Калькулятор расчета давления воды в водопроводе

Современные средства

Если нет времени либо вы не склонны к математике, рассчитать расход воды через трубопровод с учётом перепада давления можно, воспользовавшись онлайн калькулятором. Интернет изобилует сайтами с таки инструментарием. Чтобы произвести гидравлический расчёт, необходимо учесть коэффициент потерь. Такой подход предполагает выбор:

• падения напора на погонный метр трубопровода;
• длины участка;
• внутреннего диаметра трубы;
• вида и материала водопроводной системы (пластмасса, железобетон, асбоцемент, чугун, сталь). Современные онлайн калькуляторы учитывают даже, например, меньшую шероховатость пластиковой поверхности по сравнению со стальной;
• способа расчёта сопротивления.

Кроме того, пользователю доступны опции учёта дополнительных характеристик трубопроводов, в частности, таких, как тип покрытия. Например:

• цементно-песчаное, нанесённое различными методами;
• внешнее полимерцементное или пластиковое;
• новые или проработавшие определённый срок трубопроводы с битумным покрытием либо без защитного внутреннего покрытия.

Если расчёт будет сделан правильно, при условии выполнения монтажа с соблюдением всех требований к водопроводу нарекания не возникнут.

Старые таблицы расчета – надежное пособие для современного инженера

Старые советские книги по ремонту, а также журналы и строительству часто публиковали таблицы с расчетами, которые обладают большой точностью, т.к. были выведены путем лабораторных испытаний. Например, в таблице пропускной способности труб указывается значение для трубы диаметром 50 мм – 4 т/ч, для трубы 100 мм – 20 т/ч, для трубы 150 мм – 72,8 т/ч, а для Т.е. можно понять, что пропускная способность трубы в зависимости от диаметра меняется не по арифметической прогрессии, а по другой формуле, в которую входят различные показатели.

Онлайн калькуляторы для расчета также в помощь

Сегодня кроме сложной формы и готовых таблиц, расчет пропускной способности трубопровода можно сделать и с помощью специальных компьютерных программ, которые также используют указанные выше параметры, которые нужно ввести в компьютер.

Специальный калькулятор для расчета можно скачать в интернете, а также воспользоваться различными онлайн ресурсами, которых в Сети сегодня великое множество. Ими можно пользоваться как на платной, а так и на бесплатной основе, но многие из них могут иметь неточности в формулах для расчетов и сложности в использовании.

Например, некоторые калькуляторы предлагает в качестве базовых параметров использовать на выбор либо соотношение диаметр/длина, либо шероховатость/материал. Чтобы знать показатель шероховатости, нужно также обладать специальными знаниями из области инженерии. То же самое можно сказать и о падении напора, который используется онлайн калькулятором при расчетах.

Если вы не знаете, где узнать или как вычислить эти параметры, то лучше для вас обратиться за помощью к специалистам, или воспользоваться онлайн калькулятором для расчета пропускной способности трубы.

8.6Расчет трубопроводов линий форсунок, скиммеров, донного слива.

Теперь подберем диаметры трубопроводов, которыми будем делать обвязку форсунок и скиммеров. Для расчетов будем пользоваться следующей таблицей:

Таблица 8.4. Пропускная способность труб различного диаметра.

Диаметр	Площадь	Пропуск. способность при скорости,м3/час
наруж.,мм	внутр.,мм	внут.сеч.,мм2
0,5 м/с — скорость воды в трубе от переливного лотка
0,8 м/с — скорость воды в трубе коллектора
1,2 м/с — скорость воды в трубе на входе в насос
2,0 м/с — скорость воды при выходе из насоса
2,5 м/с — максимально возможная скорость воды в трубе

Данная таблица предоставляет возможность вычислить диаметры трубы в разных конструктивных применениях и разной требуемой производительности:

Диаметры труб от переливного лотка к коллектору;

Диаметры труб коллектора;

Диаметры всасывающей трубы на подачу в насос;

Диаметр трубы после насоса, фильтров, линии форсунок.

У нас в бассейне присутствует 4-е форсунки и насос производительностью 15м 3 /ч. Т.е. на каждую форсунку приходится почти по 4м 3 /ч. Исходя из производительности насоса, по таблице подберем общую трубу подачи на форсунки. Скорость воды в трубе принимаем 2 м/с и находим значение диаметра трубы при 15м 3 /ч. Если точного значения в таблице нет, то берем ближайшее. В нашем случае подающая труба на форсунки будет диаметром 63 мм, а разветвления на пары форсунок пойдут диаметром 50мм.

