Csővezeték méretezés: csőátmérő számítás

Adja meg a víz térfogatáramát, valamint a súrlódási veszteséget vagy az áramlási sebességet: az eredmény a szükséges belső átmérő és a javasolt névleges méret, a tényleges sebességgel és súrlódási veszteséggel. A névleges méretet közvetlenül is kiválaszthatja és ellenőrizheti. A képletek behelyettesített értékekkel az eredmény alatti „Számítás menete” részben, a méretezési táblázatok, állandók és források az oldal alján, a „Számítási alapok” részben találhatók.

Csőméret-táblázat (térfogatáram névleges méretenként)

Ugyanazok a képletek, mint a fenti számítónál (Darcy-Weisbach, 20 °C-os víz, az egyes csőtípusok alapértelmezett érdessége): minden mérethez megadja azt a térfogatáramot, amely 300 Pa/m súrlódási veszteséget ad (a számító alapértéke), és az ehhez tartozó sebességet, továbbá az ASHRAE gyakorlati határánál (50 mm-ig 1,2 m/s, afelett 400 Pa/m) érvényes térfogatáramot. Érdesség ε: SGP acélcső 0,046 mm, rézcső 0,0015 mm. Egyes soroknál, például az 50A (DN 50) rézcsőnél, a 300 Pa/m-hez tartozó térfogatáram nagyobb az ASHRAE-határhoz tartozónál, ilyenkor a kisebbik érték számít.

MéretBelső átm. mmTérfogatáram 300 Pa/m-nél L/minUgyanaz a térfogatáram m³/hÁramlási sebesség m/sTérfogatáram az ASHRAE-határnál L/minHatár
Szénacél cső SGP (JIS G 3452)
15A16.16.30.380.5214.71.2 m/s
20A21.614.00.840.6426.41.2 m/s
25A27.627.11.630.7643.11.2 m/s
32A35.754.23.250.9072.11.2 m/s
40A41.681.74.901.0097.91.2 m/s
50A52.91559.311.181581.2 m/s
65A67.930218.101.39351400 Pa/m
80A80.747728.621.55555400 Pa/m
90A93.269941.931.71813400 Pa/m
100A105.396557.911.851 123400 Pa/m
125A130.81 712102.702.121 990400 Pa/m
150A155.22 687161.222.373 122400 Pa/m
Rézcső, L típus (ASTM B88)
15A (1/2)13.84.40.270.4910.81.2 m/s
20A (3/4)19.912.00.720.6422.51.2 m/s
25A (1)26.024.81.490.7838.31.2 m/s
32A (1-1/4)32.143.82.630.9058.41.2 m/s
40A (1-1/2)38.270.04.201.0282.61.2 m/s
50A (2)50.41478.831.231441.2 m/s
65A (2-1/2)62.626315.781.42309400 Pa/m
80A (3)74.842325.391.61496400 Pa/m
100A (4)99.289853.881.941 053400 Pa/m

Válassza azt a legkisebb méretet, amelynek táblázati térfogatárama legalább akkora, mint a tervezett érték. Más vízhőmérséklethez, csőtípushoz vagy térfogatáramhoz használja a fenti számítót.

Számítási alap

A súrlódási veszteséget a Darcy-Weisbach egyenlet (a súrlódási tényezőt a Colebrook-egyenlet adja) vagy a Hazen-Williams képlet adja. Súrlódási veszteség vagy sebesség szerinti méretezésnél először a szükséges belső átmérő adódik; a táblázat legalább ekkora belső átmérőjű legkisebb mérete kerül kiválasztásra, majd a számítás a tényleges belső átmérővel megismétlődik.

TételKépletMegjegyzés · alap
Nyomásesés (Darcy-Weisbach)R = Δp/L = (f / D) · ρV²/2R (Pa/m), D belső átmérő (m), ρ (kg/m³), V (m/s). Általános egyenlet minden folyadékra és hőmérsékletre
Csősúrlódási tényező (Colebrook)1/√f = −2 log₁₀( ε/(3,7 D) + 2,51/(Re √f) )Re ≥ 2300. Ugyanaz a megoldó, mint a légcsatorna-számítónál (a Haaland-közelítésből indulva iterál). A 2300-4000 közötti átmeneti tartományban is ez érvényes, ami a veszteséget magasabbra becsli
Csősúrlódási tényező (lamináris)f = 64 / ReRe < 2300 (Hagen-Poiseuille); az eredményben lamináris áramlásként jelenik meg
Hazen-Williams (SI)h/L = 10,67 Q^1,852 / (C^1,852 D^4,8704), R = ρ g h/LQ (m³/s), D (m), h a veszteségmagasság (m). Szobahőmérsékletű víz turbulens áramlására illesztett empirikus összefüggés, ezért nem veszi figyelembe a viszkozitást (hőmérsékletet) és a lamináris áramlást. Használati víz és tűzoltó vezetékeknél gyakori
Reynolds-szám, sebességRe = V·D / ν, V = Q / (πD²/4)ν = μ/ρ. Sebesség szerinti méretezésnél D = √(4Q / (πV))
A méret kiválasztásabelső átmérő = külső átmérő − 2 × falvastagság ≥ DA feltételt teljesítő legkisebb méret a javasolt; a sebesség és a súrlódási veszteség a tényleges belső átmérővel újraszámolódik. Az eggyel nagyobb méret is megjelenik
Nyomásmértékegységek1 kPa/100 m = 10 Pa/m, 1 mmH₂O = 9,80665 PaUgyanaz az egyezmény, mint a mértékegység-átváltónál. 300 Pa/m = 30 kPa/100 m = 30,6 mmH₂O/m

Csőméret-táblázatok

Méretek mm-ben, belső átmérő = külső átmérő − 2 × falvastagság. Csak azok a méretek szerepelnek, amelyek adatai forrással ellenőrizhetők voltak. Rendelés vagy kivitelezés előtt vesse össze a szabvánnyal vagy a gyártói táblázattal.

Szénacél cső SGP (JIS G 3452)

A JIS G 3452 szerinti SGP szénacél cső (japán szabvány) külső átmérője és falvastagsága. A koreai KS D 3507 (SPP) ugyanezt a névleges méretrendszert használja, de ez a táblázat JIS-értékek alapján lett ellenőrizve.

MéretKülső átm. mmFalvastagság mmBelső átm. mm
15A21.72.816.1
20A27.22.821.6
25A34.03.227.6
32A42.73.535.7
40A48.63.541.6
50A60.53.852.9
65A76.34.267.9
80A89.14.280.7
90A101.64.293.2
100A114.34.5105.3
125A139.84.5130.8
150A165.25.0155.2
175A190.75.3180.1
200A216.35.8204.7
225A241.86.2229.4
250A267.46.6254.2
300A318.56.9304.7
Rézcső, L típus (ASTM B88)

ASTM B88 L típusú rézcső. A hüvelykes méretek (pl. 0,625 in külső átmérő) × 25,4; a névleges jelölés a koreai gyakorlat szerint (1/2 = 15A (DN 15)) is fel van tüntetve. A KS D 5301 szabvány táblázatait nem sikerült ellenőrizni.

MéretKülső átm. mmFalvastagság mmBelső átm. mm
15A (1/2)15.881.0213.84
20A (3/4)22.231.1419.94
25A (1)28.581.2726.04
32A (1-1/4)34.921.432.13
40A (1-1/2)41.281.5238.23
50A (2)53.981.7850.42
65A (2-1/2)66.682.0362.61
80A (3)79.382.2974.8
100A (4)104.782.7999.19
Rézcső, M típus (ASTM B88)

ASTM B88 M típusú rézcső (külső átmérője megegyezik az L típusúéval, csak a fal vékonyabb).

MéretKülső átm. mmFalvastagság mmBelső átm. mm
15A (1/2)15.880.7114.45
20A (3/4)22.230.8120.6
25A (1)28.580.8926.8
32A (1-1/4)34.921.0732.79
40A (1-1/2)41.281.2538.78
50A (2)53.981.4751.03
65A (2-1/2)66.681.6563.37
80A (3)79.381.8375.72
100A (4)104.782.4199.95
Rozsdamentes acél, Sch 10S (JIS G 3459)

JIS G 3459 rozsdamentes acélcső, Sch 10S (a KS D 3576 szabvány azonos sorozata). A 90A (DN 90) méret nem volt ellenőrizhető, ezért kimaradt.

MéretKülső átm. mmFalvastagság mmBelső átm. mm
15A21.72.117.5
20A27.22.123.0
25A34.02.828.4
32A42.72.837.1
40A48.62.843.0
50A60.52.854.9
65A76.33.070.3
80A89.13.083.1
100A114.33.0108.3
125A139.83.4133.0
150A165.23.4158.4
200A216.34.0208.3
250A267.44.0259.4
300A318.54.5309.5

Érdesség ε (Darcy-Weisbach)

Anyagértékek Moody 1944-es súrlódásitényező-diagramjából, mm-re átszámítva. Az érdesség az életkorral és a vízminőséggel nő, ezért más értéket az „Egyéni érték” opcióval adjon meg.

Anyagε (mm)Moody eredeti értéke
Kereskedelmi acélcső0.0460.00015 ft
Horganyzott acélcső0.150.0005 ft
Húzott cső (réz, sárgaréz)0.00150.000005 ft

C együttható (Hazen-Williams)

Az ASHRAE Handbook Fundamentals „Pipe Sizing” fejezete műanyag- és rézcsőre 150-et, új acélcsőre 140-et, erősen korrodált vagy nagyon érdes csőre 100 vagy ennél kisebb értéket ad meg. Az NFPA 13 (sprinkler) nedves acélcsőre 120-at, réz-, rozsdamentes és CPVC csőre 150-et ír elő. Minél kisebb a C, annál nagyobb a számított veszteség.

CsőCForrás
Acélcső 120 (NFPA 13)120NFPA 13 (nedves acélcső)
Új acélcső 140 (ASHRAE)140ASHRAE (új acélcső)
Korrodált acélcső 100 (ASHRAE)100ASHRAE (korrodált vagy érdes cső), NFPA 13 (száraz acélcső)
Réz, rozsdamentes, műanyag 150150ASHRAE (műanyag, réz), NFPA 13 (réz, rozsdamentes, CPVC)

A víz fizikai tulajdonságai (101,325 kPa)

A sűrűség az IAPWS-95, a viszkozitás az IAPWS 2008 képlet alapján számolt érték. A számító az 5 °C-os lépésközű táblázatot (5-95 °C) a négy legközelebbi sorból interpolálja; a sorok közötti eltérés 0,02% belül marad.

Hőmérséklet °CSűrűség ρ kg/m³Dinamikai viszkozitás μ mPa·sKinematikai viszkozitás ν m²/s
5999.9671.51821.518 × 10⁻⁶
10999.7021.30591.306 × 10⁻⁶
15999.1031.13761.139 × 10⁻⁶
20998.2071.00161.003 × 10⁻⁶
30995.6490.79728.007 × 10⁻⁷
40992.2160.65276.579 × 10⁻⁷
50988.0350.54655.531 × 10⁻⁷
60983.1960.46604.740 × 10⁻⁷
70977.7650.40364.127 × 10⁻⁷
80971.7900.35403.643 × 10⁻⁷
90965.3100.31423.255 × 10⁻⁷
95961.8880.29713.089 × 10⁻⁷

Sebesség és súrlódási veszteség megválasztása

Az ASHRAE Handbook Fundamentals „Pipe Sizing” fejezete gyakori tervezési gyakorlatként az 50 mm és kisebb csöveknél legfeljebb 1,2 m/s sebességet, a nagyobbaknál legfeljebb 400 Pa/m súrlódási veszteséget ismerteti. Egyes források (Carrier 1960) szerint semmilyen esetben sem szabad 4,6 m/s fölé menni. A számító a javasolt és az eggyel nagyobb méretet ezekhez méri.

A zaj- és eróziós határ a cső anyagától, az éves üzemóráktól, valamint a vízben lévő levegőtől és részecskéktől függ. A számértékekhez lásd a fejezetet és a gyártói adatokat.

Az alapértelmezett 300 Pa/m példa a 400 Pa/m-es határon belül. A szivattyú szállítómagasságának csökkentéséhez válasszon kisebb, a csőméret csökkentéséhez nagyobb értéket.

Számítási példa

Térfogatáram 100 l/min, víz 20 °C, SGP acélcső (ε 0,046 mm), súrlódási veszteség 300 Pa/m, Darcy-Weisbach: Q = 1,667 × 10⁻³ m³/s, szükséges belső átmérő 44,87 mm → javasolt 50A (DN 50) (belső átmérő 52,9 mm): V = 0,758 m/s, Re = 39 979, f = 0,0245, R = 132,8 Pa/m (13,3 kPa/100 m, 13,5 mmH₂O/m). Eggyel nagyobb méret, 65A (DN 65): V = 0,460 m/s, R = 39,0 Pa/m.

Ugyanezekkel a feltételekkel Hazen-Williams képlettel és C = 120 értékkel a szükséges belső átmérő 47,30 mm, és 50A (DN 50) esetén R = 173,9 Pa/m, ami ugyanannál a csőnél körülbelül 30%-kal több a Darcy-eredménynél. Az eredmény erősen függ a választott C értéktől.

Források

Gyakori kérdések

Mekkora sebességhatár érvényes hűtővíz csővezetékekre?

Az ASHRAE Handbook Fundamentals („Pipe Sizing” fejezet) gyakori gyakorlatként az 50 mm-ig terjedő csöveknél legfeljebb 1,2 m/s sebességet, a nagyobbaknál legfeljebb 400 Pa/m értéket ismertet, a Carrier (1960) pedig azt javasolja, hogy a sebesség soha ne haladja meg a 4,6 m/s értéket. A számító a javasolt méretet ezekhez méri.

Hogyan határozható meg a csőméret a térfogatáramból?

Válasszon súrlódási veszteséget (például 300 Pa/m) vagy sebességet, számolja ki a szükséges belső átmérőt, majd válassza a legalább ekkora, legkisebb névleges méretet. Példa: 100 l/min, 20 °C-os víz, SGP acélcső, 300 Pa/m esetén a szükséges belső átmérő 44,87 mm, ezért a választás 50A (DN 50) (belső átmérő 52,9 mm, 0,758 m/s, 132,8 Pa/m).

Hogyan felelnek meg az A-jelölésű méretek a rézcső méreteinek?

A 15A (DN 15) az 1/2 hüvelykes, a 20A (DN 20) a 3/4 hüvelykes, a 25A (DN 25) az 1 hüvelykes rézcsőnek felel meg. A külső átmérő és a falvastagság eltér, ezért a belső átmérő és a megengedett térfogatáram is különbözik; csőtípusonként nézze meg a fenti csőméret-táblázatban.

Utolsó módosítás: 2026-10-12