пример расчета и нюансы монтажа газовой сети
Сегодня наиболее дешевым и доступным видом топлива является газ. Однако пути, подводящие к дому взрывоопасное топливо, следует прокладывать с особой осторожностью и соблюдать все стандарты. Поэтому владельцам загородных домов нужно четко знать, как сделать расчет диаметра газопровода и на что обратить внимание при монтаже.
В представленной нами статье детально описаны способы прокладки труб и подключения их к дому. Мы расскажем о том, какие документы потребуется получить и как проконтролировать монтаж системы. Информация, предложенная нами к ознакомлению, опирается на строительные нормативы.
Содержание статьи:
Зачем газифицировать дом?
Главная причина заключается в дешевизне и удобстве. Сложная экономическая ситуация в стране вынуждает владельцев частных домов подыскивать наиболее доступный вариант обогрева здания. Поэтому совсем неудивительно, что со временем собственники коттеджей приходят к выводу, что нужно .
Да, несомненно, можно обогревать жилье при помощи электричества. Но такое решение довольно дорогостоящее, особенно если нужно отапливать несколько сотен квадратных метров. Да и капризы природы в виде сильного ветра или урагана могут оборвать кабеля и придется неизвестно сколько сидеть без отопления, еды и горячей воды.
Современные газовые магистрали прокладываются с использованием прочных и высококачественных труб и деталей. Поэтому природные катаклизмы вряд ли смогут навредить такой конструкции
Еще одной альтернативой газа является старый и проверенный способ — обогрев при помощи камина или . Основной недостаток такого решения заключается в том, что хранение дров или угля приведет к появлению грязи.
К тому же нужно будет выделять дополнительные квадратные метры для их складирования. Поэтому голубое топливо еще не один год будет занимать лидирующую позицию, а вопрос для подключения частного сектора еще очень долго будет актуален.
Основные разновидности газопроводов
Существует три вида магистралей. Первая — это газопровод низкого давления. Для такой системы максимально допустимое давление составляет 5 кПа. Чаще всего этот тип прокладывается в небольших населенных пунктах. Также он используется для газоснабжения медицинских учреждений, жилых построек, детских и общественных сооружений.
Для второй разновидности — магистрали среднего давления — поток топлива может подаваться с силой до 0,3 МПа. Сфера применения этого типа ограничивается обеспечением газом квартальных и районных регуляторных станций.
Что касается магистрали высокого давления, то она предназначена для подвода топлива к крупным промышленным предприятиям. Для владельцев частных домов такое решение неактуально. Ведь в коттедж газ подается при помощи трубы, давление в которой не превышает отметку 5 кПа.
Прокладка магистрали представляет собой сложный и трудоемкий процесс. Чтобы обезопасить себя и свой дом от утечки газа, необходимо использовать качественную арматуру и следовать рекомендациям специалистов
Подробно о параметрах давления и классификации газопроводных сетей по его значению написано , с содержанием которой мы рекомендуем ознакомиться.
Нормы и стандарты прокладки труб
В жилые здания газ поступает через вводы, идущие от распределяющих топливных станций. Как правило, они устанавливаются на цокольном этаже и дальше прокладываются по лестничным клеткам. Труба, которая подводится к жилому зданию, в обязательном порядке изготавливается бесшовным методом, а толщина ее стенки составляет не менее 3,5 мм.
При она должна располагаться от труб водопровода и теплосети на расстоянии не менее 15 см. В случае с телефонными или электрическими кабелями эта величина увеличивается до полуметра.
Газопровод преимущественно изготавливается из стали. Поэтому, чтобы предотвратить коррозию трубы, она покрывается специальным изолирующим материалом. Благодаря этому конструкция не соприкасается с влажным грунтом.
Прокладывать газопровод в какой-либо жилой комнате категорически запрещается. Он должен быть размещен в отдельном хорошо проветриваемом помещении
Способы монтажа и их особенности
Прокладываться газопровод может различными методами. Это подземный, наземный или подводный монтаж. В зданиях прокладка сети может выполняться скрыто или открыто.
Каждая разновидность имеет свои преимущества и недостатки. Поэтому прежде чем отдавать предпочтение какой-либо из разновидностей, необходимо подробно разобраться во всех ее особенностях.
Преимущества и недостатки подземного метода
Еще совсем недавно при монтаже газопровода преимущественно использовался подземный способ. В этом случае трубы укладываются в предварительно вырытые траншеи. Причем их глубина должна в точности соответствовать величине, указанной в проекте. Сегодня такое решение используется все реже.
Падение спроса связано с дороговизной такого рода прокладки. К тому же рытье ям, куда будут укладываться трубы, займет довольно много времени. В настоящее время инженеры отдают предпочтение бестраншейному способу. Его особенность заключается в использовании оборудования, которое может выполнять горизонтально-направленное бурение.
Благодаря этому стоимость прокладки снижается троекратно, а время, необходимое на организацию магистрали, уменьшается как минимум в два раза.
Горизонтально-направленное бурение позволяет избежать демонтажа автомобильного полотна. К тому же скважина без каких-либо проблем сможет обогнуть какое-либо препятствие, например, уже проложенный трубопровод
Подземный метод освобождает от необходимости восстанавливать зеленые насаждения. Поэтому такого рода решение можно назвать максимально безвредным для окружающей среды. Монтаж этим методом представляет собой бурение пилотной скважины, которая в дальнейшем расширяется до необходимых габаритов.
Далее стенки укрепляются при помощи специального раствора. Чтобы уберечь трубопровод от подземных потоков воды и чрезмерных механических нагрузок, он помещается в защитный футляр. Завершающим этапом является протяжка труб через скважину.
Наружная организация газопровода
Наружный метод используется чаще всего. В этом случае газопровод, как правило, протягивается по двору коттеджа. При этом конструкция должна быть защищена от посторонних лиц. С этой целью трубы располагаются на значительной высоте.
Особое внимание стоит уделить фиксации. Крепления должны быть максимально прочными и надежными, чтобы минимизировать риск падения и, как результат, повреждения газовой трубы.
Заниматься сбором конструкции должны только опытные и квалифицированные специалисты. При этом монтаж должен осуществляться в соответствии со строительными правилами и технической документацией
Наземная и надземная прокладка
По сравнению с подземным способом монтажа наземный будет стоить чуть ли не вполовину дешевле. Но в этом случае нужно уделить особое внимание защите конструкции от воздействия окружающей среды и механических повреждений.
Например, труба должна быть заизолирована, чтобы на нее не попадали атмосферные осадки и были не ощутимы перепады температуры. Причем тип защиты подбирается в зависимости от климатических условий региона.
Чтобы не допустить самовольного подключения к магистрали, необходимо позаботиться об охране. Ведь из-за того, что труба лежит на специальных опорах на земле, к ней без проблем могут получить доступ третьи лица. Поэтому в отличие от подземной прокладки такое решение менее надежно.
Наземный газопровод станет идеальным решением для хорошо охраняемых частных домов и коттеджей. Особенно если проложить трубы под землей невозможно из-за довольно густой сети инженерных коммуникаций
Какой способ монтажа газопровода лучше?
Отдавать предпочтение тому или иному решению необходимо в зависимости от климата региона, где будут проводиться работы, плотности застройки и характеристик грунта. Соответственно, однозначного ответа просто-напросто нет.
Чтобы определиться с тем, какой способ монтажа лучше выбрать, следует учесть следующие рекомендации:
- Если грунт на участке отличается высокой коррозионной агрессивностью, то наиболее правильным решением будет монтаж газопровода наземным методом.
- При пересечение трубопроводом дороги экономически выгодным является комбинированный вариант. То есть в районе автополотна труба должна располагаться над землей, а на загородном участке – прокладываться в траншеях.
- В случае прокладки трубопровода через соседние участки рекомендуется выбрать наземный (открытый) метод.
- При прохождении газопроводной ветки по участку с разветвленной системой ЛЭП разумным решением будет скрытый монтаж магистрали.
Способ прокладки напрямую влияет на материал, из которого должен изготавливаться трубопровод. Вопрос, связанный с тем, какую трубу и арматуру использовать в том или ином случае, будет рассмотрен далее.
Какие документы понадобятся?
Прежде чем приступать непосредственно к монтажу, придется заняться сбором необходимых бумаг. Чтобы сделать это в максимально сжатые сроки, необходимо сразу приготовить паспорт, а также документацию, которая подтверждает владение участком и расположенным на нем домом.
Следующий этап заключается в подаче заявления в соответствующую службу. В нем изъявляется желание газифицировать дом. Сотрудники выдадут бланк, где перечислены все .
Выданный газовой службой документ заполняет специалист, занимающийся составлением проекта. Выбирайте квалифицированного проектировщика. Ведь от его компетентности зависит результат работы и безопасность жильцов
Согласно проекту проводится монтаж газовой сети. Иногда трубы прокладываются через участки соседей. В этом случае необходимо запросить у них письменное разрешение на проведение такого рода работ.
Помимо перечисленных выше бумаг, также нужно будет получить следующие документы:
- акт ввода оборудования, работающего на газу, в эксплуатацию;
- договор о составлении технической документации и проведении работ;
- разрешение на поставку природного газа и оплату этой услуги;
- документ об установке оборудования и газификации дома.
Также потребуется обследование дымохода. После этого специалисты выдадут соответствующий акт. Последний документ — разрешение на газификацию частного дома — выдается местной архитектурно-планировочной компанией.
Как рассчитать диаметр газопровода?
При составлении проекта особое внимание уделяется диаметру трубы. Делать это будет проектировщик, используя сложные формулы или программу.
Чтобы не забивать себе голову разнообразными формулами, хорошим выбором будет воспользоваться одной из специализированных программ. Благо таких ПО в интернете полным-полно. Пользоваться калькуляторами проще простого — нужно лишь заполнить поля соответствующей информацией.
Чтобы определить оптимальный диаметр газопроводной магистрали, можно воспользоваться таблицей. Для получения необходимого значения нужно лишь выбрать необходимую величину расхода топлива
Стандартные расценки на подключение частного домохозяйства к магистральному газу . Владельцам загородных участков стоит знать, “во что обойдется” газификация.
Выбор труб и крепежных элементов
Так как магистраль с голубым топливом является объектом повышенной опасности, вся используемая арматура должна иметь необходимые сертификаты качества. В противном случае комиссия, проводящая финальную проверку, не позволит, чтобы дом с такими трубами был газифицирован.
Нюансы выбора материала
Материал труб подбирается в зависимости от метода прокладки трубопровода. Наибольшим спросом пользуются изделия из полиэтилена и стали. Главное преимущество последней разновидности заключается в универсальности. Ведь стальные трубы можно использовать как для подземной, так и для наружной прокладки. Но такое решение будет стоить дороже.
Полимерный трубопровод можно использовать только для скрытого монтажа. Это связано с тем, что под воздействием солнца материал разлагается и быстро теряет свои свойства
Что касается крепежных элементов, то для монтажа понадобятся уголки, муфты, тройники, крестовины, заглушки и переходники. Как правило, они изготавливаются из чугуна, стали или полиэтилена.
Также не стоит медлить с установкой счетчика. Ведь он позволит значительно сократить расходы.
Преимущества полиэтиленовых труб
Прежде всего, такая арматура не ржавеет со временем. Поэтому она позволяет сэкономить на обслуживании и ремонте трубопровода. Благодаря особой технологии производства полиэтиленовые изделия имеют абсолютно гладкую внутреннюю поверхность. Как результат, скорость потока топлива никоим образом не замедляется.
Одним из главных преимуществ полимерных труб является их безопасность. В них не появится никаких блуждающих токов, из-за которых может взорваться газ. Так что в случае подземной прокладки нет никакой необходимости использовать специальный дорогой футляр.
Если сравнивать вес стальной трубы и полимерной, то последний вид легче в целых 7 раз. Такое свойство позволяет значительно удешевить строительство, потому как не нужно привлекать технику, обладающую повышенной грузоподъемностью.
Полиэтиленовый трубопровод при соблюдении всех стандартов прослужит не менее полувека. Причем со временем его эксплуатационные характеристики никоим образом не ухудшатся
Трубы, изготовленные из полиэтилена, благодаря своей гибкости заслужили уважение специалистов. За счет этого монтаж методом горизонтально-направленного бурения не вызовет никаких сложностей или проблем. Такое решение особенно актуально, когда скважина имеет неровную форму или при ее создании были обнаружены какие-либо препятствия.
Когда стоит отказаться от полимера?
В некоторых случаях полиэтиленовые изделия будут плохим выбором. К ограничивающим условиям относят ситуацию, когда температура грунта в зимнее время года может опускаться ниже -15 градусов.
От пластикового трубопровода стоит отказаться в регионах, где есть риск возникновения землетрясения магнитудой больше 7 балов по шкале Рихтера
Использование полимерной арматуры также запрещается в следующих ситуациях:
- по трубопроводу будет подавать сжиженный углеводород;
- был выбран открытый способ монтажа;
- если газовая магистраль проходит над какими-либо преградами (железная дорога или автомобильная трасса).
После того как все необходимые изделия были куплены, а документы собраны, можно разбираться с особенностями прокладки магистрали с голубым топливом.
Порядок прокладки газопровода
Вопреки тому, что монтажом труб должны заниматься исключительно профессионалы, имеющие необходимую квалификацию, каждый владелец частного дома должен подробно ознакомиться с порядком проведения работ. Это позволит избежать неприятностей и появления незапланированных финансовых трат.
Монтаж стояка и подготовка помещения
Если частный дом газифицируется с целью организации отопления, то нужно позаботиться об обустройстве помещения. Комната со всем оборудованием должна быть отдельной и иметь довольно хорошую вентиляцию. Ведь природный газ не только взрывоопасен, но и токсичен для организма человека.
В котельной обязательно должно быть окно. Это обеспечит возможность в любой момент проветривать помещение, что позволит избежать отравления парами топлива
Что касается габаритов, то высота потолков в комнате должна составлять не меньше 2,2 м. Для кухни, где будет установлена плита с двумя конфорками, будет достаточно площади 8 м2, а для четырехконфорочной модели — 15 м2.
Если для обогрева дома будет использоваться оборудование мощностью более 30 кВт, то котельная должна быть вынесена за пределы дома и представлять собой отдельно стоящее здание.
Газ подводится в коттедж посредством устройства ввода, представляющего собой отверстие над фундаментом. Он оборудуется особым футляром, через который проходит труба. Один ее конец подсоединяется к стояку, а второй является частью внутренней системы подачи газа.
Монтаж стояка осуществляется точно вертикально и конструкция должна быть удалена от стены на расстояние не менее 15 см. Закрепить арматуру можно при помощи специальных крючков.
Тонкости сооружения внутренней системы
В процессе установки трубопровода в стене все его детали должны быть пропущены через гильзы. При этом всю конструкцию необходимо покрыть масляной краской. Свободное пространство, присутствующее между трубой и гильзой, заполняется при помощи просмоленной пакли и битума.
Необходимо добиться того, чтобы во время монтажа трубопровода использовалось как можно меньше резьбовых и сварных соединений. Такой подход позволит сделать всю конструкцию максимально надежной. Соответственно, для этого нужно подбирать трубы максимальной длины
Каждый из узлов собирается внизу, а на высоте проводится только крепеж заранее подготовительных компонентов. Если диаметр труб не превышает 4 см, то их можно крепить при помощи хомутов или крючков. Для всех остальных рекомендуется применять кронштейны или подвески.
Сварка, сборка и правила приема
Со спецификой организации автономного газового отопления ознакомит , детально разбирающая варианты отопительных агрегатов. Самостоятельным мастерам пригодятся , приведенные в рекомендуемом нами материале.
Все составляющие трубопровода соединяется между собой посредством сварки. При этом шов должен быть качественным и надежным. Чтобы добиться этого, необходимо предварительно выровнять конец трубы и зачистить около 1 см с каждой ее стороны.
Что касается сборки резьбовых соединений, то для этого нужно пользоваться особой методикой. Сперва стык обрабатывается при помощи белил. Следующий этап заключается в намотке длинноволокнистого льна или специальной ленты. Только после этого можно закручивать резьбовое соединение.
Как только мастера закончат работу, в дом должна приехать комиссия. Ею проводится и проверка качества монтажа. Причем в обязательном порядке владельца инструктируют по правилам использования газопроводом. Также сотрудники расскажут, как правильно эксплуатировать оборудование, потребляющее голубое топливо.
Выводы и полезное видео по теме
Видео #1. Все о газификации частного дома:
Видео #2. Основные этапы монтажа:
Прокладка газовой магистрали к частному дому — это трудоемкий и ответственный процесс. Ведь от качества проведения работ напрямую зависит безупречность подачи и безопасность жильцов. Поэтому лучше доверить выполнение расчетов и сам монтаж высококвалифицированным и опытным сотрудникам.
Оставляйте, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке. Расскажите о том, как подключали ваш или соседский дом к магистральному газоснабжению. Задавайте вопросы по спорным моментам, публикуйте фото с процессом прокладки труб или подключением оборудования.
Содержание:
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.
Способы расчета пропускной способности трубопровода
- Внешний диаметр. Данный показатель выражается в расстоянии от одной стороны наружной стенки до другой стороны. В расчетах этот параметр имеет обозначение Дн. Внешний диаметр труб всегда отображается в маркировке.
- Диаметр условного прохода. Это значение определяется как диаметр внутреннего сечения, который округляется до целых чисел. При расчете величина условного прохода отображается как Ду.
Расчет проходимости трубы может осуществляться по одному из методов, выбирать который необходимо в зависимости от конкретных условий прокладки трубопровода:
- Физические расчеты. В данном случае используется формула пропускной способности трубы, позволяющая учесть каждый показатель конструкции. На выборе формулы влияет тип и назначение трубопровода – например, для канализационных систем есть свой набор формул, как и для остальных видов конструкций.
- Табличные расчеты. Подобрать оптимальную величину проходимости можно при помощи таблицы с примерными значениями, которая чаще всего используется для обустройства разводки в квартире. Значения, указанные в таблице, довольно размыты, но это не мешает использовать их в расчетах. Единственный недостаток табличного метода заключается в том, что в нем рассчитывается пропускная способность трубы в зависимости от диаметра, но не учитываются изменения последнего вследствие отложений, поэтому для магистралей, подверженных возникновению наростов, такой расчет будет не лучшим выбором. Чтобы получить точные результаты, можно воспользоваться таблицей Шевелева, учитывающей практически все факторы, воздействующие на трубы. Такая таблица отлично подходит для монтажа магистралей на отдельных земельных участках.
- Расчет при помощи программ. Многие фирмы, специализирующиеся на прокладке трубопроводов, используют в своей деятельности компьютерные программы, позволяющие точно рассчитать не только пропускную способность труб, но и массу других показателей. Для самостоятельных расчетов можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, которые, хоть и имеют несколько большую погрешность, доступны в бесплатном режиме. Хорошим вариантом большой условно-бесплатной программы является «TAScope», а на отечественном пространстве самой популярной является «Гидросистема», которая учитывает еще и нюансы монтажа трубопроводов в зависимости от региона.
Расчет пропускной способности газопроводов
Проектирование газопровода требует достаточно высокой точности – газ имеет очень большой коэффициент сжатия, из-за которого возможны утечки даже через микротрещины, не говоря уже о серьезных разрывах. Именно поэтому правильный расчет пропускной способности трубы, по которой будет транспортироваться газ, очень важен.
Если речь идет о транспортировке газа, то пропускная способность трубопроводов в зависимости от диаметра будет рассчитываться по следующей формуле:
Где р – величина рабочего давления в трубопроводе, к которой прибавляется 0,10 МПа;
Ду – величина условного прохода трубы.
Указанная выше формула расчета пропускной способности трубы по диаметру позволяет создать систему, которая будет работать в бытовых условиях.
В промышленном строительстве и при выполнении профессиональных расчетов применяется формула иного вида:
- Qmax = 196,386 Ду2 * p/z*T,
Где z – коэффициент сжатия транспортируемой среды;
Т – температура транспортируемого газа (К).
Эта формула позволяет определить степень разогрева транспортируемого вещества в зависимости от давления. Увеличение температуры приводит к расширению газа, в результате чего давление на стенки трубы повышается (прочитайте: «Почему возникает потеря давления в трубопроводе и как этого можно избежать»).
Чтобы избежать проблем, профессионалам приходится учитывать при расчете трубопровода еще и климатические условия в том регионе, где он будет проходить. Если наружный диаметр трубы окажется меньше, чем давление газа в системе, то трубопровод с очень большой вероятностью будет поврежден в процессе эксплуатации, в результате чего произойдет потеря транспортируемого вещества и повысится риск взрыва на ослабленном отрезке трубы.
При большой необходимости можно определить проходимость газовой трубы с помощью таблицы, в которой описана взаимозависимость между наиболее распространенными диаметрами труб и рабочим уровнем давления в них. По большому счету, у таблиц есть тот же недостаток, который имеет рассчитанная по диаметру пропускная способность трубопровода, а именно – невозможность учесть воздействие внешних факторов.
Расчет пропускной способности канализационных труб
При проектировании канализационной системы нужно в обязательном порядке рассчитывать пропускную способность трубопровода, которая напрямую зависит от его вида (канализационные системы бывают напорными и безнапорными). Для осуществления расчетов используются гидравлические законы. Сами расчеты могут проводиться как при помощи формул, так и посредством соответствующих таблиц.
Для гидравлического расчета канализационной системы требуются следующие показатели:
- Диаметр труб – Ду;
- Средняя скорость движения веществ – v;
- Величина гидравлического уклона – I;
- Степень наполнения – h/Ду.
Как правило, при проведении расчетов вычисляются только два последних параметра – остальные после этого можно будет определить без особых проблем. Величина гидравлического уклона обычно равна уклону земли, который обеспечит движение стоков со скоростью, необходимой для самоочищения системы.
Скорость и предельный уровень наполнения бытовой канализации определяются по таблице, которую можно выписать так:
- 150-250 мм — h/Ду составляет 0,6, а скорость – 0,7 м/с.
- Диаметр 300-400 мм — h/Ду составляет 0,7, скорость – 0,8 м/с.
- Диаметр 450-500 мм — h/Ду составляет 0,75, скорость – 0,9 м/с.
- Диаметр 600-800 мм — h/Ду составляет 0,75, скорость – 1 м/с.
- Диаметр 900+ мм — h/Ду составляет 0,8, скорость – 1,15 м/с.
Для изделия с небольшим сечением имеются нормативные показатели минимальной величины уклона трубопровода:
- При диаметре 150 мм уклон не должен быть менее 0,008 мм;
- При диаметре 200 мм уклон не должен быть менее 0,007 мм.
Для расчета объема стоков используется следующая формула:
Где а – площадь живого сечения потока;
v – скорость транспортировки стоков.
Определить скорость транспортировки вещества можно по такой формуле:
где R – величина гидравлического радиуса,
С – коэффициент смачивания;
i – степень уклона конструкции.
Из предыдущей формулы можно вывести следующую, которая позволит определить значение гидравлического уклона:
Чтобы вычислить коэффициент смачивания, используется формула такого вида:
Где n – коэффициент, учитывающий степень шероховатости, который варьируется в пределах от 0,012 до 0,015 (зависит от материала изготовления трубы).
Значение R обычно приравнивают к обычному радиусу, но это актуально лишь в том случае, если труба заполняется полностью.
Для других ситуаций используется простая формула:
Где А – площадь сечения потока воды,
Р – длина внутренней части трубы, находящейся в непосредственном контакте с жидкостью.
Табличный расчет канализационных труб
Определять проходимость труб канализационной системы можно и при помощи таблиц, причем расчеты будут напрямую зависеть от типа системы:
- Безнапорная канализация. Для расчета безнапорных канализационных систем используются таблицы, содержащие в себе все необходимые показатели. Зная диаметр устанавливаемых труб, можно подобрать в зависимости от него все остальные параметры и подставить их в формулу (прочитайте также: «Как выполняется расчет диаметра трубопровода – теория и практика из опыта»). Кроме того, в таблице указан объем проходящей через трубу жидкости, который всегда совпадает с проходимостью трубопровода. При необходимости можно воспользоваться таблицами Лукиных, в которых указана величина пропускной способности всех труб с диаметром в диапазоне от 50 до 2000 мм.
- Напорная канализация. Определять пропускную способность в данном типе системы посредством таблиц несколько проще – достаточно знать предельную степень наполнения трубопровода и среднюю скорость транспортировки жидкости. Читайте также: «Как рассчитать объем трубы – советы из практики».
Таблица пропускной способности полипропиленовых труб позволяет узнать все необходимые для обустройства системы параметры.