Рис 8.11. Соединение форсуночной линии.

Для соединения форсунок нам понадобятся следующие материалы:

Уголок 50мм-90 0 — 6шт.

Тройник 50мм — 2шт.

Тройник 63мм — 1шт.

Редукция короткая 63-50мм — 2шт.

— труба 63мм — 6 м. (определяется по расстоянию от центра

длинного борта до техпомещения.)

Труба 50мм — 12м. (суммируем все отрезки трубы 50мм

согласно вычисленному расположению форсунок.)

Для подключения донного слива обычно достаточно трубы диаметром, как и диаметр выпускного отверстия самого донного слива (для частных бассейнов это 2?» и соответственно труба D=63мм). Если же донных сливов два, то их нужно соединить в трубу D=90мм.

Рис. 8.12 Подключение донных сливов.

В нашем случае донный слив один. Поэтому для его подключения достаточно следующих материалов:

Муфта с н.р. 63-2?» — 1шт.

Труба 63мм — 2м.

Теперь определим, какой трубой подключаются скиммера. В скиммерах обычно бывают отверстия с подключением 1,5?» или 2?». Скиммера в бассейне в режиме фильтрации забирают где-то 70-90% от общего потока, который всасывает насос, а остальное приходится на донный слив. Поэтому необходимо ориентироваться по табличке. Смотрим графу со скоростью потока 1,2 м/с (скорость воды на входе в насос) и выбираем диаметр трубы с производительностью 15м 3 /ч-30%=10м 3 /ч. В нашем случае будет достаточно трубы диаметром D=63мм, но идеально было бы поставить трубу D=75мм.

Рис 8.13 обвязка скиммеров.

Для обвязки скиммеров нам понадобятся следующие материалы:

Муфта с н.р. 50-2?» — 2шт.

Угол 50-90 0 — 2шт.

Тройник 63 — 1шт.

Редукция 63-50 — 2шт.

Труба 50мм — 6м.

Расчет проходимости

В общем случае для грубого расчета необходимого внутреннего диаметра трубы существует несложная формула:

Формула расчета внутреннего диаметра полипропиленовой трубы

В ней Qобщ — суммарный пиковый расход воды, число Pi принимается равным 3,14, а V — скорость движения воды по трубам. Значение последнего параметра берется для толстых труб в 1,5-2 метра в секунду, для тонких 0,7-1,2. Разница связана с тем, что тем меньше диаметр трубы — тем больше у этой трубы соотношение поверхность/просвет. Попросту говоря, в тоненькой трубе большая часть проходящего через нее объема воды будет тормозиться о стенки.

Полипропиленовые трубы диаметры 10-25 миллиметров подбираются исходя из меньшего значения скорости, трубы полипропиленовые диаметры 32 миллиметра и выше — по большему значению V.

В каждой группе стоит ориентироваться на максимальное значение скорости, поскольку у полипропилена очень гладкая поверхность. Применительно к водопроводу это означает минимальные потери на трение воды о стенки.

Точный расчет проходимости и диаметра трубы важны в том случае, если проектируется прежде всего система водоснабжения многоквартирного дома. Если использовать трубу диаметром меньше необходимого — то в вечерние часы, в пик потребления воды верхние этажи просто останутся без нее.

Как видите, из полипропиленовой трубы делают и стояки водоснабжения

Разумеется, всегда есть соблазн перестраховаться и взять трубу диаметром значительно больше расчетного. Но здесь не стоит забывать про экономическую составляющую проекта: тем больше диаметр полипропиленовых труб для водоснабжения, тем больше и их стоимость. Добавьте к этому более дорогие фитинги для полипропиленовых труб — и получим в результате весьма значительные расходы, которых легко можно избежать.

Трубы полипропиленовые большого диаметра не используются там, где можно обойтись меньшими, в силу еще одной причины, опять-таки связанной с экономией. Вспомните, как вы умываетесь утром. Зачастую приходится долго сливать воду из крана, прежде чем она станет горячей, верно? И это количество тем больше, чем больше диаметр трубы. В отсутствие водоразбора все тепло горячей воды, заполняющей трубу, бесполезно рассеивается в атмосфере.

Если при монтаже стояка водоснабжения используются полипропиленовые трубы — внутренний диаметр их, как правило, берется около 25 миллиметров для пятиэтажных домов и 32-х — для девяти — шестнадцатиэтажек. Впрочем, при выборе диаметра используется обычно точный подсчет количества сантехнических приборов.

Трубы полипропиленовые больших диаметров обычно используются для подвода холодной воды к одному или нескольким домам. На теплотрассы полипропилен не ставят никогда: слишком высока температура воды на подающем трубопроводе. Да и при испытаниях трасс на плотность подвергать сравнительно мягкий полипропилен огромному давлению — значит искать приключений на свою пятую точку.

С холодной водой таких опасностей нет: температура постоянно низкая, давление сравнительно невелико, поэтому последнее время коммунальники постепенно отказываются от магистралей из чугуна и стали в пользу нового материала. Трубы полипропиленовые диаметром 500  миллиметров и даже больше уже часто можно встретить в трубопроводах, снабжающих водой целые микрорайоны.

Полипропиленовые трубы бываю и такими

Частный дом или квартира

Однако если вы проектируете водопровод для небольшого частного дома или своей квартиры — сложный расчет вам  ни к чему. Количество точек водоразбора невелико, а разница в цене между трубами разных диаметров при небольшом объеме закупки не подорвет даже скромный бюджет.

Посмотрите в корпус смесителя. Видите, через какие тонкие отверстия вода попадает в раковину? Трубы полипропиленовые внутренний диаметр должны иметь всего-то достаточный, чтобы узким местом водопровода были те самые дырочки в смесителе. Вспомните: проходимость трубы равна проходимости самого узкого ее места.

Именно поэтому владельцы домов и квартир, не тратя времени на сложные расчеты, просто покупают и ставят себе полипропиленовые трубы диаметр 20 мм. При любом разумном количестве умывальников, раковин, ванн и биде этого хватит за глаза.

Владельцы квартир редко ломают голову над выбором нужного диаметра трубы

Заключение

Как видите, диаметры труб полипропиленовых подбираются без особой сложности. В большинстве случаев достаточно просто взять самую дешевую трубу — и вперед, творить и созидать

Удачи в ремонте!

Как рассчитать стенки трубы по давлению

Точный расчёт данного показателя стальных труб, которые работают под воздействием избыточного внутреннего давления, включает два этапа. Сначала вычисляется так называемая расчётная толщина стенки. Затем к полученному числу прибавляется толщина износа от коррозии.

Расчет давления необходим для подбора толщины стенок трубы

Таким образом, обобщённая формула для расчёта толщины стенок выглядит следующим образом:

Т= РТС+ПК,

где: Т – искомый параметр – толщина стенок; РТС – расчётная толщина стенок; ПК — прибавка на коррозионный износ.

Расчётную толщину стенки в зависимости от давления вычисляем по следующей формуле:

РТС = ВИДxДнар/230xДРxКПШ+Р ,

где: ВИД – внутреннее избыточное давление; Днар. – наружный диаметр трубы; ДР — допустимое напряжение на разрыв; КПШ – коэффициент прочности шва. Его значение зависит от технологии изготовления труб. На завершающем этапе расчета стенки трубы по давлению прибавляем к РТС значение параметра ПК. Берётся оно из справочника.

Параметр номинального давления PN

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

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

Пропускная способность трубопровода.

Такая характеристика как пропускная способность трубопровода зависит от нескольких факторов. Прежде всего, это диаметр трубы, а также тип жидкости, и другие показатели.

Для гидравлического расчета трубопровода вы можете воспользоваться калькулятором гидравлического расчета трубопровода.

При расчете любых систем, основанных на циркуляции жидкости по трубам, возникает необходимость точного определения пропускной способности труб. Это метрическая величина, которая характеризует количество жидкости, протекающее по трубам за определенный промежуток времени. Данный показатель напрямую связан с материалом, из которого изготовлены трубы.

Если взять, к примеру, трубы из пластика, то они отличаются практически одинаковой пропускной способностью на протяжении всего срока эксплуатации. Пластик, в отличие от металла, не склонен к возникновению коррозии, поэтому постепенного нарастания отложений в нем не наблюдается.

Что касается труб из металла, то их пропускная способность уменьшается год за годом. Из-за появления ржавчины происходит отслойка материала внутри труб. Это приводит к шероховатости поверхности и образованию еще большего налета. Особенно быстро этот процесс происходит в трубах с горячей водой.

