Давление, скорость потока и дельта Р. размеры водопроводной трубы имеют значение.

    Главная › Техническая поддержка › Информационные статьи  

Давление, скорость потока и дельта Р. Размеры водопроводной трубы имеют значение.

      1. Давление и Скорость потока.

      Вода через трубу диаметром 2" течет с большей объемной скоростью потока и меньшим перепадом давления в сравнении с течением через две трубы диаметром 1".  Вода не течет в трубе равномерно. В центре поперечного сечения трубопровода скорость потока больше чем на периферии трубопровода.  Попытка перемещения с большой скоростью потока через трубопровод малого поперечного сечения приводит к потерям энергии. Это может оказаться непомерно дорого. 

      Течение воды в трубе похоже на течение воды в реке – в средине реки поток быстрый, по периферии вода практически не двигается. По мере роста давления воды поток внутри трубопровода становится приобретает большую турбулентность и становится «более узким». «Более узкий»  - означает то, что в центре трубы поток движется с высокой скоростью, но  периферийная зона с низкой скоростью потока увеличивает занимаемую площадь поперечного сечения. Поддержание потока с высокой турбулентностью через трубопровод требует больше энергии в сравнении с плавным потоком. Увеличение скорости потока в трубе за счет роста давления требует затрат энергии в квадратической зависимости. Это означает, что для увеличения линейной скорости потока в 3 раза давление на входе в трубопровод, «толкающее» поток, должно увеличится в 9 раз (!). Поэтому при проектировании системы трубопроводов ограничивают линейную скорость потока экономически приемлемыми значениями. 

      Общее правило состоит в том, что линейная скорость потока в трубопроводе не должна превышать 2,5 - 3 метра в секунду.

      2. Перепад давления.

При проектировании трубопроводов системы водоснабжения и выборе фильтров применяют такое понятие как перепад давления или ?Р. В общих чертах ?Р обозначает разницу давления на входе и выходе трубопровода или на входе и выходе фильтра при движении потока воды. Для фильтра в системе водоснабжения рост ?Р указывает на накопление загрязнения в фильтре и необходимость его замены или промывки при достижении критического значения ?Р. Фильтру, установленные в трубопровод, как правило, оснащаются двумя манометрами – на входе и выходе фильтра для контроля перепада  давления. 

Существует распространенное заблуждение  о том, что пропускная способность труб увеличивается пропорционально типоразмеру, например, труба диаметром 2" обладает в два раза большей пропускной способностью в сравнении с трубой диаметром 1". Т.е. если рядом уложить две трубы диаметром 1" их суммарная пропускная способность будет равно пропускной способности трубы 2". Это не так. На самом деле пропускная способность трубы 2" в 4 раза больше чем у трубы 1".  Общее правило следующее – увеличение диаметра трубы в 2 раза увеличивает пропускную способность трубы в 4 раза (!). 

      Не вдаваясь в технические подробности давайте посмотрим на примерах как работает это «правило диаметров».

      Пример 1. 

      Если через трубу диаметром 1" и длиной 30 метров будет двигаться поток воды  с объемной скоростью 40 литров в минуту давление на конце трубы будет на 1 бар меньше чем на входе в трубу. Проще говоря, ?Р будет равно 1 бар на каждые 30 метров трубы.

      Если через трубу диаметром 3/4" и длиной 30 метров будет двигаться поток воды  с объемной скоростью 40 литров в минуту давление на конце трубы будет на 1,4 бар меньше чем на входе в трубу. Проще говоря, ?Р будет равно 1,4 бар на каждые 30 метров трубы.

      Если через трубу диаметром 1/2" и длиной 30 метров будет двигаться поток воды  с объемной скоростью 40 литров в минуту давление на конце трубы будет на 2,4 бар меньше чем на входе в трубу. Проще говоря, ?Р будет равно 2,4 бар на каждые 30 метров трубы.

      Пример 2. 

      Поток воды, двигающийся со скоростью 3 метра в секунду через трубу диаметром 4" длиной 30 метров, равняется 1600 литрам в минуту.

      Поток воды, двигающийся со скоростью 3 метра в секунду через трубу диаметром 2" длиной 30 метров, равняется 400 литрам в минуту.

      Поток воды, двигающийся со скоростью 3 метра в секунду через трубу диаметром 1" длиной 30 метров, равняется 100 литрам в минуту.

      Как вывод, труба диаметром 2" обладает пропускной способностью намного больше чем две параллельно уложенные трубы диаметром 1", когда дело доходит до сравнения характеристик потока и давления.