Расчет диаметра трубопровода
Введите расход воды и удельные потери на трение или скорость, и сразу получите требуемый внутренний диаметр, рекомендуемый номинальный размер, его фактическую скорость и потери на трение. Можно также выбрать размер и проверить его. Уравнения с подставленными числами приведены в разделе «Шаги расчета»; таблицы размеров, константы и источники - ниже в разделе «Основание».
Проверить конденсацию на изолированной трубе Проверьте, выпадает ли конденсат на поверхности изолированной трубы с холодной водой, и рассчитайте минимальную толщину изоляции от конденсата по материалу и покровному слою.
Таблица размеров труб (расход по номинальному размеру)
Те же уравнения, что в калькуляторе выше (Дарси-Вейсбах, вода 20 °C, шероховатость каждой трубы по умолчанию): для каждого размера - расход, дающий 300 Па/м (значение по умолчанию в калькуляторе), и скорость, а также расход при предельной практике ASHRAE (1,2 м/с до 50 мм, 400 Па/м выше). Шероховатость ε: сталь SGP 0,046 мм, медь 0,0015 мм. В некоторых строках, например для меди 50A, расход при 300 Па/м больше расхода при пределе ASHRAE, поэтому берите меньший из двух.
| Размер | Внутр. диаметр mm | Расход при 300 Па/м L/min | Тот же расход m³/h | Скорость m/s | Расход при пределе ASHRAE L/min | Предел |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Углеродистая сталь 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 |
| Медь, тип 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 |
Выберите наименьший размер, у которого указанный расход не меньше вашего расчетного. Для других температур воды, труб или расходов пользуйтесь калькулятором выше.
Основание
Потери на трение вычисляются по уравнению Дарси-Вейсбаха с коэффициентом трения по Кольбруку или по формуле Хазена-Вильямса. Подбор по удельным потерям на трение или по скорости дает требуемый внутренний диаметр; выбирается наименьший размер из таблицы с внутренним диаметром не меньше этого и пересчитывается с его фактическим внутренним диаметром.
| Показатель | Уравнение | Примечания · основание |
|---|---|---|
| Потери на трение (Дарси-Вейсбах) | R = Δp/L = (f / D) · ρV²/2 | R в Па/м, D - внутренний диаметр в м, ρ в кг/м³, V в м/с. Общее уравнение для любой жидкости и температуры |
| Коэффициент трения (Кольбрук) | 1/√f = −2 log₁₀( ε/(3,7 D) + 2,51/(Re √f) ) | Re ≥ 2300. Тот же решатель, что в калькуляторе воздуховодов (итерации от оценки Хааланда). Переходная область от 2300 до 4000 тоже считается так, что дает завышенную оценку |
| Коэффициент трения (ламинарный) | f = 64 / Re | Re < 2300 (Хаген-Пуазейль); в результате помечается как ламинарный |
| Хазен-Вильямс (SI) | h/L = 10,67 Q^1,852 / (C^1,852 D^4,8704), R = ρ g h/L | Q в м³/с, D в м, h - потеря напора в м. Эмпирическая зависимость для турбулентного течения воды при температурах около комнатной: не учитывает вязкость (температуру) и ламинарное течение. Часто применяется для хозяйственно-питьевой воды и противопожарных систем |
| Число Рейнольдса, скорость | Re = V·D / ν, V = Q / (πD²/4) | ν = μ/ρ. Подбор по скорости использует D = √(4Q / (πV)) |
| Выбор размера | внутренний диаметр = наружный диаметр − 2 × стенка ≥ D | Рекомендуется наименьший подходящий размер, пересчитанный с его фактическим внутренним диаметром. Показан также следующий размер вверх |
| Единицы давления | 1 кПа/100 м = 10 Па/м, 1 мм вод. ст. = 9,80665 Па | То же соглашение, что в конвертере единиц. 300 Па/м = 30 кПа/100 м = 30,6 мм вод. ст./м |
Таблицы размеров труб
Размеры в мм; внутренний диаметр = наружный диаметр − 2 × стенка. Перечислены только размеры, значения которых удалось сверить с источником. Перед заказом проверьте стандарт или таблицу производителя.
Углеродистая сталь SGP (JIS G 3452)
Наружный диаметр и стенка труб из углеродистой стали SGP по JIS G 3452. Таблица сверена со значениями JIS.
| Размер | Наружный диаметр mm | Стенка mm | Внутренний диаметр 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 |
Медь, тип L (ASTM B88)
Медная труба ASTM B88 тип L. Размеры в дюймах (наружный диаметр 0,625 дюйма и т. д.) × 25,4, с обозначениями размеров A, принятыми в таблицах сайта (1/2 = 15A). Сами национальные таблицы не сверялись.
| Размер | Наружный диаметр mm | Стенка mm | Внутренний диаметр 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 |
Медь, тип M (ASTM B88)
Медная труба ASTM B88 тип M (тот же наружный диаметр, что у типа L, стенка тоньше).
| Размер | Наружный диаметр mm | Стенка mm | Внутренний диаметр 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 |
Нержавеющая сталь Sch 10S (JIS G 3459)
Труба из нержавеющей стали по JIS G 3459, Sch 10S. Размер 90A опущен, так как его не удалось сверить.
| Размер | Наружный диаметр mm | Стенка mm | Внутренний диаметр 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 |
Шероховатость ε (Дарси-Вейсбах)
Значения для материалов с диаграммы коэффициента трения Муди 1944 г., переведенные в мм. Шероховатость растет со временем и зависит от качества воды, поэтому другие значения вводите через «Свое».
| Материал | ε (мм) | Значение по Муди |
|---|---|---|
| Коммерческая сталь | 0.046 | 0.00015 ft |
| Оцинкованная сталь | 0.15 | 0.0005 ft |
| Тянутая труба (медь, латунь) | 0.0015 | 0.000005 ft |
Коэффициент C (Хазен-Вильямс)
В главе Pipe Sizing ASHRAE Handbook Fundamentals даны 150 для пластика и меди, 140 для новой стали и 100 и ниже для сильно корродированной или очень шероховатой трубы. NFPA 13 (спринклеры) принимает 120 для стали мокрых систем и 150 для меди, нержавеющей стали и CPVC. Чем меньше C, тем больше потери.
| Труба | C | Источник |
|---|---|---|
| Сталь 120 (NFPA 13) | 120 | NFPA 13 (сталь, мокрая система) |
| Новая сталь 140 (ASHRAE) | 140 | ASHRAE (новая сталь) |
| Корродированная сталь 100 (ASHRAE) | 100 | ASHRAE (корродированная или шероховатая), NFPA 13 (сталь, сухая система) |
| Медь, нержавеющая сталь, пластик 150 | 150 | ASHRAE (пластик, медь), NFPA 13 (медь, нержавеющая сталь, CPVC) |
Свойства воды (101,325 кПа)
Плотность по IAPWS-95, вязкость по формулировке IAPWS 2008. Калькулятор интерполирует таблицу с шагом 5 °C (от 5 до 95 °C) по четырем ближайшим строкам; погрешность между строками в пределах 0,02 %.
| Температура °C | Плотность ρ kg/m³ | Вязкость μ mPa·s | Кинематическая вязкость 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 |
Выбор скорости и удельных потерь на трение
В главе Pipe Sizing ASHRAE Handbook Fundamentals типичной практикой ОВК названы скорость не более 1,2 м/с для труб 50 мм и меньше и не более 400 Па/м для более крупных. В некоторых источниках (Carrier, 1960) добавлено: никогда не выше 4,6 м/с. Калькулятор сверяет рекомендуемый размер и следующий размер вверх с этими значениями.
Пределы по шуму и эрозии зависят от материала трубы, числа часов работы в год, воздуха и частиц в воде. Числа смотрите в этой главе и в данных производителя.
Значение по умолчанию 300 Па/м - пример в пределах 400 Па/м. Ниже - меньше напор насоса, выше - меньше диаметр трубы.
Пример расчета
Расход 100 л/мин, вода 20 °C, сталь SGP (ε 0,046 мм), удельные потери 300 Па/м, Дарси-Вейсбах: Q = 1,667 × 10⁻³ м³/с, требуемый внутренний диаметр 44,87 мм → рекомендуется 50A (внутренний диаметр 52,9 мм): V = 0,758 м/с, Re = 39 979, f = 0,0245, R = 132,8 Па/м (13,3 кПа/100 м, 13,5 мм вод. ст./м). Следующий размер вверх, 65A: V = 0,460 м/с, R = 39,0 Па/м.
По Хазену-Вильямсу при C = 120 требуемый внутренний диаметр 47,30 мм, а 50A дает R = 173,9 Па/м, примерно на 30 % больше, чем по Дарси для той же трубы. Результат сильно зависит от выбранного C.
Источники
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), Pipe Sizing: Дарси-Вейсбах и Кольбрук, типичные значения C Хазена-Вильямса, практика выбора скорости и потерь на трение
- Moody, L. F. (1944), Friction factors for pipe flow, Transactions of the ASME 66: шероховатость материалов
- 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: таблица C Хазена-Вильямса
- IAPWS R6-95 (уравнение состояния воды, плотность), IAPWS R12-08 (вязкость воды)
- JIS G 3452 углеродистые стальные трубы общего назначения, JIS G 3459 трубы из нержавеющей стали, ASTM B88 бесшовные медные водопроводные трубы
Частые вопросы
Какой предел скорости действует для труб холодной воды?
ASHRAE Handbook Fundamentals (глава Pipe Sizing) приводит типичную практику: не более 1,2 м/с для труб до 50 мм и не более 400 Па/м для более крупных, а Carrier (1960) рекомендует никогда не превышать 4,6 м/с. Калькулятор сверяет рекомендуемый размер с этими значениями.
Как найти диаметр трубы по расходу?
Выберите удельные потери на трение (например, 300 Па/м) или скорость, найдите требуемый внутренний диаметр, затем возьмите наименьший номинальный размер не меньше него. Пример: 100 л/мин воды при 20 °C в стальной трубе SGP при 300 Па/м требуют 44,87 мм, то есть 50A (внутренний диаметр 52,9 мм, 0,758 м/с, 132,8 Па/м).
Как обозначения размеров A соотносятся с размерами медных труб?
15A (DN 15) соответствует медной трубе 1/2 дюйма, 20A - 3/4 дюйма, 25A - 1 дюйму. Наружный диаметр и толщина стенки различаются, поэтому внутренний диаметр и допустимый расход зависят от типа трубы; сверяйтесь с таблицей выше.
Обновлено: 2026-10-12.