Далее приведена таблица приближенных значений которая создана для облегчения определения пропускной способности труб внутриквартирной разводки. В данной таблице не учтено уменьшение пропускной способности за счет появления осадочных наростов внутри трубы.

Таблица пропускной способности труб для жидкостей, газа, водяного пара.

Вода городского водопровода

Вода трубопроводной магистрали

Вода системы центрального отопления

Вода напорной системы в линии трубопровода

Масло линии трубопровода

Масло в напорной системе линии трубопровода

Пар в отопительной системе

Пар системы центрального трубопровода

Пар в отопительной системе с высокой температурой

Воздух и газ в центральной системе трубопровода

Чаще всего, в качестве теплоносителя используется обычная вода. От ее качества зависит скорость уменьшения пропускной способности в трубах. Чем выше качество теплоносителя, тем дольше прослужит трубопровод из любого материала (сталь чугун, медь или пластик).

Расчет пропускной способности труб.

Для точных и профессиональных расчетов необходимо использовать следующие показатели:

• Материал, из которого изготовлены трубы и другие элементы системы;
• Длина трубопровода
• Количество точек водопотребления (для системы подачи воды)

Наиболее популярные способы расчета:

1. Формула. Достаточно сложная формула, которая понятна лишь профессионалам, учитывает сразу несколько значений

Основные параметры, которые принимаются во внимание – материал труб (шероховатость поверхности) и их уклон

2. Таблица. Это более простой способ, по которому каждый желающий может определить пропускную способность трубопровода. Примером может послужить инженерная таблица Ф. Шевелева, по которой можно узнать пропускную способность, исходя из материала трубы.

3. Компьютерная программа. Одну из таких программ легко можно найти и скачать в сети Интернет. Она разработана специально для того, чтоб определить пропускную способность для труб любого контура. Для того что узнать значение, необходимо ввести в программу исходные данные, такие как материал, длина труб, качество теплоносителя и т.д.

Следует сказать, что последний способ, хоть и является самым точным, не подходит для расчетов простых бытовых систем. Он достаточно сложен, и требует знания значений самых различных показателей. Для расчета простой системы в частном доме лучше воспользоваться таблицами.

Пример расчета пропускной способности трубопровода.

Длина трубопровода – важный показатель при расчете пропускной способности Протяженность магистрали оказывает существенное влияние на показатели пропускной способности. Чем большее расстояние проходит вода, тем меньшее давление она создает в трубах, а значит, скорость потока уменьшается.

Приводим несколько примеров. Опираясь на таблицы, разработанные инженерами для этих целей.

Пропускная способность труб:

• 0,182 т/ч при диаметре 15 мм
• 0,65 т/ч с диаметром трубы 25 мм
• 4 т/ч при диаметре 50 мм

Как можно увидеть из приведенных примеров, больший диаметр увеличивает скорость потока. Если диаметр увеличить в 2 раза, то пропускная способность тоже возрастет. Эту зависимость обязательно учитывают при монтаже любой жидкостной системы, будь то водопровод, водоотведение или теплоснабжение. Особенно это касается отопительных систем, так как в большинстве случаев они являются замкнутыми, и от равномерной циркуляции жидкости зависит теплоснабжение в здании.

Расчет самотечной канализации: основные показатели

Название «самотечная канализация» подразумевает, что удаляемые воды проходят по ней самотеком, а не под напором. Вот почему расчет самотечной канализации предполагает, в первую очередь, укладку трубопроводов таким образом, чтобы был обеспечен необходимый уклон. Также есть другие нюансы, которые проектировщики обязаны соблюсти – наполнение труб, их сечение и скорость движения сбросов. В первую очередь специалиста интересует минимальный уклон трубопровода, хотя, разумеется, это не единственный аспект, который влияет на общую конструкцию системы. Уклон диктует и монтажные особенности канализации:

• на какой глубине будут проложены трубы;
• каково сечение трубопровода для каждого сегмента;
• как будут размещены сантехнические элементы.

Основные эксплуатационные свойства:

• с какой скоростью движутся сточные воды;
• наполнение трубопровода.

