все краны в доме, стиральную машину, посудомоечную машину.

Допустим, среднестатистический кран за одну минуту пропускает через себя около шести литров воды, тогда необходимо узнать, сколько должна пропустить вся система, чтобы подача воды была стабильная на всех точках водозабора. Когда в доме приборов, которые используют воду, достаточно много, но семья небольшая и все точки не будут работать одновременно, то расчеты можно немного упростить. В этом случае следует рассчитать количество используемой жидкости всеми приборами, полученную цифру уменьшают на треть, и получают приблизительный расход воды на всю семью.

Зависимость пропускной способности от давления

При выборе труб для монтажа любой трубопроводной системы необходимо обязательно учитывать давление потока в общем трубопроводе. Если предусмотрен напор воды или иного потока под большим давлением, то необходимо монтировать трубы большего диаметра, чем при подаче потока самотеком. Если параметры трубы выбраны без учета этих рекомендаций, а по небольшим системам проходит большой поток воды, то они будут шуметь, вибрировать и быстро выйдут из строя.

Если поток в системе подается под давлением, то при проведении подсчетов необходимо обязательно включать величину давления в расчетную форму. Это позволит смонтировать максимально эффективную трубопроводную систему, которая будет долговечной и надежной.

Кто может помочь с расчетом

Если по каким-либо причинам не получается провести расчет пропускной способности труб самостоятельно, то всегда можно обратиться к специалистам. В крупных супермаркетах по продажам строительных материалов и сантехники обычно работают консультанты, которые посредством специальной компьютерной программы рассчитают необходимые для монтажа системы трубы, если предварительно будут предоставлены исходные данные. Обычно для приблизительного расчета достаточно сказать количество точек водозабора и протяженность системы, а также учесть давление. Если исходные данные введены максимально точные, то и результат будет самый оптимальный.

Заключение

При проведении капитальных ремонтов и замене трубопроводных систем всех видов всегда есть место для экономии финансов. Экономить не обязательно за счет качества, можно сэкономить, правильно подобрав необходимый вариант материала. Пропускная способность различных видов труб очень сильно отличается и зависит от множества факторов. При проектировании конструкции труб требуется обязательно произвести необходимые расчеты, это позволит сделать подачу воды беспрерывной и значительно сэкономить свои средства.

Пропускная способность трубы в зависимости от диаметра и давления воды

Пропускная способность ПС труб при прокладке водопроводных и отопительных линий, а также газовых магистралей, является важным критерием, подлежащим расчёту. Расчёт данного показателя представляет собой сложную задачу, без выполнения которой невозможно начать работу.

Какие имеются методы расчёта ПС труб

ПС труб – это немаловажный параметр, представляющий собой возможность трубы проводить соответствующее количество воды за определённый отрезок времени. ПС трубопровода зависит от такого технического показателя, как диаметр. Чем выше данный параметр, тем соответственно большее количество воды проходит по ней за принимаемое во внимание значение времени.

Диаметр хотя и является главным фактором, но не единственным. ПС зависит также от давления напора в системе, а также от типа жидкости. Чем выше показатель давления, тем больше будет значение рассматриваемого показателя. Для выявления рассматриваемого параметра известно несколько методов, которые называются:

  1. Физический метод.
  2. Табличный способ.
  3. Определение с применением программы.

Рассмотрим подробно, что же представляет собой каждый вариант.

Физический вариант определения ПС

Физический способ определения пропускной способности включает в себя проведение расчётов по специальным формулам. В зависимости о того, какой тип системы проектируется, формулы расчётов будут различаться. Для проведения самостоятельного (физического) расчёта ПС трубопровода, во внимание принимаются следующие показатели:

  • Шероховатость.
  • Внутренний диаметр.
  • Уклон трубопровода.
  • Значение сопротивления.
  • Степень зарастания.

По устаревшей формуле во внимание принимались только три основных параметра: диаметр, давление и шероховатость. Самостоятельно произвести расчёт человеку, который с этим никогда не сталкивался, будет достаточно проблематично.

Табличный вариант расчёта

Имеются табличные значения, которые были созданы для того, чтобы облегчить выявление ПС трубопровода внутриквартирной разводки. Зачастую при монтаже внутриквартирной разводки не требуются показатели высокой точности. Это значение используется, чтобы избежать сложных математических вычислений. Однако немаловажен такой фактор, как осадочные наросты, формирующиеся внутри труб с течением времени. Эти негативные последствия способствуют снижению диаметра трубы, что отражается на показателях ПС.

Таблица ПС для разных типов жидкостей

Представленные табличные данные ПС трубы не учитывают образование наростов, поэтому для устаревших магистралей эти показания являются не актуальными.

Была разработана специальная таблица ПС водопроводных труб, которая впоследствии получила название своего создателя Шевелева. Особенность этой таблицы в том, что в ней принимается во внимание материал трубы, и прочие дополнительные критерии. Эти данные являются очень полезными тогда, когда проводится водопроводная система частного дома с применением нестандартных видов стояков.

Определение ПС специальными программами

Чтобы упростить и ускорить процедуру расчёта пропускной способности труб, в сантехнических организациях устанавливаются специализированные компьютерные приложения. В интернете имеются специальные онлайн-калькуляторы, используя которые, можно сделать приблизительный расчёт.

Одними из популярных приложений определения ПС трубопроводов являются: «TAScore» и «Гидросистема». Первая программа была разработана западными специалистами, а вторая — отечественными инженерами.

Как рассчитать ПС для газовых трубопроводов

К определению пропускной способности газопроводов предъявляются особые требования. Это связано с тем, что природный газ относится к сложным и опасным видам. Формула расчёта ПС для газовых трубопроводов имеет следующий вид:

Qmax=0,67Ду2*р;

где, Ду – диаметр условного прохода;

р – давление в газопроводе + 0,10 мПа.

Для расчёта ПС газопровода при использовании труб стандартных диаметров, была разработана специальная таблица. Если же необходимо узнать рассматриваемые величины для нестандартных размеров трубопроводов, то для этого проводятся соответствующие инженерные расчёты.

Таблица ПС газового трубопровода

Особенности ПС водопроводных систем

К монтажу водопровода в доме приходится прибегать в частых случаях. Расчёт ПС труб для водопровода не менее важен, чем для газопровода, ведь они выдерживают высокие нагрузки. Чем больше диаметр трубопровода, тем выше не только показатель проходимости, но ещё и ниже вероятность образования застоев. При определении ПС для водоснабжения немаловажно учитывать такой параметр, как степень трения жидкости о стенки трубопровода.

Чем больше показатели температуры воды в магистрали, тем ниже ПС трубопровода. Это связано с тем, что вода при нагревании расширяется, поэтому возникает дополнительный коэффициент трения. Для водопроводных систем это не столь важно, в отличие от системы отопления. Таблица ПС труб для водопровода в зависимости от диаметра и давления воды представлена ниже.

Таблица Шевелева

На основании данных таблицы Шевелева можно произвести расчёты ПС водопровода.

ПС для канализации

ПС для канализации зависит от системы отведения стоков используется: напорный или самотёчный. В основе определения ПС вовлечены законы науки гидравлики. Чтобы высчитать ПС канализационной системы, понадобятся не только сложные формулы для расчёта, но ещё и табличные сведения.

Для выявления объёмного расхода жидкости берётся формула такого вида:

q=a*v;

где, а – площадь потока, м2;

v — скорость движения, м/с.

Площадь потока a — это сечение, перпендикулярное в каждой точке скорости частиц потока жидкости. Это значение еще известно под таким названием, как живое сечение потока. Для определения указанной величины применяется формула: a = π*R2. Величина π постоянная, и равняется 3,14. R — радиус трубы в квадрате. Чтобы узнать скорость, с которой движется поток, понадобится воспользоваться формулой следующего вида:

v = C√R*i;

где, R – гидравлический радиус;

С – смачивающий коэффициент;

I – угол уклона.

Для расчёта угла уклона понадобится рассчитать I=v2/C2*R. Чтобы определить смачивающий коэффициент, нужно воспользоваться формулой следующего вида: C=(1/n)*R1/6. Значение n – это коэффициент шероховатости труб, равняющийся 0,012-0,015. Для определения R используется формула:

R=A/P;

где, A – площадь поперечного сечения трубопровода;

P – смоченный периметр.

Смоченным периметром именуется линия, по которой происходит соприкосновение потока в поперечном сечении с твердыми стенками русла. Чтобы выявить значение смоченного периметра в круглой трубе, потребуется воспользоваться формулой следующего вида: λ=π*D.

В таблице ниже представлены параметры для проведения расчёта ПС сточных канализационных трубопроводов безнапорного или самотёчного способа. Сведения выбираются в зависимости от диаметра трубы, после чего подставляются в соответствующую формулу.

ПС для канализации

Если нужно произвести расчёт ПС канализационной системы для напорных систем, то данные берутся из таблицы ниже.

ПС канализационной системы

Влияние материалов на пропускную способность

На снижение диаметра трубы влияет такой фактор, как образование налёта во внутренней полости трубопровода. Если используется стальной материал для сооружения водопровода, то уже через 15-20 лет пропускная способность трубопровода будет снижена в несколько раз.

Если в системе отопления применяется вода плохого качества, что случается чаще всего, то это также негативно отразится на пропускной способности. Ведь вода с засорениями способствует снижению потока или напора, что влияет на скорость транспортировки теплоносителя. Особенно часто снижается ПС металлических трубопроводов в местах некачественного выполнения стыковок, или при переходе от одного диаметра трубы на другой. Эти места требуют периодической профилактики, иначе в скором времени могут возникнуть посторонние звуки в виде гула водопровода при открытии крана. Трубопроводы из полиэтилена лишены такого негативного последствия, как возникновение налёта.

В завершении следует отметить, что для сооружения водопровода в частном доме подойдут табличные данные или же значения, которые можно получить, воспользовавшись специальными онлайн-калькуляторами. Произвести расчёт с помощью калькулятора не составит труда. Для получения данных при сооружении трубопровода в многоэтажном доме понадобится провести сложные математические расчёты. Однако такие расчёты требуют много времени, поэтому сегодня все большей популярностью пользуются специальные компьютерные программы, которые упоминались в материале.

Поток в трубе

Средняя скорость потока жидкости и диаметр трубы для известного расхода

Скорость жидкости в трубе неодинакова по всей площади сечения. Поэтому используется средняя скорость, и она рассчитывается Уравнение неразрывности для стационарного потока как:

Калькулятор диаметра трубы

Рассчитать диаметр трубы для известных расхода и скорости.Рассчитайте скорость потока для известного диаметра трубы и скорости потока. Преобразовать из объемного в массовый расход. Рассчитайте объемный расход идеального газа при различных условиях давления и температуры.

Диаметр трубы можно рассчитать, когда объемный расход и скорость известны как:

где: D — внутренний диаметр трубы; q — объемный расход; v — скорость; A — площадь поперечного сечения трубы.

Если известен массовый расход, диаметр можно рассчитать как:

где: D — внутренний диаметр трубы; w — массовый расход; ρ — плотность жидкости; v — скорость.

Рассчитать диаметр трубы простым способом

Взгляни на эти три простых примера и узнайте, как вы можете использовать калькулятор для рассчитать диаметр трубы для известного потока жидкости и желаемой скорости потока жидкости.

Ламинарный и турбулентный режим течения жидкости в трубе, критическая скорость

Если скорость жидкости внутри трубы мала, линии тока будут проходить прямыми параллельными линиями. Как скорость жидкости внутри труба постепенно увеличивается, линии тока будут оставаться прямыми и параллельными стенке трубы, пока не будет достигнута скорость когда линии тока будут колебаться и внезапно распадаться на рассеянные образцы.Скорость, с которой это происходит, называется «критическая скорость». При скоростях, превышающих «критические», линии тока рассеиваются случайным образом по всей трубе.

Режим потока, когда скорость ниже «критической», называется ламинарным потоком (или вязким или обтекаемым потоком). При ламинарном режиме скорости потока на оси трубы самая высокая, а на стенке скорость равна нулю.

Когда скорость больше «критической», режим потока является турбулентным. В турбулентном режиме потока наблюдается нерегулярность случайное движение частиц жидкости в направлениях, поперечных к направлению основного потока. Изменение скорости в турбулентном потоке более равномерный, чем в ламинарном.

В турбулентном режиме потока на стенке трубы всегда имеется тонкий слой жидкости, движущийся в ламинарном потоке.Этот слой известен как пограничный слой или ламинарный подслой. Для определения режима потока используйте калькулятор числа Рейнольдса.

Число Рейнольдса, турбулентный и ламинарный поток, скорость потока и вязкость трубы

Характер потока в трубе, согласно работе Осборна Рейнольдса, зависит от диаметра трубы, плотности и вязкости. текущей жидкости и скорость потока.Безразмерное число Рейнольдса используется, и является комбинацией этих четырех переменные и могут рассматриваться как отношение динамических сил массового потока к напряжению сдвига из-за вязкости. Число Рейнольдса:

где: D — внутренний диаметр трубы; v — скорость; ρ — плотность; ν — кинематическая вязкость; μ — динамическая вязкость;

калькулятор числа Рейнольдса

Рассчитайте число Рейнольдса с помощью этого простого в использовании калькулятора.Определить, является ли поток ламинарным или турбулентный. Применимо для жидкостей и газов.

Это уравнение может быть решено с помощью и калькулятор режима потока жидкости.

Поток в трубах считается ламинарным, если число Рейнольдса меньше 2320, и турбулентным, если число Рейнольдса больше 4000Между этими двумя значениями находится «критическая» зона, где поток может быть ламинарным или турбулентным или в Процесс изменений и в основном непредсказуем.

При расчете числа Рейнольдса для эквивалентного диаметра некруглого сечения (четырехкратный гидравлический радиус d = 4xRh) используется и гидравлический радиус может быть рассчитан как:

Rh = площадь поперечного сечения потока / смоченный периметр

Это относится к квадратному, прямоугольному, овальному или круглому каналу, когда не течет с полным сечением.Из-за большого разнообразия жидкостей, используемых в современных промышленных процессах, одно уравнение который может использоваться для потока любой жидкости в трубе, предлагает большие преимущества. Это уравнение является формулой Дарси, но один фактор — коэффициент трения должен быть определен экспериментально. Эта формула имеет широкое применение в области механики жидкости и широко используется на этом сайте.

Уравнение Бернулли — консервация потока жидкости

Если пренебрегают потерями на трение и энергия не добавляется или не берется из системы трубопроводов, общий напор, H, которая представляет собой сумма головки подъема, головка давления и скоростной напор будет постоянной для любой точки потока жидкости.

Это выражение закона сохранения головы для потока жидкости в трубопроводе или линии тока и известно как Уравнение Бернулли:

где: Z 1,2 — высота над контрольным уровнем; p 1,2 — абсолютное давление; v 1,2 — скорость; ρ 1,2 — плотность; г — ускорение свободного падения

Уравнение Бернулли используется в нескольких калькуляторах на этом сайте, как калькулятор падения давления и расхода, Измеритель расхода трубки Вентури и калькулятор эффекта Вентури и калькулятор калибровки диафрагмы и расхода.

Поток в трубе и падение давления на трение, потеря энергии напора | Формула Дарси

Из уравнения Бернулли выводятся все другие практические формулы с модификациями из-за потерь энергии и выигрышей.

Как и в реальной системе трубопроводов, потери энергии существуют, и энергия добавляется или извлекается из жидкости (с использованием насосов и турбин) они должны быть включены в уравнение Бернулли.

Для двух точек одной линии тока в потоке жидкости уравнение можно записать следующим образом:

где: Z 1,2 — высота над контрольным уровнем; p 1,2 — абсолютное давление; v 1,2 — скорость; ρ 1,2 — плотность; ч L — потеря напора из-за трения в трубе; H p — напор насоса; H T — головка турбины; г, — ускорение свободного падения;

Поток в трубе всегда создает потери энергии из-за трения.Потери энергии могут быть измерены как падение статического давления в направлении потока жидкости с двумя датчиками. Общее уравнение для перепада давления, известное как формула Дарси, выраженная в метрах жидкости это:

где: ч L — потеря напора из-за трения в трубе; f — коэффициент трения; L — длина трубы; v — скорость; D — внутренний диаметр трубы; г, — ускорение свободного падения;

Чтобы выразить это уравнение как падение давления в ньютонах на квадратный метр (Паскали), замена соответствующих единиц приводит к:

Калькулятор перепада давления

Калькулятор на основе уравнения Дарси.Рассчитать падение давления для известного расхода или рассчитайте расход для известного падения давления. Расчет коэффициента трения включен. Применимо для ламинарного и турбулентного потока, круглых или прямоугольных труб.

где: Δp — перепад давления из-за трения в трубе; ρ — плотность; f — коэффициент трения; L — длина трубы; v — скорость; D — внутренний диаметр трубы; Q — объемный расход;

Уравнение Дарси может быть использовано как для ламинарного и турбулентного режима потока, так и для любой жидкости в трубе.С некоторыми ограничениями, Уравнение Дарси может быть использовано для газов и паров. Формула Дарси применяется, когда диаметр трубы и плотность жидкости постоянны и труба относительно прямая.

Коэффициент трения для шероховатости трубы и числа Рейнольдса в ламинарном и турбулентном течении

Физические значения в формуле Дарси очень очевидны и могут быть легко получены, когда свойства трубы известны как внутренняя D-труба диаметр, L — длина трубы, и когда скорость потока известна, скорость можно легко рассчитать с помощью уравнения неразрывности.Единственное значение что необходимо определить экспериментально, это коэффициент трения. Для режима ламинарного потока Re <2000 коэффициент трения можно рассчитать, но для режима турбулентного течения, где Re> 4000, используются экспериментально полученные результаты. В критической зоне, где находится Рейнольдс число между 2000 и 4000, может возникнуть как ламинарный, так и турбулентный режим течения, поэтому коэффициент трения является неопределенным и имеет более низкий пределы ламинарного потока и верхние пределы, основанные на условиях турбулентного потока.

Если поток ламинарный и число Рейнольдса меньше 2000, коэффициент трения может быть определен из уравнения:

где: f — коэффициент трения; Re — число Рейнольдса;

Когда поток турбулентный и число Рейнольдса больше 4000, коэффициент трения зависит от относительной шероховатости трубы а также на число Рейнольдса.Относительная шероховатость трубы — это шероховатость стенки трубы по сравнению с диаметром трубы e / D . Поскольку шероховатость внутренней трубы фактически не зависит от диаметра трубы, трубы с меньшим диаметром трубы будут иметь более высокую относительная шероховатость, чем у труб с большим диаметром, и поэтому трубы с меньшим диаметром будут иметь более высокие коэффициенты трения чем трубы с большими диаметрами из того же материала.

Наиболее широко принятыми и используемыми данными для коэффициента трения в формуле Дарси является диаграмма Муди.На диаграмме Муди коэффициент трения может быть определено на основе значения числа Рейнольдса и относительной шероховатости.

Падение давления является функцией внутреннего диаметра с пятой степенью. Со временем в работе, интерьер трубы становится инкрустированным грязью, окалиной, и часто разумно учитывать ожидаемые изменения диаметра. Также можно ожидать, что шероховатость будет увеличиваться при использовании из-за коррозии или инкрустации со скоростью, определяемой материалом трубы. и природа жидкости.

Когда толщина ламинарного подслоя (ламинарный пограничный слой δ ) больше, чем шероховатость трубы e , поток называется потоком в гидравлически гладкой трубе, и можно использовать уравнение Блазиуса:

где: f — коэффициент трения; Re — число Рейнольдса;

Толщина пограничного слоя может быть рассчитана на основе уравнения Прандтля как:

где: δ — толщина пограничного слоя; D — внутренний диаметр трубы; Re — число Рейнольдса;

Для турбулентного потока с Re <100 000 (уравнение Прандтля) можно использовать:

Для турбулентного потока с Re> 100 000 (уравнение Кармана) можно использовать:

Наиболее распространенным уравнением, используемым для расчета коэффициента трения, является формула Колебрука-Уайта и он используется для турбулентного потока в калькуляторе перепада давления:

где: f — коэффициент трения; Re — число Рейнольдса; D — внутренний диаметр трубы; к р — шероховатость труб;

Статическое, динамическое и общее давление, скорость потока и число Маха

Статическое давление — это давление жидкости в потоке.Общее давление — это давление жидкости, когда оно останавливается, то есть скорость уменьшается до 0.

Общее давление можно рассчитать с помощью теоремы Бернулли. Представляя, что поток в одной точке линии потока остановлен без потери энергии теорема Бернулли может быть записана как:

Если скорость в точке 2 v 2 = 0, давление в точке 2 будет больше, чем всего p 2 = p t :

где: р — давление; р т — общее давление; v — скорость; ρ — плотность;

Разница между общим и статическим давлением представляет собой кинетическую энергию жидкости и называется динамическим давлением.

Динамическое давление для жидкостей и несжимаемого потока, где плотность постоянна, может быть рассчитано как:

где: р — давление; р т — общее давление; п д — динамическое давление; v — скорость; ρ — плотность;

Если динамическое давление измеряется с помощью таких инструментов, как датчик Прандтля или трубка Пито, скорость можно рассчитать в одна точка линии потока как:

где: р — давление; р т — общее давление; п д — динамическое давление; v — скорость; ρ — плотность;

Для газов и больших чисел Маха, чем 0.1 эффекты сжимаемости не являются незначительными.

Для расчета сжимаемого потока можно использовать уравнение состояния газа. Для идеальных газов скорость для числа Маха M <1 рассчитывается по следующему уравнению:

где: M — число Маха M = v / c — связь между локальной жидкостью и локальной скоростью звука; γ — коэффициент изэнтропии;

Следует сказать, что для M> 0.7 дан е

.Процесс изготовления труб
/ Методы для бесшовных и сварных труб Процесс изготовления бесшовных труб

Труба бесшовная является самой прочной среди всех типов труб, так как имеет однородную структуру по всей длине трубы.

  • Бесшовные трубы производятся в размерах и графике. Однако существует ограничение на изготовление труб большого диаметра. Бесшовные трубы широко используются при изготовлении фитингов, таких как колена, колена и тройники.
  • Различные производственные процессы объясняются подробно;

Процесс Mandrel Mill

В процессе производства труб Mandrel Mill стальная заготовка нагревается до высокой температуры во вращающейся печи. Цилиндрическая полость, которая также известна как маточная полость, изготавливается с помощью роторного пробойника и набора роликов, который удерживает пробойник в центре заготовки.

Наружный диаметр пробойника приблизительно равен внутреннему диаметру готовой трубы.С помощью этого достигается вторичный наружный диаметр и толщина роликов.

seamless pipe manufacturing Mandrel Mill Process Процесс оправки оправки

Процесс производства труб для гибкой трубы Маннесманна

Маннесманн был немецким инженером, который изобрел этот процесс изготовления трубы. Единственное различие между процессом станка со штоком и процессом станка с оправкой состоит в том, что в способе оправки внутренний диаметр достигается за один проход, тогда как в Mannesmann возможно многоступенчатое сокращение.

mannesmann plug mill process

Процесс изготовления кованой бесшовной трубы

В процессе изготовления кованой трубы заготовка с подогревом помещается в ковочную матрицу, диаметр которой немного больше, чем у готовой трубы.Гидравлический пресс ковочного молота с соответствующим внутренним диаметром используется для создания цилиндрической ковки.

Как только эта ковка сделана, труба подвергается механической обработке для достижения окончательного размера. Процесс изготовления кованой трубы используется для изготовления бесшовных труб большого диаметра, которые невозможно изготовить традиционными методами. Кованые трубы обычно используются для парового коллектора.

Piping Courses forged seamless pipe manufacturing methods Методы производства кованых бесшовных труб

Процессы экструзии

При изготовлении экструзионных труб в матрицу помещается нагретая заготовка.Гидравлический таран прижимает заготовку к прокалывающей оправке, материал течет из цилиндрической полости между головкой и оправкой. Это действие производит трубы из заготовки.

Иногда изготавливаемые трубы производят трубы с большой толщиной, известной как матовая полость. Многие производимые вторичные трубы использовали эту материнскую полость для производства труб с различными размерами. Процесс экструзии

hot and cold extrusion-process methods Процесс производства сварных труб

Сварные трубы

изготавливаются из листовой или непрерывной катушки или полос.Чтобы изготовить сварную трубу, первую пластину или рулон катят в круглом сечении с помощью листогибочного станка или с помощью ролика в случае непрерывного процесса.

После того, как круглое сечение прокатано из плиты, труба может быть сварена с присадочным материалом или без него. Сварные трубы могут быть изготовлены в больших размерах без каких-либо ограничений. Сварные трубы с присадочным материалом могут быть использованы при изготовлении колен большого радиуса и колена.

Сварные трубы дешевле, чем по сравнению со бесшовной трубой, а также слабые из-за сварного шва.

Для сварки труб используются разные способы сварки.

  • ВПВ — электрическая сварка сопротивлением
  • EFW — электрическая сварка плавлением
  • HFW — высокочастотная сварка
  • ПАВ — сварка под флюсом (длинный шов и спиральный шов)

ВПВ процесс производства стальных труб

в ВПВ / EFW / HFW процесс трубы, первая пластина сформирована в цилиндрической форме, и продольные края сформированного цилиндра сварены мгновенной сваркой, низкочастотной контактной сваркой, высокочастотной индукционной сваркой или высокочастотной контактной сваркой ,

erw pipe manufacturing process Процесс изготовления труб erw

Процесс производства труб SAW

В процессе сварки SAW для соединения формованных пластин используется внешний присадочный металл (проволочные электроды). SAW трубы могут иметь один продольный шов, двойной продольный шов в зависимости от размера трубы.

Трубы SAW

также доступны в виде спирального шва, который непрерывно скатывается с одинарной катушки. Производительность спиральной трубы SAW очень высока по сравнению с прямой трубой SAW.Однако трубы Spiral SAW используются только в службах низкого давления, таких как водоснабжение, некритические технологические процессы и т. Д.

Spiral SAW pipe Manufacturing Methods Spiral SAW pipe Manufacturing Process SAW straight seam pipe Manufacturing methods SAW pipe Manufacturing Process.
Проектирование для высокого давления: подземная труба большого диаметра

Engineering Challenge:
Для изготовителя, который еще не выбран, спроектируйте композитную трубу большого диаметра, устойчивую к коррозии и намотке, с достаточной прочностью, чтобы противостоять нагрузкам на грунт и осадки, а также внутреннему давлению и осевым нагрузкам из-за к сдержанному сокращению, без сбоев.
Проектное решение:
Дополните отраслевые руководящие указания по трубам расчетами и анализом конечных элементов, учитывающих специфические условия работы, а затем составьте графики сгибов как для обычных, так и для непрерывных процессов намотки нити, которые обеспечат сопоставимые характеристики готовой трубы.

Подземная труба может показаться обыденной и неприглядной, но когда эти заглубленные трубы очень большие и рассчитаны на композитные материалы, проектирование и изготовление являются большой проблемой. Хотя композитные трубы большого диаметра (диаметром 48 дюймов / 1200 мм и более) были определены в качестве альтернативы термопластичным, стальным, железным и бетонным трубам с 1960-х годов, несколько впечатляющих отказов в 1980-х вынудили промышленность принять Крис Рено, профессиональный инженер и генеральный директор Fiberglass Structural Engineering Inc.(FSE, Беллингхем, Вашингтон). «В нашей коррозионной промышленности произошел ряд сбоев по сравнению с другими композитными приложениями», — отмечает он. «Подземные композитные трубопроводы — растущее применение, отлично подходящее для многих секторов, но хороший дизайн имеет решающее значение для успеха».

FSE специализируется на разработке проектов и спецификаций для владельцев проектов, которые затем закупают трубы у сторонних производителей, объясняет Рено. Технологии изготовления, как правило, представляют собой стандартную спиральную намотку или «непрерывную» намотку (см. «Изготовление непрерывной композитной трубы» в разделе «Выбор редактора» справа), но могут включать укладку вручную.Размеры труб часто превышают 10 футов / 3 м в диаметре. Направления для больших труб, которые будут зарыты ниже уровня, включают энергетические и химические заводы, нефтеперерабатывающие заводы, проекты по опреснению воды и установки градирен.

Процесс проектирования подземных труб

Недавний конфиденциальный проект включал проектирование около 5000 линейных футов / 1540 м трубопровода диаметром 13 футов / 4000 мм для транспортировки морской воды для системы охлаждения процесса на нефтехимическом заводе на Ближнем Востоке. Главный инженер FSE Рэнди Рапоза объясняет, что композиты были данностью.Они предложили приемлемую стоимость установки, и ни стальная труба с покрытием, ни катодно-защищенная стальная труба, ни бетонная труба не могли соответствовать 50-летнему не требующему технического обслуживания сроку службы композитов в агрессивной среде, создаваемой морской водой, внутри и под землей, снаружи. А поскольку стеклопластиковая труба имеет более гладкую внутреннюю поверхность, чем другие материалы, и не накапливает накипи или отложений с течением времени, она может обеспечить больший поток воды в течение срока службы проекта.

Труба должна была быть похоронена 7 футов / 2.15 м ниже уклона и соединены прикладом. Поэтому соединяемая труба будет сдерживаться, то есть давление окружающего грунта будет блокировать трубу на месте с трением, ограничивая любое движение без необходимости использовать упорные блоки (фиксированные конструкции, которые удерживают трубы на одной линии). Рапоза подчеркивает, что силы грунта на заглубленной трубе не тривиальны.

«Вы должны принять во внимание всю ситуацию — родные условия почвы, глубину грунтовых вод, температуру жидкостей, которые трубопровод будет передавать, а также температуру окружающей среды во время монтажа, транспортные нагрузки и так далее.Нагрузки из-за захоронения, в том числе вызванные дифференциальным оседанием грунта, что приводит к изгибу трубы, значительно превышают типичные нагрузки на трубу в надземной установке ».

Основой для разработки послужило широко используемое руководство, предоставленное Американской ассоциацией водоснабжения. (AWWA), под названием Конструкция из стеклопластиковой трубы (a / k / a Руководство M45 ). В руководстве приводятся уравнения, которые учитывают скорость и давление транспортируемой жидкости, потерю напора из-за турбулентного потока, гидравлический удар, давление перегиба и перепад давления.Но, объясняет Рапоза, эта базовая концепция была дополнена другими расчетами, чтобы охватить целый ряд специфических проектных условий, которые не могут быть учтены руководством M45 , включая тип почвы и плотность, глубину покрытия и допустимую нагрузку транспортного движения. , Иногда FSE также должен учитывать при расчете серьезные живые нагрузки от кранов и строительного оборудования, которые должна поддерживать засыпка, а также средние и максимальные рабочие температуры, коэффициент формы (или прогиб из-за изгибающего напряжения от нагрузок на грунт) и многое другое.«Это довольно обширный процесс расчета», — сообщает он. В конечном счете, этот процесс привел к временному решению для толщины и жесткости стенки трубы, которое было необходимо для обработки нагрузок давления воды и для предотвращения любого изгиба или чрезмерного прогиба и напряжения в условиях проекта и в условиях захоронения.

Затем разработчики использовали методы анализа методом конечных элементов (FEA) для детального анализа напряжений, комбинируя кольцевые и осевые нагрузки, чтобы проверить конструкцию трубы. FSE использует ANSYS Inc.(Канонсбург, штат Пенсильвания) для программного обеспечения моделирования FE. В зависимости от моделируемой производительности трубы при расчетной толщине стенки в условиях проекта, Рапоза говорит, что дизайнерам, возможно, придется вернуться к расчетам, чтобы изменить конструкцию, оптимизировав толщину и конструкцию ламината или увеличив осевую жесткость для достижения целей производительности. «Анализ часто требует нескольких итераций», — говорит он.

Окончательная расчетная толщина стенки для трубы диаметром 13 футов / 4 м была значительной 1,8 дюйма / 46 мм для участков трубы длиной 39 футов / 12 м.Расчетное давление составляло 10 бар (манометр) / 145 фунтов на квадратный дюйм (рабочее давление было бы 8 бар / 116 фунтов на квадратный дюйм), а расчетная температура составляла 150 ° F / 66 ° C, хотя рабочие температуры, как ожидается, будут около 115 ° F. / 46 ° С.

Ключом к анализу и разработке графика армирования стекла было «сдержанное тепловое сжатие и сдержанное сжатие из-за эффекта Пуассона внутреннего давления», — говорит Рено, который указывает, что эти часто пропускаемые условия были причиной многих ранних композитных труб. неудачи.По его словам, когда труба погружается в жаркие условия окружающей среды и затем эксплуатируется (или отключается) при более низкой температуре, она хочет сжаться, но она ограничена в осевом направлении почвой и не может двигаться. Аналогичным образом, когда труба стремится расширяться в направлении пялец из-за давления, она пытается сжаться в осевом направлении, но не может, что приводит к значительным осевым усилиям. Композитная труба, в отличие от стали или бетона, имеет тенденцию быть самой слабой в осевом направлении, говорит Рапоза. «Растягивающее напряжение может буквально разорвать трубу на части.«Чтобы учесть эти ограниченные нагрузки, объясняет он, в конструкции было указано достаточное количество осевых волокон, чтобы обеспечить достаточную осевую прочность на растяжение в стенке трубы. Кроме того, в инструкциях по установке указывается максимальная температура во время захоронения для контроля разницы между температурой установки и минимальной температурой использования трубы (в данном случае 60 ° F / 15,5 ° C).

Композиты соответствуют условиям

Далее разработчики указали E-стекло и виниловый эфир от Ashland Performance Materials (Дублин, Огайо) с соотношением волокон к смоле около 60 процентов по массе.Старший менеджер проекта FSE Стив Габер говорит, что виниловый эфир обладает лучшей коррозионной стойкостью и «более гибок и обеспечивает лучшие деформационные свойства, чем полиэстер».

FSE разработал архитектуру ламината. Рапоза объясняет, что, поскольку производитель еще не был выбран, было неизвестно, будут ли использоваться стандартные методы винтовой или непрерывной намотки. «На самом деле мы разработали одну спецификацию, охватывающую оба метода, каждый примерно одинаковой по толщине и с… материалами, отрегулированными так, чтобы производительность трубы была одинаковой, независимо от того.”

Для стандартной намотки накаливания, в которой фиксированная охватываемая оправка, равная по длине каждой длине трубы, вращается шпиндельной бабкой и задней бабкой, начальная наплавка из C-стекла (толщиной 0,01 дюйма / 0,25 мм) позволила бы смолу богатая внутренняя поверхность, за которой следует один слой мата из рубленых прядей для создания химически стойкого и гибкого барьера, ограничивающего давление. Затем 35 циклов E-стекловолокна будут намотаны (от головы до хвоста и спины) под углом намотки ± 55 ° (с горизонтальной осью трубы в 0 °), чтобы максимизировать осевую прочность, говорит Рапоза.

Для труб, изготовленных в процессе непрерывной намотки, характеристики армирования значительно отличались. За той же завесой из C-стекла последовал слой случайного рубленого стеклянного мата, затем более 100 слоев чередующихся стеклянных волокон с обручами (угол наклона 90 °) и рубленого стекла с несколькими вкрапленными слоями однонаправленных (0 °) лент , Обручное волокно содержит внутренние нагрузки давления и обеспечивает жесткость, необходимую для противодействия прогибу или «овализации» из-за нагрузочных нагрузок. Универсальные ленты, нанесенные вручную или намоткой машины, увеличивают осевую прочность, чтобы противостоять ранее отмеченным ограниченным тепловым и пуассоновским нагрузкам и другим осевым нагрузкам.

Чтобы гарантировать, что длина труб будет соответствовать спецификациям, FSE разработала руководство по испытаниям и обеспечению качества для изготовителя. Образцы будут периодически отбираться и проверяться на толщину, содержание стекла (ASTM D2584), правильную последовательность слоев, прочность на растяжение обруча, модуль упругости на обруч, осевую прочность на растяжение и осевой модуль упругости и жесткости (в соответствии с указаниями, приведенными в AWWA C950). Основная спецификация FSE касалась соединения труб во время монтажа.Рапоза и Габер подчеркивают, что предпочтительным методом FSE для этого типа проекта является стыковое соединение с мокрым ламинированием, использующее ровинг из стекловолокна и коврик из рубленых прядей. «Если правильно завершить, соединение будет прочнее, чем сама труба», утверждает Габер. FSE предлагает своим клиентам возможность контроля качества на месте присоединения и может порекомендовать подрядчиков, имеющих опыт работы как в области столярного дела, так и ремонта.

Чтобы обеспечить последовательную, предсказуемую засыпку, FSE определил чистую, хорошо сортированную почву и засыпку с плотностью не более 120 фунтов / фут 3 , говорит Рапоза.Хотя некоторые расчеты неизбежны, он рекомендует инженерам проектировать не более 20 мм / 0,8 дюйма осадок на каждые 20 м / 65 футов длины трубы.

Заключает Рено: «Многие из этих этапов проектирования часто пропускаются инженерами проекта и дизайнерами. Все в отрасли выиграют, признав, что эти крупные конструкции должны быть тщательно спроектированы ».

,

Гидравлический диаметр

Гидравлический диаметр — d ч — это «характерная длина», используемая для расчета безразмерного числа Рейнольдса для определения того, является ли поток турбулентным или ламинарным. Поток равен

  • ламинарным, если Re <2300
  • , переходный процесс для 2300
  • турбулентный, если Re> 4000

. Обратите внимание, что скорость в уравнении Рейнольдса основана на фактической площади поперечного сечения воздуховода или трубы.

Гидравлический диаметр используется для расчета потери давления в каналах или трубах.

Примечание! — гидравлический диаметр не совпадает с геометрическим эквивалентным диаметром некруглых каналов или труб.

Гидравлический диаметр можно рассчитать с помощью общего уравнения

d ч = 4 A / p (1)

где

d ч = гидравлический диаметр (м, футы)

A = площадь сечения воздуховода или трубы (м 2 , фут 2 )

p = «смоченный» периметр воздуховода или трубы (м, футы)

Примечание! — дюймы обычно используются в системе единиц Imperial.

Гидравлический диаметр круглой трубы или воздуховода

Circular tubes and pipes - hydraulic diameter

На основе уравнения (1) гидравлический диаметр круглого воздуховода может быть выражен как:

д ч = 4 π r 2 / 2 π r

= 2 r

= d (2)

, где

фута внутри трубы (или трубы) )

d = внутренний диаметр трубы или воздуховода (м, футы)

Как и следовало ожидать, гидравлический диаметр стандартной круглой трубы или воздуховода равен внутреннему диаметру или в два раза больше внутреннего радиуса.

Гидравлический диаметр круглой трубы с круглой трубкой внутри

Поток находится в объеме между внутренней и наружной трубой.

Hydraulic Diameter of circular tube with inside circular tube

На основе уравнения (1) гидравлический диаметр круглого канала или трубы с внутренним каналом или трубкой можно выразить как

d ч = 4 (π r o 2 i 2 ) / (2 № o + 2 № i )

= 2 (r o — r i ) (3)

, где

r o = внутренний радиус внешней трубы (м, футы)

r i = внешний радиус внутренней трубы (м, ft)

Гидравлический диаметр прямоугольных труб или каналов

Hydraulic Diameter of rectangular tube or duct

На основе уравнения (1) гидравлический диаметр прямоугольного канала или трубы можно рассчитать как

d 9000 4 ч = 4 ab / (2 (a + b))

= 2 ab / (a ​​+ b) (4)

, где

a = ширина / высота воздуховода (м, футы)

b = высота / ширина воздуховода (м, футы)

Связанные мобильные приложения от EngineeringToolBox

— бесплатные приложения для автономного использования на мобильных устройствах устройства.

Калькулятор гидравлического диаметра воздуховода / трубы прямоугольного сечения

Приведенный ниже калькулятор основан на формуле (4) и может использоваться для расчета гидравлического диаметра прямоугольного воздуховода или трубы. Формула является общей и может использоваться любая единица.

Rectangular ducts, tubes or pipes - hydraulic diameter diagram

Эквивалентный диаметр

Примечание! Гидравлический диаметр не совпадает с эквивалентным диаметром. Эквивалентный диаметр — это диаметр круглого канала или трубы, который дает такую ​​же потерю давления, как и прямоугольный канал или труба.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *