404 Cтраница не найдена
Мы используем файлы cookies для улучшения работы сайта МГТУ и большего удобства его использования. Более подробную информацию об использовании файлов cookies можно найти здесь. Продолжая пользоваться сайтом, вы подтверждаете, что были проинформированы об использовании файлов cookies сайтом ФГБОУ ВО “МГТУ” и согласны с нашими правилами обработки персональных данных.
Размер:
AAA
Изображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайта
К сожалению запрашиваемая страница не найдена.
Но вы можете воспользоваться поиском или картой сайта ниже
|
|
Педагогический (научно-педагогический) составПропускная способность трубы в зависимости от диаметра и давления воды
Содержание
- 1 Какие имеются методы расчёта ПС труб
- 2 Физический вариант определения ПС
- 3 Табличный вариант расчёта
- 4 Определение ПС специальными программами
- 5 Как рассчитать ПС для газовых трубопроводов
- 6 Особенности ПС водопроводных систем
- 7 ПС для канализации
- 8 Влияние материалов на пропускную способность
Пропускная способность ПС труб при прокладке водопроводных и отопительных линий, а также газовых магистралей, является важным критерием, подлежащим расчёту.
Расчёт данного показателя представляет собой сложную задачу, без выполнения которой невозможно начать работу.
Какие имеются методы расчёта ПС труб
ПС труб – это немаловажный параметр, представляющий собой возможность трубы проводить соответствующее количество воды за определённый отрезок времени. ПС трубопровода зависит от такого технического показателя, как диаметр. Чем выше данный параметр, тем соответственно большее количество воды проходит по ней за принимаемое во внимание значение времени.
Диаметр хотя и является главным фактором, но не единственным. ПС зависит также от давления напора в системе, а также от типа жидкости. Чем выше показатель давления, тем больше будет значение рассматриваемого показателя. Для выявления рассматриваемого параметра известно несколько методов, которые называются:
- Физический метод.
- Табличный способ.
- Определение с применением программы.
Рассмотрим подробно, что же представляет собой каждый вариант.
Физический вариант определения ПС
Физический способ определения пропускной способности включает в себя проведение расчётов по специальным формулам. В зависимости о того, какой тип системы проектируется, формулы расчётов будут различаться. Для проведения самостоятельного (физического) расчёта ПС трубопровода, во внимание принимаются следующие показатели:
- Шероховатость.
- Внутренний диаметр.
- Уклон трубопровода.
- Значение сопротивления.
- Степень зарастания.
По устаревшей формуле во внимание принимались только три основных параметра: диаметр, давление и шероховатость. Самостоятельно произвести расчёт человеку, который с этим никогда не сталкивался, будет достаточно проблематично.
Табличный вариант расчёта
Имеются табличные значения, которые были созданы для того, чтобы облегчить выявление ПС трубопровода внутриквартирной разводки. Зачастую при монтаже внутриквартирной разводки не требуются показатели высокой точности.
Это значение используется, чтобы избежать сложных математических вычислений. Однако немаловажен такой фактор, как осадочные наросты, формирующиеся внутри труб с течением времени. Эти негативные последствия способствуют снижению диаметра трубы, что отражается на показателях ПС.
Представленные табличные данные ПС трубы не учитывают образование наростов, поэтому для устаревших магистралей эти показания являются не актуальными.
Была разработана специальная таблица ПС водопроводных труб, которая впоследствии получила название своего создателя Шевелева. Особенность этой таблицы в том, что в ней принимается во внимание материал трубы, и прочие дополнительные критерии. Эти данные являются очень полезными тогда, когда проводится водопроводная система частного дома с применением нестандартных видов стояков.
Определение ПС специальными программами
Чтобы упростить и ускорить процедуру расчёта пропускной способности труб, в сантехнических организациях устанавливаются специализированные компьютерные приложения.
В интернете имеются специальные онлайн-калькуляторы, используя которые, можно сделать приблизительный расчёт.
Одними из популярных приложений определения ПС трубопроводов являются: «TAScore» и «Гидросистема». Первая программа была разработана западными специалистами, а вторая — отечественными инженерами.
Как рассчитать ПС для газовых трубопроводов
К определению пропускной способности газопроводов предъявляются особые требования. Это связано с тем, что природный газ относится к сложным и опасным видам. Формула расчёта ПС для газовых трубопроводов имеет следующий вид:
Qmax=0,67Ду2*р;
где, Ду – диаметр условного прохода;
р – давление в газопроводе + 0,10 мПа.
Для расчёта ПС газопровода при использовании труб стандартных диаметров, была разработана специальная таблица. Если же необходимо узнать рассматриваемые величины для нестандартных размеров трубопроводов, то для этого проводятся соответствующие инженерные расчёты.
Особенности ПС водопроводных систем
К монтажу водопровода в доме приходится прибегать в частых случаях.
Расчёт ПС труб для водопровода не менее важен, чем для газопровода, ведь они выдерживают высокие нагрузки. Чем больше диаметр трубопровода, тем выше не только показатель проходимости, но ещё и ниже вероятность образования застоев. При определении ПС для водоснабжения немаловажно учитывать такой параметр, как степень трения жидкости о стенки трубопровода.
Чем больше показатели температуры воды в магистрали, тем ниже ПС трубопровода. Это связано с тем, что вода при нагревании расширяется, поэтому возникает дополнительный коэффициент трения. Для водопроводных систем это не столь важно, в отличие от системы отопления. Таблица ПС труб для водопровода в зависимости от диаметра и давления воды представлена ниже.
На основании данных таблицы Шевелева можно произвести расчёты ПС водопровода.
ПС для канализации
ПС для канализации зависит от системы отведения стоков используется: напорный или самотёчный. В основе определения ПС вовлечены законы науки гидравлики. Чтобы высчитать ПС канализационной системы, понадобятся не только сложные формулы для расчёта, но ещё и табличные сведения.
Для выявления объёмного расхода жидкости берётся формула такого вида:
q=a*v;
где, а – площадь потока, м2;
v — скорость движения, м/с.
Площадь потока a — это сечение, перпендикулярное в каждой точке скорости частиц потока жидкости. Это значение еще известно под таким названием, как живое сечение потока. Для определения указанной величины применяется формула: a = π*R2. Величина π постоянная, и равняется 3,14. R — радиус трубы в квадрате. Чтобы узнать скорость, с которой движется поток, понадобится воспользоваться формулой следующего вида:
v = C√R*i;
где, R – гидравлический радиус;
С – смачивающий коэффициент;
I – угол уклона.
Для расчёта угла уклона понадобится рассчитать I=v2/C2*R. Чтобы определить смачивающий коэффициент, нужно воспользоваться формулой следующего вида: C=(1/n)*R1/6. Значение n – это коэффициент шероховатости труб, равняющийся 0,012-0,015. Для определения R используется формула:
R=A/P;
где, A – площадь поперечного сечения трубопровода;
P – смоченный периметр.
Смоченным периметром именуется линия, по которой происходит соприкосновение потока в поперечном сечении с твердыми стенками русла. Чтобы выявить значение смоченного периметра в круглой трубе, потребуется воспользоваться формулой следующего вида: λ=π*D.
В таблице ниже представлены параметры для проведения расчёта ПС сточных канализационных трубопроводов безнапорного или самотёчного способа. Сведения выбираются в зависимости от диаметра трубы, после чего подставляются в соответствующую формулу.
Если нужно произвести расчёт ПС канализационной системы для напорных систем, то данные берутся из таблицы ниже.
Влияние материалов на пропускную способность
На снижение диаметра трубы влияет такой фактор, как образование налёта во внутренней полости трубопровода. Если используется стальной материал для сооружения водопровода, то уже через 15-20 лет пропускная способность трубопровода будет снижена в несколько раз.
Если в системе отопления применяется вода плохого качества, что случается чаще всего, то это также негативно отразится на пропускной способности.
Ведь вода с засорениями способствует снижению потока или напора, что влияет на скорость транспортировки теплоносителя. Особенно часто снижается ПС металлических трубопроводов в местах некачественного выполнения стыковок, или при переходе от одного диаметра трубы на другой. Эти места требуют периодической профилактики, иначе в скором времени могут возникнуть посторонние звуки в виде гула водопровода при открытии крана. Трубопроводы из полиэтилена лишены такого негативного последствия, как возникновение налёта.
В завершении следует отметить, что для сооружения водопровода в частном доме подойдут табличные данные или же значения, которые можно получить, воспользовавшись специальными онлайн-калькуляторами. Произвести расчёт с помощью калькулятора не составит труда. Для получения данных при сооружении трубопровода в многоэтажном доме понадобится провести сложные математические расчёты. Однако такие расчёты требуют много времени, поэтому сегодня все большей популярностью пользуются специальные компьютерные программы, которые упоминались в материале.
Руководство по проектированию трубопроводов бытового водоснабжения, расчет размеров и выбор трубопровода бытового водоснабжения
6.0 МАТЕРИАЛЫ ТРУБ
Наиболее распространенными внутридомовыми водопроводными трубами являются медные. Но это руководство будет охватывать другие материалы и их использование, свойства, преимущества и недостатки.
В калькуляторе доступны и другие трубы, но вы также можете добавить свою собственную информацию о трубах. Трубы, встроенные в калькулятор, включают сталь ASTM A53 (Schedule 40 и 80), медь ASTM B88 (тип K, L и M), ПВХ ASTM D2241 (SDR 26), ASTM F2389.Полипропилен (DR 9), АБС ASTM D1527, АБС ASTM D 2282, латунь стандартная и экстра, ХПВХ ASTM F441 и F442, PEX, ковкий чугун, оцинкованная сталь и нержавеющая сталь 304 и 316. Это наиболее распространенные трубы, используемые в охлажденной воде. заявка на трубу. Если у вас есть особый случай, пожалуйста, используйте справочный лист, чтобы добавить информацию о вашей трубе, или свяжитесь с Джастином по электронной почте contact@engproguides.
com.
Каждый материал трубы и тип трубы в пределах этого материала трубы имеют свои собственные стандартные размеры труб. Например, сталь Schedule 40 не имеет размера трубы 5/8 дюйма. Когда вы меняете материалы и типы труб, пожалуйста, также меняйте размер трубы, чтобы убедиться, что нужный размер трубы доступен в рамках стандарта. Калькулятор выдаст вам ошибку, если вы выберете нестандартный размер трубы в материале и типе трубы.
6.1 ТРУБЫ АБС
АБС означает акрилонитрил-бутадиен-стирол. Этот трубопровод чаще всего используется для дренажных, канализационных и вентиляционных систем и не используется для бытовых систем водоснабжения. Часто можно увидеть эту трубу, служащую стоком для водопроводных систем, и она часто черного цвета. Этот трубопровод легкий и несколько гибкий и подходит для температур от -30 °F до 140 °F.
Как и другие пластиковые трубы, АБС не подходит для наружных условий при воздействии солнечных лучей. УФ-лучи разрушают трубопровод из АБС-пластика.
Существует два стандарта, регулирующих трубопроводы из АБС: (1) ASTM D 1527 и ASTM D 2282. пластиковая труба из акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС), SDR-PR. Эти два стандарта определяют размеры и допуски для различных типов труб из АБС.
