Розрахунок витрати води в трубі онлайн — калькулятор

Про розрахунок витрати води в трубі

Калькулятор витрати води в трубі призначений для визначення об’ємної та масової витрати рідини за геометрією перерізу та швидкістю потоку. Розрахунок застосовується при проєктуванні трубопроводів, підборі насосів, аналізі пропускної здатності та перевірці режимів роботи систем водопостачання та опалення.

Усі підсумкові значення безпосередньо випливають з геометрії каналу та кінематичних характеристик потоку.

Етапи розрахунку

1. Розрахунок площі живого перерізу

Площа перерізу потоку $A$ визначається залежно від обраного способу задання геометрії.

Для круглої труби за внутрішнім діаметром $d$:

Тут внутрішній діаметр $d$ переводиться з міліметрів у метри ($d = d_{\text{mm}} / 1000$). Якщо площа задана напряму в мм², вона переводиться в м² діленням на 1 000 000.

2. Розрахунок об’ємної витрати

Об’ємна витрата $Q$ показує об’єм рідини, що проходить через переріз за одиницю часу, і розраховується як добуток площі перерізу на середню швидкість потоку $v$:

Де $A$ — площа перерізу в м², $v$ — швидкість потоку в м/с, а $Q$ виходить у м³/с.

3. Перерахунок об’ємної витрати в практичні одиниці

Для зручності інженерних розрахунків базове значення витрати $Q$ у м³/с перераховується в інші одиниці:

Об’ємна витрата у літрах за секунду:

Об’ємна витрата у літрах за хвилину:

Об’ємна витрата у кубічних метрах за годину:

4. Розрахунок масової витрати

Масова витрата $\dot{m}$ визначає масу рідини, що проходить через переріз за одиницю часу, і залежить від щільності рідини $\rho$:

Де $\rho$ — щільність рідини в кг/м³ (для води при 20 °C зазвичай приймається $\rho \approx 998$ кг/м³), $Q$ — об’ємна витрата в м³/с, $\dot{m}$ — масова витрата в кг/с.

Масова витрата в годинному вимірі розраховується за формулою:

Це значення використовується при теплотехнічних розрахунках котельного обладнання та теплообмінників.

Чим відрізняється розрахунок за діаметром та за площею?

При розрахунку за діаметром площа перерізу визначається автоматично за геометричною формулою для круглого проходу. Розрахунок за площею зручний, якщо переріз відомий заздалегідь, має некруглу форму (прямокутні канали) або взятий напряму з технічного паспорта обладнання.

Чому витрата рахується як добуток площі та швидкості?

Об’ємна витрата показує, який об’єм рідини проходить через живий переріз за одиницю часу. При усталеному потоці вона дорівнює площі перерізу, помноженій на середню швидкість руху рідини: $Q = A \cdot v$.

Навіщо потрібна щільність рідини?

Щільність використовується для переходу від об’ємної витрати до масової: $\dot{m} = \rho \cdot Q$. Це необхідно для розрахунків теплопередачі, навантаження на котельне обладнання та складання мас-балансу системи.

Наскільки точний цей розрахунок для реальних трубопроводів?

Розрахунок дає точне значення витрати при відомій середній швидкості потоку. Втрати тиску, турбулентність та шорсткість стінок у цій базовій кінематичній моделі не враховуються і аналізуються окремо при детальному гідравлічному розрахунку.