DOMCALCv1.0BUILDING CALCULATION SYSTEM

Гідравлічний розрахунок трубопроводу онлайн

Калькулятор розраховує швидкість води, число Рейнольдса, коефіцієнт тертя та втрати тиску в трубопроводі за витратою, діаметром, довжиною, температурою, шорсткістю й місцевими опорами.

DOC_REF // CALC-HIDRAVLICHNYY-ROZRAKHUNOK-TRUBOPROVODU

Параметри трубопроводу

Вода та опори

Залежність втрат тиску від діаметра

Витрата-
Внутрішній діаметр-
Довжина-
Температура води-
Шорсткість-
Місцеві опори-

Густина води-
Кінематична в'язкість-
Швидкість води-
Число Рейнольдса-
Режим течії-
Коефіцієнт тертя-

Втрати по довжині-
Місцеві втрати-
Сумарні втрати-
Сумарні втрати-
Сумарні втрати-
Еквівалентний напір-
Гідравлічний опір S-

Результат є інженерною оцінкою для водяних трубопроводів. Для робочого проєкту опалення або водопостачання перевірте швидкості, фітинги, характеристику насоса і чинні норми.

01 / Методика розрахунку

Про гідравлічний розрахунок трубопроводу

Калькулятор виконує попередній гідравлічний розрахунок водяного трубопроводу для систем опалення, водопостачання та технологічних контурів. За витратою, діаметром, довжиною ділянки, температурою води, шорсткістю труби та сумою місцевих опорів він визначає швидкість потоку, число Рейнольдса, коефіцієнт тертя і втрати тиску.

Результат зручний для швидкої перевірки діаметра, оцінки потрібного напору насоса і порівняння матеріалів труб. Для робочого проєкту потрібно уточнювати схему, арматуру, фактичну температуру теплоносія, балансування і вимоги норм.

Підготовка вихідних даних

Витрата переводиться в об’ємну витрату QQ у м³/с. Для м³/год використовується ділення на 3600, для л/с - на 1000, для л/хв - на 60000, для м³/хв - на 60.

Внутрішній діаметр труби розраховується із зовнішнього діаметра DD і товщини стінки ss:

d=D−2s1000d = \frac{D - 2s}{1000}

Тут DD і ss задаються в міліметрах, а dd отримується в метрах.

Властивості води

Густина води оцінюється за середньою температурою:

ρ=−0.003t2−0.1511t+1003.1\rho = -0.003t^2 - 0.1511t + 1003.1

де ρ\rho виражена в кг/м³, а tt - середня температура води в °C. Кінематична в’язкість використовується в м²/с:

ν=0.01781+0.0337t+0.000221t2⋅10−4\nu = \frac{0.0178}{1 + 0.0337t + 0.000221t^2}\cdot10^{-4}

Швидкість і режим потоку

Площа живого перерізу:

A=πd24A = \frac{\pi d^2}{4}

Швидкість води:

v=QA=4Qπd2v = \frac{Q}{A} = \frac{4Q}{\pi d^2}

Число Рейнольдса:

Re=vdνRe = \frac{vd}{\nu}

За Re≤2320Re \le 2320 потік вважається ламінарним. За 2320<Re<40002320 < Re < 4000 калькулятор показує перехідну зону. За Re≥4000Re \ge 4000 потік вважається турбулентним.

Коефіцієнт тертя

Абсолютна шорсткість ε\varepsilon вибирається за матеріалом труби і переводиться з міліметрів у метри. Коефіцієнт гідравлічного тертя λ\lambda розраховується так:

λ=75Re\lambda = \frac{75}{Re}

для ламінарної області;

λ=0.3164Re0.25\lambda = \frac{0.3164}{Re^{0.25}}

для перехідної області;

λ=0.11(68Re+εd)0.25\lambda = 0.11\left(\frac{68}{Re}+\frac{\varepsilon}{d}\right)^{0.25}

для турбулентної області з урахуванням шорсткості;

λ=0.11(εd)0.25\lambda = 0.11\left(\frac{\varepsilon}{d}\right)^{0.25}

для повністю шорсткого режиму.

Втрати тиску

Динамічний тиск потоку:

pd=ρv22p_d = \frac{\rho v^2}{2}

Втрати по довжині за формулою Дарсі-Вейсбаха:

Δpl=λLdρv22\Delta p_l = \lambda\frac{L}{d}\frac{\rho v^2}{2}

Якщо місцеві опори увімкнені, додаються втрати на фітингах і арматурі:

Δpm=Σζρv22\Delta p_m = \Sigma\zeta\frac{\rho v^2}{2}

Сумарні втрати:

Δp=Δpl+Δpm\Delta p = \Delta p_l + \Delta p_m

Еквівалентна втрата напору:

H=Δp9807H = \frac{\Delta p}{9807}

Гідравлічний опір ділянки:

S=ΔpQh2S = \frac{\Delta p}{Q_h^2}

де QhQ_h - витрата в м³/год.

Практична перевірка

Для багатьох водяних систем швидкість намагаються тримати приблизно в межах 0.25-1.5 м/с. Якщо калькулятор показує перехідну область за ReRe, варто перевірити сусідній діаметр або уточнити дані по трубі та арматурі.

02 / FAQ — Часто задавані питання

Навіщо потрібен гідравлічний розрахунок трубопроводу?

Він показує, який напір втрачається на ділянці труби за заданої витрати. За цими втратами можна оцінити діаметр, перевірити швидкість води і зрозуміти, чи вистачить напору насоса для опалення, водопостачання або іншого водяного контуру.

Чому втрати тиску швидко зростають при зменшенні діаметра?

За тієї самої витрати менший внутрішній діаметр збільшує швидкість води. У формулі Дарсі-Вейсбаха втрати залежать від v2v^2 і від відношення L/dL/d, тому невелике зменшення діаметра може суттєво збільшити втрати тиску.

Як вибрати шорсткість труби?

Для нового пластику, міді та латуні беруть дуже малу шорсткість. Для сталі, оцинкування і старих труб значення вище. Якщо труба давно експлуатується або має відкладення, краще вибрати грубіший варіант.

Що таке сума коефіцієнтів Σζ?

Σζ - це сума безрозмірних коефіцієнтів місцевих опорів для колін, трійників, клапанів, кранів, входів і виходів. Якщо на ділянці тільки пряма труба, опцію можна вимкнути. Якщо фітингів багато, місцеві втрати можуть бути помітними.

Яка швидкість води вважається нормальною?

Для багатьох побутових та інженерних водяних систем орієнтуються на діапазон близько 0.25-1.5 м/с. Менші швидкості можуть погіршувати видалення повітря і забруднень, більші підвищують шум, ерозію і витрати електроенергії насоса.

Що робити, якщо число Рейнольдса потрапило в перехідну зону?

У зоні ReRe від 2320 до 4000 режим течії менш стабільний, а розрахунок сильніше залежить від припущень. Варто перевірити сусідній діаметр, уточнити витрату і вибрати реалістичну шорсткість труби.