Давление в трубе – определение диаметра трубопровода в зависимости от расхода, расчет по сечению, формула максимального расхода при давлении в трубе круглого сечения

в чем измеряется, какое должно быть давление воды в трубопроводе квартиры, как рассчитать

Содержание:

Система водоснабжения выходит из строя по трем основным причинам – воздействие коррозии, наслоение различных отложений или слишком высокое внутреннее давление. Фактор коррозии в свете последних тенденций можно не рассматривать, поскольку в частном строительстве на сегодняшний день используются преимущественно полимерные изделия, не поддающиеся коррозионному воздействию. Остается лишь две причины, из-за которых водопровод может выйти из строя.

Одной из этих причин является высокое давление в трубах водоснабжения. При покупке труб нужно обязательно изучить приложенную к ним документацию, чтобы знать, при каком рабочем уровне давления их можно эксплуатировать. Помимо риска повреждения труб, превышение давления тесно связано с повышенным расходом воды, поэтому финансовые затраты тоже увеличатся.

Давление воды в водопроводе

Систему водоснабжения можно прокладывать так и самостоятельно, так и при помощи специалистов. Большинство фирм, занимающихся строительством, предлагают свои услуги по монтажу водопровода. Прежде чем согласиться на такой вариант, стоит узнать, насколько качественно были выполнены предыдущие работы этих специалистов.

В любом случае, кто бы ни занимался прокладкой водоснабжения, результат в итоге должен получиться одинаковым – а для этого нужно знать, какое давление должно быть в трубах водоснабжения. Среднее давление, необходимое для работы водопроводных кранов, составляет 0,5 бар. Разумеется, эта величина может слегка варьироваться в зависимости от различных факторов – например, тип трубопровода и материал изготовления труб сильно влияют на давление в системе.

Чтобы система водоснабжения могла нормально функционировать, перед ее обустройством нужно разобраться в принципах ее работы и требованиях, предъявляемых к данному виду систем. Кроме того, нужно точно знать, в чем измеряется давление воды в трубах и как проводить расчет водопроводной системы.

Гидроаккумуляторы и расширительные баки

Проектируя частный дом или жилье на загородном участке, нужно учитывать массу систем помимо водоснабжения. Например, обязательно потребуется система отведения стоков, водопровод с горячей водой, система пожаротушения и прочие. Кроме того, на загородных участках зачастую прокладывается отдельная ветка водопровода, позволяющая поливать сад и огород. О необходимости установки отопления можно вообще не говорить – без нее комфортная жизнь в доме попросту невозможна.

Для функционирования водоснабжения, пожаротушения и фильтрационной системы требуются гидроаккумуляторы, а для остальных систем необходимы расширительные баки. В местах забора воды и на выходе разогретой воды из отопительного оборудования также требуются расширительные баки, которые смогут компенсировать возникающие в системах гидроудары.

Расширительный бак, подключенный к водопроводу с горячей водой, выполняет функцию предохранителя – лишнее давление будет стравливаться именно в него, защищая систему от повреждений. Система пожаротушения использует гидроаккумулятор, да и цель другая – в нем содержится резервная вода, необходимая для тушения пожара. Стандартные бытовые гидроаккумуляторы выдерживают давление до 6 бар.

Особняком стоит отопительная система частного дома. Теплоноситель, находящийся в трубах, проходит путь от выхода из котла до входа через обратный контур. Находясь в котле, теплоноситель разогревается, увеличиваясь в объеме. Как правило, в качестве теплоносителя используется вода, которая при разогреве до рабочей температуры увеличивается в объеме более чем на 3%.

Тепловое расширение жидкости обязательно приведет к повреждению трубопровода, вплоть до полной потери им работоспособности. Чтобы этого не произошло, а также чтобы не возникало падение давления в трубопроводе, систему необходимо дополнительно оснащать расширительным баком, который компенсирует увеличившийся объем теплоносителя.

Разновидности расширительных баков водоснабжения

Существует два вида расширительных баков:

1. Открытые. При использовании таких баков получается открытая отопительная система, работающая в условиях низкого давления. Соединение с атмосферой позволяет теплоносителю свободно выходить из системы и повышает влияние коррозии на металлический трубопровод. Открытые расширительные баки крайне не рекомендуется использовать в отопительных системах.
2. Закрытые. Данный вид расширительного бака, в отличие от предыдущего, можно подключать к трубопроводу в любом месте, поэтому его не нужно утеплять. Все остальные недостатки устройств открытого типа в данном случае неактуальны, поэтому закрытые устройства используются практически повсеместно.

Расширительные баки, подключенные к водоснабжению, обеспечивают конструкции надежную защиту от гидроудара, обычно возникающего в результате аварийного отключения насоса или при резком открытии водозаборного крана. Такая динамическая нагрузка может в несколько раз превысить обычное давление, стабильно находящееся в системе.

Классификация гидроаккумуляторов выглядит точно так же – есть открытые и закрытые устройства. Отрицательные качества открытых баков свойственны и открытым гидроаккумуляторам. Сами по себе гидроаккумуляторы, как следует из их названия, содержат в себе запас жидкости, которую при необходимости можно запустить в систему.

Устройство гидроаккумуляторов

Главным рабочим элементом любого гидроаккумулятора является мембрана, а само устройство работает по следующему принципу:

• В мембранной камере бака находится воздух, который при запуске насоса во время заполнения камеры водой уменьшается в объеме, то есть его давление увеличивается;
• Созданное давление передается на реле, обеспечивающее запуск и отключение насоса;
• Когда давление в системе становится избыточным, реле отключает насос, тем самым останавливая процесс повышения давления;
• Вода в трубопроводе водоснабжения постепенно забирается, и давление стабилизируется, в результате чего реле автоматически запускает насос;
• Нарушение герметичности трубопровода и сопутствующее ему постоянное снижение давление не позволит реле запустить насос заново, а при слишком высоком давлении насос будет отключаться.

При выборе гидроаккумулятора нужно отталкиваться в первую очередь от его объема. Дело в том, что этот показатель напрямую влияет на долговечность устройства – чем чаще приходится срабатывать мембране, тем раньше гидроаккумулятор выйдет из строя.

Как показывает практика, для водопровода, к которому подключено три водозаборных точки, вполне хватает одного гидроаккумулятора объемом 24 л, а для всех остальных случаев подойдет 50-литровый бак. Впрочем, лучше всего перед выбором бака рассчитать его объем, который зависит от количества сантехнических устройств, потребляющих воду. Читайте также: «Почему гудят водопроводные трубы – причины и способы устранения шума».

Расчет давления воды в трубах

Для расчета водопровода нужно знать, в чем измеряется давление воды в трубопроводе и какие используются обозначения. Максимальное и минимальное значение давления в баке обозначаются как Pmax и Pmin. Разность между этими величинами всегда имеет прямую зависимость от объема воды, которая поступает в систему из гидроаккумулятора. Высокое значение разности двух давлений говорит о том, что КПД бака достаточно высок, но при этом слишком большая разность создает вероятность прорыва мембраны.

Расчет максимального и минимального давления в трубах водоснабжения осуществляется в соответствии со следующими правилами:

1. Усилие в мембранной камере должно быть достаточным для подъема воды на максимальную высоту расположения труб в здании. Например, для системы высотой 10 м требуется давление, равное 1 бар. Чтобы насос запускался, к расчетной величине Pmin нужно прибавлять 0,2 бар, то есть в результате минимальное давление будет равняться 1,2 бар.
2. Чтобы достичь нормального водозабора, нужно измерить расстояние между расположением верхней водозаборной точки и гидроаккумулятором. С учетом перепада давления в кранах, который должен составлять не менее 0,5 бар, получается, что минимальное давление для системы высотой 10 м составляет 1,5 бар.
3. Максимальное давление высчитывается в зависимости от эксплуатационных показателей насоса, гидравлического сопротивления в трубах водоснабжения и стабильности электросети, которая также оказывает влияние на работу насоса.

Такая методика расчета не отличается простотой, но ее можно упростить. Достаточно знать, что разность давления в трубопроводе загородного дома должна находиться в пределах 1-1,2 бар. Если знать это правило, то рассчитать давление в трубопроводах водоснабжения становится очень просто – к минимальному значению прибавляется разность давлений (в рассматриваемом случае итоговое значение максимального давления составляет 2,7 бар).

Специалисты в области прокладки водопроводных сетей советуют при расчете максимального значения давления в системе учитывать мощность насоса, которая должна быть на 30% больше Pmax. То есть, достаточно подобрать насос, который обеспечит минимальный напор воды.

Чтобы измерить давление в трубах водоснабжения, используется обычный манометр. Измерения лучше всего проводить в динамике, когда вода движется по трубам. Для обеспечения корректности замеров стоит открыть хотя бы два крана до упора.

Если динамическое давление на протяжении суток серьезно меняется, то можно говорить о нарушении работы водопровода. Также нужно знать, что значения, полученные при измерении системы горячего водоснабжения, могут сильно отличаться от показаний водопровода, транспортирующего холодную воду.

Немаловажным является и погрешность устройств, используемых для проведения замеров. Достаточно хорошим является класс прибора 0,6, погрешность которого составляет 0,6%. Впрочем, для бытового использования вполне подойдет устройства класса 1,5.

Эксплуатация труб водоснабжения

Любой водопровод требует качественного и регулярного обслуживания. Первым делом система проверяется на герметичность. После устранения протечек, если таковые имеются, необходимо измерить давление в системе при помощи манометра. При замерах должно получиться значение, равное Pmin.

Если результат измерений на 10% ниже, чем минимальное расчетное значение давления, то нужно воспользоваться компрессором и увеличить давление до значения, необходимого для запуска насоса. Когда насос выключился, нужно снова измерить давление, но на этот раз его нужно сравнивать с Pmax при той же погрешности. Остается только открыть и закрыть кран, чтобы удостовериться в корректной работе системы водоснабжения.

Гидравлические удары в трубах водоснабжения

Вода, транспортируемая по трубам, имеет определенную инерцию, поэтому при резкой остановке жидкость начинает уплотняться в результате давления, оказываемого той частью воды, которая продолжает движение. В результате появляется сильная ударная волна, направленная в противоположную току воды сторону.

Для разных материалов скорость распространения ударной волны будет отличаться, но эта величина всегда достаточно опасна. Например, в том случае, если насос прекратил подачу воды в расположенный над ним резервуар, вода устремится вниз и тем самым создаст зону повышенного давления.

Эта зона рано или поздно все же достигнет резервуара, но отразится им в сторону насоса, который из-за гидравлического удара может начать работать в обратную сторону. Даже если установить обратный клапан, проблема все равно будет возникать – уплотненная вода все равно ударит в одну из слабых точек системы.

Чтобы такое явление не возникало, необходимо использовать обратный клапан, время срабатывания которого зависит от времени перемещения воды к резервуару и от него. Получится формула вида T = 2L/V, в которой L – расстояние между насосом и резервуаром, а V – скорость движения ударной волны.

Используя эту формулу и известные значения скорости распространения ударной волны, можно нивелировать воздействие гидроударов на систему водоснабжения. Для уменьшения скорости срабатывания обратных клапанов используются дополнительные клапаны-гасители, за счет которых и обеспечивается защита системы.

Заключение

Правильное давление в трубах водоснабжения – это один из важнейших параметров данной системы, напрямую влияющий на ее эффективность и долговечность. Рассчитывать давление в трубах водоснабжения в квартире и частном доме необходимо, чтобы снизить вероятность повреждения системы и последующего ремонта. 

Как вычислить давление в трубе

В каждом современном доме одним из основных условий комфорта есть водопровод. А с возникновением новой техники, требующей подключения к водопроводу, его роль в доме стала крайне важной. Многие люди уже не воображают, как возможно обойтись без стиральной машины, бойлера, посудомоечной машины и т.д. Но любой из этих аппаратов для верной работы требует определенного давления воды, поступающей из водопровода. И вот человек, решивший установить новый водопровод у себя дома, вспоминает о том, как вычислить давление в трубе, дабы все сантехнические устройства прекрасно работали.

Требования современного водопровода

Современный водопровод обязан отвечать всем характеристикам и требованиям. На выходе из крана вода обязана литься плавно, без рывков. Следовательно, в системе не должно быть перепадов давления при разборе воды. Идущая по трубам вода не должна создавать шума, иметь примеси воздуха и других посторонних накоплений, каковые пагубно воздействуют на керамические краны и другую сантехнику. Дабы не было этих неприятных казусов, давление воды в трубе не должно падать ниже своего минимума при разборе воды.

Совет! Минимальное давление водопровода должно составлять 1,5 атмосферы. Для того чтобы давления достаточно для работы посудомоечной и стиральной машины.

Нужно учитывать еще одну ответственную чёрта водопровода, связанную с расходом воды. В любом жилом помещении находится не одна точка разбора воды. Исходя из этого расчет водопровода обязан всецело снабжать потребность воды всех сантехнических устройств при одновременном включении. Данный параметр достигается не только давлением, но и объемом поступающей воды, которую может пропустить труба определенного сечения. Говоря несложным языком, перед монтажом требуется выполнить некоторый гидравлический расчет водопровода, с учетом давления и расхода воды.

Перед расчетом давайте поближе ознакомимся с двумя такими понятиями, как расход и давление, чтобы выяснить их сущность.

Давление

Как мы знаем, центральный водопровод в прошлом подключали к водонапорной башне. Эта башня формирует в сети водопровода давление. Единицей измерения давления есть атмосфера. Причем

Давление воды в трубопроводе — Учебник сантехника

Наиболее возможными обстоятельствами нарушений в работе системы водоснабжения в частном доме являются, как мы знаем, коррозия стенок труб, отложение на них солей и большое давление воды в трубопроводе. С учётом того, что в последние годы на смену железным трубам всё чаще приходят их пластмассовые аналоги, настоящую угрозу вашему водопроводу воображают только две последние из вышеперечисленных обстоятельств. Вопрос о борьбе с солевыми отложениями не подпадает под тематику нашей статьи (не смотря на то, что они и воздействуют частично на показатели давления в трубах), в связи с чем нами будет рассмотрено только последний фактор.

Для предупреждения вероятных неприятностей перед приобретением трубных изделий нужно ознакомиться с прилагаемым к ним паспортом и убедиться в том, что они способны выдерживать давления, предусмотренные в вашей системе водоснабжения.

Совет! Повышенное давление в системе влечёт за собой повышение расхода воды.

Это ведет к дополнительному расходу электричества, потребляемой насосным оборудованием, которое снабжает непрерывную циркуляцию воды в системе.

Величина давления

Хорошо как мы знаем, что поддержание обычного уровня давления воды в трубах есть наиболее значимым условием работоспособности водопроводной сети, и её долгой и безаварийной эксплуатации. Наряду с этим величина давления в трубопроводе может заметно различаться от фиксированного среднего показателя, нормируемого для бытовых водопроводных систем.

Так, к примеру, для обычной работы кухонного вентиля давление носителя в системе водоснабжения не должно быть менее 0,5 бар.

Но в настоящих условиях величина этого показателя, в большинстве случаев, пара отличается от указанного значения. Вот из-за чего при приемке системы водоснабжения (по окончании её ремонта, в частности) нужно проконтролировать рабочее давление на предмет его соответствия установленным нормативам.

Ну а в случае независимой прокладки трубопроводов перед тем как приступить к работам направляться пристально ознакомиться с основными требованиями, предъявляемыми к бытовым водопроводным системам, и с общепринятым порядком их обустройства.

Приспособления для выравнивания давления

Рассмотрим кое-какие приспособления, каковые окажут помощь выровнять давление. 

Расширительный бачок

Для выравнивания давления воды в бытовых трубопроводах смогут употребляться особые приспособления, разрешающие удалять излишки носителя. Причём избыточное давление в системе возможно компенсировать весьма просто – для этого в ней устанавливается так называемый расширительный бачок, принимающий на себя все излишки носителя.

В соответствии со своей конструкцией, все узнаваемые образцы расширительных (компенсационных) бачков подразделяются на устройства открытого и закрытого типа. Они частенько употребляются в системах снабжения объектов тёплой водой, потому, что в этом случае возможность образования перепадов давления в системе весьма громадна. Связано это с тем, что теплоноситель в ходе своей циркуляции по сети (из «обратки» – в нагревательный котёл, а после этого опять в систему) пара увеличивает свой количество.

Со

давление (в трубопроводе) — это… Что такое давление (в трубопроводе)?



давление (в трубопроводе)

Тематики

• нефтегазовая промышленность

Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.

• давление
• давление (для жидких и газообразных сред)

Смотреть что такое «давление (в трубопроводе)» в других словарях:

• давление в трубопроводе — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN line pressurepipeline pressure …   Справочник технического переводчика

• давление — 2.3 давление: Механическая величина, характеризующая интенсивность сил, действующих на внутреннюю (внутреннее давление среды) или наружную (внешнее давление воды, грунта) поверхность трубопровода по нормали к ней. Источник: СТО Газпром 2 2.1 318… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Давление разрешенное — 5 . Давление разрешенное максимально допустимое избыточное давление в трубопроводе или его фасонной детали, установленное по результатам технического освидетельствования или контрольного расчета на прочность, Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Давление трубопровода разрешенное — 5. Давление разрешенное максимально допустимое избыточное давление в трубопроводе или его фасонной детали, установленное по результатам технического освидетельствования или контрольного расчета на прочность… Источник: Постановление… …   Официальная терминология

• Давление полного открытия предохранительного клапана — · Давление полного открытия предохранительного клапана максимальное избыточное давление в аппарате или трубопроводе, вызывающее действие клапана. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• давление расчетное внутреннее в трубопроводе — Давление, принятое как постоянно действующее максимальное давление, оказываемое транспортируемой средой на трубопровод в процессе его эксплуатации, и на которое рассчитана трубопроводная система. [РД 01.120.00 КТН 228 06] Тематики магистральный… …   Справочник технического переводчика

• давление проходное в трубопроводе — Давление в данном сечении трубопровода при одном из технологических режимов эксплуатации. [РД 01.120.00 КТН 228 06] Тематики магистральный нефтепроводный транспорт …   Справочник технического переводчика

• давление среды в измерительном трубопроводе — Давление, измеренное в месте расположения отверстия для отбора давления перед сужающим устройством. [ГОСТ 8.563.1 97] Тематики измерение расхода жидкости и газа …   Справочник технического переводчика

• давление в нагнетательном трубопроводе — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN discharge line pressure …   Справочник технического переводчика

• давление в напорном трубопроводе — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN flowing pressure …   Справочник технического переводчика

нормативы, единица измерения, расчет и регулирование

Содержание статьи:

Рабочее давление в системе водоснабжения выполняет непростую задачу. От эффективности напора зависит работоспособность многих бытовых приборов. В душе высокий показатель наиболее важен, в противном случае вода просто будет сочиться из лейки, не имея возможности подняться по стояку.

Давление в городском и частном трубопроводе

По ГОСТу давление в водопроводной сети должно составлять 4 бар

Оптимизация давления в городском водопроводе невозможна, кроме того, точных сведений о силе напора на данный момент не предоставляют. Если магистраль соответствует установленному ГОСТу, давление будет составлять 4 бар. Однако этот показатель часто снижается до отметки 2,5-2,7 бар. Поэтому, расход воды может быть минимальным.

В частном (автономном) водопроводе напор воды высчитывается индивидуально. Это зависит от типа выбранной сантехники, а также показателя сопротивления при прохождении ресурса по трубам из источника. Огромную роль несет выбранное насосное оборудование. Оптимальным показателем в частном секторе является давление 1,5-2 бар. Проверить это можно манометром.

Нормативные требования

Измерения давления воды в многоквартирных домах и в частном секторе практически не имеют различий. У каждой разновидности трубопровода есть свой предел. Например, нормальный показатель соответствует 1 бар, то есть 1,0197 Атмосфер.

В коммуникационных водомагистральных сетях превышение 4 бар недопустимо. Они способны поставлять воду на высоту стояков до 10 метров. С такими данными напор воды будет одинаковым на всех этажах. Тем не менее, столь высокое давление бывает в редких случаях. Типовая водопроводная конструкция имеет отметку 2,5-7,5 бар, причем последнее считается высоким для обычного водопровода для частных и многоквартирных домов.

Если в городском трубопроводе отметка превышает 6,5 бар, это может вывести из строя ряд электроприборов: стиральную машину, бойлер, посудомойку. Величину до 10 бар используют только в промышленных трубопроводах, имеющих шовные и резьбовые соединения.

Если в доме установлено джакузи, ему достаточно показателя силы напора для горячего водоснабжения 4 бар. Стиральная машина и душ будут работать при стабильном давлении на отметке 1,5 бар. Таким образом, одинаковым нормативом для городского и частного водоснабжения является показатель давления 4 бар. При первичном проведении водопровода необходимо узнавать, какими именно будут показатели.

Единица измерения давления

Когда владелец дома или квартиры замечает, что бытовая техника не справляется со своими задачами, подозрение падает на некачественную подачу воды. Приходится выполнять измерения, для чего необходимо точно знать единицу, по которой определяется сила напора в водопроводных системах. Могут использоваться разные единицы измерения давления воды в водопроводе.

• Величина водяного столба, которую определяют для ведения гидравлических расчетов. Она соответствует гидростатическому давлению при столбе размером 1 мм и при одновременном показателе температуры 4 градуса.
• Бар. Его значение приравнивается к одной атмосфере либо заменяется на подъем 10 метров водяного столба. В таком случае, бесперебойная работа посудомоечной машины будет осуществляться только при показателе давления не менее 2 бар. Это можно рассчитать по специальной формуле. Повышать или понижать его допустимо в крайних случаях.
• Техническая атмосфера. Определяется при помощи значения Мирового океана. Например, 1 атмосфера полностью соответствует давлению в момент наложения силы, равной 1 кг на площадь 1 кв.см.
• Паскаль. Его величина подразумевает 1 Ньютон, умноженный на 1 кв.м. Такая единица относится к международным системам, поэтому применяется в нашей стране реже.
• PSI, фунт на дюйм квадратный. Одна единица PSI соответствует постоянной величине 6894,75729 Па, можно посчитать в мПа. Чаще применяется на автомобильных манометрах, но иногда и на устройствах определения водопроводного давления.

СНиП указывает, что максимальный показатель давления должен быть не более 6 атмосфер, в то время как нижний предел соответствовать 0,2 атмосфер и более. Убедиться в этом поможет таблица стандартов, которую предоставляет каждый поставщик.

Если давление соответствует нормативным требованиям, водой можно обеспечить всех без исключения жителей в многоэтажках.

Расчет давления воды

Давление в зависимости от диаметра трубы

Если на трубе, входящей в дом или квартиру, имеется установленный манометр, давление будет измеряться автоматически без ручных расчетов. В противном случае придется вычислить эту величину. На эту процедуру уходит не более пяти минут. Сколько будет показатель, можно понять без расчетов. Подготовьте набор инструментов:

• съемный манометр;
• шланг, имеющий аналогичный диаметр, как на трубе;
• штуцер с резьбовым соединением размером ½ дюйма;
• сантехнический скотч и хомут.

На одну сторону шланга закрепляют манометр при помощи хомута, в противоположное отверстие вставляют штуцер и фиксируют аналогичным образом. Душевую лейку снимают, вставляют на ее место штуцер и несколько раз переключают воду: душ-кран. Это поможет выгнать накопившийся воздух. Если появляются подтеки в местах соединения, необходимо их устранить путем приматывания сантехнического скотча. После этого на манометре стрелка покажет уровень давления в трубопроводе.

Способы повышения и понижения давления трубопроводе

Насос для повышения давления воды

Несоответствие нормам давления в трубопроводе часто приводит к неприятностям, поэтому приходится устранить эту проблему собственными руками, если такую услугу не предоставляет водоканал. Существует несколько способов, которые помогают увеличивать и при надобности уменьшать водяное давление в магистрали.

Варианты повышения давления в автономном и квартирном трубопроводе

Существует два способа поднять давление и пользоваться водой в свое удовольствие без перепадов напора. Для таких целей жители могут создавать специальные условия: устанавливать квартирные насосы или насосные станции.

1. Обыкновенный насос. Монтаж осуществляется на трубу водоснабжения в домах или квартирах в той точке, где происходит забор ресурса – недалеко от крана или душевой лейки. Таким устройством можно пользоваться, если нужно повысить давление показателя до 1,5 бар. Оборудование легко обслуживается и не требует дополнительных составляющих. Для повышения показателей необходим подбор более серьёзного устройства.
2. Насосная станция. Больше подходит для владельцев частных домов с автономным водоснабжением. Для работы такой конструкции необходимо иметь дополнительное пространство, так как насосная станция устанавливается в комплексе с накопительным резервуаром. Для таких целей подходит подвальное помещение. Благодаря наличию расширительного бака даже при отключении централизованного холодного водообеспечения давление будет поддерживаться и владельцу хватит ресурса на сутки.

Любой насос в системе имеет встроенные датчики и механизмы контроля, которые запускают/отключают устройство в случае понижения оптимального показателя давления или его повышения. Таким образом получается уменьшить или увеличить показатели.

Методы понижения давления в водопроводе

Чтобы понизить давление воды в водопроводной сети, потребуется установка редуктора в магистраль в том месте, где труба заходит в дом или квартиру. Такой механизм представляет собой небольшую конструкцию с двумя резьбовыми соединениями. Они отлично защищают бытовую технику от гидроудара и снижают нагрузку на домашний трубопровод в целом.

Принцип работы регулятора заключается в выравнивании силы диафрагмы и удерживающей пружины. Как только происходит водозабор, давление падает, поэтому действие пружины усиливается. При этом отверстие открывается до стабилизации давления в трубопроводе. Соответственно, если будет скакать давление, это не повлияет на открытие и закрытие встроенного клапана, поэтому пользователь будет получать ресурс стабильным напором.

Причины слабого давления в трубах

Зарегистрирован ряд случаев, по причине которых может снижаться напор воды в любом из типов трубопровода.

• Наличие крупного засора в сечении трубопровода, наросль ила и других отложений. Со временем просвет патрубков уменьшается, соответственно и давление может падать.
• Авария на насосной станции. При неправильно работающем оборудовании могут возникнуть некоторые проблемы с темпами поставки воды в дома. Это может сопровождаться снижением напора либо полным его отсутствием на протяжении длительного времени.
• Отсутствует электричество. Насосная станция работает от электросети, поэтому при ее отключении возникает снижение подачи воды в многоквартирные и частные дома.
• Образование утечки. Если в магистрали, подходящей к дому, наблюдается потеря ресурса, это существенно сказывается на давлении. При таких обстоятельствах напор снижается, и вода может течь тонкой струйкой.
• Повышенный водозабор. Такую проблему наблюдают поздней весной, летом и осенью. Большая часть населения ведет огородничество, делает заготовки на зиму. У многих плоды растут прямо на придомовом участке даже в многоэтажных жилых массивах.

Жителям остается только терпеть перебои в подаче воды. В лучшем случае можно составить коллективное письмо в организацию, которая предоставляет услуги по водоснабжению. Обязательным условием при этом является требование регулярно измерять давления воды в трубопроводе.

Расчет диаметра трубопровода по расходу, зависимость расхода от давления

Для того чтобы правильно смонтировать конструкцию водопровода, начиная разработку и планирование системы, необходимо рассчитать расход воды через трубу.

От полученных данных зависят основные параметры домашнего водовода.

В этой статье читатели смогут познакомиться с основными методиками, которые помогут им самостоятельно выполнить расчет своей водопроводной системы.

Как рассчитать необходимый диаметр трубы

Цель расчета диаметра трубопровода по расходу: Определение диаметра и сечения трубопровода на основе данных о расходе и скорости продольного перемещения воды.

Выполнить такой расчет достаточно сложно. Нужно учесть очень много нюансов, связанных с техническими и экономическими данными. Эти параметры взаимосвязаны между собой. Диаметр трубопровода зависит от вида жидкости, которая будет по нему перекачиваться.

Если увеличить скорость движения потока можно уменьшить диаметр трубы. Автоматически снизится материалоемкость. Смонтировать такую систему будет намного проще, упадет стоимость работ.

Однако увеличение движения потока вызовет потери напора, которые требуют создание дополнительной энергии, для перекачки. Если очень сильно ее уменьшить, могут появиться нежелательные последствия.

С помощью формул ниже можно как рассчитать расход воды в трубе, так и, определить зависимость диаметра трубы от расхода жидкости.

Когда выполняется проектирование трубопровода, в большинстве случаев, сразу задается величина расхода воды. Неизвестными остаются две величины:

•  Диаметр трубы;
• Скорость потока.

Сделать полностью технико-экономический расчет очень сложно. Для этого нужны соответствующие инженерные знания и много времени. Чтобы облегчить такую задачу при расчете нужного диаметра трубы, пользуются справочными материалами. В них даются значения наилучшей скорости потока, полученные опытным путем.

Итоговая расчетная формула для оптимального диаметра трубопровода выглядит следующим образом:

d = √(4Q/Πw)
Q – расход перекачиваемой жидкости, м3/с
d – диаметр трубопровода, м
w – скорость потока, м/с

Подходящая скорость жидкости, в зависимости от вида трубопровода

Прежде всего учитываются минимальные затраты, без которых невозможно перекачивать жидкость. Кроме того, обязательно рассматривается стоимость трубопровода.

При расчете, нужно всегда помнить об ограничениях скорости двигающейся среды. В некоторых случаях, размер магистрального трубопровода должен отвечать требованиям, заложенным в технологический процесс.

На габариты трубопровода влияют также возможные скачки давления.

Когда делаются предварительные расчеты, изменение давление в расчет не берется. За основу проектирования технологического трубопровода берется допустимая скорость.

Когда в проектируемом трубопроводе существуют изменения направления движения, поверхность трубы начинает испытывать большое давление, направленное перпендикулярно движению потока.

Такое увеличение связано с несколькими показателями:

• Скорость жидкости;
• Плотность;
• Исходное давление (напор).

Причем скорость всегда находится в обратной пропорции к диаметру трубы. Именно поэтому для высокоскоростных жидкостей требуется правильный выбор конфигурации, грамотный подбор габаритов трубопровода.

К примеру, если перекачивается серная кислота, значение скорости ограничивается до величины, которая не станет причиной появления эрозия на стенках трубных колен. В результате структура трубы никогда не будет нарушена.

Скорость воды в трубопроводе формула

Объёмный расход V (60м³/час или 60/3600м³/сек) рассчитывается как произведение скорости потока w на поперечное сечение трубы S (а поперечное сечение в свою очередь считается как S=3.14 d²/4): V = 3.14 w d²/4. Отсюда получаем w = 4V/(3.14 d²). Не забудьте перевести диаметр из миллиметров в метры, то есть диаметр будет 0.159 м.

Формула расхода воды

В общем случае методология измерения расхода воды в реках и трубопроводах основана на упрощённой форме уравнения непрерывности, для несжимаемых жидкостей:

Расход воды через трубу таблица

Зависимость расхода от давления

Нет такой зависимости расхода жидкости от давления, а есть — от перепада давления. Формула выводится просто. Имеется общепринятое уравнение перепада давления при течении жидкости в трубе Δp = (λL/d) ρw²/2, λ — коэффициент трения (ищется в зависимости от скорости и диаметра трубы по графикам или соответствующим формулам), L — длина трубы, d — ее диаметр, ρ -плотность жидкости, w — скорость. С другой стороны, есть определение расхода G = ρwπd²/4. Выражаем из этой формулы скорость, подставляем ее в первое уравнение и находим зависимость расхода G = π SQRT(Δp d^5/λ/L)/4, SQRT — квадратный корень.

Коэффициент трения ищется подбором. Вначале задаете от фонаря некоторое значение скорости жидкости и определяете число Рейнольдса Re=ρwd/μ, где μ — динамическая вязкость жидкости (не путайте с кинематической вязкостью, это разные вещи). По Рейнольдсу ищете значения коэффициента трения λ = 64/Re для ламинарного режима и λ = 1/(1.82 lgRe — 1.64)² для турбулентного (здесь lg — десятичный логарифм). И берете то значение, которое выше. После того, как найдете расход жидкости и скорость, надо будет повторить весь расчет заново с новым коэффициентом трения. И такой перерасчет повторяете до тех пор, пока задаваемое для определения коэффициента трения значение скорости не совпадет до некоторой погрешности с тем значением, что вы найдете из расчета.

Похожие статьи:

Расход воды через трубу при заданном давлении

Содержание статьи

Основная задача расчёта объёма потребления воды в трубе по её сечению (диаметру) – это подобрать трубы так, чтобы водорасход не был слишком большой, а напор оставался хороший. При этом необходимо учесть:

• диаметры (ДУ внутреннего сечения),
• потери напора на рассчитываемом участке,
• скорость гидропотока,
• максимальное давление,
• влияние поворотов и затворов в системе,
• материал (характеристики стенок трубопровода) и длину и т.д..

Подбор диаметра трубы по расходу воды с помощью таблицы считается более простым, но менее точным способом, чем измерение и расчёт по давлению, скорости воды и прочим параметрам в трубопроводе, сделанный по месту.

Табличные стандартные данные и средние показатели по основным параметрам

Для определения расчётного максимального расхода воды через трубу приводится таблица для 9 самых распространённых диаметров при различных показателях давления.

Среднее значение давления в большинстве стояках находится в интервале 1,5-2,5 атмосфер. Существующая зависимость от количества этажей (особенно заметная в высотных домах) регулируется путём разделения системы водообеспечения на несколько сегментов. Водонагнетение с помощью насосов влияет и на изменение скорости гидропотока. Кроме того, при обращении к таблицам в расчёте водопотребления учитывают не только число кранов, но и количество водонагревателей, ванн и др. источников.

Изменение характеристик проходимости крана с помощью регуляторов водорасхода, экономителей, аналогичных WaterSave (http://water-save.com/), в таблицах не фиксируются и при расчёте расхода воды на (по) трубе, как правило, не учитываются.

Способы вычисления зависимостей водорасхода и диаметра трубопровода

С помощью нижеприведённых формул можно как рассчитать расход воды в трубе, так и, определить зависимость диаметра трубы от расхода воды.

В данной формуле водорасхода:

• под q принимается расход в л/с,
• V –  определяет скорость гидропотока в м/с,
• d – внутреннее сечение (диаметр в см).

Зная водорасход и d сечения, можно, применив обратные вычисления, установить скорость, или, зная расход и скорость – определить диаметр. В случае наличия дополнительного нагнетателя (например, в высотных зданиях), создаваемое им давление и скорость гидропотока указываются в паспорте прибора. Без дополнительного нагнетания скорость потока чаще всего варьируется в интервале 0,8-1,5 м/сек.

Для более точных вычислений принимают во внимание потери напора, используя формулу Дарси:

Для вычисления необходимо дополнительно установить:

• длину трубопровода (L),
• коэффициент потерь, который зависит от шероховатостей стенок трубопровода, турбулентности, кривизны и участков с запорной арматурой (λ),
• вязкость жидкости (ρ).

Зависимость между значением D трубопровода, скоростью гидропотока (V) и водорасходом (q) с учётом угла уклона (i) можно выразить в таблице, где две известные величины соединяются прямой линией, а значение искомой величины будет видно на пересечении шкалы и прямой. 

Для технического обоснования также строят графики зависимости эксплуатационных и капитальных затрат с определением оптимального значения D, которое устанавливается в точке пересечения кривых эксплуатационных и капитальных затрат.

Расчёт расхода воды через трубу с учётом падения давления можно проводить с помощью онлайн-калькуляторов (например: http://allcalc.ru/node/498; https://www.calc.ru/gidravlicheskiy-raschet-truboprovoda.html). Для гидравлического расчёта, как и в формуле, нужно учесть коэффициент потерь, что предполагает выбор:

1. способа расчёта сопротивления,
2. материала и вида трубопроводных систем (сталь, чугун, асбоценмент, железобетон, пластмасса), где принимается во внимание, что, например, пластиковые поверхности менее шероховатые, чем стальные, и не подвергаются коррозии,
3. внутреннего диаметры,
4. длины участка,
5. падения напора на каждый метр трубопровода.

В некоторых калькуляторах учитываются дополнительные характеристики трубопроводных систем, например:

• новые или не новые с битумным покрытием или без внутреннего защитного покрытия,
• с внешним пластиковым или полимерцементным покрытием,
• с внешним цементно-песчаным покрытием, нанесённым разными методами и др.

Читайте далее

Оставьте комментарий и вступите в дискуссию