Градация полипропиленовых труб, исходя из давления рабочей среды

Подбирая полимерные детали для проведения каких-либо работ, принимают во внимание их особенности, вытекающие из применения материалов для изготовления, назначения и ряда других параметров.

PPR (PPRС). Наиболее запрашиваемы в области бытового применения, а также при обустройстве водопроводных, канализационных и отопительных систем. Основным сырьем для изготовления выступает рандом-сополимер или статичный полимер пенопропилена с кристаллической молекулярной структурой. Полученный материал демонстрирует устойчивость в отношении ударных нагрузок и колебаний температуры в широчайшем диапазоне: от -170º С и до 1400º С. Диаметр полипропиленовых PPR труб – от 16 и до 110 мм.

Состав сырья для изготовления полипропиленовых труб бывает разным, поэтому свойства и характеристики изделий отличаются

https://www.youtube.com/watch?v=pkdAhF84Sjk

PPH. Востребованы при обустройстве вентиляционных систем, водоотведения, снабжения холодной водой. Модифицирующими добавками (нуклеаторами, антистатиками, антипиренами) материалу сообщается особенная прочность к механическим воздействиям. Из-за низкой температуры плавления не находят применения в обустройстве систем отопления. Полипропиленовые трубы больших диаметров подбирают для обустройства канализации промышленных объектов и системы водоотведения.

PPB. Используются для прокладывания холодного водоснабжения и укладки теплых полов. Особой структурой материала, образованной повторяющимися по определенной схеме гомополимерными блоками, отличными составом и строением, изделия обязаны повышенной ударной стойкостью;

PPs. Полифенилсульфидным изделиям находится место при обустройстве систем водоснабжения, как холодного, так и горячего, отопления, вентиляции.  Чему способствуют параметры, характеризующие прочность и износостойкость, повышенная стойкость в отношении перегревания и нагрузок. Внешний диаметр PPs лежит в диапазоне от 20 до 1200 мм.

пропускная способность трубопровода

Как видим, добавки в полипропилене играют важную роль, существенно изменяя свойства базового вещества.

Устойчивость полипропилена к давлению рабочей среды обозначается следующим образом:

  1. N (РN)10. Внутренний диаметр полипропиленовых труб РN10  — в диапазоне от 16 до 90 мм, значения внешнего – от 20 мм до 110 мм. При толщине стенки от 1,9 и до 10 мм и расчетной величине давления в 1 МПа используются в подаче холодной (до 20º С) воды, системе теплых полов (до 45º С);
  2. РN16. Нечасто попадающиеся изделия подходят для того, чтобы подавать воду температурой до 60º С;
  3. N (РN)20. Наиболее востребованная труба с внутренним сечением от 10, 6 и наружным – от 16 до 110 мм подходит для водопровода с температурой жидкости до 80º С. Стенки в 16-18,4 мм позволяют выдерживать давление в 2 МПа;
  4. N (РN)25. Наибольшая величина внутреннего сечения– 50 мм, наименьшая – 13,2 мм, значения внешнего диаметра колеблются в пределах от 77,9 мм до 21,2 мм. Многослойностью структуры РN25, с дополнительным армированием из алюминиевой фольги, обязаны особенной устойчивостью в отношении как ударных нагрузок, так и тепловых скачков. Температура теплоносителя может подниматься до 95º С.

Трубы, армированные алюминиевой фольгой, используются в системах ГВС

Механическую прочность полипропиленовых труб повышают и проведением армирования с использованием:

  • алюминиевой фольги в качестве наружного слоя или прокладки между слоями основного материала;
  • стекловолокна, волокна которого в смеси с полипропиленом составляют средний слой трехслойной конструкции.

Соотношения трех параметров самых востребованных типов полипропиленовых труб представлены в таблице.

Таблица 1

Внешний диаметр, мм Внутренний диаметр, мм Толщина стенок, мм
РN10 РN20 РN25 РN10 РN20 РN25
110 90 73,2 10 18,4
90 73,6 60 8,2 15
75 61,2 50 50 6,9 12,5 6,9
63 51,4 40 40 5,8 10,5 5,8
50 40,8 33,2 33,2 4,6 8,4 4,6
40 32,6 26,6 26,6 3,7 6,7 3,7
32 26 21,2 21,2 3 5,4 3
25 20,4 16,6 16,6 2,3 4,2 4,2
20 16,2 13,2 13,2 1,9 3,4 3,4
16 10,6 2,7

Методы расчета пропускной способности трубопроводов

Можно воспользоваться несложной формулой, позволяющей определить необходимый внутренний Ø.

Суммарный пиковый расход воды обозначается как Q общ. число П – 3,14. V – для обозначения скорости, с которой вода движется по трубам из полипропилена. Значение параметра выбирается в зависимости от следующих условий:

  1. Для тонких – 0,7-1,2 мс
  2. Для толстых – 1,5-2 метра в секунду.

У этой разницы есть своё объяснение. Соотношение между поверхностью и просветом тем меньше, чем меньше диаметр у конструкции. Если труба для водоснабжения слишком тонкая, объём воды, проходящий через неё, тормозится о стенки.

Предлагаем ознакомиться  Насос для фонтана мощность

На меньшее скоростное значение опираются при выборе труб с полипропиленовой основой Ø от 10 до 25 миллиметров. Большее значение необходимо в случае показателя, равного 32 миллиметрам, и больше.

Особой роли наружным диаметрам не отводится. Проходимость определяется:

  • Тем, сколько есть поворотов и мест, где один размер переходит в другой.
  • Отложениями и возрастными показателями.
  • Свойствами изделия. У ровной поверхности скорость движения будет больше.
  • Протяжённостью трубопровода. Сопротивление, которое замедляет движение воды, усиливается при увеличении длины.
  • Системным давлением.
  • Внутренним сечением. Исключением не становится и полипропиленовая труба, внутренний диаметр которой рассчитывается отдельно.

Полипропилен многие критикуют за то, что он удлиняется при воздействии слишком высоких температур. Потому сложнее становится организовать разводку.

  1. С применением алюминиевой фольги. Её размещают в середине стенок.
  2. Полиэтиленовым слоем.
  3. С использованием стекловолокна. Оно соединяется с полипропиленом во время производственного процесса. Образуется монолитная структура.

Стекловолокно получило наибольшее распространение. Такое армирование нисколько не усложняет монтаж. Это правило должны соблюдать и трубы полипропиленовые для холодного водоснабжения, диаметры которых указываются на упаковке.

Спайка происходит проще для труб с монолитным строением. Приобретение стекловолокна актуально для участков, где большая часть режется и делится. Но материал отличается большей пластичностью, по сравнению с аналогами.

Расход воды в полипропиленовых трубах

Если участок прямой и долгий – профессиональные мастера предпочтут алюминиевое армирование. Максимум возможного Ø для монтажных работ так же ограничивается в связи с сильной пластичностью.

Вид жидкости

Скорость (м/сек)

Вода городского водопровода

0,60-1,50

Вода трубопроводной магистрали

1,50-3,00

Вода системы центрального отопления

2,00-3,00

Вода напорной системы в линии трубопровода

0,75-1,50

Гидравлическая жидкость

до 12м/сек

Масло линии трубопровода

3,00-7,5

Масло в напорной системе линии трубопровода

0,75-1,25

Пар в отопительной системе

20,0-30,00

Пар системы центрального трубопровода

30,0-50,0

Пар в отопительной системе с высокой температурой

50,0-70,00

Воздух и газ в центральной системе трубопровода

20,0-75,00

Чаще всего, в качестве теплоносителя используется обычная вода. От ее качества зависит скорость уменьшения пропускной способности в трубах. Чем выше качество теплоносителя, тем дольше прослужит трубопровод из любого материала (сталь чугун, медь или пластик).

Для точных и профессиональных расчетов необходимо использовать следующие показатели:

  • Материал, из которого изготовлены трубы и другие элементы системы;
  • Длина трубопровода
  • Количество точек водопотребления (для системы подачи воды)

1. Формула. Достаточно сложная формула, которая понятна лишь профессионалам, учитывает сразу несколько значений. Основные параметры, которые принимаются во внимание – материал труб (шероховатость поверхности) и их уклон.

2. Таблица. Это более простой способ, по которому каждый желающий может определить пропускную способность трубопровода. Примером может послужить инженерная таблица Ф. Шевелева, по которой можно узнать пропускную способность, исходя из материала трубы.

Длина трубопровода – важный показатель при расчете пропускной способности Протяженность магистрали оказывает существенное влияние на показатели пропускной способности. Чем большее расстояние проходит вода, тем меньшее давление она создает в трубах, а значит, скорость потока уменьшается.

Приводим несколько примеров. Опираясь на таблицы, разработанные инженерами для этих целей.

Пропускная способность труб:

  • 0,182 т/ч при диаметре 15 мм
  • 0,65 т/ч с диаметром трубы 25 мм
  • 4 т/ч при диаметре 50 мм

Расход воды в полипропиленовых трубах

Как можно увидеть из приведенных примеров, больший диаметр увеличивает скорость потока. Если диаметр увеличить в 2 раза, то пропускная способность тоже возрастет. Эту зависимость обязательно учитывают при монтаже любой жидкостной системы, будь то водопровод, водоотведение или теплоснабжение. Особенно это касается отопительных систем, так как в большинстве случаев они являются замкнутыми, и от равномерной циркуляции жидкости зависит теплоснабжение в здании.

При расчете водопровода стоит задача определить оптимальный диаметр трубы для обеспечения нормативного потребления воды.

Если сечение слишком мало, это приводит к недостаточному напору в трубах даже при большом давлении, в результате:

  • насосное оборудование быстрее изнашивается,
  • чаще происходят аварии на линии,
  • увеличивается расход энергии.

Для ремонта систем требуются дополнительные траты, что повышает стоимость эксплуатации.

Расчеты ведутся различными методами:

  • По формулам гидравлики. Это достаточно сложный способ, требующий теоретических знаний.
  • По готовым таблицам. Необходимые параметры уже просчитаны и занесены в удобную для пользователей форму.
  • С помощью онлайн калькулятора. Доступный и быстрый способ найти нужные характеристики. Достаточно записать свои данные в окнах программы, и результат будет готов почти мгновенно.
Предлагаем ознакомиться  Чем и как отмыть душевую кабину от известкового налета и мыльных разводов

Закон Торричелли

В формуле итальянского математика и физика Торричелли используется закон сохранения энергии для идеальных жидкостей и газов.

U=√2gH, где U— скорость движения молекулы вещества, g— ускорение свободного падения, H — напор.

S=Q /V, где Q — расход, определенный по СНиП 2.04.01-85*.

D=2√(S/p)=2√(Q/(Up)), где p — 3,14.

Формула Торричелли справедлива для идеальных жидкостей с нулевой вязкостью или несжимаемых газов. Помимо этого в расчетах не учитываются шероховатость труб, длина коммуникаций и другие параметры, вызывающие гидравлические потери. Полученный результат весьма приблизителен и может использоваться, если принять диаметр больше расчетного на 20-30%.

Например, нужно определить пропускную способность трубы Æ20 мм при давлении 3 бар (0,3 МПа или 3 атм.). В левом столбце находим 3 бар, на самой верхней строчке указаны диаметры. При пересечении своих данных получаем значение искомого параметра для воды — 9,93 м³/ч.

Если по расчетам нормативного расхода этого достаточно, труба сечением 20 мм полностью удовлетворяет условиям. Если требуется большая проходимость, нужно найти значение для диаметра 32 мм и т.д., пока не будет найден наиболее близкий показатель.

Таблицы Шевелева — советского ученого в области гидравлики — были разработаны для стальных, чугунных (новых и неновых), асбестоцементных, железобетонных, пластиковых и стеклянных труб. В расчетах учитывались шероховатость различных материалов, вязкость жидкости, трение и даже возраст труб, поскольку через несколько лет эксплуатации коммуникаций наблюдается выпадение осадка и уменьшение внутреннего диаметра.

Табл. по Шевелеву

Таблица Шевелева

Гидравлический расчет с помощью этого метода точен, но для неподготовленного пользователя достаточно сложен. Результат можно получить быстрее, если ввести свои данные в специальные программы в интернете, где применяются таблицы Шевелева.

Таблица ПСТ с учётом давления теплоносителя

Твблица пропускной способности труб

В левой колонке указано давление, в строках — пропускная способность для разных сечений. Например, при диаметре трубы 20 мм и напоре 120 Па/1,2 бар максимальный расход воды через трубу по таблице составляет 472 кг (литра) в час. При этом скорость жидкости менее 15 м/с.

При расчете тепловых системпропускная способность определяется в т/час или Гкал/час при различных температурных графиках с учетом удельной потери на трение. Для расчета используются рекомендации СП 60.13330.2012, СНиП 41-01-2003.

Например, труба с условным диаметром 50 мм при потере давления 5 кгс/м² обеспечивает проходимость 2,45 т/ч и 0,06 Гкал при температурах 95-70°С. Для температурных графиков 130-70 и 150-70 эти значения 0,15 Гкал и 0,2 Гкал соответственно.

При неизменном расходе теплоносителя с ростом температуры увеличивается количество выделяемой теплоты.

Напорные сети организуются, если приборы расположены ниже уровня колодцев или коллекторов и требуется перекачка стоков на определенную высоту. Гидравлический расчет проводится по СП 31.13330.2012.

Гидравлические расчеты проводятся с целью подбора элементов системы с оптимальными характеристиками для обеспечения бесперебойной работы, уменьшения эксплуатационных расходов и снижения износа оборудования.

Расчеты ведутся с помощью таблиц Шевелева по следующему алгоритму:

  1. Задается нужный расход Q и оптимальная скорость среды на каждом участке.
  2. Подбирается диаметр трубы, определяются потери напора по длине.
  3. Процедура повторяется для всех участков.
  4. Находится удельное значение потери давления на 1 пог. м.
  5. Суммируются все остальные потери от всасывания, местного сопротивления и т.д. Полученное значение должно быть меньше или равно мощности насоса.
  6. Исходя из технических характеристик оборудования определяется расход Qнасоса.
  7. Сравниваются Q и Qнасоса. При приблизительном равенстве значений насос подобран правильно. Если нет, нужно задать новые параметры и посчитать заново.

С чего начать?

Расчет пропускной способности трубопровода

Отправная точка для расчета системы — определение нормативного расхода воды в зависимости от количества приборов и одновременно включаемых водоразборных точек. Базовые данные указаны в СНиП 2.04.01-85*, для потребляющего воду оборудования технические характеристики можно узнать из паспорта и суммировать с нормативными.

Зная, сколько потребуется воды на различные нужды, подбираются все элементы системы:

  • насосы,
  • коллекторы,
  • трубы,
  • клапана и т.д.

Диаметры полипропиленовых труб для вентиляции

При установке вентиляционной системы выбор полипропиленовых труб более чем оправдан. Главным преимуществом становится, при достаточной прочности, не особо востребованной в данном случае, незначительный вес элементов конструкции. К тому же, их можно соединять стандартными четырех-, пяти-, шестиметровыми отрезками. Более длинные отрезки используются изредка из-за неудобства транспортировки.

Для сборки системы вентиляции применяются трубы диаметром от 100 мм

Прокладку приходится вести в разных условиях, зачастую не имея возможности прикрепить элементы вентиляционной системы к капитальным опорам. Малый вес полипропиленовых конструкций позволяет использовать в качестве опоры декоративные элементы или прокладывать их в пространстве над подвесными потолками.

Предлагаем ознакомиться  Вода В Погребе Гаража Частного Дома Весной: Что Делать » Детальная Инструкция Фото Видео

Для жилых помещений при оборудовании вентиляционной системы подбираются, по общему правилу, изделия диаметром порядка 100-125 мм. Соединение отдельных участков производится враструб, в применении сварки необходимости не наблюдается. Полипропиленовые трубы большого диаметра требуются при обустройстве масштабных вентиляционных систем, например, на промышленных объектах.

Выбор наружного диаметра полипропиленовых труб для канализации

При обустройстве канализационной системы главным требованием ставится обеспечение герметичности. Поэтому, соединяя враструб полипропиленовые конструкции, пользуются резиновыми уплотнительными кольцами.

Оборудуя самотечную канализацию, прокладываемую с учетом уклона в один-два сантиметра на погонный метр, предпочтение отдают гофрированным трубам. Продукция такого рода при малых значениях диаметра выпускается и хранится в бухтах. Преимущество использования полипропиленовой гофры при прокладке самотечной канализации проявляется при просадках грунта, к которым она чувствительна значительно меньше гладкостенного изделия.

Размер труб для канализации зависит от того, внутренняя это система или наружная

Внутреннюю канализацию прокладывают, используя, по обыкновению, полипропиленовые трубы длиной до двух метров (минимально короткие выпускаются тридцатисантиметровыми) и диаметром в 40, 50 и 110 мм.

Для обустройства канализации наружной используются другие типоразмеры. Междомовую канализацию прокладывают, прибегая к использованию тяжелой техники, так как приходится оперировать отрезками длиной порядка десяти метров, диаметр которых может достигать 600 мм.

Полипропиленовые трубы: рассчитываем диаметры для автономного отопления

D =√4Q*(1000πv)

В приведенной формуле: D – диаметр внутреннего сечения; расход воды при пиковой нагрузке; v – скорость водного потока.

Для скорости водного потока подставляются значения 0,7-1,2 м/с – для изделий с малым внутренним сечением и 1,5-2 м/с – большим. Более точные расчеты ведутся с использованием таблиц и специальных программ. Как правило, для водоснабжения и центрального отопления многоэтажных зданий выбираются трубы диаметром в 25 (для пятиэтажек) и 32 мм (для девяти- и шестнадцатиэтажных зданий).

Трубы с большим диаметром могут использоваться для подачи холодной воды в многоэтажные здания

Трубы из полипропилена большего внутреннего сечения используются, чтобы подать к зданиям холодную воду. На теплотрассах их не применяют.

Подбирая необходимые элементы для обустройства отопления оперируют тремя понятиями диаметров:

  1. Внутренним, определяющим размер изделия.
  2. Внешним, положенным в основу при определении диаметра как: малого – 5-102 мм; среднего – 102-406 мм; большого – свыше 404 мм.
  3. Условным, выражающимся в дюймах и округленным

Подбирая полипропиленовые трубы для контура отопительной системы частного домохозяйства, принимают в расчет:

  • отапливаемую площадь. При потолках стандартной высоты и отсутствии утепления на квадратный метр принято отводить 0,12 кВт тепловой мощности;
  • скорость циркуляции теплоносителя, обычно принимаемую за 0,6 м/с;
  • разницу температур подачи и обратки. Стандартами она задается в 20º С. В отдельных случаях желательно учесть и мощность отопительного котла, и утепление труб, и их материал, и скорость теплоносителя;
  • наличие окон, под каждым из которых понадобится установить радиатор отопления.

Применение труб меньшего диаметра:

  • выгоднее экономически;
  • упрощает монтаж;
  • замедляет циркуляцию теплоносителя;
  • сокращает время, затрачиваемое на нагрев теплоносителя, уменьшая затраты на энергоносители.

Для отопительных коммуникаций достаточно труб диаметром в 25 мм и даже менее

Заключение

На основании приведённого выше примера для каждого участка трубопровода в системе отопления можно подобрать комплектующие необходимого диаметра — в том числе и от этого будет зависеть эффективность работы отопительного оборудования.

Следует помнить, что материалы для трубопровода в системе отопления выбираются с расчётом соответствия максимальным техническим характеристикам автономного котла, не смотря на то, что в большинстве случаев агрегат будет работать в штатном режиме — в соответствии с заданными параметрами эксплуатации.

Пропускная способность трубы — важнейшая характеристика, от которой зависит работа всего трубопровода. Для расчетов применяются различные методики с использованием формул, таблиц или программ. Если нет уверенности в собственных силах, обратитесь к специалистам.

Некоторые особенности прокладки труб ПП в зависимости от диаметра

При прокладывании сетей, утапливаемых позднее в штукатурке или стяжке, подбирают пп-трубы, армированные стекловолоконной смесью. Этим обеспечивается повышенная прочность и незначительность растяжения при сильном нагревании. Такая практика принята, в особенности, в регионах, отличающихся холодным климатом.

При укладке труб диаметром от 32 мм и более в местах, где велик риск деформации под внешним воздействием, к примеру, на участке с оживленным движением, рекомендуется применение железобетонных коробов. Прокладка трубопроводов диаметром от 200 мм и выше ведется без применения фитингов. Стыки сваривают, а толщина стенок служит гарантией прочности стыков.

Установка труб диаметров от 300 мм при толщине стенок, достигающей 20 мм, как правило, осуществляется с привлечением спецтехники. Так как изделия десятиметровой длины, из которых монтируют системы холодного водоснабжения, отличаются, помимо габаритов, и значительным весом.

Как видим, выбор полипропиленовой трубы нужного диаметра имеет важное значение при обустройстве инженерных сетей, гарантируя удобство и долговременность последующей эксплуатации.