Гидравлический расчёт трубопровода онлайн
Потери напора = λ·(L/d)·v²/(2g) + Σζ·v²/(2g): трение по длине плюс фитинги. Через полипропилен 25 мм (внутри 16,6 мм) при 1,5 м³/ч — 25 л/мин — вода идёт со скоростью 1,9 м/с, и на 30 м с шестью угольниками, тройниками, кранами и фильтром теряется 11,4 м напора, то есть 1,1 бар.
Труба 32 мм на тот же расход даёт 1,2 м/с и 3,7 м потерь, 40 мм — 0,75 м/с и 1,3 м. Для водопровода держат 0,5–1,5 м/с: быстрее — шум и потери.
Местные сопротивления, шт · ζ
| Труба | Скорость, м/с | Потери, м |
|---|---|---|
| Полипропилен 20 (PN20) | 3,04 — много | 33,06 |
| Полипропилен 25 (PN20) | 1,93 — много | 11,42 |
| Полипропилен 32 (PN20) | 1,18 | 3,72 |
| Полипропилен 40 (PN20) | 0,75 | 1,32 |
Наименьший диаметр со скоростью до 1,5 м/с — Полипропилен 32 (PN20). Ориентир по скорости: в водопроводе 0,5–1,5 м/с, в отоплении — до 1 м/с, в жилых комнатах лучше до 0,6 м/с, иначе слышен шум.
Проектируете инженерные системы? Соберу внутренний калькулятор гидравлики и подбора оборудования под ваши решения и номенклатуру.
Как считается
Скорость v = Q / A по внутреннему диаметру трубы. Число Рейнольдса Re = v·d/ν, вязкость воды — по формуле Пуазейля: 1,31·10⁻⁶ м²/с при 10 °C и 0,40·10⁻⁶ при 70 °C. При Re < 2300 течение ламинарное и λ = 64/Re, при Re ≥ 4000 — турбулентное, λ — по уравнению Коулбрука — Уайта с эквивалентной шероховатостью: пластик и медь 0,005 мм, новая сталь 0,1 мм (справочник Идельчика); между ними — переходная зона.
Потери на трение — по формуле Дарси — Вейсбаха h = λ·(L/d)·v²/(2g), в местных сопротивлениях — h = Σζ·v²/(2g). Коэффициенты ζ — ориентировочные по справочникам; точные значения для своей арматуры берите из паспорта. Для отопления расход считается по мощности: Q = P / (4,19 × ΔT), м³/ч при P в кВт.
Насос под эти потери подберёт калькулятор подбора насоса, объём воды в трубах — калькулятор объёма трубы, систему отопления целиком — калькулятор системы отопления.
Калькулятор выполняет гидравлический расчёт участка трубопровода с водой: по расходу, трубе и фитингам находит скорость, режим течения, коэффициент трения и потери напора — на трение по длине и в местных сопротивлениях. Расход задаётся в кубометрах в час, литрах в минуту или, для отопления, по мощности участка и перепаду температур. Рядом — таблица всех диаметров того же материала, чтобы сразу подобрать трубу.
Как считается
- Скорость v = Q / A, где A — площадь по внутреннему диаметру. У полипропилена PN20 стенка толстая: труба «25» внутри всего 16,6 мм, «32» — 21,2 мм.
- Число Рейнольдса Re = v·d/ν. Вязкость воды берётся по формуле Пуазейля и сильно зависит от температуры: 1,31·10⁻⁶ м²/с при 10 °C и 0,40·10⁻⁶ при 70 °C. При Re < 2300 течение ламинарное, при Re ≥ 4000 — турбулентное.
- Коэффициент трения λ: в ламинарном режиме 64/Re, в турбулентном — по уравнению Коулбрука — Уайта с эквивалентной шероховатостью стенки (пластик и медь 0,005 мм, новая сталь 0,1 мм — середина диапазонов справочника Идельчика).
- Потери на трение — по формуле Дарси — Вейсбаха h = λ·(L/d)·v²/(2g).
- Местные потери — h = Σζ·v²/(2g): угольник 90° ζ ≈ 1,5, плавный отвод ≈ 0,5, тройник на проход ≈ 0,5, на ответвление ≈ 1,5, открытый шаровой кран ≈ 0,3, обратный клапан ≈ 3, сетчатый фильтр ≈ 2,5. Это ориентиры по справочникам — у конкретной арматуры значение указано в паспорте.
Пример: подбор трубы на 25 л/мин
| Полипропилен PN20 | Внутренний диаметр | Скорость | Потери на 30 м с фитингами |
|---|---|---|---|
| 20 мм | 13,2 мм | 3,0 м/с | 33,1 м |
| 25 мм | 16,6 мм | 1,9 м/с | 11,4 м |
| 32 мм | 21,2 мм | 1,2 м/с | 3,7 м |
| 40 мм | 26,6 мм | 0,75 м/с | 1,3 м |
Расход 1,5 м³/ч, вода 10 °C, на участке шесть угольников, два тройника на проход и один на ответвление, два крана и фильтр (Σζ = 14,6). Переход на один типоразмер больше снижает потери примерно втрое: при том же расходе потери на трение обратно пропорциональны внутреннему диаметру почти в пятой степени, в фитингах — в четвёртой.
Отопление
Для отопления расход считается по мощности: Q = P / (c·ρ·ΔT) ≈ 0,86·P / ΔT м³/ч при мощности в киловаттах. Участок на 12 кВт при перепаде 20 °C — 0,52 м³/ч; через полипропилен 25 мм это 0,66 м/с. В жилых комнатах скорость лучше держать до 0,6 м/с, иначе слышен шум воды, в магистралях котельной — до 1 м/с. Горячая вода менее вязкая, поэтому потери в отоплении при той же скорости чуть меньше.
Что дальше
Суммарные потери на самой длинной ветке плюс перепад высот — это напор, который должен дать насос. Его подбирает калькулятор подбора насоса с рабочей точкой на кривой насоса. Объём воды в трубах — калькулятор объёма трубы, расширительный бак для отопления — калькулятор расширительного бака, водопровод дома — калькулятор водоснабжения.
Частые вопросы
Как рассчитать потери давления в трубе?
По формуле Дарси — Вейсбаха: h = λ·(L/d)·v²/(2g) на трение плюс Σζ·v²/(2g) в фитингах. λ зависит от числа Рейнольдса и шероховатости трубы — калькулятор берёт его по уравнению Коулбрука — Уайта.
Какой диаметр трубы нужен на 25 л/мин?
При скорости до 1,5 м/с — полипропилен 32 мм (внутри 21,2 мм): 1,2 м/с. Через полипропилен 25 мм вода пойдёт со скоростью 1,9 м/с — шумно и с большими потерями.
Какая скорость воды в трубе допустима?
Для водопровода — 0,5–1,5 м/с, для отопления — до 1 м/с, в жилых комнатах лучше до 0,6 м/с. Быстрее — шум и потери напора.
Как посчитать расход теплоносителя по мощности?
Q = 0,86·P / ΔT, м³/ч: мощность в киловаттах, ΔT — разница подачи и обратки. 12 кВт при ΔT 20 °C — 0,52 м³/ч.
Чем отличаются потери в пластиковой и стальной трубе?
Шероховатостью: у пластика около 0,005 мм, у новой стали около 0,1 мм, у старой с отложениями — до 0,5 мм и больше. При той же скорости стальная труба теряет больше, а со временем — ещё больше.
Что такое число Рейнольдса?
Re = v·d/ν — отношение сил инерции к вязкости. Ниже 2300 течение ламинарное, выше 4000 — турбулентное; в бытовых трубах почти всегда турбулентное.
Похожие калькуляторы
Калькулятор подбора насоса
Онлайн-расчёт требуемого напора и рабочей точки насоса: характеристика системы, скорость в трубе, мощность и расход электроэнергии.
Калькулятор объёма трубы
Расчёт внутреннего объёма, веса и площади сечения трубы.
Калькулятор водоснабжения
Рассчитайте диаметр трубопровода, расчётный расход воды и количество труб для системы водоснабжения онлайн.
Калькулятор системы отопления
Онлайн-расчёт мощности котла, расхода топлива и параметров системы отопления дома по площади, утеплению и климату.
Калькулятор расширительного бака для отопления
Расчёт мембранного расширительного бака по EN 12828: объём теплоносителя по котлу, радиаторам и трубам, расширение воды и гликоля, давление предзаряда и заполнения, хватит ли встроенного бака котла.
Калькулятор радиаторов отопления
Онлайн калькулятор радиаторов отопления — точный расчёт количества секций по теплопотерям. Учёт типа радиатора, окон, стен и региона.
Такой калькулятор на вашем сайте увеличит заявки
Сделаю такой же или доработаю под ваш бизнес. Напишите — обсудим задачу, назову точную цену и срок.
