Расчет диаметра трубы для водоснабжения: Расчет диаметра трубы по расходу воды

alexxlab | 06.04.2023 | 0 | Разное

Калькулятор расчета минимально необходимого диаметра водопроводной трубы

Если хозяин дома берется за самостоятельное проектирование системы водоснабжения, то ему предстоит решить множество различных задач. Одна из основных – это правильный подбор труб для прокладки магистралей от источника к дому и для внутренней разводки. Они выбираются по нескольким важным критериям, в зависимости от условий эксплуатации на конкретном участке. Но обязательным общим критерием является достаточность диаметра трубы для полноценной работы всего водопровода или его отдельной «ветки».

Калькулятор расчета минимально необходимого диаметра водопроводной трубы

Согласитесь, мало толку от неправильно спланированного водопровода, если от недостаточного поступления воды из кранов льются слабые струйки, принять нормально душ в приобретенной кабинке – не выходит, стиральная или посудомоечная машина начинают сигнализировать кодами ошибок и т.п. Не особо комфортна бывает даже та ситуация, когда работа одного сантехнического прибора сказывается на возможностях другого. Например, кто-то моется в ванной, и поэтому на кухне практически ничего нельзя делать из-за слаого напора. А ведь таких точек в доме может быть и намного больше! Все эти неприятности, чаще всего – от неправильно подобранного диаметра трубы на определённом участке. И он просто не справляется с нужными объёмами подачи воды на конечные устройства.

Определиться с этим параметром поможет калькулятор расчета минимально необходимого диаметра водопроводной трубы. Ниже будет дано несколько полезных пояснений по работе с ним.

Калькулятор расчета минимально необходимого диаметра водопроводной трубы

Перейти к расчётам

Укажите запрашиваемые данные и нажмите
«РАССЧИТАТЬ МИНИМАЛЬНЫЙ ДИАМЕТР ТРУБЫ Ду (DN)»

 

НАЛИЧИЕ И КОЛИЧЕСТВО ТОЧЕК ПОТРЕБЛЕНИЯ ВОДЫ

кухонная мойка

– нет – одна – две

умывальник

– нет – один – два – три

ванна со смесителем и душем

– нет – одна – две

ванна с функцией гидромассажа (джакузи)

– нет – одна

душевая кабинка обычная

– нет – одна

душевая кабинка с расширенным набором функций

– нет – одна

унитаз со сливным бачком

– нет – один – два

биде

– нет – одно – два

стиральная машина – автомат

– нет – одна

посудомоечная машина

– нет – одна

хозяйственный кран

– нет – один – два

Оптимальная скорость потока в трубе, метров в секунду

Пояснения по работе с калькулятором

Расчет – совсем несложен, базируется на известных физических и геометрических формулах и на рекомендациях по эксплуатации водопровода и сантехнических устройств, изложенных в СНИП.

Итак, необходимо найти диаметр D, который обеспечит прохождение через трубу за единицу времени требуемого количества воды.

Вспоминаем формулу площади круга (в нашем случае – это внутреннее сечение трубы)

S = π × D² / 4

S — площадь сечения трубы, м²

D — внутренний диаметр трубы, м;

π — не требующая особого представления константа, значение которой можно взять равным 3.14 – супер-точность нам не требуется.

Отсюда, диаметр равен:

D = √(4 × S / π)

Идем дальше. Наш водопровод с сечением S должен быть способен обеспечить определенный расход воды на точке потребления (одной или одновременно нескольких).

Количество воды, проходящее через трубу в единицу времени (а это и есть расход), определяется несложной формулой:

Q = S × V

 Q — необходимый расход воды, м³/с;

V — скорость потока воды в трубе, м/с.

Преобразуем это выражение для определения площади сечения S…

S = Q / V

… и подставим в первую формулу. Тем самым – получим необходимое нам рабочее выражение.

D = √ (4 × Q / (π × V))

Так как в формуле присутствуют числовые константы, можно сделать с ними некоторые упрощения. В итоге перед нами готовая формула для дальнейшей работы.

D = 1,129 × √ (Q / V)

Теперь о том, откуда берутся исходные величины.

  • Расход воды. Любой сантехнический прибор характеризуется свойственным ему расходом воды (литров в секунду), при котором не нарушается комфортность пользования или корректность работы устройства. Аналогично – и для бытовой техники, подключаемой непосредственно к водопроводным трубам (стиральных и посудомоечных машин).

Примерные значения таких расходов показаны в таблице ниже:

Разновидности сантехнических приборов и бытовой техники, подключаемой к водопроводу.Примерный нормальный расход (литров в секунду)
Смеситель умывальника0.1
Сливной бачок унитаза0.1
Биде0.08
Смеситель на кухонной мойке0.15
Посудомоечная машина0.2
Смеситель с душем для ванны0.25
Душевая кабинка обычная0.25
Душевая кабинка или ванна (джакузи) с гидромассажем0.3
Стиральная машина-автомат0.3
“Хозяйственный” кран ¾” (полив участка, мытье автомобиля, уборка и прочие надобности)0.3

Практика, да и расчеты показывают, что для любой точки, потребляющей до 0,15 л/с обычно бывает достаточно диаметра трубы в 15 мм (½»), до 0,25÷0,3 л/с – 20 мм (¾»). Но хорошо спланированная водопроводная система должна обеспечивать и одновременную работу нескольких сантехнических и бытовых приборов.

То есть значение расхода может быть и значительно выше. Безусловно, вероятность того, что все они будут включены разом – очень невелика. Поэтому при подсчете суммарного расхода в формулу вводят вероятностный коэффициент, зависящий от общего количества подключённых на рассчитываемом участке точек потребления.

В нашем калькуляторе этот коэффициент тоже предусмотрен. Пользователю необходимо лишь указать, какие конкретно приборы и в каком количестве подключены в системе (не менее двух). Или на определённом ее участке, для которого проводится расчет – например, на одном из ответвлений коллектора.

Суммарный расход программа подсчитает самостоятельно.

  • Скорость потока воды в трубе. В соответствии с положениями СНИП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» скорость потока во внутренних водопроводных сетях ограничивается максимальным значением в 3 м/с. Однако, практика показывает, что для домашних систем с их преобладанием труб малого диаметра (до 1 дюйма) скорость потока желательно иметь поменьше.
    Дело в том, что с ее ростом резко увеличиваются показатели гидравлического сопротивления. И плюс к тому — на этом фоне водопровод частенько начинает чувствительно шуметь.

Считается, что для домашних условий оптимальными значениями скорости, при которых достигается «гармония» между производительностью трубы (расходом) и требуемым напором воды, будет диапазон примерно от 0,6 до 1,0 м/с.

Впрочем, это рекомендация, и никто не мешает просчитать и для других показателей скорости —  как больше указанного «номинала», так и меньше его. В программе такая возможность предусмотрена.

Результат показывается в миллиметрах.

Надо сказать, что это, возможно, еще не конечный… Возможно, придётся вносить корректировки на потери напора.

Как проверить проектируемый участок водопровода на потери напора?

Если упустить этот момент, то может случиться, что напор воды на конечной точке окажется слабоват для нормальной работы устройств. Заранее проверить собственный проект поможет калькулятор расчета потерь напора в водопроводе.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Оцените:

  1. 5
  2. 4
  3. 3
  4. 2
  5. 1

6

Гидравлический расчет трубопроводов водоснабжения | AboutDC.ru

Расчет трубопроводов водоснабжения подразумевает определение диаметра трубы и удельного гидравлического сопротивления на единицу длины. Подобные расчеты могут быть выполнены на базе гидравлических таблиц, формул, а также с помощью онлайн-программы расчета на нашем сайте.

Наш онлайн-калькулятор для расчета трубопроводов позволяет подобрать диаметр трубы как по расходу и скорости движения жидкости, так и исходя из холодильной мощности установки (в этом случае расход определяется автоматически).

Хочу такой же калькулятор себе на сайт
Расчет по скорости и расходу
Расход жидкости: л/с
Скорость жидкости: м/с
Тип жидкости: ВодаЭтиленгликоль 10%Этиленгликоль 20%Этиленгликоль 30%Этиленгликоль 40%Этиленгликоль 50%Этиленгликоль 60%
Результаты расчета
Диаметр
трубопровода, мм
Скорость
жидкости
Потери давления
на 1 м трубы
 
Расчет по мощности
Холодильная/тепловая мощность: кВт
Скорость жидкости: м/с
Тип жидкости: ВодаЭтиленгликоль 10%Этиленгликоль 20%Этиленгликоль 30%Этиленгликоль 40%Этиленгликоль 50%Этиленгликоль 60%
Температура прямого потока: °C
Температура обратного потока: °C
Расход жидкости: л/с
Результаты расчета
Диаметр
трубопровода, мм
Скорость
жидкости
Потери давления
на 1 м трубы
Хочу такой же калькулятор себе на сайт
Ссылка на этот расчет:

Для удобства пользователей в большинстве случаев приводится два соседних диаметра трубы, которые могут подойти под указанный расход. Кроме того, программа сразу рассчитывает фактическую скорость движения жидкости и потери давления на 1 метр трубы – в линейных единицах (миллиметрах столба данной жидкости; в случае воды – миллиметрах водяного столба) и в Паскалях. Потери рассчитаны исходя из турбулентного режима движения жидкости.

Чтобы определить диаметр трубопровода, нужно знать тип и расход жидкости, который будет через него прокачиваться и ориентировочную скорость её движения. Рекомендуемый диапазон скоростей составляет 1-2,5м/с, причем меньшее значение следует принимать для малых трубопроводов (диаметром до 50мм), а большее значение – для больших.

Формула расчета диаметра водопроводной трубы:

( mathbf{D = sqrt{ 4 · G / (π · v)}} )​, где

  • D – диаметр водопроводной трубы, мм
  • G – расход жидкости, м3
  • v – скорость движения жидкости в трубе, м/с.

После подстановки плотности, перевода D в мм и проведения вычислений данная формула примет следующий вид:

  • ​( mathbf{D = 1,13 · sqrt{ G [м3/с] / v}} )​ 
  • ​( mathbf{D = 35,7 · sqrt{ G [л/с] / v}} )​ 

Наконец, оценочный расчет диаметра труб проводят для v = 1,5 м/с, и тогда формула примет ещё более простой вид:

  • ( mathbf{D = 0,92 · sqrt{ G [м3/с]}} )
  • ( mathbf{D = 29 · sqrt{ G [л/с]}} )

На практике часто возникает задача подобрать трубу, зная холодильную или тепловую мощность системы. Например, по холодильной мощности чиллера или по мощности драйкулера, предназначенного для охлаждения водяного конденсата.

Такой расчет выполняется в два этапа. Сначала по заданной мощности и температурному графику теплоносителя определяется его расход, а потом по расходу и скорости рассчитывается необходимый диаметр трубы.

G = Q / [ c · ρ · (TГTХ) ], где

  • G – расход жидкости, м3
  • Q – холодильная или тепловая мощность установки, кВт
  • с – теплоемкость жидкости, кДж/(кг·°С)
    • с = 4.2 кДж/(кг·°С) – для чистой воды
    • с = 3.5 кДж/(кг·°С) – для 40% раствора этиленгликоля в воде
  • ρ – плотность жидкости, кг/м3
    • ρ = 1000 кг/м3 – для чистой воды
    • ρ = 1070 кг/м3 – для 40% раствора этиленгликоля в воде
  • ТГ и ТХ – температуры горячего и холодного потоков теплоносителя, °С

Для систем холодоснабжения со стандартным перепадом температур между теплым и холодным потоком 5°С формула примет вид:

  • G = Q/21 – для чистой воды при ΔT = 5°С
  • G = Q/18. 7 – для 40% гликоля при ΔT = 5°С

Чтобы определить диаметр трубы по мощности системы нужно общую формулу для G подставить в общую формулу для D. Получим:

[ mathbf{D = sqrt{ (4 · Q / (π · v · c · ρ · (T_Г – T_Х))}} ]

В подавляющем большинстве систем холодоснабжения применяется вода или 40% раствор гликоля в воде со стандартным перепадом температур между теплым и холодным потоком 5°С, а скорость движения жидкости принимается порядка 1,5м/с. В этом случае формула принимает гораздо более простой вид:

  • ( mathbf{D = 6,36 ·sqrt Q} )– для чистой воды
  • ( mathbf{D = 6,73 ·sqrt Q} )– для 40% раствора этиленгликоля в воде

Например, для системы холодоснабжения мощностью 700кВт на 40% гликоле диаметр магистральной трубы составит

( D = 6,73 ·sqrt Q= 6,73 · sqrt{ 700 } = 178 )мм. Ближайший больший трубопровод имеет диаметр 200мм.

Расчет диаметра трубопровода даёт точное значение. Но на практике трубы выпускаются с типовыми диаметрами (типоразмерами, стандартные диаметры труб). Поэтому «в жизнь» идет ближайший больший диаметр трубы из ряда стандартных диаметров.

Таблица 1. Стандартный ряд диаметров трубопроводов, толщина стенок

Условный проход Наружный диаметр Толщина стенки труб
легких обыкновенных усиленных
6 10,2 1,8 2,0 2,5
8 13,5 2,0 2,2 2,8
10 17,0 2,0 2,2 2,8
16 21,3 2,5 2,8 3,2
20 26,8 2,5 2,8 3,2
25 33,5 2,8 3,2 4,0
32 38 2,8 3,2 4,0
40 46 3,0 3,5 4,0
50 57 3,0 3,5 4,5
65 73 3,2 4,0 4,5
80 87 3,5 4,0 4,5
100 108 4,0 4,5 5,0
125 133 4,0 4,5 5,5
150 159 4,0 4,5 5,5

 

После того, как выбран стандартный диаметр трубы определяют актуальную скорость жидкости в трубе по формуле:

v = G / S, где

  • G – расход жидкости, м3
  • S – площадь сечения трубопровода, м2 (для круглых труб S = πD2/4)

После подстановки площади и вычисления констант, для круглых труб получим:

  • v = 1,27 · G / D2 (G в м3/с, D в метрах)
  • v = 1270 · G / D2 (G в л/с, D в мм)

Полученная скорость участвует в гидравлическом расчете трубопроводов.

Как определить подходящие размеры труб для распределения воды в зданиях?

🕑 Время чтения: 1 минута

Трубы для водопровода в здании доступны в различных размерах. Обсуждается определение подходящих размеров труб для различных целей в здании на основе различных факторов, таких как стоимость, давление и т. д.

Содержание:

    • Обсуждаются следующие моменты, касающиеся размеров труб в зданиях:
  • Факторы, влияющие на выбор размера водопроводных труб в зданиях
  • Методика определения размеров труб для водопровода в зданиях
    • Примечание:
    • Таблица 1: Узлы крепления, сифоны и размеры соединений для сантехнического оборудования для бытовых вод
    • Таблица 2: Узлы крепления, размеры сифонов и соединений для Сантехника для канализации
    • Подробнее:
    • Ссылки

Обсуждаются следующие вопросы, касающиеся размеров труб в зданиях:
  • Какие факторы влияют на выбор размера водопроводной трубы в зданиях?
  • Методы, используемые для определения размеров труб для распределения воды в зданиях

Рис. 1: Различные размеры труб для распределения воды в зданиях

Факторы, влияющие на выбор размера водопроводных труб в зданиях
  • Экономическая эффективность
  • Давление в источнике водоснабжения
  • Требуемое давление в каждом выпускном устройстве (примерами выпускного устройства являются ванны, желоба, биде, питьевые фонтанчики, кухонные мойки, раковины для ванных комнат, душевые кабины и др.)
  • Потеря давления выпусков, расположенных над источником воды. Потеря давления обычно вызвана трением воды. Трение возникает из-за течения воды в трубах, водомере и обратном клапане.
  • Ограничение скорости потока воды во избежание шума и эрозии трубы.
  • Дополнительная емкость для возможного расширения в будущем. Как правило, дополнительная мощность составляет около 10 процентов.
  • Экономические соображения в значительной степени определяют процесс отбора. Но другие факторы, объясненные выше, могут привести к использованию определенного размера трубы, отличного от наиболее экономичного.

Процедуры определения размеров труб для распределения воды в зданиях
  • Начертите все предлагаемые горизонтальные магистрали, стояки и ответвления с необходимой информацией, включая типы и количество арматуры и необходимый расход.
  • Расчет требуемого веса светильников с использованием Таблицы 1 и Таблицы 2.
  • Укажите потребность в воде в галлонах на миллиметр, используя рис. 2 и рис. 3, а также общее количество креплений.
  • Оцените эквивалентную длину трубы для каждой трубы в системе. Этот шаг должен начинаться с главной улицы.
  • Определить среднее минимальное давление в уличной магистрали. Это может быть получено от Water Company или путем тестирования.
  • Укажите минимальное давление, необходимое для самой высокой арматуры
  • Рассчитайте потери давления в трубах, используя расчетную эквивалентную длину трубы.
  • Наконец, выберите размер трубы, используя рисунок 4.

Примечание:
  • Размеры единиц в таблицах 1 и 2 указаны в мм, а размеры труб в таблице указаны в дюймах. 1 дюйм = 25,4 мм, 1 фут = 304,8 мм, 1 галлон/м = 3,785 л/м.
  • Скорость воды не должна превышать 2,438 м/с у седла клапана, чтобы предотвратить шум и эрозию. Таким образом, площадь трубы должна быть как минимум равна расходу воды, деленному на восемь.
  • Размеры труб подачи арматуры, указанные в таблицах 1 и 2, являются минимальными.

Таблица 1: Узлы крепления, размеры сифона и соединения для сантехнического оборудования для бытовых вод
Типы крепления Бытовая вода
Значение единицы крепления как коэффициент нагрузки Минимальный размер присоединений, мм
Частный Общественный Горячая вода Холодная вода
Ванна (с верхним душем или без него 2 4 12,7 12,7
Биде
Комбинация мойки и поддона 3 12,7 12,7
Комбинация и лоток с приспособлением для утилизации пищевых продуктов 4
Стоматологическая установка 1 9,525
Стоматологический туалет 1 2 12,7 12,7
Вода для мытья посуды бытовая 2
Питьевой фонтанчик 1 2 9,525
Напольные трапы 1
Кухонная мойка 2 4 12,7 12,7
Кухонная мойка, бытовая, с измельчителем пищевых отходов 3
Туалет 1 19. 05 9,525
Туалет 2 12,7 12,7
Туалет, парикмахерская, салон красоты 2
Туалет хирургический 2
Лоток для белья (1 или 2 отделения) 2 4 12,7 12,7
Душ на голову 2 4 12,7 12,7
Хирургические раковины 3 12,7 12,7
Раковины Смывной обод (с клапаном) 2 19. 05 19.05
Обслуживание раковин (стандартный сифон) 3 12,7 12,7
Обслуживание раковин (ловушка P) 2 4 12,7 12,7
Кастрюля для раковины, буфетная, 4
Писсуар, пьедестал, сифонная форсунка, обдув 10 25,4
Писсуар, настенный выступ 5 12,7
Стойка для писсуара 5 50,8 19. 05
Писсуар со сливным бачком 3
Умывальник (круглый или составной) каждый комплект смесителей 2 12,7 12,7
Туалет, работающий от бака 3 5 19.05
Унитаз с клапаном 6 10 25,4

Таблица 2: Узлы крепления, сифон и присоединительные размеры для сантехнического оборудования для дренажа

Типы крепления Дренаж
Значение единицы крепления как коэффициент нагрузки Минимальный размер ловушки, мм
Ванна (с верхним душем или без него 2 38,1
Биде
Комбинация мойки и поддона 2
Комбинация и лоток с устройством для утилизации пищевых продуктов 3
Стоматологическая установка 1 31,75
Стоматологический туалет 2
Вода для мытья посуды бытовая 2 38,1
Питьевой фонтанчик 1 31,75
Напольные трапы 2 50,8
Кухонная мойка 2 или 3 38,1
Кухонная мойка, бытовая, с измельчителем пищевых отходов 2
Туалет 1 31,75
Туалет 2 38,1
Туалет, парикмахерская, салон красоты 2
Туалет хирургический 2
Лоток для белья (1 или 2 отделения) 2
Душ на голову 2 50,8
Раковины хирургические 3 38,1
Раковины Смывной обод (с клапаном) 6 76,2
Обслуживание раковин (стандартный сифон) 3
Обслуживание раковин (ловушка P) 3 50,8
Кастрюля для раковины, буфетная, 3 38,1
Писсуар, пьедестал, сифонная форсунка, обдув 6 76,2
Писсуар, настенная кромка 2 38,1
Стойка для писсуара 2 50,8
Писсуар со сливным бачком 2 38,1
Умывальник (круглый или составной) каждый комплект смесителей 3
Туалет, работающий от бака 4 76,2
Унитаз с клапаном 6

Рис. 2: Кривая потребности в воде для бытовых нужд Укажите скорость потока, используя количество обслуживаемых светильников

Рис. 3: Кривая воды для бытовых нужд, увеличенная часть для низкого потребления воды

Рис.4: Определение потока в медных трубах и других трубах, которые будут сглажены после эксплуатации в течение 15-20 лет Дренажные системы в зданиях Типы соединений труб в водопроводной системе Типы трубной арматуры в водопроводной системе различного назначения

Ссылки

АСПЭ. Справочник по инженерному проектированию сантехники: Руководство инженера по проектированию и строительству систем. Чикаго: Американское общество инженеров-сантехников, т. I, 2004 г. ФРЕДЕРИК С. МЕРРИТТ, ДЖОНАТАН Т. РИКЕТТС. Справочник по проектированию и строительству зданий. 6-е издание. изд. Нью-Йорк: МакГРО-ХИЛЛ, 2001. GESAP, Объекты водоснабжения, 2017 г. Дата обращения: 30 сентября 2017 г.

Три шага к расчету размеров систем сантехнических трубопроводов

Определение размеров систем сантехнических трубопроводов не является сложной задачей, если у вас есть ресурсы для расчета трубы правильного размера. Международный кодекс сантехники (IPC) включает в себя множество таблиц, которые помогут вам правильно определить размеры систем сантехнических трубопроводов. Как только вы поймете, как пользоваться этими таблицами, вы сможете быстро создавать унифицированные и легко возводимые водопроводные системы в зданиях. Существует три шага для расчета правильного размера водопроводной системы:

  1. Суммируйте общее количество единиц арматуры водоснабжения (wsfu), необходимых на объекте

  2. Оцените потребность, используя таблицу IPC, которая соотносит wsfu с ожидаемой потребностью кривые потерь на трение, приведенные в диаграммах IPC

Ниже приводится объяснение каждого из этих шагов и инструкции по использованию соответствующих диаграмм IPC.

Значения wsfu для типичных сантехнических приборов перечислены в таблице IPC E103.3(2) (рис. 1). Найдите тип приборов, которые будут использоваться на объекте, а затем сложите общие значения wsfu для всех обслуживаемых сантехнических приборов. Найдите число, ближайшее к значению wsfu, в таблице E103.3(3) (рис. 2), чтобы оценить потребность системы в галлонах в минуту (галлонов в минуту). Поскольку диаграмма включает подачу, необходимую как для промывочных баков, так и для промывочных клапанов, вы должны определить, является ли система преимущественно одной или другой, имея в виду, что в большинстве коммерческих работ будет использоваться промывочный клапан. Скорее всего, число, которое вы рассчитали на первом шаге, находится между значениями wsfu, найденными на второй диаграмме. Это означает, что вам придется выполнить интерполяцию, чтобы найти спрос, что будет показано в следующем примере. Наконец, диаграмма IPC E103.3(6) (рис. 3) позволяет определить размер трубы с помощью соответствующих кривых спроса и потерь на трение.

Следующий пример иллюстрирует, как все это работает. Предположим, вам поручили определить расход холодной воды для бытового потребления в общественной ванной комнате с четырьмя унитазами со смывным клапаном и двумя туалетами. Используя диаграмму IPC (см. рис. 1), вы можете сказать, что значения wsfu равны 10 для туалетов и 1,5 для каждого туалета. Общее количество необходимых wsfu рассчитывается следующим образом:

WCs: 4 X 10 wsfu = 40 wsfu

2 Lavs: 2 X 1,5 wsfu = 3 wsfu

Всего wsfu: 40 + 3 = 43

Когда вы посмотрите на это число в Таблице оценки спроса (рис. 2), вы увидите, что общее wsfu, равное 43, находится между перечисленными нагрузками: 40 и 45. Здесь необходимо интерполировать фактический спрос. Для этого используйте формулу, которая определяет разницу между двумя объемами загрузки и соответствующими галлонами в минуту. В нашем примере это будет выглядеть так:

0032

Наконец, вы обращаетесь к таблице «Потери на трение в довольно шероховатой трубе» (рис.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *