Пропускная способность трубы зависит от площади внутреннего сечения и скорости потока. Калькулятор переводит диаметр и скорость в расход воды, помогает найти внутренний диаметр по наружному и оценить скорость по доступному напору.
Для полностью заполненной круглой трубы объёмный расход равен произведению площади сечения на скорость потока: Q = A × v. Площадь сечения круглой трубы равна π × d² / 4, поэтому расход растёт по квадрату диаметра.
Из этого следует практический вывод: труба 50 мм пропускает примерно в четыре раза больше воды, чем труба 25 мм при той же скорости, хотя диаметр вырос только вдвое.
Гидравлика работает с внутренним сечением, поэтому маркировку трубы нельзя подставлять напрямую. Если известны наружный диаметр и толщина стенки, внутренний размер находят как D минус две толщины стенки.
На практике скорость определяется доступным напором и потерями по длине. Приближённо её оценивают по упрощённой зависимости от напора, длины участка, трения и местных сопротивлений, после чего расход считают обычным способом.
Пример 1. Труба 25 мм при скорости 1 м/с: Q = 0,4909 л/с, то есть 1,767 м³/ч.
Пример 2. Наружный диаметр 25 мм и стенка 2,5 мм дают внутренний размер 20 мм. Разница с расчётом по наружному диаметру превышает 50 процентов.
Пример 3. При напоре 3 м, длине 20 м и диаметре 25 мм скорость около 1,450 м/с.
Расход воды при полном заполнении трубы
| d, мм | л/с при 1 м/с | м³/ч при 1 м/с | м³/ч при 2 м/с |
|---|---|---|---|
| 15 | 0,177 | 0,636 | 1,272 |
| 20 | 0,314 | 1,131 | 2,262 |
| 25 | 0,491 | 1,767 | 3,534 |
| 32 | 0,804 | 2,895 | 5,790 |
| 50 | 1,963 | 7,069 | 14,137 |
Площадь сечения пропорциональна квадрату диаметра. При увеличении диаметра на четверть площадь и расход при той же скорости растут примерно на 56 процентов.
Для внутренних водопроводов обычно принимают 0,5–2 м/с. Ниже 0,3 м/с возможен застой и отложения, выше 2,5 м/с появляется шум и риск гидроударов.
Нет, самотечная канализация работает неполным сечением. Там расход зависит от уклона и степени заполнения, и применяют формулы открытого русла.
Дополнительно проверяют потери напора с учётом длины, поворотов, фильтров и арматуры, а затем подбирают диаметр по результатам гидравлического расчёта.