Расход воды через трубу

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ
  1. Для чего это нужно?
  2. Факторы, влияющие на проходимость трубы
  3. Заключение
  4. Видео: Расход воды через трубу

Многих владельцев квартир и загородных домов в процессе ремонта коммуникаций интересует вопрос, как быстрее и проще рассчитать расход жидкости по диаметру системы. Конечно же, можно воспользоваться услугами опытных мастеров, но зачастую ремонт и строительство отнимают море средств, и каждый из нас пытается экономить на любых вещах. Нужно понимать, что гидродинамические расчеты очень сложны, хотя и здесь есть определенная лазейка. Разберемся подробнее.

Для чего это нужно?

Расход воды через трубу

Внимательно прочитайте статью, ведь расчет воды необходим в любом помещении. Например, если Вы сделаете сауну в квартире своими руками, необходимо будет знать, сколько воды она потребляет.

Если вы решили построить большой дом и число ванн там превышает единицу, то необходимо знать, сколько воды сможет поставить труба определенного диаметра при конкретном давлении. Существенное падение напора на пиковых точках потребления воды однозначно не порадует ни вас, ни других жильцов (если объект впоследствии должен использоваться в качестве мини-гостиницы). Сюда же относят и необходимость организации качественной системы пожаротушения – слабая струя воды будет бесполезна при внезапно образовавшемся пожаре.

Интересно, что коммунальные службы при отсутствии счетчиков на воду выставляют обычно счет по так называемой «проходимости трубы».

Каждый разумный человек привык считать свою заработную плату и подбивать расходы. И если деньги тратить, то желательно хотя бы знать за что, и по какому тарифу. Этот пункт не актуален владельцам частных домов или квартир. Если нет специальных счетчиков, то коммунальники будут брать оплату по конкретным санитарным нормам. На сегодняшний день этот показатель не превышает 360 литров воды на одного человека (в сутки).

Факторы, влияющие на проходимость трубы

Расход воды через трубу

Вам также необходимо будет знать, какое количество воды потребляется, если Вы, например, будете устанавливать дома водонагреватель.

Так что же влияет на расход жидкости в трубопроводах круглого сечения?

Разобраться здесь несложно: имеем трубу для водопроводной системы, в которой есть отверстие определенного диаметра. Чем больше это отверстие, тем больше жидкости пройдет через него за единицу времени. Добавим к этому фактору давление и получим все необходимые данные.

Десятиметровый столб воды будет продавливать через отверстие в 1 см значительно меньше жидкости, нежели водяной столб высотой с 10-этажный дом.

Казалось бы, на этом все, давление и внутреннее сечение. Но так ли это?

Не все так просто. Вышеперечисленные параметры, конечно же, влияют на расход воды через трубу, но они – только вершина айсберга. Рассчитывать расход жидкости только по этим двум пунктам, равносильно расчету траектории ракеты, летящей на Луну, исходя из её видимого положения.

Если не учитывать движение спутника по своей орбите, вращение Земли, гравитацию небесных тел и сопротивление атмосферы, то со стопроцентной вероятностью наш космический корабль прилетит отнюдь не в нужную нам точку.

Итак, на количество воды, способное пройти в трубу диаметром в трассе у при давлении z влияют следующие факторы:

  • Протяженность трубопровода. Чем длиннее труба, тем сильнее трение жидкости об стенки будет замедлять поток. Отметим также, что на воду у торца трубопровода влияет только внутреннее давление, однако все следующие объемы будут занимать её место, а труба, в свою очередь, станет притормаживать потоки;
  • Возраст трубы. Этот момент также очень важен при расчете проходимости. Водопроводные изделия из стали со временем ржавеют, кроме того, чугун и сталь с годами зарастают различными отложениями (известь, песок, ржавчина и т.д.). Таким образом, заросшие трубы оказывают огромнейшее сопротивление потоку (разница между новой полированной трубой из стали и состарившейся от ржавчины невероятная – первый вариант в двести раз лучше). Добавим также, что из-за зарастания отдельные зоны внутри трубы уменьшают свой просвет, в итоге даже при идеальных условиях через такое изделие пройдет намного меньше воды;
  • Материал стенок. От данного параметра зависит, прежде всего, скорость движения жидкости. Полипропилен отличается гладкостью, поэтому вода внутри полипропиленовой трубы будет скользить и быстро проходить к пользователю. Сталь обладает определенной шероховатостью, из-за чего будет создавать сильное сопротивление потоку;
  • Диаметр трубы. Этот фактор намного сложнее влияет на расход воды, чем все привыкли думать. Сопротивление стенок движению потока для труб малого диаметра намного больше, нежели для толстых труб. Причиной тому является следующий факт: чем меньше труба, тем менее выгодно соотношение объема внутри и площади поверхности при заданной длине. Проще говоря, вода будет быстрее транспортироваться по толстой трубе, чем по тонкой.

Важный момент: состояние поверхности металлопластиковых и пластиковых труб со временем не ухудшится. Даже через двадцать лет труба будет оказывать такое же сопротивление, как и в день установки.

Итог прост: чтобы правильно провести все расчеты, необходимо тщательно подготовиться, выбрав материал, диаметр, измерив длину предполагаемой системы и т.д.

Воду также будут тормозить любые повороты, фитинги, переход диаметра, запорная арматура разного типа. Все это даст не мелкие погрешности, а существенную разницу в конечном результате. Как видим, произвести расчет расхода жидкости через трубу простыми методами крайне сложно.

Если разбираться с расходом жидкости через кран, задачу можно намного упростить. Здесь главным условием считается правильное соотношение отверстия крана и диаметра трубы, подводящей воду. При этом значение отверстия должно быть очень малым. В таких условиях будет действовать закон Торричелли: v^2=2gh, где g — ускорение свободного падения, v – скорость вытекания из крана, и h – высота столба воды, стоящего над отверстием. За единицу времени через отверстие с сечением s будет проходить s*v жидкости (имеется в виду объем).

Таким образом, для десятиметрового столба воды (равно избыточному давлению в 1 атм) и отверстия диаметром 1 сантиметр расчет будет следующим: 2*10*9,78=195,6.

Осталось извлечь квадратный корень и получится ~14 метров за секунду.

Что касается сечения отверстия диаметром 1 см, то оно будет равно 3,14*0,01^2=0,00031 квадратных метров.

Расход воды через трубу в результате составит 0,0031*14=0,0043 кубических метров за секунду или немного меньше 4,5 л/с.

В таком варианте произвести расчеты можно даже самостоятельно.

Заключение

К сожалению, мы не смогли найти простое и универсальное решение, но выход все-таки есть. Надеемся, представленный материал поможет вам решить все проблемы, связанные с обустройством водопровода в доме.

Видео: Расход воды через трубу

Фитинги высокого давления и рукава для г...
Пуш фитинги - конструкция, виды, особенн...
Труба канализационная наружная - основны...
Резиновые трубы. Как устроены и где прим...
Шумоизоляция канализационных труб
Глубина заложения канализационных труб
Средства от засоров труб
Жаропрочная труба
Трубы чугунные канализационные
Вальцы для профильной трубы
Тепловые трубы
Коническая трубная резьба
Машина для резки труб
Фитинги VALTEC
Фитинги для РВД

Все права защищены © Stroy-Land.net (Строительство и ремонт, дом и дача, ландшафтный дизайн), 2013-2015