Расчёт расхода газа через трубу
Расчёт расхода газа через трубу
Где А – площадь сечения потока воды,
Как посчитать пропускную способность трубы для разных систем – примеры и правила
Прокладка трубопровода – дело не очень сложное, но достаточно хлопотное. Одной из самых сложных проблем при этом является расчет пропускной способности трубы, которая напрямую влияет на эффективность и работоспособность конструкции. В данной статье речь пойдет о том, как рассчитывается пропускная способность трубы.
Пропускная способность – это один из важнейших показателей любой трубы. Несмотря на это, в маркировке трубы этот показатель указывается редко, да и смысла в этом немного, ведь пропускная способность зависит не только от габаритов изделия, но и от конструкции трубопровода. Именно поэтому данный показатель приходится рассчитывать самостоятельно.
Программы, помогающие определить параметры трубопровода, — большое подспорье для тех, кто мало знаком с гидравликой. Они созданы на базе действующих нормативов и теоретических формул.
Для чего определяется пропускная способность?
При расчете водопровода стоит задача определить оптимальный диаметр трубы для обеспечения нормативного потребления воды.Если сечение слишком мало, это приводит к недостаточному напору в трубах даже при большом давлении, в результате:- насосное оборудование быстрее изнашивается,
- чаще происходят аварии на линии,
- увеличивается расход энергии.
В гидравлике пропускная способность всей системы рассчитывается по самому узкому месту. Часто трубопроводы сравнивают с электропроводкой, только по трубам бежит вода, а по проводам — электрический ток.
. От этого зависит, из какого материала следует выбрать трубу. Для водопровода сегодня повсеместно применяется пластик и металло-пластик, для отопления металло-пластик и металл, для технических нужд на производстве могут применяться самые различные сплавы. Зная, какая труба выбрана и каков ее внутренний диаметр, можно приступать к выполнению расчета.
Измерение пропускной способности
Измерение пропускной способности – достаточно важная операция. Она осуществляется для того, чтобы узнать точную скорость интернет-соединения. Измерение можно осуществить с помощью следующих действий:- Наиболее простое – емного файла и отправление его на другой конец. Недостатком является то, что невозможно определить точность измерения.
- Кроме того, можно воспользоваться ресурсом speedtest.net. Сервис позволяет измерить ширину интернет-канала, «ведущего» к серверу. Однако для целостного измерения этот способ также не подходит, сервис дает данные обо всей линии до сервера, а не о конкретном канале связи. Кроме того, подвергаемый измерению объект не имеет выхода в глобальную сеть Интернет.
- Оптимальным решением для измерения станет клиент-серверная утилита Iperf. Она позволяет измерить время, количество переданных данных. После завершения операции программа предоставляет пользователю отчет.
При подборе труб Вы можете воспользоваться одним из описанных выше способов, мы подтвердили расчетами их равнозначность.
Как рассчитать пропускную способность трубы
Расчет пропускной способности – одна из самых сложных задач при прокладке трубопровода. В этой статье мы попробуем разобраться с тем, как именно это делается для разных видов трубопроводов и материалов труб.Пропускная способность – важный параметр для любых труб, каналов и прочих наследников римского акведука. Однако, далеко не всегда на упаковке трубы (или на самом изделии) указана пропускная способность. Кроме того, от схемы трубопровода тоже зависит, сколько жидкости пропускает труба через сечение. Как правильно рассчитать пропускную способность трубопроводов?
Методы расчета пропускной способности трубопроводов
Существует несколько методик расчета данного параметра, каждая из которых является подходящей для отдельного случая. Некоторые обозначения, важные при определении пропускной способности трубы:Наружный диаметр – физический размер сечения трубы от одного края внешней стенки до другого. При расчетах обозначается как Дн или Dн. Этот параметр указывают в маркировке.Диаметр условного прохода – приблизительное значение диаметра внутреннего сечения трубы, округленное до целого числа. При расчетах обозначается как Ду или Dу.Физические методы расчета пропускной способности труб
Значения пропускной способности труб определяют по специальным формулам. Для каждого типа изделий – для газо-, водопровода, канализации – способы расчета свои.Табличные методы расчета
Существует таблица приближенных значений, созданная для облегчения определения пропускной способности труб внутриквартирной разводки.В большинстве случаев высокая точность не требуется, поэтому значения можно применять без проведения сложных вычислений.Но в этой таблице не учтено уменьшение пропускной способности за счет появления осадочных наростов внутри трубы, что характерно для старых магистралей.Существует точная таблица расчета пропускной способности, называемая таблицей Шевелева, которая учитывает материал трубы и множество других факторов. Данные таблицы редко используются при прокладке водопровода по квартире, но вот в частном доме с несколькими нестандартными стояками могут пригодиться.Расчет с помощью программ
В распоряжении современных сантехнических фирм имеются специальные компьютерные программы для расчета пропускной способности труб, а также множества других схожих параметров. Кроме того, разработаны онлайн-калькуляторы, которые хоть и менее точны, но зато бесплатны и не требуют установки на ПК.Одна из стационарных программ «TAScope» – творение западных инженеров, которое является условно-бесплатным. В крупных компаниях используют «Гидросистема» – это отечественная программа, рассчитывающая трубы по критериям, влияющим на их эксплуатацию в регионах РФ.Помимо гидравлического расчета, позволяет считать другие параметры трубопроводов. Средняя цена 150 000 рублей.Как рассчитать пропускную способность газовой трубы
Газ – это один из самых сложных материалов для транспортировки, в частности потому, что имеет свойство сжиматься и потому способен утекать через мельчайшие зазоры в трубах. К расчету пропускной способности газовых труб (как и к проектированию газовой системы в целом) предъявляют особые требования.Формула расчета пропускной способности газовой трубы
Максимальная пропускная способность газопроводов определяется по формуле:Qmax = 0.67 Ду2 * pгде p – равно рабочему давлению в системе газопровода + 0,10 мПа или абсолютному давлению газа;Ду – условный проход трубы.Существует сложная формула для расчета пропускной способности газовой трубы. При проведении предварительных расчетов, а также при расчетах бытового газопровода обычно не используется.Qmax = 196,386 Ду2 * p/z*Tгде z – коэффициент сжимаемости;Т- температура перемещаемого газа, К;Согласно этой формуле определяется прямая зависимость температуры перемещаемой среды от давления. Чем выше значение Т, тем больше газ расширяется и давит на стенки.Поэтому инженеры при расчетах крупных магистралей учитывают возможные погодные условия в местности, где проходит трубопровод.Если номинальное значение трубы DN будет меньше давления газа, образующегося при высоких температурах летом (например, при +38…+45 градусов Цельсия), тогда вероятно повреждение магистрали. Это влечет утечку ценного сырья, и создает вероятность взрыва участка трубы.
Таблица пропускных способностей газовых труб в зависимости от давления
Существует таблица расчетов пропускных способностей газопровода для часто применяемых диаметров и номинального рабочего давления труб. Для определения характеристики газовой магистрали нестандартных размеров и давления потребуются инженерные расчеты. Также на давление, скорость движения и объем газа влияет температура наружного воздуха.Максимальная скорость (W) газа в таблице – 25 м/с, а z (коэффициент сжимаемости) равен 1. Температура (Т) равна 20 градусов по шкале Цельсия или 293 по шкале Кельвина.Пропускная способность канализационной трубы
Пропускная способность канализационной трубы – важный параметр, который зависит от типа трубопровода (напорный или безнапорный). Формула расчета основана на законах гидравлики. Помимо трудоемкого расчета, для определения пропускной способности канализации используют таблицы.Формула гидравлического расчета
Для гидравлического расчета канализации требуется определить неизвестные:Кроме того, существует нормированное значение минимального уклона для труб с малым диаметром: 150 мм(i=0.008) и 200 (i=0.007) мм.Формула объемного расхода жидкости выглядит так:где a – это площадь живого сечения потока,v – скорость потока, м/с.Скорость рассчитывается по формуле:где R – это гидравлический радиус;С – коэффициент смачивания;Отсюда можно вывести формулу гидравлического уклона:По ней определяют данный параметр при необходимости расчета.где n – это коэффициент шероховатости, имеющий значения от 0,012 до 0,015 в зависимости от материала трубы.Гидравлический радиус считают равным радиусу обычному, но только при полном заполнении трубы. В остальных случаях используют формулу:где А – это площадь поперечного потока жидкости,P– смоченный периметр, или же поперечная длина внутренней поверхности трубы, которая касается жидкости.
Таблицы пропускной способности безнапорных труб канализации
В таблице учтены все параметры, используемые для выполнения гидравлического расчета. Данные выбирают по значению диаметра трубы и подставляют в формулу. Здесь уже рассчитан объемный расход жидкости q, проходящей через сечение трубы, который можно принять за пропускную способность магистрали.Кроме того, существуют более подробные таблицы Лукиных, содержащие готовые значения пропускной способности для труб разного диаметра от 50 до 2000 мм.Таблицы пропускной способности напорных канализационных систем
В таблицах пропускной способности напорных труб канализации значения зависят от максимальной степени наполнения и расчетной средней скорости сточной воды.Пропускная способность водопроводной трубы
Водопроводные трубы в доме используются чаще всего. А так как на них идёт большая нагрузка, то и расчет пропускной способности водопроводной магистрали становится важным условием надежной эксплуатации.Проходимость трубы в зависимости от диаметра
Диаметр – не самый важный параметр при расчете проходимости трубы, однако тоже влияет на ее значение. Чем больше внутренний диаметр трубы, тем выше проходимость, а также ниже шанс появления засоров и пробок.Однако помимо диаметра нужно учитывать коэффициент трения воды о стенки трубы (табличное значение для каждого материала), протяженность магистрали и разницу давлений жидкости на входе и выходе.Кроме того, на проходимость будет сильно влиять число колен и фитингов в трубопроводе.Таблица пропускной способности труб по температуре теплоносителя
Чем выше температура в трубе, тем ниже её пропускная способность, так как вода расширяется и тем самым создаёт дополнительное трение. Для водопровода это не важно, а в отопительных системах является ключевым параметром.Существует таблица для расчетов по теплоте и теплоносителю.
Для первого трубопровода с расходом Q1 = 18 м 3 /час возможные диаметры составят:
Расчет потерь давления
Рабочее давление в трубопроводе – это на большее избыточное давление, при котором обеспечивается заданный режим технологического процесса. Минимальное и максимальное значения давления, а также физико-химические свойства рабочей среды, являются определяющими параметрами при расчёте расстояния между насосами, перекачивающими носитель, и производственной мощности.Расчет потерь на падение давления в трубопроводе осуществляют по уравнению:
Имеет значение и число точек, работающих синхронно. Как показывает практика, через один кран в доме зачастую вода проходит со скоростью 5л/мин. Исходя из этого, уже определяются нормы потребления.
Капитальный ремонт дома или замена сантехники всегда связаны с укладкой трубопровода. В его проектировании нельзя все делать «на глаз», иначе даже самые несущественные, на первый взгляд, ошибки, часто приводят к серьезным последствиям. Рассмотрим то, что являет собой пропускная способность и способы ее вычисления.Эта величина отображает количество жидкости, газа или воздуха, который способен пройти по трубопроводу того или иного размера за час или секунду.Она позволяет правильно подобрать и установить трубы, учитывая особенности точек водозабора, будь это ванная, посудомоечная машина, система центрального водоснабжения и т.д.От правильно подобранной сантехники зависит срок эксплуатации труб, а также нормальный напор воды после их запуска.Пропускная способность рассчитывается несколькими методами:
- Физический. В зависимости от того, для каких целей предназначен трубопровод, и какие жидкости будут по нему проходить, применяются соответствующие формулы. Применяются усредненные показатели, например, коэффициент шероховатости.
- Табличный. Существуют графики приближенных значений, в которых не учитываются посторонние факторы: зарастание, образование ила.
- Компьютерные программы и онлайн-калькуляторы. Они бесплатны, отлично подходят для просчета параметров эксплуатации труб любого назначения.
- общая площадь, объем и длина трубы;
- пропускная способность в кг/час и кг/сек;
- скорость поступления жидкости в кг/час и кг/сек.
На что влияет диаметр трубы
Это – одна из главных характеристик системы труб, на которую следует обращать внимание при монтаже. Без него не удастся определить пропускную способность и обеспечить нормальную подачу жидкости. Вне зависимости от того, какому материалу вы отдадите предпочтение: пластику или металлу, диаметр все равно будет играть решающую роль.Многие новички, желая сэкономить, покупают трубы меньшего диаметра.Они не задумываются о том, что при прохождении воды через них будут образовывать завихрения (среди профессионалов это явление называется турбулентностью). Возникает мелкая вибрация и повышается уровень шума.Все это медленно, но уверенно приводит к тому, что крепежные элементы, фурнитура и даже сами трубы изнашиваются гораздо быстрее положенного срока.Усредненный показатель прохождения воды в системе центрального водоснабжения, к примеру, составляет 2 м/сек. Но этот параметр может изменяться в зависимости от протяженности водопровода.
- Если давление в нем – бесперебойное, а протяженность колеблется в пределах 10 метров, оптимальный диаметр трубы будет составлять 20 мм. Это правило применимо для частных и многоквартирных домов.
- В трассе с длиной в 20 м и более сечение должно быть более высоким – 25 мм.
- Системы водоснабжения, протяженность которых – 30-50 м, требуют применения труб с сечением 32 мм.
- Водопровод 50-200 м будет долго и надежно функционировать, если установить трубу с диаметром в 50 мм.
- Если предстоит обустроить целую систему многоэтажных зданий или проложить длинную магистраль в частном секторе, внутреннее сечение труб составляет 100 мм.
Когда не следует использовать калькулятор
Существуют некоторые ограничения, которые требуют от трубопровода других, особых характеристик. И расчеты онлайн-калькулятора будут не всегда эффективными. К примеру, если необходимо обеспечить подачу газа и вязких жидкостей. Эти субстанции при транспортировке через трубопровод ведут себя не так, как обычная вода. Анализ поведения газа, нефти и других сред требует отдельного подхода.Если нужно провести гидравлический расчет для большого строения с обилием сантехники, нужно учитывать вероятность одновременной эксплуатации нескольких точек водозабора. Для небольших домов расчеты делаются для максимального потребления всеми приборами, что существенно упрощает проектирование.Факторы, влияющие на пропускную возможность
Согласно бытовой логике, оптимальный расход воды коррелирует с диаметром и давлением. Но на практике дает о себе знать и гидравлическое сопротивление. Иногда оказывается, что поток тормозит из-за трения о стенки. На производительность трубопровода также оказывают влияние такие дополнительные факторы:- уклон трубы, изменяющийся по отношению к уровню грунта;
- материал стенок (пластик и его походные отличаются большей шероховатостью, чем металл);
- количество поворотов и угол их наклона;
- изменения диаметра трубопровода;
- сварные швы, следы от пайки и соединительных элементов;
- срок эксплуатации трубы, наличие ржавчины и отложений извести.
Значения пропускной способности труб определяют по специальным формулам. Для каждого типа изделий – для газо-, водопровода, канализации – способы расчета свои.
Магистральные газопроводы и их охранные зоны
Магистральные газопроводы являются целыми комплексами технических сооружений, основная задача которых – транспортировка газа из места его добычи к распределительным пунктам, а далее к потребителю. В непосредственной близости к городу они переходят в местные. Последние, в свою очередь, служат для распределения газа по городу и доставки в промышленные предприятия.Проектирование и прокладка магистральных коммуникаций должна учитывать объемы газа, мощность работающего с ним оборудования, давления газа и конечно же правила закладки магистральных газопроводов. Расположение магистрального газопровода возле объекта, который требуется газифицировать, вовсе не означает, что врезка будет применена именно к нему.Врезка может быть проложена в нескольких километрах от газифицированного участка. Кроме того, врезка должна учитывать практическую возможность обеспечения потребителя с заданной мощностью и давлением в трубе.Магистральные трубы имеют разную производительность. На неё влияет, прежде всего, топливно-энергетический баланс района, в котором планируется прокладка трубопровода. При этом, необходимо рационально определить годовое количество газа, учитывающее объемы ресурса, на перспективу после начала эксплуатации комплекса.Обычно параметр производительности характеризует количество поступающего за год газа. В течение года этот показатель будет колебаться в сторону уменьшения, из-за неравномерного использования населением газа по сезонам. К тому же на это влияют еще и изменения в температуре внешней среды.
Охранная зона магистрального газопровода подразумевает участок по обе стороны газопровода, ограниченный двумя параллельными линиями. Охранные зоны для магистральных газовых труб обязательны из-за взрывоопасности таких коммуникаций. И потому должна проводиться с учетом необходимого расстояния.Для соблюдения нужной протяженности охранных зон, нужно учесть следующие правила:
- для магистралей высокого давл. I категории – охранная зона составляет 10 м;
- для труб высокого давл. II категории – охранная зона составляет 7 м;
- для магистралей среднего давл. – охранная зона составляет 4 м;
- для труб низкого давл. – охранная зона составляет 2 м.
Обсуждение закрыто.