Как рассчитать внутренний диаметр трубопровода сжатого воздуха?
Главная > Полезная информация > Как рассчитать внутренний диаметр трубопровода сжатого воздуха?
Диаметр трубопровода
Диаметры трубопроводов определяются при помощи расчётного графика (см. рис. 1) или вычисляются при помощи приблизительной формулы:
где
d = внутренний диаметр трубы, м
Vэф = общий объёмный расход, м3/сек
L = номинальная длина трубопровода, м
∆Р = перепад давления, бар
Рраб = рабочее давление, бар
Определение внутреннего диаметра трубопровода при помощи расчётного графика
(пример 1):
На рис.1 показан расчётный график, при помощи которого может быть определён внутренний диаметр трубопровода.
Использование расчётного графика:
• Отметим длину трубы на линии А, а объёмный расход на линии В;
• Соединим точки прямыми линиями и продолжим их до оси 1;
• Отметим давление в системе на линии Е, а допустимое снижение давления – на линии G;
• Соединим точки прямой линией.
Эта линия пересечёт линию D;
• Диаметр трубы соответствует точке пересечения прямых.
Рис.1 Расчётный график для определения внутреннего диаметра трубопровода и перепада давления
Определение внутреннего диаметра трубопровода при помощи расчётного графика
(пример 2):
Если расчётный график, изображённый на рис. 1, непонятен для вас или работать с ним слишком трудно, то тогда смотрите рис. 2. Этот расчётный график позволяет определять только самые важные параметры и соответственно является более простым в использовании.
Использование расчетного графика:
• Проведём линию от левого столбца, в соответствии с необходимым расходом воздуха.
• Определим длину трубопровода, отметив соответствующий столбец.
• На пересечении линии и столбца в области между ломаными линиями находится соответствующее
значение диаметра.
Пример:
— Расход воздуха = 1000 л/мин
— Длина трубопровода = 100 м
— Необходимый диаметр трубопровода = 1”
Рис.
2 Расчётный график для определения диаметра трубопровода и перепада давленияДополнительная арматура:
Вся установленная арматура (клапаны, кронштейны, колена и т.д.) является дополнительным сопротивлением для потока и должны учитываться при расчёте.
Длины, которые должны прибавляться к длине трубопровода, приводятся в таблице (см. Рис. №3)
Пример: Отсечной клапан диаметра G 3/4 имеет значение длины 4,00; теоретически, трубопровод должен быть удлинён на 4 м.
Рис.3
Таблица зависимости длины от диаметра трубы и арматурыТеперь, после подбора диаметра трубы и зная расход воздуха можно смело подбирать соответствующий компрессор, при этом размер его подсоединения сжатого воздуха не должен быть больше диаметра трубы. Компрессор подбирается в этом разделе нашего сайта.
Чтобы получить на него коммерческое предложение присылайте запрос на е-мэйл: [email protected], или на факс (812) 458-01-85.
Перейти в раздел
Калькулятор расчета минимально необходимого диаметра водопроводной трубы
Если хозяин дома берется за самостоятельное проектирование системы водоснабжения, то ему предстоит решить множество различных задач.
Одна из основных – это правильный подбор труб для прокладки магистралей от источника к дому и для внутренней разводки. Они выбираются по нескольким важным критериям, в зависимости от условий эксплуатации на конкретном участке. Но обязательным общим критерием является достаточность диаметра трубы для полноценной работы всего водопровода или его отдельной «ветки».
Согласитесь, мало толку от неправильно спланированного водопровода, если от недостаточного поступления воды из кранов льются слабые струйки, принять нормально душ в приобретенной кабинке – не выходит, стиральная или посудомоечная машина начинают сигнализировать кодами ошибок и т.п. Не особо комфортна бывает даже та ситуация, когда работа одного сантехнического прибора сказывается на возможностях другого. Например, кто-то моется в ванной, и поэтому на кухне практически ничего нельзя делать из-за слаого напора. А ведь таких точек в доме может быть и намного больше! Все эти неприятности, чаще всего – от неправильно подобранного диаметра трубы на определённом участке.
И он просто не справляется с нужными объёмами подачи воды на конечные устройства.
Определиться с этим параметром поможет калькулятор расчета минимально необходимого диаметра водопроводной трубы. Ниже будет дано несколько полезных пояснений по работе с ним.
Калькулятор расчета минимально необходимого диаметра водопроводной трубыПерейти к расчётам
Укажите запрашиваемые данные и нажмите
«РАССЧИТАТЬ МИНИМАЛЬНЫЙ ДИАМЕТР ТРУБЫ Ду (DN)»
НАЛИЧИЕ И КОЛИЧЕСТВО ТОЧЕК ПОТРЕБЛЕНИЯ ВОДЫ
кухонная мойка
— нет — одна — две
умывальник
— нет — один — два — три
ванна со смесителем и душем
— нет — одна — две
ванна с функцией гидромассажа (джакузи)
душевая кабинка обычная
— нет — одна
душевая кабинка с расширенным набором функций
— нет — одна
унитаз со сливным бачком
— нет — один — два
биде
— нет — одно — два
стиральная машина — автомат
— нет — одна
посудомоечная машина
— нет — одна
хозяйственный кран— нет — один — два
Оптимальная скорость потока в трубе, метров в секунду
Пояснения по работе с калькуляторомРасчет – совсем несложен, базируется на известных физических и геометрических формулах и на рекомендациях по эксплуатации водопровода и сантехнических устройств, изложенных в СНИП.
Итак, необходимо найти диаметр D, который обеспечит прохождение через трубу за единицу времени требуемого количества воды.
Вспоминаем формулу площади круга (в нашем случае – это внутреннее сечение трубы)
S = π × D² / 4
S — площадь сечения трубы, м²
D — внутренний диаметр трубы, м;
Отсюда, диаметр равен:
D = √(4 × S / π)
Идем дальше. Наш водопровод с сечением S должен быть способен обеспечить определенный расход воды на точке потребления (одной или одновременно нескольких).
Количество воды, проходящее через трубу в единицу времени (а это и есть расход), определяется несложной формулой:
Q = S × V
Q — необходимый расход воды, м³/с;
V — скорость потока воды в трубе, м/с.
Преобразуем это выражение для определения площади сечения S…
S = Q / V
… и подставим в первую формулу. Тем самым – получим необходимое нам рабочее выражение.
D = √ (4 × Q / (π × V))
Так как в формуле присутствуют числовые константы, можно сделать с ними некоторые упрощения. В итоге перед нами готовая формула для дальнейшей работы.
D = 1,129 × √ (Q / V)
Теперь о том, откуда берутся исходные величины.
- Расход воды. Любой сантехнический прибор характеризуется свойственным ему расходом воды (литров в секунду), при котором не нарушается комфортность пользования или корректность работы устройства. Аналогично – и для бытовой техники, подключаемой непосредственно к водопроводным трубам (стиральных и посудомоечных машин).
Примерные значения таких расходов показаны в таблице ниже:
Разновидности сантехнических приборов и бытовой техники, подключаемой к водопроводу. | Примерный нормальный расход (литров в секунду) |
|---|---|
| Смеситель умывальника | 0.1 |
| Сливной бачок унитаза | 0.1 |
| Биде | 0.08 |
| Смеситель на кухонной мойке | 0.15 |
| Посудомоечная машина | 0.2 |
| Смеситель с душем для ванны | 0.25 |
| Душевая кабинка обычная | 0.25 |
| Душевая кабинка или ванна (джакузи) с гидромассажем | 0.3 |
| Стиральная машина-автомат | 0.3 |
| «Хозяйственный» кран ¾» (полив участка, мытье автомобиля, уборка и прочие надобности) | 0.3 |
Практика, да и расчеты показывают, что для любой точки, потребляющей до 0,15 л/с обычно бывает достаточно диаметра трубы в 15 мм (½»), до 0,25÷0,3 л/с – 20 мм (¾»). Но хорошо спланированная водопроводная система должна обеспечивать и одновременную работу нескольких сантехнических и бытовых приборов.
В нашем калькуляторе этот коэффициент тоже предусмотрен. Пользователю необходимо лишь указать, какие конкретно приборы и в каком количестве подключены в системе (не менее двух). Или на определённом ее участке, для которого проводится расчет – например, на одном из ответвлений коллектора.
Суммарный расход программа подсчитает самостоятельно.
- Скорость потока воды в трубе. В соответствии с положениями СНИП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» скорость потока во внутренних водопроводных сетях ограничивается максимальным значением в 3 м/с. Однако, практика показывает, что для домашних систем с их преобладанием труб малого диаметра (до 1 дюйма) скорость потока желательно иметь поменьше.
Считается, что для домашних условий оптимальными значениями скорости, при которых достигается «гармония» между производительностью трубы (расходом) и требуемым напором воды, будет диапазон примерно от 0,6 до 1,0 м/с.
Впрочем, это рекомендация, и никто не мешает просчитать и для других показателей скорости — как больше указанного «номинала», так и меньше его. В программе такая возможность предусмотрена.
Результат показывается в миллиметрах.
Надо сказать, что это, возможно, еще не конечный… Возможно, придётся вносить корректировки на потери напора.
Как проверить проектируемый участок водопровода на потери напора?
Если упустить этот момент, то может случиться, что напор воды на конечной точке окажется слабоват для нормальной работы устройств. Заранее проверить собственный проект поможет калькулятор расчета потерь напора в водопроводе.
Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!
Оцените:
- 5
- 4
- 3
- 2
- 1
6
Рассчитать диаметр нефтепровода по перепаду давления и расходу
Вернуться к указателю примеров
Задний план
В примерах представлено сравнение результатов AioFlo с опубликованными данными из хорошо известных и уважаемых источников, которые обычно доступны для инженеров. Это позволит потенциальным пользователям AioFlo проверить его точность в сравнении с рядом типичных расчетов. Рабочие примеры также могут быть запущены новыми пользователями в рамках их учебного процесса. Чтобы узнать больше о AioFlo, нажмите «Главная» в меню выше.
Описание
Эта задача связана с течением несжимаемой жидкости в длинном трубопроводе. Заданы требуемый расход масла и полное падение давления.
Трубопровод достаточно длинный и прямой, чтобы можно было игнорировать отдельные фитинги, а расчет размеров производился только на основе общей эквивалентной длины. Внутренняя поверхность трубы определяется как «гладкая». Чистого изменения высоты нет.
Загрузить бесплатную пробную версию AioFlo сейчас
Справочник по проблемам
Химическая инженерия Коулсона и Ричардсона, том 1, 6-е изд., (1999), стр. 830, задача 3.23 и руководство по решению, стр. 37
Сведения о жидкости
| Жидкость: | Масло |
| Расход : | 50 т/ч |
| Фаза: | Жидкость |
| Плотность : | 950 кг/м� |
| Вязкость : | 1,0e-2 Н.с/м� (= 10 сП) |
Детали трубы
| Шероховатость: | «гладкий» |
| Длина: | 10 км |
| Падение давления: | 200 кПа |
| Изменение высоты : | ноль |
| Фитинги: | вкл. как эквивалент длина |
Для расчета
Рассчитайте минимальный диаметр трубы, который соответствует ограничению падения давления
Ссылка на скачивание
Вы можете запустить этот пример в AioFlo, загрузив и открыв файл данных.
Сравнение результатов
| Расчетный элемент | Артикул | АйоФло | АйоФло |
|---|---|---|---|
| Шероховатость | «гладкий» | 0,01 мм | 0,1 мм |
| Номер Рейнольдса | (не указан) | 9214 | 9173 |
| Коэффициент трения (Муди) | (не указан) | 0,03164 | 0,03236 |
| Внутренний диаметр трубы (мм) | 193 | 191,9 | 192,8 |
Обсуждение
В этом примере Coulson & Richardson определили трубу как «гладкую» и использовали уравнение Блазиуса для моделирования коэффициента трения.
Типичная шероховатость трубы из товарной стали составляет 0,05 мм. Это значение было взято в скобки в AioFlo путем выполнения расчета с шероховатостью 0,01 мм и 0,1 мм. Полезно отметить, что в этих условиях 10-кратное изменение шероховатости трубы привело к изменению коэффициента трения на 2,5% и изменению требуемого диаметра трубы на 0,5%. Незначительное влияние шероховатости связано с тем, что задача поставлена таким образом, что число Рейнольдса и относительная шероховатость (т.е. e/d) малы и течение попадает в режим «плавного течения». Использование значения шероховатости менее 0,01 мм для этой задачи практически не повлияло бы на расчетный диаметр.
Параметры этой задачи были выбраны авторами для иллюстрации аспектов «плавного потока» и приводят к более низкой скорости (0,5 м/с), чем обычно для нефтепровода. Низкая скорость не может поддерживать чистоту линии, если в ней есть твердые частицы, которые могут осесть, а также не сможет вытеснить воздух из каких-либо более высоких точек при запуске.
Загрузить бесплатную пробную версию AioFlo сейчас
Вернуться к списку примеров
РАСЧЕТ ДИАМЕРОВ ТРУБОПРОВОДОВ
Цель проектных расчетов
Определить диаметры трубопроводов водопровода, которые обеспечат всем потребителям расчетный расход воды с требуемым напором.
Эти расчеты используются, когда:
- проектирование систем водоснабжения
- строительство систем водоснабжения
Особенности расчета
- Проектные расчеты выполняются для расчетного режима работы системы водоснабжения.
Возможно выполнение расчетов для тупиковых и замкнутых систем водоснабжения, работающих на один или несколько источников.
Источником может служить любой элемент системы, например родник, колодец или магистральный водопровод.
В качестве рабочей жидкости пользователи могут указать воду или любую другую рабочую жидкость, например масло.
При реконструкции водопровода или планировании перспективной застройки можно зафиксировать диаметры существующих трубопроводов; в этом случае диаметры будут рассчитываться выборочно.
С целью повышения надежности водопровода расчеты можно производить по разъединению секций в петлях. Программа позволяет пользователям отключать все или выбирать разделы. При выполнении расчетов с учетом отключения секций система последовательно выполняет несколько гидравлических расчетов. Первый расчет всегда проводится без учета отключений; он записывает начальные диаметры. Расчетные диаметры в дальнейшем корректируются в соответствии с отсоединяемыми участками; при выполнении последующих расчетов потребителям может быть присвоен коэффициент снижения расхода, определяемый категорией потребителя
Критерии расчета трубопроводов
Расчетные диаметры должны обеспечивать доведение расчетных расходов до каждого потребителя.
- Оптимальная скорость на участке сети.
- Максимальные удельные потери в линии на участке сети.
- Минимальный требуемый напор в точках доставки.
- Возможен тест на отключенные участки в шлейфах (всех или указанных пользователем)
- Пользователи могут установить давление в точке соединения.
- Модуль соответствует принципу телескопирования.
Исходные данные для расчетов
Основными входными данными является схема водопровода, созданная в графическом редакторе ZuluGIS. После этого пользователи вводят перечень исходных данных, необходимых для проведения гидравлических расчетов по всем объектам системы водоснабжения.
- Модель водопровода содержит точку подключения – это может быть любой колодец, источник водоснабжения или несколько источников. Расчеты могут быть выполнены на основе известного напора; если напор не указан, то он будет определен в результате расчетов.
- Все объекты системы водоснабжения, такие как водозаборные скважины, запорное или регулирующее оборудование, кодируются в узловых точках. Узлы определяются контрольными точками опроса.
- В качестве потребителей пользователи могут указать систему водоснабжения потребителей подключений или более широкую нагрузку на весь квартал. Потребители характеризуются расчетным расходом и минимально необходимым напором.
- Участки водопровода являются основными расчетными единицами. Для определения диаметра трубопровода необходимо указать его гидравлические характеристики, такие как длина, шероховатость, местное сопротивление и график со списком диаметров.
Результаты проектных расчетов
- Диаметры трубопроводов
- Требуется головка в точке подключения
- Расход, потери напора и скорость воды на участках сети
- Давление в каждом узле
Результаты расчетов заносятся в базы данных по объектам и могут отображаться на карте, использоваться для создания тематических карт, графиков перепадов давления или сводиться в отчет в виде спецификаций диаметров, этапов строительства и т.