Расчет диаметра газопровода: пример расчета и особенности прокладки газовой сети

ПС для канализации

ПС для канализации зависит от системы отведения стоков используется: напорный или самотёчный. В основе определения ПС вовлечены законы науки гидравлики. Чтобы высчитать ПС канализационной системы, понадобятся не только сложные формулы для расчёта, но ещё и табличные сведения.

Для выявления объёмного расхода жидкости берётся формула такого вида:

q=a*v;

где, а – площадь потока, м2;

v — скорость движения, м/с.

Площадь потока a — это сечение, перпендикулярное в каждой точке скорости частиц потока жидкости. Это значение еще известно под таким названием, как живое сечение потока. Для определения указанной величины применяется формула: a = π*R2. Величина π постоянная, и равняется 3,14. R — радиус трубы в квадрате. Чтобы узнать скорость, с которой движется поток, понадобится воспользоваться формулой следующего вида:

v = C√R*i;

где, R – гидравлический радиус;

С – смачивающий коэффициент;

I – угол уклона.

Для расчёта угла уклона понадобится рассчитать I=v2/C2*R. Чтобы определить смачивающий коэффициент, нужно воспользоваться формулой следующего вида: C=(1/n)*R1/6. Значение n – это коэффициент шероховатости труб, равняющийся 0,012-0,015. Для определения R используется формула:

R=A/P;

где, A – площадь поперечного сечения трубопровода;

P – смоченный периметр.

Смоченным периметром именуется линия, по которой происходит соприкосновение потока в поперечном сечении с твердыми стенками русла. Чтобы выявить значение смоченного периметра в круглой трубе, потребуется воспользоваться формулой следующего вида: λ=π*D.

В таблице ниже представлены параметры для проведения расчёта ПС сточных канализационных трубопроводов безнапорного или самотёчного способа. Сведения выбираются в зависимости от диаметра трубы, после чего подставляются в соответствующую формулу.

Если нужно произвести расчёт ПС канализационной системы для напорных систем, то данные берутся из таблицы ниже.

Пропускная способность водопроводной трубы

Водопроводные трубы в доме используются чаще всего. А так как на них идёт большая нагрузка, то и расчет пропускной способности водопроводной магистрали становится важным условием надежной эксплуатации.

Проходимость трубы в зависимости от диаметра

Диаметр – не самый важный параметр при расчете проходимости трубы, однако тоже влияет на ее значение. Чем больше внутренний диаметр трубы, тем выше проходимость, а также ниже шанс появления засоров и пробок. Однако помимо диаметра нужно учитывать коэффициент трения воды о стенки трубы (табличное значение для каждого материала), протяженность магистрали и разницу давлений жидкости на входе и выходе. Кроме того, на проходимость будет сильно влиять число колен и фитингов в трубопроводе.

Таблица пропускной способности труб по температуре теплоносителя

Чем выше температура в трубе, тем ниже её пропускная способность, так как вода расширяется и тем самым создаёт дополнительное трение

Для водопровода это не важно, а в отопительных системах является ключевым параметром

Существует таблица для расчетов по теплоте и теплоносителю.

Таблица 5. Пропускная способность трубы в зависимости от теплоносителя и отдаваемой теплоты

Диаметр трубы, ммПропускная способность
По теплотеПо теплоносителю
ВодаПарВодаПар
Гкал/чт/ч
150,0110,0050,1820,009
250,0390,0180,6500,033
380,110,051,820,091
500,240,114,000,20
750,720,3312,00,60
1001,510,6925,01,25
1252,701,2445,02,25
1504,362,0072,83,64
2009,234,241547,70
25016,67,6027613,8
30026,612,244422,2
35040,318,567233,6
40056,526,094047,0
45068,336,0131065,5
50010347,4173086,5
60016776,52780139
7002501154160208
8003541625900295
90063329110500525
1000102047017100855

Таблица пропускной способности труб в зависимости от давления теплоносителя

Существует таблица, описывающая пропускную способность труб в зависимости от давления.

Таблица 6. Пропускная способность трубы в зависимости от давления транспортируемой жидкости

РасходПропускная способность
Ду трубы15 мм20 мм25 мм32 мм40 мм50 мм65 мм80 мм100 мм
Па/м – мбар/мменьше 0,15 м/с0,15 м/с0,3 м/с
90,0 – 0,90017340374516272488471696121494030240
92,5 – 0,92517640775616522524478897561515630672
95,0 – 0,95017641476716782560486099001537231104
97,5 – 0,975180421778169925964932100441555231500
100,0 – 1,000184425788172426325004101521576831932
120,0 – 1,200202472871189728985508111961735235100
140,0 – 1,400220511943205931435976121321879238160
160,0 – 1,6002345471015221033736408129962016040680
180,0 – 1,8002525831080235435896804138242142043200
200,0 – 2,0002666191151248637807200145802264445720
220,0 – 2,2002816521202261739967560153362376047880
240,0 – 2,4002886801256274041767920160562487650400
260,0 – 2,6003067131310285543568244167402592052200
280,0 – 2,8003177421364297043568566173382692854360
300,0 – 3,0003317671415307646808892180002790056160

Порядок прокладки газопровода

Вопреки тому, что монтажом труб должны заниматься исключительно профессионалы, имеющие необходимую квалификацию, каждый владелец частного дома должен подробно ознакомиться с порядком проведения работ. Это позволит избежать неприятностей и появления незапланированных финансовых трат.

Монтаж стояка и подготовка помещения

Если частный дом газифицируется с целью организации отопления, то нужно позаботиться об обустройстве помещения. Комната со всем оборудованием должна быть отдельной и иметь довольно хорошую вентиляцию. Ведь природный газ не только взрывоопасен, но и токсичен для организма человека.


В котельной обязательно должно быть окно. Это обеспечит возможность в любой момент проветривать помещение, что позволит избежать отравления парами топлива

Что касается габаритов, то высота потолков в комнате должна составлять не меньше 2,2 м. Для кухни, где будет установлена плита с двумя конфорками, будет достаточно площади 8 м2, а для четырехконфорочной модели — 15 м2.

Если для обогрева дома будет использоваться оборудование мощностью более 30 кВт, то котельная должна быть вынесена за пределы дома и представлять собой отдельно стоящее здание.

Газ подводится в коттедж посредством устройства ввода, представляющего собой отверстие над фундаментом. Он оборудуется особым футляром, через который проходит труба. Один ее конец подсоединяется к стояку, а второй является частью внутренней системы подачи газа.

Монтаж стояка осуществляется точно вертикально и конструкция должна быть удалена от стены на расстояние не менее 15 см. Закрепить арматуру можно при помощи специальных крючков.

Тонкости сооружения внутренней системы

В процессе установки трубопровода в стене все его детали должны быть пропущены через гильзы. При этом всю конструкцию необходимо покрыть масляной краской. Свободное пространство, присутствующее между трубой и гильзой, заполняется при помощи просмоленной пакли и битума.


Необходимо добиться того, чтобы во время монтажа трубопровода использовалось как можно меньше резьбовых и сварных соединений. Такой подход позволит сделать всю конструкцию максимально надежной. Соответственно, для этого нужно подбирать трубы максимальной длины

Каждый из узлов собирается внизу, а на высоте проводится только крепеж заранее подготовительных компонентов. Если диаметр труб не превышает 4 см, то их можно крепить при помощи хомутов или крючков. Для всех остальных рекомендуется применять кронштейны или подвески.

Сварка, сборка и правила приема

Со спецификой организации автономного газового отопления ознакомит следующая статья, детально разбирающая варианты отопительных агрегатов. Самостоятельным мастерам пригодятся схемы обвязки котлов, приведенные в рекомендуемом нами материале.

Все составляющие трубопровода соединяется между собой посредством сварки. При этом шов должен быть качественным и надежным. Чтобы добиться этого, необходимо предварительно выровнять конец трубы и зачистить около 1 см с каждой ее стороны.

Что касается сборки резьбовых соединений, то для этого нужно пользоваться особой методикой. Сперва стык обрабатывается при помощи белил. Следующий этап заключается в намотке длинноволокнистого льна или специальной ленты. Только после этого можно закручивать резьбовое соединение.

Как только мастера закончат работу, в дом должна приехать комиссия. Ею проводится опрессовка газопровода и проверка качества монтажа. Причем в обязательном порядке владельца инструктируют по правилам использования газопроводом. Также сотрудники расскажут, как правильно эксплуатировать оборудование, потребляющее голубое топливо.

Уменьшение потребления газа

Экономия газа напрямую связана с уменьшением потерь тепла. Ограждающие конструкции, такие как стены, потолок, пол в доме обязательно защищаются от влияния холодного воздуха или грунта. Применяется автоматическая регулировка работы отопительного оборудования для результативного взаимодействия наружного климата и интенсивности работы газового котла.

Утепление стен, кровли, потолков

Уменьшить расход газа можно с помощью утепления стен

Наружный теплозащитный слой создает преграду для охлаждения поверхностей, чтобы потребить наименьшее количество топлива.

Статистика показывает, что часть нагретого воздуха уходит через конструкции:

  • крыша — 35 – 45%;
  • неутепленные оконные проемы — 10 – 30%;
  • тонкие стены — 25 – 45%;
  • входные двери — 5 – 15%.

Полы защищаются материалом, который имеет допустимую влагопроницаемость по норме, т. к. при намокании теряются теплоизоляционные характеристики. Стены лучше изолировать снаружи, потолок утепляется со стороны чердака.

Замена окон

Пластиковые окна пропускают меньше тепла зимой

Современные металлопластиковые рамы с двух- и трехконтурными стеклопакетами не пропускают воздушных потоков и препятствуют сквознякам. Это ведет к уменьшению потерь через щели, которые были в старых деревянных рамах. Для проветривания предусматриваются поворотно-откидные механизмы створок, способствующие экономному расходованию внутреннего тепла.

Стекла в конструкциях оклеиваются специальной энергосберегающей пленкой, которая пропускает внутрь ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, но препятствует обратному их проникновению. Стекла снабжаются сетью элементов, подогревающих площадь для оттаивания снега и льда. Существующие конструкции рам дополнительно утепляются полиэтиленовой пленкой снаружи или используются плотные шторы.

Другие способы

Выгодно применять современные конденсационные котлы на газовом топливе и ставить автоматизированную координационную систему. На все радиаторы устанавливаются термоголовки, а на обвязке агрегата монтируется гидрострелка, что экономит 15 – 20% тепла.

Способы укладки

Технические характеристики газопровода регулируется соответствующим ГОСТом. Материал отбирается исходя из категории системы, то есть, величины давления подачи, и способа укладки: подземный, надземный или монтаж внутри здания.

  • Подземный – наиболее безопасный, особенно если речь идет о магистралях с высоким давлением. В зависимости от класса передаваемой газовой смеси укладка производится либо ниже уровня замерзания грунта – влажный газ, либо от 0,8 м до уровня земли – осушенный газ.
  • Надземный – реализуется при неустранимых препятствиях: жилые постройки, овраги, речки, каналы и так далее. Такой способ монтажа допускается на территории заводов.
  • Газопровод в доме – монтаж стояка, как и газовой трубы в квартире, производится только открытым способом. Допускается размещение коммуникаций в штробах, но только в том случае, если они перерываются легкосъемными щитами. Простой и быстрый доступ к любому участку системы – непременное условие безопасности.

Классификация газовых труб

Для систем разного класса используются разные трубы. Государственные нормы для них таковы:

  • для газопроводов с низким или средним давлением применяются электросварные прямошовные трубы общего назначения;
  • для систем с высоким допускаются электросварные прямошовные и бесшовные горячекатаные.

На выбор материала также влияет и способ монтажа.

  • Для подземных коммуникаций нормой являются и стальные, и полиэтиленовые изделия.
  • Для надземных допускается применение только стальных.
  • В доме, как в частном, так и многоэтажном, используются стальной и медный трубопроводы. Соединение предполагается сварное. Фланцевое или резьбовое разрешается лишь на участках установки запорной арматуры и приборов. Медный трубопровод допускает соединение на пресс-фитинги.

На фото демонстрируется пример.

Размерные параметры

ГОСТ разрешает в квартире два вида газовых труб. Изделия относятся к продукции общего назначения, так как здесь важна полная газонепроницаемость и механическая прочность, в то время как стойкость к давлению малозначима: 0,05 кгс/см2 – величина скромная.

  1. Параметры стального трубопровода следующие.
    • Внешний диаметр стальной трубы может колебаться от 21, 3 до 42,3 мм.
    • Условный проход составляет диапазон от 15 до 32 мм.
    • Выбор производится в зависимости от объема поставки: газовый прибор в квартире или стояк в доме.
  2. Диаметр медного трубопровода подбирается таким же образом. Достоинством этого варианта выступает более простой монтаж – с пресс-фитингами, антикоррозийность материала и привлекательный внешний вид. По норме медные изделия должны соответствовать ГОСТ Р 50838-95, другие материалы не разрешаются.
  3. Диаметр газовых труб для магистралей с давлением от 3 до 6 кгс/см2 колеблется в значительно большем диапазоне – от 30 до 426 мм. Толщина стенок при этом зависит от диаметра: от 3 мм для малого размера, до 12 мм для диаметра свыше 300 мм.
  4. При сооружении подземного газопровода ГОСТ допускает использование газоводов из полиэтилена низкого давления. Рассчитан материал на давление до 6 кгс/см2. Диаметр пластиковой трубы варьируется от 20 до 225 мм. На фото – газопровод из ПНД.

В траншею трубопровод укладывается только готовыми секциями, поэтому монтаж магистрали – дорогостоящая и длительная работа. При поворотах стальные газоводы разрезаются и соединяются через специальные элементы. Полиэтиленовые допускают изгибы: для систем с давлением от 3 до 6 кгс/см2 до 25 наружных диаметров, при величине до 0,05 кгс/см2 – до 3. В совокупности с большей легкостью и высокой антикоррозийностью это делает вариант с пластиковым трубопроводом все более привлекательным.

Расчет расхода газа

Мощность котла или конвектора зависит от потерь тепла в строении. Средний подсчет проводится с учетом общей площади дома.

При расчете расхода газа учитываются нормы прогрева квадратного метра при высоте потолков до 3 м:

  • в южных регионах берется 80 Вт/м²;
  • в северных — до 200 Вт/м².

В формулах учитывается суммарная кубатура отдельных комнат и помещений в здании. На нагревание каждого 1 м³ общего объема выделяется 30 – 40 Вт в зависимости от района.

По мощности котла

Баллонный и природный газ рассчитывается в разных единицах

Расчет основывается на мощности и площади отопления. Применяется усредненный показатель расхода — 1 кВт на 10 м². Следует уточнить, что берется не электрическая мощность котла, а тепловая мощность оборудования. Часто такие понятия подменяются, и получается неправильный расчет потребления газа в частном доме.

Объем природного газа измеряется в м³/ч, а сжиженный — в кг/ч. Практика показывает, что на получение 1 кВт тепловой мощности расходуется 0,112 м³/ч магистральной топливной смеси.

По квадратуре

Удельное потребление тепла рассчитывается по представленной формуле, если разница между уличной и внутренней температурой составляет примерно 40°С.

Используется соотношение V = Q / (g · K / 100), где:

  • V — объем природного газового топлива, м³;
  • Q — тепловая мощность оборудования, кВт;
  • g — наименьшая калорийность газа, обычно равняется 9,2 кВт/м³;
  • K — коэффициент полезного действия установки.

В зависимости от давления

Количество газа фиксируется счетчиком

Объем газа, проходящего по трубопроводу, измеряется счетчиком, а расход подсчитывается в виде разницы между показаниями в начале и конце пути. Измерение зависит от порога давления в суживающемся сопле.

Ротационные счетные приборы используются для измерения давления больше 0,1 МПа, а разница уличной и внутренней температуры составляет 50°С. Показатель расхода газового топлива считывается при нормальном состоянии окружающей среды. В промышленности пропорциональными условиями считается давление 10 – 320 Па, разница температур 20°С и относительная влажность воздуха 0. Расход топлива выражается в м³/ч.

Расчет по диаметру

Расчет диаметра газопровода выполняется перед началом строительства

Скорость газа в газопроводе высокого давления зависит от площади сечения коллектора и составляет в среднем 2 – 25 м/с.

