Расчет диаметра трубопровода

Расчет диаметров трубопровода

Расчет диаметров трубопроводов производится из уравнения сплошности:

,

где:- массовый расход жидкости в трубопроводе, кг/с,

— плотности жидкости, принимается равной для воды (удельный объем пара, м3/кг),

—скорость движения жидкости в трубопроводе, принимается равной для

воды 1 м/с, для пара 40 м/с.

1)Диаметр трубы, подводящей пар к подогревателю сетевой воды:

G=Dт=3,74 кг/с, ω=40м/с,=1/=1/0,31556=3,16 кг/м3;

Выбираем стандартную трубу диаметром 207 мм с толщиной стенки 6 мм и наружным диаметром 219 мм.

2)Диаметр трубы, подводящей воду к подогревателю сетевой воды:

Gс=61,37 кг/с, ω=1 м/с,=1000 кг/м3;

Выбираем стандартную трубу диаметром 309 мм с толщиной стенки 8 мм и наружным диаметром 325 мм.

3)Диаметр трубы, отводящий пар на собственные нужды от РУ3:

G= D*сн =1,27 кг/с, ω=40м/с,=1/=1/1,37366=0,727кг/м3;

Выбираем стандартную трубу диаметром 259 мм с толщиной стенки 7мм и наружным диаметром 273 мм.

4)Диаметр трубы, подающий сырую воду:

Gсв=5,799 кг/с, ω=1 м/с,=1000 кг/м3;

5)Диаметр трубы, подающий подпиточную воду:

Gподп= 1,227 кг/с, ω=1 м/с,=1000 кг/м3;

Выбираем стандартную трубу диаметром 40 мм с толщиной стенки 2,5 мм и наружным диаметром 45 мм.

6)Диаметр трубы, подающий питательную воду:

Gпв= Dк=10,164 кг/с, ω=1 м/с,=1000 кг/м3;

Выбираем стандартную трубу диаметром 125 мм с толщиной стенки 4 мм и наружным диаметром 133 мм.

7)Диаметр трубы, отводящий конденсат от охладителя конденсата:

G=Dт=3,74 кг/с, ω=15м/с,=1/=1/0,31556=3,17 кг/м3;

Выбираем стандартную трубу диаметром 359 мм с толщиной стенки 9 мм и наружным диаметром 377 мм.

8)Диаметр трубы, подающей конденсат из конденсационного бака в деаэратор:

Gк =7,179 кг/с, ω=1 м/с,=1000 кг/м3;

9)Диаметр трубы, подводящей пар к подогревателю ХОВ:

G=Dхов=0,453 кг/с, ω=40м/с,=1/=1/1,37366=0,727кг/м3;

Выбираем стандартную трубу диаметром 150 мм с толщиной стенки 4,5 мм и наружным диаметром 159 мм.

10)Диаметр трубы, подающей ХОВ на подогрев:

Gхов =4,586 кг/с, ω=1 м/с,=1000 кг/м3;

Выбираем стандартную трубу диаметром 82 мм с толщиной стенки 4 мм и наружным диаметром 89мм.

11)Диаметр трубы, подводящей пар к подогревателю сырой воды:

G=Dс.в =0,236 кг/с, ω=40м/с,=1/=1/1,37366=0,727 кг/м3;

Выбираем стандартную трубу диаметром 125 мм с толщиной стенки 4 мм и наружным диаметром 89 мм.

12) Диаметр трубы, подводящей пар к деаэратору из РНП:

G=Dпр”=0,053 кг/с,ω=40м/с,=1/=1/1,37366=0,727 кг/м3

13)Диаметр трубы, подающей пар на производство:

G=Dп=5,5 кг/с, ω=40м/с,=1/=1/0,170295 =5,87 кг/м3;

Выбираем стандартную трубу диаметром 184 мм с толщиной стенки 5 мм и наружным диаметром 194 мм.

14)Диаметр трубы, подающей пар в деаэратор:

G=Dд=0,04 кг/с, ω=40м/с,=1/=1/1,37366=0,727 кг/м3;

Выбираем стандартную трубу диаметром 51 мм с толщиной стенки 3 мм и наружным диаметром 57 мм.

15) Диаметр трубы, подающей конденсат от подогревателя сетевой воды к охладителю конденсата:

G=Dт=3,74 кг/с, ω=1 м/с,=1/=1/0,0011009 =908,34 кг/м3;

16)Диаметр трубы, отводящей конденсат от паровых подогревателей сырой и химочищенной воды к конденсационному баку:

G=Dхов+Dсв=0,689кг/с, ω=1 м/с,=1000 кг/м3;

Источник: https://megaobuchalka.ru/9/23838.html

Как рассчитать параметры труб

При строительстве и обустройстве дома трубы не всегда используются для транспортировки жидкостей или газов.

Часто они выступают как строительный материал — для создания каркаса различных построек, опор для навесов и т.д. При определении параметров систем и сооружений необходимо высчитать разные характеристики ее составляющих.

В данном случае сам процесс называют расчет трубы, а включает он в себя как измерения, так и вычисления. 

Для чего нужны расчеты параметров труб

В современном строительстве используются не только стальные или оцинкованные трубы. Выбор уже довольно широк — ПВХ,  полиэтилен (ПНД и ПВД), полипропилен, металлопластк, гофрированная нержавейка.

Они хороши тем, что имеют не такую большую массу, как стальные аналоги. Тем не менее, при транспортировке полимерных изделий в больших объемах знать их массу желательно — чтобы понять, какая машина нужна.

Вес металлических труб еще важнее — доставку считают по тоннажу. Так что этот параметр желательно контролировать.

То, что нельзя измерить, можно рассчитать

Используют их чаще для строительства заборов, каркасов для хозпостроек (гаражей, сараев, беседок, бытовок), так что условия эксплуатации — тяжелы, защита необходима, потому все каркасы требуют окраски.

Вот тут и потребуется площадь окрашиваемой поверхности — наружная площадь трубы.

При сооружении системы водоснабжения частного дома или дачи, трубы прокладывают от источника воды (колодца или скважины) до дома — под землей.

И все равно, чтобы они не замерзли, требуется утепление. Рассчитать количество утеплителя можно зная площадь наружной поверхности трубопровода.

Только в этом случае надо брать материал с солидным запасом — стыки должны перекрываться с солидным запасом.

Сечение трубы необходимо для определения пропускной способности — сможет ли данное изделие провести требуемое количество жидкости или газа. Этот же параметр часто нужен при выборе диаметра труб для отопления и водопровода, расчета производительности насоса и т.д.

Внутренний и наружный диаметр, толщина стенки, радиус

Трубы — специфический продукт. Они имеют внутренний и наружный диаметр, так как стенка у них толстая, ее толщина зависит от типа трубы и материала из которого она изготовлена. В технических характеристиках чаще указывают наружный диаметр и толщину стенки.

Внутренний и наружный диаметр трубы, толщина стенки

Имея эти два значения, легко высчитать внутренний диаметр — от наружного отнять удвоенную толщину стенки: d = D — 2*S. Если у вас наружный диаметр 32 мм, толщина стенки 3 мм, то внутренний диаметр будет: 32 мм — 2 * 3 мм = 26 мм.

Если же наоборот, имеется внутренний диаметр и толщина стенки, а нужен наружный — к имеющемуся значению добавляем удвоенную толщину стеки.

Измерения штангенциркулем более точные

Что делать, если технических данных трубы нет? Измерять. Если особая точность не нужна, подойдет и обычная линейка, для более точных измерений лучше использовать штангенциркуль.

Расчет площади поверхности трубы

Труба представляет собой очень длинный цилиндр, и площадь поверхность трубы рассчитывается как площадь цилиндра. Для вычислений потребуется радиус (внутренний или наружный — зависит от того, какую поверхность вам надо рассчитать) и длина отрезка, который вам необходим.

Формула расчета боковой поверхности трубы

Чтобы найти боковую площадь цилиндра, перемножаем радиус и длину, полученное значение умножаем на два, а потом — на число «Пи», получаем искомую величину. При желании можно рассчитать поверхность одного метра, ее потом можно умножать на нужную длину.

Для примера рассчитаем наружную поверхность куска трубы длиной 5 метров, с диаметром 12 см. Для начала высчитаем диаметр: делим диаметр на 2, получаем 6 см.

Теперь все величины надо привести к одним единицам измерения. Так как площадь считается в квадратных метрах, то сантиметры переводим в метры. 6 см = 0,06 м.

Дальше подставляем все в формулу: S = 2 * 3,14 * 0,06 * 5 = 1,884 м2. Если округлить, получится 1,9 м2.

Расчет веса

С расчетом веса трубы все просто: надо знать, сколько весит погонный метр, затем эту величину умножить на длину в метрах.

Вес круглых стальных труб есть в справочниках, так как этот вид металлопроката стандартизован. Масса одного погонного метра зависит от диаметра и толщины стенки.

Один момент: стандартный вес дан для стали плотностью 7,85 г/см2 — это тот вид, который рекомендован ГОСТом.

Таблица веса круглых стальных труб

Таблица веса профилированной трубы квадратного сечения

Как высчитать площадь поперечного сечения

Формула нахождения площади сечения круглой трубы

Если труба круглая, площадь сечения считать надо по формуле площади круга: S = π*R2. Где R — радиус (внутренний), π — 3,14. Итого, надо возвести радиус в квадрат и умножить его на 3,14.

Например, площадь сечения трубы диаметром 90 мм. Находим радиус — 90 мм / 2 = 45 мм. В сантиметрах это 4,5 см. Возводим в квадрат: 4,5 * 4,5 = 2,025 см2, подставляем в формулу S = 2 * 20,25 см2 = 40,5 см2.

Площадь сечения профилированной трубы считается по формуле площади прямоугольника: S = a * b, где  a и b — длины сторон прямоугольника. Если считать сечение профиля 40 х 50 мм, получим S = 40 мм * 50 мм = 2000 мм2 или 20 см2 или 0,002 м2.

Как рассчитать объем воды в трубопроводе

При организации системы отопления бывает нужен такой параметр, как объем воды, которая поместится в трубе. Это необходимо при расчете количества теплоносителя в системе. Для данного случая нужна формула объема цилиндра.

Формула расчета объема воды в трубе

Тут есть два пути: сначала высчитать площадь сечения (описано выше) и ее умножить на длину трубопровода. Если считать все по формуле, нужен будет внутренний радиус и общая длинна трубопровода. Рассчитаем сколько воды поместится в системе из 32 миллиметровых труб длиной 30 метров.

Сначала переведем миллиметры в метры: 32 мм = 0,032 м, находим радиус (делим пополам) — 0,016 м. Подставляем в формулу V = 3,14 * 0,0162 * 30 м = 0,0241 м3. Получилось = чуть больше двух сотых кубометра. Но мы привыкли объем системы измерять литрами. Чтобы кубометры перевести в литры, надо умножить полученную цифру на 1000. Получается 24,1 литра.

Источник: http://DekorMyHome.ru/remont-i-oformlenie/kak-rasschitat-parametry-tryb.html

Диаметр трубопровода

Онлайн калькулятор для расчета диаметра трубопровода.

 

Как пользоваться калькулятором

Введите в соответствующие поля скорость и объем теплоносителя.  Нажмите на красную кнопку «Рассчитать». Программа автоматически рассчитает внутренний диаметр трубопровода.

Теория

Труба представляет собой полый цилиндр из металла или другого материала. Применяют трубы для транспортировки жидких, газообразных и сыпучих сред.

Размер трубы выбирается исходя из минимальных затрат на перекачивание среды по трубопроводу и стоимости труб. Учитываются также пределы по скорости. В некоторых случаях размер трубопровода должен соответствовать требованиям технологического процесса. В предварительных расчетах, где потери давления не учитывают, размер трубопровода определяют по допустимой скорости.

Формула

Внутренний диаметр трубопровода рассчитывают по формуле общего потока жидкости:

d = 0,64·√(Q/V)

где,

• d — внутренний диаметр трубы,
• V — скорость потока,
• Q — объемный расход.

Уравнения для определения размера трубопроводов для работы с разными средами и условиями

Название	Формула	Описание
Поток жидкости и газа под давлением
Потеря напора на трениеДарси-Вейсбаха	d = 12·[(0,0311·f·L·Q2)/(hf)]0,2	Q – объемный расход, гал/мин;d – внутренний диаметр трубы;hf – потеря напора на трение;L – длина трубопровода, футы;f – коэффициент трения;V – скорость потока.
Размер всасывающей линии насоса для ограничения потерь напора на трение	d = √(0,0744·Q)	Q – объемный расход, гал/мин
Уравнение общего потока газа	d = 0,29·√((Q·T)/(P·V))	Q – объемный расход, фут³/минT – температура, KР – давление фунт/дюйм² (абс);V – скорость
Поток самотеком
Формула Маннинга для расчета диаметра трубы для максимального потока	d = [1525 · (Q·n)/√S]0,375	Q – объемный расход;n – коэффициент шероховатости;S – уклон.
Число Фруда соотношение силы инерции и силы тяжести	Fr = V / √[(d/12) · g]	g – ускорение свободного падения;v – скорость течения;L – длину трубы или диаметр.
Пар и испарение
Формула определения диаметра трубы для пара	d = 1,75·√[(W·v_g·x) / V]	W – массовый расход;Vg – удельный объём насыщенного пара;x – качество пара;V – скорость.

Источник: https://all-calc.com/stroitelstvo/truboprovod/395-diametr-truboprovoda

Расчёт диаметра трубы отопления

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

Для того чтобы вычислить диаметр необходимо знать:

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

Вот необходимые формулы, которые нужно знать:

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

 Сопротивление движению теплоносителя.Любой движущийся внутри трубы теплоноситель, стремиться к тому, чтобы прекратить свое движение. Та сила, которая приложена к тому, чтобы остановить движение теплоносителя — является силой сопротивления.Это сопротивление, называют — потерей напора.

То есть движущийся теплоноситель по трубе определенной длины теряет напор.Напор измеряется в метрах или в давлениях (Па). Для удобства в расчетах необходимо использовать метры.Извиняйте, но я привык указывать потерю напора в метрах. 10 метров водного столба создают 0,1 МПа.

Для того, чтобы глубже понять смысл данного материла, рекомендую проследить за решением задачи.

Задача 1.

В трубе с внутренним диаметром 12 мм течет вода, со скоростью 1м/с. Найти расход.

Решение: Необходимо воспользоваться вышеуказанными формулами:

1. Находим сечение
2. Находим расход

 Дано:

S=3.14•0,0122/4=0,000113 м2Q=0,000113•1=0,000113 м3/с = 0,4 м3/ч.

Ответ: 0,4 м3/ч.

Задача 2.

 Имеется насос, создающий постоянный расход 40 литров в минуту. К насосу подключена труба протяженностью 1 метр. Найти внутренний диаметр трубы при скорости движения воды 6 м/с.

Конечно, в реальности насосы не выдают постоянный расход и не выдают бесконечно большой напор. Поэтому по условию задачи мы условно приняли, что насос качает строго 40 литров в минуту, а напор насоса бесконечно большой.

Ниже я поясню все нюансы подбора диаметра.

Решение.

Дано:

Q=40л/мин=0,000666666 м3/с

Из выше указанных формул получил такую формулу.

 Ответ: 12ммК сожалению, по такой формуле находить диаметр трубы не разумно и вот почему!

Каждый насос имеет вот такую расходно-сопротивляемую характеристику:

 Это означает, что наш расход в конце трубы будет зависеть от потери напора, которое создается самой трубой.

Чем длиннее труба, тем больше потеря напора.

Чем меньше диаметр, тем больше потеря напора.
Чем выше скорость теплоносителя в трубе, тем больше потеря напора.
Углы, повороты, тройники, заужения и расширение трубы, тоже увеличивают потерю напора.Такой характеристикой обладают на самом деле не насосы, а жидкости, которые подчиняются гидравлическим законам. Эти законы распространяются не только на насосы, но и на все трубы по которым течет жидкость. Даже если вода будет истекать из наполненного бака, там тоже будет присутствовать такая вот расходно-сопротивляемая характеристика.Более детально потеря напора по длине трубопровода рассматривается в этой статье:Потеря напора по длине трубопровода.

А теперь рассмотрим задачу из реального примера.

Задача 2:

 Стальная (железная) труба проложена длиной 376 метров с внутренним диаметром 100 мм, по длине трубы имеются 21 отводов (угловых поворотов 90°С). Труба проложена с перепадом 17м.

То есть труба относительно горизонта идет вверх на высоту 17 метров. Характеристики насоса: Максимальный напор 50 метров (0,5МПа), максимальный расход 90м3/ч. Температура воды 16°С.

Найти максимально возможный расход в конце трубы.

Дано:

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

Найти максимальный расход = ?

Решение:

Для решения необходимо знать график насосов: Зависимость расхода от напора.

Я выбрал визуально похожий график всех насосов, от реального может отличаться на 10-20%. Для более точного расчета необходим график насоса, который указан в паспорте насоса.

В нашем случае будет такой график:

 Смотрите, прерывистой линией по горизонту обозначил 17 метров и на пересечение по кривой получаю максимально возможный расход: Qmax.По графику я могу смело утверждать, что на перепаде высоты, мы теряем примерно: 14 м3/час. (90-Qmax=14 м3/ч).

Не существует прямой формулы, которая дает прямой расчет нахождения расхода, а если и существует, то она имеет ступенчатый характер и некоторую логику, которая способна Вас запутать — окончательно.

Ступенчатый расчет получается потому, что в формуле существует квадратичная особенность потерь напора в динамике (движение).

Поэтому решаем задачу ступенчато.

Находим скорость движения воды

Q=45 м3/ч = 0,0125 м3/сек.

V = (4•0,0125)/(3,14•0,1•0,1)=1,59 м/с

Находим число рейнольдса

 ν=1,16•10-6=0,00000116. Взято из таблици. Для воды при температуре 16°С.Re=(V•D)/ν=(1,59•0,1)/0,00000116=137069Δэ=0,1мм=0,0001м. Взято из таблицы, для стальной (железной) трубы.Далее сверяемся по таблице, где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения.У меня попадает на вторую область при условии10•D/Δэ < Re < 560•D/Δэ10•0,1/0,0001 < Re < 560•0,1/0,0001

10 000 < Re < 560 000

 λ=0,11( Δэ/D + 68/Re )0.25=0,11•( 0,0001/0,1 + 68/137069)0,25=0,0216Далее завершаем формулой:h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0,0216•(376•1,59•1,59)/(0,1•2•9,81)=10,46 м.

Как видите, потеря составляет 10 метров. Далее определяем Q1, смотри график:

 Теперь делаем оригинальный расчет при расходе равный 64м3/часQ=64 м3/ч = 0,018 м3/сек.V = (4•0,018)/(3,14•0,1•0,1)=2,29 м/сRe=(V•D)/ν=(2,29•0,1)/0,00000116=197414λ=0,11( Δэ/D + 68/Re )0.25=0,11•( 0,0001/0,1 + 68/197414)0,25=0,021h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0,021•(376•2,29 •2,29)/(0,1•2•9,81)=21,1 м.Отмечаем на графике:

Qmax находится на пересечении кривой между Q1 и Q2 (Ровно середина кривой).

 Ответ: Максимальный расход равен 54 м3/ч. Но это мы решили без сопротивления на поворотах.Для проверки проверим:Q=54 м3/ч = 0,015 м3/сек.

V = (4•0,015)/(3,14•0,1•0,1)=1,91 м/сRe=(V•D)/ν=(1,91•0,1)/0,00000116=164655λ=0,11( Δэ/D + 68/Re )0.

25=0,11•( 0,0001/0,1 + 68/164655)0,25=0,0213h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0,0213•(376•1,91•1,91)/(0,1•2•9,81)=14,89 м.Итог: Мы попали на Нпот=14,89=15м.

А теперь посчитаем сопротивление на поворотах:

Формула по нахождению напора на местном гидравлическом сопротивление:

• h-потеря напора здесь она измеряется в метрах.
• ζ-Это коэффициент сопротивления. Для колена он равен примерно одному, если диаметр меньше 30мм.
• V-скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда].
• g-ускорение свободного падения равен 9,81 м/с2

ζ-Это коэффициент сопротивления. Для колена он равен примерно одному, если диаметр меньше 30мм. Для больших диаметров он уменьшается. Это связано с тем, что влияние скорости движения воды по отношению к повороту уменьшается.Смотрел в разных книгах по местным сопротивлениям для поворота трубы и отводов. И приходил часто к расчетам, что один сильный резкий поворот равен коэффициенту единице.

Резким поворотом считается, если радиус поворота по значению не превышает диаметр. Если радиус превышает диаметр в 2-3 раза, то значение коэффициента значительно уменьшается.Возьмем ζ = 1.Скорость 1,91 м/сh=ζ•(V2)/2•9,81=(1•1,912)/( 2•9,81)=0,18 м.Это значение умножаем на количество отводов и получаем 0,18•21=3,78 м.Ответ: при скорости движения 1,91 м/с, получаем потерю напора 3,78 метров.

Давайте теперь решим целиком задачку с отводами.

При расходе 45 м3/час получили потерю напора по длине: 10,46 м. Смотри выше.При этой скорости (2,29 м/с) находим сопротивление на поворотах:h=ζ•(V2)/2•9,81=(1•2,292)/(2•9,81)=0,27 м. умножаем на 21 = 5,67 м.Складываем потери напора: 10,46+5,67=16,13м.

Отмечаем на графике:

Решаем тоже самое только для расхода в 55 м3/ч

Q=55 м3/ч = 0,015 м3/сек.

V = (4•0,015)/(3,14•0,1•0,1)=1,91 м/с

Re=(V*D)/ν=(1,91 •0,1)/0,00000116=164655

λ=0,11( Δэ/D + 68/Re )0.25=0,11•( 0,0001/0,1 + 68/164655)0,25=0,0213

h=λ•(L•V2)/(D•2•g)= 0,0213•(376•1,91•1,91)/(0,1•2•9,81)=14,89 м.

h=ζ•(V2)/2•9,81=(1•1,912)/( 2•9,81)=0,18 м. умножаем на 21 = 3,78 м.

Складываем потери: 14,89+3,78=18,67 м

Рисуем на графике:

В итоге, на размер диаметра влияют:

1. Сопротивление, создаваемое трубой с поворотами2. Необходимый расход3. Влияние насоса его расходно-напрной характеристикой

Если расход в конце трубы меньше, то необходимо: Либо увеличить диаметр, либо увеличить мощность насоса. Увеличивать мощность насоса не экономично.

Источник: http://schoollremonta.ru/homestead/otoplenie/raschyot-diametra-truby-otopleniya

Диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией

Недопустимо мало внимания уделяется правильному подбору труб для систем отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, а ведь от этого зависит эффективность всего отопления. Циркуляционный насос прокачивает жидкость по трубам и радиаторам, неся тепло от котла к теплообменникам.

На пути наибольшее сопротивление воде оказывают именно трубы, фитинги и запорная арматура, и очень важно найти оптимальный баланс между сечением труб, объемом теплоносителя и такими параметрами, как скорость движения воды, давление и напор.

Рассчитаем диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией.

Уже опираясь на теоретические расчеты, которые, к слову не займут много времени, можно обратить внимание на выбор материала труб, способ их прокладки и даже эстетичный внешний вид разводки.

Как рассчитать диаметр труб для отопления с естественной циркуляцией, описано в этой статье.

Что учитывается при расчете

Критерии для подбора диаметра труб:

• объем необходимого теплоносителя для заполнения системы;
• протяженность контура (-ов);
• скорость транспортировки теплоносителя;
• требуемая мощность отопления в киловаттах;
• продуктивность насоса принудительной циркуляции;
• сопротивление контура по трубам.

Для каждого параметра имеется диапазон приемлемых значений. Расчет при этом должен дать размер трубы системы отопления, удовлетворяющий всем требованиям и обеспечивающий допустимые параметры.

Расчеты касаются внутреннего диаметра. Уже после получения нужного размера выбирается подходящий номинал, имеющийся в продаже, далее подбирается материал. От этого зависит толщина стенок, внешний диаметр и внешний вид.

Параметры отопления для системы с принудительной циркуляцией

Объем необходимого теплоносителя должен быть как можно меньше, потому оптимальный диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией берется поменьше. Ограничением становятся следующие параметры: допустимая скорость движения жидкости и сопротивление контура.

Длина контура вместе с диаметром, количеством колен и переходов характеризует такой параметр, как сопротивление труб. Насос для циркуляции жидкости должен обеспечивать достаточный напор, перекрывающий все эти сопротивления.

Скорость потока для любой системы отопления должна находиться в пределах выше 0,2 м/с и ниже 1,5 м/с. Нижняя граница ограничивает минимальную скорость движения жидкости, при которой сохраняется должный теплоперенос от котла к радиаторам без локального перегрева или охлаждения. Тепло от котла попросту не успеет перейти к радиаторам и всей жидкости.

Продуктивность в киловаттах нужна для расчета оптимального сечения труб, при которых обеспечивается требуемый теплообмен и скорость течения жидкости. Естественно тепловая эффективность системы выбирается достаточной с учетом всех теплопотерь и необходимой температуры внутри помещения.

Требуемая мощность рассчитывается по формуле:

Продуктивность насоса определяется в скорости прокачки жидкости, указываемой в его характеристиках как количество метров кубических в час и напоре в паскалях.

Напор величиной в 0,1 Мпа соответствует столбу жидкости в 10 метров, из такого простого сравнения можно делать пересчеты характеристик насоса.

Расчет сопротивления контура отопления и подбор оптимального диаметра трубы

Опорные данные уже получены и учтены. Теперь необходимо определить оптимальный маршрут для разводки труб к местам установки радиаторов, количество фитингов, колен и поворотов трубы. Для начала берется приблизительный диаметр трубы, например ¾ дюйма.

Для этого размера подбираются диаметры магистральных, коллекторных участков и подводов к теплообменникам и рассчитывается сопротивление контура отопления.

Полученное значение сравнивается с производительностью выбранного циркуляционного насоса, которое должно быть минимум на 25% больше.

Из справочной литературы или технической спецификации потребуется выбрать только коэффициент сопротивления труб. Он отличается в зависимости от типа материала трубы, качества внутренней поверхности, шероховатости. В противном случае потребуется объемный и сложный путь расчета с применением Числа Рейнольдса, формул Блазиуса и Конакова, Альтшуля и Никурадзе.

Задача состоит в том, чтобы значение потери напора была меньше примерно на 20% от создаваемого напора насосом принудительной циркуляции.

Берется суммарная протяженность трубопровода от котла к радиаторам по самому продолжительному пути и обратно без учета параллельных отводов.

Если используется основная коллекторная труба большего диаметра и отводы к радиаторам меньшим сечением, то расчет выполняется дважды по протяженности каждого типа труб и результаты суммируются.

Упрощенный способ расчета

Альтернативный способ расчета или вариант проверки полученных ранее данных для систем с принудительной циркуляцией получается с помощью еще одной упрощенной формулы:

Разница температур оптимально составляет 20 градусов. На выходе из котла принимается температура теплоносителя равной 90оС, а после прохода всего контура, она должна успеть остыть до 65-70оС.

Получив результаты

Вычисленные размеры можно смело применять для обустройства простого отопления в частном доме с принудительной циркуляцией: однотрубная разводка, двухтрубная с верхней разводкой.

В случае коллекторных групп или для отопления, в котором используется два и более независимых контура лучше привлечь специалиста для должного подбора труб и фитингов.

Важно учесть и количество разворотов, способ укладки, вариант подключения теплообменников и еще целый ряд нюансов, способных существенно повлиять на результат проектирования.

Диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией

Источник: https://www.domskotlom.com/diametr-trub-dlya-otopleniya-s-prinuditelnoj-cirkulyaciej/

Как рассчитать диаметр трубы

Если перед вами стоит задача рассчитать диаметр трубы, то сделать это можно с помощью простых геометрических вычислений. Любая труба представляет собой цилиндр и имеет два диаметра – внешний и внутренний, они отличаются на удвоенную толщину стенки трубы. Расчёт можно произвести разными способами, в зависимости от имеющихся данных.

Вам понадобится

Инструкция

В самом общем случае, диаметры трубы с толщиной стенки T можно подсчитать, измерив длину окружности её сечения. Пусть эта длина равна L. Тогда, по формуле длины окружности, её диаметр будет равен
d1 = L / П, где L – длина окружности сечения трубы, П = 3,14
Таким образом, D1 – это внешний диаметр.

Длина внутреннего диаметра трубы будет равна
d2 = d1 – 2 * T, где T – толщина стенки трубыЕсли же в наличии имеется кусок трубы и известны её длина и площадь поверхности, то диаметры можно рассчитать, используя формулу площади боковой поверхности цилиндра
d1 = П * h / S, где h – длина трубы, S – площадь поверхности, П = 3,14
d2 = d1 – 2 * T, где T – толщина стенки трубы

Представьте, что вы собрались покрасить подведенные к вашему дому газовые трубы. Сколько понадобится краски? Одна или две банки? Как правило, на емкостях с краской пишут, на покрытие какой площади рассчитано это количество краски. Значит, чтобы точно определиться с тем, сколько банок краски брать, нужно рассчитать площадь газовых труб.

Вам понадобится

• — рулетка;
• — штангенциркуль;
• — крепкая нитка;
• — калькулятор.

Инструкция

Для расчета площади трубы круглого сечения узнайте длину этой трубы в погонных метрах. Также для расчета понадобится наружный диаметр трубы.

Рассчитайте величину наружного диаметра газовой трубы. Выполнить это можно двумя способами. Первый способ – измерьте наружный диаметр газовой трубы с помощью штангенциркуля. Для этого раздвиньте губки этого измерительного инструмента и приложите его к трубе так, чтобы труба оказалась между губками штангенциркуля.

Затем сдвиньте губки измерительного инструмента: они должны плотно обхватывать газовую трубу. Посмотрев на измерительную шкалу, определите внешний диаметр трубы. Второй способ – обхватите трубу плотной нитью. Затем измерьте рулеткой длину окружности трубы.

Определите площадь газовой трубы, воспользовавшись следующей формулой: S = 2*Пи*Дмп*R, где Пи – число «пи» (3,14), Дмп – длина газовой трубы в погонных метрах, а R – наружный радиус трубы.

Учитывая то, что диаметр равен удвоенному радиусу, разделите полученный в результате проведенных раннее расчетов показатель наружного диаметра на 2. Подставьте все необходимые данные в формулу и рассчитайте площадь трубы.

Обратите внимание

Пересчитайте каждый показатель по несколько раз! Одна допущенная ошибка существенно повлияет на конечный результат.

Полезный совет

Ввиду того, что современные трубы не соответствуют стандартам ГОСТа, использование показателей из составленных в прошлом специальных таблиц может дать неправильный результат. Поэтому не поленитесь все показатели перепроверить самостоятельно.

Источники:

• http://505sovetov.ru/352/
• площадь покраски трубы

Распечатать<\p>

Как рассчитать диаметр трубы

Источник: https://www.kakprosto.ru/kak-22496-kak-rasschitat-diametr-truby

Диаметр труб для отопления: параметры подбора, технология расчета, гидравлический расчет труб и отопительной системы (видео)

Если вы начинаете монтировать систему отопления, то должны произвести все необходимые вычисления перед началом работ. Особое внимание стоит уделить расчету диаметра отопительного трубопровода. Если он произведен неправильно, то в первую очередь пострадает гидродинамика отопительной системы.

А также мы получим низкую производительность системы при больших энергетических затратах. В том числе неправильный выбор диаметра трубы может повлечь за собой более существенные проблемы, такие как сбои системы, прорывы или течь.

Для того, чтобы этого не произошло нужно грамотно подойти к вопросу монтажа отопительного трубопровода.

Как правило, основные характеристики труб для отопления включают в себя внутренний и наружный диаметры, а также условный диаметр— округленное общее значение диаметра, которое определяется в дюймах или в долях дюйма.

Разница между внешним и внутренним диаметром трубы отличается на величину толщины трубы. В зависимости от материала, из которого изготовлена труба, эта величина разнится.

Внешний диаметр трубы обязательно учитывается при монтаже, поскольку требует присоединения всевозможных крепежей. Внутренний диаметр это основной критерий выбора трубы для отопительной системы.

Благодаря ему определяется пропускная способность системы.

Дополнительно, принимая во внимание диаметр трубы, можно будет прогнозировать теплопотери системы обогрева.

Параметры подбора диаметра трубы

В первую очередь нужно учитывать, что правила выбора труб для различных отопительных схем существенно отличаются.

Если подключение системы обогрева будет проводиться к центральной отопительной магистрали, то диаметр трубы рассчитывается аналогично квартирным отопительным системам.

Если же планируется автономное отопление, то диаметр здесь может быть отличен в зависимости от того будет ли система работать с помощью циркуляционного насоса, либо же путем естественной циркуляции.

В том числе на выбор влияют:

Как правило, трубы из стали и чугуна маркируются из расчета внутреннего диаметра, а пластиковые и медные трубы по наружному сечению. Это является особо важным фактором, если планируется монтаж трубопровода в комбинации нескольких материалов.

В идеале стоит доверить процедуру расчета специалисту, однако, если у вас нет такой возможности или просто есть желание, то можно вполне справиться самостоятельно.

Расчет диаметра труб системы отопления

Данный расчет производится на основании ряда параметров. Сначала необходимо определить тепловую мощность системы обогрева, потом рассчитать с какой скоростью теплоноситель — горячая вода или другой вид теплоносителя — будет двигаться по трубам. Это поможет максимально точно произвести расчеты и избежать неточностей.

Вычисление производятся по формуле. Чтобы высчитать мощность системы обогрева нужно объем обогреваемого помещения умножить на коэффициент теплопотери и на разницу между зимней температурой внутри помещения и за его пределами и затем разделить полученное значение на 860.

Если постройка имеет стандартные параметры, то производить расчет можно в усредненном порядке.

• Постройка без теплоизоляции — коэффициент 4
• Низкая степень изоляции постройки (кирпичное строение с кладкой «в один кирпич» и большим количеством окон) — коэффициент 2,5
• Средняя теплоизоляция постройки (стандартная кирпичная постройка без какого-либо утепления) — коэффициент 1,5
• Высокая степень теплоизоляции постройки (кирпичное строение, двустороннее утепление и наличие энергосберегающих стеклопакетов) — коэффициент 1

Для определения результирующей температуры необходимо среднюю внешнюю температуру в зимнее время года и внутреннюю не меньше чем это регламентировано санитарными требованиями.

Скорость теплоносителя в системе

По нормативам скорость движения теплоносителя по трубам отопления должна превышать показатель 0,2 метра в секунду. Это требование обусловлено тем, что при более низкой скорости движения из жидкости выделяется воздух, что приводит к воздушным пробкам, которые могут нарушить работу всей системы обогрева.

Верхний уровень скорости не должен превышать 1,5 метра в секунду, поскольку это может привести к шуму в системе.

В целом желательно соблюдать средний барьер скорости, чтобы увеличить циркуляцию и тем самым повысить продуктивность системы. Чаще всего, чтобы добиться этого применяются специальные насосы.

Расчет диаметра трубы системы обогрева

Правильное определение диаметра трубы очень важный момент, поскольку он отвечает за качественную работу всей системы и если произвести неправильный расчет и смонтировать по нему систему, то потом будет невозможно исправить что-то частично. Необходима будет замена всей системы трубопровода. А это существенные расходы. Для того, чтобы не допустить этого нужно подойти к расчету со всей ответственностью.

Расчет диаметра трубы производится с помощью специальной формулы.Она включает в себя:

Эту разницу температур необходимо выбрать исходя из нормативов на вход (не меньше чем 95 градусов) и на обратку (как правило, это 65−70 градусов). Исходя из этого, разница температур обычно принимается как 20 градусов.

Гидравлический расчёт труб

Сложность работы зависит от расчета диаметра труб, толщины их стенок и других параметров.

От протяжённости и типа отопительной сети зависит диаметр труб. Теплоноситель во время прохождения по различным участкам трубопровода, теряет часть энергии. Уменьшение диаметра трубы способствует увеличению скорости прохождения теплоносителя и тем самым повышению теплоотдачи.

Помимо этого коэффициент сопротивления потоку теплоносителя определяется шероховатостью внутренней поверхности трубопровода. В связи с этим может существенно различаться давление на разных участках системы отопления.

Если диаметр трубы выбран неверно, это грозит серьезными осложнениями в период эксплуатации системы отопления или даже преждевременным выходом ее из строя:

1. Слишком большой диметр трубы системы обогрева. Это приведет к недостаточному давлению в отопительной системе и тем самым нарушению циркуляции. Из-за этого нарушится температурный режим в помещении, проще говоря, оно будет недостаточно обогрето.
2. Слишком маленький диаметр трубы системы обогрева. Из-за увеличения давления внутри трубы маленького диаметра система отопления будет слишком шумно работать.

Во время проектирования и монтажа системы отопления необходимо тщательное соблюдение всех параметров и правил.

Ошибки, допущенные на стадии проектирования системы чаще всего просто невозможно исправить выборочно, и необходим полный демонтаж трубопровода системы обогрева и новая его закладка.

Это приводит к ощутимым финансовым затратам и как следствие недовольством работой системы. Чтобы этого не произошло достаточно внимательно отнестись ко всем этапам процесса, в том числе к расчетам диаметра трубы отопительной системы.

Видеоинструкция гидравлического расчета

Источник: https://teplo.guru/elementy/truby/raschet-nuzhnogo-diametra-trub-dlya-otopleniya.html

Как сделать расчет диаметра трубы для отопления – примеры для разных систем

Содержание:

Для систем с принудительной циркуляцией огромное значение имеет правильно подобранный трубопровод. Если в расчете диаметра труб для отопления будут допущены ошибки, это скажется на эффективности обогрева дома.

Что для этого нужно

Чтобы рассчитать диаметр трубы, как правило, в учет берут следующие факторы:

1. Суммарные теплопотери жилища.
2. Какой мощностью обладают обогревающие радиаторы отдельно в каждом помещении.
3. Общая длинна труб контура.
4. Каким образом разведена система.

Для возможности рассчитать диаметр труб необходимо заранее определить общие потери тепла, мощность котельного оборудования и батарей для каждого помещения. Немалое значение имеет также то, какой способ будет выбран для разводки труб.  Имея на руках все эти параметры, составляется схема будущего расчета.

Важно также помнить о некоторой специфике маркировки различных труб. Так, на полипропиленовых трубах для отопления частного дома диаметр указывается наружный (то же самое касается изделий из меди). Для вычисления внутреннего параметра отнимают от этого показателя толщину стенок. Стальные и металлопластиковые трубы маркируются внутренним сечением.

Выбор подходящего диаметра труб для отопления

Провести точный расчет сечения трубопровода практически невозможно. Для этих целей применяется несколько способов, при приблизительной идентичности конечного результата. Как известно, главной задачей системы является доставка на батареи необходимого объема тепла, чтобы добиться максимальной равномерности нагрева отопительного прибора.

В принудительных контурах для этих целей задействуется трубопровод, теплоноситель и циркуляционный насос. С помощью этого набора приспособлений необходимо за фиксированное время подать нужную порцию теплоносителя.

Существует два способа реализации этой задачи – использование труб меньшего диаметра в комбинации с большей скоростью движения воды, или применение системы с большим сечением, в которой интенсивность движения будет меньшей.

Причины популярности первого варианта:

1. Меньшая цена на более тонкие трубы.
2. Большая простота монтажа.
3. На открытых участках такие системы менее заметны. Если же их помещать в пол или стены, посадочные места под укладку требуется меньшие.
4. В узких трубопроводах находятся меньше жидкости. Это приводит к снижению инерционности системы и к экономии топлива.

Благодаря набору типовых диаметров и фиксированному количеству транспортируемого по ним тепла, отпадает необходимость проведения однотипных расчетов.

Для этих целей были составлены специальные таблицы: они позволяют, имея на руках данные о нужном количестве тепла, скорости подачи воды и рабочей температуре нагрева контура, рассчитать нужные размеры.

Чтобы определиться, какие диаметры труб бывают для отопления, необходимо отыскать нужную таблицу.

Для расчета диаметра отопительных труб применяется следующая формула: D = √354х(0.86х Q/∆t)/V, где D — искомый диаметр трубопровода (мм), ∆t° — дельта температур (разница подачи и обратки), Q — нагрузка на данный участок системы, кВт — определенное количество тепла, необходимое на обогрев помещения, V — скорость теплоносителя (м/с).

Автономные системы обычно обладают скоростью движения теплоносителя на уровне 0,2 — 1,5 м/с. Как показывает практический опыт, наиболее оптимальной скоростью в таких случаях является 0,3 м/с — 0,7 м/с. При уменьшении этого показателя возникает реальная угроза появления воздушных пробок, при увеличении – теплоноситель при движении начинает сильно шуметь.

Для подбора оптимального значения и существуют таблицы. Они содержат данные для труб из разного материала – металла, полипропилена, металлопластика, меди. При определении диаметра труб отопления, как правило, упор делался на стандартные рабочие режимы с высокими и средними температурами. Понять суть процедуры помогут некоторые примеры.

Расчет двухтрубных систем

Речь пойдет о двухэтажном доме с двухтрубной системой отопления по два крыла на каждом этаже. Для обустройства системы применяются полипропиленовые трубы. Режим работы — 80/60, дельта температур – 20 градусов. Уровень теплопотерь — 38 кВт тепловой энергии (первый этаж — 20 кВт, второй — 18 кВт).

Порядок расчета:

1. Для начала нужно определиться с тем, какой трубой оформить участок между котлом и первым разветвлением. Здесь транспортируется весь объем теплоносителя, передающий тепло в 38 кВт. Справочные данные указывают на два подходящих параметра – 40 и 50 мм. Выгоднее остановиться на меньшем диаметре 40 мм.
2. В месте разделения потока 20 кВт направляется на первый этаж, а 18 кВт – на второй. Согласно справочнику проводится определение сечения. В этом случае для каждого направления оптимальным диаметром является 32 мм.
3. В свою очередь, каждый контур включает в себя по две линии с равноценной нагрузкой. На первом этаже в обе стороны расходится по 10 кВт (20 кВт/2=10 кВт), на втором — по 9 кВт (18 кВт/2) = 9 кВт). Подходящими значениями для этих веток будет 25 мм. Данный параметр разумнее использовать до момента снижения нагрузки до 5 кВт. После этого переходят на диаметр 20 мм. Первый этаж переводится на 20 мм сразу за вторым радиатором.  Второй этаж обычно переходит после третьего прибора. Как показывает практика, этот переход лучше всего осуществлять при нагрузке 3 кВт.

Таким образом проводится расчет диаметра полипропиленовых труб для двухтрубной системы.  Определять размеры обратной трубы нет смысла: они берутся такие же, как и для подачи.

Эта процедура несложная: главное – иметь всех исходные данные. Если для организации системы предполагается применение труб другого типа, использовать нужно данные под конкретный материал изготовления.

Расчет диаметра труб отопление с естественной циркуляцией несколько отличается.

Расчет однотрубной системы принудительного типа

Принцип применяется такой же, как и в предыдущем случае, однако алгоритм действий меняется. Для примера можно взять расчет внутреннего диаметра простой однотрубной системы отопления в одноэтажном доме. В контуре есть шесть радиаторов с последовательным подключением.

Порядок расчета диаметра трубопровода отопления по тепловой мощности:

1. Котел передает в начало системы 15 кВт тепла. Согласно справочным данным, этот участок можно оснастить трубами 25 мм и 20 мм. Как и в первом примере, лучше выбрать 20 мм.
2. Внутри первой батареи происходит снижение тепловой нагрузки до 12 кВт. Это никак не влияет на сечение выходящей трубы: оно остается в том же значении 20 мм.
3. Третий радиатор уменьшает нагрузку до 10,5 кВт. При этом сечение остается прежним — все те же 20 мм.
4. Переход на меньший диаметр 15 мм происходит после четвертой батареи, так как нагрузка уменьшается до 8,5 кВт.
5. К пятому прибору теплоноситель транспортируется по трубе 15 мм, а после него происходит переход на 12 мм.

На первый взгляд может показаться, что расчет диаметров труб для системы отопления происходит легко и просто. Действительно, когда для организации контура используются полипропиленовые или металлопластиковые изделия, сложностей обычно не возникает.

Это объясняется их небольшой теплопроводностью и маленькими утечками тепла сквозь стенки (их можно не учитывать). Совершенно по-другому обстоит дело с металлическими изделиями.

Если стальной, медный или нержавеющий трубопровод имеет приличную длину, через его поверхность будет утекать достаточно много тепловой энергии.

Как рассчитать металлические трубы

Крупные системы отопления, обустроенные при помощи металлических труб, требуют учета теплопотерь через стенки.

Хотя в среднем эти показатели достаточно низкие, однако на очень длинных ветках суммарное значение потерянной энергии достаточно высокое.

Нередко из-за этого последние батареи в отопительном контуре нагреваются недостаточно хорошо. Причина здесь одна – был неправильно выбран диаметр труб.

Для получения результата необходимо подставить в формулу нужные значения:

q = 0,272х3,15х(80-22) = 49 Вт/с

Вырисовывается такая картина, что каждый метр трубы теряет тепло в количестве почти 50 Вт. На очень длинных трубопроводах суммарные потери могут быть просто катастрофическими.

При этом объемы утечек напрямую зависят от сечения контура. Для учета подобных потерь к показателю снижения тепловой нагрузки на батарее необходимо добавить схожий показатель на трубопроводе.

Определение оптимального диаметра трубопровода проводится с учетом суммарного значения утечек.

Поиск соответствующих данных

Что касается поиска оптимальных справочных данных, то почти все сайты производителей комплектующих отопительных систем предоставляют эту информацию. В тех случаях, когда подходящие значения не были найдены, существует специальная система подбора диаметров.

Эта методика основана на вычислениях, а не на усредненных закономерностях, построенных на обработке данных об огромном количестве отопительных систем.

Расчет теплоносителя по сечению трубы разработан сантехниками с практическим опытом проведения монтажных работ, и применяется для обустройства небольших контуров внутри жилищ.

В подавляющем большинстве случаев отопительные котлы оснащаются двумя размерами подающих и обратных патрубков: ¾ и ½ дюйма. Этот размер принимается за основу для выполнения разводки до первого разветвления. В дальнейшем каждое новое разветвление служит поводом для уменьшения диаметра на одну позицию.

  Этот метод позволяет провести расчет сечения труб в квартире. Речь идет о небольших системах в 3-8 радиаторов. Обычно такие схемы состоят из двух-трех линий с 1-2 батареями. Подобным образом можно рассчитывать и небольшие частные коттеджи.

При наличии двух и более этажей приходится использовать справочные данные.

Метод приравнивания

Хотя трубы из разных материалов маркируются разными значениями (внутренними или внешними), в некоторых случаях допускается их приравнивание. Это касается ситуаций, когда не удается найти данные о конкретной трубе: в такой ситуации можно использовать информацию по аналогичному сечению изделия из другого материала.

Допустим, требуется рассчитать, какой диаметр металлопластиковой трубы нужен для отопления, а нужные сведения по этому материалу найдены не были.

Без неточностей в таком случае обойтись не удается, однако в контурах принудительного типа они не являются критичными.

Вывод

Используя для организации отопления своего дома не очень сложную и разветвленную схему, расчет оптимального диаметра трубопровода может быть реализован своими силами.

Чтобы это сделать, необходимо вооружиться информацией о теплопотерях жилища и мощности каждой батареи.

Далее при помощи специальных таблиц и справочников подбирают оптимальное значение сечения труб, которое сможет обеспечить транспортировку нужного объема тепловой энергии в каждую из комнат.

Источник: https://teplospec.com/montazh-remont/kak-sdelat-raschet-diametra-truby-dlya-otopleniya-primery-dlya-raznykh-sistem.html