6.1.1 ASTM D 1527 ПРИЛОЖЕНИЕ 40 И ПРИЛОЖЕНИЕ 80
В спецификации труб указаны толщина и номинальное давление для каждого размера трубы. Трубопровод сортамента 80 имеет более толстые стенки, чем трубопровод сортамента 40, поэтому трубопровод сортамента 80 имеет более высокое номинальное давление, чем трубопровод сортамента 40. Трубопроводы Schedule 40 и Schedule 80 имеют одинаковый наружный диаметр, но отличаются по толщине. Трубопровод сортамента 80 имеет большую толщину, что делает его внутренний диаметр меньше по сравнению с трубопроводом сортамента 40.
Трубы обычно имеют одинаковый наружный диаметр, поскольку это позволяет соединять трубы с разными сортаментами. Как видите, трубы сортамента 80 имеют такой же наружный диаметр, как и трубопроводы сортамента 40 для каждого конкретного размера трубы. Однако внутренний диаметр меньше, потому что труба сортамента 80 имеет более толстые стенки.
Например, SDR 17 для наружного диаметра 1,315 дюйма будет иметь толщину трубы 0,077 дюйма и 0,063 дюйма для SDR 21.
6.
1.3 НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕНоминальное давление для трубопроводов ABS определяется диаметром трубы, толщиной трубы и материалом трубы. Несмотря на то, что труба изготовлена из АБС-пластика, в семействе материалов для труб из АБС-пластика существуют разные классы. Типичные классы труб из АБС включают АБС2112, АБС1316, АБС1210 и АБС1208. ABS 2112 является самым сильным, затем ABS1316, затем ABS1210 и, наконец, ABS1208. Давление разрыва для этих материалов и комбинаций SDR показано ниже.
6.2 ЛАТУННЫЕ ТРУБЫ
Латунные трубы в некоторых случаях одобрены для подачи питьевой воды и были популярны в прошлом, но их заменили материалы, с которыми легче работать и которые обычно служат дольше. Существует два типа латунных труб: (1) обычной прочности и (2) повышенной прочности. Латунь повышенной прочности имеет более толстые стенки, что позволяет этой трубе иметь более высокое допустимое рабочее давление. В таблице ниже показаны размеры латунных труб стандартной и повышенной прочности.
Как видите, внутренний диаметр трубы повышенной прочности немного меньше эквивалентного размера трубы обычной прочности. Это связано с увеличенной толщиной трубы.
6.2.1 ОБЫЧНАЯ ПРОЧНОСТЬ
6.2.2 УЛУЧШЕННАЯ ПРОЧНОСТЬ
Трубопровод повышенной прочности обычно не используется в системах бытового водоснабжения, поскольку давление в системах бытового водоснабжения обычно никогда не превышает 300 фунтов на квадратный дюйм, а латунные трубы обычной прочности обладают достаточной прочностью, чтобы выдерживать давление 300 фунтов на квадратный дюйм. В следующих двух таблицах показано максимально допустимое давление как для обычных, так и для особо прочных трубопроводов, поясняющих этот момент. Как видите, максимально допустимое давление уменьшается с повышением температуры.
6.2.3 НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ
6.3 ТРУБЫ ХПВХ
Хлораты Поливинилхлорид (ХПВХ) представляет собой пластиковый трубопровод, который используется для распределения холодной воды и канализационных, канализационных, вентиляционных систем. Главное его преимущество – низкая стоимость и простота установки. Он подходит для холодной воды под давлением (73 F) при давлении до 300 фунтов на квадратный дюйм для труб меньшего диаметра и большей толщины. Однако при более высоких температурах (180 F) номинальное давление падает до 100 фунтов на квадратный дюйм и снижается для более тонких труб и большего диаметра.
ХПВХ немного прочнее ПВХ и может выдерживать более высокие температуры.
Однако ХПВХ не может выдерживать такие высокие температуры, как медные трубы. Кроме того, ХПВХ имеет больший коэффициент теплового расширения, чем металлические трубы. Это означает, что вам нужно будет учитывать расширение и сужение трубы для длинных участков трубопровода из ХПВХ.
Существуют два стандарта, определяющие размеры труб из ХПВХ. Этими стандартами являются ASTM F441 и ASTM F442. Первый стандарт предоставляет размеры в формате Schedule, а второй стандарт — в формате SDR.
6.3.1 СТАНДАРТНЫЕ СПЕЦИФИКАЦИИ ASTM F441 ДЛЯ ТРУБ ИЗ ХЛОРИРОВАННОГО ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА (ХПВХ), СПЕЦИФИКАЦИИ 40 И 80
Номинальное давление трубопровода варьируется от 1130 фунтов на квадратный дюйм для трубы сортамента 80, 1/4 дюйма, до 230 фунтов на квадратный дюйм для трубы сортамента 80 12 дюймов и 210 фунтов на квадратный дюйм для трубопровода сортамента 80 24 дюйма.
Номинальное давление также колеблется от 780 фунтов на квадратный дюйм для трубопровода Schedule 80 ¼ дюйма до 220 фунтов на квадратный дюйм для 4-дюймового трубопровода Schedule 40 и еще ниже до 120 фунтов на квадратный дюйм для 24-дюймового трубопровода Schedule 40. Как вы можете видеть, номинальное давление (максимально допустимое давление воды) уменьшается по мере увеличения размера трубопровода, а номинальное давление для трубопровода Schedule 80 выше, чем номинальное давление для трубопровода Schedule 40.
Номинальное давление также снижается при повышении температуры воды. Предыдущие значения давления основаны на температуре воды 73 F. Номинальное давление снижается до 20% от номинального давления при температуре воды 200 F. Номинальные значения давления для трубопроводов легко доступны на веб-сайтах производителей труб. Но как проектировщик вы должны понимать, что ХПВХ не подходит для высокотемпературной воды при давлении выше 100 фунтов на квадратный дюйм и даже ниже для больших размеров труб.
6.3.2 СТАНДАРТНЫЕ СПЕЦИФИКАЦИИ ASTM F442 ДЛЯ ТРУБ ИЗ ХЛОРИРОВАННОГО ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА (ХПВХ), SDR-PR
Подобно трубопроводу из АБС, ХПВХ также может быть оценен в формате SDR. Однако большинство производителей в США не используют этот формат. Таким образом, эти размеры труб не включены в данное руководство и не включены в калькулятор.
6.4 МЕДНЫЕ ТРУБЫ И ТРУБКИ
6.4.1 РАЗНИЦА МЕЖДУ ТРУБОПРОВОДАМИ И ТРУБКАМИ
Трубопровод в основном используется в качестве носителя жидкости и измеряется по внутреннему диаметру (ВД). Таким образом, когда выбрана медная труба номинальным диаметром ½ дюйма, внутренний диаметр составляет примерно ½ дюйма, а внешний диаметр составляет 0,625 дюйма. Трубки в основном используются в конструкционных целях и измеряются по внешнему диаметру (OD). Медная трубка ½ дюйма имеет внешний диаметр 0,545, а ее внутренний диаметр меньше ½ дюйма. В системах бытового водоснабжения используются медные трубы, а не медные трубы.
6.
4.2 ТИПЫ МЕДИСуществует шесть стандартных типов меди, которые показаны ниже для справки, вам следует выбрать тип, который наиболее точно соответствует ситуации вашего проекта:
6.4.3 МЕДНЫЕ ТРУБЫ ТИПА K
Медь типа K Трубы коммерчески доступны длиной 20 футов, вытянутые или отожженные. Его можно использовать для бытовой воды, противопожарной защиты, топлива, мазута, хладагентов, сжатого воздуха, сжиженного нефтяного газа и вакуума. У него самые толстые стенки из типов L и M. Стенки типа L толще, чем типа M. Эти соотношения справедливы для всех диаметров труб. Наружные диаметры для каждого типа, только внутренние диаметры и толщина стенок различаются для каждого типа.
Этот тип труб чаще всего используется для подземных прокладок или когда возможно повреждение наземной прокладки и требуется более твердый материал.
6.4.4 МЕДНЫЕ ТРУБКИ ТИПА L
Медные трубки типа L доступны в продаже длиной 20 футов, вытянутые или отожженные.
Его можно использовать для бытовой воды, противопожарной защиты, топлива, мазута, хладагентов, сжатого воздуха, сжиженного нефтяного газа и вакуума. Он имеет вторые по толщине стенки из типов K, L и M.
Трубы этого типа чаще всего используются для наземных установок и когда возможное повреждение наземной установки маловероятно.
6.4.5 МЕДНЫЕ ТРУБКИ ТИПА M
Медные трубки типа M доступны в продаже длиной 20 футов, вытянутые или отожженные. Его можно использовать для бытовой воды, противопожарной защиты, топлива, мазута, хладагентов, сжатого воздуха, сжиженного нефтяного газа и вакуума. Он имеет самые тонкие стенки типов K, L и M.
6.4.6 МЕДНЫЕ ТРУБКИ ТИПА DWV
Тип DWV: этот тип имеет самые тонкие стенки и используется в дренажных, канализационных и вентиляционных системах, где давление практически отсутствует.
Этот тип не следует использовать для воды под давлением, поэтому он не включен в калькулятор водопровода для бытовых нужд.
6.4.7 МЕДНАЯ ТРУБКА ДЛЯ МЕДИЦИНСКОГО ГАЗА
Тип
: этот тип требует внутренней чистоты, которая соответствует стандартам для трубопроводов, транспортирующих кислород, азот, закись азота, медицинский сжатый воздух или другие газы, используемые в медицинских учреждениях. Этот тип не следует использовать для воды под давлением, поэтому он не включен в калькулятор водопровода для бытовых нужд.
6.4.8 НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ МЕДНЫХ ТРУБ
Номинальное давление: Номинальное давление медных трубопроводов очень подходит для бытовых систем водоснабжения, так как давление в здании обычно никогда не превышает 300 фунтов на квадратный дюйм. Давление воды может превышать 300 фунтов на квадратный дюйм в высотных зданиях.
Хотя трубопроводы типа K обычно используются для подземных бытовых водопроводов, вы также должны использовать этот тип, если у вас давление превышает 150 фунтов на квадратный дюйм и трубы большего диаметра. 6.5 ПЛАСТИКОВЫЕ ТРУБЫ И ТРУБКИ
Основным преимуществом труб из сшитого полиэтилена или РЕХ является пластиковая полиэтиленовая труба или трубка. Этот материал является гибким, что означает, что стоимость установки ниже, чем у других труб. Сшивка представляет собой химическую реакцию, которая связывает одну цепь полиэтиленового полимера с другой.
Существует три основных классификации труб PEX: PEX-a, PEX-b и PEX-c. Различные классификации описывают метод сшивки. Каждый метод соответствует ASTM F 876 и ASTM F 877, которые определяют размеры, номинальное давление и номинальные температуры. Однако стоимость каждого типа немного отличается, и гибкость каждого типа различна.
Другая классификация труб PEX заключается в том, есть ли у трубы барьер. Обычно в системах бытового водоснабжения используются трубы PEX безбарьерного типа. Барьер представляет собой ламинированную поверхность, расположенную снаружи трубы, которая ограничивает попадание кислорода в жидкость. Это используется для гидравлических систем и других систем непитьевой воды.
Наконец, PEX нельзя использовать на открытом воздухе, поскольку он не выдерживает УФ-лучей, если только не имеет УФ-покрытия. Конструкторы не любят рисковать жизнью трубы из-за покрытия, поэтому PEX не будет использоваться на открытом воздухе, как и другие пластиковые трубы.
ASTM F 876 — это стандарт, определяющий свойства материала и размеры труб PEX.
ASTM F 877 — это стандарт, определяющий требования к характеристикам системы PEX, трубы и фитингов вместе. Трубка PEX обычно изготавливается в соответствии с SDR-9. Размеры PEX SDR-9 показаны в таблице ниже. Способ изготовления не имеет значения для размеров, так как PEX-a, b, c изготавливаются с одинаковыми размерами.
Трубы PEX используются только для небольших распределительных труб, до 1 дюйма, но некоторые производители поставляют трубы диаметром до 2 дюймов.
6.5.1 НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Трубки PEX обычно имеют максимально допустимое давление воды 160 фунтов на квадратный дюйм при 73 F, 100 фунтов на квадратный дюйм при 180 F и 80 фунтов на квадратный дюйм при 200 F.
Ковкий чугун обычно используется инженерами-строителями в качестве подземного магистрального трубопровода. Эта труба обычно не используется инженерами-механиками для прокладки бытовых водопроводов.
Этот трубопровод подходит для подземных более крупных труб из-за его очень долгого срока службы. Трубопровод рассчитан на срок службы более 100 лет. Труба очень прочная и долговечная, поэтому она также может выдерживать нагрузки от давления под дорогами, а также любые возможные повреждения при транспортировке и монтаже. Ковкий чугун прочнее труб из углеродистой стали, а также с ним легче работать, отсюда и название «ковкий».
Ковкий чугун — это железо, поэтому оно подвержено коррозии. Футеровка обычно используется для замедления коррозии, но это увеличивает стоимость трубопровода. Ковкий чугун относительно дороже, чем его пластиковые аналоги.
Ковкий чугун имеет разные классы давления. Эти классы определяют допустимое давление воды. Эти классы включают 350 фунтов на квадратный дюйм, 300 фунтов на квадратный дюйм, 250 фунтов на квадратный дюйм, 200 фунтов на квадратный дюйм и 150 фунтов на квадратный дюйм. Наружные диаметры для каждого из классов одинаковы, но внутренние диаметры корректируются по мере изменения толщины для каждого класса труб.
Более высокие классы труб имеют увеличенную толщину и меньший внутренний диаметр.
Размеры для этих классов труб показаны в калькуляторе бытовой воды.
6.7 ТРУБОПРОВОДЫ ИЗ ОЦИНКОВАННОЙ СТАЛИ
Трубопроводы из оцинкованной стали в некоторых случаях одобрены для подачи питьевой воды, но с ними трудно работать, и они подвержены ржавчине, что может привести к утечкам, снижению давления и уменьшению расхода.
6.7.1 НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Номинальное давление для труб из оцинкованной стали варьируется в зависимости от размера трубы и сортамента. Более толстые графики имеют более высокие номинальные значения давления, как и трубы меньшего размера. Максимально допустимое давление колеблется от 2000 фунтов на квадратный дюйм для небольших труб до 200 фунтов на квадратный дюйм для больших труб и более низких графиков.
Номинальные значения давления подходят для температур от 0 до 300 F.
6.8 ПОЛИЭТИЛЕНОВЫЕ И ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫЕ ПЛАСТМАССОВЫЕ ТРУБЫ И ТРУБЫ
Полиэтилен и полипропилен являются видами термопластичных материалов. Эти материалы не так часто используются для бытовых систем водоснабжения. Эти материалы обычно используются для жидкостей, химически несовместимых с металлическими трубами. Кроме того, эти материалы можно использовать, когда существует опасность коррозии, поскольку пластиковые трубы не подвержены коррозии. Пластиковые трубы также используются, потому что они намного дешевле и проще в работе, чем металлические трубы.
Однако эти пластики не так долговечны, как их металлические аналоги, и плохо переносят воздействие УФ-излучения, если на пластике нет УФ-покрытия. Некоторые полиэтиленовые трубы могут быть изготовлены со встроенной защитой от УФ-излучения. Кроме того, пластиковые трубы более резко расширяются/сжимаются при изменении температуры, а также имеют гораздо более низкое номинальное давление, чем металлические трубы, особенно при высоких температурах.
Трубы из полиэтилена (ПЭ) и полипропилена (ПП) могут иметь размеры от ½ до 65 дюймов, но калькулятор включает только трубы меньшего размера, поскольку они наиболее распространены для бытовых систем водоснабжения.
Существуют различные типы материалов из полиэтилена и полипропилена. Эти различные типы обычно имеют четырехзначный код материала. Первые две цифры классифицируют ячейку, определяющую плотность материала, предел прочности при растяжении, сопротивление медленному росту трещин и многое другое. Вторые две цифры определяют рекомендуемую стандартную категорию гидростатического расчетного напряжения. Это основа, используемая для определения длительной прочности трубы.
Применимые стандарты для полиэтиленовых и полипропиленовых труб: (1) ASTM D 2239, (2) AWWA C901 и ASTM D 2737. ASTM D 2239 называется Стандартными техническими условиями для полиэтиленовых (PE) пластиковых труб (SIDR-PR) на основе контролируемого внутреннего диаметра. AWWA C901 называется Полиэтиленовые (ПЭ) напорные трубы и трубки диаметром от ½ до 3 дюймов для водоснабжения.
AWWA расшифровывается как Американская ассоциация водопроводных сооружений. ASTM D 2737 носит название «Стандартная спецификация для полиэтиленовых (ПЭ) пластиковых трубок». ASTM F 2389 носит название Стандартных технических условий для систем трубопроводов из полипропилена (ПП), рассчитанных на номинальное давление.
6.8.1 РАЗМЕРЫ ТРУБ
Размеры этих пластиковых труб можно выразить двумя способами: (1) SIDR и (2) SDR. SDR или стандартное соотношение диаметров ранее обсуждалось для трубопроводов из АБС и ХПВХ. SIDR означает стандартное отношение внутреннего диаметра, то есть отношение внутреннего диаметра к толщине трубы. SIDR используется для труб меньшего размера и для специального метода соединения, в котором используются вставные фитинги. Таким образом, внешний диаметр может быть разным, но трубы можно соединять, если их внутренние диаметры одинаковы.
Второй метод, которым можно показать размеры пластиковых труб, — это метод SDR или DR. В этом методе внешние диаметры одинаковы, а внутренние диаметры различаются.
Калькулятор также имеет следующие типы пластиковых труб: DR11, DR13,5, SIDR11,5, SIDR15 и SIDR19. Калькулятор включает только меньшие размеры труб для этих пластиков, потому что это размеры, которые наиболее распространены для бытовых систем водоснабжения.
6.8.2 НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Номинальное давление для пластиковых труб намного ниже, чем для металлических.
Номинальное давление варьируется от 160 фунтов на квадратный дюйм до 63 фунтов на квадратный дюйм для различных типов труб. Кроме того, эти номинальные значения давления предназначены только для 73 F, и номинальные значения давления будут снижаться по мере повышения температуры.
В рамках общих категорий труб из полиэтилена и полипропилена существуют различные типы материалов, и каждый тип вспомогательного материала будет иметь несколько разные максимально допустимые давления. Поэтому обязательно используйте эти номинальные значения давления только в качестве ориентира и уточняйте у производителя труб точные номинальные значения давления в зависимости от температуры трубы, размера трубы, типа трубы и типа подматериала.
6.9 ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНЫЕ (ПВХ) ТРУБЫ
Трубы из ПВХ обычно используются для дренажных, канализационных и вентиляционных систем, а также ирригационных систем.
Трубы из ПВХ могут подвергаться воздействию ультрафиолетовых лучей, в отличие от большинства других пластиковых труб. Этот трубопровод дешевле, легче и проще в соединении по сравнению с металлическими трубопроводами.
Применимыми стандартами являются (1) ASTM D 1785 и (2) ASTM D 2241. ASTM D 1785 озаглавлен «Стандартные технические условия для поливинилхлоридных (ПВХ) пластиковых труб, графики 40, 80 и 120. ASTM D 2241 озаглавлен «Стандарт». Спецификация на трубы из поливинилхлорида (ПВХ) с номинальным давлением (серия SDR). Эти стандарты регулируют размеры, показанные в следующем разделе.
Существуют различные типы труб из ПВХ: ПВХ 1120, 1220, 2120, 2116, 2112 и 2110. Эти различные типы ПВХ имеют немного разные свойства материала, такие как плотность, прочность, медленное распространение трещин и т. д. Каждый тип подматериала будут иметь несколько разные номинальные значения давления, но размеры будут одинаковыми для каждого типа подматериала.
6.9.1 РАЗМЕРЫ ТРУБ
Размеры этих труб из ПВХ можно выразить двумя способами: (1) SDR и (2) Schedule.
Основными типами SDR являются SDR 17, 21, 26 и 32,5. Более низкие значения SDR имеют большую толщину и большее номинальное давление.
Калькулятор также включает SDR 26 и SDR 32,5. Двумя основными типами расписания являются Schedule 40 и Schedule 80. Также доступны трубопроводы Schedule 10 и 120, но они менее распространены и не включены в калькулятор.
6.9.2 НОМИНАЛЬНЫЕ ДАВЛЕНИЯ
Различные типы субматериалов из ПВХ и SDR имеют номинальное давление от 50 до 315 фунтов на квадратный дюйм.
Более низкие SDR имеют более высокие номинальные значения давления, а более высокие SDR имеют более низкие номинальные значения давления. Трубопровод сортамента 40 имеет диапазон давления от 810 до 60 фунтов на кв. дюйм, в зависимости от типа подматериала из ПВХ и размера трубы. Меньшие размеры труб имеют большее номинальное давление. Трубопровод сортамента 80 имеет диапазон давления от 1230 до 60 фунтов на кв. дюйм, в зависимости от типа подматериала из ПВХ и размера трубы.
При повышении температуры номинальное давление также уменьшается. Номинальное давление уменьшается почти на 22% при повышении температуры с 73 F до 140 F. В общей категории материалов для труб из ПВХ существуют различные типы подматериалов, и каждый тип подматериала будет иметь несколько разные максимально допустимые давления. Поэтому обязательно используйте эти номинальные значения давления только в качестве ориентира и уточняйте у производителя труб точные номинальные значения давления в зависимости от температуры трубы, размера трубы, типа трубы и типа подматериала.
6.10 ТРУБЫ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ
Трубы из нержавеющей стали не часто используются для бытовых систем водоснабжения из-за их стоимости. Нержавеющая сталь подходит для условий, где требуется коррозионная стойкость. Хотя название «нержавейка» подразумевает, что труба не подвержена коррозии, это означает лишь то, что труба более устойчива, чем другие металлы. Ключом к его устойчивости к коррозии является хром. Нержавеющая сталь — это стальной сплав, содержащий не менее 10,5% хрома. Сплав стали представляет собой комбинацию железа и другого элемента, в данном случае хрома.
Существует два основных типа трубопроводов из нержавеющей стали: нержавеющая сталь 304 и 316. Разница между 304 и 316 заключается в химическом составе. 304-нержавеющая сталь содержит железо и (10,5%) хром. 316-нержавеющая сталь содержит железо, (10,5%) хром и (2-3%) молибден.
Для нержавеющих сталей добавлено еще одно отличие. Нержавеющая сталь будет иметь другие элементы, помимо железа и хрома.
Например, это типичный состав 304-нержавеющей стали.
Нержавеющую сталь можно отличить по букве «L» в конце ее номера. Это указывает на то, что нержавеющая сталь имеет процентное содержание углерода менее 0,04%. Этот низкий уровень углерода увеличивает коррозионную стойкость металлов. Нержавеющая сталь 304 или 316 с большей вероятностью подвержена коррозии в местах сварки, но 304L или 316L будут иметь большую коррозионную стойкость в местах сварки.
Таким образом, существует четыре основных типа труб из нержавеющей стали: (1) 304, (2) 304L, (3) 316 и (4) 316L. Эти материалы отлично подходят для мест, где коррозия является проблемой.
6.10.1 РАЗМЕРЫ ТРУБ
Размеры труб одинаковы для нержавеющей стали 304 и 316. Размеры труб изменяются только в зависимости от размеров труб и спецификаций. ASTM A312 — это Стандартная спецификация для бесшовных, сварных и сильно холоднодеформированных труб из аустенитной нержавеющей стали.
В этой спецификации указаны наружные диаметры и толщины, необходимые для соответствия различным графикам: 10S, 40S и 80S. Schedule 10S — самая тонкая труба, а 80S — самая толстая труба. Внешние диаметры одинаковы для всех графиков, но толщина варьируется. Постоянные наружные диаметры позволяют соединять трубы разного сечения друг с другом.
6.10.2 НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Трубы из нержавеющей стали имеют номинальное давление, которое варьируется в зависимости от типа, размера трубы и спецификации. Более толстые графики имеют более высокие номинальные значения давления, как и трубы меньшего размера.
Подобно другим ранее обсуждавшимся металлическим трубопроводам, трубопроводы из нержавеющей стали имеют максимально допустимое давление в диапазоне от 2000 фунтов на квадратный дюйм для небольших труб до 200 фунтов на квадратный дюйм для больших труб и более низких графиков. Номинальные значения давления подходят для температур от 0 F до 300 F. Трубы 304 будут прочнее, так как в них больше железа, а 316 будут слабее.
важность, методы, таблицы и формулы
Содержание статьи:
- Важность правильных расчетов
- Что определяет крестовину трубы
- Методы расчета
- Как рассчитать пропускную способность
При прокладке магистральных водопроводов наиболее сложно рассчитать пропускную способность участков труб. Правильные расчеты гарантируют, что расход не будет слишком большим, а его напор не уменьшится.
Важность правильных расчетов
Расчет расхода воды позволяет правильно выбрать материал и диаметр труб
При проектировании коттеджа с двумя и более санузлами или небольшой гостиницы необходимо учитывать, сколько воды в трубах выбранный раздел может поставить.
Ведь если давление в трубопроводе упадет при большом расходе, это приведет к тому, что нормально принять душ или ванну будет невозможно. Если возникнет проблема при пожаре, можно полностью лишиться жилья. Поэтому расчет проходимости автомобильных дорог проводится до начала строительства.
Владельцам малого бизнеса также важно знать показатели эффективности. Ведь при отсутствии приборов учета коммунальные службы, как правило, предъявляют организациям счет за водопотребление по объему трубы. Знание данных о вашем водоснабжении позволит вам контролировать расход воды и не платить лишнего.
От чего зависит сечение трубы
Расход воды будет зависеть от конфигурации водопровода, а также типа труб, из которых монтируется сеть
Пропускная способность отрезков трубы — показатель, характеризующий объем жидкости, прошедший через трубопровод за определенный интервал времени. Этот показатель зависит от материала, используемого при производстве труб.
Трубопроводы из пластика сохраняют практически одинаковую пропускную способность на протяжении всего срока эксплуатации.
Пластик, по сравнению с металлом, не ржавеет, благодаря этому магистрали долго не засоряются.
Для металлических моделей пропускная способность снижается из года в год. Из-за того, что трубы ржавеют, внутренняя поверхность постепенно отслаивается и становится шероховатой. Из-за этого на стенах образуется намного больше налета. В частности, быстро засоряются трубы горячего водоснабжения.
Помимо материала изготовления проходимость зависит и от других характеристик:
- Длина водопровода. Чем больше длина, тем ниже скорость потока из-за влияния силы трения, и соответственно снижается давление.
- Диаметр трубы. Стены узких шоссе создают большее сопротивление. Чем меньше поперечное сечение, тем хуже будет отношение скорости потока к величине внутренней площади в сечении фиксированной длины. В более широких трубопроводах вода движется быстрее.
- Наличие поворотов, фитингов, переходников, кранов. Любая арматура замедляет движение водных потоков.
При определении показателя пропускной способности все эти факторы необходимо учитывать в комплексе. Чтобы не запутаться в цифрах, стоит пользоваться проверенными формулами и таблицами.
Методика расчета
На коэффициент трения влияет наличие запорных элементов и их количество
Для определения проходимости водопровода можно использовать три метода расчета:
Последний способ хоть и самый точный, но для расчета обычных бытовых коммуникаций не годится. Он довольно сложный, и для его применения вам потребуется знать множество индикаторов. Для расчета простой сети для частного дома следует прибегнуть к помощи онлайн-калькулятора. Хоть он и не такой точный, но бесплатный и его не нужно устанавливать на компьютер. Более точную информацию можно получить, сравнив данные, рассчитанные программой, с таблицей.
Как рассчитать пропускную способность
Табличный способ самый простой. Разработано несколько счетных таблиц: можно выбрать подходящую в зависимости от известных параметров.
Расчет по сечению трубы
В СНиП 2.04.01-85 предлагается величину расхода воды узнавать по окружности трубы.
| Внешний участок магистрали (мм) | Приблизительное количество жидкости | |
| В литрах в минуту | В кубических метрах в час | |
| 20 | 15 | 0,9 |
| 25 | 30 | 1,8 |
| 32 | 50 | 3 |
| 40 | 80 | 4,8 |
| 50 | 120 | 7,2 |
| 63 | 190 | 11,4 |
В соответствии с нормами СНиП суточный расход воды на одного человека составляет не более 60 литров. Это данные для дома без водопровода. Если установлена водопроводная сеть, объем увеличивается до 200 литров.
Расчет температуры теплоносителя
При повышении температуры снижается проходимость трубы – вода расширяется и тем самым создает дополнительное трение.
Необходимые данные можно рассчитать по специальной таблице:
| Сечение трубы (мм) | Пропускная способность | |||
| По теплу (гл/ч) | По теплоносителю (т/ч) | |||
| Вода | Пар | Вода | Пар | |
| 15 | 0,011 | 0,005 | 0,182 | 0,009 |
| 25 | 0,039 | 0,018 | 0,650 | 0,033 |
| 38 | 0,11 | 0,05 | 1,82 | 0,091 |
| 50 | 0,24 | 0,11 | 4,00 | 0,20 |
| 75 | 0,72 | 0,33 | 12,0 | 0,60 |
| 100 | 1,51 | 0,69 | 25,0 | 1,25 |
| 125 | 2,70 | 1,24 | 45,0 | 2,25 |
| 150 | 4,36 | 2,00 | 72,8 | 3,64 |
| 200 | 9,23 | 4,24 | 154 | 7,70 |
| 250 | 16,6 | 7,60 | 276 | 13,8 |
| 300 | 26,6 | 12,2 | 444 | 22,2 |
| 350 | 40,3 | 18,5 | 672 | 33,6 |
| 400 | 56,5 | 26,0 | 940 | 47,0 |
| 450 | 68,3 | 36,0 | 1310 | 65,5 |
| 500 | 103 | 47,4 | 1730 | 86,5 |
| 600 | 167 | 76,5 | 2780 | 139 |
| 700 | 250 | 115 | 4160 | 208 |
| 800 | 354 | 162 | 5900 | 295 |
| 900 | 633 | 291 | 10500 | 525 |
| 1000 | 1020 | 470 | 17100 | 855 |
Для водопроводной системы эта информация не является крайне важной, но для отопительных контуров она считается основным показателем.
Поиск данных о напоре
При выборе труб учитывается напор расхода воды в общей магистрали
При выборе труб для прокладки любой коммуникационной сети необходимо учитывать напор напора в общей магистрали. Если предусмотрен высоконапорный напор, необходимо устанавливать трубы большего сечения, чем при движении самотеком. Если эти параметры не учитывать при выборе участков труб, а большие потоки воды пропускать по мелким сетям, они начнут шуметь, вибрировать и быстро придут в негодность.
Для нахождения наибольшего расчетного расхода воды используется таблица пропускной способности труб в зависимости от диаметра и различных показателей напора воды:
| Расход | Пропускная способность | |||||||||
| Секция трубы | 15 мм | 20 мм | 25 мм | 32 мм | 40 мм | 50 мм | 65 мм | 80 мм | 100 мм | |
| Па/м | Мбар/м | Менее 0,15 м/с | 0,15 м/с | 0,3 м/с | ||||||
| 90,0 | 0,900 | 173 | 403 | 745 | 1627 | 2488 | 4716 | 9612 | 14940 | 30240 |
| 92,5 | 0,925 | 176 | 407 | 756 | 1652 | 2524 | 4788 | 9756 | 15156 | 30672 |
| 95,0 | 0,950 | 176 | 414 | 767 | 1678 | 2560 | 4860 | 9900 | 15372 | 31104 |
| 97,5 | 0,975 | 180 | 421 | 778 | 1699 | 2596 | 4932 | 10044 | 15552 | 31500 |
| 100,0 | 1000,0 | 184 | 425 | 788 | 1724 | 2632 | 5004 | 10152 | 15768 | 31932 |
| 120,0 | 1200,0 | 202 | 472 | 871 | 1897 | 2898 | 5508 | 11196 | 17352 | 35100 |
| 140,0 | 1400,0 | 220 | 511 | 943 | 2059 | 3143 | 5976 | 12132 | 18792 | 38160 |
| 160,0 | 1600,0 | 234 | 547 | 1015 | 2210 | 3373 | 6408 | 12996 | 20160 | 40680 |
| 180,0 | 1800,0 | 252 | 583 | 1080 | 2354 | 3589 | 6804 | 13824 | 21420 | 43200 |
| 200,0 | 2000,0 | 266 | 619 | 1151 | 2488 | 3780 | 7200 | 14580 | 22644 | 45720 |
| 220,0 | 2200,0 | 281 | 652 | 1202 | 2617 | 3996 | 7560 | 15336 | 23760 | 47880 |
| 240,0 | 2400,0 | 288 | 680 | 1256 | 2740 | 4176 | 7920 | 16056 | 24876 | 50400 |
| 260,0 | 2600,0 | 306 | 713 | 1310 | 2855 | 4356 | 8244 | 16740 | 25920 | 52200 |
| 280,0 | 2800,0 | 317 | 742 | 1364 | 2970 | 4356 | 8568 | 17338 | 26928 | 54360 |
| 300,0 | 3000, | 331 | 767 | 1415 | 3078 | 4680 | 8892 | 18000 | 27900 | 56160 |
Среднее давление в большинстве стояков колеблется от 1,5 до 2,5 атмосфер.
Зависимость от этажности регулируется разделением водопроводной сети на несколько ответвлений. Перекачка воды насосами также влияет на изменение расхода.Также при расчете расхода воды по трубе по таблице значений диаметра трубы и напора учитывается не только количество кранов, но и количество водонагревателей, ванн и других потребителей.
Гидравлический расчет Шевелева
Для наиболее точного определения показателей всей водопроводной сети используют специальные справочные материалы. Они определяют эксплуатационные характеристики труб из различных материалов.
В качестве примера хорошей выборки для расчетов можно привести таблицу Шевелева. Это исчерпывающая ссылка. Для его использования не обязательно идти в библиотеку. Все необходимые данные можно найти во всемирной паутине. Кроме того, существуют электронные программы на основе таблиц Шевелева. Достаточно ввести необходимые параметры, чтобы получить готовый результат.
Применение формул
Использование различных формул зависит от известных данных.