Скорость движения воды в системе отопления
Диаметр трубопроводов, скорость течения и расход теплоносителя.
Данный материал предназначен понять, что такое диаметр, расход и скорость течения. И какие связи между ними. В других материалах будет подробный расчет диаметра для отопления.
Для того чтобы вычислить диаметр необходимо знать:
| 1. Расход теплоносителя (воды) в трубе. 2. Сопротивление движению теплоносителя (воды) в трубе определенной длины. |
Вот необходимые формулы, которые нужно знать:
| S-Площадь сечения м 2 внутреннего просвета трубы π-3,14-константа – отношение длины окружности к ее диаметру. r-Радиус окружности, равный половине диаметра, м Q-расход воды м 3 /с D-Внутренний диаметр трубы, м V-скорость течения теплоносителя, м/с |
Сопротивление движению теплоносителя.
Любой движущийся внутри трубы теплоноситель, стремиться к тому, чтобы прекратить свое движение.
Это сопротивление, называют – потерей напора. То есть движущийся теплоноситель по трубе определенной длины теряет напор.
Напор измеряется в метрах или в давлениях (Па). Для удобства в расчетах необходимо использовать метры.
Для того, чтобы глубже понять смысл данного материла, рекомендую проследить за решением задачи.
В трубе с внутренним диаметром 12 мм течет вода, со скоростью 1м/с. Найти расход.
Решение: Необходимо воспользоваться вышеуказанными формулами:
| 1. Находим сечение 2. Находим расход |
| D=12мм=0,012 м п=3,14 |
S=3.14•0,012 2 /4=0,000113 м 2
Q=0,000113•1=0,000113 м 3 /с = 0,4 м 3 /ч.
Имеется насос, создающий постоянный расход 40 литров в минуту. К насосу подключена труба протяженностью 1 метр. Найти внутренний диаметр трубы при скорости движения воды 6 м/с.
Q=40л/мин=0,000666666 м 3 /с
Из выше указанных формул получил такую формулу.
Каждый насос имеет вот такую расходно-сопротивляемую характеристику:
Это означает, что наш расход в конце трубы будет зависеть от потери напора, которое создается самой трубой.
| Чем длиннее труба, тем больше потеря напора. Чем меньше диаметр, тем больше потеря напора. Чем выше скорость теплоносителя в трубе, тем больше потеря напора. Углы, повороты, тройники, заужения и расширение трубы, тоже увеличивают потерю напора. |
Более детально потеря напора по длине трубопровода рассматривается в этой статье:
А теперь рассмотрим задачу из реального примера.
Стальная (железная) труба проложена длиной 376 метров с внутренним диаметром 100 мм, по длине трубы имеются 21 отводов (угловых поворотов 90°С). Труба проложена с перепадом 17м. То есть труба относительно горизонта идет вверх на высоту 17 метров. Характеристики насоса: Максимальный напор 50 метров (0,5МПа), максимальный расход 90м 3 /ч.
| D=100 мм = 0,1м L=376м Геометрическая высота=17м Отводов 21 шт Напор насоса= 0,5 МПа (50 метров водного столба) Максимальный расход=90м 3 /ч Температура воды 16°С. Труба стальная железная |
Найти максимальный расход = ?
Для решения необходимо знать график насосов: Зависимость расхода от напора.
В нашем случае будет такой график:
Смотрите, прерывистой линией по горизонту обозначил 17 метров и на пересечение по кривой получаю максимально возможный расход: Qmax.
По графику я могу смело утверждать, что на перепаде высоты, мы теряем примерно: 14 м 3 /час. (90-Qmax=14 м 3 /ч).
Ступенчатый расчет получается потому, что в формуле существует квадратичная особенность потерь напора в динамике (движение).
Поэтому решаем задачу ступенчато.
Поскольку мы имеем интервал расходов от 0 до 76 м 3 /час, то мне хочется проверить потерю напора при расходе равным: 45 м 3 /ч.
Находим скорость движения воды
Q=45 м 3 /ч = 0,0125 м 3 /сек.
V = (4•0,0125)/(3,14•0,1•0,1)=1,59 м/с
Находим число рейнольдса
ν=1,16•10 -6 =0,00000116. Взято из таблици. Для воды при температуре 16°С.
Δэ=0,1мм=0,0001м. Взято из таблицы, для стальной (железной) трубы.
Далее сверяемся по таблице, где находим формулу по нахождению коэффициента гидравлического трения.
У меня попадает на вторую область при условии
10•D/Δэ 0.25 =0,11•( 0,0001/0,1 + 68/137069) 0,25 =0,0216
Далее завершаем формулой:
h=λ•(L•V 2 )/(D•2•g)= 0,0216•(376•1,59•1,59)/(0,1•2•9,81)=10,46 м.
Как видите, потеря составляет 10 метров. Далее определяем Q1, смотри график:
Теперь делаем оригинальный расчет при расходе равный 64м 3 /час
Q=64 м 3 /ч = 0,018 м 3 /сек.
V = (4•0,018)/(3,14•0,1•0,1)=2,29 м/с
λ=0,11( Δэ/D + 68/Re ) 0.
25 =0,11•( 0,0001/0,1 + 68/197414) 0,25 =0,021
h=λ•(L•V 2 )/(D•2•g)= 0,021•(376•2,29 •2,29)/(0,1•2•9,81)=21,1 м.
Отмечаем на графике:
Qmax находится на пересечении кривой между Q1 и Q2 (Ровно середина кривой).
Ответ: Максимальный расход равен 54 м 3 /ч. Но это мы решили без сопротивления на поворотах.
Для проверки проверим:
Q=54 м 3 /ч = 0,015 м 3 /сек.
V = (4•0,015)/(3,14•0,1•0,1)=1,91 м/с
λ=0,11( Δэ/D + 68/Re ) 0.25 =0,11•( 0,0001/0,1 + 68/164655) 0,25 =0,0213
h=λ•(L•V 2 )/(D•2•g)= 0,0213•(376•1,91•1,91)/(0,1•2•9,81)=14,89 м.
Итог: Мы попали на Нпот=14,89=15м.
А теперь посчитаем сопротивление на поворотах:
Формула по нахождению напора на местном гидравлическом сопротивление:
| h-потеря напора здесь она измеряется в метрах. ζ-Это коэффициент сопротивления. Для колена он равен примерно одному, если диаметр меньше 30мм. V-скорость потока жидкости. Измеряется [Метр/секунда].  g-ускорение свободного падения равен 9,81 м/с2 |
ζ-Это коэффициент сопротивления. Для колена он равен примерно одному, если диаметр меньше 30мм. Для больших диаметров он уменьшается. Это связано с тем, что влияние скорости движения воды по отношению к повороту уменьшается.
Смотрел в разных книгах по местным сопротивлениям для поворота трубы и отводов. И приходил часто к расчетам, что один сильный резкий поворот равен коэффициенту единице. Резким поворотом считается, если радиус поворота по значению не превышает диаметр. Если радиус превышает диаметр в 2-3 раза, то значение коэффициента значительно уменьшается.
Скорость 1,91 м/с
h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(1•1,91 2 )/( 2•9,81)=0,18 м.
Это значение умножаем на количество отводов и получаем 0,18•21=3,78 м.
Ответ: при скорости движения 1,91 м/с, получаем потерю напора 3,78 метров.
Давайте теперь решим целиком задачку с отводами.
При расходе 45 м 3 /час получили потерю напора по длине: 10,46 м.
Смотри выше.
При этой скорости (2,29 м/с) находим сопротивление на поворотах:
h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(1•2,29 2 )/(2•9,81)=0,27 м. умножаем на 21 = 5,67 м.
Складываем потери напора: 10,46+5,67=16,13м.
Отмечаем на графике:
Решаем тоже самое только для расхода в 55 м 3 /ч
Q=55 м 3 /ч = 0,015 м 3 /сек.
V = (4•0,015)/(3,14•0,1•0,1)=1,91 м/с
λ=0,11( Δэ/D + 68/Re ) 0.25 =0,11•( 0,0001/0,1 + 68/164655) 0,25 =0,0213
h=λ•(L•V 2 )/(D•2•g)= 0,0213•(376•1,91•1,91)/(0,1•2•9,81)=14,89 м.
h=ζ•(V 2 )/2•9,81=(1•1,91 2 )/( 2•9,81)=0,18 м. умножаем на 21 = 3,78 м.
Складываем потери: 14,89+3,78=18,67 м
Рисуем на графике:
Ответ: Максимальный расход=52 м 3 /час. Без отводов Qmax=54 м 3 /час.
В итоге, на размер диаметра влияют:
| 1. Сопротивление, создаваемое трубой с поворотами 2. Необходимый расход 3. Влияние насоса его расходно-напорной характеристикой |
Если расход в конце трубы меньше, то необходимо: Либо увеличить диаметр, либо увеличить мощность насоса.
Данная статья является частью системы: Конструктор водяного отопления
Гидравлический расчёт системы отопления с учетом трубопроводов.
При проведении дальнейших расчетов мы будем использовать все основные гидравлические параметры, в том числе расход теплоносителя, гидравлическое сопротивление арматуры и трубопроводов, скорость теплоносителя и т.д. Между данными параметрами есть полная взаимосвязь, на что и нужно опираться при расчетах.
К примеру, если повысить скорость теплоносителя, одновременно будет повышаться гидравлическое сопротивление у трубопровода. Если повысить расход теплоносителя, с учетом трубопровода заданного диаметра, одновременно возрастет скорость теплоносителя, а также гидравлическое сопротивление. И чем больше будет диаметр трубопровода, тем меньше будет скорость теплоносителя и гидравлическое сопротивление. На основе анализа данных взаимосвязей, можно превратить гидравлический расчет системы отопления (программа расчета есть в сети) в анализ параметров эффективности и надежности работы всей системы, что, в свою очередь, поможет снизить расходы на использующиеся материалы.
Отопительная система включает в себя четыре базовых компонента: теплогенератор, отопительные приборы, трубопровод, запорная и регулирующая арматура. Данные элементы имеют индивидуальные параметры гидравлического сопротивления, которые нужно учесть при проведении расчета. Напомним, что гидравлические характеристики не отличаются постоянством. Ведущие производители материалов и отопительного оборудования в обязательном порядке указывают информацию по удельным потерям давления (гидравлические характеристики) на производимое оборудование или материалы.
Например, расчет для полипропиленовых трубопроводов компании FIRAT существенно облегчается за счет приведенной номограммы, в которой указываются удельные потери давления или напора в трубопроводе для 1 метра погонного трубы. Анализ номограммы позволяет четко проследить обозначенные выше взаимосвязи между отдельными характеристиками. В этом и состоит основная суть гидравлических расчетов.
Гидравлический расчет систем водяного отопления: расход теплоносителя
Думаем, вы уже провели аналогию между термином «расход теплоносителя» и термином «количество теплоносителя».
Так вот, расход теплоносителя будет напрямую зависеть от того, какая тепловая нагрузка приходится на теплоноситель в процессе перемещения им тепла к отопительному прибору от теплогенератора.
Гидравлический расчет подразумевает определение уровня расхода теплоносителя, касательно заданного участка. Расчетный участок представляет собой участок со стабильным расходом теплоносителя и с постоянным диаметром.
Гидравлический расчет систем отопления: пример
Если ветка включает в себя десять киловаттных радиаторов, а расход теплоносителя рассчитывался на перенос энергии тепла на уровне 10 киловатт, то расчетный участок будет представлять собой отрезом от теплогенератора до радиатора, который в ветке является первым. Но только при условии, что данный участок характеризуется постоянным диаметром. Второй участок располагается между первым радиатором и вторым радиатором. При этом, если в первом случае высчитывался расход переноса 10-киловаттной тепловой энергии, то на втором участке расчетное количество энергии будет составлять уже 9 киловатт, с постепенным уменьшением по мере проведения расчетов.
Гидравлическое сопротивление должно рассчитываться одновременно для подающего и обратного трубопровода.
Гидравлический расчет однотрубной системы отопления подразумевает вычисление расхода теплоносителя
для расчетного участка по следующей формуле:
Qуч –тепловая нагрузка расчетного участка в ваттах. К примеру, для нашего примера нагрузка тепла на первый участок будет составлять 10000 ватт или 10 киловатт.
с (удельная теплоемкость для воды) – постоянная, равная 4,2 кДж/(кг•°С)
tг –температура горячего теплоносителя в отопительной системе.
tо –температура холодного теплоносителя в отопительной системе.
Гидравлический расчет системы отопления: скорость потока теплоносителя
Минимальная скорость теплоносителя должна принимать пороговое значение 0,2 — 0,25 м/с. Если скорость будет меньше, из теплоносителя будет выделяться избыточный воздух. Это приведет к появлению в системе воздушных пробок, что, в свою очередь, может служить причиной частичного или полного отказа отопительной системы.
Что касается верхнего порога, то скорость теплоносителя должна достигать 0,6 — 1,5 м/с. Если скорость не будет подниматься выше данного показателя, то в трубопроводе не будут образовываться гидравлические шумы. Практика показывает, что оптимальный скоростной диапазон для отопительных систем составляет 0,3 — 0,7 м/с.
Если есть необходимость рассчитать диапазон скорости теплоносителя более точно, то придется брать в расчет параметры материала трубопроводов в отопительной системе. Точнее, вам понадобится коэффициент шероховатости для внутренней трубопроводной поверхности. К примеру, если речь идет о трубопроводах из стали, то оптимальной считается скорость теплоносителя на уровне 0,25 — 0,5 м/с. Если трубопровод полимерных или медный, то скорость можно увеличить до 0,25 – 0,7 м/с. Если хотите перестраховаться, внимательно почитайте, какая скорость рекомендуется производителями оборудования для систем отопления. Более точный диапазон рекомендованной скорости теплоносителя зависит от материала трубопроводов применяемых в системе отопления а точнее от коэффициента шероховатости внутренней поверхности трубопроводов.
Например для стальных трубопроводов лучше придерживаться скорости теплоносителя от 0,25 до 0,5 м/с для медных и полимерных (полипропиленовые, полиэтиленовые, металлопластиковые трубопроводы) от 0,25 до 0,7 м/с либо воспользоваться рекомендациями производителя при их наличии.
Расчет гидравлического сопротивления системы отопления: потеря давления
Потеря давления на определенном участке системы, которую также называют термином «гидравлическое сопротивление», представляет собой сумму всех потерь на гидравлическое трение и в локальных сопротивлениях. Данный показатель, измеряемый в Па, высчитывается по формуле:
ΔPуч=R* l + ( (ρ * ν2) / 2) * Σζ
ν — скорость используемого теплоносителя, измеряемая в м/с.
ρ — плотность теплоносителя, измеряемая в кг/м3.
R –потери давления в трубопроводе, измеряемые в Па/м.
l – расчетная длина трубопровода на участке, измеряемая в м.
Σζ — сумма коэффициентов локальных сопротивлений на участке оборудования и запорно-регулирующей арматуры.
Что касается общего гидравлического сопротивления, то оно представляет собой сумму всех гидравлических сопротивлений расчетных участков.
Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления: выбор основной ветви системы
Если система характеризуется попутным движением теплоносителя, то для двухтрубной системы выбирается кольцо самого загруженного стояка через нижний прибор отопления. Для однотрубной системы – кольцо через самый загруженный стояк.
Если система характеризуется тупиковым движением теплоносителя, то для двухтрубной системы выбирается кольцо нижнего прибора отопления для самого загруженного из наиболее удаленных стояков. Соответственно, для однотрубной отопительной системы выбирается кольцо через наиболее загруженный из удаленных стояков.
Если речь идет о горизонтальной отопительной системе, то выбирается кольцо через наиболее загруженную ветвь, относящуюся к нижнему этажу. Говоря о загрузке, мы имеем в виду показатель «тепловая нагрузка», который был описан выше.
0.49 – для концевых участков ветки с нагрузкой в 1/3 от всей ветки
В курсовике то я посчитал как по методичке. Но хотел узнать, как по делу обстановка.
Тоесть получается в учебнике (Староверов, М. Стройиздат) тоже не верно (скорости от 0,08 до 0,3-0,4). Но возможно там только пример расчета.
Offtop: Тоесть вы тоже подтверждайте, что по сути старые (относительно) СНиПы вполне ничем не уступают новым, а где то даже лучше. (нам об этом многие преподаватели говорят. По ПСП вообще декан говорит, что их новый СНиП во многом противоречит и законам и самому себе).
Но в принципе все пояснили.
а расчет на уменьшение диаметров по ходу потока вроде экономит материалы. но увеличивает трудозатраты на монтаж. если труд дешевый-возможно имеет смысл. если труд дорогой – никакого смысла нет. И если на большои длине (теплотрасса) изменение диаметра выгодно -в пределах дома возня с этими диаметрами не имеет смысла.
и еще есть понятие гидравлическои устойчивости системы отопления – и здесь выигрывают схемы ShaggyDoc
Каждый стояк (верхняя разводка) отключаем вентилем от магистрали.
Дак вот встречал, что сразу после вентиля ставят краны двойной регулировки. Целесообразно?
И чем отключать сами радиаторы от подводок: вентилями, или ставить кран двойной регулировки, или и то и то? (тоесть если бы этот кран мог полностью перекрывать трупровод – то вентиль тогда вообще не нужен?)
И с какой целью изолируют участки трубопровода? (обозначение – спиралью)
Система отопления двухтрубная.
Мне конкретно по подающему трубопроводу узнать, вопрос выше.
У нас есть коэффициент местного сопротивления на вход потока с поворотом. Конкретно применяем на вход через жалюзийную решетку в вертикальный канал. И коэффициент этот равен 2,5 – что есть не мало.
Тоесть как бы так придумать, чтобы избавиться от этого. Один из выходов – если решетка будет “в потолке”, и тогда входа с поворотом не будет (хотя небольшой все же будет, так как воздух будет стягиваться по потолку, двигаясь горизонтально, и двигаться к этой решетке, поворачивать на вертикальное направление, но по логике это должно быть меньше, чем 2,5).
В многоквартирном дме решетку в потолке не сделаешь, соседи. а в одноквартирном – потолок не красивый с решеткой будет, да и мусор может попасть. тоесть проблему так не решить.
часто сверлю, потом затыкаю
Возьмите тепловую мощность и начальную с конечной температуры. По этим данным Вы совершенно достоверно посчитаете
скорость. Она, скорее всего, будет максимум 0.2 мС. БОльшие скорости – нужен насос.
Типичные скорости (практические скорости) потока жидкости в трубопроводах (трубах) в различных технологических и коммунальных сетях. Водопровод. Канализация. Теплоснабжение (отопление).Комфортной (не вызывающей излишней коррозии / эрозии или шума в трубопроводах) считается скорость до 1,5 м/с. Приемлемой – до 2,5 м/с. А практически встречающиеся скорости см. в таблице ниже:
)Дополнительная информация: “. Скорость потока учитывается только для определения диаметра трубопровода. При неправильном выборе диаметра (скорость потока для: жидкой среды от 3 до 10 м/с; газообразной – свыше 20 м/с) будет наблюдаться повышенная вибрация трубопровода и образование статического электричества. Кавитация от скорости не зависит, а только от перепада давления и давления насыщенных паров перекачиваемой жидкости.” ТПА номер 5(86) 2016 г – Якименко В.К. ЗАО “ТюменьВНИПИнефть”
Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team
“>
К определению оптимального диаметра труб системы отопления | C.
O.K. archive | 2012Табл. 1. Потери давления на трение в трубах
В недавней статье к.т.н., доцента МГСУ О.Д. Самарина (журнал С.О.К., №5/2011) подробно изложена методика «техникоэкономической оптимизации скорости движения воды в трубопроводах систем отопления». Однако в конце статьи, на основании обработки принятых данных, предложено принимать среднее значение скорости движения воды для условий города Москвы порядка 0,5–0,55 м/с и вычислять оптимальный диаметр по формуле dвн.опт = 0,85√G. В связи с этим хотелось бы высказать ряд замечаний, учитывая, что возможно изложенные в статье рекомендации могут быть использованы разработчиками проектов в своей практике при проектировании отопления объектов в других районах. Во-первых, слово трубопроводы не следовало бы применять в обращении. Есть ведь такие технические выражения как «нефте-», «газо-», «мазуто-» и «водопроводы».
Поэтому правильнее использовать слово трубы системы отопления. Во-вторых, и это, пожалуй, главное, автором предложена сравнительно большая скорость движения воды в системе отопления.
Попробуем разобраться на следующем примере. В табл. 1 представлены значения потерь давления на трение и расходов воды при скорости, принятой равной 0,5/0,25 м/с.
Как известно, в системах отопления диаметры труб обычно с условным диаметром 15, 20, 25, 32 и 40 мм. Из приведенных в таблице данных видно, что потери давления на трение в трубах диаметром 15, 20, 25, да и 32 мм, при скорости воды 0,5 м/с значительно превышают обычно принимаемые в практике потери давления на трение — в пределах не более 60–80 Па/п.м.
Завышенные значения потерь давления на трение при скорости 0,5 м/с не позволят выполнить гидравлическую увязку циркуляционных колец, особенно в системах отопления с тупиковым движением воды с помощью диаметров, например, в малоэтажных зданиях, и приведут к значительным потерям давления в системе.
Так, например, для наглядности — в трубе диаметром 15 мм и длиной только 10 м, с учетом местных сопротивлений, принятых равными, например, 50 % от потерь по длине, общие потери давления составят около 4800 Па или почти 0,5 м водн.
ст. В-третьих, автором даны рекомендации при предельном сроке окупаемости Т «для малозатратных и быстроокупаемых мероприятий», равном пяти годам.
При сравнении элементов системы отопления представляется правильным принимать срок эксплуатации системы отопления, равный не менее 25 лет. В этом случае значение оптимального значения диаметра труб, определяемого по рекомендуемой автором формуле (6), будет больше приблизительно на величину в 15 %, а скорость воды, определяемая по формуле (7), меньше приблизительно на 32 %. В-четвертых, определять оптимальный диаметр трубы по формуле: dвн.опт = 0,85√G, в зависимости только от расхода воды, пропорционально зависящей от расчетной разности температуры воздуха в помещении, и наиболее холодной пятидневки наружного воздуха обеспеченностью 0,92, и обратно пропорционально разности температур подающей и обратной воды в системе отопления, можно лишь при исходных данных, близких к приведенным в статье.
Для других регионов значение оптимального диаметра трубы и скорости воды во многом будет зависеть не столько от стоимости труб, электрической энергии, сколько от суровости климата, выражающейся числом градусо-суток отопительного периода (ГСОП).
Также необходимо отметить, что, например, величина градусо-суток отопительного периода, равная произведению продолжительности отопительного периода zот.п в сутках на разность расчетной температуры воздуха tв в характерном помещении здания в холодный период года и температуры наружного воздуха tот.п, средней за отопительный период при температуре внутреннего воздуха 20 °C, для Сочи составляет 1251, для Москвы 4943, то для Верхоянска — 12304 градусо-суток, то есть почти в четыре и десять раз больше, чем для города Сочи, соответственно.
Полезная информация о скорости трубопровода
Тщательный расчет и выбор трубопроводов в системе снижает потери на трение и повышает производительность насосов и другого оборудования.
При низких скоростях жидкости текут регулярным образом с постоянной скоростью и без вертикального перемешивания поперек фронта волны. Это называется ламинарным течением. При высоких скоростях жидкости образуются завихрения (потоки), которые приводят к беспорядочному перемешиванию по всему сечению потока.
Это называется турбулентным течением. При промежуточных расходах вблизи стенок трубы всегда имеется область ламинарного потока, толщина которой может варьироваться в зависимости от шероховатости материала трубы и общей скорости потока. Точка, в которой течение перестает быть ламинарным и становится турбулентным, называется критической скоростью.
Насосы, и особенно центробежные насосы, работают наиболее эффективно, когда жидкость подается плавным, плавным, ламинарным потоком. Любая форма турбулентности снижает эффективность, увеличивает потери напора и усугубляет износ подшипников, уплотнений и других компонентов насоса.
Как рассчитывается скорость трубы?
Скорость трубы — это усредненное по площади свойство, которое не зависит от распределения потока в поперечном сечении трубы и от того, является ли поток ламинарным или турбулентным. Например, вдоль центральной оси жидкость может двигаться с удвоенной расчетной скоростью трубы.
Что такое потеря напора?
Внутри трубы фрикционный контакт со стенками означает, что поток жидкости максимален на оси трубы и фактически равен нулю у стенки трубы.
Фрикционный контакт приводит к потерям давления и энергии вдоль трубы, причем потери значительно выше при турбулентном течении. В то время как при ламинарном потоке потеря давления пропорциональна скорости трубы, при турбулентном потоке она пропорциональна ее квадрату.
Что такое число Рейнольдса?
Переход от ламинарного течения к турбулентному можно оценить по вычислению числа Рейнольдса. Это безразмерное число, определяемое из диаметра трубы, плотности и вязкости протекающей жидкости и скорости потока:
Число Рейнольдса фактически представляет собой отношение сил массового потока и касательного напряжения из-за вязкости жидкости. Течение в трубе можно считать ламинарным, если число Рейнольдса меньше 2000, и полностью турбулентным, если оно больше 4000. Характеристики потока непредсказуемы, если значение находится между этими двумя значениями.
Что такое «хорошая» скорость трубы?
Инженер-установщик выбирает насосы и размеры трубопроводов для достижения удовлетворительной скорости потока.
Для водоподобных жидкостей, не содержащих твердых частиц (например, химикаты, краски, бензин, напитки), приемлемой считается скорость трубопровода около 1–2 м/с. Если система содержит какие-либо узкие трубы или другие сужения, скорость трубы в этих точках будет намного выше.
Если жидкость чувствительна к сдвигу, может вспениваться или изменять свойства, то при использовании трубопровода большего диаметра можно использовать более низкую скорость в трубопроводе. С другой стороны, если жидкость содержит твердые частицы, которые могут оседать и образовывать засоры при низких скоростях потока, может потребоваться более высокая скорость трубы (5-6 м/с).
В следующей таблице перечислены некоторые типичные скорости трубопровода для ряда распространенных промышленных материалов:
| Жидкость | Типичная скорость трубы (м/с) |
| Вода | 0,9 — 2,4 |
| Четыреххлористый углерод | 1,8 |
| Хлор жидкий | 1,5 |
| Этиленгликоль | 1,8 |
| Соляная кислота | 1,5 |
| Масло смазочное | 1,5 |
| Серная кислота | 1,2 |
Резюме
Насосы, особенно центробежные, работают наиболее эффективно, когда жидкость подается плавным ламинарным потоком без пульсаций.
Любая форма турбулентности снижает эффективность, увеличивает потери напора и усугубляет износ подшипников, уплотнений и других компонентов насоса.
Размер трубы и, следовательно, скорость движения трубы могут иметь значительное влияние на производительность системы как на стороне всасывания, так и на стороне нагнетания насоса. Для водоподобных жидкостей, не содержащих твердых частиц (например, химикаты, бензин, напитки), считается подходящей скорость трубопровода около 1–2 м/с. Однако при питании, содержащем унесенные твердые частицы, может потребоваться увеличение потока в трубопроводе, чтобы исключить риск отложения осадка. Следует выбирать такие фитинги, как колена и переходники, чтобы избежать ограничений, которые могут привести к засорению. И наоборот, для жидкостей, содержащих растворенные газы или чувствительных к сдвигу, турбулентность может привести к дегазации и пенообразованию жидкостей, так что может быть рекомендован меньший расход и/или больший размер трубы.
Как рассчитать скорость воды в трубе? / Расчет скорости воды – lceted LCETED INSTITUTE FOR INGINENIES
Как рассчитать скорость воды в трубе? / Скорость воды Расчет
Скорость воды – это мера скорости воды, протекающей через закрытую
трубная система.
Скорость воды можно определить по простой формуле:
В = Q/A
Где,
V = скорость
Q = скорость потока
A = площадь поперечного сечения трубы
При использовании этой формулы все единицы должны быть одинаковыми.
1) Если скорость потока измеряется в кубических метрах в секунду, то площадь должно быть в квадратных метрах
2) если скорость потока измеряется в кубических футах в секунду, площадь должна быть в квадратных футах.
Площадь поперечного сечения трубы можно определить с помощью формула:
А = πr²
Площадь A равна π, умноженной на радиус r в квадрате.
Например, заданные данные
найдем скорость воды, зная расход 25 кубических футов в секунду и Труба диаметром 1 ½” .
Шаг – 1: найти площадь поперечного сечения трубы.
Чтобы преобразовать дюймы в футы = разделить на 12
Диаметр в футах = 1 ½″ ÷ 12 = 0,125′
Радиус = 0,125′ ÷ 2 = 0,0625′
Площадь = πr 2
Площадь = π × 0,0625²
А = π × 0,00390625
Площадь = 0,0122718463 кв/фут
Шаг 2: Рассчитайте скорость.
V = 25/0,0122718463
В = 2037,18 ЦФТ/с
Альтернативный метод определения скорости
Приведенная выше формула лучше всего работает, когда скорость потока измеряется в виде
кубическая форма стандартной единицы длины. Но все немного сложнее, когда
скорость потока измеряется в галлонах в минуту или литрах в минуту.
В этом случае начните с преобразования скорости потока в кубические футы в секунду или кубических метров в секунду.
В качестве альтернативы, если скорость потока измеряется в галлонах в минуту, Для расчета скорости воды можно использовать следующую формулу.
ПРИМЕЧАНИЕ: 1 галлон равен 3,785411784 литра.
90 103 В = 0,408 × QD² 90 104
Следовательно, скорость v равна 0,408-кратному расходу галлона на во-вторых, диаметр трубы делится на D в дюймах в квадрате.
Например, заданные данные
найдем скорость воды при расходе 20 литров в минуту и труба диаметром 1 ½″.
Площадь поперечного сечения трубы.
V = (0,408 × 20)/1,5²
V = (0,408 × 20)/2,25
V = 3,6267 фут/с
Итак, скорость воды внутри 1,5-дюймовой трубы при расходе 20 галлонов
в минуту равно 3,62 фута/с.
Максимальная скорость потока в водных системах
Скорость воды в трубах и трубках не должна превышать определенной ограничение
Скорость потока жидкости в водных системах не должна превышать определенных пределов, чтобы во избежание шума и поломки труб и фитингов. Таблица ниже можно использовать в качестве ориентира для максимальных скоростей:
Заявка | Максимальная скорость | |
| (фут/с) | (м/с) |
Генеральная служба водоснабжения | 3 — 8 | 0,9 — 2,4 |
Водопроводная вода (низкий уровень шума) | 1,6 — 2,3 | 0,5 — 0,7 |
Водопроводная вода | 3,3 — 8,2 | 1,0 — 2,5 |
Охлаждающая вода | 4,9 — 8,2 | 1,5 — 2,5 |
Питательная вода всасывающего котла | 1,6 — 3,3 | 0,5 — 1,0 |
Сброс питательной воды котла | 4,9 — 8,2 | 1,5 — 2,5 |
Конденсат | 3,3 — 6,5 | 1,0 — 2,0 |
Техническая вода | 5 — 10 | 1,5 — 3 |
Нагнетание насоса | 5 — 10 | 1,5 — 3 |
Всасывание насоса | 3 — 8 | 0,9 — 2,4 |
Циркуляция отопления | 3,3 — 9,8 | 1,0 — 3,0 |
ТАКЖЕ ЧИТАЙТЕ: Как рассчитать расход воды в трубе / Расчет воды Выпуск в трубу
Если ты найдешь
Эта информация полезна, пожалуйста, поделитесь ею.