Опубликовано Расход воды через трубу
В некоторых случаях приходится сталкиваться с необходимостью расчета расхода воды через трубу. Этот показатель говорит о том, сколько воды может пропустить труба, измеряется в м³/с.
- Для организаций, не поставивших счетчик на воду, начисление платы происходит из учета проходимости трубы. Важно знать, насколько точно эти данные просчитаны, за что и по какому тарифу надо платить. Физических лиц это не касается, для них, при отсутствии счетчика, количество прописанных человек умножается на потребление воды 1 человеком по санитарным нормам. Это достаточно большой объем, а с современными тарифами гораздо выгоднее поставить счетчик. Точно также в наше время часто выгоднее самому греть воду колонкой, чем платить коммунальным службам за их горячую воду.
- Огромную роль расчет проходимости трубы играет при проектировании дома, при подведении к дому коммуникаций.
Важно увериться, что каждое ответвление водопровода сможет получить свою долю из основной трубы даже в часы пикового расхода воды.
Водопровод создан для комфорта, удобства, облегчения человеку труда.
Если каждый вечер до жителей верхних этажей вода будет практически не доходить, о каком комфорте может идти речь? Как можно пить чай, мыть посуду, купаться? А все пьют чай и купаются, поэтому тот объем воды, который смогла предоставить труба, распределился по нижним этажам. Совсем плохую роль эта проблема может сыграть при пожаротушении. Если пожарники подключатся к центральной трубе, а в ней нет напора.
Иногда расчет расхода воды через трубу может пригодиться, если после ремонта водопровода горе-мастерами, замены части труб, напор сильно упал.
Гидродинамические расчеты непростое дело, обычно осуществляются квалифицированными специалистами. Но, допустим, вы занимаетесь частным строительством, проектируете свой уютный просторный дом.
Как рассчитать расход воды через трубу самому?
Казалось бы, достаточно знать диаметр отверстия трубы, чтобы получить, может, и округленные, но в целом справедливые цифры.
Увы, этого очень мало. Другие факторы способны изменять результат вычислений в разы. Что же влияет на максимальный расход воды через трубу?
- Сечение трубы. Очевидный фактор. Отправная точка гидродинамических вычислений.
- Давление в трубе. При увеличении давления через трубу с тем же сечением проходит больше воды.
- Изгибы, повороты, изменение диаметра, разветвления тормозят движение воды по трубе. Разные варианты в разной степени.
- Протяженность трубы. По более длинным трубам будет проходить меньше воды за единицу времени, чем по коротким. Весь секрет в силе трения. Подобно тому, как она задерживает движение привычных для нас объектов (автомобилей, велосипедов, саней и т. д.), сила трения препятствует водяному потоку.
- У трубы с меньшим диаметром оказывается больше площади соприкосновения воды с поверхностью трубы по отношению к объему водяного потока. А от каждой точки соприкосновения появляется сила трения. Так же, как и в более длинных трубах, в более узких трубах скорость движения воды становится меньше.
- Материал труб. Очевидно, что степень шероховатости материала влияет величину силы трения. Современные пластиковые материалы (полипропилен, ПВХ, металлопласт и т. д.) оказываются очень скользкими по сравнению с традиционной сталью и позволяют двигаться воде быстрее.
- Длительность эксплуатации трубы. Известковые отложения, ржавчина сильно ухудшают пропускные возможности водопровода. Это самый каверзный фактор, ведь степень засоренности трубы, ее новый внутренний рельеф и коэффициент трения весьма сложно просчитать с математической точностью. К счастью, расчет расхода воды чаще всего требуется для нового строительства и свежих, не использовавшихся ранее материалов. А с другой стороны, подключаться эта система будет к уже существующим, много лет существующим коммуникациям. И как она сама себя поведет через 10, 20, 50 лет? Новейшие технологии значительно улучшили эту ситуацию. Пластиковые трубы не ржавеют, их поверхность практически не портится со временем.
Таким образом, легко рассчитать расход воды через трубу по простой маленькой формуле не представляется возможным.
Требуемый объем данных и вычислений не всегда под силу человеку без специального образования.
Расчет расхода воды через кран
Если требуется рассчитать расход воды только через отверстие крана, которое значительно меньше диаметра основной трубы, частный случай гидродинамических расчетов, то вычислений немного.
Объем вытекаемой жидкости находится путем умножения сечения отверстия трубы S на скорость вытекания V. Сечение это площадь определенной части объемной фигуры, в данном случае, площадь круга. Находится по формуле S = πR2. R будет радиусом отверстия трубы, не путать с радиусом трубы. π постоянная величина, отношение длины окружности к ее диаметру, приблизительно равняется 3,14.
Скорость вытекания находится по формуле Торричелли: . Где g ускорение свободного падения, на планете Земля равное приблизительно 9,8 м/с. h высота водяного столба, который стоит над отверстием.
Пример
Рассчитаем расход воды через кран с отверстием диаметром 0,01 м и высотой столба 10 м.
Сечение отверстия = πR2 = 3,14 х 0,012 = 3,14 х 0,0001 = 0,000314 м².
Скорость вытекания = √2gh = √2 х 9,8 х 10 = √196 = 14 м/с.
Расход воды = SV =0,000314 х 14 = 0,004396 м³/с.
В переводе на литры получается, что из заданной трубы способно вытекать 4,396 л в секунду.
Внутренний объем воды погонного метра трубы
Внутренний объем погонного метра трубы в литрах — таблица. Внутренний диаметр трубы 4-1000 мм. Сколько нужно воды или антифриза или теплоносителя… для наполнения трубопровода.
Внутренний диаметр,мм | Внутренний объем 1 м погонного трубы, литров | Внутренний объем 10 м погонных трубы, литров | Внутренний диаметр,мм | Внутренний объем 1 м погонного трубы, литров | Внутренний объем 10 м погонных трубы, литров |
4 | 0,0126 | 0,1257 | 105 | 8,6590 | 86,5901 |
5 | 0,0196 | 0,1963 | 110 | 9,5033 | 95,0332 |
6 | 0,0283 | 0,2827 | 115 | 10,3869 | 103,8689 |
7 | 0,0385 | 0,3848 | 120 | 11,3097 | 113,0973 |
8 | 0,0503 | 0,5027 | 125 | 12,2718 | 122,7185 |
9 | 0,0636 | 0,6362 | 130 | 13,2732 | 132,7323 |
10 | 0,0785 | 0,7854 | 135 | 14,3139 | 143,1388 |
11 | 0,0950 | 0,9503 | 140 | 15,3938 | 153,9380 |
12 | 0,1131 | 1,1310 | 145 | 16,5130 | 165,1300 |
13 | 0,1327 | 1,3273 | 150 | 17,6715 | 176,7146 |
14 | 0,1539 | 1,5394 | 160 | 20,1062 | 201,0619 |
15 | 0,1767 | 1,7671 | 170 | 22,6980 | 226,9801 |
16 | 0,2011 | 2,0106 | 180 | 25,4469 | 254,4690 |
17 | 0,2270 | 2,2698 | 190 | 28,3529 | 283,5287 |
18 | 0,2545 | 2,5447 | 200 | 31,4159 | 314,1593 |
19 | 0,2835 | 2,8353 | 210 | 34,6361 | 346,3606 |
20 | 0,3142 | 3,1416 | 220 | 38,0133 | 380,1327 |
21 | 0,3464 | 3,4636 | 230 | 41,5476 | 415,4756 |
22 | 0,3801 | 3,8013 | 240 | 45,2389 | 452,3893 |
23 | 0,4155 | 4,1548 | 250 | 49,0874 | 490,8739 |
24 | 4,5239 | 260 | 53,0929 | 530,9292 | |
26 | 0,5309 | 5,3093 | 270 | 57,2555 | 572,5553 |
28 | 0,6158 | 6,1575 | 280 | 61,5752 | 615,7522 |
30 | 0,7069 | 7,0686 | 290 | 66,0520 | 660,5199 |
32 | 0,8042 | 8,0425 | 300 | 70,6858 | 706,8583 |
34 | 0,9079 | 9,0792 | 320 | 80,4248 | 804,2477 |
36 | 1,0179 | 10,1788 | 340 | 90,7920 | 907,9203 |
38 | 1,1341 | 11,3411 | 360 | 101,7876 | 1017,8760 |
40 | 1,2566 | 12,5664 | 380 | 113,4115 | 1134,1149 |
42 | 1,3854 | 13,8544 | 400 | 125,6637 |
|
44 | 1,5205 | 15,2053 | 420 | 138,5442 | 1385,4424 |
46 | 1,6619 | 16,6190 | 440 | 152,0531 | 1520,5308 |
48 | 1,8096 | 18,0956 | 460 | 166,1903 | 1661,9025 |
50 | 1,9635 | 19,6350 | 480 | 180,9557 | 1809,5574 |
52 | 2,1237 | 21,2372 | 500 | 196,3495 | 1963,4954 |
54 | 2,2902 | 22,9022 | 520 | 212,3717 | 2123,7166 |
56 | 2,4630 | 24,6301 | 540 | 229,0221 | 2290,2210 |
58 | 2,6421 | 26,4208 | 560 | 246,3009 | 2463,0086 |
60 | 2,8274 | 28,2743 | 580 | 264,2079 | 2642,0794 |
62 | 3,0191 | 30,1907 | 600 | 282,7433 | 2827,4334 |
64 | 3,2170 | 32,1699 | 620 | 301,9071 | 3019,0705 |
66 | 3,4212 | 34,2119 | 640 | 321,6991 | 3216,9909 |
68 | 3,6317 | 36,3168 | 660 | 342,1194 | 3421,1944 |
70 | 3,8485 | 38,4845 | 680 | 363,1681 | 3631,6811 |
72 | 4,0715 | 40,7150 | 700 | 384,8451 | 3848,4510 |
74 | 4,3008 | 43,0084 | 720 | 407,1504 | 4071,5041 |
76 | 4,5365 | 45,3646 | 740 | 430,0840 | 4300,8403 |
78 | 4,7784 | 47,7836 | 760 | 453,6460 | 4536,4598 |
80 | 5,0265 | 50,2655 | 780 | 477,8362 | 4778,3624 |
82 | 5,2810 | 52,8102 | 800 | 502,6548 | 5026,5482 |
84 | 5,5418 | 55,4177 | 820 | 528,1017 | 5281,0173 |
86 | 5,8088 | 58,0880 | 840 | 554,1769 | 5541,7694 |
88 | 6,0821 | 60,8212 | 860 | 580,8805 | 5808,8048 |
90 | 6,3617 | 63,6173 | 880 | 608,2123 | 6082,1234 |
92 | 6,6476 | 66,4761 | 900 | 636,1725 | 6361,7251 |
94 | 6,9398 | 69,3978 | 920 | 664,7610 | 6647,6101 |
96 | 7,2382 | 72,3823 | 940 | 693,9778 | 6939,7782 |
98 | 7,5430 | 75,4296 | 960 | 723,8229 | 7238,2295 |
100 | 7,8540 | 78,5398 | 980 | 754,2964 | 7542,9640 |
— | — | — | 1000 | 785,3982 | 7853,9816 |
Руководство по проектированию трубопроводов бытового водоснабжения, расчет размеров и выбор трубопровода бытового водоснабжения
6.
0 МАТЕРИАЛЫ ТРУБНаиболее распространенными внутридомовыми водопроводными трубами являются медные. Но это руководство будет охватывать другие материалы и их использование, свойства, преимущества и недостатки.
В калькуляторе доступны и другие трубы, но вы также можете добавить свою собственную информацию о трубах. Трубы, встроенные в калькулятор, включают сталь ASTM A53 (Schedule 40 и 80), медь ASTM B88 (тип K, L и M), ПВХ ASTM D2241 (SDR 26), ASTM F2389.Полипропилен (DR 9), АБС ASTM D1527, АБС ASTM D 2282, латунь стандартная и экстра, ХПВХ ASTM F441 и F442, PEX, ковкий чугун, оцинкованная сталь и нержавеющая сталь 304 и 316. Это наиболее распространенные трубы, используемые в охлажденной воде. заявка на трубу. Если у вас есть особый случай, пожалуйста, используйте справочный лист, чтобы добавить в свою трубу информацию, или свяжитесь с Джастином по электронной почте [email protected].
Каждый материал трубы и тип трубы в пределах этого материала трубы имеют свои собственные стандартные размеры труб. Например, сталь Schedule 40 не имеет размера трубы 5/8 дюйма. Когда вы меняете материалы и типы труб, пожалуйста, также меняйте размер трубы, чтобы убедиться, что нужный размер трубы доступен в рамках стандарта. Калькулятор выдаст вам ошибку, если вы выберете нестандартный размер трубы в материале и типе трубы.
6.1 ТРУБЫ АБС
АБС означает акрилонитрил-бутадиен-стирол. Этот трубопровод чаще всего используется для дренажных, канализационных и вентиляционных систем и не используется для бытовых систем водоснабжения. Часто можно увидеть эту трубу, служащую стоком для водопроводных систем, и она часто черного цвета. Этот трубопровод легкий и несколько гибкий и подходит для температур от -30 °F до 140 °F. Как и другие пластиковые трубы, АБС не подходит для наружных условий при воздействии солнечных лучей. УФ-лучи разрушают трубопровод из АБС-пластика.
Существует два стандарта, регулирующих трубопроводы из АБС: (1) ASTM D 1527 и ASTM D 2282. пластиковая труба из акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС), SDR-PR. Эти два стандарта определяют размеры и допуски для различных типов труб из АБС.
6.1.1 ASTM D 1527 ПРИЛОЖЕНИЕ 40 И ПРИЛОЖЕНИЕ 80
В спецификации труб указаны толщина и номинальное давление для каждого размера трубы. Трубопровод сортамента 80 имеет более толстые стенки, чем трубопровод сортамента 40, поэтому трубопровод сортамента 80 имеет более высокое номинальное давление, чем трубопровод сортамента 40. Трубопроводы Schedule 40 и Schedule 80 имеют одинаковый наружный диаметр, но отличаются по толщине. Трубопровод сортамента 80 имеет большую толщину, что делает его внутренний диаметр меньше по сравнению с трубопроводом сортамента 40.
Трубы обычно имеют одинаковый наружный диаметр, поскольку это позволяет соединять трубы с разными сортаментами.
Как видите, трубы сортамента 80 имеют такой же наружный диаметр, как и трубопроводы сортамента 40 для каждого конкретного размера трубы. Однако внутренний диаметр меньше, потому что труба сортамента 80 имеет более толстые стенки.
Например, SDR 17 для наружного диаметра 1,315 дюйма будет иметь толщину трубы 0,077 дюйма и 0,063 дюйма для SDR 21.
6.1.3 НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Номинальное давление для трубопроводов ABS определяется диаметром трубы, толщиной трубы и материалом трубы.
Несмотря на то, что труба изготовлена из АБС-пластика, в семействе материалов для труб из АБС-пластика существуют разные классы. Типичные классы труб из АБС включают АБС2112, АБС1316, АБС1210 и АБС1208. ABS 2112 является самым сильным, затем ABS1316, затем ABS1210 и, наконец, ABS1208. Давление разрыва для этих материалов и комбинаций SDR показано ниже.
6.2 ЛАТУННЫЕ ТРУБЫ
Латунные трубы в некоторых случаях одобрены для подачи питьевой воды и были популярны в прошлом, но их заменили материалы, с которыми легче работать и которые обычно служат дольше. Существует два типа латунных труб: (1) обычной прочности и (2) повышенной прочности. Латунь повышенной прочности имеет более толстые стенки, что позволяет этой трубе иметь более высокое допустимое рабочее давление. В таблице ниже показаны размеры латунных труб стандартной и повышенной прочности. Как видите, внутренний диаметр трубы повышенной прочности немного меньше эквивалентного размера трубы обычной прочности. Это связано с увеличенной толщиной трубы.
6.2.1 ОБЫЧНАЯ ПРОЧНОСТЬ
6.2.2 УЛУЧШЕННАЯ ПРОЧНОСТЬ
Трубопровод повышенной прочности обычно не используется в системах бытового водоснабжения, поскольку давление в системах бытового водоснабжения обычно никогда не превышает 300 фунтов на квадратный дюйм, а латунные трубы обычной прочности обладают достаточной прочностью, чтобы выдерживать давление 300 фунтов на квадратный дюйм. В следующих двух таблицах показано максимально допустимое давление как для обычных, так и для особо прочных трубопроводов, поясняющих этот момент. Как видите, максимально допустимое давление уменьшается с повышением температуры.
6.2.3 НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ
6.3 ТРУБЫ ХПВХ
Хлораты Поливинилхлорид (ХПВХ) представляет собой пластиковый трубопровод, который используется для распределения холодной воды и канализационных, канализационных, вентиляционных систем. Главное его преимущество – низкая стоимость и простота установки. Он подходит для холодной воды под давлением (73 F) при давлении до 300 фунтов на квадратный дюйм для труб меньшего диаметра и большей толщины. Однако при более высоких температурах (180 F) номинальное давление падает до 100 фунтов на квадратный дюйм и снижается для более тонких труб и большего диаметра.
ХПВХ немного прочнее ПВХ и может выдерживать более высокие температуры. Однако ХПВХ не может выдерживать такие высокие температуры, как медные трубы. Кроме того, ХПВХ имеет больший коэффициент теплового расширения, чем металлические трубы.
Это означает, что вам нужно будет учитывать расширение и сужение трубы для длинных участков трубопровода из ХПВХ.
Существуют два стандарта, определяющие размеры труб из ХПВХ. Этими стандартами являются ASTM F441 и ASTM F442. Первый стандарт предоставляет размеры в формате Schedule, а второй стандарт — в формате SDR.
6.3.1 СТАНДАРТНЫЕ СПЕЦИФИКАЦИИ ASTM F441 ДЛЯ ТРУБ ИЗ ХЛОРИРОВАННОГО ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА (ХПВХ), СПЕЦИФИКАЦИИ 40 И 80
Номинальное давление трубопровода варьируется от 1130 фунтов на квадратный дюйм для трубы сортамента 80, 1/4 дюйма, до 230 фунтов на квадратный дюйм для трубы сортамента 80 12 дюймов и 210 фунтов на квадратный дюйм для трубопровода сортамента 80 24 дюйма. Номинальное давление также колеблется от 780 фунтов на квадратный дюйм для трубопровода Schedule 80 ¼ дюйма до 220 фунтов на квадратный дюйм для 4-дюймового трубопровода Schedule 40 и еще ниже до 120 фунтов на квадратный дюйм для 24-дюймового трубопровода Schedule 40.
Как вы можете видеть, номинальное давление (максимально допустимое давление воды) уменьшается по мере увеличения размера трубопровода, а номинальное давление для трубопровода Schedule 80 выше, чем номинальное давление для трубопровода Schedule 40.
Номинальное давление также снижается при повышении температуры воды. Предыдущие значения давления основаны на температуре воды 73 F. Номинальное давление снижается до 20% от номинального давления при температуре воды 200 F. Номинальные значения давления для трубопроводов легко доступны на веб-сайтах производителей труб. Но как проектировщик вы должны понимать, что ХПВХ не подходит для высокотемпературной воды при давлении выше 100 фунтов на квадратный дюйм и даже ниже для больших размеров труб.
6.3.2 СТАНДАРТНЫЕ СПЕЦИФИКАЦИИ ASTM F442 ДЛЯ ТРУБ ИЗ ХЛОРИРОВАННОГО ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА (ХПВХ), SDR-PR
Подобно трубопроводу из АБС, ХПВХ также может быть оценен в формате SDR. Однако большинство производителей в США не используют этот формат.
Таким образом, эти размеры труб не включены в данное руководство и не включены в калькулятор.
6.4 МЕДНЫЕ ТРУБЫ И ТРУБКИ
6.4.1 РАЗНИЦА МЕЖДУ ТРУБОПРОВОДАМИ И ТРУБКАМИ
Трубопровод в основном используется в качестве носителя жидкости и измеряется по внутреннему диаметру (ВД). Таким образом, когда выбрана медная труба номинальным диаметром ½ дюйма, внутренний диаметр составляет примерно ½ дюйма, а внешний диаметр составляет 0,625 дюйма. Трубки в основном используются в конструкционных целях и измеряются по внешнему диаметру (OD). Медная трубка диаметром ½ дюйма имеет внешний диаметр 0,545, а ее внутренний диаметр меньше ½ дюйма. В системах бытового водоснабжения используются медные трубы, а не медные трубы.
6.4.2 ТИПЫ МЕДИ
Существует шесть стандартных типов меди, которые показаны ниже для справки, вам следует выбрать тип, который наиболее точно соответствует ситуации вашего проекта:
6.4.3 МЕДНЫЕ ТРУБЫ ТИПА K
Медь типа K Трубы коммерчески доступны длиной 20 футов, вытянутые или отожженные.
Его можно использовать для бытовой воды, противопожарной защиты, топлива, мазута, хладагентов, сжатого воздуха, сжиженного нефтяного газа и вакуума. У него самые толстые стенки из типов L и M. Стенки типа L толще, чем типа M. Эти соотношения справедливы для всех диаметров труб. Наружные диаметры для каждого типа, только внутренние диаметры и толщина стенок различаются для каждого типа.
Этот тип труб чаще всего используется для подземных прокладок или когда возможно повреждение наземной прокладки и требуется более твердый материал.
