Пример расчета общих потерь на всасывании для трубы из ПЭ (ПНД).

Исходные данные:

  • Центробежный самовсасывающий насос для водоснабжения из колодца.
  • Максимальный потребный расход на дом, баню и полив составляет 2,4 м³/ч.
  • На входе в насос предусмотрена труба ПНД 32 мм, SDR 13,6 (толщина стенки 2,4 мм).
  • Длина трубы по горизонтали — 10 метров.
  • Геодезический перепад высот — 4 метра.

Цель расчета – удостовериться, сможет ли насос при заданных условиях засасывать воду без кавитации.

Расчет справедлив только для бытовых систем водоснабжения холодной водой, на высоте до 1000 м над уровнем моря.

Не пугайтесь, основ школьной математики и умения пользоваться калькулятором будет достаточно для решения задачи.

Расчет:

Общие потери на всасывании = геодезический перепад высот + потери на трение по всей длине трубы + местные потери в фитингах и поворотах трубы.

Геодезический перепад высот нам известен и составляет 4 метра.

Это расстояние по вертикали от оси насоса до зеркала воды в источнике водоснабжения (скважине, колодце, реке и т.п.). Для упрощения задачи мы приняли допущение, что уровень воды в колодце во время работы насоса не изменяется. Если вам известно насколько понижается уровень воды в вашем колодце во время длительной работы насоса, то берите для расчета это новое значение.

Определение потерь на трение по длине трубы:

Нет необходимости вести расчет по сложным формулам для разных значений расхода жидкости, диаметра и материал трубы. Этот труд уже давным-давно выполнен специалистами, результаты измерений которых сведены в соответствующие справочные таблицы. Промышленность выпускает трубы из различных материалов. Есть таблицы для стальных, чугунных, пластиковых, стеклянных, цементных и других труб. Но важно не только найти корректную таблицу по материалу, но и правильно ей воспользоваться и понять результат. Ведь одни трубы маркируются по внешнему диаметру, другие по внутреннему, третьи маркируются по условному диаметру в дюймах, в некоторых таблицах результаты приводятся в сантиметрах, в других в метрах, в третьих в метрах на 100 метров прямого участка. Более того в одних таблицах потери зависят от расхода жидкости и диаметра трубы, в то время как в других потери могут быть приведены для различных скоростей протекания жидкости (ведь скорость жидкости есть не то иное как функция расхода жидкости и диаметра трубы). Будьте внимательны. В данной статье мы намеренно привели примеры двух разных типов справочных таблиц.

Для определения значений потерь на трение в нашей трубе ПНД воспользуемся таблицей №1.

Таблица №1.
Потери напора в метрах, на 100 метров прямого участка трубопровода
Расход жидкостиВнешний диаметр пластикового трубопровода, мм
м³/чл/минл/с25324050637590110125
0,6100,161,80,660,270,085     
0,9150,2541,140,60,180,63    
1,2200,336,42,20,90,280,22    
1,5220,42103,51,40,430,170,074   
1,8300,5134,61,90,570,220,092   
2,1350,5816620,70,270,12   
2,4400,67227,53,30,930,350,160,063  
3500,8337114,81,40,50,220,09  
3,660143156,51,90,70,320,130,05 
4,2701,12501882,50,830,380,170,068 
4,8801,33 2510,531,20,50,220,084 
5,4901,5 30123,51,30,570,260,0920,05
61001,67 39164,61,80,730,30,120,07

При известном максимальном расходе 2,4 м³/ч потери в трубе ПНД 32 мм составят 7,5 м / на 100 метров трубы.

Таким образом, на длине 14 метров (10 по горизонтали + 4 по вертикали) потери составят 14 * 7,5/100 = 1,05 м.

