Труб расчет: Трубный калькулятор для расчета веса трубы

alexxlab | 20.06.1976 | 0 | Разное

Расчёт диаметра труб для отопления

Трубы являются одними из самых распространённых, разнообразных и необходимых изделий. Их назначения и сферы использования так многочисленны, что и перечислить сложно. Трубопроводы для выполнения самых разных задач изготавливают из металла, стекла, пластика, керамики. Размеры варьируются, могут быть от миллиметра и до огромных труб для транспортировки нефти и газа.

В данной статье разберём, как рассчитать диаметр труб для отопления. Не стоит недооценивать важность расчёта, потому что неточности в выборе трубного диаметра могут существенно ухудшить гидродинамику отопительного контура, снизить коэффициент полезного действия и стать причиной слишком высоких затрат на приобретение труб забольшого диаметра.

Ключевые параметры труб:

• усреднённый диаметр;
• внешний диаметр трубы;
• внутренний трубный диаметр;
• материал трубопровода.

Советы перед расчётом и установкой системы

Узнать необходимый диаметр трубопровода под отопление очень важно, так как именно от этого параметра зависит гидродинамическое сопротивление и пропускная способность контура. Ещё перед расчётом требуется чётко определиться с типом труб и их материалом.

Нанесённая маркировка для изделий различается. Трубы из пластика маркируют с указанием наружного диаметра, а из чугуна и стали – по внутреннему диаметру. Взять на заметку этот факт придётся, если установка трубопровода будет осуществляться комбинированным способом.

Перед самой работой также необходимо составить схему планируемой системы отопления, выбрать диаметр труб для отопления в частном доме и купить все материалы. К тому же найти комплектующие, в том числе тройники, клапаны, переходники и воздушные клапаны.

Подробнее о переходниках и фитингах можно прочитать в этой статье

Расчёт диаметра трубы для отопления должен производиться аккуратно и внимательно, в какой последовательности всё рассчитывать рассмотрим ниже.

Что нужно для расчёта

Как правило, вычисления начинают с определения тепловой мощности – Q. Необходимое количество тепла узнают произведением объёма помещения V в м³ на норму, которая равна 40 Вт/м³.

Q = V х 40 Вт/м³

Затем устанавливают тип системы отопления: одно- или двухтрубная. Для загородных домов лучше подойдёт 2-трубная, однако для будущего расчёта выбор типа системы – не самое важное.

Лучше направить своё внимание на выбор метода движения теплового носителя:

• будет ли он конвекционным либо естественным;
• либо же принудительным, с использованием насоса циркуляции.

Главное отличие этих методов в том, что при организации системы выбирается уклон отопительных труб при естественной циркуляции, где жидкость движется самотёком, а второй вариант подразумевает движение с помощью насоса, что делает скорость обмена тепла намного выше.

Скорость движения теплового носителя – очень важный показатель.

В зависимости от него, в том числе, выбирают диаметр труб для обогрева. Расчётные единицы для естественной циркуляции – от 0,3 м/с. Скорость движения теплоносителя зависит от напора, поэтому при выборе варианта с естественной циркуляцией он определяется высотой подъёма расширительного бачка открытого типа. Каждый метр подъёма добавляет величину давления в 0,1 атм.

Рассчитать объем расширительного бака можно тут

В случае с циркуляцией при помощи насоса выбирают величину скорости – 0,7 м/с. Высчитывая скорость необходимо идти на определённые уступки, ведь при высокой скорости появляется шум в системе и существенно повышается гидравлическое сопротивление, а при очень низкой — забольшие размеры отопительных изделий приведут к увеличению финансовых затрат. Потому зачастую выбирают меньший диаметр в связи с:

• облегчённым монтажом;
• относительно низкой стоимостью труб диаметра поменьше;
• увеличением динамичности системы при меньшем количестве жидкости.

Расчёт по этапам

Вы определили исходные данные: нарисовали схему отопительной системы, решили с типом, вовремя рассчитали величину тепловой мощности для всех помещений? Тогда действуйте дальше. Обычно расчёт начинают с наиболее удалённого помещения.

Объёмный расход жидкости вычисляют по формуле:

G = 0.86*Q / 20

где:
G – объёмный расход теплоносителя, кг/ч;
Q – расчётное количество тепла, Вт;
20 – температурная разница в подаче и «обратке». Для расчётов равна 20 °C.

По приведённой формуле определяют массу жидкости, однако горячая вода характеризуется при 80 °C плотностью р = 971.6 кг/м³. Потому объёмный расход Vo вычисляют формуле:

Vo = G / р

При знании объёма и скорости движения нетрудно вычислить площадь поперечного сечения:

S = Vo / (3600 х Vт)

где:
S – площадь поперечного сечения;
Vo – расход (объёмный) теплового носителя;
Vт – выбранная скорость потока жидкости.

И в конце производят расчёт диаметра:

D = корень квадратный из выражения 4S /3,14.

После того, как вы вычислили диаметр для дальней комнаты, рассчитать размер трубопровода для следующего помещения не составит труда. Однако стоит помнить, что через это помещение необходимо пропустить суммарное количество тепла для двух комнат и т.п. Расчёт в целом не трудный, но для тех, кто не занимался ранее подобными вычислениями, достаточно громоздок.

Потому для того, чтобы облегчить сам процесс, существуют таблицы, дающие ответ и решающие задачу – как определить диаметр трубы для отопления. Из таблиц чётко ясно: диаметр отопительных труб с естественной циркуляцией нужен большой, так как скорость движения потока 0,3 м/с. Выбирать трубы стоит по ближайшему большему диаметру, взяв на заметку несовпадение логики маркировки труб из разных материалов:

1. Водогазопроводные трубы из стали – прописан внутренний диаметр.
2. Электросварные изделия из стали – наружный диаметр.
3. Полиэтиленовые, металлопластиковые, из полиэтилена низкого давления, полипропиленовые трубы для отопления – диаметр наружный.

Диаметры медных и стальных труб для отопления:

Таблица диаметров труб

Каким диаметром должны быть трубы отопления полипропилен

Вы решили использовать изделия из полипропилена и не знаете, как подобрать диаметр в связи с вышеприведёнными формулами? Аналогично. Однако у труб из полипропилена большой срок службы, около века, потому система отопления, которая правильно рассчитана и качественно установлена, будет служить довольно долго. Загляните в таблицу диаметров труб для отопления.

Наружный диаметр, мм	PN10		PN20		PN30
	Внутренний диаметр	Толщина стенки	Внутренний диаметр	Толщина стенки	Внутренний диаметр	Толщина стенки
16			10.6	2.7
20	16.2	1.9	13.2	3.4	13.2	3.4
25	20.4	2.3	16.6	4.2	16.6	4.2
32	26.0	3.0	21.2	5.4	21.2	3.0
40	32.6	3.7	26.6	6.7	26.6	3.7
50	40.8	4.6	33.2	8.4	33.2	4.6
63	51.4	5.8	42	10.5	42	5.8
75	61.2	6.9	50	12.5	50	6.9
90	73.6	8.2	6	15
110	90	10	73.2	18.4

Полипропиленовые трубопроводы пользуются популярностью, так как они стоят не так дорого, как металлические, экологичны и внешне привлекательны. К тому же и установка контуров систем при применении подобных изделий становится существенно проще. Существуют специальные аппараты для сварки труб, разные переходники, фитинги, краны и иные нужные комплектующие. Процесс установки чем-то напоминает сборку системы из конструктора.

Подробнее о разновидностях и способах монтажа полипропиленовых труб для отопления читайте в этой статье

Оребрённые трубы

Такие изделия изготавливаются методом поперечно-винтовой прокатки. На них наносятся рёбра, увеличивающие площадь поверхности, которая отдаёт тепло. Применение таких труб даёт возможность сократить вес тепловых обменников, потому что тепло будет отдавать и оребрённая труба, по которой циркулирует жидкость.

Оребренная труба

Такая труба, если сравнивать её с обычной гладкой, имеет площадь теплового обмена в 2-3 раза больше. Популярности оребрённых труб мешает их высокая стоимость. Изделия выполняются из алюминия, латуни и меди. Организация системы отопления с использованием такого типа трубопроводов требует существенных денежных затрат, потому их расчёт в этой статье не будем рассматривать.

При не очень разветвлённой и сложной системе трубный диаметр можно рассчитать самостоятельно. Для этого необходимо иметь данные о тепловых потерях помещения и мощность каждого радиатора. Потом, заглянув в таблицу, можно определить сечение трубы, соответствующей подаче нужного количества тепла. Расчёт трудных многоэлементных схем лучше оставить для профессионалов. В крайнем случае, рассчитайте сами, но постарайтесь хотя бы получить консультацию.

видео-инструкция как рассчитать своими руками, особенности трубопроводов, цена, фото

Как выполняется расчет диаметров трубопроводов отопления при известной мощности котла? Как подсчитать минимальный диаметр для отдельного участка контура? В этой статье нам предстоит познакомиться с формулами, используемыми при вычислениях, и сопроводить знакомство примерами расчетов.

Мы научимся вычислять внутренний диаметр трубы. Стоит помнить, что обычно они маркируются внешним.

Зачем это нужно

А в самом деле – для чего необходим расчет диаметров труб отопления? Почему просто-напросто не взять трубы заведомо избыточного размера? Ведь тем самым мы обезопасим себя от чрезмерно медленной циркуляции в контуре.

Увы, у такого подхода есть несколько серьезных недостатков.

• Материалоемкость и, соответственно, цена погонного метра растет пропорционально квадрату диаметра. Расходы будут далеко не копеечными.

Заметьте: для сохранения того же рабочего давления при увеличении диаметра трубы приходится увеличивать толщину стенок, что дополнительно увеличивает материалоемкость.

• Что не менее важно, увеличившийся диаметр трубопровода означает увеличение объем теплоносителя и, соответственно, выросшую тепловую инерционность системы. Она будет дольше прогреваться и дольше остывать, что не всегда желательно.
• Наконец, при открытой прокладке толстых труб отопления они не очень-то украсят помещение, а при скрытой – увеличат глубину штроб в стенах или толщину стяжки на полу.

Спрятать в штробы толстые трубы заметно сложнее.

Формулы

Поскольку мы с вами, уважаемый читатель, не посягаем на получение диплома инженера-теплотехника, не станем лезть в дебри.

Упрощенный расчет диаметра трубопровода отопления выполняется по формуле D=354*(0,86*Q/Dt)/v, в которой:

• D – искомое значение диаметра в сантиметрах.
• Q – тепловая нагрузка на соответствующий участок контура.
• Dt – дельта температур между подающим и обратным трубопроводами. В типичной автономной системе она равна примерно 20 градусам.
• v – скорость потока теплоносителя в трубах.

Похоже, для продолжения нам не хватает кое-каких данных.

Чтобы выполнить расчет диаметра труб для отопления, нам нужно:

1. Выяснить, с какой максимальной скоростью может двигаться теплоноситель.
2. Научиться рассчитывать тепловую мощность всей системы и ее отдельных участков.

Скорость теплоносителя

Она должна соответствовать паре граничных условий.

С одной стороны, теплоноситель должен оборачиваться в контуре примерно три раза за час. В противном случае заветная дельта температур заметно увеличится, сделав нагрев радиаторов неравномерным. Кроме того, в сильные холода мы получим вполне реальную возможность разморозки наиболее холодных участков контура.

Медленная циркуляция привела к разморозке радиатора.

С другой стороны, избыточно большая скорость породит гидравлические шумы. Засыпать под гул воды в трубах – удовольствие, скажем так, на любителя.

Допустимым считается диапазон скоростей потока от 0,6 до 1,5 метров в секунду; при этом в расчетах обычно используется максимально допустимое значение – 1,5 м/с.

Тепловая мощность

Вот схема ее расчета для нормированного теплового сопротивления стен (для центра страны – 3,2 м2*С/Вт).

• Для частного дома за базовую мощность берутся 60 ватт на кубометр помещения.
• К ним добавляется 100 ватт на каждое окно и 200 – на каждую дверь.
• Результат умножается на региональный коэффициент, зависящий от климатической зоны:

Средняя температура января	Коэффициент
-40	2,0
-25	1,6
-15	1,4
-5	1
0	0,8

Средняя температура января на карте страны.

Так, помещение объемом 300 м2 с тремя окнами и дверью в Краснодаре (средняя температура января – +0,6С) потребует (300*60+(3*100+200))*0,8=14800 ватт тепла.

Для зданий, тепловое сопротивление стен которых значительно отличается от нормированного, используется еще одна упрощенная схема: Q=V*Dt*K/860, где:

• Q – потребность в тепловой мощности в киловаттах.
• V – объем отапливаемого помещения в кубометрах.
• Dt – разница температур между помещением и улицей в пик холодов.

Полезно: температуру в помещении лучше брать соответствующей санитарным нормам, уличную – среднему минимуму за последние несколько лет.

• К – коэффициент утепления здания. Откуда брать его значения? Инструкция отыщется в очередной таблице.

Коэффициент утепления	Описание ограждающих конструкций
0,6 – 0,9	Пенопластовая или минераловатная шуба, утепленная кровля, энергосберегающие тройные стеклопакеты
1,-1,9	Кладка в полтора кирпича, однокамерные стеклопакеты
2 – 2,9	Кладка в кирпич, окна в деревянных рамах без утепления
3-4	Кладка в полкирпича, остекление в одну нитку

Откуда брать нагрузку для отдельного участка контура? Она рассчитывается по объему помещения, которое отапливается этим участком, одним из приведенных выше способов.

Пример расчета

Итак, в теории мы знаем, как рассчитать диаметр трубы отопления.

Давайте подтвердим теоретические знания практикой и своими руками выполним расчет для следующих условий:

• Нам необходимо вычислить диаметр розлива в частном доме площадью 100 квадратных метров.
• Высота потолка в доме – 2,8 метра.
• Стены представляют собой кадку газобетонными блоками марки D600 толщиной 40 см с наружной пенопластовой шубой толщиной 150 мм.

Пенопластовая шуба сведет потери тепла к минимуму.

• Дом расположен в Комсомольске-на-Амуре Хабаровского края (средний минимум температуры января – -30,8 С). Внутреннюю температуру примем равной +20 С.

Вначале вычислим потребность в тепловой мощности.

Утепление явно обеспечит тепловое сопротивление лучше нормированного, что заставит нас обратиться к второй из приведенных схем расчета.

1. Внутренний объем дома равен 100*2,8=280 м3.
2. Дельта температур между улицей и домом в худшем для нас случае будет равна 50 градусам.
3. Коэффициент утепления примем равным 0,7.
4. Расчетная мощность бытового отопительного котла должна быть не менее 280*50*0,7/860=11,4 КВт.

Осталось выполнить собственно расчет диаметра трубы для отопления. Он будет равным 354*(0.86*11,4/50)/1,5=2,4 см, что соответствует стальной ВГП трубе ДУ 25 или полипропиленовой трубе с внешним диаметром 32 мм.

На фото – полипропиленовый отопительный розлив.

Заключение

Позволим себе напомнить, что нами приведены предельно упрощенные схемы расчетов. Как всегда, дополнительную тематическую информацию читатель сможет обнаружить в прикрепленном к статье видео. Успехов!

Объём воды в трубе, таблица, примеры расчёта, формула

Проектирование системы отопления, водопровода и даже канализации часто требует провести точный расчет объема трубы, и как это сделать, а главное, зачем это делать, знают не все. Прежде всего, объём трубы позволяет выбрать нужное отопительное или насосное оборудование, резервуары для воды или теплоносителя, просчитать габариты, которые будет занимать система трубопроводов, что в условиях тесных или подвальных помещений важно. Также объем теплоносителей может сильно отличаться из-за разной плотности жидкостей, поэтому и диаметры труб для води и, например, антифриза, могут быть разными.

Калькулятор

Расчет объема

 

К тому же, антифриз может поступать в продажу разбавленным или концентрированным, что также влияет на расчеты и конечный результат. Разбавленный антифриз замерзает при -30

0С, неразбавленный будет работать и при -65⁰С.

Формулы расчетов

Самый простой способ рассчитать объем трубы – воспользоваться онлайн сервисом или специальной десктопной (настольной) программой. Второй способ – вручную, и для этого понадобится обычный калькулятор, линейка и штангенциркуль, которым измеряют внутренний и наружный радиусы трубы (на всех чертежах и схемах радиус обозначается символом R или r). Можно воспользоваться значением диаметра (D или d), который вычисляется по простой формуле: R x 2 или R². Чтобы вычислить объем воды в трубе в кубах, также понадобится узнать длину цилиндра L (или l).

Измерение внутреннего радиуса позволит узнать, сколько воды или другой жидкости в цилиндре. Результат отражается в кубических метрах. Знать наружный диаметр трубы необходимо для расчета габаритов того места, где будет прокладываться трубопровод.

 

Последовательность расчетов такова: сначала узнаю́т площадь сечения трубы:

1. S = R x ∏;
2. Площадь цилиндра – S;
3. Радиус цилиндра – R;
4. ∏ – 3,14159265.

Результат S умножают на длину L трубы – это и будет полный рассчитанный объем. Расчет объема по сечению и длине цилиндра выглядит так:

1. V_тр = S_тр x L_тр;
2. Объем цилиндра – V_тр;
3. Площадь цилиндра – S_тр;
4. Длина цилиндра – L_тр.

Пример:

1. Стальная труба Ø = 0,5 м, L = 2 м;
2. S_тр = (D_тр / 2) = ∏ х (0,5 / 2) = 0,0625 м².

Конечная формула, как рассчитать объем трубы, будет выглядеть следующим образом:

V = H х S = 2 х 0,0625 = 0,125 м³;

Где:

H – толщина стенки трубы. Толщина стенок любой трубы

Эта формула позволяет узнать, как посчитать объем трубы с любыми заданными параметрами и из любого материала, а также отдельные участки составного трубопровода. Чтобы не путаться в параметрах результатов, необходимо сразу выражать их в одних и тех же единицах, например, в метрах и кубических метрах, или в сантиметрах и кубических сантиметрах. Из компьютерных программ для начинающих пользователей или для тех, кто предполагает проводить одноразовые расчеты, можно предложить VALTEC.PRG, Unitconverter, Pipecalc и другие.

Как вычислить площадь поперечного сечения трубы

Для круглой трубы площадь поперечного сечения рассчитывается с использованием площади круга по следующей формуле:

S^тр = ∏ х R²;

Где:

1. R – внутренние радиус трубы;
2. ∏ – постоянная величина 3,14.

Пример:

S_тр Ø = 90 мм, или R = 90 / 2 = 45 мм или 4,5 см. Согласно формуле, S_тр = 2 х 20,25 см² = 40,5 см², где 20,25 – это 4,5 см в квадрате.

Параметры трубопровода

 

Площадь сечения профилированной трубы S_пр нужно рассчитывать по формуле, применяемой для вычисления площади прямоугольной фигуры:

S_пр = a х b;

Где:

a и b – стороны прямоугольной профилированной трубы. При сечении трубопровода 40 х 60 мм параметр S_пр = 40 мм х 60 мм = 2400 мм² (20 см₂, или 0,002 м₂).

Как рассчитать объем воды в водопроводной системе

Для расчета объема трубы в литрах в формулу следует подставлять внутренний радиус, но это не всегда возможно, например, для радиаторов сложной формы или расширительной емкости с перегородками, для отопительного котла. Котел отопления.

Поэтому сначала нужно узнать объем изделия (обычно из технического паспорта или другой сопроводительной документации). Так, у чугунного стандартного радиатора объем одной секции равен 1,5 л, для алюминиевых – в зависимости от конструкции, вариантов которых может быть достаточно много. Геометрические параметры алюминиевых радиаторов

 

Узнать объем расширительного бачка (как и других нестандартных емкостей любого назначения) можно, залив в него заранее измеренный объем жидкости. Для подсчетов объема любой трубы нужно измерить ее диаметр, затем вычислить объем одного погонного метра, и умножить результат на длину трубопровода.

В справочной литературе, предназначенной для регламентирования параметров труб, приведены таблицы со значениями, которые нужны для расчетов объемов труб и других изделий. Эта информация является ориентировочной, но достаточно точной для того, чтобы использовать ее на практике. Выдержка из такой таблицы приведена ниже, и она пригодится для домашних расчетов:

Ø внутр, мм	Vвнутр 1 погонного метра трубы, л	Vвнутр 10 погонных метров трубы, л
4,0	0,0126	0,1257
5,0	0,0196	0,1963
6,0	0,0283	0,2827
7,0	0,0385	0,3848
8,0	0,0503	0,5027
9,0	0,0636	0,6362
10,0	0,0785	0,7854
11,0	0,095	0,9503
12,0	0,1131	1,131
13,0	0,1327	1,3273
14,0	0,1539	1,5394
15,0	0,1767	1,7671
16,0	0,2011	2,0106
17,0	0,227	2,2698
18,0	0,2545	2,5447
19,0	0,2835	2,8353
20,0	0,3142	3,1416
21,0	0,3464	3,4636
22,0	0,3801	3,8013
23,0	0,4155	4,1548
24,0	0,4524	4,5239
26,0	0,5309	5,3093
28,0	0,6158	6,1575
30,0	0,7069	7,0686
32,0	0,8042	8,0425

Параметры пластиковых труб

 

Материал, из которого изготавливаются трубы для водопровода или канализации, может быть разным, соответственно, характеристики труб тоже будут отличаться. Стальные трубы, например, которые имеют большой внутренний диаметр, пропустят намного меньшее количество воды, чем аналогичные трубы из пластика или пропилена.

Это происходит из-за разной гладкости внутренней поверхности трубы – у железных изделий она намного меньше, а ППР и ПВХ трубы не имеют шероховатостей на внутренних поверхностях. Но металлические трубы помещают в себя больший объем жидкости, чем изделия из других материалов с одинаковым внутренним сечением. Поэтому все расчеты для труб из разных материалов необходимо проверять, и сделать это можно как в онлайн калькуляторе, так и в настольной компьютерной программе, специально для этого предназначенной. Десктопная программа для расчетов объема

 

Условный проход	Наружный диаметр	Толщина стенки труб			Масса 1 м труб, кг
		Легких	Обыкновенных	Усиленных	Легких	Обыкновенных	Усиленных
6	10,2	1,8	2,0	2,5	0,37	0,40	0,47
8	13,5	2,0	2,2	2,8	0,57	0,61	0,74
10	17,0	2,0	2,2	2,8	0,74	0,80	0,98
15	21,3	2,35	–	–	1,10	–	–
15	21,3	2,5	2,8	3,2	1,16	1,28	1,43
20	26,8	2,35			1,42	–
20	26,8	2,5	2,8	3,2	1,50	1,66	1,86
25	33,5	2,8	3,2	4,0	2,12	2,39	2,91
32	42,3	2,8	3,2	4,0	2,73	3,09	3,78
40	48,0	3,0	3,5	4,0	3,33	3,84	4,34
50	60,0	3,0	3,5	4,5	4,22	4,88	6,16
65	75,5	3,2	4,0	4,5	5,71	7,05	7,88
80	88,5	3,5	4,0	4,5	7,34	8,34	9,32
90	101,3	3,5	4,0	4,5	8,44	9,60	10,74
100	114,0	4,0	4,5	5,0	10,85	12,15	13,44
125	140,0	4,0	4,5	5,5	13,42	15,04	18,24
150	165,0	4,0	4,5	5,5	15,88	17,81	21,63

Если схема вашего трубопровода имеет свою специфику, рассчитать точные параметры для требуемого расхода жидкости можно по формулам, которые приведены выше.

Формула, теория и уравнения для расчета падения давления в трубе

Когда жидкость течет по трубе, возникает падение давления в результате сопротивления потоку. Также может наблюдаться прирост / потеря давления из-за изменения высоты между началом и концом трубы. Этот общий перепад давления в трубе зависит от ряда факторов:

• Трение между жидкостью и стенкой трубы
• Трение между соседними слоями самой жидкости
• Потери на трение при прохождении жидкости через фитинги, изгибы, клапаны или компоненты
• Потеря давления из-за изменения высоты жидкости (если труба не горизонтальна)
• Прирост давления из-за любого напора жидкости, добавляемого насосом

Расчет падения давления в трубе

Чтобы рассчитать потерю давления в трубе, необходимо вычислить падение давления, обычно в напоре жидкости, для каждого из элементов, вызывающих изменение давления.Однако для расчета потерь на трение, например, в трубе, необходимо вычислить коэффициент трения, который будет использоваться в уравнении Дарси-Вайсбаха, которое определяет общие потери на трение.

Сам коэффициент трения зависит от внутреннего диаметра трубы, внутренней шероховатости трубы и числа Рейнольдса, которое, в свою очередь, рассчитывается на основе вязкости жидкости, плотности жидкости, скорости жидкости и внутреннего диаметра трубы.

Следовательно, необходимо выполнить ряд дополнительных расчетов для расчета общих потерь на трение.Работая в обратном направлении, мы должны знать плотность и вязкость жидкости, диаметр трубы и свойства шероховатости, вычислить число Рейнольдса, использовать его для расчета коэффициента трения с использованием уравнения Колебрука-Уайта и, наконец, ввести коэффициент трения в коэффициент Дарси. Уравнение Вайсбаха для расчета потерь на трение в трубе.

После расчета потерь на трение в трубе нам необходимо учесть возможные потери в фитингах, изменение высоты и любой добавленный напор насоса.Суммирование этих потерь / прибылей даст нам общее падение давления в трубе. В следующих разделах каждый расчет рассматривается по очереди.

Расчет потерь на трение труб

Теперь нам нужно рассчитать каждый из элементов, необходимых для определения потерь на трение в трубе. Ссылки в следующем списке предоставляют более подробную информацию о каждом конкретном расчете:

Наше программное обеспечение Pipe Flow автоматически рассчитывает потери на трение в трубах с использованием уравнения Дарси-Вайсбаха, поскольку это наиболее точный метод расчета для несжимаемых жидкостей, и он также признан в отрасли точным для сжимаемого потока при соблюдении определенных условий.

Расчет потерь в трубной арматуре

Потери энергии из-за клапанов, фитингов и изгибов вызваны некоторым локальным нарушением потока. Рассеяние потерянной энергии происходит на конечном, но не обязательно коротком участке трубопровода, однако для гидравлических расчетов принято учитывать всю сумму этих потерь в месте нахождения устройства.

Для трубопроводных систем с относительно длинными трубами часто бывает так, что потери в фитингах будут незначительными по сравнению с общей потерей давления в трубе.Однако некоторые местные потери, например, вызванные частично открытым клапаном, часто бывают очень значительными и никогда не могут быть названы незначительными потерями, и их всегда следует учитывать.

Потери, которые несет конкретный трубопроводный фитинг, измеряются с использованием реальных экспериментальных данных, а затем анализируются для определения K-фактора (местного коэффициента потерь), который можно использовать для расчета потерь фитинга, поскольку он изменяется в зависимости от скорости проходящей жидкости. через это.

Наши программы для измерения расхода в трубах позволяют легко автоматически включать потери в фитингах и другие локальные потери в расчет падения давления, поскольку они поставляются с предварительно загруженной базой данных фитингов, которая содержит множество отраслевых стандартных коэффициентов K для различных клапанов и фитингов различных размеров. .

Все, что нужно сделать пользователю, – это выбрать соответствующий фитинг или клапан, а затем выбрать «Сохранить», чтобы добавить его к трубе и включить его в расчет потери давления в трубе.

По этой ссылке можно получить дополнительную информацию о коэффициентах K фитинга и уравнении потерь в фитингах.

Расчет потерь компонентов труб

Часто существует множество различных типов компонентов, которые необходимо смоделировать в системе трубопроводов, например, теплообменник или чиллер.Некоторые компоненты могут вызывать известную фиксированную потерю давления, однако более вероятно, что падение давления будет изменяться в зависимости от скорости потока, проходящего через компонент.

Большинство производителей предоставляют кривую производительности компонентов, которая описывает характеристики расхода и потери напора их продукта. Эти данные затем используются для расчета потери давления, вызванной компонентом для указанного расхода, но сама скорость потока также будет зависеть от потери давления после компонента, поэтому очень сложно смоделировать характеристики потери напора компонента без учета использование соответствующего программного обеспечения, такого как Pipe Flow Expert.

Потеря давления из-за изменения отметки

Расход в восходящей трубе

Если начальная отметка трубы ниже конечной отметки, то помимо трения и других потерь будет дополнительная потеря давления, вызванная повышением отметки, которая, измеренная в напоре жидкости, просто эквивалентна повышению отметки.

то есть на более высоком уровне жидкости добавляется меньшее давление из-за уменьшения глубины и веса жидкости выше этой точки.

Поток в падающей трубе

Если начальная отметка трубы выше, чем конечная отметка, то, наряду с трением и другими потерями, будет дополнительный прирост давления, вызванный понижением отметки, которое, измеренное в напоре жидкости, просто эквивалентно понижению отметки.

то есть при более низкой отметке жидкости добавляется большее давление из-за увеличения глубины и веса жидкости выше этой точки.

Энергетические и гидравлические марки

Высота жидкости в трубе вместе с давлением в трубе в определенной точке и скоростным напором жидкости может быть суммирована для расчета так называемой линии энергетической градации.

График гидравлического уклона может быть рассчитан путем вычитания скоростного напора жидкости из EGL (линия энергетического уклона) или просто путем суммирования только подъема жидкости и давления в трубе в этой точке.

Расчет напора насоса

Внутри трубопроводной системы часто находится насос, который создает дополнительное давление (известное как «напор насоса») для преодоления потерь на трение и других сопротивлений. Производительность насоса обычно предоставляется производителем в виде кривой производительности насоса, которая представляет собой график зависимости расхода от напора, создаваемого насосом для диапазона значений расхода.

Поскольку напор, создаваемый насосом, зависит от расхода, определение рабочей точки на кривой производительности насоса не всегда является легкой задачей. Если вы угадываете скорость потока, а затем рассчитываете добавленный напор насоса, это, в свою очередь, повлияет на разницу давления в трубе, что само по себе фактически влияет на скорость потока, которая может возникнуть.

Конечно, если вы используете наше программное обеспечение Pipe Flow Expert, оно найдет для вас точную рабочую точку на кривой насоса, гарантируя, что потоки и давления сбалансированы по всей вашей системе, чтобы дать точное решение для вашей конструкции трубопровода.

Как бы вы ни рассчитали напор насоса, добавленный в трубу, этот дополнительный напор жидкости необходимо добавить обратно к любому перепаду давления, который произошел в трубе.

Расчет общего падения давления в трубе

Следовательно, давление на конце рассматриваемой трубы определяется следующим уравнением (где все значения указаны в м напора жидкости):

P [конец] = P [начало] – Потери на трение – Потери в фитингах – Потери в компонентах + Высота [начало-конец] + Напор насоса

где

P [end] = Давление на конце трубы
P [start] = Давление в начале трубы
Высота [начало-конец] = (Высота в начале трубы) – (Высота в конце трубы)
Напор = 0, если насос отсутствует

Следовательно, перепад давления или, скорее, перепад давления dP (это может быть усиление) между началом и концом трубы определяется следующим уравнением:

dP = потери на трение + потери в фитингах + потери компонентов – высота [начало-конец] – напор насоса

где

P [end] = Давление на конце трубы
P [start] = Давление в начале трубы
Высота [начало-конец] = (Высота в начале трубы) – (Высота в конце трубы)
Напор = 0, если насос отсутствует

Примечание. DP обычно указывается как положительное значение, относящееся к падению давления .Отрицательное значение указывает на усиление давления.

онлайн-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экология или экономия энергии

курсов. “

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

“Он укрепил мои текущие знания и научил меня еще нескольким новым вещам

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.”

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

очень быстро отвечу на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. “

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

“Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей компании

имя другим на работе “

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

“Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт.”

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

в моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

– лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

“Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал “

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

“Спасибо, что разрешили просмотреть неправильные ответы.Реально

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент для ознакомления с курсом

материалов до оплаты и

получает викторину “

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

“Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

очень понравился. “

Mehdi Rahimi, P.E.

Нью-Йорк

“Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

на связи

курсов.”

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

“Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

“Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.”

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

“Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании какой-то непонятной секции

законов, которые не применяются

до «обычная» практика.”

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать свой медицинский прибор.

организация “

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

“Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн формат был очень

доступно и просто

использовать. Большое спасибо “.

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

“Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.”

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

“Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает напечатанная викторина во время

Обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев предоставлено »

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

“Документ” Общие ошибки ADA при проектировании помещений “очень полезен.Модель

тест действительно потребовал исследований в

документ но ответы были

в наличии. “

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

“Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов

в транспортной инженерии, которая мне нужна

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.”

Джозеф Гилрой, P.E.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.”

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

“Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

необходимо путешествовать. “

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно »

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

пора исследовать где на

получить мои кредиты от “

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий »

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

“Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

мой собственный темп во время моего утро

метро

на работу.”

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

“Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц »

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.”

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад помочь финансово

по ваш промо-адрес электронной почты который

сниженная цена

на 40% “

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

“Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

Коды

и Нью-Мексико

Правила

. “

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

“Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительных

Сертификация

. “

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

“У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил – много

оценено! “

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

“Курс был по разумной цене, а материалы были краткими и

в хорошем состоянии »

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

“Вопросы подходили для уроков, а материал урока –

хороший справочный материал

для деревянного дизайна »

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

“Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.”

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве – проектирование

корпус курс и

очень рекомендую.”

Денис Солано, P.E.

Флорида

“Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса по этике штата Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлен. “

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на номер

.

обзор везде и

всякий раз, когда.”

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

“Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полная

и всесторонний ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

“Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили этот курс

поможет по моей линии

работ.”

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, П.Е.

Монтана

«Легко выполнить. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

“Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Luan Mane, P.E.

Conneticut

“Мне нравится подход, когда я подписываюсь и могу читать материалы в автономном режиме, а затем

Вернуться, чтобы пройти викторину “

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

“Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.”

Ира Бродский, П.Е.

Нью-Джерси

“Веб-сайтом легко пользоваться, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график. “

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.”

Dennis Fundzak, P.E.

Огайо

“Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

Сертификат

. Спасибо за создание

процесс простой. »

Fred Schaejbe, P.E.

Висконсин

«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и прошел

часовой PDH в

один час. “

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

“Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея для оплаты

материал .”

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

“Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, требующий

улучшение.”

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

“Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

Сертификат

. “

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

“Учебные модули CEDengineering – это очень удобный способ доступа к информации по номеру

.

много различные технические зоны за пределами

по своей специализации без

надо ехать.”

Hector Guerrero, P.E.

Грузия

Расчет веса трубы

/ Таблица веса стальной трубы – Что такое трубопровод

Расчет веса трубы – очень важный параметр в проектировании трубопроводов. Вес трубы напрямую зависит от ее толщины (Таблица труб). Чем больше толщина трубы или спецификация трубы, тем больше вес трубы. Чем больше вес трубы, тем больше будет ее жесткости и меньшей гибкости. Больший вес трубы означает больше затрат на закупку.Больший вес трубы увеличивает нагрузку на опоры трубы, что требует более жестких требований к конструктивным элементам. Таким образом, мы можем сказать, что вес трубы каким-то образом связан с общей стоимостью установки. В этой статье мы рассмотрим методики расчета веса трубы.

Формула для расчета веса трубы

Для расчета массы любого объекта мы можем использовать следующую формулу:

Масса (M) = Плотность (D) X Объем (V) … (уравнение 1)

Вес трубы также является рассчитывается по тому же уравнению.Вес трубы обычно выражается в весе трубы на метр длины или в весе трубы на фут длины. Также есть два других термина, связанных с расчетом веса трубы. Это

• Расчет веса пустой трубы и
• Расчет веса трубы, заполненной водой.

Расчет веса пустой трубы

Вес пустой трубы означает вес трубы без содержимого внутри. Итак, это вес металла, находящегося в трубе. См. Рис.1 ниже:

Рис.1: Справочное изображение для расчета веса трубы

Итак, следующее уравнение. 1 выше, мы должны сначала вычислить объем (V) трубы, а затем мы должны умножить рассчитанный объем на плотность материала трубы (D) в согласованных единицах. Для расчета объема трубы нам потребуются следующие параметры:

• Внешний диаметр трубы (OD) (Получено из ASME B 36.10M / ASME B 36.19M)
• Толщина трубы (T) (Получено из ASME B 36.10M / ASME B 36.19M) и
• Длина трубы (= 1, поскольку вес трубы выражается в весе трубы на единицу длины)
• Внутренний диаметр (ID) трубы можно легко рассчитать как ID = OD-2T
• Поперечное сечение металла трубы рассчитывается как Π (OD ² -ID ² ) / 4

Объем (V) трубы рассчитывается как V = площадь поперечного сечения металла трубы X длина pipe = {Π (OD ² -ID ² ) / 4} * 1

Рассчитаем вес 6-дюймовой трубы CS с помощью Sch.40 как толщина трубы. Из ASME B 36.10M

• Внешний диаметр трубы = 168,3 мм
• Толщина трубы = 7,11 мм
• Следовательно, ID = 168,3-2 * 7,11 = 154,08 мм
• Площадь поперечного сечения металла = () * (168,3 ² – 154,08 ² ) /4=3600,4565 мм ²
• Таким образом, объем на единицу длины трубы = 3600,4565 * 1 = 3600,4565 мм ³ = (3600,4565 / 1000000) = 0,0036004565 м ³

So. теперь нам нужно умножить этот объем на плотность трубы CS (7850 кг / м ³ ), чтобы получить фактический вес 1 м длины трубы.

Т.е. Вес металла 1 м длины трубы = 0,0036004565 * 7850 = 28,26358356 кг.

Чтобы рассчитать вес трубы для большей длины, просто умножьте указанное выше значение на фактическую длину трубы.

Точно так же мы можем рассчитать вес пустой трубы на фут длины, учитывая все вышеперечисленные значения в согласованной системе единиц FPS.

Вес трубы, заполненной водой

Вес трубы, заполненной водой, необходим для расчета нагрузок во время гидроиспытаний. Для несущих конструкций некритических трубопроводов нагрузки на трубы рассчитываются или приблизительно рассчитываются на основе веса трубы, заполненной водой.

Для расчета веса содержимого (воды) внутри трубы необходимо умножить плотность воды (1000 кг / м ³ ) на внутренний объем поперечного сечения трубы 1 * (Π * ID ² ) / 4 .

Для рассматриваемой трубы площадь внутреннего поперечного сечения трубы = Π * 154,08 ² /4=18645,86008 мм ² = 18645,86008 / 1000000 = 0,01864586006 м ²

Таким образом, вес содержания воды внутри трубы на метр длины = 1000 * 0,01864586006 = 18.64586 кг / м.

Теперь сложите этот вес содержимого с весом металлической трубы, чтобы получить общий вес трубы, заполненной водой. Итак,

Вес заполненной водой трубы (кг / м) = Вес пустой трубы (кг / м) + Вес содержимого (кг / м)

В приведенном выше примере вес заполненной водой трубы = 28,26 + 18,65 = 46,91 Кг / м

Просто умножив указанное выше значение (46,91 кг / м) на фактическую длину трубы, вы можете рассчитать вес трубы, заполненной водой, в кг.

Калькулятор веса трубы

Я подготовил один калькулятор веса трубы, выполнив описанные выше действия, и приложил его сюда для вашего рассмотрения.Метрическая система единиц используется в Excel-листе “Калькулятор веса трубы”. Просто введите данные в поля, выделенные желтым цветом, и легко получите фактические расчетные значения. Вы можете просмотреть калькулятор веса трубы, нажав кнопку загрузки, показанную ниже.

Этот калькулятор веса трубы может использоваться для расчета веса любого материала трубопровода путем изменения плотности трубы на соответствующую плотность материала трубы. Итак, вес трубы из ПВХ, вес медной трубы, вес трубы GRE, вес алюминиевой трубы и т. Д.можно легко рассчитать с помощью прилагаемого калькулятора веса трубы.

Таблица веса стальных труб

Для труб из углеродистой и нержавеющей стали вес трубы на фут или вес трубы на метр длины можно легко взять непосредственно из таблицы веса стальных труб, представленной в ASME B 36.10M (для углеродистой стали) или ASME B 36.19M (для нержавеющей стали).

Эти два кода ASME предоставляют вес стальных труб непосредственно в своих таблицах в виде веса трубы на фут или веса трубы на метр длины.Часть таблицы из ASME B 36.10M для 6-дюймовой линии, которую мы рассмотрели выше в качестве примера, приведена здесь для пояснения диаграммы.

Рис. 2: Диаграмма веса трубы из ASME B 36.10M

Как вы можете видеть, вес пустой трубы, который мы рассчитали для 6-дюймовой Sch. 40 pipe точно соответствует значению, указанному в приведенном выше коде ASME.

Однако в приведенной выше таблице веса стальных труб напрямую указано только значение веса пустой трубы. Вес трубы, заполненной водой, необходимо рассчитать вручную, используя описанную выше процедуру.

Расчет веса трубы с помощью Pipedata-Pro

Вес пустой трубы и вес трубы, заполненной водой, можно легко получить, если у вас установлено программное обеспечение Pipedata-Pro. Это программное обеспечение напрямую дает значения веса трубы для всех размеров трубы, соответствующие толщине трубы. На рис. 3 показан образец экрана Data-Pro для трубы Sch. 40, которые мы учли при расчете веса трубы.

Рис. 3: Данные о весе трубы согласно Pipedata-Pro

Приведенные выше значения указаны в весе трубы в кг / м.Однако вы можете легко изменить единицу, если вам нужны данные для веса трубы на фут.

Видеоурок по расчету веса трубы

В следующем видеоуроке четко объясняются все шаги, необходимые для расчета веса трубы

Расчет потери напора в трубопроводе

В колонке за последний месяц было исследовано влияние увеличения размера насоса на двигатель, приводящий в действие насос, неблагоприятные последствия того, что насос больше не работает с максимальной эффективностью (BEP) в течение продолжительных периодов времени, и ситуации, в которых расчетный запас может увеличить стоимость владения.

В этой колонке подробно рассматриваются трубопроводы, рассматривается, как они влияют на работу трубопроводных систем, и рассматривается метод расчета потерь напора в трубопроводах.

Трубопровод – это круглый трубопровод, используемый для транспортировки технологической жидкости из одного места в системе в другое. Трубопровод состоит из круглой трубы, заполненной текучей средой, технологической текучей средой, а также клапанами и фитингами, используемыми для направления потока текучей среды через трубу в процессе эксплуатации.Каждый из этих элементов влияет на потерю напора в трубопроводе. Большинство жидкостей, используемых в промышленности, являются ньютоновскими, а это означает, что их вязкость не изменяется со скоростью потока. Вода, масла, растворители и нефтепродукты являются примерами ньютоновских жидкостей. Для упрощения это обсуждение будет ограничено потоком ньютоновских жидкостей через круглые трубопроводы.

Потеря напора в трубопроводе

Когда жидкость течет внутри трубопровода, возникает трение между движущейся жидкостью и неподвижной стенкой трубы.Это трение преобразует часть гидравлической энергии жидкости в тепловую. Эта тепловая энергия не может быть преобразована обратно в гидравлическую энергию, поэтому давление жидкости падает. Это преобразование и потеря энергии известны как потеря напора. Потери напора в трубопроводе с ньютоновскими жидкостями можно определить с помощью уравнения Дарси (уравнение 1).

Где:
h _L = потеря напора (футы жидкости)
f = коэффициент трения Дарси (без единиц измерения)
L = длина трубы (футы)
D = внутренний диаметр трубы (футы)
v = скорость жидкости (фут / сек)
g = Гравитационная постоянная (32.2 фута / сек ² )
d = Внутренний диаметр трубы (дюймы)
Q = Объемный расход (галлонов / мин)

Оценка уравнения Дарси позволяет понять факторы, влияющие на потерю напора в трубопроводе. Если длину трубы увеличить вдвое, потери напора увеличатся вдвое. Если внутренний диаметр трубы увеличить вдвое, потеря напора уменьшится вдвое. Если скорость потока увеличивается вдвое, потеря напора увеличивается в четыре раза. За исключением коэффициента трения Дарси, каждый из этих членов можно легко измерить.В этом случае мало информации о свойствах технологической жидкости или шероховатости поверхности внутри материала трубы. Хотя большинству людей кажется, что эти факторы влияют на потерю напора, уравнение Дарси их не учитывает.

Коэффициент трения Дарси учитывает такие свойства жидкости, как плотность и вязкость, а также шероховатость трубы. В руководстве по крану TP-410 приведены таблицы и формулы
, необходимые для расчета потери напора.Он также включает копию явного уравнения Сергида и формул Свами-Джайна, позволяющих напрямую вычислять коэффициент трения Дарси.

Уравнение Свами-Джайна решается в двух частях (см. Уравнение 2). Первый шаг требует вычисления числа Рейнольдса жидкости в трубопроводе. На этом этапе учитываются такие свойства жидкости, как плотность и вязкость. Затем значение абсолютной шероховатости трубы и число Рейнольдса используются для расчета коэффициента трения Дарси.

Где:
d = внутренний диаметр трубы (дюймы)
R _e = число Рейнольдса (без единиц измерения)
Q = объемный расход (галлонов в минуту)
ρ = плотность жидкости (фунт / фут ³ )
μ = вязкость жидкости (сантипуаз (сП))
f = коэффициент трения Дарси (без единиц измерения)
ε = абсолютная шероховатость трубы (дюймы)

В приведенном ниже примере используется уравнение 2 для расчета потери напора в 100-футовом участке 4-дюймовой стальной трубы сортамента 40 с расходом 400 галлонов в минуту (галлонов в минуту).

Расчет показывает потерю напора жидкости в 8,46 футов. Далее мы определим, что происходит при изменении расхода. Поскольку этот трубопровод был рассчитан с расходом 400 галлонов в минуту, в этом примере будет рассчитана потеря напора для 200 галлонов в минуту и ​​800 галлонов в минуту через тот же 100-футовый участок 4-дюймовой стальной трубы сортамента 40.

Таблица 1. Потери напора в 100-футовом участке 4-дюймовой стальной трубы сортамента 40 с различными расходами. Обратите внимание, что коэффициент трения Дарси зависит от скорости потока.(Графика любезно предоставлена ​​автором)

Практическое правило потери напора в трубопроводе: удвоение расхода увеличивает потерю напора в четыре раза. Это потому, что скорость потока увеличена до второй степени. Как показано в таблице 1, удвоение расхода удваивает скорость жидкости и число Рейнольдса.

Рисунок 1. Число Рейнольдса и потеря напора для данных трубопровода, перечисленных в таблице 1. Чем больше расход, тем больше увеличивается скорость потери напора.

При использовании правила удвоения расхода, расход 200 галлонов в минуту с потерей напора 2,3 фута приведет к потере напора 9,2 фута вместо расчетного значения 8,5 фута. При использовании удвоенного расхода скорость потока 400 галлонов в минуту с соответствующими 8,5 футами потери напора приводит к потере напора жидкости в 34,0 фута вместо расчетного значения 32,4 фута. Правило дает только приблизительную оценку.

Материал трубы

Часто строительный материал ограничивает доступные размеры и графики труб.Например, трубы из поливинилхлорида (ПВХ) доступны во многих размерах, равных размерам стальных труб, но доступны только в размерах труб 40 и 80. Однако внутренний диаметр трубы (ID) может быть другим, что приводит к различным результатам по потерям напора. В таблице 2 сравниваются абсолютные значения шероховатости для различных материалов для 4-дюймовой стальной трубы сортамента 40 с водой 60 F и расходом 400 галлонов в минуту.

Таблица 2. Потери напора на 100-футовом участке трубы, транспортирующей воду 60 F по трубе с внутренним диаметром 4.026 дюймов и различные значения абсолютной шероховатости

Коэффициент трения Дарси сильно зависит от шероховатости трубы. По мере увеличения шероховатости стенки трубы потери напора увеличиваются.

Размер трубы

Труба доступна в различных размерах и графиках или толщине стенки. Пользователи часто ошибочно используют номинальный размер трубы вместо фактического внутреннего диаметра при выполнении расчетов потери напора. Таблица 3 показывает доступные графики для 4-дюймовых стальных труб вместе с соответствующим внутренним диаметром, скоростью жидкости и потерями напора при протекании 400 галлонов в минуту воды 60 F.

Таблица 3. Потери напора и скорость жидкости в 100-футовом участке стальной трубы номинальным размером 4 дюйма с использованием имеющихся графиков при транспортировке воды 60 F со скоростью 400 галлонов в минуту.

Выбор размера трубы имеет большое влияние на потерю напора в трубопроводе. В таблице 4 показаны номинальные размеры, доступные для стальных труб сортамента 40. В каждом трубопроводе отображается внутренний диаметр, скорость жидкости и потеря напора для 100-футового участка стальных труб сортамента 40 при транспортировке воды со скоростью 400 галлонов в минуту.

Таблица 4. Потери напора и скорость жидкости в 100-футовом участке стальной трубы сортамента 40 с использованием доступных размеров при транспортировке воды 60 F со скоростью 400 галлонов в минуту.

В таблице 4 потери напора быстро падают с увеличением ID. Например, транспортировка воды по 3,5-дюймовой трубе приводит к потере напора в 16,2 фута, в то время как в 6-дюймовой трубе потеря напора составляет всего 1,1 фута. Это снижение потерь напора в трубопроводе позволяет выбрать насос меньшего размера, который требует меньшей мощности. Однако более крупная труба стоит дороже, чтобы ее купить и построить.

The Crane Technical Paper 410 рекомендует скорость жидкости в диапазоне от 5 до 10 футов в секунду (фут / сек) в нагнетательном трубопроводе насоса и скорость жидкости от 2,5 до 5 футов / сек на всасывающем трубопроводе насоса, когда жидкость это вода. Это решение по инженерным затратам: либо платить больше за трубу, а меньше за насос и стоимость перекачки, либо наоборот. Правильное понимание может привести к поиску оптимального размера трубы в зависимости от скорости жидкости. Уравнение 3 можно использовать для определения оптимального внутреннего диаметра трубы для заданного расхода.

Где
d = оптимальный внутренний диаметр трубы (дюймы)
Q = расход (галлонов в минуту)
v = скорость жидкости (фут / сек)

Например, подумайте, какой диаметр следует выбрать для прокачки жидкости со скоростью 600 галлонов в минуту по стальным трубам сортамента 40 со скоростью 8 футов / сек. Идеальный размер трубы для этих условий – 5,535 дюйма, но этот пример ограничен данными размерами трубы. Таблица 4 показывает, что 5-дюймовая труба имеет внутренний диаметр 5.047 дюймов, а 6-дюймовая труба имеет внутренний диаметр 6,065 дюйма.

Технологическая жидкость

Свойства жидкости также влияют на потерю напора в трубопроводе. Этот пример демонстрирует, что происходит, когда происходит изменение как технологической жидкости, так и температуры. В таблице 5 показаны потери напора при перекачке 400 галлонов в минуту различных технологических жидкостей при разных температурах через стальную трубу сортамент 40 длиной 100 футов и 4 дюйма. В этом примере сравнивается потеря напора для воды, 40-процентного раствора гидроксида натрия (NaOH) и жидкого теплоносителя на масляной основе (HX).Все расчеты выполняются при 60 F и 160 F.

Более высокая вязкость жидкости приводит к большей потере напора. Некоторым жидкостям может потребоваться внешний обогреватель, чтобы поддерживать их текущую температуру. Любое изменение технологической жидкости или температуры жидкости должно быть исследовано, чтобы увидеть, как это влияет на потерю напора в трубопроводе.

В следующем месяце в этой колонке будет оцениваться влияние фитингов, обратных и запорных клапанов на потерю напора в трубопроводе. Кроме того, он продемонстрирует, как рассчитать эксплуатационные расходы на трубопроводы, чтобы помочь определить способы оптимизации трубопроводных систем.

Калькулятор уклона дренажной трубы (в соответствии с Международными правилами по сантехнике)

Этот калькулятор уклона дренажной трубы рассчитает уклон и общее падение (падение) дренажной трубы на заданной длине трубы.

Напоминаем, что на этой странице есть партнерские ссылки. Если вы покупаете через них, я получаю небольшую комиссию. Если вы выбрали покупку по этим ссылкам, я искренне благодарю вас за вашу поддержку! – Джейк

КАЛЬКУЛЯТОР НАКЛОНА СЛИВНОЙ ТРУБЫ

 
 Анатомия дренажной трубы 
 На следующей диаграмме показаны различные термины, которые используются в калькуляторе:
 Как пользоваться калькулятором 
 Сначала определите диаметр трубы, с которой вы работаете.Для бытовых раковин диаметр сливной трубы часто составляет 1,5 дюйма или 2 дюйма. Сливные линии унитаза часто бывают 3 или 4 дюйма. Все светильники в вашем доме будут подключены к основной дренажной линии, которая обычно имеет диаметр 4 дюйма.
 Если вам нужно узнать толщину, внешний или внутренний диаметр трубы из ПВХ, воспользуйтесь этим калькулятором.
 Затем измерьте длину трубы, с которой вы работаете. Это позволит рассчитать полное падение (или падение) трубы. Если вы просто хотите увидеть требуемый уклон на фут, пропустите этот шаг.
 Нажмите “Рассчитать”, чтобы увидеть результаты.
 Если вы хотите упростить задачу при получении правильной высоты звука, приобретите цифровой уровень, подобный этому:
 
 Он автоматически рассчитает угол любой трубы, на которую вы положите ее.
 Международный кодекс сантехники 
 Наклоны, указанные в калькуляторе, зависят от диаметра трубы. Международный сантехнический кодекс устанавливает, какими должны быть эти уклоны.
 Согласно Международному Кодексу Совета, 35 государств соблюдают Международный Кодекс по сантехнике.Если вы живете в одном из следующих штатов, который не соответствует требованиям МПК, уточните в коде вашего местного штата требуемые уклоны дренажа:
  Аляска — Калифорния — Гавайи — Айдахо — Кентукки — Луизиана — Мэйн — Массачусетс — Миннесота — Монтана — Нью-Джерси — Северная Дакота — Орегон — Южная Дакота — Висконсин 
 Советы по расчету уклона дренажной трубы 
 Используйте максимально длинный уровень для вашего приложения для максимальной точности
 Когда пузырек на уровне проходит примерно на 1/4 от линии, это примерно 1/4 дюйма уклона.Та же логика с уклоном 1/8 ″, 1/16 ″ и т. Д.
 Внутренняя сантехника 
 Сначала установите сухие компоненты из ПВХ / АБС, чтобы обеспечить достаточно места для правильного уклона всей трубы
 Узнайте о плюсах и минусах труб из АБС и ПВХ здесь
 Для установки наклонной трубы может потребоваться небольшой поворот концевого фитинга (колена или тройника).
 Французские водостоки 
 Чтобы рассчитать гравий для французского водостока, воспользуйтесь калькулятором французского водостока
 После расчета полного падения трубы убедитесь, что конец французского водостока будет стекать на дневной свет, а не под землей.
 Сделайте траншею достаточно глубокой, чтобы заглубить всю трубу (кроме конца)
 Взвешивайте трубу перед засыпкой, чтобы труба не поднималась
 При установке дренажной трубы всегда следите за тем, чтобы она имела правильный уклон по всей длине трубы, чтобы предотвратить дублирование и переполнение.Это сохранит вашу водопроводную систему в хорошем состоянии и сделает вас счастливыми.
 Калькулятор дренажа
 по размеру трубы «Prinsco, Inc. 
 Калькулятор дренажа по размеру трубы» Prinsco, Inc
 Наш калькулятор дренажа был разработан в сотрудничестве с Университетом Миннесоты, чтобы помочь вам в предварительном проектировании и понимании ваших потребностей в дренаже.Мы рекомендуем вам связаться с вашим местным специалистом по проектированию или подрядчиком для получения более конкретных рекомендаций и критериев проектирования.
 Эти расчеты основаны на Таблице дренажа пластиковых трубок ASAE EP 260.3 для шероховатости Мэннинга и должны использоваться только для оценки. Для получения информации о критериях проектирования проконсультируйтесь со специалистом по управлению водным пространством.
 = Определение
 Рассчитать по площади
 Обновите браузер 
 Вы используете устаревший браузер.
 Для оптимальной работы с веб-сайтом Prinsco, пожалуйста, подумайте об обновлении своего браузера.
 Как рассчитать номер спецификации трубопровода 
 Обновлено 28 декабря 2020 г. трубы, которые вы планируете использовать. Номер спецификации показывает толщину трубы. Узнайте больше об этом, чтобы принимать более обоснованные решения о форме и размере труб.
 Определение номера спецификации 
 Определение номера спецификации   (SCH) – это толщина стенок трубы. Само значение не имеет размеров или единиц, поэтому оно представлено только числом.
 Инженеры измеряют отношение проектного давления к допустимому напряжению в трубах, чтобы оценить количество графиков. SCH примерно в 1000 раз превышает это соотношение, и это дает вам формулу номера расписания для будущих расчетов. Более высокие значения SCH увеличивают размер стенки трубы, а также изменяется номинальный размер трубы (NPS), приблизительный внутренний диаметр трубы.
 Из этого значения номинального диаметра вы можете проверить, как SCH изменяет внутренний диаметр трубы, но не ее внешний диаметр. Внутренний диаметр измеряет диаметр между внутренними стенками трубы, а внешний диаметр – между точками на внешней стороне трубы.
 Номер спецификации Использование 
 Коды использования для трубопроводных систем предписывают различную толщину для разных проектов и целей. Многие коды, такие как B 31.3, B 31.1 и IBR дают уравнения для расчета минимально допустимой толщины стенки на основе давления материала внутри трубы.
 Инженеры также принимают во внимание напряжение и температуру, при которой трубы работают, при определении толщины стенки. Наиболее распространенными стандартами являются B 36.10 Сварные и бесшовные трубы из кованой стали и B 36.19 для труб из нержавеющей стали, разработанные Американским обществом инженеров-механиков.
 В соответствии с этими кодами значения SCH 40 с NPS 10 или ниже известны как стандартные (STD).SCH 80 с NPS до 8 являются сверхпрочными (XS). SCH 160 с NPS от 1/8 до 6 имеют двойную сверхпрочность (XXS).
 Соответствующая формула номера спецификации 
 Используя коды конструкции Американского национального института стандартов или Американского общества инженеров-механиков, вы можете написать другую формулу номера спецификации для определения давления, которое допускает труба, как
 P = \ frac {2SE (t_m-A)} {D_0-2y (t_m-A)}
 для максимально допустимого напряжения  SE  (в фунтах на кв. дюйм), толщина стенки  т  м   (в дюймах) , дополнительная толщина типа трубы  A  (в дюймах), коэффициент материала и температуры  y  и внешний диаметр  D  0   (в дюймах).
 Проверить производственный допуск на толщину стенок трубы. Проверяйте такие свойства, как прочность и долговечность труб, когда они подвергаются допустимой нагрузке, чтобы убедиться, что они функционируют должным образом.
 Это уравнение основано на формуле  Барлоу , которая представляет собой внутреннее давление
 P = \ frac {2S_yt} {d_0}
 для предела текучести  S  y   (в фунтах на кв. Дюйм или МПа), толщина стенки в  t  (в дюймах или миллиметрах) и внешний диаметр  d  0   (в дюймах или миллиметрах).Вы должны использовать формулу Барлоу для внутреннего давления при минимальной текучести, спецификации прочности в соответствии с конструкцией трубы или для предельного давления разрыва.