Содержание
Скорость движения воды в трубопроводах водоснабжения
Скорость движения воды в системе трубопроводов не менее 10 м/с.
2.14. Основы расчета противопожарных систем.
2.14.1. Простой водопровод.
Задача расчета простых противопожарных систем заключается в определении требуемого напора для подачи воды к наиболее высоко расположенному и наиболее удаленному пожарному крану.
Принцип и последовательность схожи с расчетом холодной воды. Расходы воды для противопожарных целей определяются по нормам и таблицам CHиП. При объединенной хозяйственно-противопожарной системе расчетный расход равен:
Свободные напоры у внутренних пожарных кранов должны обеспечивать компактную пожарную струю высотой, необходимой для тушения пожара, но не мене:
6м в зданиях до 50 метров,
8 ÷ 16м в зданиях более 50 метров.
Скорость движения воды в трубопроводах ÷ до 3 м/с. Расчетный рабочий напор перед пожарным краном определяется суммой величины напора из спрыска для обеспечения компактной струи и потерями напора в рукаве:
Hlp ─ потери напора в рукаве , определяются по формуле :
где Атр ─ удельное сопротивление рукава ( d = 50 мм для пенькового Атр = 0.012 , d = 65 мм ─ Атр = 0.00385 , для прорезиненного соответственно Атр = 0.075 и 0.00177 ),
Для удобства подбора параметров и размеров элементов пожарных кранов и требуемых компактных струй используют таблицу 3 СниП.
2.14.2. Автоматический водопровод. (смотреть расчет примера)
допускается применять пожарные краны диаметром 50 мм, производительностью свыше 4 л/с.
Paсположение и вместимость водонапорных баков здания должны обеспечивать получение в любое время суток компактной струи высотой не менее 4 метра на верхнем этаже или этаже , расположенном непосредственно над баком , и не менее 6 м ─ на остальных этажах , при этом число струй следует принимать: две производительностью 2.5 л/с каждая в течение 10 минут при общем расчетном числе струй две и более одну ─ в остальных случаях .
При определении мест размещения и числа пожарных стояков и пожарных кранов в зданиях необходимо учитывать следующее :
в производственных и общественных зданиях при pасчетном числе струй не менее трех, а в жилых зданиях ─ не мeнее двух на стояках допускается устанавливать спаренные пожарные краны,
в жилых зданиях с коридорами длиной до 10 метров при расчетном числе струй две , каждую точку помещения допускается орошать двумя струями , подаваемыми из одного пожарного стояка,
в жилых зданиях с коридорами длиной свыше 10 метров, а также в производственных и общественных зданиях при расчетном числе струй две и более каждую точку помещения следует орошать двумя струями ─ по одной струе из двух соседних стояков (разных пожарных шкафов).
Примечание : Установку пожарных кранов в технических этажах, на чердаках и в техподпольях следует предусматривать при наличии в них сгораемых материалов и конструкций.
Число струй, подаваемых из каждого стояка, следует принимать не более двух.
При числе струй четыре и более для получения общего требуемого расхода воды допускается использовать пожарные краны на соседних этажах.
В зданиях высотой 6 этажей и более при объединенной системе хозяйственно-противопожарного водопровода пожарные стояки следует закольцовывать поверху. При этом для обеспечения сменности воды в зданиях необходимо предусматривать кольцевание противопожарных стояков с одним или несколькими водоразборными стояками с установкой запорной арматуры.
Стояки раздельной системы противопожарного водопровода рекомендуется соединять перемычками с другими системами водопроводов при условии возможности соединения системы.
На противопожарных системах с сухотрубами, расположенных в неотапливаемых зданиях, запорную арматуру следует располагать в отапливаемых помещениях.
Внутренние сети противопожарного водопровода каждой зоны здания высотой 17 этажей и более должны иметь два выведенных наружу пожарных патрубка с соединительной головкой диаметром 80 мм для присоединения рукавов пожарных машин с установкой в здании обратного клапана и задвижки, управляемой снаружи.
В помещениях, оборудуемых установками автоматического пожаротушения, внутренние пожарные краны допускается размещать на водяной спринклерной сети после узлов управления.
Гидростатический напор в системе хозяйственно-питьевого или хозяйственно-противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора не должен превышать 60 метров.
Гидростатический напор в системе раздельного противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного пожарного крана не должен превышать 90 метров.
Примечания : В системе хозяйственно-противопожарного водопровода на время тушения пожара допускается повышать напор не более чем до 90 метров на отметке наиболее расположенного санитарно-технического приборa, при этом гидравлическое испытание систем следует производить при установленной водоразборной арматуре.
Скорость движения воды в системе трубопроводов не менее 10 м
Скорость движения воды в системе трубопроводов не менее 10 м/с. 2.14. Основы расчета противопожарных систем. 2.14.1. Простой водопровод. Задача расчета простых противопожарных систем
Скорость движения воды в трубопроводах водоснабжения
Группа: Участники форума
Сообщений: 572
Регистрация: 23.10.2009
Пользователь №: 39979
Ну и ответьте эксперту:
“Замечание не принимается.
Требования нормативных документов включенных в Перечень обязательного применения (Утвержден распоряжением Правительства Российской Федерации от 21.06.2010 N 1047-р) и являющихся обязательными для применения (часть 4 статьи 6 Федерального закона от 30.12.2009 № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений») не нарушены.
Замечание не обосновано ссылками на требования НТД.”
По наружным сетям конкретных требований нигде нет – ни в СНиПе, ни в СП новом необязательном (отсылает к пожарному сп), ни в пожарном СП 8.13130 – на основании технико-экономичских расчетов.
Сообщение отредактировал SV_vrn – 19.3.2014, 11:31
Группа: Участники форума
Сообщений: 16033
Регистрация: 24.4.2008
Из: Тюмень
Пользователь №: 18098
Группа: Участники форума
Сообщений: 1658
Регистрация: 11.3.2013
Из: РФ
Пользователь №: 184682
Группа: Участники форума
Сообщений: 16033
Регистрация: 24.4.2008
Из: Тюмень
Пользователь №: 18098
Группа: Участники форума
Сообщений: 1658
Регистрация: 11.3.2013
Из: РФ
Пользователь №: 184682
Группа: Участники форума
Сообщений: 16033
Регистрация: 24.4.2008
Из: Тюмень
Пользователь №: 18098
Группа: Участники форума
Сообщений: 1658
Регистрация: 11.3.2013
Из: РФ
Пользователь №: 184682
Да что вы такое говорите. Давайте опять почитаем снип.
Сообщение отредактировал nagger – 19.3.2014, 14:56
Группа: Участники форума
Сообщений: 16033
Регистрация: 24.4.2008
Из: Тюмень
Пользователь №: 18098
Группа: Участники форума
Сообщений: 62
Регистрация: 15.10.2009
Пользователь №: 39649
Группа: Участники форума
Сообщений: 1658
Регистрация: 11.3.2013
Из: РФ
Пользователь №: 184682
Группа: Участники форума
Сообщений: 2046
Регистрация: 21.11.2006
Из: Р. Волга
Пользователь №: 4837
Группа: New
Сообщений: 5
Регистрация: 18.9.2013
Пользователь №: 206064
Группа: Участники форума
Сообщений: 2046
Регистрация: 21.11.2006
Из: Р. Волга
Пользователь №: 4837
Группа: Участники форума
Сообщений: 1253
Регистрация: 12.10.2011
Пользователь №: 125124
Группа: Участники форума
Сообщений: 1098
Регистрация: 30.6.2004
Из: Москва
Пользователь №: 6
Группа: Участники форума
Сообщений: 2046
Регистрация: 21.11.2006
Из: Р. Волга
Пользователь №: 4837
Вы правы. Это в СНиПе. Я имел в виду, что обыватель будет тушить из внутреннего ПК не более 10 минут, затем, если не потушит за 10 минут, то бросит кран и убежит, не выключив воду, чтобы не сгореть самому от наступающего огня.
Группа: New
Сообщений: 5
Регистрация: 29.7.2011
Пользователь №: 116928
Добрый день, не знаю – насколько Вам это актуально сейчас: СП 31.13330.2012, п. 10.10, таблица 24: Всасывающая линия – это то, что у вас подходит к насосам из наружной сети, напорная линия – это та, которая идет после насосов во внутреннюю сеть. У вас насосная станция есть? Скорее всего есть и это замечание вышло из этого. Да, и еще – посмотрите таблицу А.1, п.4 СП 5.13130.2009 – может все-таки у Вас есть АУПТ.
Скорость движения воды в трубопроводах водоснабжения
Скорость движения воды в трубопроводах водоснабжения Группа: Участники форума Сообщений: 572 Регистрация: 23.10.2009 Пользователь №: 39979 Ну и ответьте эксперту: “Замечание не
СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ В ТРУБОПРОВОДАХ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ (п. 7.9 СНиП)
КАТЕГОРИИ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ ПО СТЕПЕНИ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ПОДАЧИ ВОДЫ ДЛЯ ОБЪЕДИНЕННЫХ ВОДОПРОВОДОВ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ (п. 4.4 СНиП)
КОЛИЧЕСТВО РЕЗЕРВНЫХ АГРЕГАТОВ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ (п. 7.3, табл. 32 СНиП)
Основные параметры насосов – подача, напор, КПД, мощность, допустимый кавитационный запас
Характеристики насоса – графики зависимости параметров насоса от подачи
Оптимальная режимная точка – точка характеристики H = f(Q), отвечающая максимальному значению КПД
Рабочая точка – точка, соответствующая действительному режиму работы насоса
Номинальный напор (подача) – потребный расчетный напор (подача)
Допустимое максимальное значение обточки колеса центробежного насоса
Расстояние А от оси насоса до пола машинного зала:
Р – расстояние от оси насоса до оси нагнетательного патрубка, мм,
R – расстояние от оси насоса до оси всасывающего патрубка, мм,
S – расстояние от оси насоса до верха фундамента, мм,
dН , dВ – диаметры нагнетательного и всасывающего трубопровода насоса, мм,
h – минимальное расстояние от низа труб до пола машинного зала, мм
Рекомендуемые размеры к размещению трубопроводов в машинном зале:
b – минимальное расстояние от фланца трубы до стены (по оси трубопровода)
Минимальные расстояния между насосными агрегатами, трубопроводами, стенами:
Размеры фасонных частей
(Установка лишних фланцев недопустима !)
Длина (радиус закругления) колена принимается равной:
Длина переходов принимается равной:
Длина тройников принимается равной:
где С 150 мм при Dу 150 мм,
С = 100 мм при Dу > 150 мм
Расстояние до фланца на боковом подключении тройника должно быть:
где b = 150 мм при dу 300 мм,
b = 200 мм при dу > 300 мм
Коэффициенты местных сопротивлений арматуры и фасонных частей:
Задвижка (полностью открыта) – 0,2,
Обратный клапан – 1,7,
Переход сужающийся – 0,1,
Переход расширяющийся – 0,25
Система заливки насосов:
В качестве вакуум-насосов системы чаще принимаются водокольцевые насосы:
– КВН – консольный вакуум-насос,
– ВВН – кольцевой вакуум-насос,
– РМК – ротационная машина-компрессор
Требуемая подача вакуум-насоса:
где – объем воздуха в насосе и заливаемой части трубопровода (как правило, до задвижки на напорном трубопроводе), ,
k – коэффициент запаса, учитывающий возможность проникновения воздуха через неплотности (сальники, фланцевые соединения)
– время, требуемое для создания необходимого для заливки разряжения, мин
– геометрическая высота всасывания насоса, считая от оси насоса до расчетного уровня воды в РЧВ при запуске, м,
– напор, соответствующий барометрическому давлению, м
Расчетный объем вакуум-котла WВ.К равен:
где – подсос воздуха, л/с,
– подача вакуум-насоса, л/с
Дренажные насосы (насосные установки):
В качестве дренажных насосов применяют:
– вихревые консольные самовсасывающие насосы ВКС,
– погружной центробежный моноблочный канализационный насос ЦМК 16/27,
– То же ГНОМ 10/15.
Количество насосов: два – один рабочий и один резервный.
Объем дренажного колодца принимают равным подаче дренажного насоса в течение 10 – 15 мин.
Уклон пола машинного зала выполняют с уклоном 0,002 – 0,005 в сторону сборных лотков.
Подача дренажного насоса определяется по формуле:
где – суммарные утечки через сальники, по 0,05 – 0,1 л/с на каждое сальниковое уплотнение,
– фильтрационный расход через стены и пол здания, л/с.
где – объем части машинного зала, расположенной ниже максимального уровня грунтовых вод, м 3 .
Подъемно-транспортное оборудование машинного зала:
Минимальные размеры монтажной площадки определяются размерами автотранспорта. Вокруг транспорта должен быть обеспечен проход не менее 0,7 м.
СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ В ТРУБОПРОВОДАХ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ (п
СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ В ТРУБОПРОВОДАХ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ (п. 7.9 СНиП) КАТЕГОРИИ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ ПО СТЕПЕНИ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ПОДАЧИ ВОДЫ ДЛЯ ОБЪЕДИНЕННЫХ ВОДОПРОВОДОВ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ (п. 4.4 СНиП)
Об оптимальной скорости движения воды в трубопроводах теплосетей
К.т.н. О.Д. Самарин, доцент, Московский государственный строительный университет
Существующие в настоящее время предложения относительно оптимальной скорости движения воды в трубопроводах систем теплоснабжения (до 3 м/с) и допустимых удельных потерях давления R (до 80 Па/м) [1] основаны главным образом на технико-экономических расчетах. Они учитывают, что с ростом скорости уменьшаются сечения трубопроводов и снижается объем теплоизоляции, т.е. сокращаются капиталовложения в устройство сети, но одновременно увеличиваются эксплуатационные затраты на перекачку воды из-за роста гидравлического сопротивления, и наоборот. Тогда оптимальная скорость соответствует минимуму приведенных затрат за расчетный срок амортизации системы.
Однако в условиях рыночной экономики обязательно следует принимать во внимание дисконтирование эксплуатационных издержек Э (руб./год) и капитальных затрат К (руб.). В этом случае формула для вычисления совокупных дисконтированных затрат (СДЗ), при использовании заемных средств, приобретает следующий вид [2]:
В данном случае – коэффициенты дисконтирования капитальных и эксплуатационных затрат, вычисляемые в зависимости от расчетного срока амортизации Т (лет), и нормы дисконта р. Последняя учитывает уровень инфляции и рисков капиталовложений, т.е., в конечном счете, степень нестабильности экономики и характер изменения текущих тарифов, и определяется обычно методом экспертных оценок [2]. В первом приближении величина р соответствует годовому проценту за банковский кредит. На практике ее можно принимать в размере ставки рефинансирования ЦБ РФ. Начиная с 15 января 2004 г., она равна 14% годовых.
Причем заранее неизвестно, что минимум СДЗ с учетом дисконтирования будет соответствовать такому же уровню скорости воды и удельных потерь, которые рекомендуются в литературе [1]. Поэтому целесообразно провести новые расчеты с использованием современного диапазона цен на трубопроводы, теплоизоляцию и электроэнергию. В этом случае, если считать, что трубопроводы функционируют в условиях квадратичного режима сопротивления, и вычислять удельные потери давления по формулам, приведенным в литературе [3], для оптимальной скорости движения воды можно получить следующую формулу:
Здесь Кти – коэффициент удорожания трубопроводов за счет наличия теплоизоляции. При применении отечественных материалов типа минераловатных матов можно принять Кти = 1,3. Параметр СD представляет собой удельную стоимость одного метра трубопровода (руб./м 2 ), отнесенную к внутреннему диаметру D (м). Поскольку в прайс-листах обычно указывается цена в рублях за тонну металла См, пересчет необходимо производить по очевидному соотношению , где – толщина стенки трубопровода (мм), =7,8 т/м 3 – плотность материала трубопроводов. Величина Сэл соответствует тарифу на электроэнергию. По данным ОАО «Мосэнерго» на первую половину 2004 г. для коммунальных потребителей Сэл= 1,1723 руб./кВтч.
Формула (2) получена из условия d(СДЗ)/dv=0. Определение эксплуатационных затрат производилось с учетом того, что эквивалентная шероховатость стенок трубопроводов равна 0,5 мм [3], а КПД сетевых насосов составляет около 0,8. Плотность воды pw считалась равной 920 кг/м 3 для характерного диапазона температур в тепловой сети. Кроме того, предполагалось, что циркуляция в сети осуществляется круглогодично, что вполне оправданно, исходя из нужд горячего водоснабжения.
Анализ формулы (1) показывает, что для больших сроков амортизации Т (10 лет и выше), характерных для тепловых сетей, отношение коэффициентов дисконтирования практически равно своему предельному минимальному значению р/100. В этом случае выражение (2) дает наименьшую экономически целесообразную скорость воды, соответствующую условию, когда годовой процент за кредит, взятый на строительство, равен годовой прибыли от снижения эксплуатационных издержек, т.е. при бесконечном сроке окупаемости. При конечном сроке оптимальная скорость будет выше. Но в любом случае эта скорость будет превышать вычисленную без учета дисконтирования, поскольку тогда, как легко убедиться, , а в современных условиях пока получается 1/Т
Об оптимальной скорости движения воды в трубопроводах теплосетей
Об оптимальной скорости движения воды в трубопроводах теплосетей К.т.н. О.Д. Самарин, доцент, Московский государственный строительный университет Существующие в настоящее время предложения
Гидравлический расчет водопровода: простые методы
Для чего выполняется гидравлический расчет водопроводной сети? Какие именно параметры нуждаются в расчете? Существуют ли какие-то простые схемы расчетов, доступные для новичка? Сразу оговорим: этот материал ориентирован прежде всего на владельцев небольших частных домов, соответственно, такие параметры, как вероятность одновременного использования всех сантехнических приборов в здании, нам определять не нужно.
Как и любая инженерная система, водопровод нуждается в расчете.
Что рассчитывается
Гидравлический расчет внутреннего водопровода сводится к определению следующих параметров:
- Расчетного расхода воды на отдельных участках водопровода.
- Скорости потока воды в трубах.
Подсказка: для внутренних водопроводов нормой считаются скорости от 0,7 до 1,5 м/с. Для пожарного водопровода допустима скорость до 3 м/с.
- Оптимального диаметра водопровода, обеспечивающего приемлемое падение напора. Как вариант — может определяться потеря напора при известном диаметре каждого участка. Если с учетом потерь напор на сантехнических приборах будет меньше нормированного, локальная сеть водоснабжения нуждается в установке подкачки.
Несложный опыт наглядно демонстрирует падение напора в водопроводе.
Расход воды
Нормативы расхода воды отдельными сантехническими приборами можно обнаружить в одном из приложений к СНиП 2.04.01-85, регламентирующему сооружение внутренних водопроводов и канализационных сетей. Приведем часть соответствующей таблицы.
В случае предполагаемого одновременного использования нескольких сантехнических приборов расход суммируется. Так, если одновременно с использованием туалета на первом этаже предполагается работа душевой кабинки на втором — будет вполне логичным сложить расход воды через оба сантехнических прибора: 0,10+0,12=0,22 л/с.
При последовательном подключении приборов расход воды суммируется.
Для пожарных водопроводов действует норма расхода в 2,5 л/сна одну струю. При этом расчетное количество струй на один пожарный гидрант при пожаротушении вполне предсказуемо определяется типом здания и его площадью.
На фото — пожарный гидрант.
Скорость потока
Предположим, что наша задача — гидравлический расчет тупиковой водопроводной сети с известным пиковым расходом через нее. Нам нужно определить диаметр, который обеспечит приемлемую скорость движения потока через трубопровод (напомним, 0,7-1,5 м/с).
Большая скорость потока вызывает появление гидравлических шумов.
Расход воды, скорость ее потока и размер трубопровода увязываются друг с другом следующей последовательностью формул:
- S — площадь сечения трубы в квадратных метрах,
- π — число «пи», принимаемой равным 3,1415,
- r — радиус внутреннего сечения в метрах.
Полезно: для стальных и чугунных труб радиус обычно принимается равным половине их ДУ (условного прохода).
У большинства пластиковых труб внутренний диаметр на шаг меньше номинального наружного: так, у полипропиленовой трубы наружным диаметром 40 мм внутренний приблизительно равен 32 мм.
Условный проход примерно соответствует внутреннему диаметру стальной трубы.
- Q — расход воды (м3),
- V — скорость водяного потока (м/с) ,
- S — площадь сечения в квадратных метрах.
Давайте выполним гидравлический расчет пожарного водопровода для одной струи с расходом 2,5 л/с.
Как мы уже выяснили, в этом случае скорость водяного потока ограничена м/с.
- Пересчитываем расход в единицы СИ: 2,5 л/с = 0,0025 м3/с.
- Вычисляем по второй формуле минимальную площадь сечения. При скорости в 3 м/с она равна 0,0025/3=0,00083 м3.
- Рассчитываем радиус внутреннего сечения трубы: r^2 = 0,00083/3,1415 = 0,000264, r = 0,016 м.
- Внутренний диаметр трубопровода, таким образом, должен быть равен как минимум 0,016 х 2 = 0,032 м, или 32 миллиметра. Это соответствует параметрам стальной трубы ДУ32.
Обратите внимание: при получении промежуточных значений между стандартными размерами труб округление выполняется в большую сторону.
Цена труб с диаметром, отличающимся на шаг, различается не слишком сильно, между тем уменьшение диаметра на 20% влечет за собой почти полуторакратное падение пропускной способности водопровода.
Пропускная способность первой и третьей труб различается вчетверо.
Простой расчет диаметра
Для быстрого расчета может использоваться следующая таблица, непосредственно увязывающая расход через трубопровод с его размером.
Гидравлический расчет водопровода: простые методы
Гидравлический расчет водопровода: видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности внутренних, пожарных, тупиковых водопроводных сетей, акт испытаний, пример, таблица, цена, фото
Как определяется пропускная способность трубы в зависимости от диаметра и давления воды
Качественно сделанный водопровод прослужит без поломок долгие годы. Однако при его установке диаметр труб должен быть подобранным в соответствии с требованиями и нормами по строительству. Поэтому, планируя сделать водопровод в своём доме, нужно знать, как определяется пропускная способность трубы в зависимости от диаметра и давления воды. Разберёмся, почему это так важно, и как правильно делать замеры.
Водопроводные трубы должны иметь пропускную способность, соответствующую их задачам
Как правильно выбрать диаметр трубы
При прокладке труб для водопровода или отопления необходимо выбрать их размер, который обеспечит нужное давление, но при этом будет достаточно свободным, чтобы через него легко проходила вода. При этом важно принять в расчёт следующее:
- Диаметр сечения трубы.
- Величину, на которую уменьшится напор на рассматриваемом участке.
- Скорость потока воды, текущего по трубе.
- Наибольшее возможное давление, которое должна выдерживать труба.
- Длину отрезков трубы и материал, из которого они сделаны.
На практике часто применяется выбор диаметра на основании использования специальной таблицы. Этот способ несложный, однако, является одним из наименее точных.
Стальные трубы
Применение табличного метода
В этом случае для создания справочной таблицы использовались наиболее типичные значения основных параметров. Для вычисления расхода воды по диаметру трубы и давлению, таблица должна использоваться следующим образом:
- В верхней строке каждой колонки указаны девять наиболее распространённых диаметров труб.
- По строкам указана величина давления.
- В левой колонке указаны значения, выраженные в Паскалях на метры, в следующей – в миллибарах на метр (в атмосферах).
- Подбор можно производить с учётом скорости движения потока воды. В таблице указан водорасход в соответствии с диаметром трубы и другими параметрами.
В большинстве водопроводных систем давление находится в пределах 1,5-2,5 атмосфер. В домах с большой этажностью принято применять несколько отдельных сегментов. Поэтому данные таблицы применимы также и к многоэтажным домам.
Для чего нужно правильно определять параметры труб
Конечно, понятно, что в сложной технической системы всё должно быть точно рассчитано. Однако остаётся вопрос о том, что плохого может случиться при неподходящем сечении труб.
Использование полипропиленовых труб
Система потребления и отвода воды в квартире сильно взаимосвязана. Открытый кран на кухне может ослабить течение воды в ванной или прекратить набор её для слива в туалете. Важно понимать, что к этому может привести не только неправильная установка оборудования, но и засорение труб с течением времени.
Например, металлические изделия с течением времени ржавеют и покрываются изнутри отложениями от недостаточно чистой воды. Пластиковые лишены этого недостатка. Они не загрязняются и не разрушаются за долгий период времени.
При слишком узких трубах могут возникать проблемы со стоками. Превышение давления в водопроводной сети приведёт к протечкам и повышению аварийности.
Расчёт труб важен при снабжении водой и водоотведении для многоэтажного дома. При этом должны соответствовать друг другу трубы. Подходящие снаружи и те, по которым вода протекает внутри.
Металлопластиковые трубы известны надёжностью и долговечностью
При оплате коммунальных счетов фирмами и организациями не всегда используются счётчики. В этих случаях обычно предъявляется счёт в соответствии с проходимостью трубы.
Трубы в доме могут выполнять различные функции. Они относятся к поступлению горячей и холодной воды, канализации напорной или безнапорной, снабжению природным газом, отоплению. В каждом из перечисленных случаев к ним предъявляются требования, которым они должны соответствовать.
Коммуникации в доме будут работать, не создавая проблем, в том случае, если их пропускная способность определена правильно. В противном случае придётся их ремонтировать.
От чего зависит проходимость трубы
Чтобы определить то, с какой скоростью расходуется вода, необходимо учитывать несколько различных факторов. На первый взгляд может показаться, что для этого можно ограничиться учётом только диаметра трубы.
При расчёте параметров труб необходимо правильно определить внутренний диаметр
На практике необходимо принять во внимание комплекс факторов:
- Нужно учитывать длину сегмента трубы, по которой движется жидкость. Важность этого параметра основана на наличии трения стенок и жидкости. Чем длиннее используемый сегмент трубы, тем сильнее он способен замедлить протекание жидкости.
- Хотя важную роль играет исходное давление, однако замедляющееся течение жидкости не позволит новым порциям попасть в трубу в течение некоторого времени.
- Диаметр влияет на скорость протекания. Однако он воздействует на жидкость несколькими способами. При использовании узких труб степень замедления резко усиливается.
- Для стенок может использоваться различный материал. В пластиковых трубах вода течёт с большей скоростью, чем в металлических того же диаметра.
- Время, в течение которого происходит эксплуатация труб. Этот параметр не оказывает существенного влияния на пластиковые трубы, но важен для металлических. Они со временем зарастают изнутри и ржавеют. Это отрицательно сказывается на их проходимости.
- Различные сегменты соединяются при помощи фиттингов, развилок, переходников. Они замедляют прохождения воды. Оказываемое ими торможение необходимо учитывать при расчётах.
Если при определении проходимости игнорировать хотя бы одну из приведённых особенностей, то это может изменить расчётную величину в несколько раз.
Таблицы для определения диаметра и толщины стенок
Как рассчитать проходимость трубы
Когда возникает необходимость сделать расчёты, возможно использовать следующие способы:
- Использовать таблицы. Существуют различные варианты, которые соответствуют назначению труб.
- Применять формулы. Существуют несколько вариантов расчётов. Часто используют упрощённые варианты, не учитывающие всех существенных особенностей водопроводной системы.
- Существуют программные продукты, предназначенные для проведения рассматриваемых расчётов. Они обычно дают наиболее точный результат.
- Могут быть использованы онлайн калькуляторы. Для того, чтобы ими воспользоваться, необходимо перейти на соответствующую страницу и ввести нужные данные в соответствии с инструкциями.
Далее рассмотрено несколько способов проведения расчётов.
Таблицы для определения пропускной способности
Как устроено водоснабжение в квартире или доме
Хотя внутренний диаметр имеет существенное значение при расчете водопотребления, тем не менее, определить его иногда бывает сложно. Для этой цели могут использоваться специальные таблицы, однако не для всех марок оборудования можно здесь найти информацию.
Монтаж водопровода
Если есть возможность непосредственно измерить искомую величину, то её нужно использовать для расчётов. Однако такой способ удобен при применении пластиковых или металлопластиковых труб.
Если рассматривать металлические, то с течением времени они зарастают изнутри, причём это происходит неравномерно. Поэтому в таком случае сделать расчет потребления воды непосредственно затруднительно. Обычно для компенсации сужения берут трубы чуть большего диаметра по сравнению с расчётным.
На практике в квартирах или частных домах обычно для водопроводных труб берут изделия диаметром 10 или 15 мм, для стояков – 20 или 25 мм. Если используется оборудование с размером, указанным в дюймах, то используются значения, близкие к указанным.
Принято считать, что в водопроводе максимально допустимая скорость протекания воды составляет 2 метра в секунду. Диаметр выбирают в зависимости от длины трубы:
- В тех случаях, когда эта величина не превосходит 10 метров, достаточно использовать трубу диаметром 20 мм.
- В случае, когда её протяжённость находится в пределах от 10 до 30 метров, подойдёт использование трубы с диаметром, равным 25 мм.
- Когда участок трубопровода длиннее 30 метров, можно взять изделие диаметром 32 мм.
- Для протяжённости больше 50 метров подойдут трубы с диаметром 50 мм.
- Для ещё больших участков трубопровода и при наличии многочисленных мест водозабора применяются искомая величина достигает 100 мм.
При расчёте пропускной способности трубопровода должны быть учтены все точки в доме, где происходит потребление воды и потребители, которые могут быть подключены одновременно к водопроводной системе. В их число входят не только жильцы, но и устройства, потребляющие этот ресурс. Например, это относится к посудомоечной и стиральной машинам.
При этом для расчета пропускной способности трубы в зависимости от диаметра и давления воды нужно учитывать особенности ситуации, когда семья небольшая, хотя кранов много. При этом нужно помнить, что люди не смогут одновременно потреблять воду через все краны.
Для простоты можно считать, что полностью открытый кран за минуту пропускает 6 литров воды. На основании этого можно увидеть, какое максимальное потребление воды в доме ожидается и на основании этого рассчитать диаметр тех труб, которые подводят воду к дому или квартире.
Как учитывать давление
Вода может поступать в жильё самотёком или двигаться в трубах под давлением. В последнем случае необходимо использовать более широкие трубы. Если этого не сделать, то поток станет более турбулентным, трубопровод станет вибрировать и шуметь и из-за этого станет изнашиваться существенно быстрей. Такая ситуация повысит риск возможного наступления аварии.
Для того, чтобы система водоснабжения была надёжной, нужно производить расчёт с учётом давления.
Различные виды труб
В доме или квартире используются различные трубопроводные системы. Требования и способы расчёта для них могут отличаться.
Например, расчет пропускной способности трубопровода по диаметру и давлению для канализационной трубы происходит на основании следующих параметров:
- Диаметр трубопровода.
- Средняя скорость потока.
- Гидравлический уклон (l), под которым движутся трубы.
- Степень наполненности трубы содержимым (h/d). При определении этого параметра используют понятие гидравлического радиуса.
Под гидравлическим уклоном понимается угол, под которым расположена труба, удовлетворяющий определённому условию. Если канализационная труба расположена таким образом, то под действием силы тяжести её содержимое должно стекать таким образом, чтобы происходило самоочищение. Эта величина определяется на основе специальных таблиц.
При вычислении гидравлического радиуса основываются на реальном диаметре трубы и степени её заполнения содержимым. Так, например, у полностью заполненного изделия эти два радиуса будут равны, а при частичном заполнении гидравлический радиус будет меньше. Его вычисляют на основе соответствующих формул или таблиц.
Правильно рассчитанные и установленные канализационные трубы обеспечат хороший сток и исключат риски того, что они могут засориться.
При расчет пропускной способности трубы газовой системы нужно учитывать, что через них распространяется газообразное, а не жидкое вещество. Одним из важных отличий является высокий коэффициент сжатия.
Диаметр трубы должен быть подобран правильно
При транспортировке газа пропускная способность трубы в зависимости от диаметра считается с помощью следующей формулы.
В этой формуле использованы следующие обозначения:
- Q представляет собой максимальную пропускную способность газовой трубы;
- ДУ равно условному проходу газовой трубы;
- p – это величина, равная рабочему давлению газа, которое нужно увеличить на 10%.
Пропускную способность газопровода можно посчитать по приведённой здесь формуле или воспользоваться таблицей, составленной на её основе. Эта формула применяется для расчёта параметров труб в жилых домах и квартирах.
Для расчётов в промышленности используется другая формула.
Q = ДУ2 * 196,386 * (p/z) * T
Здесь были использованы следующие обозначения:
- Q – это пропускная способность трубопровода;
- ДУ2 обозначает диаметр трубы;
- z – коэффициент сжатия;
- р – давление в трубопроводе;
- T – температура газа.
Если температура увеличится, то это приведёт к усилению давления на стенки трубы. Поэтому необходимо при использовании газа учитывать климатические условия, которые существенно влияют на проходимость трубопровода. При использовании слишком маленького диаметра повышается риск увеличения давления газа и повреждения трубы.
Коротко о главном
Определение пропускной способности трубы в зависимости от диаметра и давления воды представляют собой сложную задачу. Для этой цели могут использоваться формулы, специальные таблицы, онлайн калькуляторы или специализированные программы.
Правильно выбранные трубы обеспечат качество и долговечность работы водопроводной и других систем коммуникаций в доме или квартире. При расчёте параметров труб нужно учитывать величину напора, делать поправку на его падение, принимать во внимание длину и срок службы труб.
Какие факторы влияют на скорость воды в трубе и как произвести необходимые вычисления
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:
1. Расход теплоносителя (воды) в трубе. 2. Сопротивление движению теплоносителя (воды) в трубе определенной длины. |
Вот необходимые формулы, которые нужно знать:
S-Площадь сечения м 2 внутреннего просвета трубы π-3,14-константа – отношение длины окружности к ее диаметру. r-Радиус окружности, равный половине диаметра, м Q-расход воды м 3 /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.
Для того, чтобы глубже понять смысл данного материла, рекомендую проследить за решением задачи.
В трубе с внутренним диаметром 12 мм течет вода, со скоростью 1м/с. Найти расход.
Необходимо воспользоваться вышеуказанными формулами:
1. Находим сечение 2. Находим расход |
D=12мм=0,012 м п=3,14 |
S=3.14•0,012 2 /4=0,000113 м 2
Q=0,000113•1=0,000113 м 3 /с = 0,4 м 3 /ч.
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.
Q=40л/мин=0,000666666 м 3 /с
Из выше указанных формул получил такую формулу.
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. |
Более детально потеря напора по длине трубопровода рассматривается в этой статье:
А теперь рассмотрим задачу из реального примера.
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 90м 3 /ч. Температура воды 16°С. Найти максимально возможный расход в конце трубы.
Сила тяжести
Гравитация — одна из четырех сил природы. Мощь гравитационной силы между двумя объектами зависит от массы этих объектов. Чем массивнее объекты, тем сильнее гравитационное притяжение.
Когда выливается вода из контейнера, гравитация Земли притягивает воду к земной поверхности. Можно наблюдать тот же самый эффект, если на разных высотах разместить два ведра воды и соединить их трубкой.
Достаточно задать ход жидкости в трубке из одного ведра в другой, после чего сработает сила гравитации, и процесс перелива продолжится самопроизвольно. Гравитация, приложенные силы и атмосферное давление являются статическими факторами, которые в равной степени относятся к жидкостям, находящимся в покое или в движении.
Силы инерции и трения являются динамическими факторами, которые действуют только на жидкости в движении. Математическая сумма силы тяжести, приложенной силы и атмосферного давления, представляет собой статическое давление, полученное в любой зоне жидкости и в любой момент времени.
Примеры расчетов
Чаще с помощью скорости рассчитывают расход воды или диаметр труб. Для этого используют формулу:
W= V×S, где W – расход, V – скорость, S – площадь сечения выбранных труб.
По одной из таблиц выбирается скорость движения воды. Если это пожарный водопровод, в нем данный параметр должен быть в пределах 3 м/с. Достаточно большое значение, но для водопровода этого типа величина усредненная, бывает и больше.
К примеру, надо рассчитать сечение трубы. Для этого дополнительно нужно определиться, сколько воды будет расходоваться через спринклеры или дренчеры противопожарной системы. Это также табличная величина, зависящая от защищаемой площади здания или сооружения. Пусть это будет пожарная система в одну струю, в которой обычно расход составляет 3,5 л/сек или 0,0035 м³/час.
Зная все требуемые параметры водопровода, можно рассчитать сечение труб, которые будут монтироваться в сеть:
S=W/V=0,0035:3 = 0,0012 м².
Зная сечение трубы, можно подсчитать ее диаметр. Формула площади такова: S=πD²/4, отсюда формула диаметра:
D=√4S/π=√(4×0,0012:3,14)=0,0038 м или 38 мм. Такого значения диаметра труб не существует, поэтому надо выбрать стандартное большее — 40 мм.
Это самый простой пример. В реальности большинство водопроводных систем – это сложные схемы, в которых присутствуют отводы, подсоединяемые участки, установленная запорная арматура и прочие препятствия, которые снижают быстроту движения воды в водопроводе. При этом во многих сетях установлены насосные станции, которые формируют производительность и напор. Нередко в систему устанавливаются насколько насосных агрегатов, которые работают попеременно: по два, по три, по одному, в разных последовательностях включения и отключения.
В таких случаях расчет проводят ступенчато, для каждого участка по отдельности. При этом обязательно учитываются дополнительные коэффициенты, которые нивелируют полученные значения, а также потери напора на фитингах и в местах установки запорной арматуры.
О работе с «микропотоками»
Если задача вообще не предполагает работы с потоками со скоростью более 1.5 м/c и речь идет о газообразной среде, то можно использовать датчики серии MFS02 (Micro Flow Sense). MFS02 имеет максимальную чувствительность (0,0003 м/с) и скорость срабатывания (время отклика менее 10 мс).
Структурно датчик MFS02 похож на FS2 и состоит из микронагревателя, пары датчиков температуры и дополнительного компенсирующего датчика. Однако MFS02 изготавливаются по другому технологическому процессу: в стеклокерамической подложке датчика выделяется зона, представляющая собой мембрану. Предполагается, что в поток погружается только мембрана, поэтому именно на ней располагаются компоненты для калориметрических измерений, а компенсирующий датчик температуры установлен вне мембраны.
Датчик MFS02 имеет размер всего 3.5 x 5.1 мм, а к контактным площадкам довольно сложно подпаяться, поэтому MFS02 также доступен в составе плат-расширений, предоставляющих доступ к выводам элемента.
Подходящая скорость жидкости, в зависимости от вида трубопровода
Прежде всего учитываются минимальные затраты, без которых невозможно перекачивать жидкость. Кроме того, обязательно рассматривается стоимость трубопровода.
При расчете, нужно всегда помнить об ограничениях скорости двигающейся среды. В некоторых случаях, размер магистрального трубопровода должен отвечать требованиям, заложенным в технологический процесс.
На габариты трубопровода влияют также возможные скачки давления.
Когда делаются предварительные расчеты, изменение давление в расчет не берется. За основу проектирования технологического трубопровода берется допустимая скорость.
Когда в проектируемом трубопроводе существуют изменения направления движения, поверхность трубы начинает испытывать большое давление, направленное перпендикулярно движению потока.
Такое увеличение связано с несколькими показателями:
- Скорость жидкости;
- Плотность;
- Исходное давление (напор).
Причем скорость всегда находится в обратной пропорции к диаметру трубы. Именно поэтому для высокоскоростных жидкостей требуется правильный выбор конфигурации, грамотный подбор габаритов трубопровода.
К примеру, если перекачивается серная кислота, значение скорости ограничивается до величины, которая не станет причиной появления эрозия на стенках трубных колен. В результате структура трубы никогда не будет нарушена.
Закон Паскаля
Фундаментальная основа современной гидравлики сформировалась, когда Блезу Паскалю удалось обнаружить, что действие давления жидкости неизменно в любом направлении. Действие жидкостного давления направлено под прямым углом к площади поверхностей.
Если измерительное устройство (манометр) разместить под слоем жидкости на определенной глубине и направлять его чувствительный элемент в разные стороны, показания давления будут оставаться неизменными в любом положении манометра.
То есть давление жидкости никак не зависит от смены направления. Но давление жидкости на каждом уровне зависит от параметра глубины. Если измеритель давления перемещать ближе к поверхности жидкости, показания будут уменьшаться.
Соответственно, при погружении измеряемые показания будут увеличиваться. Причём в условиях удвоения глубины, параметр давления также удвоится.
Закон Паскаля наглядно демонстрирует действие давления воды в самых привычных условиях для современного быта Отсюда логичный вывод: давление жидкости следует рассматривать прямо пропорциональной величиной для параметра глубины. В качестве примера рассмотрим прямоугольный контейнер размерами 10х10х10 см., который заполнен водой на 10 см глубины, что по объёмной составляющей будет равняться 10 см3 жидкости.
Этот объём воды в 10 см3 весит 1 кг. Используя имеющуюся информацию и уравнение для расчёта, несложно вычислить давление на дне контейнера. Например: вес столба воды высотой 10 см и площадью поперечного сечения 1 см2 составляет 100 г (0,1 кг). Отсюда давление на 1 см2 площади:
P = F / S = 100 / 1 = 100 Па (0,00099 атмосферы)
Если глубина столба воды утроится, вес уже будет составлять 3 * 0,1 = 300 г (0,3 кг), и давление, соответственно увеличится втрое. Таким образом, давление на любой глубине жидкости равноценно весу столба жидкости на этой глубине, поделённому на площадь поперечного сечения столба.
Давление водяного столба: 1 — стенка контейнера для жидкости; 2 — давление столба жидкости на донную часть сосуда; 3 — давление на основание контейнера; А, С — области давления на боковины; В — прямой водяной столб; Н — высота столба жидкости Объем жидкости, создающей давление, называется гидравлический напор жидкости. Давление жидкости благодаря гидравлическому напору, также остаётся зависимым от плотности жидкости.
Об определении направления потока
Термоанемометрические расходомеры имеют некоторые очевидные ограничения. В частности, они не позволяют определить направление потока и не подходят для приложений, требующих высокой чувствительности датчика.
Калориметрические расходомеры, напротив, предназначены для относительно медленных потоков газа с переменным направлением. Калориметрический датчик состоит из трех элементов – микронагревателя и двух датчиков, измеряющих температуру до и после него. В отсутствии потока тепловое пятно, излучаемое нагревателем, неподвижно, поэтому справа и слева от нагревателя сплошная среда имеет одну и ту же температуру. При возникновении потока тепловое пятно «сдвигается» согласно направлению и скорости потока. Таким образом, при известных параметрах трубы и характеристиках среды скорость потока может быть измерена по разности показаний датчиков температуры.
При производстве колориметрического датчика на керамическую подложку также наносятся платиновые дорожки и соединения между ними — микронагреватель и два датчика температуры.
Поскольку при наличии потока нагревательный элемент охлаждается, а для измерений этот процесс уже не используется, на датчике расхода предусматривается дополнительный компенсационный датчик температуры.
По такому принципу построены датчики серии FS2. С их помощью можно определять как направление, так и скорость потока. В диапазоне от 0 до 2.5 м/c датчик имеет чувствительность 0.001 м/c.
Диапазон измерений калориметрических датчиков ограничивается самим принципом его работы – при определенной скорости потока тепловое пятно «сдвигается» слишком далеко и разность показателей правого и левого датчиков уже не позволяет судить о скорости потока.
Это досадное свойство калориметрических датчиков довольно просто обходится. Когда поток достигает определенной скорости, можно «переключиться» на работу в термоанемометрическом режиме — начать использовать пару нагреватель + компенсирующий датчик температуры по уже известному нам термоанемометрическому принципу.
При использовании комбинации двух способов измерения модуль величины скорости потока на большей части диапазона определяется квадратичной функцией от напряжения Uflow (нижний график), а направление потока – по напряжению с полномостовой схемы, состоящей из пары датчиков и микронагревателя.
Как рассчитать пропускную способность газовой трубы
Газ – это один из самых сложных материалов для транспортировки, в частности потому, что имеет свойство сжиматься и потому способен утекать через мельчайшие зазоры в трубах. К расчету пропускной способности газовых труб (как и к проектированию газовой системы в целом) предъявляют особые требования.
Формула расчета пропускной способности газовой трубы
Максимальная пропускная способность газопроводов определяется по формуле:
Qmax = 0.67 Ду2 * p
где p — равно рабочему давлению в системе газопровода + 0,10 мПа или абсолютному давлению газа;
Ду — условный проход трубы.
Существует сложная формула для расчета пропускной способности газовой трубы. При проведении предварительных расчетов, а также при расчетах бытового газопровода обычно не используется.
Qmax = 196,386 Ду2 * p/z*T
где z — коэффициент сжимаемости;
Т- температура перемещаемого газа, К;
Согласно этой формуле определяется прямая зависимость температуры перемещаемой среды от давления. Чем выше значение Т, тем больше газ расширяется и давит на стенки. Поэтому инженеры при расчетах крупных магистралей учитывают возможные погодные условия в местности, где проходит трубопровод. Если номинальное значение трубы DN будет меньше давления газа, образующегося при высоких температурах летом (например, при +38…+45 градусов Цельсия), тогда вероятно повреждение магистрали. Это влечет утечку ценного сырья, и создает вероятность взрыва участка трубы.
Таблица пропускных способностей газовых труб в зависимости от давления
Существует таблица расчетов пропускных способностей газопровода для часто применяемых диаметров и номинального рабочего давления труб. Для определения характеристики газовой магистрали нестандартных размеров и давления потребуются инженерные расчеты. Также на давление, скорость движения и объем газа влияет температура наружного воздуха.
Максимальная скорость (W) газа в таблице — 25 м/с, а z (коэффициент сжимаемости) равен 1. Температура (Т) равна 20 градусов по шкале Цельсия или 293 по шкале Кельвина.
Таблица 2. Пропускная способность газового трубопровода в зависимости от давления
Источник https://trubyisantehnika.ru/%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C-%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F-%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%8B-%D0%B2-%D1%82%D1%80%D1%83%D0%B1%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4.html
Источник https://remmachserp.ru/voda/skorost-vody-v-trube.html
Источник