Определение местных потерь:

Для определения местных потерь воспользуемся таблицей №2

Таблица №2.
Потери напора в коленах, задвижках, приемных и обратных клапанах, в см
Скорость жидкости, м/сКолено с углом, градЗадвижкаОбратный клапанТройникПриемный клапан
3040608090
0,40,430,520,7111,20,23311632
0,50,670,831,11,61,90,37321633
0,60,971,21,62,32,80,52321734
0,71,351,652,23,23,90,7321735
0,81,72,12,844,80,95331836
0,92,22,73,65,26,21,2341837
12,73,34,56,47,61,45351938
1,567,31014173,3402447
211141826315,8483061
2,517212840489,1583978
32530416070137150100

Как видно, в данной таблице результат указан в сантиметрах и зависит он только от скорости протекания жидкости в трубе.

Скорость можно легко вычислить: V (м/с) = Q (м³/с) / S (м²)

Q – известный расход насоса (2,4 м³/ч)

Переведем м³/ч в м/с, помня, что 1 час это 3600 секунд. Получим: 2,4 м³/ч = 0,00066 м³/с

S – площадь трубы по внутреннему диаметру

Внутренний диаметр трубы ПНД 32 мм = 32 мм (внешний диаметр трубы) – 2,4 мм * 2 (две толщины стенки) = 27,2 мм = 0,0272 м

2,4 мм – известная толщина стенки (см. характеристики конкретной трубы).

Как известно S = ¶ * d² / 4 = 3,1415 * (0,018)² / 4 = 0,000254 м²

Искомая скорость жидкости: V = 0,00066 / 0,000581 = 1,14 м/с

К сожалению, в таблице №2 нет строки соответствующей именно 1,14 м/с, поэтому необходимо произвести интерполяцию от соседних значений.

Потери напора в приемном клапане составят 42 см (0,42 м).

Потери напора в повороте трубы на 90 град составят 11 см (0,11 м).

Суммарные потери на всасывании составят: 4 м (геодезический перепад высоты) + 1,58 м (потери давления) = 5,58 м.

Со временем в приемном клапане и трубе может возникнуть дополнительное сопротивление, поэтому есть смысл прикинуть, что же будет при увеличении потерь во всасывающей трубе на 10%. В нашем случае потери с учетом такого 10% запаса составят 1,58 м +10% = 1,74 м. Общие потери будут составлять 4 м + 1,74 м = 5,74 м, что все равно существенно ниже порогового значения в 8 м.

Вывод:

При указанных исходных данных насос будет способен засасывать воду без кавитации, так как общие потери во всасывающей трубе ниже гарантированной высоты подъема самовсасывающего насоса.

Не забывайте, что расчет сделан для режима максимально возможного расхода в 2,5 м³/ч (открыты все краны), что с точки зрения самовсасывания является наихудшим вариантом. При меньшем расходе и потери давления на всасывании составят меньшую цифру.
Задать вопрос
Ваше имя
Телефон
E-mail
Даю своё согласие на обработку своих персональных данных и соглашаюсь с политикой конфиденциальности.
Ваша заявка принята!
Обратный звонок
Ваше имя
Телефон
Даю своё согласие на обработку своих персональных данных и соглашаюсь с политикой конфиденциальности.
Ваша заявка принята!
Узнать цену
Ваше имя
Телефон
E-mail
Даю своё согласие на обработку своих персональных данных и соглашаюсь с политикой конфиденциальности.
Менеджер свяжется с Вами в ближайшее время.
Оформление заказа
Количество:
Ваше имя
Телефон
E-mail
Город
Даю своё согласие на обработку своих персональных данных и соглашаюсь с политикой конфиденциальности.
Ваш заказ принят!
Отличный выбор!
В ближайшее время Вам перезвонит менеджер для подтверждения заказа
Если у Вас остались вопросы, перезвоните нам 8 495 3746068
С уважением, команда интернет-магазина ВОДОМАСТЕР.РУ
Оформление заказа
Ваше имя
Телефон
E-mail
Город
Даю своё согласие на обработку своих персональных данных и соглашаюсь с политикой конфиденциальности.
Ваш заказ принят!
Отличный выбор!
В ближайшее время Вам перезвонит менеджер для подтверждения заказа
Если у Вас остались вопросы, перезвоните нам 8 495 3746068
С уважением, команда интернет-магазина ВОДОМАСТЕР.РУ
Вход в личный кабинет
E-mail
Пароль