Типичные скорости (практические скорости) потока жидкости (воды) в трубопроводах (трубах) в различных технологичеcких и коммунальных сетях


Определение диаметров трубопроводов систем отопления производят так, чтобы потери давления на преодоление сопротивлений, возникающих при движении теплоносителя (воды, пара или воздуха) по трубам или каналам системы, были равны или несколько меньше давления, создаваемого в котельной или имеющегося на вводе теплопроводов в здание.

Общие потери давления в системе являются суммой потерь его на преодоление гидравлических сопротивлений от трения по длине трубопроводов и на местные сопротивления (изменения скорости или направления движения теплоносителя, смешивание или деление его потока и др.).

Потеря давления на трение прямо пропорциональна длине трубопровода, безразмерному коэффициенту трения, квадрату скорости теплоносителя, его удельному весу и обратно пропорциональна диаметру трубы. Величину потери давления на трение, приходящейся на 1 Рј трубопроводов, обычно определяют по номограммам, в которых эта потеря увязана с тремя влияющими на нее факторами:


1) расходом теплоносителя.

2) внутренним диаметром трубы   или канала;

3) скоростью движения теплоносителя (м/с).

Под углами к координатной сетке расположены масштабы скоростей теплоносителя и диаметров трубопровода. На рисунке дан пример использования номограммы (заданы расход воды 300 кг/ч и диаметр трубы 40 РјРј; находим скорость воды 0,068 м/с и потерю давления 0,23 кгс/м2 (2,5 Па). Величиной, ограничивающей возможность снижения диаметров трубопроводов систем отопления, является предельная скорость теплоносителя в них, определяемая из условий бесшумной работы системы. При теплоносителе — воде эти скорости равны: для труб диаметром 15 РјРј — 0,5 м/с, а для труб 20, 25, 32 РјРј и более — соответственно 0,65; 0,8; 1,0 и 1,1 м/с.

Скорость воды в укладываемых без уклона магистральных трубопроводах во избежание выделения воздуха должна быть не менее 0,25 м/с, а максимальная скорость ее не должна превышать 1,5 м/с.

Предельные скорости пара низкого давления (до 0,7 кгс/см2, 7-104 Па) при попутном движении пара и конденсата колеблются от 14 м/с при диаметре трубопровода 15 РјРј до 30 м/с при диаметре его 50 РјРј и более. Для пара высокого давления приняты при тех же диаметрах труб предельные скорости 25 и 70 м/с.

Расчет системы отопления производят после того, как определены теплопотери каждого отапливаемого помещения, выбран тип нагревательных приборов, они размещены на плане этажей, определены вид системы и места расположения магистралей и стояков, размещены котлы, расширительный бак и воздуховыпускные устройств.


Сначала вычерчивают аксонометрическую схему системы, разбивают ее на участки, нумеруют их и на каждый наносят протяженность и тепловую нагрузку в ккал/ч. Систему на участки разбивают так, чтобы в пределах участка тепловая нагрузка не изменялась.

Зная расход воды на каждом участке (он равен частному от деления тепловой нагрузки на перепад температур воды в системе) и величину К, по номограмме определяют потери давления на трение, а по формуле или по соответствующим ей таблицам — потери давления в местных сопротивлениях. Суммарные потери давления в кольце должны составлять не более 90% располагаемой величины (10%—запас, необходимый на преодоление дополнительных, проектом не предусмотренных сопротивлений, возникающих в процессе монтажа и эксплуатации системы).

Аналогичный расчет проводят для кольца, соединяющего котел (ввод) с наименее отдаленным от него прибором. Суммарные потери давления в этом кольце должны составлять не менее 90% от потерь в первом кольце.

Суммарная длина дальнего кольца (через стояк 4) — 62 Рј. Л = (0*5-250):62«2 кгс/(м2-м) (19,6 Па/м). Суммарное сопротивление дальнего кольца 194,2 кгс/м2 (1903 Па), а ближнего— 176,3 кгс/м2 (1727 Па).

Обоснование этого диапазона скорости теплоносителя (сетевой воды)  следующее:


1) Нижний  предел этого диапазона, обусловлен тем обстоятельством, что при более  малых  скоростях (меньше чем 0,5 м/с)  сетевая  вода слабо циркулирует по трубопроводу (т.е.

уменьшается циркуляция сетевой воды).  И при существенном понижении температуры наружного воздуха (проще говоря – при сильных морозах) из-за слабой циркуляции по трубопроводам сетевая вода  будет быстрее  остывать (т.е. терять температуру)  или даже может просто замерзнуть. Особенно при надземной прокладке трубопроводов и  при неудовлетворительном состоянии  тепловой изоляции на трубопроводах.
Т.е. первая причина нижнего предела значения скорости движения  теплоносителя – это условие незамерзания сетевой воды в трубопроводе.
2)  Вторая причина – это то, что при более низких скоростях (меньше чем 0,5 м/с) из сетевой воды быстрее происходит выделение (осаждение) всякой дряни, которая затем оседает на внутренних поверхностях  трубопровода. То есть, при малых скоростях движения сетевой воды,  трубопроводы быстрее подвергаются зарастанию и их пропускная способность уменьшается.
3) Третья причина — это то, что уменьшение скорости движения сетевой воды приводит к увеличению внутреннего диаметра трубопровода. Тем самым, при уменьшении скорости сетевой воды в трубопроводах возрастают капитальные затраты в тепловую сеть.  Если говорить проще —  трубопроводы с бОльшим диаметром и стоят больше (т.е. экономическая причина).

Теперь по верхнему значению диапазона скорости движения теплоносителя в трубопроводе.


4)  Верхний предел этого диапазона обусловлен тем фактором, что при бОльших скоростях сетевой воды (больше чем 3,5 м/с) существенно возрастает  вероятность гидравлического удара в тепловой сети.
5) Так же, при высоких скоростях сетевой воды, увеличиваются потери напора на трение и в местных сопротивлениях на участках тепловой сети. Как следствие,  возрастает потребление электроэнергии сетевыми и подпиточными насосами для  транспортировки сетевой воды.

То есть, можно сказать, что диапазон от 0,5 до 3,0 м/с (при не превышении величины 3,5 м/с) – это ОПТИМАЛЬНЫЕ значения скорости движения теплоносителя в трубопроводе.

И, по всей видимости, в «Справочнике проектировщика, Проектирование тепловых сетей» (под ред. А.А. Николаева)  чтобы особо не заморачиваться с диапазоном скоростей теплоносителя,  просто взяли значение посередине между 0,5 м/с и 3,0 м/с. И получили величину 1,5 м/с (или 1,0 м/с).

Типичные скорости (практические скорости) потока жидкости в трубопроводах (трубах) в различных технологических и коммунальных сетях. Водопровод. Канализация. Теплоснабжение (отопление).

Комфортной (не вызывающей излишней коррозии / эрозии или шума в трубопроводах) считается скорость до 1,5 м/с. Приемлемой — до 2,5 м/с. А практически встречающиеся скорости см. в таблице ниже:

Диапазон практических скоростей (м/с)


Самоциркулирующее теплоснабжение — скорость потока 0,2-0,5
Теплоснабжение с принудительной циркуляцией основная «прямая труба» — скорость потока 0,5-3 (выше — не стоит подключать новые нагрузки)
Теплоснабжение с принудительной циркуляцией — отводы на батареи = радиаторы — скорость потока 0,2-0,5
Водоснабжение магистральное — скорость потока 0,5-4 (выше — не стоит подключать новые нагрузки)
Водоснабжение ХВС и ГВС (разбор воды) — скорость потока 0,5-1 (выше — потребители не оценят фонтан…)
Циркуляция в системе ГВС — скорость потока 0,2-0,5 ( выше никому не нужно)
Промышленное холодоснабжение основная «прямая труба» — скорость потока 0,5-3 (до 5 м/с)
Промышленное холодоснабжение отводы на холодильные радиаторы камер — скорость потока 0,2-0,5
Канализация, безнапорная, в том числе ливневая — скорость потока 0,5-1 (до 3 м/с)

Скорость движения воды в системе трубопроводов не менее 10 м/с.

2.14. Основы расчета противопожарных систем.

2.14.1. Простой водопровод.

Задача расчета простых противопожарных систем заключается в определении требуемого напора для подачи воды к наиболее высоко расположенному и наиболее удаленному пожарному крану.


Принцип и последовательность схожи с расчетом холодной воды. Расходы воды для противопожарных целей определяются по нормам и таблицам CHиП. При объединенной хозяйственно-противопожарной системе расчетный расход равен:

Свободные напоры у внутренних пожарных кранов должны обеспечивать компактную пожарную струю высотой, необходимой для тушения пожара, но не мене:

6м  в зданиях до 50 метров,

8 ÷ 16м  в зданиях более 50 метров.

Скорость движения воды в трубопроводах ÷ до 3 м/с. Расчетный рабочий напор перед пожарным краном определяется суммой величины напора из спрыска для обеспечения компактной струи и потерями напора в рукаве:

Hlp потери напора в рукаве , определяются по формуле :

где Атр удельное сопротивление рукава ( d = 50 мм для пенькового Атр = 0.012 , d = 65 мм ─ Атр = 0.00385 , для прорезиненного соответственно Атр = 0.075 и 0.00177 ),

Для удобства подбора параметров и размеров элементов пожарных кранов и требуемых компактных струй используют таблицу 3 СниП.

2.14.2. Автоматический водопровод. (смотреть расчет примера)

допускается применять пожарные краны диаметром 50 мм, производительностью свыше 4 л/с.


Paсположение и вместимость водонапорных баков здания должны обеспечивать получение в любое время суток компактной струи высотой не менее 4 метра на верхнем этаже или этаже , расположенном непосредственно над баком , и не менее 6 м ─ на остальных этажах , при этом число струй следует принимать: две производительностью 2.5 л/с каждая в течение 10 минут при общем расчетном числе струй две и более одну ─ в остальных случаях .

При определении мест размещения и числа пожарных стояков и пожарных кранов в зданиях необходимо учитывать следующее :

в производственных и общественных зданиях при pасчетном числе струй не менее трех, а в жилых зданиях ─ не мeнее двух на стояках допускается устанавливать спаренные пожарные краны,

в жилых зданиях с коридорами длиной до 10 метров при расчетном числе струй две , каждую точку помещения допускается орошать двумя струями , подаваемыми из одного пожарного стояка,

в жилых зданиях с коридорами длиной свыше 10 метров, а также в производственных и общественных зданиях при расчетном числе струй две и более каждую точку помещения следует орошать двумя струями ─ по одной струе из двух соседних стояков (разных пожарных шкафов).

Примечание :  Установку пожарных кранов в технических этажах, на чердаках и в техподпольях следует предусматривать при наличии в них сгораемых материалов и конструкций.

 Число струй, подаваемых из каждого стояка, следует принимать не более двух.

 При числе струй четыре и более для получения общего требуемого расхода воды допускается использовать пожарные краны на соседних этажах.


В зданиях высотой 6 этажей и более при объединенной системе хозяйственно-противопожарного водопровода пожарные стояки следует закольцовывать поверху. При этом для обеспечения сменности воды в зданиях необходимо предусматривать кольцевание противопожарных стояков с одним или несколькими водоразборными стояками с установкой запорной арматуры.

Стояки раздельной системы противопожарного водопровода рекомендуется соединять перемычками с другими системами водопроводов при условии возможности соединения системы.

На противопожарных системах с сухотрубами, расположенных в неотапливаемых зданиях, запорную арматуру следует располагать в отапливаемых помещениях.

Внутренние сети противопожарного водопровода каждой зоны здания высотой 17 этажей и более должны иметь два выведенных наружу пожарных патрубка с соединительной головкой диаметром 80 мм для присоединения рукавов пожарных машин с установкой в здании обратного клапана и задвижки, управляемой снаружи.

В помещениях, оборудуемых установками автоматического пожаротушения, внутренние пожарные краны допускается размещать на водяной спринклерной сети после узлов управления.

Гидростатический напор в системе хозяйственно-питьевого или хозяйственно-противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора не должен превышать 60 метров.


Гидростатический напор в системе раздельного противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного пожарного крана не должен превышать 90 метров.

Примечания :  В системе хозяйственно-противопожарного водопровода на время тушения пожара допускается повышать напор не более чем до 90 метров на отметке наиболее расположенного санитарно-технического приборa, при этом гидравлическое испытание систем следует производить при установленной водоразборной арматуре.

Скорость движения воды в системе трубопроводов не менее 10 м
Скорость движения воды в системе трубопроводов не менее 10 м/с. 2.14. Основы расчета противопожарных систем. 2.14.1. Простой водопровод. Задача расчета простых противопожарных систем.


Использованные источники

  1. uves.ru/articles/112/103/
  2. rosteplo.ru/forum/7/8300-skorost-teplonositelya-v-teploseti/
  3. dpva.ru/guide/guidetricks/pressureloss/practicalpipelinesflows/
  4. forumhouse.ru/threads/388822/
  5. trubyisantehnika.ru/скорость-движения-воды-в-трубопровод.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.