Пропускная способность трубы

02.06.2022 188 Специалистам
Пропускная способность трубы

При проектировании систем водоснабжения и газообеспечения пристальное внимание уделяется параметрам труб. Ведущим показателем считается пропускная способность трубного элемента. Рассмотрим, что это за характеристика и какими методами её определяют.

Пропускная способность: что это такое и почему её следует брать в расчёт

Термин употребляется для обозначения расхода количества жидкого или газообразного вещества, которое проходит сквозь сечение трубопровода за определённое время. В формулах гидравлики пропускное свойство представлено как K v и измеряется в кубометрах/час. Эта характеристика тесно связана с плотностью поставляемого вещества, высотой сетевого давления и диаметральным размером трубы D.

Если диаметр сечения слишком велик, это приводит к слабому поточному напору в сети и проблемам с подачей воды и газа, необходимых для создания бытового комфорта. Чрезмерно малый размер D тоже нежелателен, поскольку при таком параметре давление в трубе достигает высоких отметок и чревато неприятностями - разрывами и протечками. К тому же, при постоянном контакте с водой и химическими раздражителями металлические изделия покрываются известковыми отложениями и ржавчиной, что способствует дополнительному сужению просвета. При проектировании и подборе деталей трубопровода необходимо сделать тщательные замеры и максимально точно рассчитать требующийся диаметр, чтобы проходимость трубы была достаточной и не становилась источником неудобств.

Многих интересует, как выбрать правильный диаметр сечения для обустройства домашнего водопровода. Советуем ориентироваться на общую длину системы. Если она составляет менее 10 метров, подойдут трубы с D равным 20 мм. Для сетей протяженностью 10 - 30 метров желательно использовать трубы сечением 25 мм. Когда длина водопровода превышает 30 метров, имеет смысл брать изделия, диаметр которых достигает 32 мм. Ниже представлена таблица, показывающая, как ширина трубного просвета влияет на получаемый расход воды.

Диаметр трубный (мм)

Расход жидкости

Литр. в мин.

Кубич. м. в час

 

20

15

0,9

25

30

1, 8

32

50

3

40

80

4,8

50

120

7,2

63

190

11, 4

Отметим, что помимо D на пропускном параметре отражаются такие факторы как число фитингов, особенности поставляемого вещества и материал труб. Стальные резервуары пропускают жидкость медленнее из-за воздействия силы трения, а полимерные и металлопластиковые - быстрее, поскольку их поверхность более гладкая и скользкая. Правильный расчёт K v обеспечивает бесперебойный выполнение функций инженерных систем и позволяет сократить затраты на их обустройство и будущий ремонт.

Как узнать Kv - основные методики

Способность трубопровода пропускать газ или воду выявляют четырьмя методами:

  • расчёт по физическим формулам;
  • обращение к online-приложениям (калькуляторы);
  • обращение к таблицам (Лукиных, Шевелевых, и т. д.);
  • использование программного обеспечения.

Трубная проходимость высчитывается по формуле q =(*d2/4)*v. Здесь q - расход текущей воды, d - внутр. диаметр, v - поточная скорость. На основе этого вычисления выводят формулу оптимального трубопроводного D: D=((4*q)/(*v))*1/2.

Чаще чем формулы, пользователи применяют онлайн-калькуляторы , так как они позволяют быстрее получить искомый результат. Их легко найти в любой поисковой системе. Интернет-калькуляторы запрашивают информацию о цели расчёта, материале и конструкции изделия, внутреннем диаметре и длине участка. Некоторые данные можно выбирать из выпадающих списков. За несколько кликов пользователь узнаёт результат, от которого отталкивается в дальнейшем проектировании.

К табличным методам обычно обращаются профессионалы. Наиболее полные сведения о гидравлических расчётах водопроводных труб содержатся в пособии Шевелевых. Там подробно расписаны формулы и структурированные данные, актуальные для металлических, полимерных, асбестоцементных и стеклянных труб.

Прикладные программы, основанные на знаменитых таблицах, значительно упрощают расчёты. Продукты "TAScope", "MatLab", "Гидросистема", "Oventrop CO", "Instal-San Т" делают технические вычисления безукоризненно точными, быстрыми и удобными.

Как определить пропускную способность газовой трубы

Природный газ представляет собой материал особо сложный в плане транспортировки. Газообразное вещество может сжиматься и просачиваться сквозь малейшие трещинки. Последнее нередко становится источником возникновения опасных ситуаций, поэтому проектированием газоснабдительных систем занимаются лицензированные компании, а состояние газовых труб, печей, котлов регулярно отслеживают специалисты.

Для определения проходимости газотрубы учитывается налаженная подача в часы наибольшего потребления при условии минимальной утраты напора между частями системы. Пропускная способность газопровода обозначается Q max и высчитывается по формуле:

Qmax=0,67 D усл.2*р

Под D усл. (наряду с этим встречается обозначение DN) понимается условный или номинальный диаметр сечения, P - давление абсолютное (т. е. к рабоч. давлению прибавляем 0,10 мПа). Этот расчёт используют для домашней системы газообеспечения. При разработке систем магистральных трубопроводов, по которым газ идёт от мест добычи к пунктам потребления, применяется формула усложнённого типа. Она включает коэффициент сжимаемости (Z), а также температуру среды t:

Qmax= 196,386 Д усл.2*р/ z*t

По этому расчёту проектируются и распределительные газопроводы - промежуточное звено между магистральными и вводными системами. Учёт средовой температуры приобретает особую важность, так как в жаркое время года под влиянием теплого воздуха внутритрубный объём газа резко повышается и, если показатели Qmax низкие, появляется риск утечки взрывоопасного вещества.

Пропускное свойство газотруб помогают определить расчёты по таблицам. По ним можно отследить взаимосвязь между ходовыми трубными диаметрами и характерным рабочим давлением. Минус табличных расчётов состоит в том, что этот метод не рассматривает внешние факторы.

Рабочее P (МПа)

ПС газотрубы при v газа 25м/с; z=1;Т=20°С (293°К)

D усл. (DN)

 

50

80

100

150

200

300

400

500

 

0.3

670

1715

2680

6030

10720

24120

42880

67000

0.6

1170

3000

4690

10550

18760

42210

75040

117000

1.2

2175

5570

8710

19595

34840

78390

139360

217500

1.6

2845

7290

11390

25625

45560

102510

182240

284500

2.5

4355

11145

17420

39195

69680

156780

278720

435500

3.5

6030

15435

24120

54270

96480

217080

385920

603000

5.5

9380

24010

37520

84420

150080

337680

600320

938000

7/5

12730

32585

50920

114570

203680

458280

814720

1273000

10

16915

43305

67670

152255

270680

609030

108720

1691500


При подведении гидравлич. расчётов для газопроводов с низким давлением берётся скорость<= 7 метров/сек, для сетей среднего давления - 15 метров/сек, высокого - 25.

Пропускная способность труб канализации

Пропускная характеристика сточной трубы во многом зависит от типа канализации, которая может быть напорной либо безнапорной. В напорных системах жидкость перемещается под воздействием насосного оборудования, в безнапорных - движется сама, за счёт сточного уклона. При подготовке проекта канализационных сетей в основу кладётся постоянство расхода (Q=v*w) и формула Антуана Шези (V=C*√R *I), устанавливающая скорость течения.

В формулах, представленных выше, фигурируют такие величины:

Q - общий водный расход;

v - поточная скорость;

w - живое сечение (площадь);

С - коэффициент Антуана Шези, его высчитывают следующим образом: C=R (гидравлич. радиус) *Y (переменная) /n (коэфф-нт шероховатости). Y вычисляется так: 2,5*√n -0.lз-0.75*√R(n-0.l0)

I - гидравлич. уклон

Формульный расчёт - довольно трудоёмкий процесс, поэтому для удобства и экономии времени многие предпочитают пользоваться компьютерными программами, либо готовыми таблицами.

Рассмотрим табличные данные расхода воды, которая перемещается по канализационному стоку.

Расчёт расхода воды для канализации

D, мм

Уровень наполненности

Принимаемый уклон

Скорость движения жидкости внутри труб (метров в сек.)

Расход, (л. в сек.)

100

0.6

0.02

0.94

4.6

125

0.016

0.97

7.5

 

150

0.013

1

11.1

 

200

0.01

1.05

20.7

 

250

0.008

1.09

33.6

 

300

0.7

0.0067

1.18

62.1

350

0.0057

1.21

86.7

 

400

0.0050

1.23

115.9

 

450

0.0044

1.26

149.4

 

500

0.0040

1.28

187.9

 

600

0.0033

1.32

278.6

 

800

0.0025

1.38

520

 

1000

0.0020

1.43

842

 

1200

0.00176

1.48

1250

 

Свойство труб канализации пропускать жидкость также зависит от свойств их материала. Предлагаем сравнить, как различается проходимость сточных трубопроводов, изготовленных из разного сырья.

Материал

Уровень пропускной способности (в %)

бетонные

71

асбестоцементные

83

стальные

83

чугунные

77

полимерные

100


При равном уклоне и наполнении полимерные элементы обладают лучшей проходимостью в сравнении с бетонными и металлическими "конкурентами". Это обусловлено низкими показателями шероховатости пластика - вода беспрепятственно продвигается по пластмассовому трубопроводу.

Kv для элементов водопровода

Чтобы вода для питья, отопительных и других хозяйственных нужд доставлялась без перебоев и в достаточном объёме, нужно удачно выбрать трубное сечение. Пригодится таблица, иллюстрирующая взаимосвязь ПС, диаметра и давления.

ПС водопровода во взаимосвязи диаметра и внутритрубного P

Расход

Kv

Д услов. (mm)

15

20

25

32

40

50

65

80

100

Па/м

мбар/м

меньше 0,15 м/с

0,15 м/с

0,3 м/с

90 - 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 - 0.950

176

414

767

1678

2560

4860

9900

15372

31104

97.5 - 0.975

180

421

778

1699

2596

4932

10044

15552

31500

100 - 1.000

184

425

788

1724

2632

5004

10152

15768

31932

120- 1.200

202

472

871

1897

2898

5508

11196

17352

35100

140 - 1.400

220

511

943

2059

3143

5976

12132

18792

38160

160 - 1.600

234

547

1015

2210

3373

6408

12996

20160

40680

180 - 1.800

252

583

1080

2354

3589

6804

13824

21420

43200

200 - 2.000

266

619

1151

2486

3780

7200

14580

22644

45720

220 - 2.200

281

652

1202

2617

3996

7560

15336

23760

47880

240 - 2.400

288

680

1256

2740

4176

7920

16056

24876

50400

260 - 2.600

306

713

1310

2855

4356

8244

16740

25920

52200

280 -2.800

317

742

1364

2970

4356

8566

17338

26928

54360

300 - 3.000

331

767

1415

3076

4680

8892

18000

27900

56160


Для отопительных систем одним из основных параметров считается расчёт по t теплоносителя. Чем выше температура, тем ниже проходимость - расширяясь, водный поток становится причиной усиливающегося трения.

Определение ПС трубы по теплоносителю

DN (мм)

K v

По теплоте (гигакалорий/ч)

По t теплоносителя (т/ч)

 

Вода

Пар

Вода

Пар

 

15

0.011

0.005

0.182

0.009

25

0.039

0.018

0.650

0.033

38

0.11

0.05

182

0.091

50

0.24

0.11

4

0.20

75

0.72

0.33

12

0,60

100

1.51

0.69

25

1.25

125

2.70

1.24

45

2.25

150

4.36

2.00

72,8

3.64

200

9.23

4.24

154

7.70

250

16.6

7.60

276

13.8

300

26.6

12.2

444

22.2

350

40.3

18.5

672

33.6

400

56.5

26

940

47

450

68.3

36

1310

65.5

500

103

47.4

1730

86.5

600

167

76.5

2780

139

700

250

115

4160

208

800

354

162

5900

295

900

633

291

10500

525

1000

1020

470

17100

855

Покупая трубы, необходимо учитывать специфику материала. Изделия металлопроката пользуются высоким спросом как самые надёжные - прочные и долговечные. Водопроводы из оцинкованной стали сохраняют популярность, но требуют трудоёмкого монтажа и сварочных работ, а их способность пропускать воду с годами снижается из-за коррозии и налёта. Медные трубы обладают устойчивостью к ржавчине и формированию известковых отложений, но это затратный и редкий вариант. Полипропилен уступает металлу по прочностным характеристикам, зато трубы, изготовленные из полимерного сырья, сохраняют оптимальную проходимость в течение долгого срока. Они мало весят, легко монтируются и не подвержены разрушительному воздействию коррозии и вредного солевого налёта. Металлопластик - достойная альтернатива полипропилену, обладает тем же набором преимуществ, но способен выдерживать температуры от + 95 до + 110 градусов, что делает его востребованным в отопительных системах.

Популярные статьи
Особенности выбора арматуры
16903

Стальная арматура лишь на первый взгляд кажется простым изделием. На самом деле существует несколько технологических процессов производства арматурного проката.

Цены на металл во втором полугодии 2022 года
9818

Цены на металл во втором полугодии 2022 года: прогнозы и мнения. Что ждет металлургических гигантов в России.

Швеллер ГОСТ
6444

Швеллер, независимо от вида, изготавливается по ГОСТу. В контролирующих документах указывается сортамент, марки стали и допустимые отклонения от норм.

Что будет с ценами на металл в 2022 году
6371

Рост цен на металл влечёт за собой подорожание автомобилей, бытовой техники и других востребованных товаров.

ТОП-30 арматурных заводов России
6299

На территории нашей страны десятки предприятий специализируются на выпуске стальной продукции. Представим список лучших арматурных заводов России.

ТОП-30 производителей металлочерепицы
6191

Металлочерепица является одним из лучших кровельных материалов. Мы составили рейтинг лучших производителей металлической черепицы по объему производства и продаж.

Причины снижения цен на металлопрокат в 2020–2021 гг. и прогнозы на начало 2022 года
4739

Скачок цен на стальную арматуру и последующее снижение стоимости объяснили аналитики. Мы наглядно показываем на графиках и диаграммах динамику стоимости сортового проката и даем прогнозы на конец текущего и весну 2022 года.

Какой профнастил выбрать для дома
4732

Профнастил — популярный строительный материал. Его используют для забора, покрытия кровли и облицовки фасада, строительства цехов и складов.

ТОП-30 металлургических заводов России
4245

Металлургическая промышленность показывает большие темпы развития. Обуславливается это высоким спросом на стальное сырье. Учитывая объемы производства и численность работников, мы определили 30 лучших металлургических завода и комбината страны.

Падение цен на металл -50% летом 2022
3761

Снижение цен на металл в России 2022. Все предпосылки, текущая ситуация, прогнозы.

Вам будет интересно
Сталь 20
8

Сталь 20 пользуется популярностью в отечественной промышленности. Этот сплав имеет особый химический состав, обладает уникальными физико-химическими, технологическими свойствами. Изготавливается под контролем ГОСТа.

Синарский трубный завод
16

Синарский трубный завод и все подробности о производственном предприятии Урала.

Отличия сталей 35 и 45
44

Марки сталей 35 и 45 широко применяются в изготовлении изделий для производства и ЖКХ. Обладая схожими показателями прочности, разновидности металлических сплавов отличаются способностью переносить нагрузки и температурные перепады

Отличия сталей 20 и Ст3
45

Чем отличаются разновидности сталей Ст3 и 20

Отличия сталей 09Г2С и Ст3
49

Чем отличаются стальные сплавы 09Г2С и Ст3

Когда подорожает металл в 2022 году?
773

Подорожание металла в 2022 году остается спорным вопросом. У экспертов нет единого мнения. Закрываться или повышать цены - у металлургов нет выбора.

Разница между булатной и дамасской сталью
48

Булатная и дамасская стали известны с древних времен. В основе металлопроката, используемого для изготовления эстетичных и прочных ножей, лежат стальные сплавы с высоким и низким содержанием углерода. Отличия литого и сварного булата.

Металлсервис
116

Информация о компании АО «Металлсервис» как о крупнейшем металлотрейдере на территории РФ.