ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Актуальный вопрос, какой же диаметр трубопровода применить

Принципиальная схема пароконденсатного тракта выглядит так. Работает котельная установка, которая вырабатывает пар,определенного параметра в определенном количестве. Далее открывается главная паровая задвижка и пар поступает в пароконденсатную систему, двигаясь в сторону потребителей. И тут появляется актуальный вопрос, какой же диаметр трубопровода применить?

Если взять трубу слишком большого диаметра, то это грозит:

Увеличение стоимости монтажа
Большие потери тепла в окружающую среду
Большое количество конденсата, а значит и большое количество конденсатных карманов, конденсатоотводчиков, вентилей и тп

Если взять трубу слишком малого диаметра, то это грозит:

Потеря давления ниже расчётного
Повышенной скоростью пара, шумы в паропроводе
Эрозийный износ, более частая замена оборудования из-за гидроударов

Расчёт диаметра паропровода

Существует два метода для выбора диаметра паропровода: первый это метод падения давления, а второй более простой и его применяет большинство из нас – метод скоростей.

Для того что бы вы не тратили своё время на поиск таблицы по расчёту методом скоростей, мы для вашего удобства выложили на этой странице эту информацию. Опубликованные рекомендации взяты из каталога завода изготовителя промышленной трубопроводной арматуры АДЛ .

Пропускная способность канализационной трубы

Пропускная способность канализационной трубы – важный параметр, который зависит от типа трубопровода (напорный или безнапорный). Формула расчета основана на законах гидравлики. Помимо трудоемкого расчета, для определения пропускной способности канализации используют таблицы.

Формула гидравлического расчета

Для гидравлического расчета канализации требуется определить неизвестные:

диаметр трубопровода Ду;
среднюю скорость потока v;
гидравлический уклон l;
степень наполнения h/ Ду (в расчетах отталкиваются от гидравлического радиуса, который связан с этой величиной).

Таблица 3. Самоочищающая скорость канализационных стоков в зависимости от значения условного прохода трубы
Ду, мм	h/Ду	Самоочищающая скорость, м/с
150-250	0,6	0,7
300-400	0,7	0,8
450-500	0,75	0,9
600-800	0,75	0,1
900+	0,8	1,15

Кроме того, существует нормированное значение минимального уклона для труб с малым диаметром: 150 мм

(i=0.008) и 200 (i=0.007) мм.

Формула объемного расхода жидкости выглядит так:

q=a•v,

где a — это площадь живого сечения потока,

v – скорость потока, м/с.

Скорость рассчитывается по формуле:

v= C√R*i,

где R – это гидравлический радиус;

С – коэффициент смачивания;

i — уклон.

Отсюда можно вывести формулу гидравлического уклона:

i=v2/C2*R

По ней определяют данный параметр при необходимости расчета.

С=(1/n)*R1/6,

где n – это коэффициент шероховатости, имеющий значения от 0,012 до 0,015 в зависимости от материала трубы.

Гидравлический радиус считают равным радиусу обычному, но только при полном заполнении трубы. В остальных случаях используют формулу:

R=A/P,

где А – это площадь поперечного потока жидкости,

P– смоченный периметр, или же поперечная длина внутренней поверхности трубы, которая касается жидкости.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Таблицы пропускной способности безнапорных труб канализации

В таблице учтены все параметры, используемые для выполнения гидравлического расчета. Данные выбирают по значению диаметра трубы и подставляют в формулу. Здесь уже рассчитан объемный расход жидкости q, проходящей через сечение трубы, который можно принять за пропускную способность магистрали.

Кроме того, существуют более подробные таблицы Лукиных, содержащие готовые значения пропускной способности для труб разного диаметра от 50 до 2000 мм.

Таблицы пропускной способности напорных канализационных систем

В таблицах пропускной способности напорных труб канализации значения зависят от максимальной степени наполнения и расчетной средней скорости сточной воды.

Таблица 4. Расчет расхода сточных вод, литров в секунду
Диаметр, мм	Наполнение	Принимаемый (оптимальный уклон)	Скорость движения сточной воды в трубе, м/с	Расход, л/сек
100	0,6	0,02	0,94	4,6
125	0,6	0,016	0,97	7,5
150	0,6	0,013	1,00	11,1
200	0,6	0,01	1,05	20,7
250	0,6	0,008	1,09	33,6
300	0,7	0,0067	1,18	62,1
350	0,7	0,0057	1,21	86,7
400	0,7	0,0050	1,23	115,9
450	0,7	0,0044	1,26	149,4
500	0,7	0,0040	1,28	187,9
600	0,7	0,0033	1,32	278,6
800	0,7	0,0025	1,38	520,0
1000	0,7	0,0020	1,43	842,0
1200	0,7	0,00176	1,48	1250,0

Соответствие диаметра труб объему носителя

В качестве теплоносителя в большинстве систем отопления используется вода. Она нагревается центральным котлом. В качестве источника энергии используется газ, электричество, горючие жидкости или твердое топливо. Этот узел – сердце системы отопления. Обогревательный узел, магистрали, запоры и отдающие тепло радиаторы образуют сложную схему, в которой каждый элемент должен быть скрупулезно выверен. Прогнозирование энергетических затрат и необходимой мощности котла, расчет трубы отопления, выбор носителя и типа топлива оптимизируют расходы при строительстве и эксплуатации. Изначальная предусмотрительность застрахует от скорого ремонта и необходимости доработки уже запущенной в действие отопительной магистрали.

Устройство автономной системы отопления

Расчет труб для отопления частного дома можно заказать профессионалам, доверившись опыту. Самостоятельно вывести показатели помогают сантехнические «калькуляторы»: программы, производящие расчет трубы для отопления, предлагаются на сайтах производителей и магазинов. В калькуляторы заложены усредненные показатели типовых радиаторов и труб: владельцу нужно указать метраж, высоту потолков и тип постройки, чтобы система сама сделала расчет регистров из гладких труб для отопления или емкости котла. Недостаток калькуляторов в предварительной настройке под нужды конкретного сервиса. Вряд ли владельцы портала разместят программу, которая рекомендует продукцию конкурентов, даже если основанный на реальных характеристиках расчет сечения трубы отопления это предусматривал.

Нюансы при выборе диаметра труб системы отопления

Описание диаметров труб

При выборе диаметра труб отопления принято ориентироваться на следующие характеристики:

внутренний диаметр – главный параметр, определяющий размер изделий;
вешний диаметр – в зависимости от этого показателя происходит классификация труб:

малый диаметр – от 5 до 102 мм;
средний – от 102 до 406 мм;
большой – более 406 мм.

условный диаметр – значение диаметра, округленное до целых чисел и выражающееся в дюймах (например, 1″, 2″и т. д.), иногда в долях дюйма (например, 3/4″).

Увеличенный или малый диаметр

Если вас интересует, как рассчитать диаметр трубы отопления, обратите внимание на наши рекомендации. Наружное и внутреннее сечение трубы будут отличаться на величину, равную толщине стенки этой трубы

Причем толщина разнится в зависимости от материала изготовления изделий.

График зависимости теплового потока от наружного диаметра трубы отопления

Профессионалы полагают, что при монтаже принудительной системы отопления диаметр труб должен быть как можно более малым. И это неспроста:

чем меньше диаметр пластиковых труб для системы отопления, тем меньшее количество теплоносителя нужно нагревать (экономия времени на нагрев и денег на энергоносители);
с уменьшением сечения труб замедляется скорость движения воды в системе;
трубы малого диаметра проще монтировать;
трубопроводы из труб небольших диаметров являются экономически более выгодными.

Однако это не означает, что нужно вопреки проекту отопительной системы приобретать трубы диаметром меньшим, чем получился у при расчете. Если трубы будут чересчур малы, это сделает работу системы шумной и малоэффективной.

Существуют конкретные значения, описывающие идеальную скорость движения теплоносителя в системе отопления – это интервал от 0,3 до 0,7 м/с. Советуем равняться именно на них.

Практическая оценка необходимого размера трубы трубопровода, паропровода по расходу и давлению насыщенного пара в диапазоне 0,4-14 бар приборного давления и Ду15-300 мм. Таблица.

В целом, спокойной (вполне достаточной) для насыщенного пара является скорость 25 м/с. Максимальные допустимые скорости пара от проекта dpva.ru
Таблица практически пригодна для любых сортаментов труб, но не любой сортамент пригоден для пара. В целом — пар довольно неприятная рабочая среда, но при этом в большинстве случаев используются трубы из обычной углеродистой стали, хотя нержавеющая сталь тоже часто применяется. Обзор обозначений сталей от проекта dpva.ru Обзор стандартов стальных труб от проекта dpva.ru.

Расход насыщенного пара (кг/час Другие единицы измерения от проекта dpva.ru)
Давление приборное (бар)	Скорость пара (м/с)	Условный (номинальный) диаметр трубы мм
15	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150	200	250	300
0.4	15	7	14	24	37	52	99	145	213	394	648	917	1606	2590	3680
25	10	25	40	62	92	162	265	384	675	972	1457	2806	4101	5936
40	17	35	64	102	142	265	403	576	1037	1670	2303	4318	6909	9500
0.7	15	7	16	25	40	59	109	166	250	431	680	1006	1708	2791	3852
25	12	25	45	72	100	182	287	430	716	1145	1575	2816	4629	6204
40	18	37	68	106	167	298	428	630	1108	1715	2417	4532	7251	10323
1	15	8	17	29	43	65	112	182	260	470	694	1020	1864	2814	4045
25	12	26	48	72	100	193	300	445	730	1160	1660	3099	4869	6751
40	19	39	71	112	172	311	465	640	1150	1800	2500	4815	7333	10370
2	15	12	25	45	70	100	182	280	410	715	1125	1580	2814	4545	6277
25	19	43	70	112	162	195	428	656	1215	1755	2520	4815	7425	10575
40	30	64	115	178	275	475	745	1010	1895	2925	4175	7678	11997	16796
3	15	16	37	60	93	127	245	385	535	925	1505	2040	3983	6217	8743
25	26	56	100	152	225	425	632	910	1580	2480	3440	6779	10269	14316
40	41	87	157	250	357	595	1025	1460	2540	4050	5940	10479	16470	22950
4	15	19	42	70	108	156	281	432	635	1166	1685	2460	4618	7121	10358
25	30	63	115	180	270	450	742	1080	1980	2925	4225	7866	12225	17304
40	49	116	197	295	456	796	1247	1825	3120	4940	7050	12661	1963	27816
Расход насыщенного пара (кг/час Другие единицы измерения от проекта dpva.ru)
Давление приборное (бар)	Скорость пара (м/с)	Условный (номинальный) диаметр трубы мм
15	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150	200	250	300
5	15	22	49	87	128	187	352	526	770	1295	2105	2835	5548	8586	11947
25	36	81	135	211	308	548	885	1265	2110	3540	5150	8865	14268	20051
40	59	131	225	338	495	855	1350	1890	3510	5400	7870	13761	23205	32244
6	15	26	59	105	153	225	425	632	925	1555	2525	3400	6654	10297	14328
25	43	97	162	253	370	658	1065	1520	2530	4250	6175	10629	17108	24042
40	71	157	270	405	595	1025	1620	2270	4210	6475	9445	16515	27849	38697
7	15	29	63	110	165	260	445	705	952	1815	2765	3990	7390	12015	16096
25	49	114	190	288	450	785	1205	1750	3025	4815	6900	12288	19377	27080
40	76	177	303	455	690	1210	1865	2520	4585	7560	10880	19141	30978	43470
8	15	32	70	126	190	285	475	800	1125	1990	3025	4540	8042	12625	17728
25	54	122	205	320	465	810	1260	1870	3240	5220	7120	13140	21600	33210
40	84	192	327	510	730	1370	2065	3120	5135	8395	12470	21247	33669	46858
10	15	41	95	155	250	372	626	1012	1465	2495	3995	5860	9994	16172	22713
25	66	145	257	405	562	990	1530	2205	3825	6295	8995	15966	25860	35890
40	104	216	408	615	910	1635	2545	3600	6230	9880	14390	26621	41011	57560
14	15	50	121	205	310	465	810	1270	1870	3220	5215	7390	12921	20538	29016
25	85	195	331	520	740	1375	2080	3120	5200	8500	12560	21720	34139	47128
40	126	305	555	825	1210	2195	3425	4735	8510	13050	18630	35548	54883	76534

Выбор диаметра паропровода

Декабрь 15, 2018

Актуальный вопрос, какой же диаметр трубопровода применить?

Если взять трубу слишком большого диаметра, то это грозит:

Увеличение стоимости монтажа
Большие потери тепла в окружающую среду
Большое количество конденсата, а значит и большое количество конденсатных карманов, конденсатоотводчиков, вентилей и тп

Если взять трубу слишком малого диаметра, то это грозит:

Потеря давления ниже расчётного
Повышенной скоростью пара, шумы в паропроводе
Эрозийный износ, более частая замена оборудования из-за гидроударов

Расчёт диаметра паропровода

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?

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