Скорость воды в трубе формула: Профессиональный расчет диаметра трубы по формулам для водоснабжения

Содержание

Расчет диаметра трубопровода, скорости потока рабочей жидкости | Мир гидравлики

Расчет диаметра трубопровода, скорости потока рабочей жидкости

При проведении расчетов по определению диаметра трубопровода (магистрали) и скорости прохождения по нему рабочей жидкости необходимо учитывать его принципиальное назначение. Магистрали гидравлической системы делятся на всасывающие, напорные и сливные.

Ниже приведена справочная информация, по рекомендуемой скорости прохождения потока жидкости в трубопроводах и магистралях гидропривода.

При проектировании (объемного гидропривода) расчетная скорость жидкости (ед. измерения, м/с) должна быть в пределах указанных значений справочной таблицы.

Для вычисления скоростного показателя V рабочей жидкости (единица измерения м/сек), используются параметры:

1) Внутренний диаметр применяемой трубы диаметр d (мм)
2) Подача от гидравлического насоса Q (л/мин)

Для правильного подбора соответствующего диаметра магистрали (напорной, всасывающей и сливной)

1) Подберите в предложенном справочном блоке, оптимальный скоростной показатель для рассчитываемого трубопровода

V, (м/сек)
2) Заполните форму подача насоса Q (л/мин)

Далее нажимаем «Вычислить d», для получения рассчитываемого параметра.

Заполните формы

Справочный блок рекомендуемой скорости прохождения потока в трубопроводе:

назначение	скорость	допустимая скорость потока жидкости
1. Всасывающий трубопровод	v	от 0.50 до 1 м/сек.
2. Сливной трубопровод	v	от 1.250 до 3 м/сек.
3. Напорный трубопровод	v	3.20 м/сек. при давлении свыше 100 бар,(10МПа)
4. Напорный трубопровод	v	от 3.50 до 5 м/сек. при давлении свыше 150 бар,(15МПа)
5. Напорный трубопровод	v	от 5.250 до 7 м/сек. при давлении свыше 200 бар,(20МПа)
6. Напорный трубопровод	v	от 7. 250 до 9 м/сек. при давлении свыше 350 бар,(35МПа)

Если давление в МПа необходимо произвести пересчет их в бары, прим.(1МПа = 10 бар)

Примечание, для разделения разрядов используйте «.»(точка)

Таблица расчета пропускной способности трубы — Мои статьи — Информация для абонентов

Приложение №6

Правил пользования системами коммунального

водоснабжения и канализации в РФ

Таблица объемов водопотребления и водоотведения,

рассчитанных по пропускной способности

присоединения

Расчет производится по формуле:

ОБЪЕМ=πd²/4*1,2м/сек*3600сек/час*24час*Т,

где d – диаметр присоединения, м

π = 3,14

Т – продолжительность пользования

1,2 м/сек – скорость движения воды (п.57 Правил)

Диаметр	Время пользования присоединением, сут
присоединения	Объемы водопотребления (водоотведения) в куб. м
d, мм	1 час	1 сут	30 дней	31 день	365 суток
15	0,8	18	540	558	6570
20	1,4	33	990	1023	12045
25	2,2	51	1530	1584	18615
32	3,5	83	2490	2573	30295
40	5,4	130	3900	4030	47450
50	8,5	203	6090	6293	74095
65	14,5	344	10320	10644	125560
80	21,5	520	15600	16120	189800
100	34	814	24420	25234	298110

ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ТРУБОПРОВОДОВ

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 9Следующая ⇒

Гидравлический расчет трубопроводов позволяет решать три основные задачи:

1) определять необходимый напор для пропуска известного расхода воды при заданном диаметре труб;

2) определять пропускную способность труб заданного диаметра при известных потерях напора;

3) определять сечение трубопроводов при заданных расходах воды и потерях напора.

Потери напора в трубопроводе слагаются из потерь на трение по длине и потерь на преодоление местных сопротивлений, т. е.

(1.104)

Потери напора по длине трубопроводов определяют по формуле Дарси—Вейсбаха:

где λ— коэффициент сопротивления трения по длине l; d_p— расчетный внутренний диаметр труб, м; υ — средняя скорость движения жидкости, м/с; R — гидравлический радиус.

Если для круглой трубы определить скорость движения жидкости

(1.105)

то потери напора по длине можно вычислить по формуле

(1.106)

где — удельное сопротивление, т. е. сопротивление 1 м трубопровода.

Сопротивление по всей длине / трубопровода составит S_l = А_l1 и тогда

(1.107)

Потери напора на единицу длины трубопровода называют гидравлическим уклоном

i, т. е.

(1. 108)

Коэффициент сопротивления λ при движении воды в новых и бывших в эксплуатации трубопроводах из различных материалов определяют по зависимостям, полученным во ВНИИ ВОДГЕО д-ром техн. наук Ф. А. Шевелевым:

для новых стальных труб

для стальных чугунных труб, бывших в эксплуатации

При гидравлических расчетах водопроводных труб удельное сопротивление можно подсчитать по формуле, составленной с учетом увеличения коэффициента X вследствие возрастания шероховатости стенок труб во время их эксплуатации в результате коррозии или образования отложений:

(1.109)

Эта формула справедлива при скорости движения воды υ ≥1,2 м/с. При меньших скоростях в значения удельных сопротивлений вводится поправочный коэффициент

К_nна неквадратичность зависимости потерь напора от средней скорости движения жидкости. Тогда формулы (1.106) и (1.107) приобретают такой вид:

(1. 110)

Значения поправочного коэффициента К_nизменяютсяот 1 до
1,4 при изменении скорости от 1,2до 0,2 м/с. Поправочныйкоэффи
циент определяют по формуле

Потери напора на преодоление местных сопротивлений определяют по формуле:

(1.111)

По аналогии с формулой (1.106) можно записать

При расчетах трубопроводов местные потери можно выразить ввиде потерь напора на трение по эквивалентной длине. При этом h_м= h_l_э, т. е. Σ ζQA_м_lQ² = A_tL_эQ²или A_ll_э = А_мΣ ζ, откуда

(1.112)

Величину 1_Эназывают эквивалентной длиной трубопровода, соответствующей данному местному сопротивлению с коэффициентом ζ.

Расход можно определить из уравнения (1.107): Q = . Для определения расхода и скорости жидкости, протекающей по трубопроводу, пользуются также (преимущественно для каналов и труб некруглого сечения) уравнением Шези: . Применение уравнения Шези изложено в § 38.

При расчете трубопроводов используют не только удельное и общее сопротивление А_l, и S_l, но и другие гидравлические характеристики, например, проводимость трубопроводов:

(1.113)

— расходная характеристика:

(1.114)

Расходная характеристика и проводимость, соответствующие местным сопротивлениям, по аналогии будут представлены следующими соотношениями:

Расход жидкости, движущейся по трубопроводу, может быть определен через проводимость Р_lт. е.

(1.115)

Для упрощения расчетов по приведенным формулам составлены таблицы значений удельных сопротивлений А_lс поправочным коэффициентом К_n(прил. 1). При гидравлическом расчете стальных труб стандартных диаметров можно использовать прил. 2.

Диаметр трубопровода определяют в зависимости от расхода перекачиваемой жидкости и скорости ее движения по формуле

где d —диаметр трубы, м; Q — расчетный расход воды, м³/с; υ— средняя скорость движения, м/с; для малых диаметров (до 400 мм) υпринимается в прц-делах 0,7—1 м/с, а для средних и больших диаметров — 1 — 1,5 м/с.

Следует иметь в виду, что с уменьшением диаметров трубо-провода’при одном и том же расходе увеличиваются скорость и потери напора, а с увеличением скорости и потерь напора возрастают эксплуатационные расходы. С увеличением же диаметра трубопровода скорость и потери напора уменьшаются. В связи с этим при

определении диаметра трубопровода необходимо учитывать требования экономичности и технической целесообразности, иначе говоря, стремиться к определению экономически наивыгоднейшего диаметра, соответствующего минимуму его приведенной стоимости, включающей затраты на строительство и на эксплуатацию трубопровода. Выбор экономичного диаметра трубопровода приобретает особое значение при гидравлическом расчете внешних водопроводных сетей. Экономически наивыгоднейшие диаметры водопроводных труб определяют по расчетному расходу воды с учетом экономического фактора Э по формуле

Величина Э, зависящая главным образом от стоимости электроэнергии, труб и их укладки, изменяется от0,5 до 1 (для европейской части СССР Э = 0,75).

Для ускорения гидравлического расчета водопроводных труб пользуются таблицами, составленными Ф. А. Шевелевым (см. прил. 2).

Читайте также:

Скорость Напор

Динамическое давление в потоке жидкости можно выразить как

p _d = 1/2 ρ _f v ² (1)

где

p _d = динамическое давление в жидкости (Па, пс _f (фунт / фут ²))

ρ _f = плотность жидкости (кг / м ³, фунт / фут ³)

v = скорость жидкости (м / с, фут / с)

1 Па = 10 ^-6 Н / мм ² = 10 ^{— 5} бар = 0. 1020 кп / м ² = 1,02×10 ^-4 м H ₂ O = 9,869×10 ^-6 атм = 1,45×10 ^-4 фунтов на кв. Дюйм (фунт-сила / дюйм ²)
1 фунт-сила на фут (фунт _фунт / фут ²) = 47,88 Н / м ² (Па) = 0,006944 фунт _фунт / дюйм ² (фунт / кв. дюйм)

Потери напора можно рассчитать для водяного столба путем деления динамического давления на удельный вес воды , например

h _w = p _d / γ _w

= ( ρ _f v ² ) / ( ρ _w g)

= ρ _f v ²9 2 9 ρ _w г) (2)
90 003

, где

h _w = напор воды (м воды, фут воды)

γ _w = ρ _w г = = воды ( Н / м ³ , 62. 4 л b _f / фут ³ )

где

ρ _w = плотность воды , 1,940 снарядов / фут ³)

g = ускорение свободного падения ( 9,81 м / с ² , 32,174 фут / с ²)

Поток воды

Если текущая жидкость — вода — тогда ρ _f = ρ _w , и (2) можно изменить на

h _w = v ² /2 г (3)

Или упрощенно до

Метрические единицы

h _w _{(м h3O)} = 0.051 v ² (3b)

h _w _{(мм h3O)} = 51 v ² (3c)

где

v = скорость (м / с)

Имперские единицы

h _w _{(ft h3O)} = 0,0155 v _fps ² (3d)

h _w ) (дюйм h3O) . 186 v _{кадр / с} ² (3e)

где

v _{кадр / с} = скорость (фут / с)

или

h _{w )} = 0,0155 (v _fpm /60) ² (3f)

h _w _{(дюйм h3O)} = 0,186 (v _{fpm1 _{fpm1 60) ² (3g)}}

где

v _{фут / мин} = скорость (фут / мин)

Расход воды — калькулятор скорости от напора

Этот калькулятор может быть Используется для расчета скорости воды в трубе или водном потоке по измеренному напору водяного столба.Динамическое давление как напор обычно измеряется трубкой Пито.

напор

мм h3O в h3O

Расход воды — диаграмма скорости и динамического напора

Расход воды — скорость напора

1 фут (фут) = 0,30483 м = 12 дюймов = 0,333 дюйма

Расход воздуха

Метрические единицы

Если текущая среда — воздух с ρ _f = 1. 205 кг / м ³ (20 ^o C) , а эталонная жидкость — вода с ρ _w = 1000 кг / м ³ — (2) можно упростить до

ч _{w (м h3O)} = ((1,205 кг / м ³) v ² ) / (2 ( 1000 кг / м ³ ) 9,81 м / с ²)

= 6.1 10 ^-5 v ² (4)

где

v = скорость воздуха (м / с)

или

h _{w (мм h3O)} = 6,1 10 ^-2 v ² (4b)

Примечание! — эти упрощенные уравнения необходимо пересмотреть для других значений температуры и плотности воздуха.

Имперские единицы

h _w _{(фут h3O)} = (v / C) ²/12 (4c)

h _w _{(дюйм h3O)} (дюйм h3O) (v / C) ² (4c)

где

v = скорость (фут / мин)

C = константа (4005 для температуры 70 ^o F)

Постоянная C и температура:

Температура воздуха *(^o F)*	C
35	3872
4091 _{7 ₇}	45	3910
50	3932
55	3952
60	397 0
65	3987
70	4005
75	4025
80	6 4045		6 4045	6 4045	4081
95	4101
100	4117
150	4298