Як провести гідравлічний розрахунок трубопроводу для приватного будинку

Кожна система, основне завдання якої – переміщення води або інших рідин, складається з трубопроводів. Це стосується самих різних областей, вони застосовуються в водопроводах, системах опалення і т.д. Якщо споруда такої конструкції, призначеної для виконання щодо простих завдань, не викликає яких-небудь складнощів, то масштабний проект вимагає точних обчислень. Зокрема, це стосується швидкості передачі води та інших рідин, розмірів використовуються труб і т.д. Процес, що дозволяє отримати точність в цьому питанні, – це гідравлічний розрахунок трубопроводів.

Рівняння, які вирішуються для визначення основних характеристик майбутньої конструкції, досить складні. Далеко не кожна людина здатна самостійно все правильно вирішити. Саме тому був створений спеціальний калькулятор, який здатний провести гідравлічний розрахунок трубопроводів онлайн.

Щоб розрахувати гідравлічний розрахунок, потрібно вирішити два основні завдання:

  1. Визначити коефіцієнт втрати напору по довжині – це різниця напору тиску в трубопроводі на ділянці труби певної довжини.
  2. Визначити значення витрати рідини в трубопроводі при її русі. Значення потоку рідини визначається шляхом обчислення різниці між показниками манометрів на вході в трубопровід і виході з нього.

Вихідні дані

Процедура обчислення гідравліки труби здійснюється за формулою Дарсі Вейсбаха, на підставі наступних подібних параметрів:

  1. Значення витрати води. Виражається в тоннах, поділених на одну годину.
  2. Температура на початку і в кінці розрахункової ділянки трубопроводу. Виражається в градусах за Цельсієм.
  3. Діаметр внутрішньої частини. Виражається в міліметрах.
  4. Розмір довжини труби на розрахунковій ділянці. Виражається в метрах.
  5. Шорсткість внутрішньої частини. Виражається в міліметрах. Визначене значення коефіцієнта тертя має відповідати аналогічному параметру старих систем трубопроводів.
  6. Значення опору тертя місцевих втрат напору.

За наявними даними визначаються залишилися змінні. Знаючи формули, можна розрахувати:

  1. Значення середньої температури (воно змінюється в процесі течії води). Необхідність обчислення цього параметра обумовлена ??тим, що температура води на початку ділянки більше, ніж в його кінці.
  2. Коефіцієнт в’язкості рідини.
  3. Середня щільність потоків рідини.
  4. Дані про витрату води.
  5. Значення швидкості руху рідини.
  6. Число Рейнольдса.
  7. Значення гідравлічного тертя.
  8. Стандартна і питома величина втрати напору в трубопроводі.
  9. Параметр втрати тиску в точках перетину труб.
  10. Безпосередня сама характеристика гідравлічного опору.

Використання калькулятора гідравлічного розрахунку

Як вже було сказано, обчислення характеристик гідравлічного опору простого трубопроводу можна зробити самостійно. Однак при роботі зі складними конструкціями зробити це досить проблематично. Тому найпростіший спосіб отримання описуваних параметрів -використання можливостей спеціалізованого онлайн-калькулятора.

Алгоритм обчислення по ньому виглядає наступним чином:

  1. Спочатку необхідно вибрати необхідний метод розрахунку рішення.
  2. Потім потрібно вказати матеріал, з якого виготовлені використовувані труби.
  3. Далі потрібно задати значення витрати рідини. Воно залежить від таких факторів, як тип рідини, середа використання конструкції, робочі характеристики насоса і т.д.
  4. Потім послідовно вказуються такі параметри:
    • розміри перерізу внутрішньої і зовнішньої частини трубопроводу;
    • довжина розрахункової ділянки;
    • середня температура води на розрахунковій ділянці.

Після введення всіх даних програма в автоматичному режимі зробить обчислення і представить їх користувачеві у вигляді графіка. Його приклад наведено нижче.

Гідравлічний розрахунок в системах з природною циркуляцією

Алгоритм проведення обчислення також може змінюватися в залежності від типу системи. Розрізняють два основних види:

  1. Природна циркуляція – самостійний рух води за рахунку початкового параметра напору (його також називають розташовуваним).
  2. Примусова циркуляція – системи, в яких рідина пересувається за рахунок роботи додаткових насосів і механізмів.

Природно, що в залежності від конкретної конструкції описуваний в статті параметр може змінюватися. Однак існують такі рекомендації по створенню систем трубопроводів з природною циркуляцією:

  1. Максимальна довжина горизонтальних ділянок – не більше двадцяти метрів.
  2. Рекомендований діаметр магістральний труби – 5 см.
  3. Рекомендоване значення діаметра кожної тридцять п’ятому секції – 5 см.
  4. При розрахунку на кожні десять метрів потрібно додатково додавати половину діаметра труби до її розмірами в обчисленнях – це потрібно для зниження швидкості носія тепла і нівелювання втрат напору за рахунок тертя.

Гідравлічний розрахунок в системах з примусовою циркуляцією

Гідравлічний розрахунок в системах, де рух рідини здійснюється примусово, безпосередньо залежить від необхідної швидкості руху, яка, в свою чергу, визначається параметрами напору, шорсткості внутрішніх поверхонь труб, а також матеріалами їх виготовлення.

Труби із пластику мають набагато меншу шорсткість, ніж металеві. Однак при використанні полімерів значення діаметра повинно залишатися таким же, яким він був би при застосуванні металу. Це потрібно тому, що розміри товщини стінки пластикових труб можуть змінюватися в залежності від робочого і граничного значень напору. Діапазон зміни розмірів завжди вказується виробниками.

Підбір діаметрів труб

Як було згадано, оптимальне значення діаметра основних труб в системі подачі води залежить від безлічі параметрів:

  • матеріал виготовлення;
  • тип роботи системи – природна або примусова;
  • робоча швидкість потоків;
  • параметр тиску;
  • наявність фактора розподілу трубопроводу на кілька розводок;
  • вид використовуваного в системі теплоносія і т.д.

Значення діаметрів вказуються виробниками в двох видах:

  • в міліметрах;
  • в дюймах – 1 дюйм = 25.4 мм.

Як правило, абсолютно точні обчислення потрібні в промислових системах. При роботі з простими домашніми конструкціями досить дотримуватися наступних рекомендацій:

  1. Основна труба системи подачі води – від 10 до 15 мм.
  2. Діаметр труб, що використовуються в якості стояків системи, – від 20 до 25 мм.

Таким чином, проведення гідравлічного розрахунку обов’язково при конструкції та встановлення систем трубопроводів. Важливо розуміти, що при виборі занадто великого робочого діаметру тиск води буде занадто малим, що призведе до порушення режимів роботи системи і негативно позначиться на якості її функціонування.

Корисно знати: як облаштувати каналізацію в підвалі.

Використання занадто малих діаметрів, навпаки, призведе до підвищення тиску, отже, до небезпеки використання такої системи. Також, при малих значеннях, робота системи неминуче буде супроводжуватися шумами.

Ссылка на основную публикацию