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; dp— 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)

гдеудельное сопротивление, т. е. сопротивление 1 м трубопровода.

Сопротивление по всей длине / трубопровода составит Sl = Аl1 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 Кnна неквадратичность зависимости потерь напора от средней скорости движения жидкости. Тогда формулы (1.106) и (1.107) приобретают такой вид:

(1. 110)

Значения поправочного коэффициента Кnизменяютсяот 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 hм= hlэ, т. е. Σ ζQAмlQ2 = AtLэQ2или Allэ = АмΣ ζ, откуда

(1.112)

Величину 1Эназывают 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 Аl, и Sl, 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:

и

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

(1.115)

Для упрощения расчетов по приведенным формулам составлены таблицы значений удельных сопротивлений Аlс поправочным ко­эффициентом Кn(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 = 1,02x10 -4 м H 2 O = 9,869x10 -6 атм = 1,45x10 -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 2 9 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
Воздушный поток - напор Скорость скорость в воздуховоде или потоке воздуха от измеренного напора водяного столба. Динамическое давление как напор обычно измеряется трубкой Пито.

напор

мм h3O в h3O

Диаграмма скорости и динамического напора

Графики основаны на плотности воздуха 1,205 кг / м 3 и плотности воды 10009 кг / м 3 .

Расход воздуха - скорость напора

Таблица основана на ρ f = 1,205 кг / м 3 (C = 4005, температура 70 o F) и ρ w = 1000 кг / м 3 ( 1.940 снарядов / фут 3 ) .

Формула расхода

Расход жидкости - это мера объема жидкости, которая перемещается за определенный промежуток времени. Скорость потока зависит от площади трубы или канала, по которому движется жидкость, и от скорости жидкости. Если жидкость течет по трубе, площадь равна A = πr 2 , где r - радиус трубы. Для прямоугольника площадь равна A = wh , где w - ширина, а h - высота. Расход может быть измерен в метрах в кубе в секунду ( м 3 / с ) или в литрах в секунду ( л / с ). Литры чаще используются для измерения объема жидкости, и 1 м 3 / с = 1000 л / с .

расход жидкости = площадь трубы или канала × скорость жидкости

Q = Av

Q = расход жидкости ( м 3 / с или л / с )

A = площадь трубы или канала ( м 2 )

v = скорость жидкости ( м / с )

Формула расхода Вопросы:

1) Вода течет по круглой трубе с радиусом 0.0800 м . Скорость воды 3,30 м / с . Каков расход воды в литрах в секунду ( л / с )?

Ответ: Расход зависит от площади круглой трубы:

A = πr 2

A = π (0,0800 м) 2

A = π (0,00640 м 2 )

A = 0,0201 м 2

Площадь трубы 0,0201 м 2 . Расход можно найти в м 3 / с по формуле:

Q = Av

Q = (0,0201 м 2 ) (3,30 м / с)

Q = 0,0663 м 3 / с

Расход можно преобразовать в литры в секунду с помощью: 1 м 3 / с = 1000 л / с.

Q = 66,3 л / с

Расход воды по круглой трубе 66,3 л / с.

2) Вода стекает по открытому прямоугольному желобу. Ширина желоба 1,20 м , глубина протекающей по нему воды 0,200 м . Скорость воды через круглую трубу имеет радиус 0,0800 м . Скорость воды 5,00 м / с . Какой расход воды через желоб в литрах в секунду ( л / с) ?

Ответ: Расход зависит от площади желоба, через которую протекает вода:

A = wh

А = (1.20 м) (0,200 м )

A = 0,240 м 2

Площадь воды, протекающей по желобу, составляет 0,240 м 2 . Расход можно найти в м 3 / с по формуле:

Q = Av

Q = (0,240 м 2 ) (5,00 м / с)

Q = 1,20 м 3 / с

Расход можно преобразовать в литры в секунду с помощью: 1 м 3 / с = 1000 л / с.

Q = 1200 л / с

Расход воды в желобе 1200 л / с .

КАЛЬКУЛЯТОР РАСХОДА

И Н С Т Р У К Т И О Н С

Этот калькулятор ultra отличается тем, что позволяет вам выбирать между большое разнообразие единиц (6 для диаметра и 24 для каждой для скорости и расхода). В отличие от других калькуляторов, вы НЕ ограничивается вводом диаметра в дюймах, скорости в милях в час и т. д.сделать этот калькулятор довольно универсален.

1) Вода течет со скоростью 36 дюймов в секунду и со скоростью 1,0472 кубических футов в секунду. Какой диаметр трубы?
Самый важный шаг в использовании этого калькулятора:
ПЕРВЫЙ ВЫБЕРИТЕ, ЧТО ВЫ РЕШАЕТЕ ДЛЯ
В этом случае мы решаем ДИАМЕТР ТРУБЫ, поэтому нажмите эту кнопку.
Введите 36 в поле скорости и выберите в соответствующем меню дюймы в секунду.
Введите 1,0472 в поле скорости потока и выберите в соответствующем меню кубические футы в секунду.
Щелкните кнопку РАСЧЕТ, и вы увидите, что это равно 8 дюймам.
И вы увидите ответ в 5 других единицах !! 2) Вода течет по трубе диаметром 10 см со скоростью 9 литров в секунду. Какая скорость воды?
ПЕРВЫЙ НАЖМИТЕ НА ТО, ЧТО ВЫ РЕШАЕТЕ - СКОРОСТЬ
Введите 10 в поле диаметра трубы и выберите сантиметры в его меню.
Введите 9 в поле расхода и выберите в его меню литры в секунду.
Нажмите кнопку РАССЧИТАТЬ, и ответ будет 114.59 сантиметров в секунду И ответ в 23 других единицах !!

3) Вода течет по трубе диаметром 2 фута со скоростью 20 дюймов в секунду. Какая скорость потока?
ПЕРВЫЙ ЩЕЛКНИТЕ НА ТО, ДЛЯ ЧТО ВЫ РЕШАЕТЕ - СКОРОСТЬ ПОТОКА
Введите 2 в поле диаметра трубы и выберите футы из его меню.
Введите 20 в поле скорости и выберите в соответствующем меню дюймы в секунду.
Нажмите кнопку РАССЧИТАТЬ, и ответ будет 5,236 кубических футов в секунду И ответ будет в 23 других единицах !!


Для удобства чтения числа отображаются в формате «значащих цифр», поэтому вы , а не , смотрите ответы, например 77.3333333333333333.
Числа больше более 1000 будет отображаться в экспоненциальном представлении и с таким же количеством указаны значащие цифры. Вы можете изменить значащие цифры, отображаемые изменение числа в поле выше.
Internet Explorer и большинство других браузеров будут отображать ответы правильно, но есть несколько браузеров, которые вообще не выводят без вывода . Если да, введите ноль в поле выше. Это устраняет все форматирование, но это лучше, чем не видеть вывод вообще.

Средняя скорость жидкости в трубах и перепад давления

Средняя скорость жидкости в трубах и перепад давления

В трубе трение по стенкам замедляет движение жидкости, в то время как в центре того же канала жидкость имеет максимальную скорость *.

* максимальная скорость рассчитывается как удвоенная средняя скорость.

Фактически мы находим разные значения для одного и того же участка трубы.

Для упрощения расчетов используем среднюю скорость:

L Средняя скорость основана на соотношении:

объемный расход (м3 / с) на площадь сечения (м²) = средняя скорость (м / с)

Средняя скорость в случае постоянного потока приводит к уравнению неразрывности

Максимальная скорость жидкости в трубопроводе определяется причинами потери давления. Эта потеря напора, "допустимая" для воздуховода, не вызывает шума или не вызывает дополнительных затрат на эксплуатацию (перекачка энергии), должна быть менее 20 мм / м нагрузки на единицу длины.

Для правильного определения диаметра гидравлической или аэральной трубы в соответствии с ее расходом вы можете использовать калибровочный инструмент: определение размера трубы

Интерфейс для выбора труб в зависимости от расхода (включен в стандарт MECAFLUX ):

Этот интерфейс позволяет выделить диаметр идеального канала для данного потока. Мы выбираем в списке обычных торговых серий серию, которую хотим протестировать. Затем мы выбрали жидкость и температуру в списке жидкостей (120 жидкостей, жидкостей и газов будут использоваться с данными о плотности и вязкости рядом с ними).

Средняя скорость и скорость на центральной трубе в Mecaflux Standard :

Минимальная скорость жидкости в трубе часто определяется скоростью осаждения частиц, взвешенных в жидкости. Минимальная скорость также определяется ценой на трубы и их монтаж. Действительно, низкая скорость приводит к низким эксплуатационным расходам и перекачке, но при большом диаметре трубы, поэтому покупка и установка низкой скорости обходятся дорого.На практике мы считаем, что потеря нагрузки на единицу длины в 15 мм / м является хорошим компромиссом между диаметром воздуховода и расходом энергии.

Интерфейс для облегчения проектирования воздуховодов или гидравлических систем - это встроенный mecaflux.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *