Как рассчитывается пропускная способность водопроводной и канализационной трубы

Пропускная способность какой-либо трубы просчитывается одним из способов, относящихся к трем группам:

1. Физическим. В зависимости от целевого назначения трубопровода и состава перекачиваемой по нему рабочей среды подбираются соответствующие физические формулы. Формулы предполагают использование усредненных параметров, к примеру, коэффициента шероховатости.
2. Табличным. Как правило, пользуются таблицами приближенных значений, не учитывающими такой фактор, как зарастание, заиливание магистрали в процессе эксплуатации. Более точной является таблица Ф. А. Шевелева, построенная с учетом многих факторов, влияющих на пропускную способность системы (внешнего и внутреннего диаметра труб, толщины стенок, срока функционирования, общей протяженности, назначения).
3. С помощью компьютерных программ и онлайн-калькуляторов. Последние отличаются меньшей точностью, зато бесплатны. Специальными компьютерными программами, используемыми компаниями, проводящими сложные сантехнические разработки, просчитываются параметры, связанные с эксплуатацией трубопроводов различного назначения.

Проведение расчетов связано с необходимостью получения ряда данных о трубопроводе, включая сведения о:

• протяженности магистрали. Исходя из этого показателя, подбирают диаметр, значение которого возрастает с увеличением протяженности трубопровода;
• местном сопротивлении, создаваемом запорной арматурой, компенсаторами, отводами, поворотами, тройниками и т. п.;
• наличии соединительных швов, внутреннего грата;
• материале, использованном для изготовления труб.

Важное значение для расчетов имеет диаметр труб, их тип и способ укладки

На заметку! Пластиковым изделиям свойствен низкий коэффициент шероховатости и отсутствие склонности к зарастанию, что позволяет надеяться на постоянный характер полученной в результате расчета величины, которая со временем не будет уменьшаться.

• количестве точек забора, потребителей, а также о том, сколько из них могут подключиться одновременно;
• среднем давлении в системе;
• уклоне;
• способе монтажа;
• диаметре и форме труб. Говоря о диаметре, стоит уточнить, имеется в виду величина, относящаяся к внутреннему или наружному, номинальному или внутреннего перехода.

Пропускная способность трубы в зависимости от диаметра просчитывается с особой тщательностью. Ошибки в отношении подбора диаметра чреваты:

• повышенным давлением в системе;
• чрезмерным шумом, сопровождающим ее работу;
• сложностями, возникающими при одновременном подключении нескольких потребителей;
• частыми аварийными ситуациями и преждевременным износом.

Преимущества и недостатки использования металлических и пластиковых труб для повышения пропускной способности системы

Говоря о металлических изделиях, имеют в виду прежде всего стальные. Главным их недостатком признается склонность к зарастанию, проявляющаяся уже через год после установки. С уменьшением диаметра растет внутреннее сопротивление перемещению рабочей среды. Поэтому во внутридомовых сетях сталь постепенно вытесняется пластиком. Тем не менее стальные трубы востребованы в системах с постоянным высоким давлением и высокими температурами:

• парового отопления;
• на промышленных объектах;
• на объектах с повышенной взрывоопасностью.

Пластиковую трубу не стоит применять при:

• давлении свыше 10 атмосфер;
• высокой температуре.

В качестве основных преимуществ пластиковых изделий принято выделять:

• длительные сроки эксплуатации, доходящие до пятидесяти лет;
• низкий коэффициент шероховатости, обеспечивающий сохранение пропускной способности ввиду того, что не происходит зарастания внутренней поверхности;
• инертность, позволяющую не страшиться потерь, вызываемых воздействием коррозии и агрессивных сред;
• малый вес, упрощающий транспортировку, монтаж и проведение ремонта;
• многообразие фитингов, облегчающих проведение монтажа и ремонта;
• низкую стоимость в сравнении с металлическими аналогами.

На поверхности полимерных труб не накапливаются отложения, поэтому их пропускная способность со временем не снижается

Как рассчитывают проходимость для газовой, водопроводной, канализационной трубы

Имея дело с транспортировкой газа, пользуются формулой:

Qmax = 0.67 Ду2 * p, в которой:

Qmax – объем газа, проходящего в единицу времени; Ду – диаметр условного прохода; р – рабочее давление. На бытовом уровне выполнение расчетов с помощью приведенной формулы может оказаться вполне достаточным. Ведя промышленное строительство, берут иную формулу:

Qmax = 196,386 Ду2 * p/z*T,

в которой использованы параметры для транспортируемого газа: z – коэффициента сжатия; T – температуры по шкале Кельвина.

Важно! Проведение расчетов для перемещения газа с использованием таблиц или формул, имеет недостаток, связанный с невозможностью учесть, как скажутся внешние факторы.

Для частного дома и внутриквартирной разводки наибольшее значение имеет проведение расчетов, связанных с эксплуатацией водопроводной сети. Проведение гидравлического расчета возможно по достаточно сложной формуле, в которую включены параметры, относящиеся к:

• средней скорости водного потока;
• внутреннего диаметра;
• гидравлического уклона;
• кинематической вязкости воды;
• шероховатости внутренней стенки.

Более практичным выглядит использование таблиц и компьютерных программ.

В качестве важнейшего фактора при определении проходимости водопровода рассматривается его внутренний диаметр. Другими факторами, влиянием которых не всегда представляется возможным пренебречь, выступают:

• теплоноситель;
• отдаваемая теплота;
• коэффициент шероховатости;
• перепад давления, замеренного на входе в систему и на выходе из нее;
• протяженность линии;
• переходники, наличествующие в водопроводной системе.

При расчете для канализационной системы важно понимать, какого типа она будет — напорной или самотечной

Выполнение гидравлических расчетов для обустройства или ремонта канализационной системы требует обязательного учета ее вида, относится она к напорным или безнапорным. Важнейшими являются показатели:

• степени наполнения канализационной трубы;
• уклона.

Внимание при проведении гидравлического расчета уделяется именно этим параметрам, так как остальные достаточно просто определяются на их основе. Величину уклона для труб канализационной системы принято устанавливать на уровне, при котором стоки будут перемещаться со скоростью, достаточной для самоочищения канализационной системы. Нормами СНиП установлены минимальные показатели уклона для труб определенного диаметра.

Скорость канализационных стоков, при которой обеспечивается самоочищение системы, составляет 0,7 м/с для труб с условным диаметром в 150-250 мм при степени наполнения, равной 0,6. Для определения скорости канализационных стоков применяется формула

V = C√R*I, в которой:

v – искомая скорость; C – коэффициент смачивания; R – величина радиуса, относящаяся к заполненному пространству трубы. Для получения более точных величин прибегают к несложному расчету R = A/P, оперируя понятиями площади сечения водного потока – A и длины трубы, непосредственно контактирующей с перемещаемой рабочей средой; I – уклон.

Из формулы для определения канализационных стоков выводятся другие, позволяющие рассчитать:

уклон: — I = v2/C2*R;

коэффициент смачивания: С = (1/n) *R1/6. Здесь n является коэффициентом шероховатости.

Проведение расчетов безнапорной канализации по таблицам облегчается, если известен диаметр труб.

На заметку! Устанавливая безнапорную канализацию, стоит обратиться к таблицам Лукиных, указывающих величину пропускной способности для систем с диаметром 50-2000 мм.

Расчеты по таблицам для напорной канализации требуют наличия двух показателей:

1. Степени наполнения.
2. Средней скорости движения транспортируемой среды.

Определение пропускной способности трубы может осуществляться различными методами. При проведении расчетов, требующих высокого уровня точности, учитывается воздействие целого ряда факторов. Выполняются такие расчеты специалистами, стоимость услуг которых достаточно велика. На бытовом уровне, выполняя работы по монтажу или ремонту инженерных сетей в частном доме или квартире, возможно использование таблиц, специальных компьютерных программ или рекомендаций, заложенных СНиПами. При этом не стоит забывать о важности такого условия, как грамотное выполнение монтажа.


Источник: информационный портал trubamaster.ru