Калькулятор расчета потерь напора в водопроводе

Выбор материала

Подбор материала производится на основе характеристик сред, транспортируемых по трубопроводной линии и рабочего давления, предусмотренного для данной системы. Следует помнить о корродирующем действии перекачиваемых сред, относительно материала стенок трубопроводной сети. Обычно трубы и химические системы изготавливают из стали. При отсутствии высокого механического и корродирующего воздействия при разработке труб используют серый чугун или нелегированную конструкционную сталь.

При высоком рабочем давлении и отсутствии нагрузок с коррозийным образованием используют трубы из высококлассной стали или технологию ее литья. При высоком корродирующем действии или предъявлении к чистоте продуктов высоких требований, трубы разрабатывают из нержавейки.

Для повышения устойчивости к действию морской воды применяют медно-никелевый состав. Допускается использование алюминиевых сплавов, тантала или циркония. Хорошо распространены пластиковые составы, устойчивые к коррозийным образованиям. Они обладают малым весом и просты в обработке, что выступает идеальным решением для обустройства канализационных систем.

Диаметр трубопроводных сетей

При вычислении поперечного сечения труб, следует учесть, что высокая скорость перекачиваемых сред снижает материалоемкость изделий и удешевляет установку систем. Но повышение скорости приводит к потерям напора, требующим дополнительного расхода энергии для перекачивания сред. Чрезмерное уменьшение может привести к негативным последствиям. Для вычисления оптимальных параметров поперечного сечения труб служит формула (для изделий с круглым поперечным сечением):

Q = (Πd²/4)·w

Для вычисления оптимальных параметров поперечного сечения требуется узнать скорость перекачиваемых сред, исходя из сводных таблиц:

Окончательное уравнение для определения оптимального поперечного сечения имеет следующий вид:

d = √(4QΠw)

  

Гидравлика

Гидравлика — это наука, изучающая законы равновесия и движения жидкостей и газов, в том числе паров жидкости, то есть воды. Если строго следовать научно-техническим канонам, то гидравлика, в отличие от теоретической гидромеханики, управляет сложным и строгим математическим аппаратом («Механика жидкостей и газов»), прежде всего, является технической наукой, главной задачей которой является решение проблем на практике. По этой причине разработка практических методов расчета в гидравлике очень часто предполагает использование различных предположений и допущений, во многих случаях ограничиваясь одномерными потоками в стационарных режимах. Во многих случаях используются результаты экспериментальных данных, которые после соответствующей математической обработки используются в качестве математических уравнений для решения целого ряда аналогичных задач.

Основные физические свойства жидкостей и газов

Указания к решению задач:

Основными физическими характеристиками жидкости являются плотность, вязкость, сжимаемость, температурное расширение, испаряемость. Характеристики определяются с помощью следующих формул:

плотность

удельный вес

динамическая вязкость где — коэффициент динамической вязкости ;

кинематическая вязкость

сжимаемость характеризуется модулем объемной упругости , входящим в обобщенный закон Гука. Знак минус обусловлен тем, что при увеличении давления объем жидкости уменьшается;

температурное расширение

определяется соответствующим коэффициентом, равным относительному изменению объема, при изменении температуры на 1 °С;

испаряемость Жидкости испаряются при любой температуре при наличии свободного объема. Испарение происходит с поверхности, причем тех молекул, которые имеют повышенную в 5-10 раз энергию по сравнению со средней. С повышением внешнего давления температура кипения увеличивается, а с понижением (вакуум) — уменьшается. Зависимость давления насыщенного пара от температуры выражается уравнением Клаузиуса-Клапейрона

где — мольная энтальпия испарения (кДж/моль); — мольное изменение объема в процессе испарения, равное .

При испарении жидкости резко изменяется объем паровой фазы по сравнению с жидкой, поэтому объемом жидкости в уравнении можно пренебречь, тогда

С учетом уравнения Менделеева-Клапейрона

запишем:

Интегрировав данное выражение получим формулу Клазиуса-Клапейрона

Возможно эта страница вам будет полезна:

Предмет гидравлика

Задача №1.2

Определить плотности воды и нефти при , если известно, что 10 л воды при 4 °С имеют массу кг, а масса того же объема нефти равна кг.

Решение:

плотность воды при заданных условиях:

а плотность нефти:

Изоляционная защита

Для трубопроводов, рассчитанных на перемещение высокотемпературных сред, предусмотрен выбор изоляции:

1. до 100°C применяется жесткий пенопласт (полистирол или полиуретан);
2. до 600°C предусмотрено использование фасонных оболочек или минеральных волокон (каменной шерсти или стеклянного войлока);
3. до 1200°C – волокна на основе керамики или глинозема.

Трубы с условной проходимостью ниже DN 80 и толщиной изоляционной защиты до 5 с, обрабатывают изоляционными фасонными элементами. Этому способствуют 2 оболочки, размещенные вокруг труб и соединенные с помощью металлической ленты, закрытые кожухом из жестяного материала.

Трубы с условной проходимостью от DN 80 оснащают теплоизоляционным материалом с нижним каркасом. Он включает зажимные кольца, распорки и металлическую облицовку, разработанную из оцинкованного мягкого стального материала или нержавейки листовой. Между трубами и кожухом из металла размещают изоляционный материал.

Теплоизоляционный слой составляет диапазон размеров 5 — 25 см. Его наносят по всей протяженности труб, на отводах и коленах

Важно исключить наличие незащищенных участков, влияющих на образование теплопотерь. Фасонная изоляция служит для защиты фланцевых соединений и арматуры. Это способствует беспрепятственному доступу к стыковочным участкам без снятия изоляции по всей магистрали при нарушении герметичных свойств

Это способствует беспрепятственному доступу к стыковочным участкам без снятия изоляции по всей магистрали при нарушении герметичных свойств.

Для чего нужен гидравлический расчет внутридомового газопровода

В период расчетных работ происходит определение видов необходимых газовых элементов. Приборы, задействованные в доставке и регулировании газа, изображают схему всей внутридомовой системы. Это позволяет вовремя выявить разнообразные неполадки, а также четко провести монтажные работы.

В проекте находятся определенные точки, где, согласно нормам, будут размещены газовые элементы. Также согласно этим нормам учитываются условия безопасности.

В условиях подачи топлива в расчет принимается кухонная комната, ванная и количество жилых помещений. В кухне к сведению также принимают наличие таких элементов, как дымовая труба, вытяжка. Все это необходимо для того, чтобы произвести качественную установку приборов и трубопровода для доставки природного газа.

Гидравлический расчет в системах с естественной циркуляцией

Алгоритм проведения вычисления также может меняться в зависимости от типа системы. Различают два основных вида:

1. Естественная циркуляция – самостоятельное движение воды за счета изначального параметра напора (его также называют располагаемым).
2. Принудительная циркуляция – системы, в которых жидкость передвигается за счет работы дополнительных насосов и механизмов.

Естественно, что в зависимости от конкретной конструкции описываемый в статье параметр может изменяться. Однако существуют следующие рекомендации по созданию систем трубопроводов с естественной циркуляцией:

1. Максимальная длина горизонтальных участков – не более двадцати метров.
2. Рекомендуемый диаметр магистральный трубы – 5 см.
3. Рекомендуемое значение диаметра каждой тридцать пятой секции – 5 см.
4. При расчете на каждые десять метров требуется дополнительно прибавлять половину диаметра трубы к ее размерам в вычислениях – это требуется для снижения скорости носителя тепла и нивелирования потерь напора за счет трения.

Изоляционная защита

Для трубопроводов, рассчитанных на перемещение высокотемпературных сред, предусмотрен выбор изоляции:

1. до 100°C применяется жесткий пенопласт (полистирол или полиуретан);
2. до 600°C предусмотрено использование фасонных оболочек или минеральных волокон (каменной шерсти или стеклянного войлока);
3. до 1200°C – волокна на основе керамики или глинозема.

Трубы с условной проходимостью ниже DN 80 и толщиной изоляционной защиты до 5 с, обрабатывают изоляционными фасонными элементами. Этому способствуют 2 оболочки, размещенные вокруг труб и соединенные с помощью металлической ленты, закрытые кожухом из жестяного материала.

Трубы с условной проходимостью от DN 80 оснащают теплоизоляционным материалом с нижним каркасом. Он включает зажимные кольца, распорки и металлическую облицовку, разработанную из оцинкованного мягкого стального материала или нержавейки листовой. Между трубами и кожухом из металла размещают изоляционный материал.

Теплоизоляционный слой составляет диапазон размеров 5 — 25 см. Его наносят по всей протяженности труб, на отводах и коленах

Важно исключить наличие незащищенных участков, влияющих на образование теплопотерь. Фасонная изоляция служит для защиты фланцевых соединений и арматуры

Это способствует беспрепятственному доступу к стыковочным участкам без снятия изоляции по всей магистрали при нарушении герметичных свойств.

Снижение давления и расчет гидросопротивления

Для определения напора внутри труб и правильной подборки оборудования, способствующего перекачиванию жидких или газообразных сред, требуется вычислить снижение давления. За неимением доступа к интернет-сети, расчеты производятся по формуле:

Δp=λ·(ld₁)·(ρ/2)·v²

Δp – перепады напряжения на участке трубопровода, Па
l – протяженность участка трубопроводной линии, м
λ – коэффициент сопротивления
d₁ – поперечное сечение труб, м
ρ – уровень плотности транспортируемых сред, кг/м3
v – скорость перемещения, м/с

Гидравлическое сопротивление образуется под воздействием 2-х основных факторов:

• сопротивление трения;
• местное сопротивление.

Первый вариант предусмотрен при образовании неровностей и шероховатостей, препятствующих движению перекачиваемых сред. Для преодоления тормозящего эффекта требуются дополнительный расход энергии. При ламинарном протоке и соответствующего ему низкого показателя Рейнольдса (Re), характеризующегося равномерностью и исключением возможности смешения соседних слоев жидких или газообразных сред, влияние шероховатостей минимально. Это объясняется увеличением параметра крайнего вязкого подслоя перекачиваемых сред, относительно образованных неровностей и выступов на поверхности труб. Эти условия позволяют считать трубы гидравлически гладкими.

При повышении значения Рейнольдса вязкий подслой имеет меньшую толщину, что обеспечивает перекрытие неровностей и воздействия шероховатостей, уровень гидравлического сопротивления не зависит от показателя Рейнольдса, и средней высоты выступов на покрытии труб. Последующее повышение значения Рейнольдса позволяет перевести перекачиваемые среды в режим турбулентного протекания, где образуется разрушение вязкого подслоя, а образуемое трение определяется величиной шероховатости.

Потери при трении рассчитываются путем подстановки данных:

H_Т=[(λ·l)/d_э]·[w2/(2g)]

• H_Т – потери напора при сопротивлении трению, м
• [w₂/(2g)] – скоростной напор, м
• λ – коэффициент сопротивления
• l – протяженность трубопроводного участка, м
• d_Э – эквивалентное значение поперечного сечения трубопроводной линии, м
• w – скорость движения сред, м/с
• g – ускорение свободного падения, м/с2

Алгоритм расчета потерь напора воздуха

Расчет нужно начинать с составления схемы системы вентиляции с обязательным указанием пространственного расположения воздуховодов, длины каждого участка, вентиляционных решеток, дополнительного оборудования для очистки воздуха, технической арматуры и вентиляторов. Потери определяются вначале по каждой отдельной линии, а потом суммируются. По отдельному технологическому участку потери определяются с помощью формулы P = L×R+Z, где P – потери воздушного давления на расчетном участке, R – потери на погонном метре участка, L – общая длина воздуховодов на участке, Z – потери в дополнительной арматуре системы вентиляции.

Для расчета потерь давления в круглом воздуховоде используется формула Pтр. = (L/d×X) × (Y×V)/2g. X – табличный коэффициент трения воздуха, зависит от материала изготовления воздуховода, L – длина расчетного участка, d – диаметр воздуховода, V – требуемая скорость воздушного потока, Y – плотность воздуха с учетом температуры, g – ускорение падения (свободного). Если система вентиляции имеет квадратные воздуховоды, то для перевода круглых значений в квадратные следует пользоваться таблицей № 2.

150 200 250 300 350 400 450 500 250 210 245 275

300 230 265 300 330

350 245 285 325 355 380

400 260 305 345 370 410 440

450 275 320 365 400 435 465 490

500 290 340 380 425 455 490 520 545

550 300 350 400 440 475 515 545 575

600 310 365 415 460 495 535 565 600

650 320 380 430 475 515 555 590 625

700 390 445 490 535 575 610 645

750 400 455 505 550 590 630 665

800 415 470 520 565 610 650 685

850 480 535 580 625 670 710

900 495 550 600 645 685 725

950 505 560 615 660 705 745

1000 520 575 625 675 720 760

1200 620 680 730 780 830

1400 725 780 835 880

1600 830 885 940

Компенсаторы расширения трубопроводных сетей

Отводы

Специальные отводы, ввариваемые в трубопроводную сеть, компенсируют естественный показатель линейного расширения изделий. Этому способствует выбор компенсирующих U-образных, Z-образных и угловых отводов, лирных компенсаторов.

Они предназначены для принятия линейного расширения труб за счет деформирования, но для данной технологии предусмотрен ряд ограничений. В трубопроводных магистралях с повышенным уровнем давления для компенсации расширения служат колени под разным углом. Напряжение, предусмотренное в отводах, способствует усилению коррозийного действия.

Волнистые компенсаторы

Изделия представлены тонкостенными гофротрубами из металла, называемыми сильфоном и растягиваемым в направлении трубопроводной линии. Их монтируют в трубопроводной сети, предварительный натяг служит для компенсации расширения.

Выбор осевых компенсаторов позволяет обеспечить расширение по поперечному сечению. Внутренние направляющие кольца предупреждают боковое смещение и внутреннее загрязнение. Для защиты труб от внешнего воздействия служит специальная облицовка. Компенсаторы, не включающие в конструкцию внутреннего направляющего кольца, способствуют поглощению боковых сдвигов и вибрации, исходящей от насосных систем.

Гидравлический расчет трубопроводов с низким давлением газа

• Ориентировочно следует знать количество потребителей (жителей) в расчетном районе, в который будет осуществляться подача газа с низким давлением.
• Производится учет всего объема газа за год, который будет использоваться на различные потребности.
• Путем вычислений определяется значение расхода газа потребителями за конкретный промежуток времени, в данном случае это один час.
• Устанавливается местонахождение и количество точек газораспределения.

Производится расчет перепадов давления участка газопроводной магистрали. В нашем случае, к этим участкам относятся распределительные точки и внутридомовой трубопровод, ветви абонентов. После этого учитываются общие перепады давления на протяжении всей газопроводной магистрали.

• Производится вычисление всех труб по отдельности.
• В данном районе устанавливается густота населения потребителей.
• Выполняется расчет расхода природного газа на показание площади каждой отдельно взятой трубы.
• Проводятся вычислительные работы по ряду следующих показателей:
• Эквивалентные данные;
• Фактические данные длины всего участка;
• Расчетные данные длины отрезка газового трубопровода.

Для каждого участка газопровода необходимо произвести подсчет удельной узловой и путевой затраты.

Гидравлический расчет трубопроводов в Excel по формулам СНиП 2.04.02-84.

Этот расчет определяет потери на трение в трубопроводах по эмпирическим формулам без учета коэффициентов местных сопротивлений, но с учетом сопротивлений, вносимых стыками.

На длинных трубопроводах, каковыми являются водопроводы и теплотрассы, влияние местных сопротивлений мало по сравнению с шероховатостью стенок труб и перепадами высот, и часто коэффициентами местных сопротивлений можно пренебречь при оценочных расчетах.

Исходные данные:

Этот расчет использует ранее введенные в предыдущем расчете значения внутреннего диаметра трубопровода d и длины трубопровода L, а также рассчитанное значение скорости движения воды v.

1. Выбираем из выпадающего списка, расположенного над ячейками A30…E30 вид трубы:

Неновые стальные и неновые чугунные без внутр. защитного покр. или с битумным защитным покр., v > 1,2м/c

Результаты расчетов:

По выбранному виду трубы Excel автоматически извлекает из таблицы базы данных значения эмпирических коэффициентов. Таблица базы данных, взятая из СНиП 2.04.02–84, расположена на этом же рабочем листе «РАСЧЕТ».

2.Коэффициент m извлекается

в ячейку D32: =ИНДЕКС(H31:H42;H29) =0,300

3.Коэффициент A извлекается

в ячейку D33: =ИНДЕКС(I31:I42;I29) =1,000

4.Коэффициент 1000A₁ извлекается

в ячейку D34: =ИНДЕКС(J31:J42;J29) =21,000

5.Коэффициент 1000A₁/(2g) извлекается

в ячейку D35: =ИНДЕКС(K31:K42;K29) =1,070

6.Коэффициент С извлекается

в ячейку D36: =ИНДЕКС(L31:L42;L29) =0,000

7.Коэффициент  гидравлического сопротивления i  в м.вод.ст./м рассчитываем

в ячейке D37: =D35/1000*((D33+D36/D16)^D32)/((D7/1000)^(D32+1))*D16^2 =0,057

i=((1000A1/(2g))/1000)*(((A0+C/v)m)/((d/1000)(m+1)))*v2

8.Расчетные потери давления в трубопроводе dPв кг/см2 и Па находим соответственно

в ячейке D38: =D39/9,81/10000 =0,574497

dP=dP/9,8110000

и в ячейке D39: =D37*9,81*1000*D8 =56358,1

dP=i*9,81*1000*L

Гидравлический расчет трубопровода по формулам Приложения 10 СНиП 2.04.02–84 в Excel завершен!

Компенсаторы расширения трубопроводных сетей

Отводы

Специальные отводы, ввариваемые в трубопроводную сеть, компенсируют естественный показатель линейного расширения изделий. Этому способствует выбор компенсирующих U-образных, Z-образных и угловых отводов, лирных компенсаторов.

Они предназначены для принятия линейного расширения труб за счет деформирования, но для данной технологии предусмотрен ряд ограничений. В трубопроводных магистралях с повышенным уровнем давления для компенсации расширения служат колени под разным углом. Напряжение, предусмотренное в отводах, способствует усилению коррозийного действия.

Волнистые компенсаторы

Изделия представлены тонкостенными гофротрубами из металла, называемыми сильфоном и растягиваемым в направлении трубопроводной линии. Их монтируют в трубопроводной сети, предварительный натяг служит для компенсации расширения.

Выбор осевых компенсаторов позволяет обеспечить расширение по поперечному сечению. Внутренние направляющие кольца предупреждают боковое смещение и внутреннее загрязнение. Для защиты труб от внешнего воздействия служит специальная облицовка. Компенсаторы, не включающие в конструкцию внутреннего направляющего кольца, способствуют поглощению боковых сдвигов и вибрации, исходящей от насосных систем.

Вес тройников

D1xT1 – D2xT2 (мм) 57х3 – 45х2.5 57х4 – 45х3 57х5 – 45х4 57х3 57х4 57х5 76х3.5 – 45х2.5 76х6 – 45х4 76х7 – 45х5 76х3.5 – 57х3 76х6 – 57х5 76х7 – 57х5.5 76х3.5 76х6 76х7 89х3.5 – 57х3 89х6 – 57х4 89х8 – 57х5.5 89х3.5 – 76х3.5 89х6 – 76х6 89х8 – 76х7 89х3.5 89х6 108х4 – 76х3.5 108х6 – 76х5 108х8 – 76х6 108х4 – 89х4 108х6 – 89х6 108х4 108х6 108х8 133х4 – 89х3.5 133х6 – 89х5 133х8 – 89х6 133х4 – 108х4 133х6 – 108х5 133х8 – 108х6 133х4 133х6 159х4.5 – 108х4 159х6 – 108х5 159х8 – 108х6 159х4.5 – 133х4 159х6 – 133х5 159х8 – 133х6 159х4.5 159х6 159х8 219х6 – 133х5 219х8 – 133х6 219х12 – 133х10 219х10 – 133х8 219х8 – 159х6 219х6 – 159х6 219х12 – 159х11 219х16 – 159х12 219х10 – 159х8 219х6 219х8 219х10 219х12 273х7 – 159х4.5 273х16 – 159х11 273х10 – 159х6 273х12 – 159х8 273х7 – 219х6 273х10 – 219х8 273х12 – 219х10 273х16 – 219х12 273х18 – 219х16 273х7 273х10 273х12 273х16 325х8 – 219х6 325х10 – 219х8 325х12 – 219х10 325х16 – 219х12 325х8 – 273х7 325х10 – 273х10 325х12 – 273х12 325х16 – 273х16 325х8 325х10 325х12 325х16 377х10 – 273х7 377х12 – 273х10 377х16 – 273х12 377х20 – 273х16 377х10 – 325х8 377х12 – 325х10 377х16 – 325х16 377х20 – 325х18 377х10 377х12 377х16 377х20 426х10-325х8 426х12-325х10 426х16-325х12 426х18-325х16 426х10-377х10 426х12-377х12 426х16-377х16 426х18-377х18 426х10 426х12 426х16 426х18 Кол-во (шт.)

0 кг.

Соответствие диаметра труб объему носителя

В качестве теплоносителя в большинстве систем отопления используется вода. Она нагревается центральным котлом. В качестве источника энергии используется газ, электричество, горючие жидкости или твердое топливо. Этот узел – сердце системы отопления. Обогревательный узел, магистрали, запоры и отдающие тепло радиаторы образуют сложную схему, в которой каждый элемент должен быть скрупулезно выверен. Прогнозирование энергетических затрат и необходимой мощности котла, расчет трубы отопления, выбор носителя и типа топлива оптимизируют расходы при строительстве и эксплуатации. Изначальная предусмотрительность застрахует от скорого ремонта и необходимости доработки уже запущенной в действие отопительной магистрали.

Устройство автономной системы отопления

Расчет труб для отопления частного дома можно заказать профессионалам, доверившись опыту. Самостоятельно вывести показатели помогают сантехнические «калькуляторы»: программы, производящие расчет трубы для отопления, предлагаются на сайтах производителей и магазинов. В калькуляторы заложены усредненные показатели типовых радиаторов и труб: владельцу нужно указать метраж, высоту потолков и тип постройки, чтобы система сама сделала расчет регистров из гладких труб для отопления или емкости котла. Недостаток калькуляторов в предварительной настройке под нужды конкретного сервиса. Вряд ли владельцы портала разместят программу, которая рекомендует продукцию конкурентов, даже если основанный на реальных характеристиках расчет сечения трубы отопления это предусматривал.

Гидравлический расчет трубопроводов

Гидравлический расчет трубопроводов является неотъемлемой частью проектирования систем. Он позволяет определить динамический характер движения жидкости, диаметр сечения трубопровода, мощность и подачу насоса, а так же потери давления в системе. Гидродинамический расчет потока несжимаемой жидкости сводится к решению уравнения Бернулли для двух последовательных сечений:

h₁, h₂ – высота начальной и конечной точки трубопровода; w₁, w₂ – скорости потока в начальной и конечной точки трубопровода; P₁, P₂ – гидростатические давления; α₁, α₂ – коэффициенты Кориолиса, учитывающие неравномерность распределения скоростей по сечению; ΔP_пот. – потери давления на преодоление сопротивления.

Представленный в этом разделе гидравлический онлайн расчет позволяет вычислить характеристики потока несжимаемой жидкости, а так же потока сжимаемой жидкости или газа высокого давления. Оба расчета выполняются для неразветвленного трубопровода.

При решении подобных задач методом конечных элементов в программном комплексе ANSYS крайне важно, чтобы размер ячеек сетки в пристеночном слое трубопровода не превышал определенных значений в радиальном направлении. Алгоритмы в данном разделе рассчитывают минимальный рекомендованный разработчиками размер первой ячейки при значении пристеночной функции Y + = 30. В общем случае, значение пристеночной функции должно лежать в пределах 30 + -0.875 ×D / 2

В общем случае, значение пристеночной функции должно лежать в пределах 30 + -0.875 ×D / 2

В зависимости от величины шероховатости Δ внутренней поверхности трубы определяется коэффициент трения:

λ = 0,316×Re -0.25 при δ > Δ λ = 0,11(Δ / D + 68 / Re) 0.25 при δ 2 ρ / 2)

Потеря давления на местных сопротивлениях:

Суммируя полученные результаты, получают общую потерю давления на определенном участке трубопровода.

Исходные данные:

Q – расход потока жидкости в трубопроводе, в литрах в секунду;

ρ – плотность жидкости, в килограмм / метр 3 ;

ΔH – перепад высот начальной и конечной точки участка трубопровода, в метрах;

D – внутренний диаметр трубопровода, в миллиметрах;

L – длина трубопровода, в метрах;

Δ – абсолютная шероховатость внутренней стенки трубы, в миллиметрах.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДА

Расход потока Q, л/c

Плотность жидкости ρ, кг/м 3

Динамическая вязкость жидкости μ, Па*с

Перепад высот трубопровода ΔH, м

Внутренний диаметр трубопровода D, мм

Длина трубопровода L, м

Коэффициент местных сопротивлений ΣK_i

Абсолютная шероховатость Δ, мм

Статическое давление на входе P_с, Па

Динамическое давление P_д, Па

Полное давление на входе P, Па

Потери давления от трения ΔP, Па

Скорость потока W, м/с

Число Рейнольдса Re

Коэффициент трения λ

Толщина ламинарного подслоя δ_л, мм

Размер первой ячейки пристеночного слоя, мм

Copyright Кайтек 2020

Подбор оптимального диаметра трубопровода

Определение оптимального диаметра трубопровода – это сложная производственная задача, решение которой зависит от совокупности различных взаимосвязанных условий (технико-экономические, характеристики рабочей среды и материала трубопровода, технологические параметры и т.д.). Например, повышение скорости перекачиваемого потока приводит к уменьшению диаметра трубы, обеспечивающей заданный условиями процесса расход носителя, что влечет за собой снижение затрат на материалы, удешевлению монтажа и ремонта магистрали и т.д. С другой стороны, повышение скорости потока  приводит к потере напора, что требует дополнительных энергетических и финансовых затрат на перекачку заданного объема носителя.

Значение оптимального диаметра трубопровода рассчитывается по преобразованному уравнению неразрывности потока с учетом заданного расхода носителя:

 При гидравлическом расчете расход перекачиваемой жидкости чаще всего задан условиями задачи. Значение скорости потока перекачиваемого носителя определяется, исходя из свойств заданной среды и соответствующих справочных данных (см. таблицу).

Преобразованное уравнение неразрывности потока для расчета рабочего диаметра трубы имеет вид:

Технические расчеты бесплатно и анонимно =)

• Отопление
  • Расчет тепловой нагрузки по укрупненным показателям МДК 4-05.2004
  • Расчет диаметра коллектора
  • Расчет расширительного бака для отопления
  • Расчет количества ступеней теплообменника ГВС
  • Расчет нагрева ГВС
  • Расчет длины компенсаторов температурных удлинений трубопроводов
  • Расчет скорости воды в трубопроводе
  • Разбавление пропилен и этиленгликоля
  • Расчет диаметра балансировочной шайбы
  • Проверка работоспособности элеваторной системы отопления
  • кг/с в м3/ч. Перевод массового расхода среды в объемный.
  • Онлайн замена радиаторов Prado на Purmo
  • Примеры гидравлических расчетов систем отопления
  • Sanext
    • Расчет диаметра и настройки клапана Sanext DPV
    • Расчет этажного коллектора системы отопления Sanext
    • Маркировка РКУ Sanext
    • Замена клапана Danfoss AB-QM на Sanext DS
    • Быстрая замена L и T-образных трубок на трубу Стабил
• Вентиляция
  • Расчет гравитационного давления
  • Расчет расхода воздуха на удаление теплоизбытков
  • Расчет теплоснабжения приточных установок
  • Расчет осушения помещений по методике Dantherm
  • Расчет эквивалентного диаметра и скорости воздуха в воздуховоде
  • Расчет дымоудаления с естественным побуждением
  • Расчет площади воздуховодов и фасонных частей онлайн
  • Расчет естественной вентиляции онлайн
  • Расчет потерь давления на местных сопротивлениях
  • Расчет воздушного отопления совмещенного с вентиляцией
  • Расчет вентиляции в аккумуляторной
  • Расчет температуры приточного и вытяжного воздуха системы вентиляции
  • Расчет углового коэффициента луча процесса
  • Кратности воздухообмена и температуры воздуха
  • Расчет количества облучателей-рециркуляторов медицинских по Р 3.5.1904-04
• Кондиционирование
  • Расчет мощности кондиционера по теплопритокам в помещение
  • Расчет теплопритоков от солнечной радиации. Инсоляция помещения.
  • Расчет теплопоступлений от источников искусственного освещения
  • Расчет теплопоступлений от оборудования
  • Расчет теплопоступлений от людей
  • Расчет теплопритоков и влаги от остывающей еды
  • Расчет теплопоступлений от инфильтрации воздуха
  • Расчет полной теплоты из явной теплоты
• Водоснабжение
  • Расчет сопротивления в трубопроводе ВК
  • Расчет глубины промерзания грунта
  • Расчетные расходы дождевых вод
• Газоснабжение
  • Технико-экономический расчет тепла и топлива
  • Расчет диаметра газопровода
  • Расчет теплотворной способности энергоносителей
• Смета
  • Расчет площади окраски металлического профиля
  • Расчет площади окраски чугунных радиаторов
  • Расчет расхода теплоизоляции с учетом коэффициента уплотнения
  • Расчет количества досок из кубометра древесины
  • Примеры смет
    • Пример сметы на авторский надзор
    • Пример сметы на перебазирование техники
    • Пример расчета коэффициента к ФОТ при сверхурочной работе.
    • Пример расчета коэффициента к ФОТ при многосменном режиме работы.
    • Пример расчета коэффициента к ФОТ при вахтовом методе работы.
    • Списание материалов в строительстве. Пример формы отчета.
    • Списание материалов в строительстве. Пример формы ведомости.
• Разные
  • Конвертер технических величин
  • Проверка показаний теплосчетчика онлайн
  • Расчет категории склада для хранения муки
  • Линейная интерполяция онлайн
  • Онлайн расчет маржинальности и точки безубыточности
  • НДС калькулятор онлайн, расчет %
  • Юнит-экономика онлайн калькулятор
  • Расчет стоимости покупки автомобиля по доходу семьи
  • Расчет стоимости системы учета энергоресурсов
  • Калькулятор технологии домашнего виноделия
  • Закон Ома
  • Расчет фундамента
  • Статьи
    • Нормы
    • Сравнение типов отопительных приборов
    • Настройка AutoCAD
    • Температура воздуха в Краснодаре за 10 лет зимой
    • Сравнение ИП с ООО
• Вход

Итоги.

Полученные значения потерь давления в трубопроводе, рассчитанные по двум методикам отличаются в нашем примере на 15…17%! Рассмотрев другие примеры, вы можете увидеть, что отличие иногда достигает и 50%! При этом значения, полученные по формулам теоретической гидравлики всегда меньше, чем результаты по СНиП 2.04.02–84. Я склонен считать, что точнее первый расчет, а СНиП 2.04.02–84 «подстраховывается». Возможно, я ошибаюсь в выводах. Следует отметить, что гидравлические расчеты трубопроводов тяжело поддаются точному математическому моделированию и базируются в основном на зависимостях, полученных из опытов.

В любом случае, имея два результата, легче принять нужное правильное решение.

При гидравлическом расчете трубопроводов с перепадом высот входа и выхода не забывайте добавлять (или отнимать) к результатам статическое давление. Для воды – перепад высот в 10 метров ≈ 1 кг/см2.

Прошу уважающих труд автора  скачивать файл после подписки на анонсы статей!

Ссылка на скачивание файла: gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov (xls 57,5KB).

Важное и, думаю, интересное продолжение темы читайте здесь