Dobór średnicy rurociągu: kalkulator
Wpisz strumień wody oraz jednostkową stratę ciśnienia lub prędkość, aby otrzymać wymaganą średnicę wewnętrzną, zalecany wymiar nominalny oraz jego rzeczywistą prędkość i stratę ciśnienia. Można też wybrać wymiar i go sprawdzić. Równania z podstawionymi liczbami są w sekcji Kroki obliczeń, a tabele wymiarów, stałe i źródła niżej w sekcji Podstawy.
Sprawdzenie kondensacji na izolowanej rurze Sprawdź, czy na powierzchni izolowanej rury z wodą lodową występuje kondensacja, i oblicz minimalną grubość izolacji, która jej zapobiega, według materiału i płaszcza ochronnego.
Tabela doboru rur (strumień według wymiaru nominalnego)
Te same równania co w kalkulatorze powyżej (Darcy-Weisbach, woda o 20 °C, domyślna chropowatość każdej rury): dla każdego wymiaru strumień dający 300 Pa/m (wartość domyślna kalkulatora) i jego prędkość, a także strumień przy granicy praktyki wg ASHRAE (1,2 m/s do 50A, 400 Pa/m powyżej). Chropowatość ε: stal SGP 0,046 mm, miedź 0,0015 mm. W niektórych wierszach, np. miedź 50A, strumień przy 300 Pa/m jest większy od strumienia granicznego wg ASHRAE, więc należy przyjąć mniejszy z nich.
| Wymiar | Śr. wewn. mm | Strumień przy 300 Pa/m L/min | Ten sam strumień m³/h | Prędkość m/s | Strumień przy granicy ASHRAE L/min | Ograniczenie |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Stal węglowa SGP (JIS G 3452) | ||||||
| 15A | 16.1 | 6.3 | 0.38 | 0.52 | 14.7 | 1.2 m/s |
| 20A | 21.6 | 14.0 | 0.84 | 0.64 | 26.4 | 1.2 m/s |
| 25A | 27.6 | 27.1 | 1.63 | 0.76 | 43.1 | 1.2 m/s |
| 32A | 35.7 | 54.2 | 3.25 | 0.90 | 72.1 | 1.2 m/s |
| 40A | 41.6 | 81.7 | 4.90 | 1.00 | 97.9 | 1.2 m/s |
| 50A | 52.9 | 155 | 9.31 | 1.18 | 158 | 1.2 m/s |
| 65A | 67.9 | 302 | 18.10 | 1.39 | 351 | 400 Pa/m |
| 80A | 80.7 | 477 | 28.62 | 1.55 | 555 | 400 Pa/m |
| 90A | 93.2 | 699 | 41.93 | 1.71 | 813 | 400 Pa/m |
| 100A | 105.3 | 965 | 57.91 | 1.85 | 1 123 | 400 Pa/m |
| 125A | 130.8 | 1 712 | 102.70 | 2.12 | 1 990 | 400 Pa/m |
| 150A | 155.2 | 2 687 | 161.22 | 2.37 | 3 122 | 400 Pa/m |
| Miedź typ L (ASTM B88) | ||||||
| 15A (1/2) | 13.8 | 4.4 | 0.27 | 0.49 | 10.8 | 1.2 m/s |
| 20A (3/4) | 19.9 | 12.0 | 0.72 | 0.64 | 22.5 | 1.2 m/s |
| 25A (1) | 26.0 | 24.8 | 1.49 | 0.78 | 38.3 | 1.2 m/s |
| 32A (1-1/4) | 32.1 | 43.8 | 2.63 | 0.90 | 58.4 | 1.2 m/s |
| 40A (1-1/2) | 38.2 | 70.0 | 4.20 | 1.02 | 82.6 | 1.2 m/s |
| 50A (2) | 50.4 | 147 | 8.83 | 1.23 | 144 | 1.2 m/s |
| 65A (2-1/2) | 62.6 | 263 | 15.78 | 1.42 | 309 | 400 Pa/m |
| 80A (3) | 74.8 | 423 | 25.39 | 1.61 | 496 | 400 Pa/m |
| 100A (4) | 99.2 | 898 | 53.88 | 1.94 | 1 053 | 400 Pa/m |
Wybierz najmniejszy wymiar, którego podany strumień jest równy projektowemu lub większy. Dla innych temperatur wody, rur lub strumieni użyj kalkulatora powyżej.
Podstawy
Strata ciśnienia wynika z równania Darcy'ego-Weisbacha ze współczynnikiem oporów liniowych wg Colebrooka albo ze wzoru Hazena-Williamsa. Dobór według jednostkowej straty ciśnienia lub prędkości daje wymaganą średnicę wewnętrzną; wybierany jest najmniejszy wymiar z tabeli o co najmniej takiej średnicy i przeliczany z jego rzeczywistą średnicą wewnętrzną.
| Pozycja | Równanie | Uwagi · podstawa |
|---|---|---|
| Strata ciśnienia (Darcy-Weisbach) | R = Δp/L = (f / D) · ρV²/2 | R w Pa/m, D to średnica wewnętrzna w m, ρ w kg/m³, V w m/s. Równanie ogólne dla dowolnego płynu i temperatury |
| Współczynnik oporów liniowych (Colebrook) | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3,7 D) + 2,51/(Re √f) ) | Re ≥ 2300. To samo rozwiązanie iteracyjne co w kalkulatorze kanałów (iteracja od przybliżenia Haalanda). Zakres przejściowy od 2300 do 4000 też z niego korzysta, co daje wartość zawyżoną |
| Współczynnik oporów liniowych (przepływ laminarny) | f = 64 / Re | Re < 2300 (Hagen-Poiseuille); w wyniku oznaczone jako laminarny |
| Hazen-Williams (SI) | h/L = 10,67 Q^1,852 / (C^1,852 D^4,8704), R = ρ g h/L | Q w m³/s, D w m, h to strata wysokości w m. Empiryczne dopasowanie dla turbulentnego przepływu wody w temperaturach zbliżonych do pokojowej: pomija lepkość (temperaturę) i przepływ laminarny. Powszechny dla wody użytkowej i ochrony przeciwpożarowej |
| Liczba Reynoldsa, prędkość | Re = V·D / ν, V = Q / (πD²/4) | ν = μ/ρ. Dobór według prędkości używa D = √(4Q / (πV)) |
| Wybór wymiaru | średnica wewnętrzna = średnica zewnętrzna − 2 × grubość ścianki ≥ D | Zalecany jest najmniejszy wymiar spełniający ten warunek, przeliczany z jego rzeczywistą średnicą wewnętrzną. Pokazywany jest też następny większy |
| Jednostki ciśnienia | 1 kPa/100 m = 10 Pa/m, 1 mm H₂O = 9,80665 Pa | Ta sama konwencja co w przeliczniku jednostek. 300 Pa/m = 30 kPa/100 m = 30,6 mm H₂O/m |
Tabele wymiarów rur
Wymiary w mm; średnica wewnętrzna = średnica zewnętrzna − 2 × grubość ścianki. Podano tylko wymiary, które udało się sprawdzić ze źródłem. Przed zamówieniem sprawdź normę lub tabelę producenta.
Stal węglowa SGP (JIS G 3452)
Średnica zewnętrzna i grubość ścianki rury ze stali węglowej SGP wg JIS G 3452. Wymiary sprawdzono z wartościami JIS; dla rur wg norm lokalnych (np. PN-EN) wymiary należy sprawdzić osobno.
| Wymiar | Śr. zewn. mm | Ścianka mm | Śr. wewn. mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.8 | 16.1 |
| 20A | 27.2 | 2.8 | 21.6 |
| 25A | 34.0 | 3.2 | 27.6 |
| 32A | 42.7 | 3.5 | 35.7 |
| 40A | 48.6 | 3.5 | 41.6 |
| 50A | 60.5 | 3.8 | 52.9 |
| 65A | 76.3 | 4.2 | 67.9 |
| 80A | 89.1 | 4.2 | 80.7 |
| 90A | 101.6 | 4.2 | 93.2 |
| 100A | 114.3 | 4.5 | 105.3 |
| 125A | 139.8 | 4.5 | 130.8 |
| 150A | 165.2 | 5.0 | 155.2 |
| 175A | 190.7 | 5.3 | 180.1 |
| 200A | 216.3 | 5.8 | 204.7 |
| 225A | 241.8 | 6.2 | 229.4 |
| 250A | 267.4 | 6.6 | 254.2 |
| 300A | 318.5 | 6.9 | 304.7 |
Miedź typ L (ASTM B88)
Rura miedziana typu L wg ASTM B88. Wymiary calowe (np. średnica zewnętrzna 0,625 in) × 25,4, z oznaczeniem nominalnym A (1/2 = 15A). Nie sprawdzano tabel norm krajowych ani normy EN 1057.
| Wymiar | Śr. zewn. mm | Ścianka mm | Śr. wewn. mm |
|---|---|---|---|
| 15A (1/2) | 15.88 | 1.02 | 13.84 |
| 20A (3/4) | 22.23 | 1.14 | 19.94 |
| 25A (1) | 28.58 | 1.27 | 26.04 |
| 32A (1-1/4) | 34.92 | 1.4 | 32.13 |
| 40A (1-1/2) | 41.28 | 1.52 | 38.23 |
| 50A (2) | 53.98 | 1.78 | 50.42 |
| 65A (2-1/2) | 66.68 | 2.03 | 62.61 |
| 80A (3) | 79.38 | 2.29 | 74.8 |
| 100A (4) | 104.78 | 2.79 | 99.19 |
Miedź typ M (ASTM B88)
Rura miedziana typu M wg ASTM B88 (ta sama średnica zewnętrzna co typ L, cieńsza ścianka).
| Wymiar | Śr. zewn. mm | Ścianka mm | Śr. wewn. mm |
|---|---|---|---|
| 15A (1/2) | 15.88 | 0.71 | 14.45 |
| 20A (3/4) | 22.23 | 0.81 | 20.6 |
| 25A (1) | 28.58 | 0.89 | 26.8 |
| 32A (1-1/4) | 34.92 | 1.07 | 32.79 |
| 40A (1-1/2) | 41.28 | 1.25 | 38.78 |
| 50A (2) | 53.98 | 1.47 | 51.03 |
| 65A (2-1/2) | 66.68 | 1.65 | 63.37 |
| 80A (3) | 79.38 | 1.83 | 75.72 |
| 100A (4) | 104.78 | 2.41 | 99.95 |
Stal nierdzewna Sch 10S (JIS G 3459)
Rura ze stali nierdzewnej wg JIS G 3459, Sch 10S. Wymiar 90A pominięto, bo nie dało się go sprawdzić.
| Wymiar | Śr. zewn. mm | Ścianka mm | Śr. wewn. mm |
|---|---|---|---|
| 15A | 21.7 | 2.1 | 17.5 |
| 20A | 27.2 | 2.1 | 23.0 |
| 25A | 34.0 | 2.8 | 28.4 |
| 32A | 42.7 | 2.8 | 37.1 |
| 40A | 48.6 | 2.8 | 43.0 |
| 50A | 60.5 | 2.8 | 54.9 |
| 65A | 76.3 | 3.0 | 70.3 |
| 80A | 89.1 | 3.0 | 83.1 |
| 100A | 114.3 | 3.0 | 108.3 |
| 125A | 139.8 | 3.4 | 133.0 |
| 150A | 165.2 | 3.4 | 158.4 |
| 200A | 216.3 | 4.0 | 208.3 |
| 250A | 267.4 | 4.0 | 259.4 |
| 300A | 318.5 | 4.5 | 309.5 |
Chropowatość ε (Darcy-Weisbach)
Wartości dla materiałów z wykresu współczynnika oporów Moody'ego z 1944 r., przeliczone na mm. Chropowatość rośnie z wiekiem rur i jakością wody, więc inne wartości wpisz jako własne.
| Materiał | ε (mm) | Wartość Moody'ego |
|---|---|---|
| Stal handlowa | 0.046 | 0.00015 ft |
| Stal ocynkowana | 0.15 | 0.0005 ft |
| Rura ciągniona (miedź, mosiądz) | 0.0015 | 0.000005 ft |
Współczynnik C (Hazen-Williams)
Rozdział Pipe Sizing w ASHRAE Handbook Fundamentals podaje 150 dla tworzywa i miedzi, 140 dla nowej stali oraz 100 lub mniej dla mocno skorodowanych lub bardzo chropowatych rur. NFPA 13 (tryskacze) przyjmuje 120 dla stali w instalacji mokrej oraz 150 dla miedzi, stali nierdzewnej i CPVC. Mniejsze C daje większą stratę.
| Rura | C | Źródło |
|---|---|---|
| Stal 120 (NFPA 13) | 120 | NFPA 13 (stal, instalacja mokra) |
| Stal nowa 140 (ASHRAE) | 140 | ASHRAE (stal nowa) |
| Stal skorodowana 100 (ASHRAE) | 100 | ASHRAE (skorodowana lub chropowata), NFPA 13 (stal, instalacja sucha) |
| Miedź, stal nierdzewna, tworzywo 150 | 150 | ASHRAE (tworzywo, miedź), NFPA 13 (miedź, stal nierdzewna, CPVC) |
Właściwości wody (101,325 kPa)
Gęstość wg IAPWS-95, lepkość wg sformułowania IAPWS 2008. Kalkulator interpoluje tabelę co 5 °C (od 5 do 95 °C) po czterech najbliższych wierszach; błąd między wierszami mieści się w 0,02 %.
| Temperatura °C | Gęstość ρ kg/m³ | Lepkość μ mPa·s | Lepkość kinematyczna ν m²/s |
|---|---|---|---|
| 5 | 999.967 | 1.5182 | 1.518 × 10⁻⁶ |
| 10 | 999.702 | 1.3059 | 1.306 × 10⁻⁶ |
| 15 | 999.103 | 1.1376 | 1.139 × 10⁻⁶ |
| 20 | 998.207 | 1.0016 | 1.003 × 10⁻⁶ |
| 30 | 995.649 | 0.7972 | 8.007 × 10⁻⁷ |
| 40 | 992.216 | 0.6527 | 6.579 × 10⁻⁷ |
| 50 | 988.035 | 0.5465 | 5.531 × 10⁻⁷ |
| 60 | 983.196 | 0.4660 | 4.740 × 10⁻⁷ |
| 70 | 977.765 | 0.4036 | 4.127 × 10⁻⁷ |
| 80 | 971.790 | 0.3540 | 3.643 × 10⁻⁷ |
| 90 | 965.310 | 0.3142 | 3.255 × 10⁻⁷ |
| 95 | 961.888 | 0.2971 | 3.089 × 10⁻⁷ |
Dobór prędkości i jednostkowej straty ciśnienia
Rozdział Pipe Sizing w ASHRAE Handbook Fundamentals opisuje typową praktykę HVAC jako 1,2 m/s lub mniej dla rur 50A (DN 50) i mniejszych oraz 400 Pa/m lub mniej dla większych. Niektóre źródła (Carrier 1960) dodają, że nigdy powyżej 4,6 m/s. Kalkulator sprawdza zalecany wymiar i następny większy względem tych wartości. Wartości te należy dostosować do lokalnych zasad.
Granice hałasu i erozji zależą od materiału rury, rocznego czasu pracy oraz powietrza lub cząstek w wodzie. Liczby podają ten rozdział i dane producenta.
Domyślne 300 Pa/m to przykład mieszczący się w 400 Pa/m. Niższa wartość zmniejsza wysokość podnoszenia pompy, wyższa zmniejsza średnicę rur.
Przykład obliczeń
Strumień 100 l/min, woda o 20 °C, stal SGP (ε 0,046 mm), jednostkowa strata ciśnienia 300 Pa/m, Darcy-Weisbach: Q = 1,667 × 10⁻³ m³/s, wymagana średnica wewnętrzna 44,87 mm → zalecane 50A (średnica wewnętrzna 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 mm H₂O/m). Następny większy, 65A: V = 0,460 m/s, R = 39,0 Pa/m.
Przy Hazenie-Williamsie i C = 120 wymagana średnica wewnętrzna to 47,30 mm, a 50A daje R = 173,9 Pa/m, o około 30 % więcej niż wg Darcy'ego dla tej samej rury. Wynik silnie zależy od przyjętego C.
Źródła
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), Pipe Sizing: Darcy-Weisbach i Colebrook, typowe C wg Hazena-Williamsa, praktyka projektowa dotycząca prędkości i strat jednostkowych
- Moody, L. F. (1944), Friction factors for pipe flow, Transactions of the ASME 66: chropowatość materiałów
- Colebrook, C. F. (1939), Turbulent flow in pipes, Journal of the Institution of Civil Engineers 11
- NFPA 13, Standard for the Installation of Sprinkler Systems: tabela C wg Hazena-Williamsa
- IAPWS R6-95 (równanie stanu wody, gęstość), IAPWS R12-08 (lepkość wody)
- JIS G 3452 rury ze stali węglowej do zwykłych instalacji, JIS G 3459 rury ze stali nierdzewnej, ASTM B88 bezszwowe rury miedziane do wody
Najczęściej zadawane pytania
Jaka granica prędkości obowiązuje dla rur wody lodowej?
ASHRAE Handbook Fundamentals (rozdział Pipe Sizing) podaje typową praktykę: 1,2 m/s lub mniej dla rur do 50A (DN 50) i 400 Pa/m lub mniej dla większych, a Carrier (1960) zaleca nieprzekraczanie 4,6 m/s. Ten kalkulator sprawdza zalecany wymiar względem tych wartości.
Jak dobrać wymiar rury ze strumienia?
Przyjmij jednostkową stratę ciśnienia (np. 300 Pa/m) albo prędkość, wyznacz wymaganą średnicę wewnętrzną, a następnie weź najmniejszą średnicę nominalną równą jej lub większą. Przykład: 100 l/min wody o 20 °C w stali SGP przy 300 Pa/m wymaga 44,87 mm, więc 50A (52,9 mm średnicy wewnętrznej, 0,758 m/s, 132,8 Pa/m).
Jak oznaczenia A odpowiadają rozmiarom rur miedzianych?
15A (DN 15) odpowiada rurze miedzianej 1/2 in, 20A (DN 20) rurze 3/4 in, a 25A (DN 25) rurze 1 in. Średnica zewnętrzna i grubość ścianki są różne, więc średnica wewnętrzna i dopuszczalny strumień zależą od rodzaju rury; sprawdź każdy w tabeli powyżej.
Ostatnia aktualizacja: 2026-10-12.