Добромыслов таблицы для гидравлического расчета напорных трубопроводов

Добромыслов таблицы для гидравлического расчета напорных трубопроводов

Гидравлический расчет полиэтиленовых труб — формулы и графики

Гидравлический расчет полиэтиленовых труб выполняется с целью определения потерь напора потока, на основании чего в дальнейшем выбирается диаметр труб и марка повысительного (или вакуумного) насоса.

Потери напора Н, мм вод. ст., в общем случае течения жидкости равны:

Н = i · l+ hм.с. + hв + hг.в. + hсв.н. > hг

• где i — удельная потеря напора на трение, м/м;
• hм.с. — потери напора в местных сопротивлениях, м;
• l — расчетная длина трубопровода, м;
• hв — потери напора в водоизмерительных устройствах, м;
• hг.в. — геометрическая высота подъема воды (плюс или минус), м;
• hг — гарантийный напор перед насосным оборудованием, м;
• hсв.н. — свободный напор, необходимый для создания комфортной струи в водоразборной арматуре

Удельная потеря напора i определяется по формуле:

где λ — коэффициент сопротивления трения по длине трубопровода;
V — скорость течения жидкости, м/с;
g — ускорение свободного падения, м/с²;
dp — расчетный диаметр труб, м. Допускается определять как d — 2e (наружный диаметр минус две толщины стенки).

Скорость течения жидкости равна:

где q > расчетный расход жидкости, м3/с;

— площадь живого сечения трубы, м2.

Коэффициент сопротивления трения λ определяется в соответствии с регламентами свода правил СП 40-102-2000 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования»:

где b — некоторое число подобия режимов течения жидкости; при b > 2 принимается b = 2.

где Re — фактическое число Рейнольдса.

где ν — коэффициент кинематической вязкости жидкости, м²/с. При расчетах холодных водопроводов принимается равным 1,31 · 10-6 м²/с — вязкость воды при температуре +10 °С;

Читайте также: Как произвести монтаж пластиковых канализационных труб, полная инструкция

Reкв >- число Рейнольдса, соответствующее началу квадратичной области гидравлических сопротивлений.

где Кэ — гидравлическая шероховатость материала труб, м. Для труб из полимерных материалов принимается Кэ = 0,00002 м, если производитель труб не дает других значений шероховатости.

В тех случаях течения, когда Re ≥ Reкв, расчетное значение параметра b становится равным 2, и формула ( 4 ) существенно упрощается, обращаясь в известную формулу Прандтля:

При Кэ = 0,00002 м квадратичная область сопротивлений наступает при скорости течения воды (ν= 1,31 · 10-6 м²/с), равной 32,75 м/с, что практически недостижимо в коммунальных водопроводах.

Для повседневных расчетов рекомендуются номограммы, а для более точных расчетов — «Таблицы для гидравлических расчетов трубопроводов из полимерных материалов», том 1 «Напорные трубопроводы» (А.Я. Добромыслов, М., изд>во ВНИИМП, 2004 г.).

При расчетах по номограммам результат достигается одним наложением линейки — следует прямой линией соединить точку со значением расчетного диаметра на шкале dр с точкой со значением расчетного расхода на шкале q (л/с), продолжить эту прямую линию до пересечения со шкалами скорости V и удельных потерь напора 1000 i (мм/м). Точки пересечения прямой линии с этими шкалами дают значение V и 1000 i.

Как известно, затраты электроэнергии на перекачку жидкости находятся в прямой пропорциональной зависимости от величины Н (при прочих равных условиях). Подставив выражение ( 3 ) в формулу ( 2 ), нетрудно увидеть, что величина i (а, следовательно и Н) обратнопропорциональна расчетному диаметру dр в пятой степени.

Выше показано, что величина dр зависит от толщины стенки трубы e: чем тоньше стенка, тем выше dр и тем, соответственно, меньше потери напора на трение и затраты электроэнергии.

Таким образом, результаты расчетов толщины стенки e трубы по формулам (1) — (5) в сочетании с результатами гидравлических расчетов по формулам (1) — (7) позволяют выбрать трубу с конкретным значением SDR и конкретным значением MRS. В зависимости от величины расчетного расхода жидкости на объекте и требуемого напора подбирается марка повысительного (вакуумного) насоса.

Если в дальнейшем по каким-либо причинам меняется значение MRS трубы, ее диаметр и толщина стенки (SDR) должны быть пересчитаны.

Читайте также: Давление воды в водопроводе — нормы и варианты его стабилизировать

Читать статью Уникальный метод ремонта трубопроводов

Следует иметь в виду, что в целом ряде случаев применение труб с MRS 10 взамен труб с MRS 8, тем более труб с MRS 6,3 позволяет на один размер уменьшить диаметр трубопровода. Поэтому в наше время применение полиэтилена РЕ 80 (MRS и PE 100 (MRS 10) взамен полиэтилена РЕ 63 (MRS 6,3) для изготовления труб позволяет не только уменьшить толщину стенки труб, их массу и материалоемкость, но и снизить затраты электроэнергии на перекачку жидкости (при прочих равных условиях).

В последние годы (после 2013) трубы изготовленные из полиэтилена ПЭ80 практически полностью вытеснены из производства трубами изготовленные из полиэтилена марки ПЭ100. Объясняется это тем, что сырье из которого производятся трубы поставляется из-за границы маркой ПЭ100. А еще тем, что полиэтилен 100 марки имеет более прочностные характеристики, благодаря чему, трубы выпускаются с теми же характеристиками, что трубы из ПЭ80, но с более тонкой стенкой, за счет чего увеличивается пропускная способность полиэтиленовых трубопроводов.

Добромыслов таблицы для гидравлического расчета напорных трубопроводов

Настоящие таблицы разработаны на основании методики и формул, изложенных в СП-40-102-2000 «Проектирование и монтаж трубопроводов водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования.» В основу методики положен новый подход к гидравлическому расчету напорных и безнапорных трубопроводов, учитывающий соответствие закона гидравлического сопротивления закону распределения скоростей течения (местных в напорном потоке, средних в безнапорном потоке). Впервые показана возможность гидравлического расчета напорных и безнапорных трубопроводов из одного итого же материала по единому коэффициенту шероховатости. Приведены формулы и необходимые данные для расчетов труб из различных материалов.

К СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий»;
СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения»;
СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения»;
СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование»;
СП 40-102-2000 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов»;
СП 40-101-96 «Проектирование и монтаж трубопроводов из полипропилена «Рандом сополимер»;
СП 40-103-98 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем холодного и горячего внутреннего водоснабжения с использованием металлополимерных труб»;
СП 41-102-98 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб».

Дляработниковнаучно-исследовательских,проектных, эксплуатационных организаций, преподавателей и студентов строительных вузов, учебных курсов и курсов повышения квалификации строителей.

М.: ТОО «Издательство ВНИИМП», 2004. — с ил.

Гидравлический расчет трубопроводов из полипропиленовых труб COREX выполняется в соответствии с требованиями СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения», ТКП 45-4.01-29-2006 «Сети водоснабжения и канализации из полимерных труб. Правила проектирования и монтажа», СП 40-102-2000 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов», а также «Таблицы для гидравлических расчетов напорных и безнапорных трубопроводов из полимерных материалов» А.Я. Добромыслова.

Читайте также: Батареи отопления сколько надо секций

Номинальный диаметр (OD 160мм) Dh/Dbh=160/140,1

Гидравлический расчет полиэтиленовых труб выполняется с целью определения потерь напора потока, на основании чего в дальнейшем выбирается диаметр труб и марка повысительного (или вакуумного) насоса.

Потери напора Н, мм вод. ст., в общем случае течения жидкости равны:

Н = i · l+ hм.с. + hв + hг.в. + hсв.н. > hг

• где i – удельная потеря напора на трение, м/м;
• hм.с. – потери напора в местных сопротивлениях, м;
• l – расчетная длина трубопровода, м;
• hв – потери напора в водоизмерительных устройствах, м;
• hг.в. – геометрическая высота подъема воды (плюс или минус), м;
• hг – гарантийный напор перед насосным оборудованием, м;
• hсв.н. – свободный напор, необходимый для создания комфортной струи в водоразборной арматуре

Удельная потеря напора i определяется по формуле:

где λ – коэффициент сопротивления трения по длине трубопровода;
V – скорость течения жидкости, м/с;
g – ускорение свободного падения, м/с²;
dp – расчетный диаметр труб, м. Допускается определять как d – 2e (наружный диаметр минус две толщины стенки).

Скорость течения жидкости равна:

где q > расчетный расход жидкости, м3/с;

– площадь живого сечения трубы, м2.

Коэффициент сопротивления трения λ определяется в соответствии с регламентами свода правил СП 40-102-2000 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования»:

где b – некоторое число подобия режимов течения жидкости; при b > 2 принимается b = 2.

где Re – фактическое число Рейнольдса.

где ν – коэффициент кинематической вязкости жидкости, м²/с. При расчетах холодных водопроводов принимается равным 1,31 · 10-6 м²/с – вязкость воды при температуре +10 °С;

Читать статью Сырье для полимерных труб в 2023 году

Reкв >- число Рейнольдса, соответствующее началу квадратичной области гидравлических сопротивлений.

где Кэ – гидравлическая шероховатость материала труб, м. Для труб из полимерных материалов принимается Кэ = 0,00002 м, если производитель труб не дает других значений шероховатости.

Читайте также: Аккумуляторные ножницы для травы цена

В тех случаях течения, когда Re ≥ Reкв, расчетное значение параметра b становится равным 2, и формула ( 4 ) существенно упрощается, обращаясь в известную формулу Прандтля:

При Кэ = 0,00002 м квадратичная область сопротивлений наступает при скорости течения воды (ν= 1,31 · 10-6 м²/с), равной 32,75 м/с, что практически недостижимо в коммунальных водопроводах.

Для повседневных расчетов рекомендуются номограммы, а для более точных расчетов – «Таблицы для гидравлических расчетов трубопроводов из полимерных материалов», том 1 «Напорные трубопроводы» (А.Я. Добромыслов, М., изд>во ВНИИМП, 2004 г.).

При расчетах по номограммам результат достигается одним наложением линейки – следует прямой линией соединить точку со значением расчетного диаметра на шкале dр с точкой со значением расчетного расхода на шкале q (л/с), продолжить эту прямую линию до пересечения со шкалами скорости V и удельных потерь напора 1000 i (мм/м). Точки пересечения прямой линии с этими шкалами дают значение V и 1000 i.

Как известно, затраты электроэнергии на перекачку жидкости находятся в прямой пропорциональной зависимости от величины Н (при прочих равных условиях). Подставив выражение ( 3 ) в формулу ( 2 ), нетрудно увидеть, что величина i (а, следовательно и Н) обратнопропорциональна расчетному диаметру dр в пятой степени.

Выше показано, что величина dр зависит от толщины стенки трубы e: чем тоньше стенка, тем выше dр и тем, соответственно, меньше потери напора на трение и затраты электроэнергии.

Таким образом, результаты расчетов толщины стенки e трубы по формулам (1) – (5) в сочетании с результатами гидравлических расчетов по формулам (1) – (7) позволяют выбрать трубу с конкретным значением SDR и конкретным значением MRS. В зависимости от величины расчетного расхода жидкости на объекте и требуемого напора подбирается марка повысительного (вакуумного) насоса.

Если в дальнейшем по каким-либо причинам меняется значение MRS трубы, ее диаметр и толщина стенки (SDR) должны быть пересчитаны.

Читайте также: Бачок для воды пластиковый

Следует иметь в виду, что в целом ряде случаев применение труб с MRS 10 взамен труб с MRS 8, тем более труб с MRS 6,3 позволяет на один размер уменьшить диаметр трубопровода. Поэтому в наше время применение полиэтилена РЕ 80 (MRS и PE 100 (MRS 10) взамен полиэтилена РЕ 63 (MRS 6,3) для изготовления труб позволяет не только уменьшить толщину стенки труб, их массу и материалоемкость, но и снизить затраты электроэнергии на перекачку жидкости (при прочих равных условиях).

В последние годы (после 2013) трубы изготовленные из полиэтилена ПЭ80 практически полностью вытеснены из производства трубами изготовленные из полиэтилена марки ПЭ100. Объясняется это тем, что сырье из которого производятся трубы поставляется из-за границы маркой ПЭ100. А еще тем, что полиэтилен 100 марки имеет более прочностные характеристики, благодаря чему, трубы выпускаются с теми же характеристиками, что трубы из ПЭ80, но с более тонкой стенкой, за счет чего увеличивается пропускная способность полиэтиленовых трубопроводов.

Номограмма для определения потерь напора в трубах диаметрами 6 , 100 мм.

Номограмма для определения потерь напора в трубах диаметрами 100 , 1200 мм.

Добромыслов а.я расчет трубопроводов из полимерных материалов

Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно

РУКОВОДСТВО
по проектированию и монтажу внутренних систем водоснабжения
и канализации из полипропиленовых труб

1. РАЗРАБОТАНО НПО «Стройполимер» (к.т.н. А.Я.Добромыслов, В.А.Устюгов) в соответствии с «Программой применения труб из полимерных материалов в строительстве Москвы в 1999-2000 гг.», подготовленной и реализуемой в соответствии с Поручением Первого заместителя Премьера правительства Москвы от 1 марта 1999 г. N 25-1486/9 и утвержденной Комплексом перспективного развития города, раздел 2 «Создание нормативно-технической документации по проектированию и монтажу пластмассовых трубопроводов».

При разработке использован опыт НИИМосстроя (к.т.н. Я.Б.Алескер, инж. Н.В.Санкова и Н.В.Митрофанова) по монтажу внутренних систем водоснабжения и канализации из пластмассовых труб.

2. ПОДГОТОВЛЕНО К УТВЕРЖДЕНИЮ И ИЗДАНИЮ Управлением перспективного проектирования и нормативов Москомархитектуры.

3. СОГЛАСОВАНО: МНИИТЭП, ОАО «Моспроект».

4. УТВЕРЖДЕНО И ВВЕДЕНО В ДЕЙСТВИЕ Указанием Москомархитектуры от 03.10.2001 N 37.

1. Введение

Настоящее «Руководство. » разработано в помощь организациям, проектирующим и монтирующим внутренние системы водоснабжения и канализации из полипропиленовых труб.

Читать статью Блуждающие токи и защита водопроводных труб от коррозии

Постановлением N 18-46 от 11.07.1996 г. «О принятии изменения N 2 строительных норм и правил (СНиП) 2.04.01-85 «Внутренней водопровод и канализация зданий» Министерство строительства Российской Федерации признало приоритетными трубы из полимерных материалов для систем холодного и горячего водоснабжения зданий (см. п.10.1 СНиП 2.04.01-85*). В том же году Минстрой РФ принял «Свод правил по проектированию и монтажу трубопроводов из полипропилена «Рандом сополимер» (СП 40-101). В 2000 году Госстроем России принят Свод правил «Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования» (СП 40-102-2000), в котором впервые на федеральном уровне регламентированы расчеты внутренних систем водоснабжения и канализации из пластмассовых труб.

Как при проектировании, так и при монтаже необходимо знать специфику трубопроводной системы, смонтированной из таких труб. К числу специфических особенностей следует прежде всего отнести высокий коэффициент линейного теплового расширения пластмасс, следствием чего является необходимость компенсации изменений длины трубопровода, т.е. расчета компенсаторов и грамотной расстановки как компенсаторов, так и подвижных и неподвижных опор.

К числу специфических относится характерная для всех пластмассовых труб четкая связь между давлением в трубопроводе, температурой транспортируемой среды и сроком службы этого трубопровода. В частности, срок службы полипропиленовых труб не менее 50 лет при номинальном давлении и температуре транспортируемой среды 20 °С.

Однако следует иметь в виду, что те же трубы могут работать и при более высоких температурах и давлениях, но срок их службы при этом снижается. Например, полипропиленовая труба «Рандом сополимер» номинальным давлением 20 атм (PN20), рассчитанная на срок службы в 50 лет при рабочем давлении 20 атм и температуре транспортируемой среды 20 °С, будет безаварийно работать в течение 25 лет при температуре 75 °С и рабочем давлении 7,5 атм. Поэтому эти трубы рекомендуются для строительства систем горячего водоснабжения зданий, где максимальная температура горячей воды не должна превышать 75 °С (СНиП 2.04.01-85*).

Вообще связь между давлением, температурой и сроком службы полипропиленовых труб «Рандом сополимер» подробно исследована и занормирована (например, немецкие нормы DIN8077, 1997 г.). В приложении 1 настоящего руководства приведен фрагмент этой закономерности.

Что касается систем внутренней канализации, то они должны рассчитываться таким образом, чтобы в процессе эксплуатации гарантировались устойчивость против срыва гидравлических затворов и незасоряемость отводных трубопроводов. Поэтому представляется очевидной необходимость как достаточно точного определения величины расчетного расхода стоков, так и технических параметров системы канализации зданий. Ошибки в определении величины расчетного расхода стоков, диаметров вертикальных и горизонтальных трубопроводов, их уклонов приводят и к срыву гидравлических затворов, и к образованию засоров.

Поскольку СНиП 2.04.01-85* не содержит обоснованной методики для определения величины расчетного расхода сточных вод, рекомендуется пользоваться методикой, приведенной в «Рекомендациях по проектированию, монтажу и эксплуатации систем канализации из пластмассовых труб для зданий и микрорайонов» (Москва, ТОО «Издательство ВАЛАНГ», 2000 г.), которые являются вспомогательным материалом к настоящему «Руководству. «. В качестве вспомогательного материала рекомендуются также «Таблицы для гидравлических расчетов напорных и безнапорных трубопроводов из полимерных материалов» (Москва, ТОО «Издательство ВАЛАНГ», 2000 г.), рассчитанные по формулам СП 40-102-2000. Обе работы изданы Учебным центром НПО «Стройполимер» (г.Москва, ул.Талалихина, 26, тел.276-74-31).

2. Системы холодного и горячего водоснабжения

2.1. Техническая характеристика труб

2.1.1. Трубы и соединительные детали, изготовленные из полипропилена «Рандом сополимер» (PP-R, тип 3, в дальнейшем PP-R), предназначаются для монтажа трубопроводов систем холодного и горячего водоснабжения и технологических трубопроводов. Их допускается применять в объединенных системах противопожарного водоснабжения.

2.1.2. Трубы и соединительные детали имеют сертификат соответствия, выданный ГУП «Мосстройсертификация», и гигиеническое заключение, выданное Московским центром Государственного санитарно-эпидемиологического надзора Минздрава Российской Федерации.

2.1.3. Срок службы трубопроводов из PP-R при температуре транспортируемой среды 20 °С и номинальном давлении PN (PN10 — 10 атм, PN20 — 20 атм) — 50 лет; срок службы труб PN20 при температуре 75 °С и давлении 7,5 атм — 25 лет.

Срок службы трубопроводов из PP-R при других давлениях и температурах приведен в DIN 8077, фрагмент которых представлен в прил.1.

В качестве технологических трубы из PP-R могут применяться для транспортирования веществ, к которым полипропилен химически стоек (прил.2).

2.1.4. При проектировании и монтаже трубопроводов систем холодного и горячего водоснабжения должны выполняться требования действующих нормативных документов (СНиП 2.04.01-85*, СНиП 3.05.01-85, СН 550-82, СП 40-102-2000, СП 40-101 и др.).

Основные физико-механические свойства труб и соединительных деталей из PP-R по ТУ 2248-006-41989945-98 при температуре +23 °С приведены в табл.2.1.1.

Похожие записи:

1. Проектирование и строительство трубопроводов из полимерных материалов
2. СП 41-109-2005 «Проектирование и монтаж внутренних систем водоснабжения и отопления зданий с использованием труб из сшитого полиэтилена»
3. Полимерные трубы для водоснабжения
4. Крепление к строительным конструкциям трубопроводов разного вида