Расчет диаметра трубопровода

Внутренний диаметр трубопровода определяют из уравнения расхода (уравнения неразрывности):

где d– диаметр, м;

w – скорость жидкости, м/с;

r- плотность, кг/м3;

G – массовый расход жидкости, кг/с;

Q – объемный расход жидкости, м3/с;

S– площадь поперечного сечения потока, м2.

Таким образом, при заданном расходе диаметр трубопровода обратно пропорционален квадратному корню из скорости жидкости.

Таблица 10.1. Рекомендуемые оптимальные скорости движения жидкости

Характер движения Скорость
жидкости, м/с
Жидкости самотеком
вязкие
маловязкие
0,1–0,5
0,5-1,0
Жидкости, перемещаемые насосом
на всасывании
на нагнетании
0,8-2,0
1,5-3,0
Газы
при естественной тяге
при небольшом давлении (»0,1 МПа)
при повышенном давлении (>0,1 МПа)
2,0-4,0
5,0-20,0
15,0-25,0
Пары перегретые 30,0-50,0
Пары, насыщенные при абсолютном давлении (МПа)
более 0,1
0,05-0,1
0,02-0,05
0,005-0,02
15,0-25,0
20,0-40,0
40,0-60,0
60,0-75,0

Для протяженных трубопроводов такая зависимость требует технико-экономического расчета, потому что с увеличением скорости жидкости уменьшается диаметр трубы, а с ним и капитальные затраты на изготовление и монтаж трубопровода. Однако при этом возрастают гидравлические сопротивления в трубопроводе и увеличиваются эксплуатационные затраты на перекачку жидкости. Оптимальный диаметр будет находиться в области равенства указанных затрат.

Для трубопроводов небольшой протяженности близкий к оптимальному диаметр можно определить по практически установленной скорости, представленной в табл. 10.1.

После определения расчетного диаметра трубопровода необходимо выбрать его рабочий диаметр, исходя из материала трубы, способа ее изготовления и ряда стандартных диаметров для данного вида труб.