Калькулятор гидравлического расчёта трубопровода

Гидравлический расчёт нужен при подборе диаметра трубы и насоса: он показывает, сколько напора теряется на трение по длине участка.

Что подготовить:

• внутренний диаметр трубы, мм;
• длину участка, м;
• расход, куб. м/ч, или скорость потока, м/с - что известно;
• эквивалентную шероховатость, мм: новые трубы - бесшовные 0,02-0,05, сварные 0,04-0,10; после эксплуатации - бесшовные 0,15-0,30, сварные 0,20-0,50. По умолчанию 0,05 - новая труба;
• кинематическую вязкость и плотность жидкости - для воды при 20 градусах Цельсия по умолчанию 1,006*10^-6 кв. м/с и 998 кг/куб. м.

Для трубы, поработавшей в системе, ставьте шероховатость 0,2-0,3 мм - потери заметно вырастут.

Что калькулятор не учитывает: местные сопротивления - отводы, тройники, задвижки, фильтры. На короткой разветвлённой трассе они бывают больше линейных потерь. Считайте их отдельно и прибавляйте.

Формула Альтшуля применима в турбулентном режиме (число Рейнольдса больше примерно 4000). При малых расходах поток может стать ламинарным - калькулятор этого перехода не отслеживает и в ламинарной области завысит трение. Смотрите на число Рейнольдса в результате.

Расчёт предварительный; для проекта нужен расчёт специалиста по действующим нормам.

Площадь живого сечения, кв. м:

Площадь = пи * (Диаметр / 1000)^2 / 4

Скорость потока, м/с: если известен расход, то

Скорость = Расход / 3600 / Площадь

иначе берётся заданная скорость.

Число Рейнольдса:

Рейнольдс = Скорость * (Диаметр / 1000) / ню

Коэффициент трения по Альтшулю:

коэффициент трения = 0,11 * (Шероховатость / Диаметр + 68 / Рейнольдс) в степени 0,25

Потери напора, м, и давления, кПа, по Дарси - Вейсбаху:

Потери напора = коэффициент трения * (Длина / (Диаметр / 1000)) * Скорость^2 / (2 * 9,81)
Потери давления = коэффициент трения * (Длина / (Диаметр / 1000)) * Скорость^2 / 2 * плотность / 1000

где Диаметр - внутренний диаметр, мм; Расход - куб. м/ч; ню - кинематическая вязкость, кв. м/с; Шероховатость - эквивалентная шероховатость, мм (в отношении шероховатости к диаметру обе величины в миллиметрах); Длина - длина участка, м; плотность - плотность, кг/куб. м; 9,81 - ускорение свободного падения, м/с^2.

Формулы, таблица шероховатости и свойства воды - inner.su.

Точность вывода: площадь - 0,000001 кв. м, скорость - 0,001 м/с, коэффициент трения - 0,00001, потери - 0,001.

Сверка с примером источника: скорость 1,5 м/с, диаметр 100 мм, длина 50 м - число Рейнольдса 149 105, коэффициент трения = 0,01934, потери давления 10,86 кПа (источник: около 0,0193 и 10,8 кПа). Та же труба при расходе 40 куб. м/ч: скорость 1,415 м/с, потери 9,73 кПа, напора 0,99 м.

Что не учитывается: местные сопротивления, ламинарный режим, изменение вязкости с температурой (меняйте поля вручную).