Пропускная способность находится по формуле: Q = 0.67 · D² · p, где:

  • Q — расход газа;
  • D — условный проходной диаметр газопровода;
  • p — рабочее давление в газопроводной трубе или показатель абсолютного давления смеси.

На величину показателя влияет наружная температура, нагрев смеси, избыточное давление, атмосферные характеристики и влажность. Расчет диаметра газопровода делается при составлении проекта системы.

С учетом теплопотерь

Для расчета потребления газовой смеси требуется знать тепловые потери строения.

Используется формула Q = F (T1 – T2) (1 + Σb) · n / R, где:

  • Q — теплопотери;
  • F — площадь утепляющего слоя;
  • Т1 — наружная температура;
  • Т2 — внутренняя температура;
  • Σb — сумма дополнительных потерь тепла;
  • n — коэффициент расположения защитного слоя (в специальных таблицах);
  • R — сопротивление передаче тепла (рассчитывается в конкретном случае).

По счетчику и без

Расход газа зависит от утепления стен и климатических условий региона

По прибору определяется расход газа за месяц. Применяются стандартные нормы расхода смеси, если счетчик не установлен. Для каждого региона страны нормативы устанавливаются отдельно, но в среднем принимаются из расчета 9 – 13 м³ в месяц на одного человека.

Показатель устанавливается местными органами самоуправления и зависит от климатических условий. Расчет ведется с учетом числа владельцев помещения и людей, фактически проживающих на указанной жилплощади.

Какие документы понадобятся?

Прежде чем приступать непосредственно к монтажу, придется заняться сбором необходимых бумаг. Чтобы сделать это в максимально сжатые сроки, необходимо сразу приготовить паспорт, а также документацию, которая подтверждает владение участком и расположенным на нем домом.

Следующий этап заключается в подаче заявления в соответствующую службу. В нем изъявляется желание газифицировать дом. Сотрудники выдадут бланк, где перечислены все технические условия.


Выданный газовой службой документ заполняет специалист, занимающийся составлением проекта. Выбирайте квалифицированного проектировщика. Ведь от его компетентности зависит результат работы и безопасность жильцов

Согласно проекту проводится монтаж газовой сети. Иногда трубы прокладываются через участки соседей. В этом случае необходимо запросить у них письменное разрешение на проведение такого рода работ.

Помимо перечисленных выше бумаг, также нужно будет получить следующие документы:

  • акт ввода оборудования, работающего на газу, в эксплуатацию;
  • договор о составлении технической документации и проведении работ;
  • разрешение на поставку природного газа и оплату этой услуги;
  • документ об установке оборудования и газификации дома.

Также потребуется обследование дымохода. После этого специалисты выдадут соответствующий акт. Последний документ — разрешение на газификацию частного дома — выдается местной архитектурно-планировочной компанией.

Зачем газифицировать дом?

Главная причина заключается в дешевизне и удобстве. Сложная экономическая ситуация в стране вынуждает владельцев частных домов подыскивать наиболее доступный вариант обогрева здания. Поэтому совсем неудивительно, что со временем собственники коттеджей приходят к выводу, что нужно газифицировать постройку.

Да, несомненно, можно обогревать жилье при помощи электричества. Но такое решение довольно дорогостоящее, особенно если нужно отапливать несколько сотен квадратных метров. Да и капризы природы в виде сильного ветра или урагана могут оборвать кабеля и придется неизвестно сколько сидеть без отопления, еды и горячей воды.


Современные газовые магистрали прокладываются с использованием прочных и высококачественных труб и деталей. Поэтому природные катаклизмы вряд ли смогут навредить такой конструкции

Еще одной альтернативой газа является старый и проверенный способ — обогрев при помощи камина или кирпичной печи. Основной недостаток такого решения заключается в том, что хранение дров или угля приведет к появлению грязи.

К тому же нужно будет выделять дополнительные квадратные метры для их складирования. Поэтому голубое топливо еще не один год будет занимать лидирующую позицию, а вопрос проектирования газопровода для подключения частного сектора еще очень долго будет актуален.

Свод правил по проектированию и строительству общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб the general provision and construction gas distribution syst em from steel and

РАСЧЕТ ДИАМЕТРА ГАЗОПРОВОДА И ДОПУСТИМЫХ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ

3.21 Пропускная способность газопроводов может приниматься из условий создания при максимально допустимых потерях давления газа наиболее экономичной и надежной в эксплуатации системы, обеспечивающей устойчивость работы ГРП и газорегуляторных установок (ГРУ), а также работы горелок потребителей в допустимых диапазонах давления газа.

3.22 Расчетные внутренние диаметры газопроводов определяются исходя из условия обеспечения бесперебойного газоснабжения всех потребителей в часы максимального потребления газа.

3.23 Расчет диаметра газопровода следует выполнять, как правило, на компьютере с оптимальным распределением расчетной потери давления между участками сети.

При невозможности или нецелесообразности выполнения расчета на компьютере (отсутствие соответствующей программы, отдельные участки газопроводов и т.п.) гидравлический расчет допускается производить по приведенным ниже формулам или по номограммам (приложение Б), составленным по этим формулам.

3.24 Расчетные потери давления в газопроводах высокого и среднего давления принимаются в пределах категории давления, принятой для газопровода.

3.25 Расчетные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого давления (от источника газоснабжения до наиболее удаленного прибора) принимаются не более 180 даПа, в том числе в распределительных газопроводах 120 даПа, в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах – 60 даПа.

3.26 Значения расчетной потери давления газа при проектировании газопроводов всех давлений для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых предприятий и организаций коммунально-бытового обслуживания принимаются в зависимости от давления газа в месте подключения с учетом технических характеристик принимаемого к установке газового оборудования, устройств автоматики безопасности и автоматики регулирования технологического режима тепловых агрегатов.

3.27 Падение давления на участке газовой сети можно определять:

– для сетей среднего и высокого давлений по формуле

– для сетей низкого давления по формуле

– для гидравлически гладкой стенки (неравенство (6) справедливо):

– при 4000 100000

3.29 Расчетный расход газа на участках распределительных наружных газопроводов низкого давления, имеющих путевые расходы газа, следует определять как сумму транзитного и 0,5 путевого расходов газа на данном участке.

3.30 Падение давления в местных сопротивлениях (колена, тройники, запорная арматура и др.) допускается учитывать путем увеличения фактической длины газопровода на 5-10%.

3.31 Для наружных надземных и внутренних газопроводов расчетную длину газопроводов определяют по формуле (12)

3.32 В тех случаях когда газоснабжение СУГ является временным (с последующим переводом на снабжение природным газом), газопроводы проектируются из условий возможности их использования в будущем на природном газе.

При этом количество газа определяется как эквивалентное (по теплоте сгорания) расчетному расходу СУГ.

3.33 Падение давления в трубопроводах жидкой фазы СУГ определяется по формуле (13)

С учетом противокавитационного запаса средние скорости движения жидкой фазы принимаются: во всасывающих трубопроводах – не более 1,2 м/с; в напорных трубопроводах – не более 3 м/с.

3.34 Расчет диаметра газопровода паровой фазы СУГ выполняется в соответствии с указаниями по расчету газопроводов природного газа соответствующего давления.

3.35 При расчете внутренних газопроводов низкого давления для жилых домов допускается определять потери давления газа на местные сопротивления в размере, %:

– на газопроводах от вводов в здание:

– на внутриквартирной разводке:

3.37 Расчет кольцевых сетей газопроводов следует выполнять с увязкой давлений газа в узловых точках расчетных колец. Неувязка потерь давления в кольце допускается до 10%.

3.38 При выполнении гидравлического расчета надземных и внутренних газопроводов с учетом степени шума, создаваемого движением газа, следует принимать скорости движения газа не более 7 м/с для газопроводов низкого давления, 15 м/с для газопроводов среднего давления, 25 м/с для газопроводов высокого давления.

3.39 При выполнении гидравлического расчета газопроводов, проведенного по формулам (5)-(14), а также по различным методикам и программам для электронно-вычислительных машин, составленным на основе этих формул, расчетный внутренний диаметр газопровода следует предварительно определять по формуле (15)

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий

Adblock
detector