6.4.4 МЕДНЫЕ ТРУБКИ ТИПА L
Медные трубки типа L доступны в продаже длиной 20 футов, вытянутые или отожженные. Его можно использовать для бытовой воды, противопожарной защиты, топлива, мазута, хладагентов, сжатого воздуха, сжиженного нефтяного газа и вакуума. Он имеет вторые по толщине стенки среди типов K, L и M.
Трубы этого типа чаще всего используются для наземных установок и когда возможное повреждение наземной установки маловероятно.
6.4.5 МЕДНЫЕ ТРУБКИ ТИПА M
Медные трубки типа M доступны в продаже длиной 20 футов, вытянутые или отожженные. Его можно использовать для бытовой воды, противопожарной защиты, топлива, мазута, хладагентов, сжатого воздуха, сжиженного нефтяного газа и вакуума. Он имеет самые тонкие стенки типов K, L и M.
6.4.6 МЕДНЫЕ ТРУБКИ ТИПА DWV
Тип DWV: этот тип имеет самые тонкие стенки и используется в дренажных, канализационных и вентиляционных системах, где давление практически отсутствует. Этот тип не следует использовать для воды под давлением, поэтому он не включен в калькулятор водопровода для бытовых нужд.
6.4.7 МЕДНАЯ ТРУБКА ДЛЯ МЕДИЦИНСКОГО ГАЗА
Тип
: этот тип требует внутренней чистоты, которая соответствует стандартам для трубопроводов, транспортирующих кислород, азот, закись азота, медицинский сжатый воздух или другие газы, используемые в медицинских учреждениях.
Этот тип не следует использовать для воды под давлением, поэтому он не включен в калькулятор водопровода для бытовых нужд.
6.4.8 НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ МЕДНЫХ ТРУБ
Номинальное давление: Номинальное давление медных трубопроводов очень подходит для бытовых систем водоснабжения, так как давление в здании обычно никогда не превышает 300 фунтов на квадратный дюйм. Давление воды может превышать 300 фунтов на квадратный дюйм в высотных зданиях.
6.5 ПЛАСТИКОВЫЕ ТРУБЫ И ТРУБКИ
Основным преимуществом труб из сшитого полиэтилена или РЕХ является пластиковая полиэтиленовая труба или трубка. Этот материал является гибким, что означает, что стоимость установки ниже, чем у других труб. Сшивка представляет собой химическую реакцию, которая связывает одну цепь полиэтиленового полимера с другой. Существует три основных классификации труб PEX: PEX-a, PEX-b и PEX-c. Различные классификации описывают метод сшивания. Каждый метод соответствует ASTM F 876 и ASTM F 877, которые определяют размеры, номинальное давление и номинальные температуры. Однако стоимость каждого типа немного отличается, и гибкость каждого типа различна.
Другая классификация труб PEX заключается в том, есть ли у трубы барьер. Обычно в системах бытового водоснабжения используются трубы PEX безбарьерного типа.
Барьер представляет собой ламинированную поверхность, расположенную снаружи трубы, которая ограничивает попадание кислорода в жидкость. Это используется для гидравлических систем и других систем непитьевой воды.
Наконец, PEX нельзя использовать на открытом воздухе, поскольку он не выдерживает УФ-лучей, если только не имеет УФ-покрытия. Конструкторы не любят рисковать жизнью трубы из-за покрытия, поэтому PEX не будет использоваться на открытом воздухе, как и другие пластиковые трубы.
ASTM F 876 — это стандарт, определяющий свойства материала и размеры труб PEX. ASTM F 877 — это стандарт, определяющий требования к характеристикам системы PEX, трубы и фитингов вместе. Трубка PEX обычно изготавливается в соответствии с SDR-9. Размеры PEX SDR-9 показаны в таблице ниже. Способ изготовления не имеет значения для размеров, так как PEX-a, b, c изготавливаются с одинаковыми размерами.
Трубы PEX используются только для небольших распределительных труб, до 1 дюйма, но некоторые производители поставляют трубы диаметром до 2 дюймов.
6.5.1 НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Трубки PEX обычно имеют максимально допустимое давление воды 160 фунтов на квадратный дюйм при 73 F, 100 фунтов на квадратный дюйм при 180 F и 80 фунтов на квадратный дюйм при 200 F. используется инженерами-строителями в качестве подземного магистрального трубопровода. Эта труба обычно не используется инженерами-механиками для прокладки бытовых водопроводов. Этот трубопровод подходит для подземных более крупных труб из-за его очень долгого срока службы. Трубопровод рассчитан на срок службы более 100 лет. Труба очень прочная и долговечная, поэтому она также может выдерживать нагрузки от давления под дорогами, а также любые возможные повреждения при транспортировке и монтаже. Ковкий чугун прочнее труб из углеродистой стали, а также с ним легче работать, отсюда и название «ковкий».
Ковкий чугун — это железо, поэтому оно подвержено коррозии. Футеровка обычно используется для замедления коррозии, но это увеличивает стоимость трубопровода. Ковкий чугун относительно дороже, чем его пластиковые аналоги.
Ковкий чугун имеет разные классы давления. Эти классы определяют допустимое давление воды. Эти классы включают 350 фунтов на квадратный дюйм, 300 фунтов на квадратный дюйм, 250 фунтов на квадратный дюйм, 200 фунтов на квадратный дюйм и 150 фунтов на квадратный дюйм. Наружные диаметры для каждого из классов одинаковы, но внутренние диаметры корректируются по мере изменения толщины для каждого класса труб. Более высокие классы труб имеют увеличенную толщину и меньший внутренний диаметр.
Размеры для этих классов труб показаны в калькуляторе бытовой воды.
6.7 ТРУБОПРОВОДЫ ИЗ ОЦИНКОВАННОЙ СТАЛИ
Трубопроводы из оцинкованной стали в некоторых случаях одобрены для подачи питьевой воды, но с ними трудно работать, и они подвержены ржавчине, что может привести к утечкам, снижению давления и уменьшению расхода.
6.7.1 НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Номинальное давление для труб из оцинкованной стали варьируется в зависимости от размера трубы и сортамента. Более толстые графики имеют более высокие номинальные значения давления, как и трубы меньшего размера. Максимально допустимое давление колеблется от 2000 фунтов на квадратный дюйм для небольших труб до 200 фунтов на квадратный дюйм для больших труб и более низких графиков. Номинальные значения давления подходят для температур от 0 до 300 F.
6.8 ПОЛИЭТИЛЕНОВЫЕ И ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫЕ ПЛАСТМАССОВЫЕ ТРУБЫ И ТРУБЫ
Полиэтилен и полипропилен являются видами термопластичных материалов. Эти материалы не так часто используются для бытовых систем водоснабжения.
Эти материалы обычно используются для жидкостей, химически несовместимых с металлическими трубами. Кроме того, эти материалы можно использовать, когда существует опасность коррозии, поскольку пластиковые трубы не подвержены коррозии. Пластиковые трубы также используются, потому что они намного дешевле и проще в работе, чем металлические трубы.
Однако эти пластики не так долговечны, как их металлические аналоги, и плохо переносят воздействие УФ-излучения, если на пластике нет УФ-покрытия. Некоторые полиэтиленовые трубы могут быть изготовлены со встроенной защитой от УФ-излучения. Кроме того, пластиковые трубы более резко расширяются/сжимаются при изменении температуры, а также имеют гораздо более низкое номинальное давление, чем металлические трубы, особенно при высоких температурах.
Трубы из полиэтилена (ПЭ) и полипропилена (ПП) могут иметь размеры от ½ до 65 дюймов, но калькулятор включает только трубы меньшего размера, поскольку они наиболее распространены для бытовых систем водоснабжения.
Существуют различные типы материалов из полиэтилена и полипропилена. Эти различные типы обычно имеют четырехзначный код материала. Первые две цифры классифицируют ячейку, определяющую плотность материала, предел прочности при растяжении, сопротивление медленному росту трещин и многое другое. Вторые две цифры определяют рекомендуемую стандартную категорию гидростатического расчетного напряжения. Это основа, используемая для определения длительной прочности трубы.
Применимые стандарты для полиэтиленовых и полипропиленовых труб: (1) ASTM D 2239, (2) AWWA C901 и ASTM D 2737. ASTM D 2239 называется Стандартными техническими условиями для полиэтиленовых (PE) пластиковых труб (SIDR-PR) на основе контролируемого внутреннего диаметра. AWWA C901 называется Полиэтиленовые (ПЭ) напорные трубы и трубки диаметром от ½ до 3 дюймов для водоснабжения. AWWA расшифровывается как Американская ассоциация водопроводных сооружений. ASTM D 2737 носит название «Стандартная спецификация для полиэтиленовых (ПЭ) пластиковых трубок».
ASTM F 2389 носит название Стандартных технических условий для систем трубопроводов из полипропилена (ПП), рассчитанных на номинальное давление.
6.8.1 РАЗМЕРЫ ТРУБ
Размеры этих пластиковых труб можно выразить двумя способами: (1) SIDR и (2) SDR. SDR или стандартное соотношение диаметров ранее обсуждалось для трубопроводов из АБС и ХПВХ. SIDR означает стандартное отношение внутреннего диаметра, то есть отношение внутреннего диаметра к толщине трубы. SIDR используется для труб меньшего размера и для специального метода соединения, в котором используются вставные фитинги. Таким образом, внешний диаметр может быть разным, но трубы можно соединять, если их внутренние диаметры одинаковы.
Как видите, внутренний диаметр такой же, как у SIDR7, но толщина меньше. Второй метод, которым можно показать размеры пластиковых труб, — это метод SDR или DR. В этом методе внешние диаметры одинаковы, а внутренние диаметры различаются.
Калькулятор также имеет следующие типы пластиковых труб: DR11, DR13,5, SIDR11,5, SIDR15 и SIDR19. Калькулятор включает только меньшие размеры труб для этих пластиков, потому что это размеры, которые наиболее распространены для бытовых систем водоснабжения.
6.8.2 НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Номинальное давление для пластиковых труб намного ниже, чем для металлических. Номинальное давление варьируется от 160 фунтов на квадратный дюйм до 63 фунтов на квадратный дюйм для различных типов труб.
Кроме того, эти номинальные значения давления предназначены только для 73 F, и номинальные значения давления будут снижаться по мере повышения температуры.
В рамках общих категорий труб из полиэтилена и полипропилена существуют различные типы материалов, и каждый тип вспомогательного материала будет иметь несколько разные максимально допустимые давления. Поэтому обязательно используйте эти номинальные значения давления только в качестве ориентира и уточняйте у производителя труб точные номинальные значения давления в зависимости от температуры трубы, размера трубы, типа трубы и типа подматериала.
6.9 ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНЫЕ (ПВХ) ТРУБЫ
Трубы из ПВХ обычно используются для дренажных, канализационных и вентиляционных систем, а также ирригационных систем. Трубы из ПВХ могут подвергаться воздействию ультрафиолетовых лучей, в отличие от большинства других пластиковых труб.
Этот трубопровод дешевле, легче и проще в соединении по сравнению с металлическими трубопроводами.
Применимыми стандартами являются (1) ASTM D 1785 и (2) ASTM D 2241. ASTM D 1785 озаглавлен «Стандартные технические условия для поливинилхлоридных (ПВХ) пластиковых труб, графики 40, 80 и 120. ASTM D 2241 озаглавлен «Стандарт». Технические условия на трубы из поливинилхлорида (ПВХ) с номинальным давлением (серия SDR). Эти стандарты регулируют размеры, показанные в следующем разделе.
Существуют различные типы труб из ПВХ: ПВХ 1120, 1220, 2120, 2116, 2112 и 2110. Эти различные типы ПВХ имеют немного разные свойства материала, такие как плотность, прочность, медленное распространение трещин и т. д. Каждый тип подматериала будут иметь немного разные номинальные значения давления, но размеры будут одинаковыми для каждого типа подматериала.
6.9.1 РАЗМЕРЫ ТРУБ
Размеры этих труб из ПВХ можно выразить двумя способами: (1) SDR и (2) Schedule.
Основными типами SDR являются SDR 17, 21, 26 и 32,5.
Более низкие значения SDR имеют большую толщину и большее номинальное давление.
Калькулятор также включает SDR 26 и SDR 32,5. Двумя основными типами расписания являются Schedule 40 и Schedule 80. Также доступны трубопроводы Schedule 10 и 120, но они менее распространены и не включены в калькулятор.
6.9.2 НОМИНАЛЬНЫЕ ДАВЛЕНИЯ
Различные типы субматериалов из ПВХ и SDR имеют номинальное давление от 50 до 315 фунтов на квадратный дюйм.
Более низкие SDR имеют более высокие номинальные значения давления, а более высокие SDR имеют более низкие номинальные значения давления. Трубопровод сортамента 40 имеет диапазон давления от 810 до 60 фунтов на кв. дюйм, в зависимости от типа подматериала из ПВХ и размера трубы. Меньшие размеры труб имеют большее номинальное давление. Трубопровод сортамента 80 имеет диапазон давления от 1230 до 60 фунтов на кв. дюйм, в зависимости от типа подматериала из ПВХ и размера трубы.
При повышении температуры номинальное давление также уменьшается. Номинальное давление уменьшается почти на 22% при повышении температуры с 73 F до 140 F. В общей категории материалов для труб из ПВХ существуют различные типы подматериалов, и каждый тип подматериала будет иметь несколько разные максимально допустимые давления. Поэтому обязательно используйте эти номинальные значения давления только в качестве ориентира и уточняйте у производителя труб точные номинальные значения давления в зависимости от температуры трубы, размера трубы, типа трубы и типа подматериала.
6.10 ТРУБЫ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ
Трубы из нержавеющей стали не часто используются для бытовых систем водоснабжения из-за их стоимости. Нержавеющая сталь подходит для условий, где требуется коррозионная стойкость. Хотя название «нержавейка» подразумевает, что труба не подвержена коррозии, это означает лишь то, что труба более устойчива, чем другие металлы. Ключом к его устойчивости к коррозии является хром. Нержавеющая сталь — это стальной сплав, содержащий не менее 10,5% хрома. Сплав стали представляет собой комбинацию железа и другого элемента, в данном случае хрома.
Существует два основных типа трубопроводов из нержавеющей стали: нержавеющая сталь 304 и 316. Разница между 304 и 316 заключается в химическом составе. 304-нержавеющая сталь содержит железо и (10,5%) хром. 316-нержавеющая сталь содержит железо, (10,5%) хром и (2-3%) молибден.
Для нержавеющих сталей добавлено еще одно отличие. Нержавеющая сталь будет иметь другие элементы, помимо железа и хрома.
Например, это типичный состав 304-нержавеющей стали.
Нержавеющую сталь можно отличить по букве «L» в конце ее номера. Это указывает на то, что нержавеющая сталь имеет процентное содержание углерода менее 0,04%. Этот низкий уровень углерода увеличивает коррозионную стойкость металлов. Нержавеющая сталь 304 или 316 с большей вероятностью подвержена коррозии в местах сварки, но 304L или 316L будут иметь большую коррозионную стойкость в местах сварки.
Таким образом, существует четыре основных типа труб из нержавеющей стали: (1) 304, (2) 304L, (3) 316 и (4) 316L. Эти материалы отлично подходят для мест, где коррозия является проблемой.
6.10.1 РАЗМЕРЫ ТРУБ
Размеры труб одинаковы для нержавеющей стали 304 и 316. Размеры труб изменяются только в зависимости от размеров труб и спецификаций. ASTM A312 — это Стандартная спецификация для бесшовных, сварных и сильно холоднодеформированных труб из аустенитной нержавеющей стали.
В этой спецификации указаны наружные диаметры и толщины, необходимые для соответствия различным графикам: 10S, 40S и 80S. Schedule 10S — самая тонкая труба, а 80S — самая толстая труба. Внешние диаметры одинаковы для всех графиков, но толщина варьируется. Постоянные наружные диаметры позволяют соединять трубы разного сечения друг с другом.
6.10.2 НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Трубы из нержавеющей стали имеют номинальное давление, которое варьируется в зависимости от типа, размера трубы и спецификации. Более толстые графики имеют более высокие номинальные значения давления, как и трубы меньшего размера.
Подобно другим ранее обсуждавшимся металлическим трубопроводам, трубопроводы из нержавеющей стали имеют максимально допустимое давление в диапазоне от 2000 фунтов на квадратный дюйм для небольших труб до 200 фунтов на квадратный дюйм для больших труб и более низких графиков. Номинальные значения давления подходят для температур от 0 F до 300 F. Трубы 304 будут прочнее, так как в них больше железа, а 316 будут слабее.
PP-R и PP-RCT
Полипропилен (ПП) — универсальный материал для труб, который используется в самых разных областях. Для напорных трубопроводных систем используются два типа ПП: PP-R (статистический сополимер полипропилена) и PP-RCT (статистический сополимер полипропилена с модифицированной кристалличностью и термостойкостью).
Трубы PP-R и PP-RCT, способные работать при высоких температурах и давлении, подходят для напорных трубопроводов с высокими требованиями, таких как напорные трубопроводы (сантехника, гидротехника) в коммерческих высотных зданиях.
Трубы PP-R также используются в системах без давления и обеспечивают устойчивость к сильнокислотным и щелочным растворам, таким как ингибиторы коррозии и химические вещества, используемые в водяных системах отопления и охлаждения. Соединения обычно свариваются под действием тепла в соответствии со стандартной отраслевой практикой.
Трубы PP-R и PP-RCT имеют метрические размеры от 16 до 710 мм, также известные как номинальные диаметры от 3/8 до 28. Минимальные номинальные значения гидростатического давления обычно выше для материалов PP-RCT, но трубы с другими Соотношение размеров (DR) и толщина стенок могут иметь более высокие или более низкие номинальные значения давления.
Трубы и фитинги PP-R и PP-RCT полностью совместимы друг с другом. Трубу PP-R можно наплавлять на фитинги PP-RCT и наоборот.
Полипропиленовые трубы могут включать армирующие слои из рубленого стекловолокна для таких преимуществ, как снижение продольного теплового расширения/усадки.
Трубы PP-R и PP-RCT обычно продаются прямыми отрезками.
PP-R также доступен в рулонах для меньших диаметров и специальных применений.
PP-R
Определение
Согласно определению промышленного стандарта ASTM F2389 (впервые опубликованного в 2004 г.), PP-R означает «статистический сополимер полипропилена». PP-R представляет собой сополимер пропилена и по крайней мере одного сомономера, где пропилен составляет более 50% композиции.
Обзор
PP-R — это напорная система из высокотемпературного пластика, впервые использовавшаяся для водопровода и водяного отопления в Европе в 1980-х годах и представленная в Северной Америке в 2000-х годах. PP-R был впервые использован для различных промышленных применений в 19 веке.70-х годов в Европе, а первое сообщение об использовании PP-R в Северной Америке для промышленных целей было в 1986 году. 82ºC), отвечающие требованиям национальных сантехнических и механических норм. Фактическое номинальное давление труб PP-R зависит от выбранного типа или толщины стенки.
Материалы для труб PP-R доступны с различными типами стенок и толщиной (например, SDR 7,4, SDR 9, SDR 11, SDR 13,5 и т.
д.) в зависимости от требуемого номинального давления. Трубы с более толстыми стенками имеют более высокое номинальное давление, а трубы с более тонкими стенками — более низкие номинальное давление. Обратитесь к литературе и перечням конкретных производителей труб PP-R, чтобы узнать о соответствующих номинальных значениях давления.
PP-RCT
Определение
Согласно определению промышленного стандарта ASTM F2389 (впервые опубликованного в 2004 г.), PP-RCT означает «статистический сополимер полипропилена с модифицированной кристалличностью и термостойкостью». PP-RCT представляет собой сополимер пропилена и по крайней мере одного сомономера, где пропилен составляет более 50% композиции.
Обзор
PP-RCT представляет собой высокотемпературную пластиковую напорную систему трубопроводов, которая впервые использовалась для водопровода и водяного отопления в 2000-х годах в Европе и Северной Америке.
PP-RCT представляет собой полипропиленовый материал нового поколения с более высокой долговременной прочностью при повышенных температурах, чем более ранние смолы PP-R 80 и PP-R 100.
Материал PP-RCT имеет примерно на 25% более высокую устойчивость к нагрузкам и на 25% более высокое номинальное давление, чем трубы PP-R, при той же толщине стенки при заданной рабочей температуре.
Коммерчески доступные смолы PP-RCT могут иметь либо альфа-фазу кристалличности, либо комбинацию альфа- и бета-фаз кристалличности за счет использования бета-зародышеобразователя.
При выборе типа стенки SDR 9 (или более толстой) эти материалы рассчитаны на давление 100 фунтов на кв. дюйм при 180ºF (690 кПа при 82ºC), что соответствует требованиям национальных сантехнических и механических норм. Фактическое номинальное давление труб PP-RCT зависит от выбранного типа или толщины стенки.
Материалы труб PP-RCT доступны с различными типами стенок и толщиной (например, SDR 7,4, SDR 9, SDR 11, SDR 13,5 и т. д.) в зависимости от требуемого номинального давления. Трубы с более толстыми стенками имеют более высокое номинальное давление, а трубы с более тонкими стенками — более низкие номинальное давление.