Гидравлический расчет медных трубопроводов систем отопления и внутреннего газоснабжения

При конструировании современных систем отопления, водо- и газоснабжения жилых зданий широко применяются медные трубопроводы, имеющие ряд преимуществ перед стальными и пластиковыми. Главной причиной ограниченности использования медных труб является их стоимость (практически в два раза большая, чем стальных, и в четыре раза, чем полипропиленовых). Современные нормы проектирования в Беларуси не содержат конкретных методов расчета медных трубопроводов. Поэтому был рассмотрен и проанализирован гидравлический расчет систем отопления на основании норм Российской Федерации. Недостатком приведенных в российских нормах теоретических выкладок является их отвлеченность от общих законов механики жидкости и газа. Ввиду этого рассмотрены теоретические основы гидравлического расчета трубопроводов, приведены выражения для определения потерь давления на трение и в местных сопротивлениях. Для определения линейных потерь рассмотрены основные режимы течения сред на основании опытов И. Никурадзе и представлены зависимости для определения коэффициента сопротивления трению в ламинарном, переходном и турбулентном режимах. Для расчета потерь давления приведены значения коэффициентов местного сопротивления для основных элементов трубопроводов, а также показано определение величины z с учетом пропускной способности оборудования. Проведен анализ номограмм, представленных в российских нормах и исследованиях, выявлены недостатки и найдены пути их совершенствования. С учетом приведенных в статье зависимостей построены номограммы для расчета удельных потерь давления в системах отопления и внутреннего газоснабжения на основе природного газа и пропана. Для расчета внутридомового газоснабжения построены номограммы для нахождения эквивалентной длины единичного местного сопротивления.

1. Идельчик, И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И. Е. Идельчик; под. ред. М. О. Штейнберга. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1992. 672 с.

2. 2009 ASHRAE Handbook. Fundamentals. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, 2009. 880 p.

3. Hydraulic Services Design Guide. EN 1057. 1st Ed. Australia: International Copper Association Australia, 2014. 21 p.

4. Проектирование и монтаж внутренних систем водоснабжения и отопления зданий из медных труб: СП 40-108–2004. Введ. 01.11.2005. М.: ФГУП ЦПП, 2005. 23 с.

5. Авласевич, А. И. Гидравлический расчет внутренних газопроводов из медных труб / А. И. Авласевич, И. Б. Оленев // Фундаментальные исследования. 2017. № 9 (Ч. 1). С. 9–13.

6. Газораспределение и газопотребление. Строительные нормы проектирования: ТКП 45-4.03-267–2012* (02250). Взамен СНБ 4.03.01–98. Введ. 01.12.2012. Минск: Минстройархитектуры, 2015. 102 с.

7. Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб: СП 42-101–2003. Взамен СП 42-104–97. Введ. 08.07.2003. М.: ЗАО «Полимергаз», 2006. 182 с.

8. Борисов, С. Н. Гидравлические расчеты газопроводов / С. Н. Борисов, В. В. Даточный. М.: Недра, 1972. 108 с.

9. Кутателадзе, С. С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: справочное пособие / С. С. Кутателадзе. М.: Энергоатомиздат, 1990. 367 с.

10. Внутренние санитарно-технические устройства: в 3 ч. / В. Н. Богословский [и др.]; под ред. Н. Н. Павлова, Ю. И. Шиллера. М.: Стройиздат, 1990. Ч. 1: Отопление. 344 с.

11. Покотилов, В. В. Пособие по расчету систем отопления / В. В. Покотилов. Вена: HERZ Armaturen, 2006. 144 с.

12. Ионин, А. А. Газоснабжение / А. А. Ионин. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1989. 439 с.

13. Трубы медные и латунные круглого сечения общего назначения. Технические условия: ГОСТ 617–2006. Взамен ГОСТ 617–90. Введ. 01.11.2007. Минск: Госстандарт, 2007. 34 с.