Расчет пропускной способности водопровода
Водопроводные трубы в частном строительстве применяются чаще всего. На систему водоснабжения в любом случае приходится серьезная нагрузка, поэтому расчет пропускной способности трубопровода обязателен, ведь он позволяет создать максимально комфортные условия эксплуатации будущей конструкции.
Для определения проходимости водопроводных труб можно использовать их диаметр (прочитайте также: «Как определить диаметр трубы – варианты замеров окружности»). Конечно, данный показатель не является основой для расчета проходимости, но его влияние нельзя исключать. Увеличение внутреннего диаметра трубы прямо пропорционально ее проходимости – то есть, толстая труба почти не препятствует движению воды и меньше подвержена наслоению различных отложений.
Впрочем, есть и другие показатели, которые также необходимо учитывать. Например, очень важным фактором является коэффициент трения жидкости о внутреннюю часть трубы (для разных материалов имеются собственные значения). Также стоит учитывать длину всего трубопровода и разность давлений в начале системы и на выходе. Немаловажным параметром является и количество различных переходников, присутствующих в конструкции водопровода.
Пропускная способность полипропиленовых труб водопровода может рассчитываться в зависимости от нескольких параметров табличным методом. Одним из них является расчет, в котором главным показателем является температура воды. При повышении температуры в системе происходит расширение жидкости, поэтому трение повышается. Для определения проходимости трубопровода нужно воспользоваться соответствующей таблицей. Также есть таблица, позволяющая определить проходимость в трубах в зависимости от давления воды.
Самый точный расчет воды по пропускной способности трубы позволяют осуществить таблицы Шевелевых. Помимо точности и большого числа стандартных значений, в данных таблицах имеются формулы, позволяющие рассчитать любую систему. Данный материал в полном объеме описывает все ситуации, связанные с гидравлическими расчетами, поэтому большинство профессионалов в данной области чаще всего используют именно таблицы Шевелевых.
Основными параметрами, которые учитываются в этих таблицах, являются:
- Внешний и внутренний диаметры;
- Толщина стенок трубопровода;
- Период эксплуатации системы;
- Общая протяженность магистрали;
- Функциональное назначение системы.
Заключение
Расчет пропускной способности труб может выполняться разными способами. Выбор оптимального способа расчета зависит от большого количества факторов – от размеров труб до назначения и типа системы. В каждом случае есть более и менее точные варианты расчета, поэтому найти подходящий сможет как профессионал, специализирующийся на прокладке трубопроводов, так и хозяин, решивший самостоятельно проложить магистраль у себя дома.
классификация, виды и категории труб
Природный газ используется в быту и на производственных предприятиях. Для доставки его к месту назначения применяют трубопроводы. Важнейший показатель для них — давление газа в газопроводе. Эта характеристика определяет предельную мощность, обеспечивающую безопасную эксплуатацию системы.
Нормы и СНиПы на газоснабжение
Существуют стандарты, регламенты, санитарные правила, регулирующие газоснабжение. Это важно, так как транспортировка газа влечет за собой высокие риски для окружающей природы и человека. Основополагающим является СП62.13330.2011*, «Газораспределительные системы». В нем изложены требования по проектированию и строительству, ремонту и реконструкции сетей подачи газа.
Стандарты ГОСТ 5542; 20448; 52087 и 27578 регламентируют качества природного газа, используемого для промышленного производства и быта населения. В СНиП 2.04.08-87*приводится давление газа в газопроводе дома или отдельной квартиры, классификация трубопроводов по давлению. Нормативный документ указывает следующие требования:
- Суточные нормативы потребления газа на бытовые цели (приготовление пищи, подогрев воды, отопление) составляют от 8 до 13 м3.
- Давление во внутреннем газопроводе не выше 0,003 МПа.
- Надземный газопровод не располагать в местах пешеходных и транспортных дорожек.
- Минимальная высота размещения газовой трубы от земли составляет 35 см.
- Отключающее устройство при вводе в дом размещают не выше 1,8 метра.
- Прокладка в доме должна быть открытой, запрещается замуровывать ее или зашивать строительными материалами.
Соблюдение требований Правил по устройству газопровода является неукоснительным.
Что такое природный газ и как его перемещают по газопроводу
Природный газ добывают из-под земли. На различных месторождениях его химический состав отличается. Эта горючая смесь на 80 % состоит из метана. Он не имеет запаха, чтобы обнаружить утечку в газовую смесь добавляют пахучие примеси, одоронты.
От места добычи метан подают по трубам. Давление в магистрали достигает 12 МПа. В систему бытового газопровода попадает через распределительную станцию, где газ очищают от примесей и снижают сжатие до 1,2 МПа. Еще одной точкой на пути движения является газорегулятор. Здесь давление в газопроводе регулируется, смесь дополнительно очищается и распределяется по потребителям.
Классификация газопроводов по давлению
Класс газопровода определяют по степени его сжатия в трубах, для этого используют документ «Технический регламент о безопасности сетей газораспределения и газопотребления».
Классификация газопроводов по давлению имеет следующий вид:
- Газопроводы высокого давления, категория 1а. показатель более 1,2 МПа. Используются для доставки газа к турбинам и парогазовым установкам тепловых электростанций. Здесь используются дожимные компрессоры для повышения сжатия газа.
- Газопроводы высокого давления, категория 1. Показатель – не более 0,6 – 1,2 МПа. Применяются для распределения газа между жилыми поселками или для снабжения производственных предприятий. Обозначается Г4.
- Газопроводы высокого давления, категория 2. Показатель — 0,3 – 0,6 МПа. Это внутриплощадочные сети заводов, газораспределительные станции, осуществляющие подачу газа бытовым потребителям. Обозначается Г3.
- Газопровод среднего давления имеет показатели – 0,005 – 0,3 МПа. Предназначен для транспорта газа внутри населенных пунктов для производственных предприятий, к газорегуляторам, распределяющим продукт между жилыми, общественными и административными потребителями. Имеет обозначение Г2.
- Газопроводы низкого давления характеризуются давлением менее 0,005 МПа. Обеспечивают – жилье, больницы, рестораны и прочие объекты бытового назначения. Обозначение — Г1.
Виды газопроводов могут различаться по месту прокладки – надземные, подземные, надводные, а так же по техническому назначению – бытовые и производственные.
Таблицы соотношения единиц измерения
Более наглядное и подробное понятие о категориях газопроводов получим из таблицы 1.
Таблица 1.
| Единица измерения | Показатели давления газа | |||
| Низкое | Среднее | Высокое 2 кат. | Высокое 1 кат | |
| МПа | до 0,005 | от 0,005 до 0,3 | от 0,3 до 0,6 | от 0,6 до 1,2 |
| кПа | до 5,0 | от 5 до 300 | от 300 до 600 | от 600 до 1200 |
| мбар | до 50 | от 50 до 3000 | от 3000 до 6000 | от 6000 до 12000 |
| бар | до 0,05 | от 0,05 до 3 | от 3 до 6 | от 6 до 12 |
| атм | до 0,049 | от 0,049 до 2,96 | от 2,960 до 5,921 | от 5,921 до 11,843 |
| кгс/см2 | до 0,050 | от 0,5 до 3,059 | от 3,059 до 6,118 | от 6,118 до 12,236 |
| н/м2 (Па) | до 5000 | от 5000 до 300000 | от 300000 до 600000 | от 600000 до 1200000 |
Здесь приведены показатели в различных системах измерения, которые часто используются в технической и нормативной литературе.
Распределительные и регулирующие установки
Газоснабжающая система состоит из следующих элементов:
- газопровода высокого, среднего и низкого давления;
- станций распределения газа ГРС, пунктов ГРП и установок управления;
- автоматической системы контроля;
- службы диспетчера;
- эксплуатационной службы.
Природный газ транспортируется до места потребления, давление в магистральном газопроводе изменяется от 6 до 12 атм. На газораспределительной станции города его снижают автоматическими регуляторами до 3 атм. Включенная в систему автоматическая защита препятствует увеличению показателя выше нормы. ГРС распределяет газ по сетям потребителей.
Газопроводы низкого давления доставляют и распределяют газ к жилым и общественным зданиям (0,03 атм) и предприятиям бытового обслуживания (0,05 атм). В данном случае регуляторы не используются. По газопроводам высокого и среднего давления газ подается к промышленным и коммунальным потребителям. Здесь для снижения давления применяются ГРУ и ГРП, после которых оно снижается до 3 атм.
Для отключения участков газопровода устанавливают задвижки. Они необходимы на входе и выходе из газораспределительных пунктов, ответвлениях к отдельным районам города, при пересечении магистралей и путепроводов. Их размещают в канализационных колодцах, защищают от доступа посторонних людей.
Давление в газопроводе жилого дома
Чтобы обеспечить комфортный образ жизни в коттедже, потребуется от 6 до 13 м3 газа или давления 0,05 атм. Для здания большего объема, где установлен мощный отопительный котел, это значение может увеличиваться.
Читайте также:
Как спрятать газовую трубу на кухне: 10 вариантов с фото, идей декорации газопровода
Вопрос о том как спрятать газовую трубу на кухне и создать на кухне стильный и уютный интерьер волнует многих владельцев квартир. Известный факт, что с газовыми коммуникациями следует обращаться с…
До регулятора, расположенного на вводе в здание, допустимое сжатие до 3 атм, это зависит от расстояния до газораспределительного пункта, при прохождении от которого возникают потери. Давление в газовой трубе в квартире составляет 0,03 атм.
Среднее или низкое давление, какое лучше
Ранее для обеспечения частных домовладений использовался газ, сжатый до 0,3 атм.. Это исключало необходимость установки дорогого понижающего регулятора на вводе в здание. При использовании современных сантехнических установок, требующих высокой мощности для работы, последний на улице дом не получит достаточного количества газа.
Отопительные котлы работают бесперебойно в холодный период и требуют для функционирования средний показатель давления, иначе их работа прекращается.
При появлении проблем с газоснабжением помогут комбинированные котлы, работающие на различном топливе.
Газопровод низкого давления (предел 0,005 МПа), используют в небольших поселках с малым числом потребителей. Превышение показателя сжатия газовой смеси приведет к повреждению трубопровода.
Требования к выбору труб
Для транспортировки газа используются , стали, меди и . Технические условия по их изготовлению оговорены в соответствующих ГОСТ. Наиболее используемые материалы для бытового газопровода – водогазопроводные трубы. Предназначены для внутренних и наружных сетей сжатием до 1,6 МПА, условный проход 8 мм. Возможно применение металлопластиковых изделий из полиэтилена марки PE-RT.
Подземные газопроводы допускается выполнять из полиэтиленовых материалов с каркасом из металлической сетки и синтетических волокон, металлопластиковых изделий.
Для трубопроводов высокого и среднего давления применяют больших диаметров.
Материал труб и выбирают с учетом давления газа, температуры наружного воздуха в местах прокладки, наличия грунтовых вод и вибраций.
Расчет газопровода высокого давления
Расчет сводится к определению в зависимости от перепадов давления и различных режимов работы.
Порядок расчета следующий:
- Давление на входе соответствует данным работы ГРС, в точке потребления определяется характеристиками приборов потребления. Каждое направление разветвленной сети рассчитывается отдельно.
- Выбираем самую удаленную точку, измеряем расстояние L.
- Далее с помощью методики гидравлического расчета (СП 42-101-2003) находим необходимый диаметр трубы.
Процесс выполнения сложный, применяется при проектировании газопроводов специалистами-проектировщиками. В настоящее время используют специальные компьютерные программы, упрощающие процесс.
Можно выбрать онлайн-калькулятор, позволяющий произвести упрощенный расчет газовой сети для частного дома. Вводим исходные данные:
- давление в сети, в нашем случае 0,005 МПа;
- расстояние до самой дальней точки потребления;
- норму расхода газа, для частного дома 5 м3/час.
На выходе получим диаметр трубы, необходимой для обеспечения требуемого давления. Потери для наружного трубопровода составляют: до стояка 25 линейных единиц, на стояках – 20. Для внутренней разводки принимают 450 линейных потерь на 1-2 м длины.
Для газопровода важно такое понятие, как охранная зона. Ее величина определяется степенью сжатия газа в трубе. Для трубопроводов разного назначения имеет следующий вид:
- магистралей 1 категории составляет 10 метров;
- для 2 категории – 7 метров;
- среднего давления газопровод– 4 метра;
- для внутри поселковых сетей, давлением до 0,05 атм – 2 метра.
В пределах охранной территории нельзя проводить земляные работы, осуществлять строительство зданий и других сооружений.
Как происходит транспортировка природного газа
Просмотров: 1 638
Для безопасной и безотказной работы газоснабжения его нужно спроектировать и рассчитать. Важно безупречно подобрать трубы для магистралей всех типов давления, обеспечивающих стабильную поставку газа к приборам. Чтобы подбор труб, арматуры и оборудования был максимально точным, производят гидравлический расчет трубопровода. Как его сделать? Признайтесь, вы не слишком сведущи в этом вопросе, давайте разбираться.
Мы предлагаем ознакомиться со скрупулезно подобранной и досконально обработанной информацией о вариантах производства гидравлического расчета для газопроводных систем. Использование представленных нами данных обеспечит подачу в приборы голубого топлива с требующимися параметрами давления. Тщательно проверенные данные опираются на регламент нормативной документации.
Автор статьи предельно обстоятельно рассказывает о принципах и схемах производства вычислений. Приводит пример выполнения расчетов. В качестве полезного информативного дополнения использованы графические приложения и видео-инструкции.
Любой выполняемый гидравлический расчет представляет собой определение параметров будущего газопровода. Эта процедура является обязательным, а также одним из важнейших этапов подготовки к строительству. От правильности исчисления зависит, будет ли газопровод функционировать в оптимальном режиме.
При осуществлении каждого гидравлического расчета производится определение:
- необходимого диаметра труб, которые обеспечат эффективную и стабильную транспортировку нужного количества газа;
- будут ли приемлемыми потери давления при перемещении требуемого объема голубого топлива в трубах заданного диаметра.
Потери давления происходят из-за того, что в любом газопроводе существует гидравлическое сопротивление. При неправильном расчете оно может привести к тому, что потребителям не будет хватать газа для нормальной работы на всех режимах или в моменты максимального его потребления.
Эта таблица является результатом гидравлического расчета, проведенного с учетом заданных значений. Для выполнения вычислений потребуется внести конкретные показатели в столбцы
Такая операция представляет собой стандартизированную государством процедуру, которая выполняется согласно формулам, требованиям, изложенным в СП 42-101–2003.
Исчисления обязан проводить застройщик. За основу принимаются данные технических условий трубопровода, которые можно получить в своем горгазе.
Газопроводы, требующие выполнения расчетов
Государство требует, чтобы гидравлические вычисления выполнялись для всех типов трубопроводов, относящихся к системе газоснабжения. Так как процессы, происходящие при перемещении газа, всегда одинаковые.
К указанным газопроводам относятся следующие виды:
- низкого давления;
- среднего, высокого давления.
Первые предназначенны для транспортировки топлива к жилым объектам, всевозможным общественным зданиям, бытовым предприятиям. Причем в частных, многоквартирных домах, коттеджах давление газа не должно превышать 3 кПа, на бытовых предприятиях (непроизводственных) этот показатель выше и достигает 5 кПа.
Второй тип трубопроводов предназначен для питания сетей, причем всевозможных, низкого, среднего давления через газорегуляторные пункты, а также осуществляющих подвод газа к отдельным потребителям.
Это могут быть промышленные, сельскохозяйственные, различные коммунальные предприятия и даже отдельно стоящие, или пристроенные к промышленным, здания. Но в двух последних случаях будут существенные ограничения по давлению.
Перечисленные выше виды газопроводов специалисты условно делят на такие категории:
- внутридомовые , внутрицеховые , то есть транспортирующие голубое топливо внутри какого-либо здания и доставляющие его к отдельным агрегатам, приборам;
- абонентские ответвления , использующиеся для поставки газа от какой-то распределительной сети ко всем имеющимся потребителям;
- распределительные , использующиеся для снабжения газом определенных территорий, например, городов, их отдельных районов, промпредприятий. Их конфигурация бывает различной и зависит от особенностей планировки. Давление внутри сети может быть любым предусмотренным — низким, средним, высоким.
Кроме того, гидравлический расчет выполняется для газовых сетей с разным количеством ступеней давления, разновидностей которых много.
Так, для удовлетворения потребностей могут использоваться двухступенчатые сети, работающие с газом, транспортируемым при низком, высоком давлении или низком, среднем. А также нашли применение трехступенчатые и различные многоступенчатые сети. То есть все зависит только от наличия потребителей.
Гидравлическое сопротивление – это основная причина того, что необходимо выполнять данный вид расчета. Причем, оно зависит и от материала трубы
Несмотря на большое разнообразие вариантов газопроводов гидравлический расчет в любом из случаев схож. Так как для изготовления используются элементы конструкции со схожих материалов, а внутри труб происходят одинаковые процессы.
Гидравлическое сопротивление и его роль
Как указывалось выше, основанием для проведения расчета является наличие в каждом газопроводе гидравлического сопротивления.
Оно действует на всю конструкцию трубопровода, а также на отдельные ее части, узлы — тройники, места существенного уменьшения диаметра труб, запорную арматуру, различные клапаны. Это приводит к потере давления транспортируемым газом.
Гидравлическое сопротивление всегда представляет из себя сумму:
- линейного сопротивления, то есть действующего по всей длине конструкции;
- местных сопротивлений, действующих у каждой составляющей части конструкции, где происходит изменение скорости транспортировки газа.
Перечисленные параметры постоянно и существенно влияют на рабочие характеристики каждого газопровода. Поэтому в результате неправильного расчета будут иметь место дополнительные и внушительные финансовые потери по причине того, что проект придется переделывать.
Правила выполнения расчета
Выше указывалось, что процедуру любого гидравлического расчета регламентирует профильный Свод правил с номером 42-101–2003.
Документ свидетельствует, что основным способом выполнения исчисления является использование для этой цели компьютера со специальными программами, позволяющими рассчитать планируемую потерю давления между уч
- Прихожая
- Спальня
- Декор
- Кухня
- Гостиная
- Мебель
- Своими руками
- Детская
- Шторы
- Ландшафтный дизайн
- Интерьер
- Ванная
- Обои
- Прихожая
- Спальня
- Главная
- Шторы
Калькулятор начала выбора
Читать все о наличии развертывания. При любом использовании калькулятора требуется подключение к Интернету, как минимум, для аутентификации.
Доступно в версии для скачивания
сохранять / открывать несколько результатовэкспортировать в слова и превосходить
результаты печати
нестандартных свойств жидкости
К коэффициент для фитингов, коэффициент сопротивления
выбор шероховатости поверхности трубы
выбор между манометром и абсолютным давлением
сжимаемый изотермический поток
сухой воздух изотермический поток
газ Отводящий поток
Природный поток газа
Скачать
Когда этот калькулятор подходит?
Этот калькулятор предназначен для расчета расхода или падения давления в газопроводах и газораспределительных сетях.
Вы можете использовать калькулятор для расчета расхода и перепада давления при постоянном диаметре газопровода.
Калькулятор позволяет рассчитывать, когда природный газ рассматривается как сжимаемая или несжимаемая жидкость.
Калькулятор также включает в себя расчет перепада давления из-за локальных сопротивлений, встроенных в трубопровод — клапаны и фитинги.
Каковы ограничения калькулятора?
Изменение давления из-за разницы высот трубопровода не входит в эту версию калькулятора
Как выполняется расчет?
Расчет перепада давления, расхода и диаметра трубы во время сжимаемого потока осуществляется по формулам для изотермического потока газа.
Предполагается, что температура потока природного газа в длинных трубопроводах постоянна.
Температура природного газа в длинных трубопроводах постоянна, потому что природный газ восстанавливает падение температуры посредством теплообмена с окружающей почвой или воздухом.
Существует два способа вычисления сжимаемого потока с помощью калькулятора: с помощью изотермического уравнения сжимаемости и формулы Ренуара.
В сценарии расчета расхода калькулятор рассчитывает и показывает расход при стандартных условиях.
Если вы рассчитываете перепад давления, то вы должны ввести скорость потока при стандартных условиях в калькуляторе.
Стандартные условия:
- давление р = 101325 Па (14.7 фунтов на кв. Дюйм) и
- температура 15 ° C (59 ° F) для метрических единиц и 60 ° F для имперских единиц
Калькулятор также показывает фактическую среднюю скорость потока в трубопроводе для указанного диаметра трубы.
Когда этот калькулятор не актуален?
Калькулятор не подходит для ситуаций, когда изменения давления являются экстремальными и внезапными, приводящими к адиабатическим условиям потока.
Если вам нужен быстрый расчет, но вы еще не знаете, как пользоваться калькулятором, вы можете заказать услугу расчета у разработчика калькулятора.
,Поток в трубе
Средняя скорость потока жидкости и диаметр трубы для известного расхода
Скорость жидкости в трубе неодинакова по всей площади сечения. Поэтому используется средняя скорость, и она рассчитывается Уравнение неразрывности для стационарного потока как:
Калькулятор диаметра трубы
Рассчитать диаметр трубы для известных расхода и скорости.Рассчитайте скорость потока для известного диаметра трубы и скорости потока. Преобразовать из объемного в массовый расход. Рассчитайте объемный расход идеального газа при различных условиях давления и температуры.
Диаметр трубы можно рассчитать, когда объемный расход и скорость известны как:
где: D — внутренний диаметр трубы; q — объемный расход; v — скорость; A — площадь поперечного сечения трубы.
Если известен массовый расход, диаметр можно рассчитать как:
где: D — внутренний диаметр трубы; w — массовый расход; ρ — плотность жидкости; v — скорость.
Рассчитать диаметр трубы простым способом
Взгляни на эти три простых примера и узнайте, как вы можете использовать калькулятор для рассчитать диаметр трубы для известного потока жидкости и желаемой скорости потока жидкости.Ламинарный и турбулентный режим течения жидкости в трубе, критическая скорость
Если скорость жидкости внутри трубы мала, линии тока будут проходить прямыми параллельными линиями. Как скорость жидкости внутри труба постепенно увеличивается, линии тока будут оставаться прямыми и параллельными стенке трубы, пока не будет достигнута скорость когда линии тока будут колебаться и внезапно распадаться на рассеянные образцы.Скорость, с которой это происходит, называется «критическая скорость». При скоростях, превышающих «критические», линии тока рассеиваются случайным образом по всей трубе.
Режим потока, когда скорость ниже «критической», называется ламинарным потоком (или вязким или обтекаемым потоком). При ламинарном режиме скорости потока на оси трубы самая высокая, а на стенке скорость равна нулю.
Когда скорость больше «критической», режим потока является турбулентным. В турбулентном режиме потока наблюдается нерегулярность случайное движение частиц жидкости в направлениях, поперечных к направлению основного потока. Изменение скорости в турбулентном потоке более равномерный, чем в ламинарном.
В турбулентном режиме потока на стенке трубы всегда имеется тонкий слой жидкости, движущийся в ламинарном потоке.Этот слой известен как пограничный слой или ламинарный подслой. Для определения режима потока используйте калькулятор числа Рейнольдса.
Число Рейнольдса, турбулентный и ламинарный поток, скорость потока и вязкость трубы
Характер потока в трубе, согласно работе Осборна Рейнольдса, зависит от диаметра трубы, плотности и вязкости. текущей жидкости и скорость потока.Безразмерное число Рейнольдса используется, и является комбинацией этих четырех переменные и могут рассматриваться как отношение динамических сил массового потока к напряжению сдвига из-за вязкости. Число Рейнольдса:
где: D — внутренний диаметр трубы; v — скорость; ρ — плотность; ν — кинематическая вязкость; μ — динамическая вязкость;
калькулятор числа Рейнольдса
Рассчитайте число Рейнольдса с помощью этого простого в использовании калькулятора.Определить, является ли поток ламинарным или турбулентный. Применимо для жидкостей и газов.
Это уравнение может быть решено с помощью и калькулятор режима потока жидкости.
Поток в трубах считается ламинарным, если число Рейнольдса меньше 2320, и турбулентным, если число Рейнольдса больше 4000Между этими двумя значениями находится «критическая» зона, где поток может быть ламинарным или турбулентным или в Процесс изменений и в основном непредсказуем.
При расчете числа Рейнольдса для эквивалентного диаметра некруглого сечения (четырехкратный гидравлический радиус d = 4xRh) используется и гидравлический радиус может быть рассчитан как:
Rh = площадь поперечного сечения потока / смоченный периметр
Это относится к квадратному, прямоугольному, овальному или круглому каналу, когда не течет с полным сечением.Из-за большого разнообразия жидкостей, используемых в современных промышленных процессах, одно уравнение который может использоваться для потока любой жидкости в трубе, предлагает большие преимущества. Это уравнение является формулой Дарси, но один фактор — коэффициент трения должен быть определен экспериментально. Эта формула имеет широкое применение в области механики жидкости и широко используется на этом сайте.
Уравнение Бернулли — консервация потока жидкости
Если пренебрегают потерями на трение и энергия не добавляется или не берется из системы трубопроводов, общий напор, H, которая представляет собой сумма головки подъема, головка давления и скоростной напор будет постоянной для любой точки потока жидкости.
Это выражение закона сохранения головы для потока жидкости в трубопроводе или линии тока и известно как Уравнение Бернулли:
где: Z 1,2 — высота над контрольным уровнем; p 1,2 — абсолютное давление; v 1,2 — скорость; ρ 1,2 — плотность; г — ускорение свободного падения
Уравнение Бернулли используется в нескольких калькуляторах на этом сайте, как калькулятор падения давления и расхода, Измеритель расхода трубки Вентури и калькулятор эффекта Вентури и калькулятор калибровки диафрагмы и расхода.
Поток в трубе и падение давления на трение, потеря энергии напора | Формула Дарси
Из уравнения Бернулли выводятся все другие практические формулы с модификациями из-за потерь энергии и выигрышей.
Как и в реальной системе трубопроводов, потери энергии существуют, и энергия добавляется или извлекается из жидкости (с использованием насосов и турбин) они должны быть включены в уравнение Бернулли.
Для двух точек одной линии тока в потоке жидкости уравнение можно записать следующим образом:
где: Z 1,2 — высота над контрольным уровнем; p 1,2 — абсолютное давление; v 1,2 — скорость; ρ 1,2 — плотность; ч L — потеря напора из-за трения в трубе; H p — напор насоса; H T — головка турбины; г, — ускорение свободного падения;
Поток в трубе всегда создает потери энергии из-за трения.Потери энергии могут быть измерены как падение статического давления в направлении потока жидкости с двумя датчиками. Общее уравнение для перепада давления, известное как формула Дарси, выраженная в метрах жидкости это:
где: ч L — потеря напора из-за трения в трубе; f — коэффициент трения; L — длина трубы; v — скорость; D — внутренний диаметр трубы; г, — ускорение свободного падения;
Чтобы выразить это уравнение как падение давления в ньютонах на квадратный метр (Паскали), замена соответствующих единиц приводит к:
Калькулятор перепада давления
Калькулятор на основе уравнения Дарси.Рассчитать падение давления для известного расхода или рассчитайте расход для известного падения давления. Расчет коэффициента трения включен. Применимо для ламинарного и турбулентного потока, круглых или прямоугольных труб.
где: Δp — перепад давления из-за трения в трубе; ρ — плотность; f — коэффициент трения; L — длина трубы; v — скорость; D — внутренний диаметр трубы; Q — объемный расход;
Уравнение Дарси может быть использовано как для ламинарного и турбулентного режима потока, так и для любой жидкости в трубе.С некоторыми ограничениями, Уравнение Дарси может быть использовано для газов и паров. Формула Дарси применяется, когда диаметр трубы и плотность жидкости постоянны и труба относительно прямая.
Коэффициент трения для шероховатости трубы и числа Рейнольдса в ламинарном и турбулентном течении
Физические значения в формуле Дарси очень очевидны и могут быть легко получены, когда свойства трубы известны как внутренняя D-труба диаметр, L — длина трубы, и когда скорость потока известна, скорость можно легко рассчитать с помощью уравнения неразрывности.Единственное значение что необходимо определить экспериментально, это коэффициент трения. Для режима ламинарного потока Re <2000 коэффициент трения можно рассчитать, но для режима турбулентного течения, где Re> 4000, используются экспериментально полученные результаты. В критической зоне, где находится Рейнольдс число между 2000 и 4000, может возникнуть как ламинарный, так и турбулентный режим течения, поэтому коэффициент трения является неопределенным и имеет более низкий пределы ламинарного потока и верхние пределы, основанные на условиях турбулентного потока.
Если поток ламинарный и число Рейнольдса меньше 2000, коэффициент трения может быть определен из уравнения:
где: f — коэффициент трения; Re — число Рейнольдса;
Когда поток турбулентный и число Рейнольдса больше 4000, коэффициент трения зависит от относительной шероховатости трубы а также на число Рейнольдса.Относительная шероховатость трубы — это шероховатость стенки трубы по сравнению с диаметром трубы e / D . Поскольку шероховатость внутренней трубы фактически не зависит от диаметра трубы, трубы с меньшим диаметром трубы будут иметь более высокую относительная шероховатость, чем у труб с большим диаметром, и поэтому трубы с меньшим диаметром будут иметь более высокие коэффициенты трения чем трубы с большими диаметрами из того же материала.
Наиболее широко принятыми и используемыми данными для коэффициента трения в формуле Дарси является диаграмма Муди.На диаграмме Муди коэффициент трения может быть определено на основе значения числа Рейнольдса и относительной шероховатости.
Падение давления является функцией внутреннего диаметра с пятой степенью. Со временем в работе, интерьер трубы становится инкрустированным грязью, окалиной, и часто разумно учитывать ожидаемые изменения диаметра. Также можно ожидать, что шероховатость будет увеличиваться при использовании из-за коррозии или инкрустации со скоростью, определяемой материалом трубы. и природа жидкости.
Когда толщина ламинарного подслоя (ламинарный пограничный слой δ ) больше, чем шероховатость трубы e , поток называется потоком в гидравлически гладкой трубе, и можно использовать уравнение Блазиуса:
где: f — коэффициент трения; Re — число Рейнольдса;
Толщина пограничного слоя может быть рассчитана на основе уравнения Прандтля как:
где: δ — толщина пограничного слоя; D — внутренний диаметр трубы; Re — число Рейнольдса;
Для турбулентного потока с Re <100 000 (уравнение Прандтля) можно использовать:
Для турбулентного потока с Re> 100 000 (уравнение Кармана) можно использовать:
Наиболее распространенным уравнением, используемым для расчета коэффициента трения, является формула Колебрука-Уайта и он используется для турбулентного потока в калькуляторе перепада давления:
где: f — коэффициент трения; Re — число Рейнольдса; D — внутренний диаметр трубы; к р — шероховатость труб;
Статическое, динамическое и общее давление, скорость потока и число Маха
Статическое давление — это давление жидкости в потоке.Общее давление — это давление жидкости, когда оно останавливается, то есть скорость уменьшается до 0.
Общее давление можно рассчитать с помощью теоремы Бернулли. Представляя, что поток в одной точке линии потока остановлен без потери энергии теорема Бернулли может быть записана как:
Если скорость в точке 2 v 2 = 0, давление в точке 2 будет больше, чем всего p 2 = p t :
где: р — давление; р т — общее давление; v — скорость; ρ — плотность;
Разница между общим и статическим давлением представляет собой кинетическую энергию жидкости и называется динамическим давлением.
Динамическое давление для жидкостей и несжимаемого потока, где плотность постоянна, может быть рассчитано как:
где: р — давление; р т — общее давление; п д — динамическое давление; v — скорость; ρ — плотность;
Если динамическое давление измеряется с помощью таких инструментов, как датчик Прандтля или трубка Пито, скорость можно рассчитать в одна точка линии потока как:
где: р — давление; р т — общее давление; п д — динамическое давление; v — скорость; ρ — плотность;
Для газов и больших чисел Маха, чем 0.1 эффекты сжимаемости не являются незначительными.
Для расчета сжимаемого потока можно использовать уравнение состояния газа. Для идеальных газов скорость для числа Маха M <1 рассчитывается по следующему уравнению:
где: M — число Маха M = v / c — связь между локальной жидкостью и локальной скоростью звука; γ — коэффициент изэнтропии;
Следует сказать, что для M> 0.7 giv
.Калькулятор расхода отводимых газовых труб
Калькулятор начала выбора
Читать все о наличии развертывания. При любом использовании калькулятора требуется подключение к Интернету, как минимум, для аутентификации.
Доступно в версии для скачивания
сохранять / открывать несколько результатовэкспортировать в слова и превосходить
результаты печати
нестандартных свойств жидкости
К коэффициент для фитингов, коэффициент сопротивления
выбор шероховатости поверхности трубы
выбор между манометром и абсолютным давлением
сжимаемый изотермический поток
сухой воздух изотермический поток
газ Отводящий поток
Природный поток газа
Скачать
Когда этот калькулятор подходит?
Расчет отвода газа из трубы или через клапан.Вы можете использовать калькулятор для расчета расхода или диаметра трубы, когда газ выход из трубы или резервуара в атмосферу или в какую-либо другую трубу или резервуар.
Вы можете использовать калькулятор для потока в трубопроводах, которые включают клапаны и фитинги. Вы можете рассчитать максимальную скорость потока, когда вы знаете разницу давления и диаметр трубы, или вы можете рассчитать диаметр трубы, когда вы знаете скорость потока и перепад давления.
Калькулятор применим для всех двух и трех атомарных газов, таких как воздух, азот, углекислый газ и другие газы. Калькулятор подходит для постоянного потока с постоянными давлениями в одной точке линии тока.
Каковы ограничения калькулятора?
Калькулятор подходит для идеальных газов, так как калькулятор использует уравнение состояния для идеального газа во время расчета.Калькулятор не подходит для неустойчивых пульсирующих потоков.
Как выполняется расчет?
На основании известной разности давлений (потери напора) между одной точкой потока потока на начало трубы или перед клапаном, во внешнюю точку (например, в атмосферу) или после клапан с известным внутренним диаметром трубы, массовым расходом и объемным расходом рассчитывается.Калькулятор использует модифицированную формулу Дарси для расчета расхода.
где:
w — массовый расход на выходе [кг / с]
Y — коэффициент расширения [-]
d — внутренний диаметр трубы [мм]
Δp — перепад давления [Па]
ρ — плотность [кг / м3]
K — коэффициент сопротивления [-]
Калькулятор рассчитывает коэффициент трения по формуле Колебрука-Уайта:
где:
f — коэффициент трения [-]
k — шероховатость трубы [мм]
D — внутренний диаметр трубы [мм]
Re — число Рейнольдса [-]
Калькулятор представляет число Рейнольдса и коэффициент расширения в качестве результатов расчета.
Калькулятор проверяет, засорен ли поток или нет, и отображает состояние потока засорения. Для задушенных условий потока калькулятор рассчитывает скорость потока для этого условия.
Что еще нужно знать, чтобы выполнить расчет?
Необходимо ввести коэффициент сопротивления K для клапанов и фитингов, если они существуют в трубопроводе а также шероховатость поверхности трубопровода.
Когда этот калькулятор не актуален?
Калькулятор не актуален для жидкостей.
Если вам нужен быстрый расчет, но вы еще не знаете, как пользоваться калькулятором, вы можете заказать услугу расчета у разработчика калькулятора.
,Калькулятор диаметра трубы и расхода
Калькулятор начала выбора
Читать все о наличии развертывания. При любом использовании калькулятора требуется подключение к Интернету, как минимум, для аутентификации.
Доступно в версии для скачивания
сохранять / открывать несколько результатовэкспортировать в слова и превосходить
результаты печати
нестандартных свойств жидкости
К коэффициент для фитингов, коэффициент сопротивления
выбор шероховатости поверхности трубы
выбор между манометром и абсолютным давлением
сжимаемый изотермический поток
сухой воздух изотермический поток
газ Отводящий поток
Природный поток газа
Скачать
Когда применяется этот калькулятор?
Расчет диаметра трубы с помощью калькулятора диаметра трубы прост.Вы можете использовать калькулятор диаметра трубы и расхода для быстрого расчета диаметра трубы в закрытом, круглом, прямоугольном (только для онлайн-версии калькулятора) и заполненных трубах жидким или идеальным газом.
Для расчета диаметра трубы с помощью этого калькулятора, вы должны знать и ввести скорость потока. Если скорость потока неизвестна, то вы должны использовать падение давления калькулятор для расчета диаметра трубы.Вы можете использовать калькулятор падения давления при перепаде давления между началом и концом трубопровода (потеря напора) доступно как известное значение.
С калькулятором диаметра трубы внутренний диаметр трубы рассчитывается по простая связь между расходом, скоростью и площадью поперечного сечения (Q = v · A).
Чтобы рассчитать внутренний диаметр трубы, вы должны ввести только скорость потока и скорость в соответствующие поля в калькуляторе и нажмите кнопку рассчитать, чтобы получить результаты.
Другие значения, кроме внутреннего диаметра трубы, также могут быть рассчитаны. Вы можете рассчитать скорость потока для данной скорости потока жидкости и внутренний диаметр трубы. Как скорость отличается на разных местах трубы площадь поперечного сечения, средняя скорость потока рассчитывается на основе уравнение неразрывности.
Расход, используемый в калькуляторе, может быть массовым или объемным расходом.
Преобразование между массовым и объемным расходом доступно для данной плотности жидкости. Кроме того, для идеальных газов, преобразование объемного расхода для различных условий потока (давление и температура) возможно, так что вы можете быстро рассчитать объемный расход на определенное давление или определенную температуру в трубе, как после редукционных клапанов.
Если текущая жидкость является идеальным газом, вы можете рассчитать объемный расход этого газа по разные давления и температуры. Например, если вы знаете объемный расход некоторый идеальный газ при некотором заданном давлении и температуре (как при нормальном условия р = 101325 Па и Т = 273,15 К), можно рассчитать фактический объемный расход для давления и температуры, которые на самом деле в трубе (например, Реальное давление и температура в трубопроводе составляют p = 30 фунтов на кв. дюйм и t = 70 F).Объемный расход идеального газа отличается в этих двух условиях. Узнайте больше о нормальные условия для давления и температуры.
С помощью этого калькулятора вы можете конвертировать объемный расход из стандартного или другого предопределенные условия к фактическим условиям и наоборот.Калькулятор использует закон сохранения массы для расчета объемного расхода для этих двух условий, что означает, что массовый расход постоянен, несмотря на это условия, как давление и температура меняются.
Закон сохранения массы применим, только если поток в закрытой трубе, без добавления или вычитания потока, если поток не изменение во времени и несколько других условий.Узнайте больше о массе сохранение массы.
Так когда это не применимо?
Этот калькулятор имеет практически безграничное применение, но некоторые функции зависят от нескольких условия.
Как упоминалось выше, расчет диаметра трубы с помощью этого калькулятора невозможен, если вы не уверен в скорости потока и объем / массовый расход.Если какой-либо из этих двух отсутствует, то вам следует использование калькулятор падения давления.
Вы должны знать плотность жидкости, если вместо объемного расхода доступен массовый расход. Если плотность жидкости недоступна, и известен только массовый расход, то требуется объемный расход Для расчета диаметра трубы это невозможно.
Для идеальных газов плотность жидкости не является обязательной, если вы знаете давление, температуру и газовую постоянную для текущий газ Калькулятор использует уравнение идеального газа для расчета плотности. Однако, если текущая жидкость является газом, но не идеальным (идеальным) газом, то есть, если это давление, температура и плотность не связаны в соответствии с закон идеального газа, этот калькулятор не применим, если вы пытаемся рассчитать эту плотность газа для известных давления и температуры.
Что нужно знать для расчета диаметра трубы?
Чтобы рассчитать диаметр трубы, вы должны знать скорость потока и скорость потока. Если вы знаете массовый расход, то плотность жидкости должна быть известна.
Если текущая жидкость — газ, то вместо плотности вы должны знать газовую постоянную, абсолютное давление и температуру.Плотность рассчитывается с использованием уравнения для идеального газа.
Что нужно знать для расчета скорости потока?
Чтобы рассчитать скорость потока, вы должны знать скорость потока и внутренний диаметр трубы. Если вы знаете массовый расход, то плотность жидкости должна быть известна.
Если текущая жидкость — газ, то вместо плотности вы должны знать газовую постоянную, абсолютное давление и температуру.Плотность рассчитывается с использованием уравнения для идеального газа.
Как выполняется расчет?
Для расчета диаметра трубы и скорости потока используется уравнение неразрывности, которое дает соотношение между скоростью потока, скоростью потока и внутренним диаметром трубы.
Для потока газа уравнение для идеального газа используется для расчета плотности по газовой постоянной, абсолютному давлению и температуре.
Если вам нужен быстрый расчет, но вы еще не знаете, как пользоваться калькулятором, вы можете заказать услугу расчета у разработчика калькулятора.
,