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

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Check Also

Что лучше: конвектор или радиатор для отопления?

Технические характеристики радиаторов Масляные радиаторы для отопления Технические особенности конвекторов Как используются конвекторы Что лучше выбирать? Когда речь идет об ...

Как выбрать электрические котлы отопления дома: инструкция по монтажу своими руками, цена, видео, фото

Как выбрать электрические котлы отопления: тип котла, мощность и прочие параметры Как выбрать электрический котел отопления? В каких случаях отопление ...

Монтаж систем автоматизации и диспетчеризации (вентиляция и кондиционирование)

Монтаж систем автоматизации и диспетчеризации (вентиляция и кондиционирование) Вентиляция и кондиционирование в современных зданиях. Общая информация Вентиляция в современных зданиях ...

Энциклопедия сантехника Балансировочный клапан

Балансировочный клапан или балансировочный вентиль. А так же, рассмотрим автоматические балансировочные клапаны для стабилизации перепада давления. В этой статье Вы ...

Коллектор для отопления: принцип работы, правила установки и подключения

Коллектор для отопления: принцип работы, правила установки и подключения Одним из действенных вариантов модернизации системы отопления, позволяющих сделать ее более ...

Вентиляция подпола жилого дома и строений

Проветривание частного дома – одна из составляющих его сохранности, обеспечения комфортных условий проживания. Правильно организованная, она только улучшит положительные качества ...

Приточные клапаны в стене: цены, установка

Приточные клапаны в стене: цены, установка. Приточный вентиляционный клапан Потребность в создании специальных каналов до недавнего времени и вовсе отсутствовала. ...

Схема подключения бойлера косвенного нагрева для дома

Подключение бойлера косвенного нагрева: 4 главных схемы Есть отопительный котел, но нет горячей воды? Никаких сомнений вас терзать не должно. ...

Установка расширительного бака в системе отопления

Правильное подключение и установка расширительного бака Установка расширительного бака в системе отопления позволяет обеспечить ее работоспособность и надежность. Устройства данного ...

Схема отопление в частном доме своими руками, помощь в составлении

Отопление частного дома своими руками: схемы и советы Наличие высококачественной отопительной системы в коттедже обеспечит достаточную степень комфорта и уюта ...

Обогрев грунта в теплице: водяной теплый пол для подогрева почвы

Подогрев грунта теплицы — высокие урожаи и здоровые растения Если кто-то сомневается в том, нужен ли подогрев грунта в теплице, ...

Водонагреватели накопительные: купить водонагреватель электрический накопительный для дачи для душа в Москве, цены доступные

Электрический накопительный водонагреватель Электрический накопительный водонагреватель Страна Италия Объем, л 100 Темп. нагрева, °С 75 Мощность, кВт 2,0 Электрический накопительный ...

Биокамины для квартиры своими руками, преимущества и недостатки

Очаг с настоящим огнем в современном доме вещь нередкая, но не в каждом помещении допустимая в силу требований пожарной безопасности. ...

Газовые конвекторы на баллонном газе для дачи, купить газовый конвектор отопления в Москве

Товар «Конвектор газовый TMT GWH5» добавлен в корзину. Товар «Конвектор газовый FEG GF25» добавлен в корзину. Товар «Конвектор газовый FEG ...

Конвекторы Изотерм — энергоэффективные приборы отопления, энергоэффективные радиаторы, энергосберегающие радиаторы, энергосберегающие конвекторы, российские конвекторы отопления, радиусные батареи, приборы отопления и внутрипольные радиаторы

Конвекторы Изотерм — энергоэффективные приборы отопления АО "Фирма Изотерм" с 1990 года производит конвекторы для систем автономного и центрального водяного ...

Монтаж отопления частного загородного дома, дачи, коттеджа под ключ цена

Материалы от 59 400 р. Под ключ от 97 064 р. Материалы от 84 304 р. Под ключ от 139 ...

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика