На головну  → Калькулятор втрат напору в трубі

Калькулятор втрат напору в трубі

Втрати напору — частина напору насоса, яку вода витрачає на тертя об стінки труби, повороти й клапани. Рахують їх за внутрішнім діаметром труби, а поліетиленові труби називають за зовнішнім. Наприклад, у трубі ПЕ 32×2,4 мм (усередині 27,2 мм) за витрати 3 м³/год на кожні 100 м втрачається близько 9,4 м напору, а в трубі 40×2,4 — близько 2,7 м.

Чому рахувати треба за внутрішнім діаметром

Поліетиленову трубу маркують зовнішнім діаметром і товщиною стінки: «32×2,4» — зовні 32 мм, стінка 2,4 мм, усередині 27,2 мм. У труби 32×3,0 за того самого зовнішнього діаметра всередині вже 26 мм, і втрати в ній приблизно на чверть більші. Номограми й таблиці в каталогах насосів побудовані за умовним проходом DN — це майже внутрішній діаметр. Тому труба ПЕ 32 — це не DN 32: за пропускною здатністю вона ближча до DN 25.

Номограми насосних каталогів і поправки

У каталогах насосів є номограма: подача по горизонталі, втрати на 100 м труби по вертикалі, похилі лінії — діаметри DN і швидкість води. Вона побудована для холодної води й нових чавунних труб. Для інших труб каталоги дають поправки — множники до значення з номограми:

• нові катані сталеві труби — × 0,8;
• старі сталеві труби з незначною іржею — × 1,25;
• старі труби з відкладеннями й зменшеним перерізом — × 1,7;
• пластикові труби — виробники насосів (наприклад, KSB) радять той самий множник 0,8, що й для нової сталі.

Поліетилен усередині гладкий (шорсткість близько 0,01 мм проти 0,25 мм у нової чавунної труби). Якщо порахувати точно за формулою Дарсі — Вейсбаха, у труби ПЕ втрати становлять 0,55–0,7 від значення з номограми для чавуну того самого внутрішнього діаметра. Множник 0,8 дає запас. Приклад із номограми: 500 л/хв трубою DN 80 — 4,6 м на 100 м; у поліетиленової труби з внутрішнім діаметром 80 мм — близько 3,3 м.

Наш калькулятор рахує втрати одразу за внутрішнім діаметром і шорсткістю обраного матеріалу (формула Дарсі — Вейсбаха, коефіцієнт тертя за Колбруком, вода +10 °C) і для порівняння показує, скільки вийшло б за номограмою для чавуну.

Яка швидкість води нормальна

Для водопроводу будинку добра швидкість 0,5–1,5 м/с. Понад 2 м/с труба шумить, втрати ростуть майже пропорційно квадрату швидкості, сильніший гідроудар під час закриття крана. Якщо калькулятор показує понад 1,5 м/с, візьміть трубу на розмір більшу: втрати зазвичай падають у 2–3 рази.

Як із втрат отримати потрібний напір насоса

Потрібний напір = висота підйому води (від рівня води у свердловині під час роботи насоса до найвищої точки розбору) + втрати напору в трубах + тиск біля крана. Для будинку біля крана потрібно 1,5–3 бар, це 15–30 м. 1 бар ≈ 10,2 м. Висоту підйому в довжину труби не додавайте — довжина потрібна лише для втрат на тертя. Переріз кабелю для насоса підбере калькулятор кабелю, а підібрати насос Водолій за глибиною можна в розділі насосів.

Матеріали труб: шорсткість

• ПЕ (поліетилен), поліпропілен PPR — 0,01 мм;
• металопластик — 0,007 мм;
• нова сталева труба — 0,1 мм;
• стара іржава сталева — близько 1 мм (у неї ще й переріз менший через відкладення);
• нова чавунна (за нею побудовані номограми) — 0,25 мм.

Що гладкіша труба, то менше втрат за того самого внутрішнього діаметра. Але в пластикових труб стінка товща, ніж у сталевої, тому порівнювати треба за внутрішнім діаметром — калькулятор це враховує.

Труби ПЕ з нашого каталогу

Вода +10 °C, шорсткість ПЕ 0,01 мм. Зеленим — швидкість 0,5–1,5 м/с, сірим — понад 2 м/с.

Труби ПЕ питні і фітинги ПЕ є в наявності. Кожен компресійний фітинг і поворот додає втрати — у калькуляторі це враховує вибір «повороти, клапани, фітинги».

Часті запитання

Яку трубу ПЕ взяти для свердловинного насоса?
Для побутового насоса до 3 м³/год зазвичай беруть ПЕ 32 (усередині 26–27 мм), за довгої траси або витрати 3–6 м³/год — ПЕ 40. Перевірте в калькуляторі: швидкість води має бути не більше 1,5 м/с, а втрати — невеликою частиною напору насоса.

Яка поправка до номограми для поліетиленової труби?
Виробники насосів радять для пластикових труб множник 0,8 до номограми для чавуну. Точний розрахунок для гладкого ПЕ дає 0,55–0,7. Головне — брати на номограмі внутрішній діаметр труби, а не зовнішній.

Чи враховувати трубу у свердловині?
Так. Довжина — увесь шлях води: від насоса вгору свердловиною, ділянкою й будинком. А висоту підйому води додають до втрат окремо.

Скільки метрів напору в 1 барі?
Близько 10,2 м водяного стовпа. Втрати 5 м — це приблизно 0,5 бар тиску біля крана.

Чому в труби з товстою стінкою втрати більші?
У неї менший внутрішній діаметр. Труба 32×3,0 (усередині 26 мм) втрачає приблизно на чверть більше, ніж 32×2,4 (усередині 27,2 мм). Товста стінка потрібна для більшого тиску (PN16 і вище), для звичайної свердловини вистачає PN10.

Консультація майстра: 097-765-05-13.