Местные сопротивления и длина: как считать
Отводы, тройники, переходы и арматура добавляют к линейным потерям местные. СП 42-101-2003 допускает два способа учёта: приближённо — увеличить фактическую длину газопровода на 5–10 % (3.30), и точно — через расчётную длину по формуле (12): l = l₁ + Σξ·d/(100·λ), где Σξ — сумма коэффициентов местных сопротивлений участка, d — внутренний диаметр в см, λ — коэффициент трения; величина d/(100·λ) — эквивалентная длина трубы на единицу ξ, м. Для внутренних газопроводов жилых домов п. 3.35 задаёт проценты от линейных потерь: 25 % на вводе до стояка, 20 % на стояках, 450–50 % на внутриквартирной разводке в зависимости от её длины.
Пример: 100 м трубы Сталь 57×3 (d = 5,1 см) при 20 м³/ч, четыре отвода 90° (ξ 1,1), тройник на ответвление (1,5) и два шаровых крана (0,7): Σξ = 7,3. При λ = 0,0319 эквивалентная длина единицы ξ равна 5,1/(100·0,0319) = 1,6 м, расчётная длина 111,7 м (+12 % — в согласии с приближённой прибавкой 5–10 %), потери 18,9 даПа против 18,6 даПа при прибавке ровно 10 %.
Эквивалентная длина растёт с диаметром и падает с λ: у гладкой полиэтиленовой трубы большого диаметра один отвод «стоит» несколько метров, у маленькой стальной — доли метра. Поэтому для протяжённых распределительных сетей местные сопротивления — единицы процентов, а для короткой внутриквартирной разводки с десятком фитингов и кранов они могут превышать линейные потери в разы — отсюда 450 % в п. 3.35 для разводки длиной 1–2 м.
Коэффициенты местных сопротивлений и эквивалентная длина для Сталь 57×3
λ 0,0319: единица ξ эквивалентна 1,6 м трубы.
Потери по сортаменту (с прибавкой 10 % на местные)
Для сравнения точного учёта по формуле (12) и упрощённого по 3.30.
Расчётные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого давления (от источника газоснабжения до наиболее удалённого прибора) принимаются не более 180 даПа, в том числе в распределительных газопроводах 120 даПа, в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах — 60 даПа.— СП 42-101-2003, п. 3.25
Как считать и что проверить
- Для протяжённых участков с редкой арматурой достаточно +5–10 % (3.30); для коротких внутренних с многочисленными фитингами считайте по формуле (12) или п. 3.35.
- Коэффициенты ξ берите по справочникам (Идельчик) для конкретных изделий: отвод гнутый 0,3, сварной 90° около 1,1, тройник на проход 0,3 и на ответвление 1,5, шаровой кран 0,1–0,7, счётчик до 6.
- Эквивалентная длина единицы ξ = d/(100·λ) при d в см: для трубы Сталь 57×3 — 1,6 м; для ПЭ 110 при λ 0,02 — около 5 м.
- При подборе диаметра формула (12) требует λ, которая сама зависит от диаметра — считайте итерационно или примите λ первого приближения.
Остальные режимы — на страницах серии ниже и в полном калькуляторе газопровода; водяные сети считаются в гидравлическом расчёте трубопровода, арматура — в расчёте Kv для газа и пара.
- СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб» — расчётные расходы (3.18–3.20, табл. 2–5), допустимые потери (3.25), формулы падения давления (3.27–3.31), скорости (3.38), предварительный диаметр (3.39), сортамент и номограммы (прил. Б). Госстрой России. 2003. ↗ ссылка
- Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям — коэффициенты местных сопротивлений отводов, тройников, арматуры. Машиностроение. 1992.
- Альтшуль А. Д. Гидравлические сопротивления — формулы коэффициента трения для гладких и шероховатых труб. Недра. 1982.
- СНиП 2.04.08-87* «Газоснабжение» — исходные формулы гидравлического расчёта и коэффициентов одновременности, унаследованные СП 42-101. Госстрой СССР. 1987.