Давление и диаметр трубы

Правильное определение сечения труб не менее важно, чем их выбор по материалу изготовления. При некорректном расчёте диаметра и давления, в трубе возникнет турбулентность воздуха, в ней присутствующем, и в потоке воды

Из-за этого движение жидкости по трубе будет сопровождаться повышенным шумом, а на внутренней поверхности ветки водоснабжения сформируется большое количество известковых отложений. Кроме того, следует помнить, что существование зависимости давления от диаметра трубы может негативно отразиться на пропускной способности водопровода. На практике, многие обитатели квартир и домов сталкивались с ситуацией, когда при одновременном включении нескольких кранов напор воды резко падал. Возникает эта неприятность по двум причинам: когда давление упало во всей системе и при заниженном диаметре подключённых труб.

От диаметра трубы зависит пропускная способность водопроводной сети

Ниже приведена таблица для максимального расчётного расхода воды через трубопроводы наиболее распространённых диаметров при различном значении давления.

Таблица 1

Расход	Пропускная способность. Единица измерения – кг/час
Ду трубы	100	80	65	50	40	32	25	20	15
мбар/м	Па/м	0,3 м/сек	0,15 м/сек	<0,15 м/сек
3,00	300	56160	27900	18000	8892	4680	3078	1415	767	331
2,80	280	54360	26928	17338	8568	4356	2970	1364	742	317
2,60	260	52200	25920	16740	8244	4356	2855	1310	713	306
2,40	240	50400	24876	16056	7920	4176	2740	1256	680	288
2,20	220	47880	23760	15336	7560	3996	2617	1202	652	281
2,00	200	45720	22644	14580	7200	3780	2488	1151	619	266
1,80	180	43200	21420	13824	6804	3589	2354	1080	583	252
1,60	160	40680	20160	12996	6408	3373	2210	1015	547	234
1,40	140	38160	18792	12132	5976	3143	2059	943	511	220
1,20	120	35100	17352	11196	5508	2898	1897	871	472	102
1,00	100	31932	15768	10152	5004	2632	1724	788	425	184
0,975	97,5	31500	15552	10044	4932	2596	1699	778	421	180
0,950	95,0	31104	15372	9900	4860	2560	1678	767	414	176
0,925	92,5	30672	15156	9756	4788	2524	1652	756	407	176
0,900	90,0	30240	14940	9612	4716	2488	1627	745	403	173

В большинстве стояках среднее значение давления находится в диапазоне атмосфер.

Снижение давления и расчет гидросопротивления

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

Dp=l·(ld₁)·(r/2)·v?

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

Гидравлическое сопротивление образуется под воздействием 2-х основных факторов:

• сопротивление трения;
• местное сопротивление.

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

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

Потери при трении рассчитываются путем подстановки данных:

H_Т=[(l·l)/d_э]·[w2/(2g)]

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

Гидравлический расчет простых безнапорных сетей

Такой расчет с их частичным (0,5-0,8) наполнением заключается в вычислении диаметра, угла наклона и скорости транспортировки сред, влияющий на расход жидкости, для его определения используется формула:

Шези:

где q — расчетный расход;

; — площадь живого сечения;

v — скорость;

С – коэффициент Шези;

   — гидравлический радиус;

  ; — смоченный периметр;

 i = hlL — уклон лотка;

 hl — падение лотка на длине L.
В уравнении Шези гидроуклон L соответствует наклону лотка i, что определяется равномерным движением воды.

Для вычисления коэффициента Шези используется уравнение Н. Н. Павловского (при 0,1

где y — степень, определяемая путем подстановки данных:

где n — коэффициент шероховатости, определяемый стенками материала.
Для приблизительного вычисления параметров по формуле Н. Н. Павловского, служат следующие уравнения:

при y = 1/6 формула для С (коэффициента Шези) известна под названием формулы Маннинга, справедливой для турбулентного режима жидких сред.

Предельный уровень расхода жидкости достигается при заполнении h/d=0,95. Для исключения подтопления, наполнение бытовых трубопроводов принимают за 0,8. Для вычисления максимальных значений степени заполнения, служат следующие табличные данные:

Путем подстановки в формулу Шези параметра минимальной скорости, получится предельно низкий уровень наклона, обеспечивающего очищение трубопроводной сети. Минимальный диаметр и уклон водоотводящих магистралей приведен в табличных данных:

При содержании абразивных материалов, уровень истирания пропорционален скорости транспортируемых сред. На практике установлена скорость потока для неметаллических трубопроводов 4 м/с и 8 м/с для изделий из металла.

Минимальный уклон рассчитывается по формуле:

 

При проектировании водоотводящих сетей, специалисты руководствуются графиками, таблицами и диаграммами.