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

Для чего нужен мембранный расширительные бак в системе отопления?

Для чего нужен мембранный расширительные бак в системе отопления? Расширительный бак – это один из важных элементов системы отопления. Он ...

Дымоход для камина

Камин – это конструкция, часто применяемая в частных домах для обогрева помещения и создания эстетичной атмосферы. Для обеспечения правильной и ...

Чем обшить дом снаружи — обзор материалов для разных типов построек

Чем обшить дом снаружи — основные варианты материалов Многие, решая, чем обшить дом снаружи, ориентируются исключительно на «нравится – не ...

Дизельное отопление частного загородного дома: варианты, расход солярки, отзывы

Не во все районы добралась газификация, поэтому многим собственникам загородного жилья приходится искать разумную альтернативу газу. В большинстве случаев выбор ...

Воздуховод на крыше

Воздуховод на крыше. Типы вентиляционных труб. Виды вентканалов для кровли Практически каждое жилое здание в процессе его строительства, реконструкции обустраивается ...

Какое отопление лучше для дома, сравнение разных систем

Вопрос качественного отопления является достаточно острым для тех, кто проживает в частном доме постоянно. Особенно «наболевший» он для жителей северных ...

Что нужно знать, чтобы сделать водяное отопление частного дома своими руками?

Водяное отопление: подбор материалов для частного дома Построить свой дом мечтает каждый мужчина. В доме должно быть удобно и тепло. ...

Трубы для вытяжки (воздуховод) на кухне: гофра, пластик, диаметр

Какой выбрать воздуховод для вытяжки: сравнение вариантов После того, как кухонная вытяжка была куплена и доставлена домой — ее требуется ...

Пеллетное отопление, стоимость пеллет, отзывы и расход

Во время планирования создания отопительной системы в любом частном доме непременно учитывается доступность в данном регионе отдельных видов топлива для ...

Как выбрать масляный радиатор

Доставка по Москве и по всей России, в розницу и оптом Сентябрь – самое время задуматься о дополнительном отоплении квартиры. ...

Отопление частного дома своими руками: схемы, расчет

Отопление в частном доме: теория, варианты и решения, выбор системы, расчет, монтаж Индивидуальное отопление частного дома не только позволяет обеспечить ...

Как выбрать электрический котел отопления

Как выбрать электрический котел отопления. Монтаж электрического котла Довольно распространено мнение, что электрические котлы не рентабельны. На самом деле это ...

Обратная тяга в вентиляции: причины и методы устранения

Если при проектировании жилого дома были допущены ошибки, в будущем возможно появление такого неприятного явления, как обратная тяга в вентиляции. ...

Какие трубы для отопления лучше: инструкция по монтажу своими руками, можно ли использовать пластиковые, особенности лучевой отопительной разводки, цена, видео, фото

Какие трубы для отопления лучше: краткий обзор современного рынка Какие трубы лучше использовать для отопления? Мы рассмотрим несколько применяющихся сейчас ...

Терморегулятор Danfoss: принцип работы, инструкция, отзывы

Терморегулятор Danfoss: принцип работы, инструкция, отзывы Во многих странах до 40 % энергоресурсов уходит на нужды вентиляции и отопления зданий. ...

Приточная вентиляция в квартире с фильтрацией своими руками: выбор системы, установка

Оснащение приточной вентиляции в квартире с фильтрацией — это гарантия того, что микроклимат в вашем помещении будет правильным и здоровым. ...

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика