Расчет пропускной способности водопроводных труб: важность, методы, таблицы и формулы

Основные виды расчетов

При выполнении расчетов чаще используют данные СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения», а также рекомендации из СП 40-102-2000 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования».

Уклон трубопровода канализации

Уклон отвечает за безнапорную работу системы и беспрепятственный сброс стоков в приемник. В таблицах СНиП приведены рекомендуемые для каждого диаметра труб минимальные уклоны:

сечение 110 мм — 1 см на каждый погонный метр коллектора;
диаметр 160 мм — 0,8 см на метр;
сечение 220 мм — 0,7 см на один метр протяженности коллектора.

Для внутренней части коммуникации придерживаются 1,5-2 см уклона на каждый погонный метр.

Если есть необходимость высчитать уклон коллектора через формулу, пользуются такой: d х коэффициент, где d — это сечение трубопровода, а коэффициент соответствует таким значениям:

Уклон делают в сторону центральной магистрали или дворового септика/выгребной ямы.

Расчет сечения труб

Чтобы уложить трубы нужного диаметра, можно воспользоваться данными СНиП. Выглядят рекомендуемые значения следующим образом:

внутренняя часть канализации от всех сантехнических приборов — 50 мм;
труба от унитаза — 110 мм;
общественный стояк — 110-160 мм;
наружная часть канализации — 160-220 мм (для частного сектора и многоквартирного жилого дома);
центральная магистраль и промышленные предприятия — от 500 мм.

При правильном сечении коллектора наполненность трубы будет составлять примерно 0,3-0,5 от общего её диаметра.

Расчет наполнения коллектора

Пример расчета уровня наполненности трубы канализации в частном секторе: за исходные данные берут уровень наполненности коллектора в пределах 60 мм, в то время как сечение тубы составляет 110 мм. Согласно приведенной формуле, 60/110 и получается 0,55. Значение соответствует норме.

Вычисление пропускной способности труб

На момент проектирования системы обязательно высчитывают пропускную способность трубопровода – определяют расчетные расходы сточных вод. Этот параметр вычисляют относительно суток, часов и секунд в зависимости от назначения здания (жилое, предприятие и пр.). Секундный расход стоков исчисляют в литрах, для суточного и часового данные исчисляют в м3.

Данные для средних расходов:

Qcp.сут= п · Nр / 1000 м³/сутки;
Qcp.час= п · Nр / (24 · 1000) м³/час;
qср.сек= п · Nр / (24 · 3600) л/сек.

п — средние нормы водоотведения на 1 жителя (в литрах);
Nр– расчётное количество жителей.

Для максимальных расходов:

Qмакс.сут= Qcp.сут · kсут = п · Nр · kсут / 1000 м³/сутки;
Qмакс.час= п1 · Nр · kобщ / (24 · 1000) м³/час;
qмакс.сек= п1 · Nр · kобщ / (24 · 3600) л/сек.

Где k – коэффициенты неравномерности: kсут – суточной, kобщ – общей.

Чтобы определить максимальную пропускную способность коллектора, пользуются формулой: q = aХv, где значение а – площадь живого сечения потока, а v – скорость транспортировки стоков.

За норму максимальных скоростей для каждого вида труб (материал изготовления) принято считать 8 м/с (металл) и до 4 м/с (бетон, пластик). Если скорость по факту получается больше, её нужно гасить с помощью поворотов системы или монтажа перепадных колодцев.

Все гидравлические вычисления нужно проводить последовательно. Однако чаще мастера используют для проведения расчетов не формулы, а приведенные в СНиП данные (в виде таблиц), либо пользуются онлайн-калькулятором.

Эффективность канализации и строительство траншеи

Для правильной установки наружной канализации определение уклона трубы недостаточно, необходимо грамотно выполнить раскопку траншеи, чтобы выдержать рассчитанный размер. Траншеи в зависимости от сечения линии могут быть широкими или глубокими.

Требования к широкой траншеи:

Максимально допустимый наклон грунта в районе траншеи составляет 25 процентов.
Абсорбционная траншея должна быть установлена параллельно контуру наклона.
Ширина траншеи должна быть шириной от 0,9 до 1,5 м
При использовании двух или более траншей горизонтальное расстояние между стенами траншеи должно быть в три раза ниже глубины дренажа перфорированной трубы или 3 м, в зависимости от того, что больше.
Глубина дренажа ниже перфорированной трубы должна быть не менее 0,3 м или более 1,2 м
Уплотнительная труба для очистки должна быть установлена в конце каждого прохода перфорированной трубы.
Перед укладкой дренажной колодки необходимо расколоть или снести дно и боковые части широкой траншеи.
При определении площади поглощения будет использоваться боковая стенка и нижняя область траншеи. Коэффициент уменьшения к общей площади.

Для глубокой траншеи необходимо выдержать условия:

Максимально допустимый наклон грунта в районе траншеи составляет 25 процентов
Траншея должна быть установлена параллельно контуру наклона
Глубина дренажа под трубой должна быть не менее 1,0 м
Стороны стен траншеи должны быть раскристаллизованы или расколоты перед размещением дренажных стволов
Поглощающие слои почвы должны быть толщиной менее 1,2 м
При определении общей площади поглощения может учитываться только площадь боковой стенки глубокой траншеи. Нижняя часть также должна быть в пределах допустимых скоростей просачивания.
Максимальная допустимая глубина глубокой траншеи составляет 4 м.

Правила регламентируют минимальное разделение между водопроводными и канализационными трубами, чтобы обеспечить защиту водоснабжения. Соответствие нормам позволяет устанавливать канализационные трубы, которые пересекаются и параллельны друг другу без каких-либо специальных требований.

Организация уклона в частном доме

Объем стоков в загородном доме значительно меньше, чем в многоквартирном жилом здании. В этих условиях даже при минимальном уклоне, определяемом по таблице для гидравлического расчета или формуле, уровень наполнения будет недостаточным для самоочищения трубы.

Уменьшать же уклон еще сильнее нельзя, поскольку скорость стоков станет слишком медленной. Песок с другими твердыми включениями будет оседать на дне, труба наверняка забьется. В такой ситуации нужный угол наклона трубопровода определяют безрасчетным методом.

Безрасчетная методика определения уклона

Согласно нормативным документам, безрасчетная методика применяется в тех случаях, когда ввиду малого объема стоков невозможно выполнить условие по соотношению между оптимальным и фактическим уровнем наполнения.

В старом варианте СНиП 2.04.01-85 излагались следующие рекомендации по уклону для безрасчетных участков самотечных трубопроводов:

Диаметр трубы 40 или 50 мм – 0.03
Диаметр трубы 85 или 100 мм – 0.02

Актуализированная редакция этого СНиП, изложенная в СП 30.13330.2016, предлагает минимальное значение уклона для безрасчетных участков трубопровода считать равным1/d, где d– наружный диаметр трубы в мм.

Рекомендации специалистов по прокладке коллектора от индивидуального загородного дома к септику:

Дом средней площади с двумя санузлами – труба 110 мм с уклоном 0.02
Дом с тремя и более санузлами – труба 160 мм с уклоном 0.08

Соблюдение предложенных параметров сохраняет транспортирующую способность потока жидкости в трубопроводе.

Проверка уклона

Лучшим прибором для проверки угла наклона служит нивелир. Прибором замеряют глубину траншеи под трубопровод в контрольных точках, величину перепада сравнивают с требуемой. При отклонении от расчетного значения глубину траншеи корректируют.

Для проверки уклона без нивелира пользуются простым способом с применением подручных средств. В дно траншеи на обоих концах втыкают два штыря. Между штырями натягивают трос, строительным уровнем проверяют горизонтальное положение. Если необходимо, делают выравнивание.

Затем возле обоих штырей замеряют высоту от дна до троса. После выяснения величины перепада действуют так же, как в ситуации с нивелиром.

На изображенном ниже рисунке начальная глубина траншеи составляет 0.5 м. Исходя из рекомендуемого для трубы 110 мм уклона 0.02 получаем:

Прибавляем к начальной глубине 0.5 м вычисленную величину перепада глубин 0.6 м и получаем глубину траншеи в конечной точке трубопровода 1.1 м.

Решение проблемы крутого склона

Если в направлении прокладки коммуникаций крутизна склона превышает нормативный уклон, то в какой-то момент более полого расположенный трубопровод выйдет на поверхность. Проблема решается двояко.

Первый вариант – по мере приближения к поверхности в трубопроводе делают вертикальные понижающие участки. Во втором варианте сразу делают большое вертикальное понижение, которого хватит на всю протяженность коллектора.

Схема понижения по первому и второму варианту

Диаметры: виды, и от чего зависят

Мы рассмотрели материалы современных канализационных элементов, переходим теперь к основным расчетным характеристикам трубопровода:

Внутренний диаметр — от него отталкиваются все остальные параметры

Важность его нельзя переоценить — от внутреннего диаметра зависит проходная мощность канализационной трубы;
Диаметр условного хода — в документации и маркировке помечается Dy или Ду. Этот показатель указывает, какая номинальная пропускная способность трубопровода

Единица измерения — миллиметр и его округленное значение;
Номинальный диаметр — метят как Dn или Дн;
Наружный диаметр;
Толщина стенки.

Основные формулы применяемые по СНиП

Как правильно провести расчет регулирующей емкости для ливневой канализации, для этих целей рекомендуем использовать нормативный регламент, где приведена стандартная математическая формула расчёта. Для расчёта используем эту формулу:

Теперь подробно разберёмся со значением каждой позиции формулы для уклона ливневой канализации на 1 метр по СНИП.

q20- параметр расчётный, определяющий интенсивность дождя в течение 20 минут появления природных осадков.
Ψ- коэффициентная величина влияния влаги для определённой категории покрытия.
F- фиксированная площадь поверхности. Измерение производится в квадратных метрах, или га.

В этом расчёте следует учитывать, что величина Ψ имеет непостоянный характер.

Для любой кровли здания используется коэффициентный показатель К=1,0.
Для асфальтного покрытия, применяем показатель К=0,95.
Для материала бетона используем данные К=0,85.
Для щебня и прочих сыпучих материалов, а также для грунта, используем коэффициент К=0,4.

Далее, в расчётной комбинации обязательно применяется поправка, которая указывает на определённые характеристики.

Коэффициентный параметр β определяется по специальной таблице, которая указана в действующем СНиП.

Данные для продолжительности дождя	n	0,7	0,6	0,5	0,4
Значение, фиксированное коэффициента	β	0,65	0,7	0,75	0,8

Далее в таблице имеется значение n- которое также имеет ряд характерностей. Ниже приведена таблица применения по регионам указанного коэффициента

Район	Коэффициент
Побережье Баренцево моря и прочих море	0,48
Центр и Запад Рф	0,48
Уральский регион (западный склон)	0,59
Для Верхней волги и Дона	0,57
Для нижней волги	0,66
Средняя Сибирь	0,47
Восточная Сибирь	0,52
Западная часть Сибири	0,58
Алтайский регион	0,48
Побережья Охотского моря	0,31

Для того чтобы провести расчет сечения лотка ливневой канализации, местности с уклоном в 1-3см на 1 погонный метр измеряемой длины, тогда коэффициент β, который используется в таблице потребуется незначительно увеличить на 15%. Если имеют все факты большого уклона местности, тогда данный параметр принимается по всем текущим расчётам равным 1.

Вариант расчёта

Попробуем привести конкретный пример расчёта ливневой канализации. Берём для примера, частный дом, который расположен где-нибудь в Московской области, при этом общая площадь кровли будет 100 м 2 (0,01 га). Мы высчитываем параметры водосточной трубы.

Карта интенсивности осадков для конкретного региона указывает, что q20 составляет примерно 80 лс. Теперь берём для расчёта показатель поглощения влаги кровлей, который равен 1. Имея эти данные, получаем примерное вычисление первичного типа: Qr =80·0,01 = 0,8 л/с.
Теперь берём расчет уклона кровли в данном доме. Он превышает значения 0,03 (3 см на 1 м), в данном случае общий параметр коэффициента заполнения составит 1, и в этом случае вычисление будет иметь данный вид: Q = Qr = 0,8 л/с
Далее, мы знаем показатель расхода жидкости для конкретного объекта. Производим вычисление общего диаметра ливнёвки, а также можем произвести расчет требуемого уклона для всей ситочной системы. В данном случае нам потребуется один официальный справочник под авторством Я. Добромыслова «Таблицы для гидравлических расчётов трубопроводов из полимерных материалов. Безнапорные трубопроводы». Ищем в данном справочнике требуемый показатель значения 0,8 л/с.

В итоге мы можем смело утверждать, что нам подойдут следующие технологические элементы для ливнёвки:

Ведомый диаметр 50мм, уклон составит 0,03.
Известный диаметр 63мм, используем уклон 0,02.
Берём диаметр от 75мм и выше — используем параметр уклона 0,01.

Оперируя данными, вы можете точно произвести требуемое вычисление для всей ливневой канализации. Помните, что для каждого региона используется свой показатель расчёта интенсивности осадков, и это важный момент при расчёте действенной ливневой канализационной системы.

Заключение

В процессе расчёта необходимо также учитывать дополнительные факторы, которые влияют на эксплуатационные характеристики всей системы водоотведения. В качестве таковых факторов учитывают — материал системы, глубина, используемая для прокладки системы, монтаж общих стояков, расположение охранной зоны. Все работы должны осуществляться в строгом соответствии с санитарными нормами и требованиями надзорных ведомств.

Оптимальный уровень заполнения трубы

Стеклянные или пластиковые трубы имеют очень гладкую внутреннюю поверхность с низким коэффициентом трения, поэтому для таких труб среднее значение K=0,5. Чугунные, керамические и асбестовые трубы имеют повышенную шероховатость, поэтому для преодоления сопротивления масса стоков должна быть больше, K=0,6. Указанные разные значения K для разных типов труб позволяют поддерживать в канализационной сети оптимальную скорость движения стоков V=0,7 м/с.

коэффициенты шероховатости труб

Незанятый стоками свободный объем в трубе выполняет несколько важных задач: возможность выхода скопившихся газов, упрощается движение крупных фрагментов твердого мусора. Логично предположить, что с увеличением диаметра канализационной трубы будет увеличиваться ее уровень заполненности K.

В таблице указаны уровни заполнения труб различного сечения:

Гидравлический расчет канализации

Эффективная работа канализации возможна только при сбалансированном поступлении и отводе сточных вод, общий объем которых соответствует пропускной способности системы. Кроме пропускной способности труб существует множество других параметров, которые необходимо учесть. В качестве основы для гидравлического расчета канализации чаще всего становится предварительно определенный расход: объем стоков на 1 человека в сутки, около 200 л.

Правильное проведение расчетов важно при создании автономной канализации в загородном доме, так как большинство таких систем являются самотечными. Главная особенность самотечных систем — отсутствие напора потока жидкости, что накладывает ограничения на конфигурацию системы труб из-за необходимости постоянно выдерживать их уклон

Несоблюдение уклона может привести к замедлению потока, засору и нарушению работы всей канализационной сети. Как ни удивительно, но слишком большой уклон также может оказать негативное влияние на работу канализации.

Пример расчета

Рассмотрим, как выполняется гидравлический расчет ливневой канализации, пример которого поможет нагляднее представить ход вычислений:

территория площадью 100 м2 (0,01 Га);
расположение участка — Московская область (q20=80 л/с);
коэффициент поглощения влаги для кровли Ψ=1.

По формуле делаем гидравлический расчет дождевых стоков:

Qr = q20•Ψ•F = 80•1•0,01 = 0,8 л/с.

Поскольку угол наклона скатов практически везде превышает 0,03, то величина β = 1. Поэтому расход влаги в напорном режиме также составляет 0,8 л/с. Исходя из этого значения можно определить необходимый размер труб. Для этого можно воспользоваться специальными пособиями, в частности справочник Добромыслова.

Этот пример рассматривает простейший случай расчета ливневой канализации. Более сложные задачи слишком трудны и должны быть предоставлены подготовленным специалистам.

Индивидуальный расчет уклона

Прокладка канализационных труб своими руками в частном доме проводится по стандартам, которые значатся в СНиП. Но можно рассчитать параметры по обустройству сетей канализации и водопровода самостоятельно. Для этого используют следующую формулу:

V√H/D ≥ K, где:

К – особый коэффициент, учитывающий свойства материала, который был использован при изготовлении трубы;
V – скорость прохождения сточных вод;
H – наполняемость трубы (высота потока);
D – сечение (диаметр) трубы.

Уклон канализационных труб можно рассчитать самостоятельно

Пояснения:

коэффициент К, для труб из гладких материалов (полимерных или стеклянных), должен быть равен 0,5, для металлического трубопровода – 0,6;
показатель V (скорость потока) – для любого трубопровода составляет 0,7-1,0 м/с;
соотношение H/D – говорит о наполнении трубы, и должно иметь значение от 0,3 до 0,6.

Внутренние и внешние канализационные системы

Выполняя прокладку сетей канализации и водопровода в частном доме, следует учитывать некоторые особенности, которые обуславливаются месторасположением их отдельных участков.

Внутренние системы

При монтаже труб канализации в частном доме в основном применяются два их диаметра – 50 мм и 110 мм. Первый для водоотвода, второй для унитаза. Прокладку канализационной трубы следует проводить в соответствии со следующими рекомендациями:

поворот трубопровода (при его горизонтальном расположении) не следует делать под углом в 90 градусов. Для изменения направления отводы лучше устанавливать под углом в 45 градусов, это значительно облегчает проход основного потока и уменьшает вероятность скопления твердых частиц;
в местах поворотов системы следует установить фитинги для ревизии и удобства прочистки или демонтажа в случае засорения;
на коротких отдельных участках, допустимо увеличивать наклон, превышая рекомендуемую норму. Такой короткой веткой канализации может быть труба, соединяющая унитаз со стояком;
на каждом отдельном участке уклон трубопровода должен быть равномерным, без резких перепадов, потому что их наличие может создать условие для возникновения гидравлического удара, последствиями которого станет ремонт или демонтаж уже работающей системы.

Внешние (наружные) системы

Правильная прокладка и монтаж канализационных труб необходима не только внутри, но и вне частного дома, от точки выхода внутренней канализации до септика.

Поэтому следует обратить внимание на следующие моменты:

прокладка канализационных сетей проводится в траншеях глубиной от 0,5 до 0,7 метра. Величина заглубления зависит от характеристик грунта и корректируется под конкретные условия;
при подготовке траншей, следует использовать песок на их дне, для возможности установления правильного уклона за счет его подсыпки;
заранее просчитанный уклон (на погонный метр) выделить ориентиром из шнура натянутого между вбитыми колышками. Это позволит избежать ненужных просадок или возвышений канализационной системы на отдельных участках;
после укладки труб на дно траншеи, еще раз проверить наличие правильного уклона, и в случае необходимости поправить его за счет песчаной подушки.

Ливневая канализация

Такая же требовательная к уклону система, и ее присутствие обязательно для устранения образований скопления воды на поверхности почвы при выпадающих осадках.

Прокладка ливневой канализации

При обустройстве ливневки, учитываются те же параметры, что и для основной канализации – диаметр трубы и материал из которого она изготовлена. Средние показатели по уклону:

для труб с диаметром 150 мм – показатель варьируется в пределах от 0,007 до 0,008;
при 200 мм сечении – 0,005 до 0,007.

На частных подворьях можно обойтись и открытыми ливневыми водоотводами.

Но и при такой системе отведения воды уклон должен присутствовать:

для водоотводных канав – 0,003;
для лотков из бетона (полукруглых или прямоугольных) – 0,005.

Когда производится укладка канализационных труб какой уклон канализационной трубы должен быть?

Схема устройства ливневой канализации для частного дома

Для нормальной работы канализации величина уклона должна быть в соответствии с рекомендуемыми нормами по СНиП, или просчитаны по специальной формуле.

Если придерживаться проверенных временем и эксплуатацией норм – системам канализации и водопровода многие годы не потребуется ремонт или демонтаж.

Межплиточные швы

Для того чтобы сделать ревизионный лючок под плитку максимально незаметным, необходимо обратить внимание на этот нюанс. После того, как монтаж конструкции в поверхность завершен, плитка на крышку люка приклеена и обработана, люк закрывается. Затем швы, которые располагаются между ним и другими плитками, необходимо залить силиконом

Это делается для придания максимальной незаметности. Перед нанесением сначала необходимо обклеить по контуру соседние плитки малярным скотчем, после чего только заливать силиконом швы. После того как он застынет, нужно аккуратно острым предметом провести по контуру скотча, а затем отклеить его. Получится аккуратный внутренний шов

Затем швы, которые располагаются между ним и другими плитками, необходимо залить силиконом. Это делается для придания максимальной незаметности. Перед нанесением сначала необходимо обклеить по контуру соседние плитки малярным скотчем, после чего только заливать силиконом швы. После того как он застынет, нужно аккуратно острым предметом провести по контуру скотча, а затем отклеить его. Получится аккуратный внутренний шов.

Для обеспечения доступа, делается следующее. Канцелярским ножом под углом прорезается силикон на протяжении всех сторон конструкции

Обратите внимание, что резку нужно проводить максимально аккуратно, так как велик риск испортить шов и поцарапать плитку

Степень наполненности

Расчет канализации для частного дома предусматривает неполное заполнение водостока. По своей сути пропускная способность канализационных труб нуждается в небольшом запасе, направленном на обеспечение вентиляции, а также для пропуска различных крупногабаритных предметов.

Оптимальная величина наполняемости трубопровода зависит от того, какого диаметра используются трубы в системе:

Коэффициент 0,6 подходит для канализации с диаметром труб от 150 до 250 миллиметров;
Максимальная наполняемость 0,7 подходит для канализации с диаметром труб от 300 до 400 миллиметров;
Максимальная наполняемость 0,75 подходит для канализации с диаметром труб от 450 до 900 миллиметров.

Отвод дождевой воды через другие сети

Проекты частной недвижимости традиционно включают наряду с ливневой канализацией другие коммуникационные сети. Бытовая канализация и дренажная система тоже являются частью бытовых коммуникаций. Принцип их действия мало отличается от функционирования ливневки, в чём владельцы частных домов нередко усматривают возможность использования этих сетей.

Между тем совмещение ливневой канализации с бытовой или дренажной схемой отвода стоков запрещается СНиП. Запрет на совмещение разных видов канализации обусловлен факторами очевидными. Так, при условии вывода дождевой воды в бытовую канализацию и с учётом высокой интенсивности атмосферных осадков, нормальный уровень канализационных стоков завышается в несколько раз.

Подтопление рабочих колодцев приводит к блокировке хозяйственно-фекальных стоков. Грязевые отложения, природный мусор устремляются в систему бытовой канализации. В результате после очередного ливня устроителям сооружения придётся заниматься чисткой системы.

Объединение ливневки с дренажной магистралью грозит обернуться результатом ещё более плачевным. Переполнение дренажа по причине нарушения расчётных нагрузок приводит к подтоплению фундамента здания. Частые подтопления нарушают структуру грунта, что становится причиной смещения фундаментных блоков, а в дальнейшем может привести к разрушению здания.

Сроки и цена проектирования систем водоснабжения и канализации

Стоимость разработки проектной или рабочей документации объекта рассчитывается индивидуально, цена проектирования зависит от следующих факторов:

площадь проектируемого объекта;
функциональное назначение объекта;
необходимость выезда специалиста для обследования объекта;
расположения проектируемого объекта (влияет при необходимости выполнения обследования объекта).

Расчет стоимости проектирования

Для расчета сроков и стоимости проектирования системы водоснабжения Вашего объекта, направьте запрос на электронную почту или по форме на сайте, наши специалисты в сжатые сроки подготовят коммерческое предложение.

Степень наполненности

Коэффициент 0,6 подходит для канализации с диаметром труб от 150 до 250 миллиметров;
Максимальная наполняемость 0,7 подходит для канализации с диаметром труб от 300 до 400 миллиметров;
Максимальная наполняемость 0,75 подходит для канализации с диаметром труб от 450 до 900 миллиметров.

Самостоятельный гидравлический расчет трубопровода

Гидравлический расчёт при разработке проекта трубопровода направлен на определение диаметра трубы и падения напора потока носителя.

Данный вид расчёта проводится с учетом характеристик конструкционного материала, используемого при изготовлении магистрали, вида и количества элементов, составляющих систему трубопроводов(прямые участки, соединения, переходы, отводы и т. д.), производительности,физических и химических свойств рабочей среды.

Многолетний практический опыт эксплуатации систем трубопроводов показал, что трубы, имеющие круглое сечение, обладают определенными преимуществами перед трубопроводами, имеющими поперечное сечение любой другой геометрической формы:

минимальное соотношением периметра к площади сечения, т.е. при равной способности, обеспечивать расход носителя, затраты на изолирующие и защитные материалы при изготовлении труб с сечением в виде круга, будут минимальными;
круглое поперечное сечение наиболее выгодно для перемещения жидкой или газовой среды сточки зрения гидродинамики, достигается минимальное трение носителя о стенки трубы;
форма сечения в виде круга максимально устойчива к воздействию внешних и внутренних напряжений;
процесс изготовления труб круглой формы относительно простой и доступный.

Подбор труб по диаметру и материалу проводится на основании заданных конструктивных требований к конкретному технологическому процессу. В настоящее время элементы трубопровода стандартизированы и унифицированы по диаметру. Определяющим параметром при выборе диаметра трубы является допустимое рабочее давление, при котором будет эксплуатироваться данный трубопровод.

Основными параметрами, характеризующими трубопровод являются:

условный (номинальный) диаметр – DN;
давление номинальное – PN;
рабочее допустимое (избыточное) давление;
материал трубопровода, линейное расширение, тепловое линейное расширение;
физико-химические свойства рабочей среды;
комплектация трубопроводной системы (отводы, соединения, элементы компенсации расширения и т.д.);
изоляционные материалы трубопровода.

Условный диаметр (проход) трубопровода (DN) – это условная безразмерная величина, характеризующая проходную способность трубы, приблизительно равная ее внутреннему диаметру. Данный параметр учитывается при осуществлении подгонки сопутствующих изделий трубопровода (трубы, отводы, фитинги и др.).

Условный диаметр может иметь значения от 3 до 4000 и обозначается: DN 80.

Условный проход по числовому определению примерно соответствует реальному диаметру определенных отрезков трубопровода.

Численно он выбран таким образом, что пропускная способность трубы повышается на 60-100% при переходе от предыдущего условного прохода к последующему.

Давление номинальное (PN) – это безразмерная величина, характеризующая максимальное давление рабочего носителя в трубе заданного диаметра, при котором осуществима длительная эксплуатация трубопровода при температуре 20°C.

Значения номинального давления были установлены на основании продолжительной практики и опыта эксплуатации: от 1 до 6300.

Номинальное давление для трубопровода с заданными характеристиками определяется по ближайшему к реально создаваемому в нем давлению. При этом,вся трубопроводная арматура для данной магистрали должна соответствовать тому же давлению. Расчет толщины стенок трубы проводится с учетом значения номинального давления.

Основные положения гидравлического расчета

Рабочий носитель (жидкость, газ, пар), переносимый проектируемым трубопроводом, в силу своих особых физико-химических свойств определяет характер течения среды в данном трубопроводе. Одним из основных показателей характеризующих рабочий носитель, является динамическая вязкость, характеризуемая коэффициентом динамической вязкости – μ.

Инженер-физик Осборн Рейнольдс (Ирландия), занимавшийся изучением течения различных сред, в 1880 году провел серию испытаний, по результату которых было выведено понятие критерия Рейнолдса (Re) – безразмерной величины, описывающей характер потока жидкости в трубе. Расчет данного критерия проводится по формуле:

Критерий Рейнольдса (Re) дает понятие о соотношении сил инерции к силам вязкого трения в потоке жидкости. Значение критерия характеризует изменение соотношения указанных сил, что, в свою очередь, влияет на характер потока носителя в трубопроводе. Принято выделять следующие режимы потока жидкого носителя в трубе в зависимости от значения данного критерия:

ламинарный поток (Re