Гидравлический расчет трубопроводов: онлайн калькулятор

Гидравлический расчет трубопроводов позволяет вычислить расход воды (пропускную способность), длину участка, его внутреннее сечение и падение напора, сравнить с рекомендуемыми параметрами:

Потери на 1 м участка, исходя из материала, составляют 80 — 250 Па/м или 8 — 25 мм водяного столба.
Предельная скорость воды для внутренних диаметров варьирует: 1,5 см – 0,3 м/с, 2 см – 0,65 м/с, 2,5 см – 0,8 м/с, 3,2 см – 1 м/с, для других параметров она ограничивается пределом в 1,5 м/с.
В противопожарных трубопроводах максимальная скорость движения воды равна 5 м/с.

Условная проходимость DN

Параметр условной проходимости DN (номинального диаметра) выступает безразмерной величиной, его численное значение приблизительно соответствует внутреннему поперечному сечению труб (например, DN 125). Числовые значения условного перехода подбирают для увеличения пропускной способности трубопроводной сети в пределах 60 — 100% при переходе от одной условной проходимости к следующей.

Согласно ГОСТ 28338-89, параметры условной проходимости (Ду в прошлом) подбирают из размерного ряда:

Значения подобраны с учетом исключения проблем, относительно припасовки деталей друг к другу. Номинальный диаметр на основе параметров внутреннего сечения подбирают на основе диаметра трубы в свету.

Параметр номинального давления PN

Значение номинального давления PN (величины, соответствующей предельному уровню давления перекачиваемых сред при 20 °C), рассчитывают для определения длительной эксплуатации трубопроводной сети, имеющей заданные параметры. Параметр номинального давления — безразмерная величина, градуированная на основе практики эксплуатации.

Параметр номинального давления для конкретных трубопроводных систем подбирают, исходя из реального напряжения путем определения максимального значения. Полученным данным соответствуют фитинги и арматура. Для обеспечения нормальной эксплуатации систем, толщину стенок труб рассчитывают по номинальному давлению.

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.

Уважаемые читатели, Ваши мысли, замечания и предложения всегда интересны коллегам и автору. Пишите их внизу, в комментариях к статье!

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

Не забывайте подтвердить подписку кликом по ссылке в письме, которое придет к вам на указанную почту (может прийти в папку «Спам»)!!!

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

Важное и, думаю, интересное продолжение темы читайте здесь.

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Гидравлическое сопротивление
Расчет трубопровода с параллельными участками

Допустимые параметры избыточного рабочего давления pe,zul

Номинальные параметры давления используют для рабочих сред температурой 20°C. При повышении уровня нагрева, способность противостояния нагрузкам снижается, что влияет на уменьшение допустимого избыточного давления. Показатель pe,zul определяет максимальный уровень избыточного напряжения, допускаемого при повышении значения температурного режима.

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.

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
dи длины трубопроводаL, а также рассчитанное значение скорости движения водыv.
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».

Коэффициент
m
извлекается

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

Коэффициент
A0
извлекается

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

Коэффициент
1000A1
извлекается

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

Коэффициент
1000A1/(2g)
извлекается

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

Коэффициент
С
извлекается

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

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

Расчетные потери давления в трубопроводе
dP
в кг/см2 и Па находим соответственно

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

dP=dP/9,81/10000

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!

Типы соединений

Для монтажа отдельных элементов трубопроводных элементов и фитингов, арматуры и аппаратов, служат специальные соединительные детали, подбираемые, исходя из ряда параметров:

материала для разработки трубопровода и фасонных деталей (главным критерием их выбора выступает возможность сварки);
условий эксплуатации: при низком или высоком давлении, температурном режиме;
рекомендаций производителя;
включения разъемных или неразъемных соединительных деталей.

Линейное расширение

Смена геометрической формы изделий производится под силовым или температурным действием. Физические нагрузки, приводящие к линейному расширению или сжатию, негативно отражаются на эксплуатационных характеристиках. При невозможности компенсации расширения, трубы деформируются, что приводит к повреждению фланцевых уплотнителей и участков стыковки труб между собой.

Компонуя трубопроводные магистрали, следует ориентироваться на возможную смену длины при увеличении температурного режима или теплового линейного расширения (ΔL). Этот параметр определяется длиной труб, обозначаемой Lo и разностью температурных режимов Δϑ =ϑ2-ϑ1.

В приведенной формуле коэффициент теплового линейного расширения для трубопровода протяженностью 1 м при увеличении температурного режима составляет 1°C.

Два вида потерь напора

Потери напора принципиально делятся на два типа:

Потери напора: местные (обведены кружком) и по длине

Местные (на рисунке обведены красным)
Потери по длине (на рисунке подчеркнуты зеленым)

Местные потери конкретно на данном рисунке: поворот, задвижка (условное обозначение по ГОСТ – «бантик»), еще один поворот и внезапное (т.е. не плавное) расширение.

Потери по длине здесь – это потери на прямолинейных участках l1, l2, l3, l4.

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.

Изоляционная защита

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

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

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

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

Теплоизоляционный слой составляет диапазон размеров 5 — 25 см. Его наносят по всей протяженности труб, на отводах и коленах. Важно исключить наличие незащищенных участков, влияющих на образование теплопотерь. Фасонная изоляция служит для защиты фланцевых соединений и арматуры. Это способствует беспрепятственному доступу к стыковочным участкам без снятия изоляции по всей магистрали при нарушении герметичных свойств.

Потери по длине

Потери напора по длине – потери напора на участках трубопровода. Возникают из-за работы сил трения. (сила трения возникает между слоями движущейся жидкости). Величина потерь напора, также, как и местных потерь, напрямую зависит от скорости движения жидкости. При достаточно высокой скорости усиливается влияние шероховатости стенок трубы.

Потерю напора по длине можно увидеть по разнице в уровнях воды между двумя пьезометрами

Точное определение потерь напора по длине является довольно сложной задачей, для этого необходимо устанавливать режим движения жидкости (бывает ламинарный и турбулентный), подбирать расчетную формулу для коэффициента гидравлического трения в зависимости от числа Рейнольдса Re, характеризующего степень турбулизации потока. Это изучается студентами в рамках курса механики жидкости.

При этом для быстрого расчета потерь напора были составлены специальные таблицы для инженеров, позволяющие, зная материал трубы и ее диаметр, а также расход воды, быстро определить так называемые удельные потери напора (сколько напора теряется на 1 м трубы). Эта величина называется 1000i, значение 1000i = 254 означает, что поток, проходя 1 м такой трубы теряет 254 мм (миллиметра) напора, т.е. 0,254 метра. Это значение также называется «гидравлический уклон», и это нельзя путать с геодезическим, т.е. просто с физическим уклоном (наклоном) самой трубы. Для расчета стальных труб используют таблицы Шевелева.

Скачать таблицы таблицы Шевелева в формате PDF можно на нашем сайте.

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·(l/d1)·(ρ/2)·v²

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

Гидравлическое сопротивление образуется под воздействием 2-х основных факторов:

сопротивление трения;
местное сопротивление.

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

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

Потери при трении рассчитываются путем подстановки данных:

HТ=[(λ·l)/dэ]·[w2/(2g)]

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

Потери напора вода расчет

В этой статье мы решим задачку на потерю напора в трубопроводе. Данная статья поможет вам понять, как идет сопротивление движению потока. На реальных цифрах, опишу алгоритм как это делать. Используем основные формулы.
Разберем простой пример с трубой, как видно на изображении в начале трубы насос потом идет манометр, который позволяет измерить давление жидкости в начале трубы. Через определенную длину установлен второй манометр, который позволяет измерить давление в конце трубы. Ну и в самом конце стоит кран. Эта схема достаточно проста, и я попытаюсь привести примеры. И так начнем.

Вообще существует не один способ как узнать потерю напора: Способ, когда известно давление вначале и в конце трубы, можно вычислить потерю напора по формуле: М1-М2=Давление

, то есть эта разница между двумя манометрами. Допустим у нас получилось, грубо говоря 0,1 МПа, что составляет одну атмосферу. Это значит у нас потеря напора по длине составляет 0,1 МПа. Обратите внимание, мы можем указывать потерю напора по двум величинам, это по гидростатическому давлению, что составляет 0,1 МПа и по высоте напора водного столба в метрах, что составляет 10 метров. Как я не однократно говорил каждые 10 метров это одна атмосфера давления.

Существует ряд методов, как рассчитать потерю напора не имея манометров на трубах. Ученые исследователи приготовили для нашего пользования замечательные формулы и цифры, которые нам пригодятся.

Существует хорошая формула которая позволяет вычислить потерю напора по длине трубопровода.

h-потеря напора здесь она измеряется в метрах. λ-коеффициент гидравлического трения, находится дополнительными формулами о которых опишу ниже. L-длина трубопровода измеряется в метрах. D-внутренний диаметр трубы, то есть диаметр потока жидкости. Должен быть вставлен в формулу в метрах. V-скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда]. g-ускорение свободного падения равен 9,81 м/с 2

А теперь поговорим о коэффициенте гидравлического трения.

Формулы нахождения этого коэффициента зависит от числа Рейнольдса и эквивалента шероховатости труб.

Напомню эту формулу (она применима только к круглым трубам):

V-Скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда]. D-Внутренний диаметр трубы, то есть диаметр потока жидкости. Должен быть вставлен в формулу в метрах. ν-Кинематическая вязкость. Это обычно для нас готовая цифра, находится в специальных таблицах.

Далее находим формулу для нахождения коэффициента гидравлического трения по таблице:

Здесь Δэ

— Эквивалент шероховатости труб. Эта величина в таблицах указывается в милиметрах, но вы когда будете вставлять в формулу обязательно переводите в метры. Вообще не забывайте соблюдать пропорциональность единиц измерения и не смешивайте в формулах разных типа [мм] с [м].

d-внутренний диаметр трубы, то есть диаметр потока жидкости.

Также хочу подметить, что подобные величины по шероховатости бывают абсолютными и относительными или даже есть относительные коэффициенты. Поэтому когда если будете искать таблицы с величинами, то величина эта должа называться «эквивалентом шероховатости труб» и не как иначе, а то результат будет ошибочный. Эквивалент означает — средняя высота шероховатости.

Эквивалентное значение диаметра

Применяют при проведении расчетов нецилиндрических трубопроводных систем (овального или прямоугольного сечения). Эквивалентное значение диаметра соответствует параметрам трубопроводной сети с круглым сечением, при условии одинаковой длины. Для проведения расчетов используют формулу:

dэ = 4F/P

Для труб с цилиндрической формой эквивалентное и внутреннее поперечное сечение совпадает. Для открытых каналов эквивалентный диаметр рассчитывают путем подстановки данных:

dэ = 4F/Pс

Смоченным периметром выступает длина линии сопряжения транспортируемых сред со стенками трубопровода, влияющими на ограничение потока. Ниже представлены формы периметра для разных труб.

Местное сопротивление образуют трубопроводные элементы, где транспортируемые среды подвержены резкому образованию деформаций со сменой направления, скорости или завихрений. Этот процесс может быть вызван под действием задвижек, вентилей, поворотов и развилок труб.

Потери напора при местном трении рассчитывают через формулу:

Hмс=ζмс·[w2/(2g)]

Уровень потери напора при местном трении определяется скоростью и коэффициентом местного сопротивления (указан в табличных данных).

При суммировании приведенных выше формул получится общее уравнение, позволяющее определить напор насоса:

Формулы для расчета потерь давления по длине

Данная автоматизированная система позволяет произвести расчет потерь напора по длине online. Расчет производится для трубопровода, круглого сечения, одинакового по всей длине диаметра, с постоянным расходом по всей длине (утечки или подпитки отсутствуют). Расчет производится для указанных жидкостей при температуре 20 град. С. Если вы хотите рассчитать потери напора при другой температуре, или для жидкости отсутствующей в списке, перейдите по указанной выше ссылке — Я задам кинематическую вязкость и эквивалентную шероховатость самостоятельно

Для получения результата необходимо правильно заполнить форму и нажать кнопку рассчитать. В ходе расчета значения всех величин переводятся в систему СИ. При необходимости полученную величину потерь напора можно перевести в потери давления.

Порядок расчета потерь напора

средней скорости потока где Q — расход жидкости через трубопровод, A — площадь живого сечения, A=πd 2 /4, d — внутренний диаметр трубы, м
числа Рейнольдса — Re где V — средняя скорость течения жидкости, м/с, d — диаметр живого сечения, м, ν — кинематический коэффициент вязкости, кв.м/с, Rг — гидравлический радиус, для круглой трубы Rг=d/4, d — внутренний диаметр трубы, м

Определяется режим течения жидкости и выбирается формула для определения коэффициента гидравлического трения.

Для ламинарного течения Re
Для переходного режима 2000
Для турбулентного течения Re>4000 универсальная формула Альтшуля. где к=Δ/d, Δ — абсолютная эквивалентная шероховатость.

Потери напора по длине трубопровода вычисляются по формуле Дарси — Вейсбаха.

Потери напора и давления связаны зависимостью.

Потери давления по длине можно вычислить используя формулу Дарси — Вейсбаха.

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 = √(4Q/Πw)

Разберем простой пример с трубой, как видно на изображении в начале трубы насос потом идет манометр, который позволяет измерить давление жидкости в начале трубы. Через определенную длину установлен второй манометр, который позволяет измерить давление в конце трубы. Ну и в самом конце стоит кран. Эта схема достаточно проста, и я попытаюсь привести примеры. И так начнем.

Существует хорошая формула которая позволяет вычислить потерю напора по длине трубопровода.

Далее находим формулу для нахождения коэффициента гидравлического трения по таблице:

Здесь Δэ

d-внутренний диаметр трубы, то есть диаметр потока жидкости.

В некоторых ячейках таблицы указаны две формулы, вы можете считать на любой выбранной, они почти дают одинаковый результат.

Вообще в целом, эти формулы показывают и доказывают, что при увеличении скорости или увеличении расхода, всегда увеличивается сопротивление движению потока жидкости, то есть увеличиваются потери напора. Причем увеличиваются не пропорционально, а квадратично. Это говорит о том, что единица увеличения расхода не соответствует затратам на потерю напора. То есть иметь большую скорость потока жидкости в трубе экономически не целесообразно. Поэтому бывает дешевле увеличить диаметр потока. В других статьях обязательно опишу, как посчитать, какой диаметр нам необходим.

Таблица: (Эквивалент шероховатости)

Кому интересно узнать (Эквивалент шероховатости

) для металлопластика, полипропилена и сшитого полиэтилена, то это соответствует и относится к
пластмассам
. То есть в таблице характеристика будет:
Пластмассовые (полиэтилен, винипласт).
Так же хочу обратить внимание, на то, что со временем, на внутренних станках труб, образуется налет, что увеличивает шероховатость труб. Так что имейте ввиду что со временем потери напора только увеличиваются.

Таблица: (Кинематическая вязкость воды

)

График:

Как видно из графика, что при повышении температуры кинематическая вязкость уменьшается, а это значит, что и сопротивление движению воды уменьшается. Это значит, что при потоке горячей воды, «потери напора» будут меньше чем при потоке холодной воды. Кто живет в многоквартирных домах, если обратит внимание, то скорость и напор горячей воды всегда выше чем напор холодной воды. Есть исключения, но в большинстве случаев это так. Теперь вы понимаете, почему это так.

А теперь давайте решим задачу:

Найти потерю напора по длине при движении воды по чугунной новой трубе D=500мм при расходе Q=2 м3/с, длина трубы L=900м, температура t=16°С.

Дано: D=500мм=0.5м Q=2 м3/с L=900м t=16°С Жидкость: H2O Найти: h-?

Видео:

Купить программу

Решение: Для начала найдем скорость потока в трубе по формуле:

V=Q/ω

Сдесь ω

— площадь сечения потока. Находится по формуле:

ω=πR2=π(D2/4)=3.14*(0,52/4)=0,19625 м2

V=Q/ω=2/0,19625=10,19 м/с

Далее находим число Рейнольдса по формуле:

Re=(V*D)/ν=(10,19*0.5)/0,00000116=4 392 241

ν=1,16*10-6=0,00000116. Взято из таблицы. Для воды при температуре 16°С.

Δэ=0,25мм=0,00025м. Взято из таблицы, для новой чугунной трубы.

Далее сверяемся по таблице где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения.

λ=0,11(Δэ/D)0,25=0,11*(0,00025/0,5)0,25=0,01645

Далее завершаем формулой:

h=λ*(L*V2)/(D*2*g)=0,01645*(900*10,192)/(0,5*2*9,81)=156,7 м.

Ответ: 156,7 м. = 1,567 МПа.

Также хочу обратить внимание на то, что мы в задаче рассматривали трубу которая на всей своей длине имеет горизонтальное положение.

Давайте рассмотрим пример, когда труба идет вверх под определенным углом.

В этом случае нам к обычной задаче нужно прибавить высоту(в метрах) к потери напора. Если труба будет идти на спуск в низ, то тут необходимо вичитать высоту.

Мы рассмотрели потерю напора по длине трубопровода, также существуют местные сопротивления в виде заужения и поворотов, которые тоже влияют на потерю напора. О них будет описано в других моих статьях. И я обязательно приготовлю статью о том как подобрать насос по напору, чтобы удовлетворить требования расхода жидкости, в зависимости от потерь напора. Если что-то не понятно пишите в комментарии, обязательно отвечу!

Чтобы в ручную не считать всю математику я приготовил специальную программу:

Следующая статья: Местные гидравлические сопротивления

Нравится

Комментарии
(+) [ Читать / Добавить ]

Все о дачном доме Водоснабжение Обучающий курс. Автоматическое водоснабжение своими руками. Для чайников. Неисправности скважинной автоматической системы водоснабжения. Водозаборные скважины Ремонт скважины? Узнайте нужен ли он! Где бурить скважину — снаружи или внутри? В каких случаях очистка скважины не имеет смысла Почему в скважинах застревают насосы и как это предотвратить Прокладка трубопровода от скважины до дома 100% Защита насоса от сухого хода Отопление Обучающий курс. Водяной теплый пол своими руками. Для чайников. Теплый водяной пол под ламинат Обучающий Видеокурс: По ГИДРАВЛИЧЕСКИМ И ТЕПЛОВЫМ РАСЧЕТАМ Водяное отопление Виды отопления Отопительные системы Отопительное оборудование, отопительные батареи Система теплых полов Личная статья теплых полов Принцип работы и схема работы теплого водяного пола Проектирование и монтаж теплого пола Водяной теплый пол своими руками Основные материалы для теплого водяного пола Технология монтажа водяного теплого пола Система теплых полов Шаг укладки и способы укладки теплого пола Типы водных теплых полов Все о теплоносителях Антифриз или вода? Виды теплоносителей (антифризов для отопления) Антифриз для отопления Как правильно разбавлять антифриз для системы отопления? Обнаружение и последствия протечек теплоносителей Как правильно выбрать отопительный котел Тепловой насос Особенности теплового насоса Тепловой насос принцип работы Запас мощности котла. Нужен ли он? Про радиаторы отопления Способы подключения радиаторов. Свойства и параметры. Как рассчитать колличество секций радиатора? Рассчет тепловой мощности и количество радиаторов Виды радиаторов и их особенности Автономное водоснабжение Схема автономного водоснабжения Устройство скважины Очистка скважины своими руками Опыт сантехника Подключение стиральной машины Полезные материалы Редуктор давления воды Гидроаккумулятор. Принцип работы, назначение и настройка. Автоматический клапан для выпуска воздуха Балансировочный клапан Перепускной клапан Трехходовой клапан Трехходовой клапан с сервоприводом ESBE Терморегулятор на радиатор Сервопривод коллекторный. Выбор и правила подключения. Виды водяных фильтров. Как подобрать водяной фильтр для воды. Обратный осмос Фильтр грязевик Обратный клапан Предохранительный клапан Смесительный узел. Принцип работы. Назначение и расчеты. Расчет смесительного узла CombiMix Гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты. Бойлер косвенного нагрева накопительный. Принцип работы. Расчет пластинчатого теплообменника Рекомендации по подбору ПТО при проектировании объектов теплоснабжения О загрязнение теплообменников Водонагреватель косвенного нагрева воды Магнитный фильтр — защита от накипи Инфракрасные обогреватели Радиаторы. Свойства и виды отопительных приборов. Виды труб и их свойства Незаменимые инструменты сантехника Интересные рассказы Страшная сказка о черном монтажнике Технологии очистки воды Как выбрать фильтр для очистки воды Поразмышляем о канализации Очистные сооружения сельского дома Советы сантехнику Как оценить качество Вашей отопительной и водопроводной системы? Профрекомендации Как подобрать насос для скважины Как правильно оборудовать скважину Водопровод на огород Как выбрать водонагреватель Пример установки оборудования для скважины Рекомендации по комплектации и монтажу погружных насосов Какой тип гидроаккумулятора водоснабжения выбрать? Круговорот воды в квартире фановая труба Удаление воздуха из системы отопления Гидравлика и теплотехника Введение Что такое гидравлический расчет? Невязка гидравлического расчета Физические свойства жидкостей Гидростатическое давление Поговорим о сопротивлениях прохождении жидкости в трубах Режимы движения жидкости (ламинарный и турбулентный) Гидравлический расчет на потерю напора или как рассчитать потери давления в трубе Местные гидравлические сопротивления Профессиональный расчет диаметра трубы по формулам для водоснабжения Как подобрать насос по техническим параметрам Профессиональный расчет систем водяного отопления. Расчет теплопотерь водяного контура. Гидравлические потери в гофрированной трубе Теплотехника. Речь автора. Вступление Процессы теплообмена Тплопроводность материалов и потеря тепла через стену Как мы теряем тепло обычным воздухом? Законы теплового излучения. Лучистое тепло. Законы теплового излучения. Страница 2. Потеря тепла через окно Факторы теплопотерь дома Начни свое дело в сфере систем водоснабжения и отопления Вопрос по расчету гидравлики Конструктор водяного отопления Диаметр трубопроводов, скорость течения и расход теплоносителя. Вычисляем диаметр трубы для отопления Расчет потерь тепла через радиатор Мощность радиатора отопления Расчет мощности радиаторов. Стандарты EN 442 и DIN 4704 Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции Найти теплопотери через чердак и узнать температуру на чердаке Подбираем циркуляционный насос для отопления Перенос тепловой энергии по трубам Расчет гидравлического сопротивления в системе отопления Распределение расхода и тепла по трубам. Абсолютные схемы. Расчет сложной попутной системы отопления Расчет отопления. Популярный миф Расчет отопления одной ветки по длине и КМС Расчет отопления. Подбор насоса и диаметров Расчет отопления. Двухтрубная тупиковая Расчет отопления. Однотрубная последовательная Расчет отопления. Двухтрубная попутная Расчет естественной циркуляции. Гравитационный напор Расчет гидравлического удара Сколько выделяется тепла трубами? Собираем котельную от А до Я… Система отопления расчет Онлайн калькулятор Программа расчет Теплопотерь помещения Гидравлический расчет трубопроводов История и возможности программы — введение Как в программе сделать расчет одной ветки Расчет угла КМС отвода Расчет КМС систем отопления и водоснабжения Разветвление трубопровода – расчет Как в программе рассчитать однотрубную систему отопления Как в программе рассчитать двухтрубную систему отопления Как в программе рассчитать расход радиатора в системе отопления Перерасчет мощности радиаторов Как в программе рассчитать двухтрубную попутную систему отопления. Петля Тихельмана Расчет гидравлического разделителя (гидрострелка) в программе Расчет комбинированной цепи систем отопления и водоснабжения Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции Гидравлические потери в гофрированной трубе Гидравлический расчет в трехмерном пространстве Интерфейс и управление в программе Три закона/фактора по подбору диаметров и насосов Расчет водоснабжения с самовсасывающим насосом Расчет диаметров от центрального водоснабжения Расчет водоснабжения частного дома Расчет гидрострелки и коллектора Расчет Гидрострелки со множеством соединений Расчет двух котлов в системе отопления Расчет однотрубной системы отопления Расчет двухтрубной системы отопления Расчет петли Тихельмана Расчет двухтрубной лучевой разводки Расчет двухтрубной вертикальной системы отопления Расчет однотрубной вертикальной системы отопления Расчет теплого водяного пола и смесительных узлов Рециркуляция горячего водоснабжения Балансировочная настройка радиаторов Расчет отопления с естественной циркуляцией Лучевая разводка системы отопления Петля Тихельмана – двухтрубная попутная Гидравлический расчет двух котлов с гидрострелкой Система отопления (не Стандарт) — Другая схема обвязки Гидравлический расчет многопатрубковых гидрострелок Радиаторная смешенная система отопления — попутная с тупиков Терморегуляция систем отопления Разветвление трубопровода – расчет Гидравлический расчет по разветвлению трубопровода Расчет насоса для водоснабжения Расчет контуров теплого водяного пола Гидравлический расчет отопления. Однотрубная система Гидравлический расчет отопления. Двухтрубная тупиковая Бюджетный вариант однотрубной системы отопления частного дома Расчет дроссельной шайбы Что такое КМС? Расчет гравитационной системы отопления Конструктор технических проблем Удлинение трубы Требования СНиП ГОСТы Требования к котельному помещению Вопрос слесарю-сантехнику Полезные ссылки сантехнику — Сантехник — ОТВЕЧАЕТ!!! Жилищно коммунальные проблемы Монтажные работы: Проекты, схемы, чертежи, фото, описание. Если надоело читать, можно посмотреть полезный видео сборник по системам водоснабжения и отопления

Номограммы для гидравлических вычислений труб

Для проверки потерь давления на заданном участке, показатели манометров сравнивают с табличными данными, или ориентируются на функциональную зависимость расхода жидкости от изменений напряжения (при постоянном диаметре).

Для примера используется ветка с радиаторами на 10 кВт. Расход жидкости рассчитывается на перенос теплоэнергии на уровне 10 кВт. В качестве расчетного участка взят отрез от первой в ветке батареи. Его диаметр является постоянным. Второй участок размещен между 1-ой и 2-ой батареей. На втором участке расход потребляемой энергии составляет 9 кВт с возможным снижением.

Расчет гидравлического сопротивления производится до обратной и подающей трубы, этому способствует формула:

G уч = (3,6*Q уч)/(c*(t r-t o)),

где Q уч — уровень тепловой нагрузки участка, (Вт). Нагрузка тепла на 1 участок составляет 10 кВт;

с — (показатель удельной теплоемкости для жидкости) постоянная, равная 4,2 кДж (кг*°С);

t r — температурный режим горячего теплоносителя;

t o — температурный режим холодного теплоносителя.

Гидрорасчеты отопительных гравитационных систем: скорость транспортировки теплоносителя

Минимальная скорость теплоносителя составляет 0,2-0,26 м/с. При снижении параметра из жидкости могут выделяться избыточные воздушные массы, приводящие к образованию воздушных пробок. Это выступает причиной для полного или частичного отказа от системы отопления. Верхний порог скорости теплоносителя составляет 0,6-1,5 м/с. Не достижение скорости до заданных параметров возможно образование гидравлических шумов. На практике оптимальная скорость варьирует в диапазоне 0,4-0,7 м/с.

Для более точных вычислений используются параметры материалов для изготовления труб, Например, для стальных труб скорость жидкости варьирует в диапазоне 0,26-0,5 м/с. При использовании полимерных или медных изделий, допускается увеличение скорости до 0,26-0,7 м/с.

Вычисление сопротивления отопительных гравитационных систем: потери давления

Сумма всех потерь при гидравлическом трении и локальном сопротивлении определяется в Па:

Руч = R * l + ((p * v2) / 2) * E3,

где v — скорость транспортируемых сред м/с;
p — плотность жидкости, кг/м³;
R — потери давления, Па/м;
l — длина, используемая для расчета труб, м;
E3 — сумма всех коэффициентов локального сопротивления на обустроенном участке запорной арматуры.

Общий уровень гидравлического сопротивления определяется суммой сопротивлений расчетных участков.

Гидрорасчет двухтрубных гравитационных отопительных систем: выбор основной ветви

Если система гидравлики характеризуется попутной транспортировкой теплоносителя, для двухтрубных систем следует выбрать кольцо максимально загруженного стояка через размещенные внизу отопительные приборы. Для систем, характеризующихся тупиковым движением теплоносителя, требуется выбор кольца нижнего прибора обогрева для максимально загруженного из самых удаленных стояков. Для горизонтальных отопительных конструкций подбирают кольца через наиболее загруженные ветви, относящиеся к нижним этажам.

Калькулятор расчета потерь напора в водопроводе

Неправильным будет полагать, что если, например, насосная станция или установленный гидроаккумулятор подает в домашнюю разводку труб воду под определенным давлением, то это давление будет и на конечных точках потребления. На самом деле приходится закладывать еще и определённый эксплуатационный запас создаваемого напора — на неизбежные его потери.

Калькулятор расчета потерь напора в водопроводе

Природа этих потерь различна. Только на преодоление силы гравитации (если, скажем насосная станция или коллектор разместились в подвале, а точки потребления находятся на этажах), хочешь не хочешь, приходится «отдавать» по 0.1 атмосферы (бар) на каждый метр высоты подъема. Немало «крадут» и горизонтальные участки – в силу гидравлического сопротивления в трубах. И чем меньше диаметр и длиннее участок – тем эти потери существеннее. Добавьте сюда еще и повороты, тройники, краны и вентили, фильтры, переходы на другой диаметр и т.п. – каждая такая точка даёт дополнительное локальное сопротивление, уменьшающее общий напор воды.

И может получиться так, что из подаваемых, например, 2.5 атмосфер к дальней точке водозабора доходит только каких-то 0.2 атмосферы, и этого явно недостаточно для нормальной работы устройства. Чтобы избежать подобных казусов, необходимо заранее, еще на стадии проектирования своей водопроводной системы, «моделировать ситуацию», то есть просчитывать влияние гидравлического сопротивления. В этом может помочь предлагаемый калькулятор расчета потерь напора в водопроводе.

Несколько необходимых пояснений будут даны ниже.

Калькулятор расчета потерь напора в водопроводе

Перейти к расчётам

Пояснения по проведению вычислений

На страницах нашего портала есть информация, как просчитывается номинальный диаметр трубы для водопровода, исходя из необходимого расхода воды и оптимальной скорости потока в трубах.

Как правильно определиться с диаметром водопроводной трубы?
Главный критерий – труба должна обеспечивать требуемый расход воды в конечных точках потребления. Отсюда строится и весь дальнейший алгоритм, реализованный в калькуляторе расчета минимально необходимого диаметра водопроводной трубы – к соответствующей странице портала ведет ссылка.

Но на этом останавливаться не надо. Каждая из планируемых «веток» водопровода должна быть проанализирована и с точки зрения потерь напора.

Что указываем в полях калькулятора?

В первую очередь – какое давление выдается на начальной точке рассчитываемого участка.

— Это может быть нижний предел настройки насосной станции или гидроаккумулятора, то есть то давление, при котором происходит включение насоса.

— Это может быть напор в центральном коллекторе в точке, где производится врезка ответвления в систему.

— Это может быть напор на коллекторе, вынесенном на этаж, к которому дальше подсоединяются все приборы на этом этаже.

Мнение эксперта: Афанасьев Е.В.

Главный редактор проекта Stroyday.ru. Инженер.

По большому счету, это вообще может быть любая произвольная точка системы, давление воды в которой заведомо известно или рассчитано. Например, от какой-то трубы отводится небольшая «ветка» для отдельно стоящего сантехнического прибора.

То есть всю систему можно разбить по своеобразной «иерархии». Например насос, далее – стояки, коллекторы на этажах, за ними – магистральные трубы на этажах с точками врезки и т.п. тТо есть для каждой из точек можно просчитывать потери напора (этим же калькулятором), и от нее потом «плясать» дальше.

Второй пункт – разница высот между начальной и конечной точками рассчитываемого участка. Указание идет в метрах, программа пересчитает в атмосферы.
Далее – рассматриваются участки труб на пути от начальной до конечной точки. Трубы с диаметром более 1 дюйма в расчет можно не принимать – гидравлическое сопротивление в них настольно невелико, что им можно пренебречь. Правда, такие трубы во внутренней водопроводной разводке практически и не встречаются.

— При указании диаметра, который имеется на участке, откроются дополнительные поля ввода данных.

— Для каждого из трех диаметров (½», ¾» и 1″) потребуется указать еще и тип труб. Точнее, не используются ли стальные (в том числе оцинкованные) трубы ВГП, повышенная шероховатость стенок которых дает куда более высокие показатели гидравлического сопротивления, если сравнивать с пластиковыми металлопластиковыми, медными трубами.

— Длина для каждого диаметра складывается из длин всех горизонтальных и вертикальных отрезков на рассчитываемом участке.

Если предлагаемого в калькуляторе диаметра на участке нет, то оставляется как есть, и он автоматически будет исключен из расчета.

Далее – указываются все имеющиеся на рассчитываемом участке точки где возможны локальные потери напора. Точнее, точки для удобства уже перечислены – и нужно лишь просчитать на чертеже или плане и указать их количество. Если казанного элемента нет, можно или поставить ноль, или даже просто оставить строку незаполненной по умолчанию – она автоматически исключится из расчёта.

Кстати, если используются гибкие трубы (например, металлопластиковые) и повороты выполнены без отводов, только изгибом, это все равно принимается в расчет. Просто указывается плавные поворот, с радиусом, превышающей два диаметра трубы.

Остается только нажать копку «РАССЧИТАТЬ…» и получить прогнозируемый напор на дальнем конце рассчитываемого участка. Ну и сравнить его с тем, что необходимо для корректной работы конечного прибора. Обычно давления в 0,5 атмосферы достаточно для большинства сантехнических устройств. Меньше – могут возникнуть проблемы. Кроме того, некоторые изделия требуют и более высоких показателей давления – это оговаривается в их технических характеристиках.

Если давление недостаточное – придется как-то это дело корректировать. Возможные способы – повышение давления в начальной точке, увеличение диаметров отдельных участков, укорочение длины участков, их спрямление, снижение «насыщенности» водопровода кранами, отводами и т.п. После каждой такой теоретической корректировки проводится контрольный расчет. И так — пока не будет найдено оптимальное со всех точек зрения решение.

Примеры номограмм

При выборе параметров труб и материала для разработки, специалисты ориентируются на технологические и конструктивные требования, предъявляемые в конкретной ситуации. Для стандартизации габаритов их классифицируют и унифицируют, с учетом допустимого для эксплуатации давления.