Варианты гидравлического расчета водопроводных сетей

Расчет водоснабжения с примером

Система водоснабжения – это совокупность трубопроводов и устройств, которые обеспечивают бесперебойную подачу воды к различным санитарно-техническим приборам и другим устройствам, для работы которых она требуется.

В свою очередь расчет водоснабжения – это комплекс мероприятий, в результате которого изначально определяется максимальный секундный, часовой и суточный расход воды. Причем, рассчитывается не только общий расход жидкости, но и расход холодной и горячей воды в отдельности. Остальные же параметры, описанные в СНиП 2.04.

01-85* “Внутренний водопровод и канализация зданий” , а также диаметр трубопровода, находятся уже в зависимости от показателей расхода воды. Например, одним из таких параметров является диаметр условного прохода счетчика.

В настоящей статье представлен пример расчета водоснабжения на внутренний водопровод для частного 2-х этажного дома.

В результате данного расчета найдены общий секундный расход воды и диаметры трубопроводов для сантехприборов, расположенных в ванной комнате, в туалете и на кухне. Также здесь определено минимальное сечение для входной трубы в дом.

То есть имеется в виду труба, которая берет свое начало у источника водоснабжения и заканчивается в месте разветвления ее по потребителям.

Что касается других параметров, приведенных в упомянутом нормативном документе, то практика показывает, что их рассчитывать для частного дома не обязательно.

Исходные данные

Количество проживающих людей в доме – 4 человека.

В доме имеются следующие санитарно-технические приборы.

Ванная комната:

Ванная со смесителем – 1 шт.

Сан. узел:

Унитаз со смывным бачком – 1 шт.

Кухня:

Умывальник со смесителем – 1 шт.

Расчет

Формула максимального секундного расхода воды:

qс = 5·q0tot·α, л/с, 

Где: q0tot – общий расход жидкости, одного потребляемого прибора, определяемый согласно п. 3.2 . Принимаем по прил. 2 для ванной комнаты – 0,25 л/с, сан. узла – 0,1 л/с, кухни – 0,12 л/с.

α – коэффициент, определяемый согласно прил. 4  в зависимости от вероятности Р и количества сантехприборов N.

Определение вероятности действия санитарно-технических приборов:

P = (U·qhr,utot) / (q0tot·N·3600) = (4·10,5) / (0,25·3·3600) = 0,0155,

Где: U = 4 чел. – количество водопотребителей.

qhr,utot = 10,5 л – общая норма расхода воды в литрах, потребителем в час наибольшего водопотребления. Принимаем согласно прил. 3 для жилого дома квартирного типа с водопроводом, канализацией и ваннами с газовыми водонагревателями.

N = 3 шт. – количество сантехприборов.

Определение расхода воды для ванной комнаты:

qс = 5·0,25·0,2035 = 0,254 л/с.

Определение расхода воды для сан. узла:

α = 0,2035 – ровно столько же, что и в предыдущем случае, так как количество приборов одинаково.

qс = 5·0,1·0,2035 = 0,102 л/с.

Определение расхода воды для кухни:

α = 0,2035 – как и в предыдущем случае.

qс = 5·0,12·0,2035 = 0,122 л/с.

Определение общего расхода воды на частный дом:

α = 0,267 – так как NP = 3·0,0155 = 0,0465.

qс = 5·0,25·0,267 = 0,334 л/с.

Формула определения диаметра водопровода на расчетном участке:

d = √((4·qс)/(π·V)) м,

Где: d – внутренний диаметр трубопровода на рассчитываемом участке, м.

V – скорость потока воды, м/с. Принимаем равной 2,5 м/с согласно п. 7.6 , в котором сказано, что скорость жидкости во внутреннем водопроводе не может превышать 3 м/с.

qc – расход жидкости на участке, м3/с.

Определение внутреннего сечения трубы для ванной комнаты:

d = √((4·0,000254)/(3,14·2,5)) = 0,0114 м = 11,4 мм.

Определение внутреннего сечения трубы для сан. узла:

d = √((4·0,000102)/(3,14·2,5)) = 0,0072 м = 7,2 мм.

Определение внутреннего сечения трубы для кухни:

d = √((4·0,000122)/(3,14·2,5)) = 0,0079 м = 7,9 мм.

Определение внутреннего сечения входной трубы в дом:

d = √((4·0,000334)/(3,14·2,5)) = 0,0131 м = 13,1 мм.

Вывод: для снабжения водой ванну со смесителем требуется труба с внутренним диаметром не менее 11,4 мм, унитаза в сан. узле – 7,2 мм, умывальника на кухне – 7,9 мм. Что касается входного диаметра водопровода в дом (для снабжения 3-х приборов), то он должен составлять не менее 13,1 мм.

статьей с друзьями:

Что рассчитывается

Выполняется данная процедура в отношении нижеперечисленных рабочих параметров инженерной коммуникации.

1. Расход жидкости на отдельных сегментах водопровода.
2. Скорость потока рабочей среды в трубах.
3. Оптимальный диаметр водопровода, который обеспечивает приемлемое падение напора.

Рассмотрим методику расчёта этих показателей подробно.

Расход воды

Данные по нормативному расходу воды отдельными сантехническими приборами указаны в приложении к СНиП 2.04.01-85. Этот документ регламентирует сооружение канализационных сетей и внутренних водопроводов. Ниже приведена часть соответствующей таблицы.

Таблица 1

Если предполагается использовать одновременно несколько приборов, расход суммируется. Так, в случае, когда работает душевая кабинка на первом этаже с одновременным использованием туалета на втором этаже, логично сложить объём расхода воды обоими потребителями – 0,12+0,10 = 0,22 литр/секунда.

Напор воды в будущем водопроводе зависит от правильности проводимых расчетов

Вполне понятно, что при пожаротушении количество струй от одного пожарного гидранта определяется площадью и типом здания. Для удобства ознакомления информация по этому вопросу тоже размещена в табличной форме.

Таблица 2

1.4. Ввод. Расположение водомерного узла

Вводом называется трубопровод, соединяющий наружную водопроводную сеть с внутренней сетью. Ввод водопровода целесообразно прокладывать под прямым углом к наружной сети ближе к центру здания для обеспечения одинаковой гидравлической нагрузки в обеих ветвях внутренней водопроводной сети, с уклоном не менее 0,002 в сторону наружной сети.

Глубина заложения ввода , м принимается в зависимости от глубины заложения наружной сети и глубины промерзания грунта:

(2)

где h_пр — глубина промерзания зависит от климатических условий данной местности, м.

В месте присоединения ввода к наружной сети предусматривается водопроводный колодец. Уклон ввода в сторону присоединения должен быть не менее 0,002.

Расстояние по горизонтали между вводом водопровода и выпусками канализацию должно быть не менее 1,5 м при диаметре ввода до 200 мм включительно и не менее 3 м при диаметре более 200 мм.

Пересечение ввода со стенами подвала или технических подполий следует выполнять в сухих грунтах с зазором 0,2 м между трубопроводам и строительными конструкциями для предохранения от возможной осадки здания, проникновения атмосферных осадков и грунтовых вод.

При выборе места ввода необходимо решать этот вопрос в увязке с генпланом здания.

Водомерный узел следует располагать непосредственно за наружной стеной подвала или технического подполья не далее 2 м, с температурой не ниже 5о С, в легко доступном для обслуживающего персонала месте.

Водомерный узел состоит из следующих элементов:

• контрольно – измерительного прибора (счетчика), предназначенного для учёта количества воды в системе водоснабжения зданий

• контрольно – спускового крана, который служит для спуска воды, проверки правильности показания водосчетчика, диаметр спускного крана для крыльчатого водосчетчика принимается принимается d=15мм, для турбинного d=20 мм

• запорной арматуры, для возможного ремонта или замены счетчика

• фильтра грубой очистки (для удаления механических загрязнений)

• манометра, для контроля давления в водопитателе

• трубопроводов обвязки

• переходов от диаметра трубопровод к диаметру счетчика

• прямых участков для выравнивания профиля скоростей, необходимого для обеспечения точности показаний счетчика

Перед счетчиком предусматривается установка механических или магнитно – механических фильтров.

К микрорайонным сетям относятся внутриквартальные сети, трассировка которых производится в соответствии с требованиями.

Прокладка указанных сетей ведется с увязкой с наружными сетями электроснабжения, телефона, газопровода, теплотрассой.

Внутриквартальные сети трассируют по кратчайшим расстояниям с устройством минимального количества колодцев. Они не должны загромождать подземное пространство улиц и проездов, чтобы не создавать помех при обслуживании и ремонте сетей.

Дворовую канализации прокладываем параллельно фундаментам зданий на расстоянии 5 м, диаметром 160мм.

Режим работы сети – самотечный, за счет придания уклона трубам.

На дворовой канализационной сети проектируем колодцы в местах выпусков внутренней канализации, в местах поворотов, в местах боковых присоединений и на прямых участках: при диаметре 160 мм – через 39 м. Последний колодец дворовой канализации называется контрольным, его устанавливаем на расстоянии 2м от красной лини вглубь двора, и он же разделяет сферу обслуживания канализационной сети.

Смотровые канализационные колодцы и основном проектируют сборные из железобетонных колец диаметром 1000мм и горловиной 700мм.

На генплан участка М 1:500 наносят вышеуказанные сети в виде соединительной линии со всеми смотровыми, поворотными колодцами.

Начальный этап установки внешних сетей водопровода

После того как задание на проектирование водопровода составлено и проведены все предварительные операции, начинается строительство сетей водопровода на запланированном участке. Первым делом проводятся земляные работы, заключающиеся в рытье траншей для трубопровода. Далее дно траншей засыпается кварцевым песком, что обеспечит безопасное расположение труб трубопровода. На третьей стадии монтируются трубы трубопровода.

Траншея роется от источника воды на 50 сантиметров ниже глубины промерзания. А при рытье самих траншей должен учитываться уклон наружного водопровода, который должен составлять не более трёх сантиметров на каждый метр участка.

Существует несколько способов, которым может быть осуществлена прокладка водопровода и канализации — наземная и подземная. Надземная проводится по эстакадам и опорам, а подземная бывает траншейной и бестраншейной. Траншейная подземная система прокладки может отличаться использованием спецтехники или быть выполнена вручную. Бестраншейная подземная прокладка устанавливается только с помощью установок ГНБ (горизонтально направленное бурение). В случаях, когда траншейным способом установить трубопровод не удаётся, на отдельных участках наружные сети монтируются с использованием установок ГПН и методом прокола пласта.

Поэтому в последнее время помимо траншейного способа используется и бестраншейный способ, включающий в себя прокладку футляров. Можно обозначит следующие плюсы в бестраншейной прокладке: экономически менее затратны, более автоматизированы, отличаются низкой себестоимостью, более безопасны для окружающей среды. Осуществляется подобного вида прокладка за счёт установки футляров под трубопровод. При этом диаметр футляра для водопровода обязан превышать диаметр самих труб.

Насосы

Основной элемент системы водозабора – это насос. Существует два типа насосов: поверхностные и погруженные. Поверхностные насосы устанавливают соответственно на поверхности. Для соединения насоса с источником вводы прокладывают трубопровод. При выборе такого насоса следует учитывать, что при работе он издает сильный шум, вследствие чего его рекомендуют располагать на некотором расстоянии от жилых помещений.

Для скважин используют погруженные насосы, которые устанавливают на дно скважины. Высота подъема воды, на которую рассчитаны такие насосы, достигает 200 метров. Единственный минус использования таких насосов в том, что ремонтные работы с ними весьма затруднительны. Поэтому лучше не экономить и выбирать качественное изделие.

Рисунок 3: Виды насосов

Рисунок 4: Виды электрических насосов

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

Знать площадь наружной поверхности трубы надо для закупки краски и теплоизоляционных материалов. Красят только стальные изделия, ведь они подвержены коррозии в отличие от полимерных. Вот и приходится защищать поверхность от воздействия агрессивных сред. 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.

Краткое описание системы АПТ

Цель гидравлического расчета — определение расхода воды на пожаротушение, диаметров распределительных, питающих и подводящих трубопроводов и необходимого требуемого давления и расхода для насосной установки.

Гидравлический расчет выполнен по техническим данным представленным в Приложение А (Гидравлическая схема расчета параметров)

Параметры установки пожаротушения торгового центра и других помещениях в подтрибунных пространствах принято в соответствии с требованиями СТУ:

— помещения объекта относятся к I группе помещений;

— интенсивность орошения — 0,12 л/(с·м2);

— минимальная площадь для расчета расхода воды — 120 м2;

— продолжительность подачи воды — 60 мин;

— максимальная площадь, защищаемая одним оросителем — 12 м2;

— расход воды на внутреннее пожаротушение здания от пожарных кранов составляет 2 струи с расходом каждой не менее 5 л/с.

Рабочей документацией предусмотрена защита от пожара автоматической установкой водяного пожаротушения со спринклерными оросителями RA1325 Reliable с коэффициентом производительности 0,42.

На магистральной сети трубопровода предусмотрен монтаж пожарных кранов на питающих и распределительных трубопроводах диаметром DN 65. Расстановка пожарных кранов выполнена с учетом орошения каждой точки защищаемых помещений двумя струями с высотой компактной струи не менее 12 м для помещений здания. При этом расход от одного пожарного крана составляет не менее 5,2 л/с, а требуемый напор у пожарного крана — не менее 19,9 м. вод. ст. (согласно табл. 3 СП10.13130.2009).

Трубопроводы установки пожаротушения выполнены из электросварных и водогазопроводных труб по ГОСТ 10704-91 и ГОСТ 3262-75 различного диаметра.

Источником холодного водоснабжения проектируемого объекта является проектируемый водовод. Напор в существующей сети водопровода равен 2,6 атм. (26,0 м).

Расчетная площадь для определения параметров насосной станции пожаротушения принята на отм.+21,600 (6 этаж), расположение распределительного трубопровода на отм.+28,300 (под перекрытием) с монтажным положением оросителей вертикально вверх. Участок принят для расчета по причине того, что является наиболее удаленным, тупиковым и высоко поднятым по отношению к другим участкам данной секции.

Внутренний противопожарный водопровод выполнен совмещенным со спринклерным водяным пожаротушением, общая насосная группа.

Для определения параметров насосной станции пожаротушения принято расположение основания для пожарных насосов на отм.-0,150 (1 этаж).

Максимальное расстояние между спринклерами 2,7-3,0 м (в форме квадрата с учетом технических требований и эпюры орошения или прямоугольной формы с соблюдением охвата орошения). Диаметр окружности, защищаемая одним оросителем 4,0м, соответственно один ороситель защищает площадь 12,5 м2.

Свободный напор в наиболее удаленном и высокорасположенном оросителе должен быть не менее 12 м (0,12 МПа). Расход через диктующий ороситель Qmin = k√ Н  = 0,42√12 =1,455 л/с.

На защищаемой площади 120 м2 требуется не менее 16 (120/(2,76*2,76)) оросителей, минимальная интенсивность орошения 0,12 л/(с·м2), тогда расход воды каждого оросителя должен составить:  л/с, где  м2 — площадь орошения,  — число оросителей,  л/(с·м2) — нормативная интенсивность орошения.

2.2. Проектирование сетей внутренней канализации

Система
водоотведения здания состоит из следующих
элементов: приемников сточных вод
(санитарных приборов), гидрозатворов,
отводных трубопроводов, канализационных
стояков, вытяжных трубопроводов,
горизонтальных сборных трубопроводов
и выпусков.

Руководствуясь
архитектурно-планировочными решениями
и технологическими проектными материалами,
на поэтажные планы наносят места
расположения стояков: вблизи группы
санитарных приборов, ближе к прибору с
наибольшим расходом и концентрацией
загрязнений стояков. Размещают их в
монтажных шахтах, кабинах, блоках ближе
к углу стен и перегородок. Диаметр
канализационного стояка принимают в
зависимости от величины расчетного
расхода сточной жидкости, наибольшего
диаметра поэтажного отвода трубопровода
и угла его присоединения к стояку.

В
здания предусмотрена хозяйственно-бытовая
система внутренней канализации для
отведения сточных вод от санитарно-технических
приборов (унитазов, умывальников, ванн,
раковин).

Установлены
санитарно-технические приборы и приемники
сточных вод, типы и количество которых
установлены строительной частью проекта.

Отвод
сточных вод предусмотрен по закрытым
самотечным трубопроводам.

Сети
бытовой канализации, отводящие загрязнения
в наружную канализационную сеть
вентилируются через стояки.

На
чертеже показываем: приборы, гидравлические
затворы, все фасонные части, ревизии и
прочистки в установленных условных
графических обозначениях.

Материалы
санитарных приборов, гидравлических
затворов, труб указываем в пояснительной
записке.

Отводные
трубы от приборов принимаем минимальным
диаметром в соответствии с приложением
2 . Отводные трубы, транспортирующие
сточные воды с большим количеством
загрязнения, следует присоединять к
стояку под углом 45° или 60°, с меньшим
количеством загрязнения под углом 90°.

Стояк
но всей высоте принимаем одинаковым
диаметром, равным наибольшему диаметру
отводных труб, и проверяют расчетом.
На высоте 1,0 м от пола на стояках
устанавливаем ревизии для прочистки в
первом и верхнем этажах, в промежуточных
— через три этажа. Стояк необходимо
крепить к капитальным стенам или
конструкциям, а в нижней части он должен
иметь жесткую опору.

Выпуск
принимаем равным диаметру наибольшего
стояка и проверяем расчетом. Уклон
выпуска должен быть не менее 0,02. Длина
выпуска от стояка или прочистки до оси
смотрового колодца дворовой сети при
диаметре 50 мм

должна
быть не более 8 м, при диаметре 100 мм — не
более 12 м, а при диаметре 150 мм — не более
15 м.

Диаметры
участков отводных труб от приборов
принимается по наибольшему диаметру
выпусков приборов: унитазы – 100 мм,
умывальники, раковины, ванны – 50 мм.

Диаметры
стояков назначают не менее диаметров
присоединяемых к ним

отводных
труб. Диаметр вытяжной части канализационных
стояков должны быть равны диаметру
сточной части стояка.

2.3. Определение расчетного расхода сточной жидкости

Суточный
расход сточных вод принимают равным
нормам водопотребления без расхода
воды на поливку.

Расчет
заключается в определении диаметра
стояка, диаметра выпуска, наполнения и
скорости движения. При небольших расходах
воды, т.е. когда сбрасывают сточные воды
небольшого числа приемников, расчетный
расход стоков приближается к расчетным
расходам водопроводной воды.

При
общем максимальном секундном расходе
воды q tot

где
общий
расчетный расход холодной и горячей
воды,

В
других случаях при q tot
>8
л/с:

В
нашем случае
1,169
л/с (согласно гидравлическому расчету
водопроводной сети). Следовательно,
определяем расчетный расход Расход от
прибора с наибольшим отведениемпринимаем равным 1,6 л/с (для унитаза)

Какие диаметры труб используются чаще всего?

Канализационные трубы (пластиковые) выпускаются с довольно большим «разбегом» в диаметрах. Наиболее распространенный размер — 40-50 мм — применяется для отведения канализационных стоков от сантехнического оборудования в кухнях или санузлах (раковин, ванн). Исключением являются трубы, используемые для устройства туалетов. Унитазы присоединяются к системе при помощи труб диаметром 100 мм.

Для внутренней разводки используют трубы диаметром 40-50 мм

Объяснить такие требования к диаметру канализационной трубы для установки унитаза можно следующими факторами:

1. В момент смыва в трубопровод проходит большое количество воды, причем за очень короткое время.
2. При использовании трубы крупного диаметра снижается риск возникновения засоров канализации.

Кроме того, отсутствие необходимости в использовании трубы крупного диметра при присоединении раковины или ванной обусловлено наличием защитной решетки на месте слива.

В случае если в ванной находится несколько бытовых или сантехнических приборов, совсем необязательно устанавливать трубу сечением 200 мм или более. Общая проходимость канализационного канала равна проходимости его наиболее узкого места, поэтому 100 мм будет более чем достаточно.

Согласно СНиПу 2.04.01085, диаметр трубы для каждого вида стока должен рассчитываться по правилам. Но для стандартных бытовых конструкций не обязательно прибегать к сложным вычислениям. Рекомендованные размеры для различных сантехнических приборов приведены в таблице.

Таблица 1

В таблице приведены оптимальные показатели для пластиковых труб. Размеры могут варьироваться по вашему усмотрению, главное условие – они не должны быть меньшими, чем указанные в первом столбце.

Механический цех:

Q_ср.х===0,0824 л/с

Q_макс.х.=К*Q_ср.х.=3*0,0737=0,24 л/с

Q_душ===1,79 л/с

Q_н.п.=10 л/с; Q_вн.п.= не предусмотрено ( табл.1.)

Q_расч.=Q_макс.х.+Q_пр+Q_душ=0,24+4,5+1,79=6,56 л/с

Q’_расч.=Q_макс.х.+Q_пр=0,24+4,5=4,74 л/с

Прядильный цех:

Q_ср.х.===0,2517 л/с

Q_макс.х.=К*Q_ср.х.=3*0,26=0,756 л/с

Q_душ===2,59 л/с

Q_н.п.=30 л/с; Q_вн.п.=2*2,5=5,0 л/с

Q_расч.=Q_макс.х.+Q_пр+Q_душ=0,755+6+2,59=9,35 л/с

Q’_расч.=Q_макс.х.+Q_пр+Q_вн.п.+Q_н.п.=0,755+6+30+5=41,75 л/с

Ткацкий цех:

Q_ср.х.===0,208 л/с

Q_макс.х.=К*Q_ср.х.=3*0,217=0,624 л/с

Q_душ===2,59 л/с

Q_н.п.=20 л/с; Q_вн.п.=2*2,5=5,0 л/с

Q_расч.=Q_макс.х.+Q_пр+Q_душ=0,624+3,5+2,13=6,26 л/с

Q’_расч.=Q_макс.х.+Q_пр.=0,624+3,5=4,124 л/с

Отделочный цех:

Q_ср.х.===0,117 л/с

Q_макс.х.=К*Q_ср.х.=3*0,121=0,351 л/с

Q_душ===3,33 л/с

Q_н.п.=20 л/с; Q_вн.п.=2*2,5=5,0 л/с

Q_расч.=Q_макс.х.+Q_пр+Q_душ=0,351+4,5+3,33=8,18 л/с

Q’_расч.=Q_макс.х.+Q_пр=0,351+4,5=4,851 л/с

Котельная:

Q_ср.х.===0,07 л/с

Q_макс.х.=К*Q_ср.х.=2,5*0,0468=0,175 л/с

Q_душ===1,25 л/с

Q_н.п.=10 л/с; Q_вн.п.=2*2,5=5,0 л/с

Q_расч.=Q_макс.х.+Q_пр+Q_душ=0,175+8+1,25=9,43 л/с

Q’_расч.=Q_макс.х.+Q_пр.=0,175+8=8,175 л/с

Таблица 1

Расчет воды для зданий комбината

Самостоятельный гидравлический расчет трубопровода

Гидравлический расчёт при разработке проекта трубопровода направлен на определение диаметра трубы и падения напора потока носителя.

Данный вид расчёта проводится с учетом характеристик конструкционного материала, используемого при изготовлении магистрали, вида и количества элементов, составляющих систему трубопроводов(прямые участки, соединения, переходы, отводы и т. д.), производительности,физических и химических свойств рабочей среды.

Многолетний практический опыт эксплуатации систем трубопроводов показал, что трубы, имеющие круглое сечение, обладают определенными преимуществами перед трубопроводами, имеющими поперечное сечение любой другой геометрической формы:

• минимальное соотношением периметра к площади сечения, т.е. при равной способности, обеспечивать расход носителя, затраты на изолирующие и защитные материалы при изготовлении труб с сечением в виде круга, будут минимальными;
• круглое поперечное сечение наиболее выгодно для перемещения жидкой или газовой среды сточки зрения гидродинамики, достигается минимальное трение носителя о стенки трубы;
• форма сечения в виде круга максимально устойчива к воздействию внешних и внутренних напряжений;
• процесс изготовления труб круглой формы относительно простой и доступный.

Подбор труб по диаметру и материалу проводится на основании заданных конструктивных требований к конкретному технологическому процессу. В настоящее время элементы трубопровода стандартизированы и унифицированы по диаметру. Определяющим параметром при выборе диаметра трубы является допустимое рабочее давление, при котором будет эксплуатироваться данный трубопровод.

Основными параметрами, характеризующими трубопровод являются:

• условный (номинальный) диаметр – DN;
• давление номинальное – PN;
• рабочее допустимое (избыточное) давление;
• материал трубопровода, линейное расширение, тепловое линейное расширение;
• физико-химические свойства рабочей среды;
• комплектация трубопроводной системы (отводы, соединения, элементы компенсации расширения и т.д.);
• изоляционные материалы трубопровода.

Условный диаметр (проход) трубопровода (DN) – это условная  безразмерная величина, характеризующая проходную способность трубы, приблизительно равная ее внутреннему диаметру. Данный параметр учитывается при осуществлении подгонки сопутствующих изделий трубопровода (трубы, отводы, фитинги и др.).

Условный диаметр может иметь значения от 3 до 4000 и обозначается: DN 80.

Условный проход по числовому определению примерно соответствует реальному диаметру определенных отрезков трубопровода.

Численно он выбран таким образом, что пропускная способность трубы повышается на 60-100% при переходе от предыдущего условного прохода к последующему.

Давление номинальное (PN) – это безразмерная величина, характеризующая максимальное давление рабочего носителя в трубе заданного диаметра, при котором осуществима длительная эксплуатация трубопровода при температуре 20°C.

Значения номинального давления были установлены на основании продолжительной практики и опыта эксплуатации: от 1 до 6300.

Номинальное давление для трубопровода с заданными характеристиками определяется по ближайшему к реально создаваемому в нем давлению. При этом,вся трубопроводная арматура для данной магистрали должна соответствовать тому же давлению. Расчет толщины стенок трубы проводится с учетом значения номинального давления.

Основные положения гидравлического расчета

Рабочий носитель (жидкость, газ, пар), переносимый проектируемым трубопроводом, в силу своих особых физико-химических свойств определяет характер течения среды в данном трубопроводе. Одним из основных показателей характеризующих рабочий носитель, является динамическая вязкость, характеризуемая коэффициентом динамической вязкости – μ.

Инженер-физик Осборн Рейнольдс (Ирландия), занимавшийся изучением течения различных сред, в 1880 году провел серию испытаний,  по результату которых было выведено понятие критерия Рейнолдса (Re) – безразмерной величины, описывающей характер потока жидкости в трубе. Расчет данного критерия проводится по формуле:

Критерий Рейнольдса (Re) дает понятие о соотношении сил инерции к силам вязкого трения в потоке жидкости. Значение критерия характеризует изменение соотношения указанных сил, что, в свою очередь, влияет на характер потока носителя в трубопроводе. Принято выделять следующие режимы потока жидкого носителя в трубе в зависимости от значения данного критерия:

ламинарный поток (Re

Системы водоснабжения

Водоснабжение загородных домов бывает:

В первом варианте источником воды служит общая на весь поселок водопроводная сеть. Для подключения к ней частного дома необходимо обратиться в ресурсоснабжающую организацию и получить ТУ на подсоединение. Последующую врезку в централизованный трубопровод будут осуществлять монтажники этой компании, а разводку водопровода по жилому строению можно выполнить уже самостоятельно.

Варианты водоснабжения дома

При втором варианте вода в дом поступает из колодца, скважины или реки. Если такой водозабор делается на своем придомовом участке для себя, то получать разрешения и согласовывать что-либо с госорганами не потребуются. Однако все вопросы качества и соответствия поступающей в коттедж живительной влаги здесь ложатся на плечи собственника жилища.

2.3 Определение диаметров труб, скорости и потерь напора

Диаметр трубы определяется по следующей формуле:

где q- расчетный расход на рассматриваемом участке, м3 /с;

— экономичная скорость движения воды в трубе, м/с.

Экономичная скорость — это скорость, при которой достигается минимальная стоимость сооружения трубопровода и его дальнейшая эксплуатация. Примем м/c.

Вычисленные диаметры приводим к большему стандартному значению диаметра:

Для выбранных диаметров определяем удельное сопротивление А (трубы стальные электросварные):

; ; ; ;

Уточняем действительную скорость:

Поскольку v_д <1,2 м/с, рассчитываем К_п — поправочный коэффициент к значениям А:

Потери напора на каждом участке водопроводной сети определяем по формуле:

Где К_п — поправочный коэффициент;

А — удельное сопротивление трубы, с,

q- расчетный расход на участке, м3 /с,

l- длина участка, м.

После вычисления потерь напора на всех участках проводим увязку сети.

Итоги.

Полученные значения потерь давления в трубопроводе, рассчитанные по двум методикам отличаются в нашем примере на 15…17%! Рассмотрев другие примеры, вы можете увидеть, что отличие иногда достигает и 50%! При этом значения, полученные по формулам теоретической гидравлики всегда меньше, чем результаты по СНиП 2.04.02–84. Я склонен считать, что точнее первый расчет, а СНиП 2.04.02–84 «подстраховывается». Возможно, я ошибаюсь в выводах. Следует отметить, что гидравлические расчеты трубопроводов тяжело поддаются точному математическому моделированию и базируются в основном на зависимостях, полученных из опытов.

В любом случае, имея два результата, легче принять нужное правильное решение.

При гидравлическом расчете трубопроводов с перепадом высот входа и выхода не забывайте добавлять (или отнимать) к результатам статическое давление. Для воды – перепад высот в 10 метров ≈ 1 кг/см2.

Прошу уважающих труд автора  скачивать файл после подписки на анонсы статей!

Ссылка на скачивание файла: gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov (xls 57,5KB).

Важное и, думаю, интересное продолжение темы читайте здесь

Похожие записи:

Как построить дом из сэндвич-панелей своими руками Установка входной металлической двери в квартиру своими руками Какие газовые колонки лучше Как покрыть крышу стеклоизолом своими руками Как установить входную дверь: видео + инструкция по самостоятельной установке Как рассчитать объем фундамента в м3 при разной высоте?