Пропускна здатність труби газової, водопровідної, каналізаційної. Методи розрахунку

Пропускна здатність трубопроводу, тобто, обсяг транспортованого речовини, що проходить через його переріз за одиницю часу, є надзвичайно важливим параметром для проведення розрахунків і складання проекту при прокладці і модернізації системи. Грамотне виконання розрахунку даного параметру дозволяє оптимізувати витрати, пов’язані з закупівлею матеріалів і виробництвом робіт, і домогтися належного функціонування системи.

Об’єм води, який буде пропускати труба за той чи інший проміжок часу — важливий параметр, який враховується при проектуванні водопровідних мереж

Методи розрахунку та фактори, що позначаються на пропускної здатності трубопроводу

Пропускна здатність якої-небудь труби прораховується одним із способів, що належать до трьох груп:

  1. Фізичним. Залежно від цільового призначення трубопроводу та складу перекачується по ньому робочого середовища підбираються відповідні фізичні формули. Формули припускають використання усереднених параметрів, наприклад, коефіцієнта шорсткості.
  2. Табличним. Як правило, користуються таблицями наближених значень, не враховують такий фактор, як заростання, замулювання магістралі в процесі експлуатації. Більш точною є таблиця Ф. А. Шевельова, побудована з урахуванням багатьох факторів, що впливають на пропускну здатність системи (зовнішнього і внутрішнього діаметра труб, товщини стінок, терміну функціонування, загальної протяжності, призначення).
  3. За допомогою комп’ютерних програм і онлайн-калькуляторів. Останні відрізняються меншою точністю, зате безкоштовні. Спеціальними комп’ютерними програмами, які використовуються компаніями, що проводять складні сантехнічні розробки, прораховуються параметри, пов’язані з експлуатацією трубопроводів різного призначення.

Проведення розрахунків пов’язане з необхідністю отримання даних про трубопроводі, включаючи відомості про:

  • протяжність магістралі. Виходячи з цього показника, підбирають діаметр, значення якого зростає із збільшенням протяжності трубопроводу;
  • місцевому опорі, створюваному запірною арматурою, компенсаторами, відводами, поворотами, трійниками тощо;
  • наявність сполучних швів, внутрішнього грата;
  • матеріалі, використаному для виготовлення труб.

Важливе значення для розрахунків має діаметр труб, їх тип і спосіб укладання

На замітку! Пластиковим виробам властивий низький коефіцієнт шорсткості і відсутність схильності до заростання, що дозволяє сподіватися на постійний характер отриманої в результаті розрахунку величини, яка з часом буде зменшуватися.

  • кількість точок забору, споживачів, а також про те, скільки з них можуть підключитися одночасно;
  • середньому тиску в системі;
  • ухилі;
  • спосіб монтажу;
  • діаметрі і формі труб. Говорячи про діаметрі, варто уточнити, що мається на увазі величина, що відноситься до внутрішнього чи зовнішнього, номінальному або внутрішнього переходу.

Пропускна здатність труби залежно від діаметра прораховується з особливою ретельністю. Помилки щодо підбору діаметра чреваті:

  • підвищеним тиском у системі;
  • надмірним шумом, супроводжуючим її роботу;
  • складнощами, що виникають при одночасному підключенні декількох споживачів;
  • частими аварійними ситуаціями і передчасним зносом.

Переваги і недоліки використання металевих і пластикових труб для підвищення пропускної спроможності системи

Говорячи про металеві вироби, мають на увазі насамперед сталеві. Головним їх недоліком визнається схильність до заростання, що виявляється вже через рік після установки. Із зменшенням діаметра зростає внутрішній опір переміщенню робочого середовища. Тому у внутрішньобудинкових мережах сталь поступово витісняється пластиком. Тим не менш сталеві труби затребувані в системах з постійним високим тиском і високими температурами:

  • парового опалення;
  • на промислових об’єктах;
  • на об’єктах з підвищеною вибухонебезпечністю.

Пластикову трубу не варто застосовувати при:

  • тиск понад 10 атмосфер;
  • високій температурі.

В якості основних переваг пластикових виробів прийнято виділяти:

  • тривалі терміни експлуатації, які доходять до п’ятдесяти років;
  • низький коефіцієнт шорсткості, що забезпечує збереження пропускної здатності зважаючи на те, що не відбувається заростання внутрішньої поверхні;
  • інертність, що дозволяє не боятися втрат, що викликаються впливом корозії та агресивних середовищ;
  • мала вага, що спрощує транспортування, монтаж і проведення ремонту;
  • різноманіття фітингів, що полегшують проведення монтажу та ремонту;
  • низьку вартість у порівнянні з металевими аналогами.

На поверхні полімерних труб не накопичуються відкладення, тому їх пропускна здатність з часом не знижується

Як розраховують прохідність для газової, водопровідної, каналізаційної труби

Маючи справу з транспортуванням газу, користуються формулою:

Qmax = 0.67 Ду2 * p, в якій:

Qmax – обсяг газу, що проходить в одиницю часу; Ду – діаметр умовного проходу; р – робочий тиск. На побутовому рівні виконання розрахунків за допомогою наведеної формули може виявитися цілком достатнім. Ведучи промислове будівництво, беруть іншу формулу:

Qmax = 196,386 Ду2 * p/z*T,

в якій використані параметри для транспортованого газу: z – коефіцієнта стиснення; T – температури за шкалою Кельвіна.

Важливо! Проведення розрахунків для переміщення газу з використанням таблиць та формул, має недолік, пов’язаний з неможливістю врахувати, як позначаться зовнішні фактори.

Для приватного будинку і внутрішньо розведення найбільше значення має проведення розрахунків, пов’язаних з експлуатацією водопровідної мережі. Проведення гідравлічного розрахунку можливе за досить складною формулою, в яку включені параметри, що відносяться до:

  • середній швидкості водного потоку;
  • внутрішнього діаметра;
  • гідравлічного ухилу;
  • кінематичної в’язкості води;
  • шорсткості внутрішньої стінки.

Більш практичним виглядає використання таблиць і комп’ютерних програм.

В якості найважливішого чинника при визначенні прохідності водопроводу розглядається його внутрішній діаметр. Іншими факторами, впливом яких не завжди представляється можливим знехтувати, виступають:

  • теплоносій;
  • теплота віддається;
  • коефіцієнт шорсткості;
  • перепад тиску, замеренного на вході в систему і на виході з неї;
  • протяжність лінії;
  • перехідники, наявні у водопровідній системі.

При розрахунку для каналізаційної системи важливо розуміти, якого типу вона буде — напірної або самопливної

Виконання гідравлічних розрахунків для облаштування або ремонту каналізаційної системи вимагає обов’язкового врахування її виду, відноситься вона до напірним або безнапірним. Найважливішими є показники:

  • ступеня наповнення каналізаційної труби;
  • ухилу.

Увага при проведенні гідравлічного розрахунку приділяється саме цим параметрам, так як решта досить просто визначаються на їх основі. Величину ухилу для труб каналізаційної системи прийнято встановлювати на рівні, при якому стоки будуть переміщатися зі швидкістю, достатньою для самоочищення каналізаційної системи. Нормами СНиП встановлені мінімальні показники ухилу для труб певного діаметру.

Швидкість каналізаційних стоків, при якій забезпечується самоочищення системи, становить 0,7 м/с для труб з умовним діаметром до 150-250 мм при ступені наповнення, дорівнює 0,6. Для визначення швидкості каналізаційних стоків застосовується формула

V = H*I, у якій:

v – шукана швидкість; C – коефіцієнт змочування; R – величина радіуса, що відноситься до заповненого простору труби. Для отримання більш точних величин вдаються до нескладного розрахунку R = A/P, оперуючи поняттями площі перетину водного потоку – A і довжини труби, безпосередньо контактує з переміщуваним робочої середовищем; I – ухил.

З формули для визначення каналізаційних стоків, виводяться інші, що дозволяють розрахувати:

ухил: — I = v2/C2*R;

коефіцієнт змочування: С = (1/n) *R1/6. Тут n є коефіцієнтом шорсткості.

Проведення розрахунків безнапірної каналізації за таблицями полегшується, якщо відомий діаметр труб.

На замітку! Встановлюючи безнапорну каналізацію, варто звернутися до таблиць Лукіних, що вказують величину пропускної здатності для систем з діаметром 50-2000 мм.

Розрахунки за таблицями для напірної каналізації вимагають наявності двох показників:

  1. Ступеня наповнення.
  2. Середньої швидкості руху середовища, що транспортується.

Визначення пропускної здатності труби може здійснюватися різними методами. При проведенні розрахунків, що вимагають високого рівня точності, враховується вплив цілого ряду чинників. Виконуються такі розрахунки спеціалістами, вартість послуг яких досить велика. На побутовому рівні, виконуючи роботи по монтажу або ремонту інженерних мереж в приватному будинку або квартирі, можливе використання таблиць, спеціальних комп’ютерних програм або рекомендацій, закладених Сніпами. При цьому не варто забувати про важливість такої умови, як грамотне виконання монтажу.

Ссылка на основную публикацию