Расчет диаметра трубы для отопления: Понятный расчет диаметра трубы для отопления

Содержание

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

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

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

Зачем это нужно

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

Увы, у такого подхода есть несколько серьезных недостатков.

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

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

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

Спрятать в штробы толстые трубы заметно сложнее.

Формулы

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

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

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

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

Чтобы выполнить расчет диаметра труб для отопления, нам нужно:

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

Скорость теплоносителя

Она должна соответствовать паре граничных условий.

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

Медленная циркуляция привела к разморозке радиатора.

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

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

Тепловая мощность

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

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

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

Средняя температура января на карте страны.

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

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

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

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

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

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

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

Пример расчета

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

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

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

Пенопластовая шуба сведет потери тепла к минимуму.

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

Вначале вычислим потребность в тепловой мощности.

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

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

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

На фото – полипропиленовый отопительный розлив.

Заключение

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

Расчет диаметра трубы для отопления

Чтобы избежать лишних расходов энергии и потерь тепла при обустройстве отопительной системы нужно правильно провести расчет диаметра трубы для отопления. Этот размер определяет габариты трубы и он обязательно учитывается при дизайне помещения.

Как проводится расчет диаметра отопительных труб?

Выбор диаметра труб для отопления проводится по различным схемам и формулам, которые можно найти в Интернете и с учетом различных факторов, таких как состав и качество теплоносителя, давление в разводящих трубах и многое другое. Нужно знать следующие параметры труб:

диаметр внутренний фасонных деталей и фитинга;
номинальная величина внутреннего диаметра;
толщина стенки трубы.

Можно в домашних условиях диаметр измерять рулеткой или обычной линейкой. Перевести полученную величину в дюймы довольно просто: руководствуйтесь тем, что один дюйм – это 25,4 мм. При расчете диаметра отталкивайтесь оттого, что при высоте потолков в помещении в 2,5 м (стандартная высота) на один метр квадратный помещения потребляется до 100 ватт мощности теплогенератора.

Все формулы и цифры запомнить трудно и именно поэтому лучше воспользоваться расчетной таблицей из Интернета, где четко указаны все характеристики отопительных приборов, используемая схема разводки труб и другие нужные параметры.

Таблика расхода и скорости движения теплоносителя, потери давления в ПЭ и стальных трубах разных диаметров.

Сечение отопительных труб

Расчет сечения трубы отопления проводится на этапе проектирования всей отопительной системы. При выборе труб нужно обязательно учитывать их длину и размер полезного сечения. Правильно выбранное сечение труб влияет на их работу, в общем. Оптимальный размер сечения для отопительных труб в загородном доме или в квартире — от 30 до 40 мм. Очень часто не опытные в этом вопросе люди выбирают трубы с сечением, который раза в два больше нормы, они считают, что так будет свободно проходить циркуляция воды.

Но сильное увеличение сечения труб очень часто приводит к тому, что давление в отопительной системе будет снижено, и радиаторы просто в квартире не будут греть.

Благодаря данной таблице, можно определить оптимальный диаметр труб для двухтрубного отопления.

На что обращать внимание при выборе диаметра?

Используемый вид подачи теплоносителя. Если планируете подключить частный дом к тепловой общегородской магистрали, то диаметр труб будет неизменным, то есть, от 30 до 40 мм. Если же у вас в доме будет свой котел, то все зависит от ваших представлений о системах отопления и советах специалистов.

Выбранная схема и вид отопительных труб. При естественной отопительной системе одноэтажного частного дома диаметр труб часто бывает больше, ведь чем толще труба – тем меньше сопротивление. К системам с циркуляцией принудительной такое правило не подойдет, и при установке в систему циркуляционного насоса размер трубы будет отличаться.
Материал труб. Производя подбор диаметра для труб, вы должны знать, что для труб из разных материалов используются разные системы измерений. К примеру, все стальные и чугунные трубы для отопления маркируются по сечению внутреннему. А вот пластиковые и медные отопительные трубы маркируются по диаметру наружному. Такую особенность нужно учесть, если в сборке отопительной системы будет применяться комбинация труб из разных материалов.

Видео: «Расчет диаметра труб отопления по скорости»

Расчёт диаметра трубы отопления. | Школа ремонта. Ремонт своими руками

В системе водяного отопления особенно часто у многих встает вопрос: Как вычислить диаметр трубопровода, по которому будет бежать теплоноситель (вода).Данный материал предназначен понять, что такое диаметр, расход и скорость течения. И какие связи между ними. В других материалах будет подробный расчет диаметра для отопления.Для того чтобы вычислить диаметр необходимо знать:

Расход теплоносителя (воды) в трубе.
Сопротивление движению теплоносителя (воды) в трубе определенной длины.

Вот необходимые формулы, которые нужно знать:

S-Площадь сечения м2 внутреннего просвета трубы
π-3,14-константа — отношение длины окружности к ее диаметру.
r-Радиус окружности, равный половине диаметра, м
Q-расход воды м3/с
D-Внутренний диаметр трубы, м
V-скорость течения теплоносителя, м/с

Сопротивление движению теплоносителя. Любой движущийся внутри трубы теплоноситель, стремиться к тому, чтобы прекратить свое движение. Та сила, которая приложена к тому, чтобы остановить движение теплоносителя — является силой сопротивления.Это сопротивление, называют — потерей напора. То есть движущийся теплоноситель по трубе определенной длины теряет напор.Напор измеряется в метрах или в давлениях (Па). Для удобства в расчетах необходимо использовать метры.Извиняйте, но я привык указывать потерю напора в метрах. 10 метров водного столба создают 0,1 МПа.Для того, чтобы глубже понять смысл данного материла, рекомендую проследить за решением задачи.Задача 1.В трубе с внутренним диаметром 12 мм течет вода, со скоростью 1м/с. Найти расход.Решение: Необходимо воспользоваться вышеуказанными формулами:

Находим сечение
Находим расход

Дано: S=3.14•0,0122/4=0,000113 м2Q=0,000113•1=0,000113 м3/с = 0,4 м3/ч.Ответ: 0,4 м3/ч.Задача 2. Имеется насос, создающий постоянный расход 40 литров в минуту. К насосу подключена труба протяженностью 1 метр. Найти внутренний диаметр трубы при скорости движения воды 6 м/с.Конечно, в реальности насосы не выдают постоянный расход и не выдают бесконечно большой напор. Поэтому по условию задачи мы условно приняли, что насос качает строго 40 литров в минуту, а напор насоса бесконечно большой. Ниже я поясню все нюансы подбора диаметра.Решение.Дано:Q=40л/мин=0,000666666 м3/сИз выше указанных формул получил такую формулу. Ответ: 12ммК сожалению, по такой формуле находить диаметр трубы не разумно и вот почему!Каждый насос имеет вот такую расходно-сопротивляемую характеристику: Это означает, что наш расход в конце трубы будет зависеть от потери напора, которое создается самой трубой.Чем длиннее труба, тем больше потеря напора.Чем меньше диаметр, тем больше потеря напора.Чем выше скорость теплоносителя в трубе, тем больше потеря напора.

Углы, повороты, тройники, заужения и расширение трубы, тоже увеличивают потерю напора.Такой характеристикой обладают на самом деле не насосы, а жидкости, которые подчиняются гидравлическим законам. Эти законы распространяются не только на насосы, но и на все трубы по которым течет жидкость. Даже если вода будет истекать из наполненного бака, там тоже будет присутствовать такая вот расходно-сопротивляемая характеристика.Более детально потеря напора по длине трубопровода рассматривается в этой статье:Потеря напора по длине трубопровода.А теперь рассмотрим задачу из реального примера.Хочу сразу Вас уведомить, что для следующей задачи были использованы эти материалы:Профессиональный расчет диаметра трубы для водоснабжения.Задача 2: Стальная (железная) труба проложена длиной 376 метров с внутренним диаметром 100 мм, по длине трубы имеются 21 отводов (угловых поворотов 90°С). Труба проложена с перепадом 17м. То есть труба относительно горизонта идет вверх на высоту 17 метров.

Характеристики насоса: Максимальный напор 50 метров (0,5МПа), максимальный расход 90м3/ч. Температура воды 16°С. Найти максимально возможный расход в конце трубы.Дано:

D=100 мм = 0,1м
L=376м
Геометрическая высота=17м
Отводов 21 шт
Напор насоса= 0,5 МПа (50 метров водного столба)
Максимальный расход=90м3/ч
Температура воды 16°С.
Труба стальная железная

Найти максимальный расход = ?Решение:Для решения необходимо знать график насосов: Зависимость расхода от напора.Я выбрал визуально похожий график всех насосов, от реального может отличаться на 10-20%. Для более точного расчета необходим график насоса, который указан в паспорте насоса. В нашем случае будет такой график: Смотрите, прерывистой линией по горизонту обозначил 17 метров и на пересечение по кривой получаю максимально возможный расход: Qmax.По графику я могу смело утверждать, что на перепаде высоты, мы теряем примерно: 14 м3/час.

(90-Qmax=14 м3/ч).Не существует прямой формулы, которая дает прямой расчет нахождения расхода, а если и существует, то она имеет ступенчатый характер и некоторую логику, которая способна Вас запутать — окончательно.Ступенчатый расчет получается потому, что в формуле существует квадратичная особенность потерь напора в динамике (движение).Поэтому решаем задачу ступенчато.Поскольку мы имеем интервал расходов от 0 до 76 м3/час, то мне хочется проверить потерю напора при расходе равным: 45 м3/ч.Находим скорость движения воды Q=45 м3/ч = 0,0125 м3/сек. V = (4•0,0125)/(3,14•0,1•0,1)=1,59 м/с Находим число рейнольдса ν=1,16•10-6=0,00000116. Взято из таблици. Для воды при температуре 16°С.Re=(V•D)/ν=(1,59•0,1)/0,00000116=137069Δэ=0,1мм=0,0001м. Взято из таблицы, для стальной (железной) трубы.Далее сверяемся по таблице, где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения.У меня попадает на вторую область при условии10•D/Δэ λ=0,11( Δэ/D + 68/Re )0. 25=0,11•( 0,0001/0,1 + 68/137069)0,25=0,0216Далее завершаем формулой:h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0,0216•(376•1,59•1,59)/(0,1•2•9,81)=10,46 м.Как видите, потеря составляет 10 метров. Далее определяем Q1, смотри график: Теперь делаем оригинальный расчет при расходе равный 64м3/часQ=64 м3/ч = 0,018 м3/сек.V = (4•0,018)/(3,14•0,1•0,1)=2,29 м/сRe=(V•D)/ν=(2,29•0,1)/0,00000116=197414λ=0,11( Δэ/D + 68/Re )0.25=0,11•( 0,0001/0,1 + 68/197414)0,25=0,021h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0,021•(376•2,29 •2,29)/(0,1•2•9,81)=21,1 м.Отмечаем на графике:Qmax находится на пересечении кривой между Q1 и Q2 (Ровно середина кривой). Ответ: Максимальный расход равен 54 м3/ч. Но это мы решили без сопротивления на поворотах.Для проверки проверим:Q=54 м3/ч = 0,015 м3/сек.V = (4•0,015)/(3,14•0,1•0,1)=1,91 м/сRe=(V•D)/ν=(1,91•0,1)/0,00000116=164655λ=0,11( Δэ/D + 68/Re )0.25=0,11•( 0,0001/0,1 + 68/164655)0,25=0,0213h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0,0213•(376•1,91•1,91)/(0,1•2•9,81)=14,89 м. Итог: Мы попали на Нпот=14,89=15м.А теперь посчитаем сопротивление на поворотах:Формула по нахождению напора на местном гидравлическом сопротивление: h-потеря напора здесь она измеряется в метрах.
ζ-Это коэффициент сопротивления. Для колена он равен примерно одному, если диаметр меньше 30мм.
V-скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда].
g-ускорение свободного падения равен 9,81 м/с2
ζ-Это коэффициент сопротивления. Для колена он равен примерно одному, если диаметр меньше 30мм. Для больших диаметров он уменьшается. Это связано с тем, что влияние скорости движения воды по отношению к повороту уменьшается.Смотрел в разных книгах по местным сопротивлениям для поворота трубы и отводов. И приходил часто к расчетам, что один сильный резкий поворот равен коэффициенту единице. Резким поворотом считается, если радиус поворота по значению не превышает диаметр. Если радиус превышает диаметр в 2-3 раза, то значение коэффициента значительно уменьшается. Возьмем ζ = 1.Скорость 1,91 м/сh=ζ•(V2)/2•9,81=(1•1,912)/( 2•9,81)=0,18 м.Это значение умножаем на количество отводов и получаем 0,18•21=3,78 м.Ответ: при скорости движения 1,91 м/с, получаем потерю напора 3,78 метров.Давайте теперь решим целиком задачку с отводами.При расходе 45 м3/час получили потерю напора по длине: 10,46 м. Смотри выше.При этой скорости (2,29 м/с) находим сопротивление на поворотах:h=ζ•(V2)/2•9,81=(1•2,292)/(2•9,81)=0,27 м. умножаем на 21 = 5,67 м.Складываем потери напора: 10,46+5,67=16,13м.Отмечаем на графике: Решаем тоже самое только для расхода в 55 м3/ч Q=55 м3/ч = 0,015 м3/сек. V = (4•0,015)/(3,14•0,1•0,1)=1,91 м/с Re=(V*D)/ν=(1,91 •0,1)/0,00000116=164655 λ=0,11( Δэ/D + 68/Re )0.25=0,11•( 0,0001/0,1 + 68/164655)0,25=0,0213 h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0,0213•(376•1,91•1,91)/(0,1•2•9,81)=14,89 м. h=ζ•(V2)/2•9,81=(1•1,912)/( 2•9,81)=0,18 м. умножаем на 21 = 3,78 м. Складываем потери: 14,89+3,78=18,67 м Рисуем на графике: Ответ: Максимальный расход=52 м3/час. Без отводов Qmax=54 м3/час.Чтобы в ручную не считать всю математику я приготовил специальную программу:Теперь я думаю вам понятно как происходит сопротивление движению потока. Если не понятно, то я готов услышать ваши коментарии по данной статье. Пишите коментарии.В итоге, на размер диаметра влияют:1. Сопротивление, создаваемое трубой с поворотами2. Необходимый расход3. Влияние насоса его расходно-напрной характеристикойЕсли расход в конце трубы меньше, то необходимо: Либо увеличить диаметр, либо увеличить мощность насоса. Увеличивать мощность насоса не экономично.
Как правильно выбрать диаметр трубы для отопления дома
Вычислить оптимальное сечение трубопровода профессионалу несложно. Практический опыт + специальные таблицы – всего этого достаточно, чтобы принять верное решение. А вот как быть рядовому собственнику жилища? Ведь многие предпочитают монтировать отопительный контур своими силами, но при этом не имеют профильного инженерного образования. Данная статья станет хорошей подсказкой для тех, кому нужно определиться с диаметром трубы для отопления частного дома.
Есть несколько нюансов, на которые нужно обратить внимание:
Во-первых, все данные, полученные на основании вычислений по формулам – приблизительные. Различные округления величин, усредненные коэффициенты – все это вносит ряд поправок в конечный результат.
Во-вторых, специфика эксплуатации любого контура отопления имеет свои особенности, поэтому любые расчеты дают лишь ориентировочные данные, «на все случаи».
В-третьих, трубная продукция выпускается в определенном ассортименте. Это же касается и диаметров. Соответствующие величины располагаются в определенном ряду, с градацией по значениям. Поэтому придется подбирать номинал, наиболее близкий к расчетному.
Исходя из вышесказанного, целесообразно воспользоваться практическими рекомендациями профессионалов.
Все Ду – в «мм». В скобках – для систем с естественной циркуляцией теплоносителя.
Но это общие параметры контура, не учитывающие его специфику. Более точные значения отражены в таблице.
Что учитывается при выборе диаметра труб
Мощность теплогенератора. Она берется за основу и определяется индивидуально для каждого строения. На что ориентируется собственник, приобретая котел? На совокупную площадь всех отапливаемых помещений. Именно это обязательно уточнит менеджер в точке продаж, если у покупателя возникнут вопросы по данному пункту.
На заметку! Принято считать, что для обеспечения качественного обогрева дома необходимо придерживаться следующего соотношения – 1 м2/0,1 кВт. Но если учитывать особенности климата, щадящий режим работы агрегата (чтобы не «гонять» его на пределе), то следует добавить порядка 30%. Получается – 1/1,3.
Скорость теплоносителя. Если она менее 0,25 м/сек, то есть риск завоздушнивания системы, образования пробок на трассе. Превышение значения 1,5 чревато «шумами» в магистрали. Это особенно ощутимо, когда трубы металлические, да еще и проложены открытым способом. Но в любом случае перемещение теплоносителя по трассе будет хорошо прослушиваться.
Практикой доказано, что для частного строения (с автономным отопительным контуром) следует ориентироваться на показатель в пределах от 0,3 до 0,7. Это оптимальное значение для любой системы.
Конфигурация контура. В частных домах при его монтаже, как правило (независимо от схемы), все «нитки» заводятся на коллектор. Каждая из них «нагружена» на определенное количество радиаторов. Нет смысла приобретать трубы одного и того же диаметра для всех линий, если учесть, что чем больше сечение заготовки, тем выше цена 1 п.м.
Диаметр трубы. Наружный особой роли не играет, так как у изделий из различных материалов есть отличия в толщине стенки. Данный параметр свидетельствует лишь об удобстве крепления изделия. Внутренний диаметр – о пропускной способности трассы. Именно он и является определяющим.
На заметку! Принято оперировать усредненным значением величины сечения (диаметром условного прохода). Именно данный параметр и применяется в расчетах.
Диаметры труб принято обозначать в дюймах. Для нас это непривычная (не метрическая) система, поэтому следует знать правила перевода величин. Соотношение дюйма к сантиметру – ½,54 (или 25,4 мм). Материал трубы – металлопластик, сталь, ПП, ПЭ.
Специфика строения. В первую очередь это относится к эффективности его теплоизоляции – из каких материалов она смонтирована, по какой методике и так далее.
Практические рекомендации
Неправильный выбор диаметров изделий чреват многими неприятностями: протечками (из-за гидродинамических ударов или превышения давления в магистрали), повышенным расходом эл/энергии (топлива) по причине низкой эффективности системы и рядом других. Поэтому монтировать ее по принципу «как у соседа (кума, свояка)» не следует.
Если контур состоит из разнородных труб, то придется делать специальные расчеты для каждого участка (линии) трассы. Отдельно – для пластика, металла (сталь, медь), применять различные коэффициенты и так далее. Решить такую задачу может лишь специалист. В подобных ситуациях самостоятельно заниматься расчетами не стоит, так как ошибка может быть весьма значительной. Услуги профессионала обойдутся гораздо дешевле, чем последующая переделка коммуникаций, да еще и в отопительный сезон.
Подключение всех приборов (расширительный бак, батареи и других) контура осуществляется трубами одного сечения.
Для исключения образования воздушных пробок (в случае некоторых ошибок в расчетах) на каждой линии следует установить так называемые воздухоотводчики.
Диаметр трубы для отопления – делаем правильный выбор
Все мы понимаем, что, когда дело касается отопления помещений, на первое место выходят так называемые тепловые потери отопительной системы дома. И их обязательно надо снижать. Это закон теплотехники, от которого зависит эффективность работы самой системы, экономичность потребления топлива и оптимальный температурный режим в комнатах. На тепловые потери влияет много факторов, один из них – это диаметр трубы для отопления. Казалось бы, не самый существенный фактор, но это только на первый взгляд. Поэтому стоит в нем разобраться.
Во-первых, необходимо отметить, что сечение трубы в независимости от материала, из которого она изготовлена, влияет на гидродинамику трубопровода. Поэтому просто так бездумно относится к выбору нельзя. Многие обыватели считают, что, чем больше диаметр трубы, тем эффективнее будет работать отопление дома. Это неправильно, ведь большое сечение требует большого количества теплоносителя, который надо будет нагревать, а значит, затрачивать большое количество энергоносителя. Это первое.
Второе – в таком контуре резко падает давление. А это может привести к тому, что отопление, как таковое, можно считать неработающим. Котел будет греть теплоноситель, но перемещаться по трубному контуру он не будет. Конечный результат – закипание котла.
Выбираем сечение
Подбираем диаметр
В частном домостроении все будет зависеть от того, каким способом будет перемещаться теплоноситель по трубной разводке. Если вами выбрана автономная система с естественной циркуляцией теплоносителя, то сечение обычно выбирается больше, чем в системе с принудительным перемещением. Почему?
Для того чтобы горячая вода начала движение вверх, необходима определенная температура и определенный объем самой жидкости. Но это не самое главное. Считается, что есть некоторые чисто технологические позиции, которые влияют на эффективность работы отопления в целом. Одним из таких показателей является скорость водяного потока. Оптимальное ее значение – 0,3-0,7 м/с. Если диаметр труб будет большой, то скорость потока будет снижаться, если наоборот маленький, то скорость просто увеличится.
В принудительном отоплении установлен циркуляционный насос, который создает необходимое давление внутри контура. Соответственно, его подбирают под определенную систему так, чтобы скорость внутри разводки также находилась в вышеуказанном диапазоне. Поэтому чаще всего для такой отопительной системы подбираются трубы с меньшим диаметром, ведь насос все равно будет прогонять теплоноситель с расчетной скоростью.
Как рассчитать диаметр
Чтобы провести расчет диаметра трубы для отопления, можно воспользоваться разными способами.
Сделать это самостоятельно.
Использовать онлайн калькулятор, их можно сегодня найти на разных строительных сайтах.
Воспользоваться таблицами.
Кстати, вот одна из таких таблиц на фото ниже.
Таблица диаметров труб
Самостоятельный расчет на самом деле не очень сложный. Но при его проведении приходится учитывать достаточно большой ряд различных показателей, которые влияют на значение тепловых потерь. Поэтому для облегчения проводимого расчета используется одно стандартное соотношение: на 10 м² отапливаемой площади расходуется 1,0 кВт тепловой энергии. Для точности конечного результата к окончательной цифре прибавляется 20%.
К примеру, для отопления дома площадью 100 м² потребуется 10 кВт тепла. Прибавляем к этому значению 20%, получаем 12 кВт (12000 Вт). Теперь по вышеуказанной таблице находите этот показатель и сверяете его с диаметром трубы и скоростью движения теплоносителя. Получается, что вам необходима труба диаметром 15 мм, в которой вода будет перемещаться со скоростью 0,5-0,55 м/с. По всем показателям это оптимальный выбор, который попадает в диапазон оптимальных скоростей. Единственное отметим, что данная таблица применяется для двухконтурной системы. Для одноконтурной есть свои показатели.
Основные размеры трубы
Как видите, правильно подобранное сечение трубопровода для системы отопления играет немаловажную роль в ее эффективной работе. Конечно, необходимо учитывать и материал, из которого труба изготовлена, потому что это влияет на скоростные характеристики теплоносителя. Поэтому здесь вам придется воспользоваться другими таблицами.
Подбор диаметра труб для системы отопления
Выбор диаметра трубопровода для системы отопления индивидуального дома осуществляется по принципу — чем больше необходимости в передаче тепла, тем больше должно быть сечение трубы при заданной температуре теплоносителя. По мере уменьшения необходимости в теплопередаче на каждом отдельно взятом участке, сечение трубопровода уменьшается.
Одним из наиболее применяемых методов вычисления диаметров труб является задача подбора скорости, с которой будет двигаться жидкость внутри трубы.
Минимальная скорость теплоносителя не должна быть меньше 0,3 м/сек. При низких скоростях образуется неравномерность нагрева частей системы.
Максимальная скорость теплоносителя не должна превышать 1,4 м/сек. При более высоких скоростях возможно возникновение турбулентности, шума от циркулирующего внутри трубопровода теплоносителя, а также эффект кавитации.
Опытным путем было установлено что темп движения жидкости в трубах отопления должна варьироваться в пределах 0,3 — 0,7 м/сек.

В таблице представлены скорости движения жидкости в зависимости от диаметра трубопровода и тепловой мощности.
Для простого примера возьмем два отдельно стоящих здания площадью 75 м² и высотой потолков 2,5 м. , но из разных материалов :
1. Толщина стены в два кирпича.
2. Толщина стены — деревянный брус 200 мм. и 150 мм. утеплителя.
Примерные теплопотери здания из кирпича при температуре воздуха -20 С составят 11,7 кВт. (из бруса теплопотери 7,8 кВт.). Соответственно для того чтобы перекрыть теплопотери кирпичного здания потребуется примерно 14 кВт. (из бруса — 9,5 кВт.)
Смотрим по таблице: для того чтобы обеспечить радиаторы отопления кирпичного здания четырнадцатью киловаттами тепла потребуется сечение трубы 32 мм. из армированного полипропилена, а зданию из бруса диаметр труб составит всего 25 мм.
Какой диаметр трубы выбрать для отопления
Система отопления — важная составляющая комфортного проживания в доме или квартире. Естественно, если эта система грамотно спроектирована и правильно установлена. На стадии проектирования нужно уточнить такие вопросы, как: какой мощности должен быть котёл, какой диаметр трубы выбрать для отопления, из какого материала должны быть трубы, какая их протяжённость, сколько необходимо радиаторов отопления, как это всё должно быть соединено? Эти и многие другие детали играют важную роль при монтаже в последующей эксплуатации системы.
Диаметр труб для отопления, как и материал, из которого они изготовлены, влияет на общие расчёты: мощности котла, количества и размеров радиаторов отопления. Зная диаметр труб, а также их характеристики, можно учитывать общую теплоёмкость системы, количество жидкости, которая будет в ней циркулировать, скорость её обмена, потери тепла. От диаметра труб косвенно зависит протяжённость трубопровода и тип его прокладки.
Чтобы ответить на вопрос, какой диаметр трубы выбрать для отопления, необходимо учитывать: где будут проложены трубы и в каких условиях, их предназначение (для радиаторов, для тёплого пола), тип отопления (центральное, индивидуальное). Неправильный выбор диаметра труб может привести к снижению общего КПД системы отопления. Если выбирать трубы «наугад», по принципу «чем больше — тем лучше», можно добиться снижения эффективности системы и перерасхода ресурсов. Ведь главная задача хорошей системы отопления — высокий коэффициент полезного действия при низких расходах.
Какой диаметр трубы выбрать для отопления?
Чтобы правильно подобрать диаметр труб, нужно понимать, что обычно труба служит только для доставки теплоносителя к радиаторам отопления, которые и отдают основную часть тепла в комнаты. И только в системах тёплого пола трубы служат нагревательным элементом, производящим обогрев. Чем больший диаметр трубы, тем меньше давление в контуре отопления. Если цифры диаметра слишком большие, эффективность теплоотдачи будет падать.
Среди монтажников отопления существует мнение, что диаметр труб для отопления должен быть как можно меньше. Ведь в таком случае: стоимость материалов будет меньшей, монтировать такие трубы проще, нагрев теплоносителя осуществляется быстрее. Это справедливо, если при этом получаются цифры не ниже расчётных, для каждой конкретной системы. В противном случае увеличивается нагрузка на котёл отопления, возможна вероятность возникновения струйных шумов в трубах и снижения её эффективности.
Чтобы выбрать нужный диаметр труб для отопления, также нужно учитывать помещение, в котором они будут смонтированы. Для частного дома или квартиры в многоэтажном доме с индивидуальным отоплением диаметр трубы может быть одним, для квартиры с централизованным обогревом — другим. Поэтому лучше всего для расчёта воспользоваться специальными таблицами, учитывающими разные параметры. Хорошим инструментом для правильного расчёта являются специализированные калькуляторы на профильных сайтах.
На сегодняшний день для отопления используют металлические (медные, нержавеющие и стальные), полимерные и металлопластиковые трубы. Причём изделия из металлопластика и разных типов полимеров практически вытеснили трубы из металла. Часто даже для замены участков металлических отопительных трубопроводов применяют трубы из полимеров.
Полипропиленовые трубы для отопления относят к категории малых, то есть — до 110 мм в диаметре. Обычно же в системах отопления большинства квартир или домов используют трубы таких диаметров: 20, 25, 32, 40 мм. Реже — больших.
Также необходимо учитывать, что для полимерных труб указывается внешний диаметр. При расчёте нужного диаметра трубы нужно ориентироваться на внутренний, напрямую связанный с пропускной способностью. Для того, чтобы узнать внутренний диаметр, если он не указан, надо от внешнего диаметра отнять удвоенное значение толщины стенки.
Расчет диаметра труб для отопления
Чтобы узнать, какой диаметр трубы выбрать для отопления, необходимо знать:
примерную скорость потока теплоносителя в системе (например, 0,4; 0,5 метров в секунду),
расход воды, измеряемый в кг/час,
мощность теплового потока.
Начинать расчёт стоит с определения тепловой мощности для нагрева определённого помещения. Например, известно, что для отопления 1 м² нужно 100 Вт тепловой энергии (при условии, что высота потолков не больше 3 м). Значит для комнаты в 30 м² нужно 3 кВт тепловой мощности.
Если добавить к этому значению 10 % запаса, получится, что для того, чтобы создать комфортные условия в комнате площадью 30 м², потребуется 3,3 кВт. Такой мощности будут примерно соответствовать трубы диаметров 20 мм.
Естественно, эту цифру нужно проверить, учитывая мощность котла, скорость потока теплоносителя, количество радиаторов. Обычно онлайновые калькуляторы позволяют учитывать эти данные при расчёте диаметра трубы для отопления.
Просмотры: 465
Расчет расхода воды и диаметра трубы
Расход воды и диаметр трубы подробно исследованы в счетах. Системы водяного отопления, индивидуальное и региональное отопление жилых домов сегодня, завод и цех, отопление теплиц, геотермальная энергия используется для систем отопления.
Счет расхода воды
Требуется система отопления Расход воды , определение размеров трубы системы отопления (определение диаметра трубы) является первым параметром при обосновании потребности.Находясь в скорости жидкости, определяется перепад давления, а также другие параметры, можно указать диаметр трубы. Расход воды , температура тепла в системе отопления и температура обратной воды рассчитываются по формуле Уравнение 1. 1 ;
m = Q / (ρ × Cp × ΔT) [м³ / ч] Уравнение 1.1
здесь;
м [м3 / с]: Расход воды
Q [кВт]: тепловые требования
ρ [кг / м3]: Плотность воды (Таблица 1.1)
CP [кДж / кг ° c]: удельная температура воды (Таблица 1.1)
ΔT [° c]: разница температур в обратном трубопроводе между
Пример-1. :
Потребность в отоплении 1000 кВт, температура на выходе системы отопления 90 ° C и температура обратной линии отопления 70 ° C — это потребность теплицы в тепличной воде;
м = 1000 / (972 × 4198 × 20) = 0,0123 [м³ / ч] = ‘0,0123 × 3600 = 44,1 [м³ / ч]
Примечание: плотность и удельная теплоемкость средней температуры воды в оба конца (80 ° в) значения взяты из таблицы 1.1.
Расчет диаметра трубы
Требуется система отопления Расход воды было рассчитано после определения диаметра трубы, составляющей систему, после того, как расчет был назначен с помощью следующих шагов.
Принцип Бернулли, поток может возникать в рассматриваемом случае A, точка B должна иметь больше энергии. ( Рисунок 1.1 ) Эта разница в энергии, трение в трубе между жидкостью и внутренними колоннами трубы, используемое для преодоления сопротивления.
Рисунок 1.1 — Принцип Бернулли
Полный перепад давления энергообменной жидкости hf (м). Падение давления зависит от следующих параметров.
L [м]: длина трубы
D [м]: внутренний диаметр трубы
V [м / с]: среднее значение скорости жидкости
μ [Па с]: динамическая вязкость жидкости
ρ [кг / м3]: жидкость плотность
KS [м]: Шероховатость трубы
Падение давления создает сопротивление жидкости, уравнение Д’Арси-Вайсбаха известно как уравнение 1.2 рассчитывается из.
HF = λ × (L / D) × [(ρ. V ²) / 2] [Па] Уравнение 1.2
здесь;
HF [Па]: падение давления
λ [-]: коэффициент трения (диаграмма Муди на рис. 1.2)
L [м]: длина трубы
D [м]: внутренний диаметр трубы
V [м / с]: в средней скорости жидкости (Уравнение 1.3)
ρ [кг / м3]: Плотность жидкости
Расчет диаметра трубы, Уравнение 1.2 выполняется с использованием формы метода проб и ошибок.Расход жидкости приблизительно соответствует выбранному диаметру трубы; выбранный диаметр трубы и другие параметры, Уравнение 1.2 вместо этого устанавливает. Длина трубы L, а не 1, позволяет рассчитать падение давления в расходомере трубы. В системах отопления рекомендуется перепад давления на трубу с любовницей для труб малого диаметра (от труб DN150) на 100-200 Па / м, а для труб большого диаметра на 100-150 Па / м. довести падение давления до диаметра трубы Выбранный, должен оставаться в пределах рекомендуемого диапазона падения давления.Если падение давления, происходящее в соответствии с выбранным анкером, рекомендуется не выбрано в диапазоне диаметров, путем изменения расчетов падения давления в этом диапазоне снова будет до.
Скорость нахождения в жидкости рассчитывается по уравнению 1.3 .
V = (4 × м) / (π × D ²) [м / с] Уравнение 1.3
здесь; V [м / с]: средняя скорость жидкости
м [м3 / с]: расход воды (уравнение 1.1)
D [м]: внутренний диаметр трубы

Рис. 1.2 Диаграмма Муди
Также описаны расчет расчета диаметра трубы и перепада давления, относительной шероховатости, числа Рейнольдса, расчет динамической вязкости жидкости, а также другие необходимые параметры Пример-1.2 .
Пример-1.2 :
Потребность в отопительной воде 45 [м³ / ч] — это диаметр трубы системы отопления теплицы? (Средняя температура воды 80 ° С)
1. Итерация (диаметр трубы = DN150, D = 160, 3 мм)
• Скорость нахождения в жидкости рассчитывается по Уравнению 1.3 .
V = (4 × 45) / (π × 3600 × 0,1603 ²) = 0,62 [м / с]
• Коэффициент Рейнольдса основан на числе числа Рейнольдса и рассчитывается по уравнению 1. 4
Re = ρ × V × D / μ [-] Уравнение 1.4
здесь;
Re [-]: Число Рейнольдса
ρ [кг / м3]: Плотность жидкости (Таблица 1.1)
V [м / с]: среднее значение скорости жидкости (Уравнение 1.3)
D [м]: внутренний диаметр трубы
μ [Па · с]: динамическая вязкость воды (Таблица 1.1)

Таблица 1.1 — тепловые свойства воды
Из уравнения 1.4;
Re = 971,82 × 0,62 × 0,1603 / (0,355 × 10-³) = 272071 [-]
• Относительный коэффициент трения, зависящий от относительной шероховатости, рассчитывается по формуле Уравнение 1.5 .
B. Шероховатость = ks / D [-] Уравнение 1.5
здесь;
KS [м]: Шероховатость трубы (Таблица 1.2)
D [м]: Внутренний диаметр трубы

Таблица 1.2 — в соответствии с коэффициентами шероховатости в материале
Уравнение 1.5 ден;
B. Шероховатость = 0,045 * 10-³ / 0,1603 = 0,0003 [-]
• Коэффициент трения, число Рейнольдса (272071) и относительное значение pürüzlülüğe (0,0003) из рисунка 1. 2 λ = 0,016.
• Все эти значения находятся в Уравнение 1.2. Вместо этого рассчитывается по перепаду давления.
HF = 0,016 × (1 / 0,1603) × (971,82 × ² 0,62 / 2) = 18,64 [Па / м]
Падение давления от рекомендованного падения давления (100-150 Па / м) очень низкое и меньше диаметра, указанного выше, с учетом цифр, которое повторяется до значения в пределах диапазона падения давления.
2. Итерация (диаметр трубы = DN100, D = 107, 1 мм)
V = (4 × 45) / (π × 3600 × 0,1071 ²) = 1,39 [м / с]
Re = 1,39 × 971,82 × 0,1071 / (0,355 × 10-³) = 407532 [- ]
B. Шероховатость = 0,045 * 10-³ / 0,1071 = 0,0004 [-]
• Коэффициент трения, число Рейнольдса (407532) и относительное значение pürüzlülüğe (0,0004) из рисунка 1.2 λ = 0,016.
HF = 0,016 × (1 / 0,1071) × (971,82 × 1,39 ² / 2) = 140,25 [Па / м]
Источник: Изобор, Изобор.com
Информация: İzobor по специальному разрешению содержание подготовлено, взяв ваш собственный веб-сайт. Спасибо за информацию и делитесь ими.
Расход трубопровода котла и размер трубы
Расход трубопровода котла и размер труб — расчет расхода
Для получения расчетного расхода при определении размера насоса используйте следующую формулу: Измерьте самый длинный участок в контуре в футах и добавьте 50 % к этому измерению. Умножьте это число на 0,04, чтобы получить напор насоса.Напор насоса относится к способности насоса перемещать воду по контуру и всему сопротивлению в контуре или трению контура. Другой метод определения напора насоса — измерение самого длинного участка трубопровода в контуре с последующим добавлением потерь на трение для каждого клапана, колена и фитинга. Для этого необходимо использовать таблицу, которую можно получить у поставщика циркуляционных насосов HVAC.
Расчет БТЕ для труб с горячей водой и плинтуса

БТЕ — это количество энергии, необходимое для подъема 1 фунта воды до 1 ° по Фаренгейту.Вес воды 8,33 фунта. Каждая отдельная комната должна быть рассчитана на необходимое количество БТЕ для удовлетворения спроса, а затем это количество складывается. Это основано на расчете потерь тепла в помещении. Например: для дома с потребностью в тепле 100 000 БТЕ и ΔT 30 ° потребуется расход примерно 7 галлонов в минуту. (немного меньше на основе следующей формулы: (8,33 * 60 * 30 ° ΔT) = X. 100000 / X даст вам 6,7 галлона в минуту. Это означает, что минимальный размер, необходимый для доставки соответствующего количества БТЕ для удовлетворения спроса, будет составлять 1 дюйм трубы сталь или медь.
Delta Δ T
Расход трубопровода котла и размер труб — это очень важно, так как слишком большой расход снижает эффективность, как описано выше, и может иметь пагубные последствия для котла. Все производители чугунных котлов хотят, чтобы дельта Δ T котла находилась в определенном диапазоне. Некоторые из них 20 ° F, а другие 30 ° F. Превышение этого диапазона температур вызовет проблемы с любым котлом, поскольку вы заменяете горячую воду на более холодную воду с более широким диапазоном температур, чем может преодолеть любая инженерия чугунных котлов.
Это то же самое, что нагреть кусок чугуна или стали до предельной температуры и затем полить его холодной водой. В конце концов, он треснет. Если чугунный котел треснет, это нехорошо, и его нужно будет заменить. Существуют способы преодоления высокого ΔT — 1) Добавить обходной контур котельной системы между подающей и обратной линиями в трубопроводе рядом с котлом 2) Измените расположение трубопроводов на первичный / вторичный тип трубопровода с развязывающим контуром. 3) Добавьте циркуляционный насос с регулируемой скоростью и регулятором ΔT для поддержания максимального ΔT для котла.4) Добавить отводную петлю к трубопроводу котла. Некоторые из этих методов лучше других, и потребуется профессионал, чтобы сказать вам, какой из них лучше всего подходит для вашей конкретной установки. Лучший метод не всегда может быть самым дешевым.
Клапаны подачи и определения размеров трубопровода котла
Клапан тройного действия регулирует поток в промышленных трубопроводах.
Расход трубопроводов котла и размер труб
Размер труб
Определение размеров труб для пара и конденсата — потеря давления, рекомендуемая скорость, производительность и др.
Рекламные ссылки
Емкости в самотечных линиях обратного конденсата
Рекомендуемые производительности (фунт / час) в линиях возврата самотечного конденсата
Классификация систем парового отопления
Паровые системы переносят тепло по трубам от котла к потребителям в виде теплообменников, технологического оборудования и т. д.
Мощность конденсатопровода в
кВт
Максимальные мощности конденсатопровода в кВт Расход пара
Линии конденсата — пар мгновенного испарения
Пара мгновенного испарения, произведенный в трубопроводах конденсата
Конструкция систем парового отопления
базовая конструкция паровых систем отопления
Подающие насосы — паровые системы и всасывающий подъемник
Увеличение кавитации рабочего колеса с температурой воды
Коэффициент расхода
C _v в зависимости от коэффициента расхода K _v
Сравнение коэффициента расхода C _v и коэффициент потока K _v
Скорости потока жидкости в трубах
Рассчитайте скорость потока жидкости и скорости потока в трубах и трубах
Сопротивление трению в линиях конденсата — британские единицы
Трение или м Большое сопротивление в конденсатопроводах
Трубы — тепловое расширение и сжатие при охлаждении
Расширение или сжатие при нагревании или охлаждении чугуна, углеродистой и углеродисто-молибденовой стали, кованого железа, меди, латуни и алюминия
Трубы и трубки — температурное расширение
Трубы расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении, и это расширение можно выразить формулой расширения
Трубы и трубки — содержание воды
Содержание воды в стальных и медных трубах
Падение давления в паровых трубах
Паровые трубы и диаграммы падения давления — британские и метрические единицы
Свойства насыщенного пара — британские единицы
Таблица пара с явной, скрытой и общей теплотой и удельным объемом при различных манометрических давлениях и температурах
Рекомендуемые скорости в паровых системах
Пар скорость в парораспределителе Система уплотнения должна быть в определенных пределах, чтобы избежать чрезмерного износа.
Определение параметров трубопроводов для конденсата — единицы SI
Потери и потери давления в линиях возврата конденсата
Параметры трубопроводов для пара
(кг / ч)
Пар сжимаемый газ, где массовая пропускная способность трубопровода зависит от давления пара.
Размер паровых труб
(фунт / ч)
Пар — это сжимаемый газ, пропускная способность трубопровода которого зависит от размера трубы и давления пара.
Рекламные ссылки
Расход пара и падение давления — График 40 Труба
Расход (фунт / ч) и падение давления на 100 футов трубы
Процесс нагрева пара — Расчет нагрузки
Расчет количества пара в непроточных процессах периодического и непрерывного нагрева
Паровая труба — онлайн-калькулятор перепада давления
Расчет потерь давления в парораспределительных трубопроводах
Паровые трубы — определение размеров
Подбор размеров труб для паровых систем — большая и малая потеря пара распределительные системы
Паровые трубы — тепловое расширение
Тепловое расширение паровых труб, нагретых от комнатной до рабочей температуры (мм пр.100 м трубы)
Конденсатоотводчики — коэффициент безопасности
Выбор конденсатоотводчиков и их коэффициенты безопасности
Стальные расширительные петли
Тепловые расширительные петли и емкости стальных трубных расширительных контуров
Напряжение в кожухах паровых котлов от давления котла
Рассчитать напряжение в корпусе парового котла, вызванное давлением пара
Тепловое расширение паровых труб —
дюймов
Паровые трубы, нагретые от комнатной температуры до рабочих температур — расширяются
Размер нагревательной трубы в App Store
Мгновенно оцените требуемый диаметр трубы замкнутой гидравлической системы отопления или охлаждения и рассчитайте падение давления, чтобы определить требуемые характеристики циркуляционного насоса (расход и напор).Простота использования, быстрые и точные результаты.
Введите требуемую мощность нагрева или охлаждения, а также температуру подачи и возврата. Выберите материал трубы. Рекомендуемый диаметр трубы уже указан в виде стандартного DN.
Дополнительно выберите рекомендованный или нестандартный диаметр трубы и укажите длину участка трубы и фитинги. Результаты включают расход воды, скорость, падение давления и падение давления на 100 м прямой трубы и могут использоваться для определения параметров циркуляционного насоса.
## Особенности:
— Простота использования;
— Подходит для водяных систем отопления и охлаждения;
— Подходит для большого диапазона мощности нагрева и охлаждения;
— Предварительно определенные материалы труб;
— Диапазон температуры воды от 1 до 99 ºC;
— Полностью независима от производителей;
— Вход в систему и подключение для передачи данных не требуется;
— Нет сбора данных;
— Без подписок, только разовая покупка;
— Очень быстрый расчет без задержек;
## Возможные применения приложения:
— Быстрая оценка необходимого диаметра трубы при проектировании гидравлической (водяной) закрытой системы отопления или охлаждения.
— Быстрое определение требований к циркуляционному насосу (расход и напор), будь то новая система или заменяющий насос.
## Примечания:
— Рекомендуется рассчитывать каждую секцию трубопроводной системы отдельно и дополнительно проверять падение давления в системе в целом.
— Приложение полезно только для расчетов гидравлических (водяных) закрытых систем отопления или охлаждения. Другие системы и носители не поддерживаются.
— Поддерживаются только метрические единицы.
— Приложение, хотя и является точным, не предназначено для полной замены специализированного программного обеспечения для проектирования систем отопления и охлаждения.
Приложение не требует подключения для передачи данных. Он не требует и не собирает никаких личных данных. Он также не содержит сторонней рекламы или кода. Также: никаких покупок в приложении, никаких подписок.
HTflux — Программное обеспечение для моделирования
На последней вкладке диалогового окна инструмента сопротивления теплопередаче в HTflux вы найдете очень универсальный инструмент для расчета коэффициентов теплопередачи (сопротивления) потоков в трубах для газов и жидкостей.
Чтобы получить эти фактические коэффициенты переноса, необходимы некоторые расчеты динамики жидкости. К счастью, HTflux сделает эту работу за вас, помимо тепловых коэффициентов, он также предоставит вам множество других важных показателей, например он рассчитает падение давления для указанной трубы.
Инструмент для расчета расхода труб
Этот инструмент очень эффективен, если вы пытаетесь рассчитать теплопотери (или теплопотери) труб, содержащих текущую среду. Это может быть актуально для многих приложений, например.грамм. трубы отопления, охлаждающие трубы, вентиляционные трубы, дымоходы, теплообменники, котлы, конденсаторы, испарители, трубы холодной воды, трубы горячей воды, трубы холодильников, трубы двигателя,…
Вам останется только указать желаемые входные параметры. Это:
Диаметр трубы: введите внутренний диаметр трубы.
Длина трубы: введите соответствующую длину вашей трубы.
Температура жидкости: введите здесь среднюю температуру жидкости.
Fluid: здесь вы можете выбрать тип жидкости в вашей трубе.
В настоящее время доступны следующие жидкости (другие могут быть добавлены по запросу):
Вода (при 1 бар)
Воздух (сухой, при 1 атм)
Хладагент R134a в жидкой фазе
Хладагент R134a в паровой фазе
Водяной пар (пар)
Аммиак в жидкой фазе
Аммиак в паровой фазе
Пропан в жидкой фазе
Пропан в паровой фазе
Изобутан R600a
Моторное масло (чистое, неиспользованное)
Расход: здесь вы можете указать расход в литрах в минуту
Скорость потока: здесь вы можете указать среднюю скорость потока в м / с, скорость потока будет рассчитана соответственно.
Модель трения: вы можете выбрать для расчета три различные модели трения:
Colebrook-White: оставьте значение по умолчанию, если вы не уверены.
Никурадсе: по зернистости песка
Модель гладкой трубы: на основе расчета Прандтля
Шероховатость трубы : здесь можно указать абсолютную шероховатость трубы, например для полиэтиленовых труб обычно указывается шероховатость 0,003 мм.
После задания требуемых параметров HTflux рассчитает значение поверхностного сопротивления теплопередачи труб.При нажатии на кнопку «ОК» значение будет присвоено выбранному граничному условию. Используйте это граничное условие вместе с правильной средней температурой в моделировании для расчета теплопередачи потока в вашей трубе.
Физика потока и теплообмена в трубах — краткий обзор
Поскольку HTflux выполнит расчет за вас, вам не придется углубляться в гидродинамику, однако основные этапы расчета будут описаны в следующих параграфах. Передача тепла от текущей жидкости к внутренней поверхности трубы / трубки сильно зависит от фактического состояния потока.Поэтому необходимо рассчитать основные характеристические параметры, которые используются для описания состояния потока жидкости.
После того, как вы выбрали тип жидкости и ее температуру, HTflux определяет соответствующие свойства вашей жидкости: плотность, теплопроводность, теплоемкость, кинетическую вязкость и коэффициент температуропроводности. На их основе рассчитывается так называемое число Прандтля . Это отношение вязкости (импульсной диффузии) и температуропроводности, поэтому оно важно для этого расчета.
Число Рейнольдса
На следующем этапе будет вычислено число Рейнольдса для потока в трубе:

Число Рейнольдса является важной величиной, которая позволяет прогнозировать состояние потока жидкости. На основе фактического значения числа Рейнольдса расчет будет продолжен либо для ламинарного (Re <2300), либо для турбулентного случая (Re> = 2300), поскольку эти два состояния потока имеют существенно разное поведение:
Турбулентный поток в трубе
Когда число Рейнольдса превышает значение 2300, можно предположить турбулентный поток .Эффекты турбулентности приводят к более высокой скорости «перемешивания» в потоке и, следовательно, значительно увеличивают скорость теплопередачи. Число Нуссельта , описывающее такой поток, можно записать как:

, где Pr — это число Прандтля , , Re — это число Рейнольдса , λ — коэффициент трения Дарси . трубы (см. Ниже), d — внутренний диаметр, а L — длина трубы.
Ламинарный поток трубы
Если число Рейнольдса находится ниже значения 2300, предполагается ламинарный поток.В этом случае предполагается плавный, равномерный поток в трубе. Скорость потока меняется в зависимости от радиуса. Наибольшая скорость достигается в центре трубы, где скорость на поверхности трубы достигает значения 0. Из-за такого характерного распределения теплопередача на внутреннюю поверхность трубы значительно ниже, чем в турбулентном потоке. . Для этого ламинарного корпуса номер Нуссельта можно записать как:
Коэффициенты трения для потока в трубе
Как упоминалось выше, вы можете выбирать среди различных фрикционных моделей.За исключением особых случаев, выбор модели не окажет большого влияния на результаты расчета. Если вы не уверены, мы рекомендуем выбрать модель Colebrook-White и указать шероховатость трубы, указанную в конкретном информационном бюллетене по трубе или аналогичных документах.
В зависимости от состояния потока и выбранной модели будут использоваться следующие уравнения:
Ламинарный поток — коэффициент трения Дарси
Как описано ранее, в случае ламинарного потока жидкость, касающаяся поверхности трубы, всегда будет «прилипать» к поверхности трубы (v = 0).Следовательно, в таком случае коэффициент трения не будет зависеть от шероховатости трубы. Следовательно, следующее уравнение будет использоваться для коэффициента трения по Дарси для всех ламинарных потоков :
Модель трения Колбрука-Уайта
Для большинства приложений эта модель обеспечит наилучшие результаты. Может быть обеспечена определенная шероховатость k трубы, однако модель также приведет к хорошим результатам для гладких труб.
Никурадсе фрикционная модель
На основе экспериментов с песчинками Никурадсе разработал модель трения, которая лучше всего работает для поверхностей с подобным типом «шероховатости песка».Соответствующее уравнение для этой модели:
Модель гладкой трубы
Для турбулентных течений в идеально гладких трубах можно использовать следующее уравнение (Кармана-Никурдсе / Прандтля):
Коэффициент теплопередачи для потока в трубе
После того, как все соответствующие величины расхода были рассчитаны, легко окончательно вычислить коэффициент теплопередачи потока в трубе — или его обратное поверхностное сопротивление Rs, используемое в HTflux. Число Нуссельта в основном содержит всю необходимую информацию.Это должно быть связано только с внутренним диаметром трубы и теплопроводностью жидкости:
Дополнительные полезные данные о расходе в трубопроводе: падение давления, сопротивление трубопровода и коэффициент потери давления
Наряду с показателями теплопередачи HTflux предоставляет вам также полезные данные о конструкции труб. Используя эти цифры, вы можете легко рассчитать падение давления при заданном расходе (или наоборот).
HTflux использует следующие уравнения для этой задачи:
для ламинарных потоков в трубах:
Коэффициент сопротивления / гидравлический градиент (R в кг / м ⁷):
Падение давления (ΔP в Па):
Дзета-значение (ζ):
для турбулентных потоков в трубопроводе:
Коэффициент сопротивления / гидравлический градиент (R в кг / м ⁷):
Падение давления (Δp в Па):
Дзета-значение (ζ):
(c) HTflux, Даниэль Рюдиссер
Примечание. Вам разрешается и поощряется использование изображений с этой страницы или установка ссылки на эту страницу при условии, что авторство указано на «www.htflux.com ».

Расчет расхода
— перец чили
Я хотел бы взглянуть на расход воды через бытовые водопроводные системы горячего водоснабжения с безбаквальным водонагревателем и без него.
Люди не любят ничего ждать, включая горячую воду в светильнике. Я прочитал одно исследование, которое пришло к выводу, что в 80% случаев использования раковин для ванных комнат, когда горячая вода была включена, пользователь не ждал, пока горячая вода поступит, и фактически закончил использовать воду до того, как горячая вода поступит в приспособление.
Скорость потока воды (галлонов в минуту) и диаметр трубопровода являются определяющими факторами скорости воды в трубах и, следовательно, времени ожидания подачи горячей воды в приспособление. Скорость потока определяется разницей давления, движущей поток; чем выше давление, тем выше расход.
Высокая скорость потока — за и против
Слишком высокая скорость потока может вызвать гудение и вибрацию в трубопроводе, а также может вызвать проблемы с гидравлическим ударом при быстром закрытии клапанов.Высокий расход в течение длительного времени может вызвать эрозию трубопровода, особенно колен и тройников. Обычно строительные нормы и правила ограничивают скорость воды в трубопроводе горячей воды до 5-8 футов в секунду, чтобы предотвратить эрозию трубы и фитингов.
Пять футов в секунду движется прямо. При такой скорости горячая вода должна достигнуть приспособления, соединенного с водонагревателем 100-футовой трубой примерно за 20 секунд. Но сколько галлонов в минуту это? Это зависит от размера труб.
В таблице ниже указана скорость потока в футах в секунду для ряда потоков в галлонах в минуту с типичными размерами труб.
Скорость воды в дюймах в секунду при заданном расходе для труб различного диаметра
Размер галлон / мин 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
3/8 футов / сек 1.11 2,21 3,32 4,42 5,53 6,63 7,74 8,84 9,95 11,06
1/2 футов / сек 0,69 1,37 2,06 2,75 3,44 4,12 4,81 5,5 6,18 6,87
3/4 футов / сек 0,33 0.66 0,99 1,32 1,64 1,97 2,3 2,63 2,96 3,29
1 футов / сек 0,2 0,39 0,58 0,77 0,97 1,16 1,35 1,55 1,74 1,93
Если ваша труба 3/4 ″, то при 5 галлонах в минуту скорость потока будет 3.29 футов в секунду, поэтому для трубы длиной 100 футов потребуется около 30 секунд. Если бы труба была 1/2 дюйма, то для подачи горячей воды по трубе длиной 100 футов потребовалось бы всего около 15 секунд.
Как вы можете видеть, чем меньше размер трубы, тем выше скорость воды для данного расхода галлонов в минуту. Однако гораздо труднее протолкнуть 5 галлонов в минуту по трубе 1/2 дюйма, чем по трубе 3/4 дюйма, что требует большего давления.
Падение давления влияет на расход
Падение
фунтов на квадратный дюйм при различных расходах и размерах трубы на фут трубы
.3/8 1/2 3/4
1 г / м .023 .008 .001
2 г / м 0,084 , 030 0,004
3 г / м , 177 .062 .009
4 г / м .106 .015
5 г / м , 161 .023
Чтобы протолкнуть, например, 4 галлона в минуту через медную трубку типа L длиной 100 футов 1/2 дюйма, потребуется давление 10,6 фунта на квадратный дюйм. Нет проблем, если ваш источник воды составляет более 10,6 фунтов на квадратный дюйм, но если вы циркулируете воду с помощью циркуляционного насоса горячей воды, тогда у вас есть более серьезные проблемы.
При 5 галлонах в минуту падение давления составит 16,1 фунта на квадратный дюйм.
При 1 галлоне в минуту падение будет меньше 1 фунта на квадратный дюйм, но время ожидания составит около 112 секунд.
Циркуляционные насосы горячей воды
Вот график, показывающий кривые для циркуляционных насосов TACO для горячей воды, которые практически такие же, как у всех других брендов. (1 фунт на квадратный дюйм = 2,3 фута головы и 1 фут головы = 0,434 фунта на квадратный дюйм) Следовательно: 10,6 фунта на квадратный дюйм = 24,45 фута головы и 16,1 фунта на квадратный дюйм = 37,1 фута головы.
Те 10,6 фунтов на квадратный дюйм, необходимые для создания потока 4 галлона в минуту, составляют 24,45 фута напора, чего не достигают большинство насосов в приведенной выше таблице.Интересно, что ни один из насосов не мог протолкнуть через трубу 5 галлонов в минуту.
100 футов трубы 1/2 дюйма — единственное серьезное препятствие для высоких расходов, кроме, конечно, самого приспособления. Большинство, если не все бытовые приборы, имеют низкий максимальный расход воды, что способствует экономии воды. Как правило, большинство душевых ограничены до 2,2 галлона в минуту или меньше, приспособления для умывальника часто до 1 галлона в минуту.
Однако, если вы используете циркуляционный насос, поток не проходит через приспособления, а только через трубу и обратную линию.
Линия возврата горячей воды
Если у вас есть система циркуляции горячей воды, вам потребуется обратная линия от самого дальнего конца трубы подачи горячей воды обратно к насосу и водонагревателю. Если вы используете систему подачи горячей воды, то в качестве обратной линии обычно используется трубопровод холодной воды. При расчете времени ожидания горячей воды возвратная линия не учитывается, но для целей расчета падения давления и расхода ее необходимо включить.
Падение давления в водонагревателе без резервуара
Существует значительная разница в расходе горячей воды для конкретной схемы водопровода, когда водонагреватель без резервуара заменяется водонагревателем резервуарного типа.Причина этой разницы в том, что безбаковый агрегат имеет теплообменник, а перепады давления на теплообменниках могут быть весьма значительными и соответственно влиять на скорость потока.
Накопительные водонагреватели (водонагреватели резервуарного типа) обычно имеют очень небольшой перепад давления, когда через них протекает вода. В гидравлической системе, такой как бытовая водопроводная система, в системе нет перепада давления, если только не течет вода. Текущая вода вызывает падение давления, и падение давления зависит от скорости потока.Большие потоки вызывают большие перепады давления.
Ниже приведен график, показывающий падение давления в различных моделях безбаквальных водонагревателей Rinnai.
Из графика видно, что чем больше нагреватель, тем меньше перепад давления при любом заданном расходе. В нашем предыдущем примере у нас была труба подачи горячей воды длиной 100 футов с диаметром 1/2 дюйма и расходом 4 галлона в минуту, падение давления составило 10,6 фунтов на квадратный дюйм.
Чтобы найти давление, необходимое для проталкивания определенного потока через систему трубопроводов, необходимо добавить падения давления в трубопроводе и водонагревателе.
Считывая график для самой большой модели (наименьшее падение давления), мы обнаруживаем, что при 4 галлонах в минуту падение давления будет примерно 5 фунтов на квадратный дюйм, а при 5 г / м падение будет примерно 8 фунтов на квадратный дюйм. С другой стороны, самый маленький водонагреватель без резервуара имеет перепад давления при 4 г / м около 9 фунтов на квадратный дюйм, а при 5 г / м — около 12 фунтов на квадратный дюйм.
Вооружившись приведенными выше диаграммами и графиками, вам будет довольно легко получить хорошее представление о том, как долго будет ждать горячая вода для любой данной схемы водопровода и комбинации насосов.По сути, вы хотите минимизировать диаметр и длину труб, чтобы минимизировать общий объем, содержащийся в трубопроводе горячей воды, чтобы иметь наиболее эффективную систему водопровода горячей воды.
Централизованное теплоснабжение от ветра
В этом разделе веб-сайта рассматривается теория распределительной сети, необходимой для любой схемы централизованного теплоснабжения. Два подменю в этом разделе описывают методы, используемые для расчета тепловых потерь в трубах, и общую теорию трубопроводов.
Горячая вода, нагретая в электродном котле и хранящаяся в тепловом аккумуляторе, будет подаваться в индивидуальные здания по сети трубопроводов. Трубопровод будет состоять из подающей и обратной линии с различными диаметрами труб и фитингов. Сеть выгодно спроектировать так, чтобы вода возвращалась с как можно более низкой температурой. На диаграмме ниже показан общий рабочий процесс, используемый для расчета ключевых элементов в распределительной сети.
ОБЩИЙ ПРОЦЕСС РАСЧЕТОВ
При выборе размеров труб важно определить пиковую тепловую нагрузку, необходимую для обогрева зданий, включенных в сеть централизованного теплоснабжения.Как только будет установлена пиковая тепловая нагрузка, можно рассчитать требуемый диаметр подачи и возврата. Каждая труба должна выдерживать тепловую нагрузку всех зданий, к которым она присоединяется. Следовательно, любые трубы, ответвляющиеся для обслуживания отдельного дома, будут тоньше, чем те, которые несут всю тепловую нагрузку.
Также важно учитывать будущее расширение при выборе размеров труб, по которым будет проходить горячая вода. Узкая труба ограничит сеть определенной тепловой нагрузкой.Процесс расчета, использованный для определения размеров подающего и обратного трубопроводов для двух сценариев, показан на диаграмме ниже.
Как только будет установлена пиковая потребность в тепле, можно подобрать размер подающей и обратной трубы. Диаметр труб рассчитывается исходя из необходимого массового расхода на каждое здание. Кроме того, тепловые потери и перепады давления можно определить с помощью следующего итерационного процесса расчета:
1.По пиковой тепловой нагрузке можно определить массовый расход для каждой секции трубопровода.
2. Отсюда находятся диаметры труб.
3. Затем можно рассчитать тепловые потери и добавить их к пиковой тепловой нагрузке, необходимой для каждой секции трубы.
4. Падение давления на каждой секции трубопровода также можно рассчитать на основе технических характеристик труб и характеристик потока.
РАЗМЕР ДИАМЕТРА ТРУБЫ
Однако важно помнить, что точные рассчитанные диаметры труб могут быть недоступны.Следовательно, размер трубы должен выбираться для каждого участка трубопровода доступного размера. Обычно предварительно изолированные стальные трубы имеют внутренний диаметр 25 мм, 50 мм, 65 мм, 80 мм, 100 мм и так далее.
ПАДЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ
Еще одним важным фактором является падение давления в трубопроводной сети. Это важно при выборе насосов с регулируемой скоростью, которые потребуются в системе.Выбранный перепад давления будет самым большим за непрерывный участок трубопровода. Это значение является функцией коэффициента трения, который определяется с помощью числа Рейнольдса и относительной шероховатости труб, как показано в процессе расчета выше.
Однако существует также падение давления, связанное со многими фитингами, которые обычно используются в сети централизованного теплоснабжения. Чтобы учесть падение давления, связанное с изгибами трубопроводов и любой трубопроводной арматурой (например, смесительные и отводные клапаны), эквивалентная длина добавляется к общей длине трубы в процессе расчета.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Более подробную информацию о теплопотери в сети трубопроводов и других ключевых аспектах, таких как материал трубопроводов и трудности, связанные с прокладкой труб, можно найти по следующим ссылкам:
.
No related posts.