Калькулятор расчёта сопротивления в плане гидравлики трубопровода
Прочность и долговечность системы трубопровода зависит от большого количества самых разных факторов: качества оборудования, из которого она собрана, трудности и уровня проводимых установочных работ, эксплуатационных условий. Это неотъемлемая часть всей системы для отопления дома, требующая специального внимания, учёта всех деталей и невидимых моментов во время выбора и установке.
Благодаря этому необходимо понимать, что трубы, фитинги , запорная, регулирующая и предохранительная арматура — чтобы это все не повредилось, не поломалось или совсем не нанесло травм жителям в случае изменения давления в системе, стоит вовремя сделать гидравлический расчёт трубо-проводов. Это сможет помочь уберечь себя от неблагоприятных последствий и сберечь в цельности систему обогрева.
Попытаться реализовать расчёт сопротивления можно лично, впрочем это довольно непростой и сложный процесс. Не стоит взламывать голову над непростыми формулами. Очень легко будет воспользоваться хорошим онлайн-калькулятором. С его помощью вы быстро сделайте данную задачу. Вставляйте нужные данные — и получайте результат.
Гидравлический расчет трубопровода
Главная задача расчета – это обозначение напора. Он требуется для преодоления сопротивления, эти сведенья дают возможность правильно подобрать машину, для эффектной перекачки газообразной, жидкой среды. Чтобы сделать расчет воспользоваться можно калькулятором. Возможен и самостоятельный расчет, для которого понадобится побольше времени и применение формул.
Для расчета падения давления применяется следующая формула: ?p=?•(l/d1)•(?/2)•v?
Где:
?p – перепад давления;
l – длина участка;
? — показатель трения;
d1 – диаметр;
? – плотность среды, которая принадлежит перекачке;
v – быстрота потока.
Предложения и желания пишите на [email protected]
Поделитесь этим калькулятором на форуме или в сети!
Это способствует делать новые калькуляторы.
Как выполняется гидравлический расчет трубопровода
Гидравлический расчет трубо-проводов позволяет определить потребление воды (способность пропуска), длину участка, его сечение внутреннее и падение напора, сопоставить с рекомендуемыми параметрами:
- Потери на 1 м участка, если исходить из материала, составляют 80 — 250 Па/м или 8 — 25 мм столба воды.
- Максимальная скорость воды для внутренних диаметров варьирует: 1,5 см – 0,3 м/с, 2 см – 0,65 м/с, 2,5 см – 0,8 м/с, 3,2 см – 1 м/с, для остальных показателей она исчерпывается пределом в 1,5 м/с.
- В противопожарных трубопроводах самая большая скорость движения воды равна 5 м/с.
Относительная проходимость DN
Параметр условной проходимости DN (номинального диаметра) выступает безразмерной величиной, его численное значение примерно отвечает внутреннему поперечному сечению труб (к примеру, DN 125). Числовые значения условного перехода выбирают для увеличения пропускной способности сети трубопроводов в границах 60 — 100% при переходе от одной условной проходимости к следующей.
Согласно ГОСТ 28338-89, параметры условной проходимости (Ду в минувшем) выбирают из ряда размеров:
Значения выбраны с учетом исключения проблем, относительно припасовки деталей друг к другу. Номинальный диаметр на основе показателей внутреннего сечения выбирают на основе трубного диаметра в свету.
Параметр номинального давления PN
Значение номинального давления PN (величины, подобающей предельному уровню давления перекачиваемых сред при 20 °C), рассчитывают для определения долгой эксплуатации сети трубопроводов, имеющей необходимые параметры. Параметр номинального давления — безразмерная величина, калиброванная на основе практики эксплуатации.
Параметр номинального давления для определенных систем трубопровода выбирают, если исходить из настоящего напряжения путем определения предельного показателя. Полученным данным соответствуют фитинги и арматура. Для оснащения обычной эксплуатации систем, толщину стенок труб рассчитывают по номинальному давлению.
Возможные параметры лишнего рабочего давления pe,zul
Номинальные параметры давления применяют для рабочих сред температурой 20°C. При повышении уровня нагрева, способность противостояния нагрузкам уменьшается, что действует на уменьшение возможного лишнего давления. Показатель pe,zul определяет самый большой уровень лишнего напряжения, допускаемого при повышении значения режима температур.
Выбор материала
Выбор материала изготавливается на основе параметров сред, транспортируемых по трубопроводной линии и рабочего давления, предусмотренного для этой системы. Необходимо не забывать о корродирующем действии перекачиваемых сред, по материалу стенок сети трубопроводов. В большинстве случаев трубы и химические системы делают из стали. При отсутствии высокого механического и корродирующего влияния при разрабатывании труб применяют серый чугун или нелегированную конструкционную сталь.
При большом рабочем давлении и отсутствии нагрузок с коррозийным образованием применяют трубы из высококлассной стали или технологию ее литья. При высоком корродирующем действии или предъявлении к чистоте продуктов больших требований, трубы создают из нержавеющей стали.
Для увеличения стойкости к действию морской воды используют медно-никелевый состав. Разрешается применение силуминов, тантала или циркония. Отлично популярны пластиковые составы, стойкие к коррозийным образованиям. Они обладают небольшим весом и просты в отделке, что выступает лучшим решением для обустраивания систем канализации.
Типы фасонных компонентов
При разрабатывании труб из пластичных материалов, подходящих для работ по сварке, их сборка изготавливается на месте монтажа. К ним относят стальные, металлические, пластиковые и медные конструкции. Подключения прямых участков выполняется при помощи фасонных компонентов (колен, отводов, затворов).
Типы соединений
Для установки индивидуальных элементов трубопроводных компонентов и соединителей, арматуры и аппаратов, служат специализированные детали соединения, подбираемые, если исходить из ряда показателей:
- материала для разработки трубопровода и фасонных деталей (основным критерием их выбора выступает возможность сварки);
- эксплуатационных условий: при невысоком или большом давлении, режиме температур;
- советов изготовителя;
- включения разъемных или неразъемных деталей для соединения.
Линейное расширение
Смена геометрической формы изделий выполняется под силовым или температурным воздействием.
Нагрузки физического плана, которые приводят к линейному расширению или сжатию, плохо отображаются на рабочих свойствах. При невозможности компенсации увеличения, трубы изменяются, что приводит к повреждению фланцевых уплотнителей и участков стыковки труб между собой.
Компонуя магистрали труб, необходимо смотреть на потенциальную смену длины при увеличении режима температур или теплового линейного увеличения (?L). Этот показатель устанавливается длиной труб, обозначаемой Lo и разностью режимов температур ?? =?2-?1.
В приведенной формуле показатель теплового линейного увеличения для трубопровода протяженностью 1 м при увеличении режима температур составляет 1°C.
Компенсаторы увеличения сетей трубопроводов
Специализированные расширения, ввариваемые в сеть трубопроводов, восполняют натуральный показатель линейного увеличения изделий. Этому помогает выбор компенсирующих U-образных, Z-образных и угловых отводов, лирных компенсаторов.
Они предназначаются для принятия линейного увеличения труб за счёт деформирования, однако для этой технологии имеется ряд противопоказаний. В трубопроводных магистралях с очень высоким уровнем давления для компенсации увеличения служат колени под различным углом. Напряжение, предусмотренное в отводах, содействует усилению коррозийного действия.
Волнистые компенсаторы
Изделия продемонстрированы тонкостенными гофрированными трубами из металла, называемыми сильфоном и растягиваемым по направлению трубопроводной линии. Их устанавливают в сети трубопроводов, подготовительный натяг служит для компенсации увеличения.
Выбор осевых компенсаторов дает возможность обеспечить расширение по поперечному сечению. Внутренние направляющие кольца предупреждают боковое смещение и внутреннее засорение. Для защиты труб от влияния внешней среды служит специализированная отделка. Компенсаторы, не включающие в конструкцию внутреннего направляющего кольца, помогают поглощению боковых сдвигов и вибрации, исходящей от насосных систем.
Изоляционная защита
Для трубо-проводов, рассчитанные на перемещение высокотемпературных сред, имеется выбор изоляции:
- до 100°C применяется жёсткий вспененный полимер (полистирол или полиуретан);
- до 600°C рассчитано применение фасонных оболочек или минеральных волокон (каменной шерсти или стеклянного войлока);
- до 1200°C – волокна на основе керамики или глинозема.
Трубы с условной проходимостью ниже DN 80 и толщиной изоляционной защиты до 5 с, обрабатывают изоляционными фасонными элементами. Этому помогают 2 оболочки, расположенные вокруг труб и скреплённые при помощи ленты из металла, закрытые кожухом из жестяного материала.
Трубы с условной проходимостью от DN 80 оборудуют материалом для теплоизоляции с нижним каркасом. Он включает зажимные кольца, распорки и железную отделку, разработанную из оцинкованного мягкого материала из стали или нержавеющей стали листовой. Между трубами и кожухом из металла устанавливают материал для изоляции.
Утеплительный слой составляет диапазон размеров 5 — 25 см. Его наносят по всей длине труб, на отводах и коленах. Важно убрать наличие незащищенных участков, влияющих на образование потерь тепла. Фасонная изоляция служит для защиты соединений фланцевого типа и арматуры. Это содействует свободному доступу к стыковочным участкам без снятия изоляции по всей магистрали при нарушении герметичных параметров.
Снижение давления и расчет гидросопротивления
Для определения напора в середине труб и правильной подборки оборудования, помогающего перекачиванию жидких или газообразных сред, требуется определить снижение давления. За неимением доступа к интернет-сети, расчеты совершаются по формуле:
?p=?·(l/d1)·(?/2)·v?
?p – скачки напряжения на участке трубопровода, Па
l – протяженность участка трубопроводной линии, м
? – показатель сопротивления
d1 – поперечное сечение труб, м
? – уровень плотности транспортируемых сред, кг/м 3
v – скорость перемещения, м/с
Гидравлическое сопротивление образуется под влиянием 2-х решающих факторов:
- сопротивление трения;
- районное сопротивление.
Первый вариант имеется при образовании шероховатостей и неровностей, мешающих движению перекачиваемых сред. Для преодоления тормозящего эффекта нужны добавочный энергитический расход. При ламинарном протоке и соответствующего ему невысокого показателя Рейнольдса (Re), характеризующегося равномерностью и исключением возможности смешивания смежных слоев жидких или газообразных сред, воздействие шероховатостей минимально. Это можно объяснить увеличением параметра крайнего вязкого подслоя перекачиваемых сред, относительно образованных неровностей и выступов на поверхности труб. Данные условия дают возможность считать трубы гидравлически гладкими.
При повышении значения Рейнольдса вязкий подслой имеет небольшую толщину, что обеспечивает перекрытие неровностей и влияния шероховатостей, уровень сопротивления в плане гидравлики не зависит от показателя Рейнольдса, и средней высоты выступов на поверхности покрытия труб. Дальнейшее увеличение значения Рейнольдса позволяет перевести перекачиваемые среды в режим турбулентного протекания, где образуется разрушение вязкого подслоя, а возникаемое трение устанавливается величиной шероховатости.
Потери при трении рассчитываются путем подстановки данных:
- HТ – потери напора при сопротивлении трению, м
- [w2/(2g)] – скоростной напор, м
- ? – показатель сопротивления
- l – протяженность трубопроводного участка, м
- dЭ – эквивалентное значение поперечного сечения трубопроводной линии, м
- w – скорость движения сред, м/с
- g – ускорение свободного падения, м/с 2
Эквивалентное значение диаметра
Используют при выполнении расчетов нецилиндрических систем трубопровода (округлого или сечения с прямыми углами). Эквивалентное значение диаметра отвечает показателям сети трубопроводов с круглым сечением, при условиях одинаковой длины. Для выполнения расчетов применяют формулу:
dэ = 4F/P
Для труб с формой в виде цилиндра эквивалентное и внутреннее поперечное сечение сходится. Для открытых каналов эквивалентный диаметр рассчитывают путем подстановки данных:
dэ = 4F/Pс
Смоченным периметром выступает длина линии сопряжения транспортируемых сред со стенками трубопровода, которые влияют на ограничение потока. Ниже продемонстрированы формы периметра для различных труб.
Районное сопротивление образовывают элементы трубопровода, где транспортируемые среды склонны к резкому появлению деформирований со сменой направления, скорости или завихрений. Данный процесс может быть вызван под воздействием задвижек, вентилей, поворотов и развилок труб.
Потери напора при местном трении рассчитывают через формулу:
Уровень потери напора при местном трении устанавливается скоростью и показателем местного сопротивления (указан в табличных данных).
При суммировании вышеприведенных формул выйдет общее уравнение, позволяющее определить напор насоса:
Диаметр сетей трубопроводов
При вычислении поперечного сечения труб, нужно учитывать, что большая скорость перекачиваемых сред уменьшает материалоемкость изделий и снижает цену установку систем. Но увеличение скорости приводит к потерям напора, требующим добавочного расхода энергии для перекачки сред. Очень большое уменьшение может привести к плохим последствиям. Для вычисления хороших показателей поперечного сечения труб служит формула (для изделий с круглым поперечным сечением):
Q = (?d?/4)·w
Для вычисления хороших показателей поперечного сечения требуется узнать скорость перекачиваемых сред, если исходить из сводных таблиц:
Конечное уравнение для определения хорошего поперечного сечения имеет следующий вид:
d = v(4Q/?w)
Гидравлический расчет обычных безнапорных сетей
Подобный расчет с их частичным (0,5-0,8) заполнением состоит в вычислении диаметра, наклонного угла и скорости транспортировки сред, действующий на расход жидкости, для его определения применяется формула:
где то — расчетный расход;
; — площадь живого сечения;
v — скорость;
С – показатель Шези;
— гидравлический радиус;
; — смоченный периметр;
i = hl /L — уклон лотка;
hl — падение лотка на длине L.
В уравнении Шези гидроуклон L отвечает наклону лотка i, что устанавливается одинаковым движением воды.
Для вычисления коэффициента Шези применяется уравнение Н. Н. Павловского (при 0,1
Ваш EMail: (не для статьи)
Ваш город:
Ваш отзыв:
Оценка: Плохо Отлично
Введите код, указанный на картинке:
