Формулы для расчета объема воды в трубе

Для чего определяется пропускная способность?

При расчете водопровода стоит задача определить оптимальный диаметр трубы для обеспечения нормативного потребления воды.

Если сечение слишком мало, это приводит к недостаточному напору в трубах даже при большом давлении, в результате:

• насосное оборудование быстрее изнашивается,
• чаще происходят аварии на линии,
• увеличивается расход энергии.

Для ремонта систем требуются дополнительные траты, что повышает стоимость эксплуатации.

Порядок измерения диаметров труб по внутренней и наружной окружности
Для организации водопровода, отопления или канализации используют трубы разных размеров. Отсутствие маркировки с информацией может стать причиной неправильного выбора фитингов или переходников для…

В гидравлике пропускная способность всей системы рассчитывается по самому узкому месту. Часто трубопроводы сравнивают с электропроводкой, только по трубам бежит вода, а по проводам — электрический ток.

Зачем может понадобиться расчет воды в трубе

В водопроводной системе частного дома находятся магистраль из труб, радиаторы, запасник для жидкости – мембранный бак, а также бойлеры, котел и другие приборы. Теплый пол представляет собой систему из выложенной металлопластиковой магистрали, содержащей теплоноситель в определенном объеме. Чтобы полностью заполнить систему и знать, сколько купить дистиллированной воды, нужно заранее посчитать ее общий объем.

При заполнении отопительной системы антифризом или другой незамерзающей жидкостью в целях экономии необходимо знать объем трубы. При покупке концентрированного антифриза его нужно будет разбавить наполовину, поэтому большее количество жидкости обойдется дороже, да и концентрация будет рассчитана неправильно.

При расчете объема используется:

• внутренний диаметр стенок труб;
• длина участка или всей магистрали.

Кроме магистрали необходимо учитывать внутренний объем следующих приборов:

• Мембранного бака. Эту информацию можно прочитать в техническом паспорте либо проверить самостоятельно, залив в него определенное количество жидкости.
• Радиаторов. Эти данные также находятся в паспорте изделия. Объем одной секции умножают на их количество по всему дому.
• Различные узлы, сложные разводки, коллекторы также содержат некоторый объем жидкости, который трудно посчитать из-за большого количества арматуры, переходников, кранов.

Для канализации

Важно посчитать объем воды в трубе и потенциальные возможности магистрали при обустройстве септика, так как недостаток диаметра может привести к плохому оттоку жидкости из дома и засорению канализации. Если количество бытовых приборов в доме по расходу воды превышает возможности канализационных труб, жидкость будет заполнять магистраль полностью. Если они при этом не утеплены, зимой возможно замерзание стоков внутри и блокировка магистрали

Ледяная пробка также может спровоцировать разрыв трубы в слабом месте, например, на стыках или резких поворотах. Объем чугунных канализационных труб должен быть больше, так как чугунная поверхность шершавая изнутри и постепенно в ней накапливается ил – слой органики, который сужает просвет и влияет на пропускную способность магистрали. Пластиковые трубы в этом отношении лучше – они идеально гладкие внутри, органические частицы не могут прикрепиться к стенкам, поэтому расчетный объем можно дополнительно не увеличивать

Если они при этом не утеплены, зимой возможно замерзание стоков внутри и блокировка магистрали. Ледяная пробка также может спровоцировать разрыв трубы в слабом месте, например, на стыках или резких поворотах. Объем чугунных канализационных труб должен быть больше, так как чугунная поверхность шершавая изнутри и постепенно в ней накапливается ил – слой органики, который сужает просвет и влияет на пропускную способность магистрали. Пластиковые трубы в этом отношении лучше – они идеально гладкие внутри, органические частицы не могут прикрепиться к стенкам, поэтому расчетный объем можно дополнительно не увеличивать.

Для скважины

Важно рассчитать объем жидкости в скважине, так как ее дебит (производительность) должен обеспечивать нужный объем за единицу времени, иначе бытовые приборы будут работать плохо. Нужно учитывать количество кранов в доме – каждый из них за час способен выдать половину кубометра жидкости. Объем скважины учитывается при подборе мощности насоса – если дебит меньше производительности насосной станции, она будет выкачивать воду полностью

Так можно привести оборудование в негодность. По правилам мощность насоса не должна превышать дебит скважины

Объем скважины учитывается при подборе мощности насоса – если дебит меньше производительности насосной станции, она будет выкачивать воду полностью. Так можно привести оборудование в негодность. По правилам мощность насоса не должна превышать дебит скважины.

Вычисления сечения по СНИП 2.04.01-85

Прежде всего, необходимо понимать, что расчет диаметра водопропускной трубы является сложным инженерным процессом. Для этого потребуются специальные знания. Но, выполняя бытовую постройку водопропускной магистрали, часто гидравлический расчет по сечению проводят самостоятельно.

Данный вид конструкторского вычисления скорости потока для водопропускной конструкции можно провести двумя способами. Первый – табличные данные. Но, обращаясь к таблицам необходимо знать не только точное количество кранов, но и емкостей для набора воды (ванны, раковины) и прочего.

Только при наличии этих сведений о водопропускной системе, можно воспользоваться таблицами, которые предоставляет СНИП 2.04.01-85. По ним и определяют объем воды по обхвату трубы. Вот одна из таких таблиц:

Внешний объем трубного сортамента (мм) Примерное количество воды, которое получают в литрах за минуту Примерное количество воды, исчисляемое в м3 за час
20 15 0,9
25 30 1,8
32 50 3
40 80 4,8
50 120 7,2
63 190 11,4

Однозначно, эти данные по объему, показывающие потребление, интересны, как информация, но специалисту по трубопроводу понадобятся определение совершенно других данных – это объем (в мм) и внутреннее давление в магистрали. В таблице это можно найти не всегда. И более точно узнать эти сведениям помогают формулы.

Уже понятно, что размеры сечения системы влияют на гидравлический расчет потребления. Для домашних расчетов применяется формула расхода воды, которая помогает получить результат, имея данные давления и диаметра трубного изделия. Вот эта формула:

Формула для вычисления по давлению и диаметру трубы: q = π×d²/4 ×V

Если сеть водоснабжения питается от водонапорной башни, без дополнительного влияния нагнетающего насоса, то скорость передвижения потока составляет приблизительно 0,7 – 1,9 м/с. Если подключают любое нагнетающее устройство, то в паспорте к нему имеется информация о коэффициенте создаваемого напора и скорости перемещения потока воды.

Данная формула не единственная. Есть еще и многие другие. Их без труда можно найти в сети интернета.

В дополнение к представленной формуле нужно заметить, что огромное значение на функциональность системы оказывают внутренние стенки трубных изделий. Так, например, пластиковые изделия отличаются гладкой поверхностью, нежели аналоги из стали.

По этим причинам, коэффициент сопротивления у пластика существенно меньше. Плюс ко всему, эти материалы не подвергаются влиянию коррозийных образований, что также оказывает положительное действие на пропускные возможности сети водоснабжения.

Определение потери напора

Расчет прохода воды производят не только по диаметру трубы, он вычисляется по падению давления. Вычислить потери можно посредством специальных формул. Какие формулы использовать, каждый будет решать самостоятельно. Чтобы рассчитать нужные величины, можно использовать различные варианты. Единственного универсального решения этого вопроса нет.

Но прежде всего, необходимо помнить, что внутренний просвет прохода пластиковой и металлопластиковой конструкции не поменяется через двадцать лет службы. А внутренний просвет прохода металлической конструкции со временем станет меньше.

А это повлечет за собою потери некоторых параметров. Соответственно, скорость воды в трубе в таких конструкциях является разной, ведь по диаметру новая и старая сеть в некоторых ситуациях будут заметно отличаться. Так же будет отличаться и величина сопротивления в магистрали.

Так же перед тем, как рассчитать необходимые параметры прохода жидкости, нужно принять к сведению, что потери скорости потока водопровода связанны с количеством поворотов, фитингов, переходов объема, с наличием запорной арматуры и силой трения. Причем, все это при вычисления скорости потока должны проводиться  после тщательной подготовки и измерений.

Расчет расхода воды простыми методами провести нелегко. Но, при малейших затруднениях всегда можно обратиться за помощью к специалистам или воспользоваться онлайн калькулятором. Тогда можно рассчитывать на то, что проложенная сеть водопровода или отопления будет работать с максимальной эффективностью.

Рекомендации по установки дренажных карманов

Пусковые нагрузки на паропровод очень высоки, так как горячий пар поступает в холодный не прогретый трубопровод и пар начинает активно конденсировать. Согласно СНиП 2.04.07-86* Пункт 7.26  требуется производить дренажные карманы на прямых участках паропроводов через каждые 400—500 м и через каждые 200—300 м при встречном уклоне должен предусматриваться дренаж паропроводов.

Разные производители трубопроводной арматуры  дают свои рекомендации по поводу интервала установки конденсатоотводчиков. Российский производитель завод АДЛ,опираясь на свой многолетний опыт,  рекомендует производить дренажные карманы с установкой конденсатоотводчиков Стимакс через каждые 30-50м при протяженных линиях трубопровода. При небольших по протяженности линиях рекомендации АДЛ не отличаются от  СНиП 2.04.07-86.

Почему конденсат нужно удалять из паропровода?

При подаче пар развивает очень большую скорости и гонит образующую в нижней части трубы плёнку конденсата по паропроводу со  скоростью 60м/с и выше, образуя волны конденсата гребнеобразные , которые могут перекрыть всё сечение трубы. Пар гонит весь этот конденсат, врезаясь во все преграды на своём пути: фитинги, фильтры, регулирующие клапаны, вентиля. Разумеется, для самого трубопровода не говоря уже об оборудование, это будет сильный гидроудар.

Каков же будет вывод?

1. Как можно чаще осуществлять дренажные карманы с установкой конденсатоотводчиков.  
2. Установка фильтров в горизонтальной плоскости, сливной  крышкой вниз для избегания конденсатного кармана
3. Правильно производить концентрические сужения, избегая конденсатных карманов
4. Соблюдать уклон для самотечного слива конденсата в дренажные карманы
5. Установка вентилей вместо шаровых кранов

• Задвижки с обрезиненным клином серии KR 11|12|15|20
• Фильтр сетчатый серия IS17
• Насосные станции «Гранфлоу» серия УНВ DPV
• Обратный клапан серия RD30
• Фильтры сетчатые серии IS 15|16|40|17
• Перепускной клапан «Гранрег» КАТ32
• Циркуляционный насос «Гранпамп» серии R
• Обратные клапаны «Гранлок» CVS25
• Стальные шаровые краны БИВАЛ
• Фильтр сетчатый серия IS30
• Оборудование для пара
• Циркуляционные насосы «Гранпамп» сери IPD
• Регулятор давления «Гранрег» КАТ41
• Клапаны предохранительные Прегран КПП 096|095|097|496|095|495
• Перепускной клапан «Гранрег» КАТ82
• Стальные шаровые краны БИВАЛ КШТ с редутором
• Регуляторы давления «Гранрег» КАТ
• Насосные станции «Гранфлоу» серия УНВ на насосах MHC и ЗМ
• Задвижка Гранар серия KR15 с пожарным сертификатом
• Обратный клапан CVS16
• Перепускной клапан «Гранрег» КАТ871
• Насосные станции дозирующие — ДОЗОФЛОУ
• Обратный клапан CVS40
• Задвижка «Гранар» серия KR17 аттестация по форме FM Global
• Гранлок CVT16
• Циркуляционные насосы «Гранпамп» сери IP
• Регулятор давления «после себя «Гранрег» КАТ160|КАТ80| КАТ30| КАТ41
• Моноблочные насосы из нержавеющей стали серии МНС 50|65|80|100
• Задвижка «Гранар» серия KR16 аттестация по форме FM Global
• Обратный клапан серия RD50
• Конденсатоотводчики Стимакс А11|A31|HB11|AC11
• Обратный клапан серия RD18
• Стальные шаровые краны Бивал КШГ
• Дисковые поворотные затворы Гранвэл ЗПВС|ЗПВЛ|ЗПТС|ЗПСС
• Аварийные насосные станции

• ← Экономия воды
• Влияние воздуха и газов на теплопередачу →

Как вычислить площадь поперечного сечения трубы

Для круглой трубы площадь поперечного сечения рассчитывается с использованием площади круга по следующей формуле:

Sтр = ∏ х R2;

Где:

1. R – внутренние радиус трубы;
2. ∏ – постоянная величина 3,14.

Пример:

S_тр Ø = 90 мм, или R = 90 / 2 = 45 мм или 4,5 см. Согласно формуле, S_тр = 2 х 20,25 см2 = 40,5 см2, где 20,25 – это 4,5 см в квадрате.

Параметры трубопровода

Площадь сечения профилированной трубы S_пр нужно рассчитывать по формуле, применяемой для вычисления площади прямоугольной фигуры:

S_пр = a х b;

Где:

a и b – стороны прямоугольной профилированной трубы. При сечении трубопровода 40 х 60 мм параметр S_пр = 40 мм х 60 мм = 2400 мм2 (20 см₂, или 0,002 м₂).

Как рассчитать объем воды в водопроводной системе

Для расчета объема трубы в литрах в формулу следует подставлять внутренний радиус, но это не всегда возможно, например, для радиаторов сложной формы или расширительной емкости с перегородками, для отопительного котла. Котел отопления.

Поэтому сначала нужно узнать объем изделия (обычно из технического паспорта или другой сопроводительной документации). Так, у чугунного стандартного радиатора объем одной секции равен 1,5 л, для алюминиевых – в зависимости от конструкции, вариантов которых может быть достаточно много.Геометрические параметры алюминиевых радиаторов

Узнать объем расширительного бачка (как и других нестандартных емкостей любого назначения) можно, залив в него заранее измеренный объем жидкости. Для подсчетов объема любой трубы нужно измерить ее диаметр, затем вычислить объем одного погонного метра, и умножить результат на длину трубопровода.

В справочной литературе, предназначенной для регламентирования параметров труб, приведены таблицы со значениями, которые нужны для расчетов объемов труб и других изделий. Эта информация является ориентировочной, но достаточно точной для того, чтобы использовать ее на практике. Выдержка из такой таблицы приведена ниже, и она пригодится для домашних расчетов:

Параметры пластиковых труб

Материал, из которого изготавливаются трубы для водопровода или канализации, может быть разным, соответственно, характеристики труб тоже будут отличаться. Стальные трубы, например, которые имеют большой внутренний диаметр, пропустят намного меньшее количество воды, чем аналогичные трубы из пластика или пропилена.

Это происходит из-за разной гладкости внутренней поверхности трубы – у железных изделий она намного меньше, а ППР и ПВХ трубы не имеют шероховатостей на внутренних поверхностях. Но металлические трубы помещают в себя больший объем жидкости, чем изделия из других материалов с одинаковым внутренним сечением. Поэтому все расчеты для труб из разных материалов необходимо проверять, и сделать это можно как в онлайн калькуляторе, так и в настольной компьютерной программе, специально для этого предназначенной.Десктопная программа для расчетов объема

Если схема вашего трубопровода имеет свою специфику, рассчитать точные параметры для требуемого расхода жидкости можно по формулам, которые приведены выше.» alt=»»>

Для чего нужно знать количество воды в батарее

Обычно на радиаторы обращают внимание с началом или окончанием отопительного сезона или во время генеральной уборки. Между тем у него внутри происходят жизненно важные для человека процессы, за которые отвечает теплоноситель – чаще всего вода. Имеет ли ценность информация о том, сколько этой жидкости вмещается в одну батарею, секцию?

Имеет ли ценность информация о том, сколько этой жидкости вмещается в одну батарею, секцию?

Объем воды внутри этой «паутины» можно легко узнать

Оказывается, имеет и причин этому не одна:

• не «утяжелить» отопительный прибор. потому что объем воды в чугунном радиаторе отопления увеличивает его и без того немалый вес;
• монтаж отопительной системы с определенной мощностью котла требует расчета общего количества теплоносителя. в том числе и в радиаторах;
• зная, что количество теплоносителя в батарее составляет 10–12% от системы отопления – все батареи, трубы и котел, можно «всухую» слить воду ;
• при выборе расширительного бака ;

Объем расширительного бака должен соответствовать количеству теплоносителя в системе

• чтобы не переборщить с концентрированным антифризом. который заливается в определенной пропорции с водой;
• для естественного/принудительного типа циркуляции выбирается оптимальный размер батареи – большой в первом случае и без разницы во втором.

Среднестатистический расход воды

В сфере ЖКХ принято считать, что один человек в сутки потребляет до 300л воды. Откуда берется такая цифра?

Примерно 40 л успевает «сбежать» во время умывания, вдвое меньше — 20 л используется для кухонных нужд и готовки, 30л – стирка, 70 –душ, 140 – прием ванны, 15 л – неисправная сантехника. Так как стирка и ванна бывают не каждый день, то по стандартам советского времени выходило 305 л, причем эта цифра давно никем не проверяется и не исследуется. Вместе с тем, среднестатическая семья из 3-4 человек потребляет около 20 м³, а это примерно 170л на человека в день.

Бывают и исключения из правил: принять ванну можно по-разному. Европейцы не спускают воду из емкости и купаются в ней по очереди. Избалованные россияне к гигиене относятся совершенно иначе. Стандартный прием ванны «съедает» до 150 л, после него обычно принимают душ (+50 л). Спа-процедуры в ванной комнате обойдутся в 180 л (еще 120 л предварительное мытье и 50 л на ополаскивание).

Одним словом, расчеты удручают.

Основные виды теплоносителей

Существует четыре основных вида жидкости, используемых для заполнения отопительных систем:

1. Вода – максимально простой и доступный теплоноситель, который может использоваться в любых отопительных системах. Вместе с полипропиленовыми трубами, которые предотвращают испарение, вода становится практически вечным теплоносителем.
2. Антифриз – этот теплоноситель обойдется уже дороже воды, и используется в системах нерегулярно отапливаемых помещений.
3. Спиртосодержащие теплоносители – это дорогостоящий вариант заполнения отопительной системы. Качественная спиртосодержащая жидкость содержит от 60% спирта, около 30% воды и порядка 10% объема составляют другие добавки. Такие смеси обладают отличными незамерзающими свойствами, но огнеопасны.
4. Масло – в качестве теплоносителя используется только в специальных котлах, но в отопительных системах практически не применяется, так как эксплуатация такой системы обходится очень дорого. Также масло очень долго разогревается (необходим разогрев, как минимум, до 120°С), что технологически очень опасно, при этом и остывает такая жидкость очень долго, поддерживая высокую температуру в помещении.

В заключении стоит сказать, что если система отопления модернизируется, монтируются трубы или батареи, то нужно произвести перерасчет ее общего объема, согласно новым характеристика всех элементов системы.

Виды радиаторов

Самыми популярными среди общего количества конвекторов считаются три типа:

• Алюминиевый радиатор;
• Чугунная батарея;
• Биметаллический радиатор.

Если вы знаете, какой конвектор установлен у вас дома и способны посчитать количество секций, то произвести несложные расчеты не составит труда. Далее, рассчитайте объем воды в радиаторе отопления

.таблица и все необходимые данные, представлены ниже. Они помогут максимально точно вычислить количество теплоносителя во всей системе.

Алюминиевый

Несмотря на то, что в некоторых случаях внутренняя система нагрева каждой батареи может отличаться, существуют общепринятые параметры, которые позволяют определить количество помещающейся в нее жидкости. С возможной ошибкой в 5% вы узнаете, что одна секция алюминиевого радиатора может содержать до 450 мл воды

Стоит обратить внимание, на то, что для других теплоносителей объемы могут быть увеличены

Посчитать количество жидкости, которая помещается в чугунном радиаторе немного сложней. Важным фактором будет новизна конвектора. В новых импортных радиаторах пустоты значительно меньше, а за счет усовершенствованного строения греют они не хуже старых.

Новый чугунный конвектор вмещает около 1 литра жидкости, в старый поместится на 700 мл больше.

Биметаллический

Подобные типы радиаторов довольно экономичны и производительны. Причина, по которой могут меняться объемы наполнения, кроются только в особенностях определенной модели и разбросу давления. В среднем подобный конвектор заполняется 250 мл воды.

Возможные изменения

Каждый производитель батарей устанавливает свои значения минимально/максимально допустимых норм, но объем теплоносителя во внутренних трубках у каждой модели может измениться исходя из соображений увеличения давления. Обычно в частных домах и новостройках на цокольном этаже устанавливается расширительный бачок, который позволяет стабилизировать давление жидкости даже при ее расширении при нагреве.

Меняются параметры также на устаревших радиаторах. Нередко даже на трубках из цветного металла образовываются наросты из-за внутренней коррозии. Проблемой тому могут стать примеси в воде.

Из-за подобных наростов в трубках количество воды в системе постепенно нужно уменьшать. Учитывая все особенности своего конвектора и общие данные из таблицы, вы легко высчитаете необходимый объем воды для радиатора отопления и всей системы.

Расширительный бак в системе отопления и принцип его работы Электрические конвекторы для отопления частного дома Давление в расширительном бачке отопления закрытого типа Как выбрать котлы на пеллетах для отопления частного дома

Светодиодные энергосберегающие светильники нашли широкое применение в ЖКХ. Они отличаются от старых …Подробнее »

Интерьер в стиле прованс требует того, чтобы вся обстановка соответствовала его канонам. …Подробнее »

Гидроизол ХПП является изоляционным материалом, которые сделан на основе стекловолоконного холста. Данный …Подробнее »

Зачем нужно рассчитывать параметры труб?

Предварительный расчет параметров труб необходим во многих случаях. Например, для правильной коммуникации трубопровода с другими элементами системы. Проектировщики и монтажники при работе с трубами используют такие показатели, как:

• проходимость трубопровода;
• потери тепла;
• количество утеплителя;
• количество материала для защиты от коррозии;
• шероховатость внутренней поверхности трубы и т. п.

В результате можно определить точное количество труб, необходимых для конкретной системы, а также их оптимальные характеристики. Правильные расчеты избавляют от избыточных расходов на приобретение и транспортировку материала, позволяют веществам, которые находятся в трубопроводе, перемещаться с заданной скоростью для максимально эффективного использования системы.

В этой таблице приведены некоторые полезные сведения о характеристиках труб разного вида, которые помогут выбрать подходящие конструкции, необходимые для создания трубопровода

В отопительных системах диаметр труб существенно зависит от допустимой скорости. Пример такого рода расчетов представлен на видео: