Что считает этот калькулятор
Инструмент определяет среднюю скорость воды внутри круглой трубы по объёмному расходу в галлонах в минуту (GPM) и внутреннему диаметру трубы в дюймах. Скорость выводится в футах в секунду (фут/с) — это единицы, принятые в американской практике подбора труб для водоснабжения, орошения и систем ОВК (HVAC). Учтите: GPM, дюймы и фут/с — это имперские единицы, используемые в США; в России и СНГ обычно работают с м³/ч, миллиметрами и м/с, поэтому при необходимости пересчитайте значения.
Как пользоваться
Введите расход в GPM и внутренний (а не номинальный) диаметр трубы в дюймах — и получите скорость потока. Указывайте именно фактический внутренний диаметр, поскольку толщина стенки уменьшает площадь сечения. На практике стремятся держать скорость ниже примерно 5–8 фут/с (около 1,5–2,4 м/с), чтобы снизить шум, эрозию стенок и гидравлические удары.
Разбор формулы
В основе лежит соотношение \(v = Q / A\). Площадь сечения круга равна \(A = \pi D^{2}/4\). После перевода GPM в кубические футы в секунду, а дюймов — в футы, все постоянные сворачиваются в один коэффициент:
$$v \, (\text{фут/с}) = 0{,}4085 \times \frac{\text{GPM}}{D^{2}}$$ где \(D\) — внутренний диаметр в дюймах. Так как площадь пропорциональна квадрату диаметра, удвоение диаметра при том же расходе снижает скорость в четыре раза.
Пример расчёта
Допустим, через трубу с внутренним диаметром 1 дюйм идёт расход 10 GPM. Тогда $$v = 0{,}4085 \times \frac{10}{1^{2}} = 4{,}085 \ \text{фут/с}.$$ Если же диаметр будет 2 дюйма, то $$v = 0{,}4085 \times \frac{10}{4} = 1{,}02 \ \text{фут/с}.$$
Частые вопросы
Какой диаметр брать — номинальный или фактический? Фактический внутренний диаметр. Номинальные размеры труб (например, «1 дюйм») часто не совпадают с реальным проходным сечением — оно зависит от материала и толщины стенки (schedule).
Какая скорость считается слишком высокой? Многие нормы рекомендуют держать скорость воды ниже 5–8 фут/с (≈1,5–2,4 м/с) для холодной воды и ещё ниже для горячей, чтобы уменьшить эрозию и шум.
Учитываются ли потери на трение? Нет. Калькулятор даёт только скорость. Потери напора на трение рассчитываются по формулам Хазена–Вильямса или Дарси–Вейсбаха.
