Как считается диаметр трубы


Диаметры металлических труб. Таблица. Размеры в дюймах и мм.

Её величество труба! Безусловно, она делает нашу жизнь лучше. Примерно так:

Ключевая характеристика любой цилиндрической трубы - это её диаметр. Он может быть внутренним () и наружным (Dn). Диаметр трубы измеряется в миллиметрах, но единица измерения трубной резьбы - дюйм.

На стыке метрической и забугорной систем измерения как правило возникает больше всего вопросов.

Кроме того,реально существующий размер внудреннего диаметра часто не совпадает с Dy.

Давайте подробнее разберемся как нам с этим дальше жить. Трубной резьбе посвящена отдельная статья для ознакомления нажмите здесь. Читайте также про профильные трубы, которые используются для возведения конструкций.

Дюймы против мм.  Откуда путаница и когда необходима таблица соответствия

Трубы, диаметр которых обозначается дюймами (1", 2") и/или долями дюймов (1/2", 3/4"), являются общепринятым стандартом в водо - и водогазоснабжении.

А трудность в чем?

Снимите размеры с диаметра трубы 1" (о том как измерять трубы написано ниже) и вы получите 33,5 мм, что естественно не совпадает с классической линейной таблицей перевода дюймов в мм ( 25.4 мм ).

Как правило монтаж дюймовых труб проходит без затруднений, но при их замене на трубы из пластика, меди и нержавеющей стали возникает проблема - несоответствие размера обозначенного дюйма (33,5 мм) к его реальному размеру (25,4 мм).

Обычно этот факт вызывает недоумение, но если глубже заглянуть в процессы происходящие в трубе, то логика несоответствия размеров становится очевидна и непрофессионалу. Все довольно просто - читайте дальше.

Дело в том, что при создании водного потока ключевую роль играет не внешний, а внутренний диаметр и по этой причине для обозначения используется именно он.

Однако несоответствие обозначаемых и метрических дюймов все равно остается, т. к. внутренний диаметр стандартной трубы составляет 27,1 мм, а усиленной - 25,5 мм. Последнее значение стоит довольно близко к равенству 1''=25,4 но все же им не является.

Разгадка состоит в том, что для обозначения размера труб применяется номинальный, округленный до стандартного значения диаметр (условный проход Dy). Величина условного прохода подбирается так, чтобы пропускная способность трубопровода увеличивалась от 40 до 60% в зависимости от роста величины индекса.

Пример:

Наружный диаметр трубной системы равен 159 мм, толщина стенки трубы 7 мм. Точный внутренний диаметр будет равен D = 159 - 7*2= 145 мм. При толщине стенки 5 мм размер составит 149 мм. Однако, как в первом так и во втором случае условный проход будет иметь один номинальный размер 150 мм.

В ситуациях с пластиковыми трубами для решения проблемы несоответствующих размеров используются переходные элементы. При необходимости заменить или состыковать дюймовые трубы с трубами, выполненными по реальным метрическим размерам - из меди, нержавейки, алюминия, следует брать во внимания и наружный, и внутренний диаметры.

Таблица соответствия условного прохода дюймам

Ду  Дюймы Ду  Дюймы Ду  Дюймы
6 1/8" 150 6" 900 36"
8 1/4" 175 7" 1000 40"
10 3/8" 200 8" 1050 42"
15 1/2" 225 9" 1100 44"
20 3/4" 250 10" 1200 48"
25 1" 275 11" 1300 52"
32 1(1/4)" 300 12" 1400 56"
40 1(1/2)" 350 14" 1500 60"
50 2" 400 16" 1600 64"
65 2(1/2)" 450 18" 1700 68"
80 3" 500 20" 1800 72"
90 3(1/2)" 600 24" 1900 76"
100 4" 700 28" 2000 80"
125 5" 800 32" 2200 88"


Таблица. Внутренний и наружный диаметры. Стапьные водо/водогазoпроводные, эпектросварные прямошовные, стальные бесшовные горячедеформированные и полимерные трубы

Таблица соответствия диаметра условного прохода, резьбы и наружных диаметров трубопровода в дюймах и мм.

Условный проход трубы Dy. мм

Диаметр резьбы G". дюйм

Наружный диаметр трубы Dn. мм

Трубы стапьные водо/водогазoпроводные ГОСТ 3263-75

Трубы стальные эпектросварные прямошовные ГОСТ 10704-91. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные ГОСТ 8732-78. ГОСТ 8731-74 (ОТ 20 ДО 530 мл)

Полимерная труба. ПЭ, ПП, ПВХ

10

3/8"

17

16

16

15

1/2"

21.3

20

20

20

3/4"

26.8

26

25

25

1"

33.5

32

32

32

1 1/4"

42.3

42

40

40

1 1/2"

48

45

50

50

2"

60

57

63

65

2 1/2"

75.5

76

75

80

3"

88.5

89

90

90

3 1/2"

101.3

 

 

100

4"

114

108

110

125

5"

140

133

125

150

6"

165

159

160

160

6 1/2"

 

180

180

200

 

 

219

225

225

 

 

245

250

250

 

 

273

280

300

 

 

325

315

400

 

 

426

400

ГОСТ - государственый стандарт , используемый в тепло - газо - нефте - трубопроводах

ISO - стандарт обозанчения диаметров, используется в сантехнических инженерных системах

SMS - шведский стандарт диаметров труб и запорной арматуры

DIN / EN - основной евросортамент для стальных труб по DIN2448 / DIN2458

ДУ (Dy) - условный проход

Таблицы с размерами полипропиленовых труб представлены в следующей статье >>>

Таблица соответствия условного диаметра труб с международной маркировкой

ГОСТ ISO дюйм ISO мм SMS мм DIN мм ДУ
 8  1/8 10,30     5
 10  1/4 13,70 6,35   8
 12  3/8 17,20 9,54 12,00 10
18 1/2 21,30 12,70 18,00 15
 25  3/4 26,90 19,05 23(23) 20
 32  1 33,70 25,00 28,00 25
 38  1 ¼ 42,40 31,75 34(35) 32
 45  1 ½ 48,30 38,00 40,43 40
 57  2 60,30 50,80 52,53 50
 76  2 ½ 76,10 63,50 70,00 65
 89  3 88,90 76,10 84,85 80
108  4 114,30 101,60 104,00 100
133  5 139,70 129,00 129,00 125
159  6 168,30 154,00 154,00 150
219  8 219,00 204,00 204,00 200
273  10 273,00 254,00 254,00 250

Диаметры и другие характеристики трубы из нержавеющей стали

Проход, мм Диаметр

 

наружн., мм
Толщина стенок, мм Масса 1 м трубы (кг)
стандартных усиленных стандартных усиленных
10 17 2.2 2.8 0.61 0.74
15 21.3 2.8 3.2 1.28 1.43
20 26.8 2.8 3.2 1.66 1.86
25 33.5 3.2 4 2.39 2.91
32 42.3 3.2 4 3.09 3.78
40 48 3.5 4 3.84 4.34
50 60 3.5 4.5 4.88 6.16
65 75.5 4 4.5 7.05 7.88
80 88.5 4 4.5 8.34 9.32
100 114 4.5 5 12.15 13.44
125 140 4.5 5.5 15.04 18.24
150 165 4.5 5.5 17.81 21.63

Знаете ли вы?

Какие гениальные светильники можно собрать своими руками из обычной металлической трубы? Это под силу каждому! Узнайте больше по ссылке >>>

Какую трубу считать малой - средней -большой?

Даже в серьезных источниках мне приходилось наблюдать фразы типа: «Берем любую трубу среднего диаметра и…», но какой этот средний диаметр никто не указывает.

Чтобы разобраться, стоит сначала понять на какой диаметр нужно ориентироваться: он может быть внутренним и внешним. Первый важен при расчете транспортировочной способности воды или газа, а второй для определения возможности выдерживать механические нагрузки.

Внешние диаметры:

  • От 426 мм считается большим;

  • 102-246 называют средним;

  • 5-102 классифицируется, как маленький.

Что касается внутреннего диаметра, то лучше заглянуть в специальную таблицу(см. выше).

Как узнать диаметр трубы? Измерить!

Этот странный вопрос почему то часто приходит на e-mail и я решил дополнить материал абзацем про замер.

В большинстве случаев при покупке достаточно посмотреть маркировку или задать вопрос продавцу. Но случается, что нужно делать ремонт одной из коммуникационных систем путем замены труб, и изначально неизвестно какой диаметр имеют уже установленные.

Способов определения диаметра есть несколько, но мы перечислим только самые простые:

  • Вооружитесь рулеткой или сантиметровой лентой (женщины такими измеряют талию). Оберните ее вокруг трубы и запишите замер. Теперь для получения искомой характеристики достаточно полученную цифру разделить на 3.1415 – это число Пи.

    Пример:

    Представим, что в обхвате (длина окружности L) ваша труба 59,2 мм. L=ΠD, соотв. диаметр будет составлять: 59,2 / 3.1415= 18.85 мм.

  • После получения наружного диметра можно узнать и внутренний. Только для этого необходимо знать толщину стенок (при наличии разреза просто измерьте рулеткой или другим приспособлением с миллиметровой шкалой).

    Допустим, что толщина стенок 1 мм. Эта цифра умножается на 2 (если толщина 3 мм, то тоже умножается на 2 в любом случае) и отнимается от внешнего диаметра (18.85- (2 х 1 мм) = 16.85 мм).

    Отлично, если дома есть штангенциркуль. Труба просто обхватывается измерительными зубами. Нужное значение смотрим на двойной шкале.

Виды стальных труб по способу их производства

  • Электросварные (прямошовные)

    Для их изготовления применяют штрипс или листовую сталь, которые на специальном оборудовании изгибаются в нужном диаметре, а затем концы соединяются с помощью сварки.

    Воздействие электросварки гарантирует минимальную ширину шва, что делает возможным их применение для сооружения газопроводов или водопроводов. Металл в большинстве случаев углеродистый или низколегированный.

    Показатели готовых изделий регламентируются следующими документами: ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80 ГОСТ 10706-76.

    При этом обратите внимание, что труба, изготовленная согласно стандарту 10706-26 отличается максимальной прочностью среди себе подобных – после создания первого соединительного шва он укрепляется еще четырьмя дополнительными (2 внутри и 2 снаружи).

    В нормативной документации указываются диаметры изделий, произведенных путем электросварки. Их величина от 10 до 1420 мм.

  • Спиральношовные

    Материалом для производства служит сталь в рулонах. Продукция также характеризуется наличием шва, но в отличие от предыдущего способа производства он шире, а значит, способность выдерживать высокое внутреннее давление ниже. Поэтому их не применяют для сооружения газопроводных систем.

    Регламентируется конкретный вид труб ГОСТом под номером 8696-74.

  • Бесшовные

    Производство конкретного вида подразумевает деформацию специально подготовленных заготовок из стали. Процесс деформации может выполняться как под воздействием высоких температур, так и холодным способом (ГОСТ 8732-78, 8731-74 и ГОСТ 8734-75 соответственно).

    Отсутствие шва положительно сказывается на прочностных характеристиках – внутреннее давление равномерно распределяется по стенкам (нет «ослабленных» мест).

    Что касается диаметров, то нормативы контролируют их изготовление со значением до 250 мм. Покупая продукцию с размерами, превышающими указанные, приходится рассчитывать только на добросовестность производителя.

Важно знать!

При желании купить максимально прочный материал, покупайте бесшовные трубы холодной формовки. Отсутствие температурных воздействий положительно сказывается на сохранении изначальных характеристик металла.

 

Также, если важным показателем является способность выдерживать внутренние давления, то выбирайте круглые изделия. Профильные трубы лучше справляются с механическими нагрузками (из них хорошо изготавливают металлические каркасы и т. п.).

Вашему вниманию ещё пара отличных слайдов креативной рекламы производителя труб:

 

 

 


Гидравлический диаметр

Гидравлический диаметр - d h - это «характеристическая длина», используемая для расчета безразмерного числа Рейнольдса, чтобы определить, является ли поток турбулентным или ламинарным. Поток составляет

  • ламинарный, если Re <2300
  • переходный для 2300
  • турбулентный, если Re> 4000

Обратите внимание, что скорость в уравнении Рейнольдса основана на фактической площади поперечного сечения канала или трубы.

Гидравлический диаметр используется по уравнению Дарси-Вейсбаха для расчета потерь давления в каналах или трубах.

Примечание! - гидравлический диаметр не совпадает с геометрическим эквивалентным диаметром некруглых каналов или труб.

Гидравлический диаметр можно рассчитать по общему уравнению

d h = 4 A / p (1)

где

d h = гидравлический диаметр (м, футы)

A = площадь сечения воздуховода или трубы (м 2 , футы 2 )

p = периметр воздуховода или трубы «смачиваемый» (м, футы)

Примечание! - дюймы обычно используются в британской системе единиц.

Гидравлический диаметр круглой трубы или воздуховода

На основании уравнения (1) гидравлический диаметр круглого воздуховода можно выразить как:

d h = 4 π r 2 / 2 π r

= 2 r

= d (2)

, где

внутренний радиус трубы или воздуховода r = м )

d = Внутренний диаметр трубы или воздуховода (м, футы)

Как и следовало ожидать, гидравлический диаметр стандартной круглой трубы или воздуховода равен внутреннему диаметру или двукратному внутреннему радиусу.

Гидравлический диаметр круглой трубы с круглой трубкой внутри

Поток находится в объеме между внутренней и внешней трубой.

На основании уравнения (1) гидравлический диаметр круглого воздуховода или трубы с внутренним воздуховодом или трубкой может быть выражен как

d h = 4 (π r o 2 - π r i 2 ) / (2 π r o + 2 π r i )

= 2 (r o - r i ) (3)

, где

r o = внутренний радиус внешней трубы (м, фут)

r i = внешний радиус внутренней трубы (м, ft)

Гидравлический диаметр прямоугольных труб или воздуховодов

На основе уравнения (1) гидравлический диаметр прямоугольного воздуховода или трубы можно рассчитать как

d 9000 4 ч = 4 ab / (2 (a + b))

= 2 ab / (a ​​+ b) (4)

, где

a = ширина / высота воздуховода (м, футы)

b = высота / ширина воздуховода (м, футы)

Связанные мобильные приложения от EngineeringToolBox

- бесплатные приложения для автономного использования на мобильных устройствах устройств.

Калькулятор гидравлического диаметра прямоугольного воздуховода / трубы для циркуляции

Калькулятор ниже основан на формуле (4) и может использоваться для расчета гидравлического диаметра прямоугольного воздуховода или трубы. Формула является общей, и можно использовать любые единицы.

Эквивалентный диаметр

Примечание! Гидравлический диаметр отличается от эквивалентного диаметра. Эквивалентный диаметр - это диаметр круглого воздуховода или трубы, который дает такую ​​же потерю давления, как прямоугольный воздуховод или труба.

.

КАЛЬКУЛЯТОР РАСХОДА

И Н С Т Р У КТ И О Н С

Этот калькулятор ultra отличается тем, что позволяет вам выбирать между большое разнообразие единиц (6 для диаметра и 24 для каждой для скорости и расхода). В отличие от других калькуляторов, вы НЕ ограничен вводом диаметра в дюймах, скорости в милях в час и т. д., что делает этот калькулятор довольно универсален.

1) Вода течет со скоростью 36 дюймов в секунду и со скоростью 1.0472 кубических фута в секунду. Какой диаметр трубы?
Самый важный шаг в использовании этого калькулятора:
ВЫБЕРИТЕ СНАЧАЛА, ЧТО ВЫ РЕШАЕТЕ ДЛЯ
В этом случае мы решаем ДИАМЕТР ТРУБЫ, поэтому нажмите эту кнопку.
Введите 36 в поле скорости и выберите в его меню дюймы в секунду.
Введите 1,0472 в поле скорости потока и выберите в соответствующем меню кубические футы в секунду.
Нажмите кнопку РАССЧИТАТЬ, и вы увидите, что это равно 8 дюймам.
И вы увидите ответ в 5 других различных единицах !! 2) Вода течет по трубе диаметром 10 см со скоростью 9 литров в секунду.Какая скорость воды?
ПЕРВЫЙ ЩЕЛКНИТЕ НА ТО, ЧТО ВЫ РЕШАЕТЕ - СКОРОСТЬ
Введите 10 в поле диаметра трубы и выберите сантиметры в его меню.
Введите 9 в поле расхода и выберите в соответствующем меню литры в секунду.
Нажмите кнопку РАССЧИТАТЬ, и ответ будет 114,59 сантиметров в секунду И ответ будет в 23 других единицах измерения !!

3) Вода течет по трубе диаметром 2 фута со скоростью 20 дюймов в секунду. Какая скорость потока?
ПЕРВЫЙ НАЖМИТЕ НА ТО, ЧТО ВЫ РЕШАЕТЕ - СКОРОСТЬ ПОТОКА
Введите 2 в поле диаметра трубы и выберите футы в соответствующем меню.
Введите 20 в поле скорости и выберите в соответствующем меню дюймы в секунду.
Нажмите кнопку РАССЧИТАТЬ, и ответ будет 5,236 кубических футов в секунду И ответ будет в 23 других единицах !!


Для удобства чтения числа отображаются в формате «значащих цифр», поэтому вы , а не , см. Ответы типа 77.3333333333333333.
Числа больше более 1000 будет отображаться в экспоненциальном представлении и с таким же количеством указаны значащие цифры.Вы можете изменить значащие цифры, отображаемые изменение числа в поле выше.
Internet Explorer и большинство других браузеров будут отображать ответы правильно, но есть несколько браузеров, которые вообще не отображают без вывода . Если да, введите ноль в поле выше. Это устраняет все форматирование, но это лучше, чем не видеть вывод вообще.

.

Расход в трубе

Средняя скорость потока жидкости и диаметр трубы для известного расхода

Скорость жидкости в трубе неравномерна по площади сечения. Поэтому используется средняя скорость, которая рассчитывается уравнение неразрывности для установившегося потока как:

Калькулятор диаметра трубы

Рассчитайте диаметр трубы для известного расхода и скорости.Рассчитайте скорость потока для известного диаметра трубы и расхода. Преобразование объемного расхода в массовый. Рассчитайте объемный расход идеального газа при различных условиях давления и температуры.

Диаметр трубы можно рассчитать, если объемный расход и скорость известны как:

где: D - внутренний диаметр трубы; q - объемный расход; v - скорость; А - площадь поперечного сечения трубы.

Если известен массовый расход, то диаметр можно рассчитать как:

где: D - внутренний диаметр трубы; w - массовый расход; ρ - плотность жидкости; v - скорость.

Простой расчет диаметра трубы

Взгляните на эти три простых примера и узнайте, как с помощью калькулятора рассчитать диаметр трубы для известного расхода жидкости и желаемого расхода жидкости.

Ламинарный и турбулентный режим течения жидкости в трубе, критическая скорость

Если скорость жидкости внутри трубы мала, линии тока будут прямыми параллельными линиями. Поскольку скорость жидкости внутри труба постепенно увеличивается, линии тока будут оставаться прямыми и параллельными стенке трубы, пока не будет достигнута скорость когда линии тока колеблются и внезапно превращаются в размытые узоры.Скорость, с которой это происходит, называется «критическая скорость». При скоростях выше «критической» линии тока случайным образом рассеиваются по трубе.

Режим течения, когда скорость ниже «критической», называется ламинарным потоком (вязким или обтекаемым потоком). В ламинарном режиме потока скорость максимальна на оси трубы, а на стенке скорость равна нулю.

Когда скорость больше «критической», режим течения является турбулентным. В турбулентном режиме течения наблюдается нерегулярный случайное движение частиц жидкости в направлениях, поперечных направлению основного потока. Изменение скорости турбулентного потока составляет более однородный, чем в ламинарном.

В турбулентном режиме потока у стенки трубы всегда имеется тонкий слой жидкости, которая движется ламинарным потоком.Этот слой известен как пограничный слой или ламинарный подслой. Для определения режима потока используйте калькулятор числа Рейнольдса.

Число Рейнольдса, турбулентный и ламинарный поток, скорость потока в трубе и вязкость

Характер потока в трубе, согласно работе Осборна Рейнольдса, зависит от диаметра трубы, плотности и вязкости. текущей жидкости и скорость потока.Используется безразмерное число Рейнольдса, которое представляет собой комбинацию этих четырех переменные и могут рассматриваться как отношение динамических сил массового потока к напряжению сдвига из-за вязкости. Число Рейнольдса:

где: D - внутренний диаметр трубы; v - скорость; ρ - плотность; ν - кинематическая вязкость; μ - динамическая вязкость;

Калькулятор числа Рейнольдса

Рассчитайте число Рейнольдса с помощью этого простого в использовании калькулятора.Определите, является ли поток ламинарным или бурный. Применимо для жидкостей и газов.

Это уравнение можно решить с помощью и калькулятор режима течения жидкости.

Течение в трубах считается ламинарным, если число Рейнольдса меньше 2320, и турбулентным, если число Рейнольдса больше 4000.Между этими двумя значениями находится «критическая» зона, где поток может быть ламинарным, турбулентным или в процесс изменений и в основном непредсказуем.

При расчете числа Рейнольдса для эквивалентного диаметра некруглого поперечного сечения (четырехкратный гидравлический радиус d = 4xRh) используется, а гидравлический радиус можно рассчитать как:

Rh = проходное сечение / периметр смачивания

Это относится к квадратным, прямоугольным, овальным или круглым трубопроводам, если они не имеют полного сечения.Из-за большого разнообразия жидкостей, используемых в современных промышленных процессах, одно уравнение который может использоваться для потока любой жидкости в трубе, дает большие преимущества. Это уравнение - формула Дарси, но один фактор - коэффициент трения нужно определять экспериментально. Эта формула имеет широкое применение в области механики жидкости и широко используется на этом веб-сайте.

Уравнение Бернулли - сохранение напора жидкости

Если потерями на трение пренебречь и энергия не добавляется или не отбирается из системы трубопроводов, общий напор H, который является суммой подъемного напора, напора и скоростного напора, будет постоянным для любой точки. линии тока жидкости.

Это выражение закона сохранения напора для потока жидкости в трубопроводе или линии тока, известное как Уравнение Бернулли:

где: Z 1,2 - высота над референтным уровнем; p 1,2 - абсолютное давление; v 1,2 - скорость; ρ 1,2 - плотность; г - ускорение свободного падения

Уравнение Бернулли используется в нескольких калькуляторах на этом сайте, например калькулятор перепада давления и расхода, Измеритель расхода трубки Вентури и вычислитель эффекта Вентури и Калькулятор размеров диафрагмы и расхода.

Поток трубы и падение давления на трение, потеря энергии напора | Формула Дарси

Из уравнения Бернулли выводятся все другие практические формулы с изменениями, связанными с потерями и выигрышем энергии.

Как и в реальной системе трубопроводов, существуют потери энергии, и энергия добавляется или забирается из жидкости. (с использованием насосов и турбин) они должны быть включены в уравнение Бернулли.

Для двух точек одной линии тока в потоке жидкости уравнение можно записать следующим образом:

где: Z 1,2 - высота над референтным уровнем; p 1,2 - абсолютное давление; v 1,2 - скорость; ρ 1,2 - плотность; ч L - потеря напора из-за трения в трубе; H p - напор насоса; H T - головка турбины; г - ускорение свободного падения;

Поток в трубе всегда вызывает потерю энергии из-за трения.Потери энергии можно измерить как падение статического давления. по направлению потока жидкости двумя манометрами. Общее уравнение для падения давления, известное как формула Дарси, выражается в метрах жидкости составляет:

где: ч L - потеря напора из-за трения в трубе; f - коэффициент трения; L - длина трубы; v - скорость; D - внутренний диаметр трубы; г - ускорение свободного падения;

Чтобы выразить это уравнение как падение давления в ньютонах на квадратный метр (Паскали), замена соответствующих единиц приводит к:

Калькулятор падения давления

Калькулятор на основе уравнения Дарси.Рассчитайте падение давления для известного расхода или рассчитать расход при известном падении давления. Включен расчет коэффициента трения. Применимо для ламинарных и турбулентных потоков, круглых или прямоугольных труб.

где: Δ p - падение давления из-за трения в трубе; ρ - плотность; f - коэффициент трения; L - длина трубы; v - скорость; D - внутренний диаметр трубы; Q - объемный расход;

Уравнение Дарси может использоваться как для ламинарного, так и для турбулентного режима течения и для любой жидкости в трубе.С некоторыми ограничениями, Уравнение Дарси можно использовать для газов и паров. Формула Дарси применяется, когда диаметр трубы и плотность жидкости постоянны и труба относительно прямая.

Коэффициент трения для шероховатости трубы и число Рейнольдса в ламинарном и турбулентном потоках

Физические значения в формуле Дарси очень очевидны и могут быть легко получены, если известны такие свойства трубы, как D - внутренняя часть трубы. диаметр, L - длина трубы, а когда известен расход, скорость легко вычисляется с помощью уравнения неразрывности.Единственная ценность что необходимо определить экспериментально, так это коэффициент трения. Для режима ламинарного течения Re <2000 коэффициент трения можно рассчитать: но для турбулентного режима течения, где Re> 4000 используются экспериментально полученные результаты. В критической зоне, где находится Рейнольдс число от 2000 до 4000, может иметь место как ламинарный, так и турбулентный режим потока, поэтому коэффициент трения неопределен и имеет более низкий пределы для ламинарного потока и верхние пределы, основанные на условиях турбулентного потока.

Если поток ламинарный и число Рейнольдса меньше 2000, коэффициент трения можно определить из уравнения:

где: f - коэффициент трения; Re - число Рейнольдса;

Когда поток турбулентный и число Рейнольдса превышает 4000, коэффициент трения зависит от относительной шероховатости трубы. а также от числа Рейнольдса.Относительная шероховатость трубы - это шероховатость стенки трубы по сравнению с диаметром трубы e / D . Поскольку внутренняя шероховатость трубы фактически не зависит от диаметра трубы, трубы с меньшим диаметром трубы будут иметь более высокую относительная шероховатость, чем у труб большего диаметра, поэтому трубы меньшего диаметра будут иметь более высокий коэффициент трения чем трубы большего диаметра из того же материала.

Наиболее широко принятыми и используемыми данными для коэффициента трения в формуле Дарси является диаграмма Муди.На диаграмме Муди коэффициент трения может быть определена на основании значения числа Рейнольдса и относительной шероховатости.

Падение давления является функцией внутреннего диаметра в пятой степени. Со временем в эксплуатации внутренняя часть трубы покрывается налетом грязи и окалины, и часто бывает целесообразно учитывать ожидаемые изменения диаметра. Также можно ожидать увеличения шероховатости при использовании из-за коррозии или накипи со скоростью, определяемой материалом трубы. и природа жидкости.

Когда толщина ламинарного подслоя (ламинарный пограничный слой δ ) больше, чем шероховатость трубы e , поток называется потоком в гидравлически гладкой трубе, и можно использовать уравнение Блазиуса:

где: f - коэффициент трения; Re - число Рейнольдса;

Толщина пограничного слоя может быть рассчитана на основе уравнения Прандтля как:

где: δ - толщина пограничного слоя; D - внутренний диаметр трубы; Re - число Рейнольдса;

Для турбулентного течения с Re <100 000 (уравнение Прандтля) можно использовать:

Для турбулентного течения с Re> 100 000 (уравнение Кармана) можно использовать:

Наиболее распространенным уравнением, используемым для расчета коэффициента трения, является формула Колебрука-Уайта и он используется для турбулентного потока в калькуляторе падения давления:

где: f - коэффициент трения; Re - число Рейнольдса; D - внутренний диаметр трубы; k r - шероховатость трубы;

Статическое, динамическое и полное давление, скорость потока и число Маха

Статическое давление - это давление жидкости в потоке.Общее давление - это давление жидкости, когда она находится в состоянии покоя, т.е. скорость снижается до 0.

Общее давление можно рассчитать с помощью теоремы Бернулли. Представьте себе, что поток остановлен в одной точке линии потока. без потери энергии теорему Бернулли можно записать как:

Если скорость в точке 2 v 2 = 0, давление в точке 2 больше, чем общее p 2 = p t :

где: р - напор; p т - полное давление; v - скорость; ρ - плотность;

Разница между общим и статическим давлением представляет собой кинетическую энергию жидкости и называется динамическим давлением.

Динамическое давление для жидкостей и несжимаемой жидкости при постоянной плотности можно рассчитать как:

где: р - напор; p т - полное давление; p d - динамическое давление; v - скорость; ρ - плотность;

Если динамическое давление измеряется с помощью таких инструментов, как зонд Прандтля или трубка Пито, скорость можно рассчитать в одна точка линии потока как:

где: р - напор; p т - полное давление; p d - динамическое давление; v - скорость; ρ - плотность;

Для газов и чисел Маха больше 0.1 эффектами сжимаемости нельзя пренебречь.

Для расчета сжимаемого потока можно использовать уравнение состояния газа. Для идеальных газов скорость при числе Маха M <1 рассчитывается по следующей формуле:

где: M - число Маха M = v / c - соотношение между локальной скоростью жидкости и локальной скоростью звука; γ - коэффициент изоэнтропии;

Следует сказать, что при M> 0.7 дано экват

.

Трубы и скорости потока жидкости

Британские единицы

Скорость потока жидкости в круглой трубе может быть рассчитана в британских или американских единицах как

v = 1,273 q / d 2

= 0,4084 q gpm / d дюйм 2 (1)

где

v = скорость (фут / мин, фут / с)

q = объемный расход (фут 3 / с, фут 3 / мин )

d = внутренний диаметр трубы (футы)

q галлонов в минуту = объемный расход (галлон США / мин, галлон в минуту)

d дюйм = труба внутренний диаметр (дюймы)

Онлайн-калькулятор скорости трубы - британские единицы

объемный расход (галлоны США / мин, галлоны в минуту)

труба внутренний диаметр (дюймы)

Размеры ионы: стальные трубы, сортамент 40 и 80, трубы из ПВХ и ХПВХ, сортамент 40 и 80, медные трубы и трубы из полиэтилена, полиэтилена

объемный расход ( футов 3 / с , футов 3 / мин )

труба внутренний диаметр (фут)

Единицы СИ

Скорость потока жидкости в круглой трубе может быть рассчитана в единицах СИ как

v = 1.273 q / d 2 (2)

где

v = скорость (м / с)

q = объемный расход (м 3 / с)

d = труба внутренний диаметр (м)

Онлайн-калькулятор скорости потока в трубе - единицы СИ

объемный расход (м 3 / с)

внутренний диаметр трубы (м)

Пример - скорость потока в стальной трубе

60 галлонов США / мин протекает по стальной трубе сортамента 80 диаметром 4 дюйма .Внутренний диаметр трубы 3,83 . Скорость может быть рассчитана как

v = 0,4085 ( 60 гал / мин ) / (3,83 дюйма) 2

= 1,7 фут / с

.

Смотрите также