Главная » Отопление и вентиляция » Энциклопедия сантехника Диаметр трубопроводов, скорость течения и расход теплоносителя

Энциклопедия сантехника Диаметр трубопроводов, скорость течения и расход теплоносителя

Диаметр трубопроводов, скорость течения и расход теплоносителя.

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:

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

Вот необходимые формулы, которые нужно знать:

π-3,14-константа — отношение длины окружности к ее диаметру.

r-Радиус окружности, равный половине диаметра, м

Q-расход воды м 3 /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.

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

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

Решение: Необходимо воспользоваться вышеуказанными формулами:

2. Находим расход

S=3.14•0,012 2 /4=0,000113 м 2

Q=0,000113•1=0,000113 м 3 /с = 0,4 м 3 /ч.

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.

Q=40л/мин=0,000666666 м 3 /с

Из выше указанных формул получил такую формулу.

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 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.

Более детально потеря напора по длине трубопровода рассматривается в этой статье:

А теперь рассмотрим задачу из реального примера.

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 90м 3 /ч. Температура воды 16°С. Найти максимально возможный расход в конце трубы.

Напор насоса= 0,5 МПа (50 метров водного столба)

Максимальный расход=90м 3 /ч

Температура воды 16°С.

Труба стальная железная

Найти максимальный расход = ?

Решение на видео:

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

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 м 3 /час. (90-Qmax=14 м 3 /ч).

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

Поэтому решаем задачу ступенчато.

Поскольку мы имеем интервал расходов от 0 до 76 м 3 /час, то мне хочется проверить потерю напора при расходе равным: 45 м 3 /ч.

Находим скорость движения воды

Q=45 м 3 /ч = 0,0125 м 3 /сек.

Находим число рейнольдса

ν=1,16•10 -6 =0,00000116. Взято из таблици. Для воды при температуре 16°С.

Δэ=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 условии

10•D/Δэ 0.25 =0,11•( 0,0001/0,1 + 68/137069) 0,25 =0,0216

Далее завершаем формулой:

h=λ•(L•V 2 )/(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 64м 3 /час

Q=64 м 3 /ч = 0,018 м 3 /сек.

λ=0,11( Δэ/D + 68/Re ) 0.25 =0,11•( 0,0001/0,1 + 68/197414) 0,25 =0,021

h=λ•(L•V 2 )/(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 м 3 /ч. Но это мы решили без сопротивления на поворотах.

Для проверки проверим:

Q=54 м 3 /ч = 0,015 м 3 /сек.

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

h=λ•(L•V 2 )/(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:

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.

Скорость 1,91 м/с

h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(1•1,91 2 )/( 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 м 3 /час получили потерю напора по длине: 10,46 м. Смотри выше.

При этой скорости (2,29 м/с) находим сопротивление на поворотах:

h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(1•2,29 2 )/(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 м 3 /ч

Q=55 м 3 /ч = 0,015 м 3 /сек.

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

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

h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(1•1,91 2 )/( 2•9,81)=0,18 м. умножаем на 21 = 3,78 м.

Складываем потери: 14,89+3,78=18,67 м

Рисуем на графике:

Ответ: Максимальный расход=52 м 3 /час. Без отводов Qmax=54 м 3 /час.

В итоге, на размер диаметра влияют:

2. Необходимый расход

3. Влияние насоса его расходно-напорной характеристикой

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

О admin

Оставить комментарий

x

Check Also

Отопление дома своими руками, видео, фото, схема монтажа

Задача создать отопление дома своими руками – хоть и сложная, но вполне решаемая. Причин, из-за которых приходится выбирать подобный вариант ...

Проектирование вентиляции и кондиционирования ресторана, квартиры, столовой, складов: видео-инструкция как научиться проектировать своими руками, стоимость, расчет по СНиП, фото и цена

Проектирование вентиляции: как выбрать оборудование и рассчитать необходимые параметры Комфортный микроклимат в доме или квартире во многом зависит от правильного ...

Тепловой насос «воздух-воздух»: принцип работы и отзывы клиентов

Тепловой насос типа «воздух-воздух» — принцип работы и особенности эксплуатации Тепловой насос типа «воздух-воздух» — ближайший «родственник» всем известных инверторных ...

Какой радиатор отопления лучше выбрать для квартиры, Советы и рекомендации от специалистов

Какие батареи отопления лучше выбрать для квартиры Радиатор – это неотъемлемая часть системы отопления, благодаря которой в нашей квартире сохраняется ...

60 идей как закрыть батареи

60 идей как закрыть батареи: советы дизайнера, теплотехника и сантехника Красивый короб радиатора на фоне кирпичной стены Решение проблемы, как ...

Самодельные котлы для отопления частного дома по чертежам работающих устройств

Из каких материалов и как самостоятельно изготовить котел для водяного отопления на дрова Самодельные твердотопливные установки приобретают необычайную популярность. Связано ...

Виды полотенцесушителей для ванной — выбор змеевика и сколько стоит

Виды полотенцесушителей для ванной. Обзор форм, конструкций и рекомендации по выбору Ремонт в ванной или возведение дома связано с массой ...

Рейтинг теплых полов под плитку 2016

Обзор лучших моделей теплых полов, монтируемых под плитку, за 2016–2017 год Одним из ведущих критериев при подборе теплых полов, монтируемых ...

Как сделать котел на дизельном топливе своими руками и что для этого необходимо

Дизельный котел отопления — профессиональный отопительный прибор Дизельные отопительные котлы имеют такую же производительность, как и их газовые собратья. Поэтому ...

Монтаж дымовой трубы, без протечек, своими руками

При любом строительстве и монтаже дымовых труб, т.е. где имеется вывод дымовой и (или) вентиляционной трубы через крышу здания, возникает ...

Газовое отопление частного загородного дома от котла: схема системы, монтаж, фото

Система отопления в частном доме: схема от газового котла При проектировании загородного коттеджа закладывается несколько инженерных систем, обеспечивающих хозяев благами ...

Какие трубы лучше для водопровода в квартире или на даче: металлопластик или полипропилен

Какими трубами лучше сделать водопровод — использовать металлопластик или полипропилен Серьезный момент при установке новых систем водоснабжения или при ремонтировании ...

8 советов, какой электрический котел отопления лучше выбрать: мощность, производители, Строительный блог Вити Петрова

8 советов, какой электрический котел отопления лучше выбрать: мощность, производители Компактные, надежные и простые в управлении электрические котлы отопления, конечно ...

Монтаж дымовой трубы своими руками: материалы и технология

Дымовая труба является одним из главных элементов отопления загородного дома. В зависимости от месторасположения различают внутренний и внешний дымоходы. Монтаж ...

Замена радиаторов отопления в квартире своими руками

Технологии в области отопительных приборов с каждым годом становятся всё совершеннее. Радиаторы нового поколения по своим характеристикам во многом превосходят ...

Монтаж вентиляции, стоимость монтажа вентиляционной системы в Москве и области

Предлагаем комплекс работ для улучшения микроклимата в вашем доме, квартире или офисе, который включает: подбор вентиляционного оборудования и всех расходных ...

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика