Можно ли самостоятельно рассчитать расход воды по диаметру трубы?

Владельцы квартир не из праздного любопытства интересуются тем, можно ли самостоятельно произвести расчёт расхода воды, учитывая диаметр трубы.

Когда может потребоваться расчёт расхода воды, поступающей по трубам

Подобная необходимость может возникнуть, как минимум, в двух случаях:

  • если вы затеяли строительство большого дома, в котором будет несколько ванных комнат, или намерены открыть мини-отель, в котором требуется основательно продумать систему пожаротушения. В данной ситуации вам просто обязательно нужно знать, сколько воды будет поставлять труба определённого диаметра под заданным давлением. В пиковые моменты потребления воды напор будет снижаться из-за неверно подобранного диаметра, а пожарный шланг окажется бесполезным, если из него вода будет только сочиться. И та, и другая ситуация вызовет массу неудобств и проблем;
  • если в организации не установлен счётчик воды, то коммунальщики взимают плату, учитывая пропускную способность труб. Чтобы точно знать, за что вы платите, нужно выяснить расход воды. К счастью, эта ситуация не касается владельцев частных домов и квартир, которые оплачивают счета по санитарным нормам.

Что влияет на расход воды?

На этот вопрос существует два ответа. Первый основан на здравом смысле и логике. В водопроводной трубе есть отверстие определённого диаметра. Чем отверстие больше, тем больше воды проходит через него за установленный временной отрезок. Сюда ещё нужно добавить давление, так как от него тоже зависит, сколько воды пройдёт через трубы и в конечном итоге будет потрачено.

Так, десятисантиметровый столб воды будет способствовать прохождению меньшего количества воды через трубу с диаметром в один сантиметр. А вот водяной столб, высота которого равняется десятиэтажному дому, увеличит в несколько десятков раз пропускную способность той же трубы.

Получается, что на расход воды влияют сечение трубы и давление водопровода. Однако это не так. Ведь список факторов, которые влияют на расход воды, указанными параметрами только начинается. Среди других факторов наиболее важную роль играют ниже перечисленные:

  • длина трубы и протяжённость водопровода. Поток воды замедляется из-за трения о слишком длинный, протяжённый трубопровод. На торце трубы влияние оказывает только давление, но поскольку труба тормозит поступление воды, то и один слой медленнее заменяет собою другой;
  • диаметр трубы тоже оказывает более сложное влияние, чем кажется на первый взгляд. В трубах с небольшим диаметром сопротивление внутренних поверхностей поступающей воде оказывается существенно больше, чем у труб с большим диаметром. Объясняется это тем, что чем меньше диаметр, тем меньше выгоды от соотношения внутренних объёмов и площади поверхности в условиях фиксированной длины трубопровода. Одним словом, по тонкой трубе воде продвигаться труднее, чем по достаточно широкой;
  • материал, из которого изготовлена труба, тоже имеет большое значение. Стальные трубы обладают гораздо меньшей пропускной способностью, чем гладкие полипропиленовые. Сталь по своей природе шероховатая, поэтому сопротивление потоку гораздо выше;
  • срок эксплуатации трубы. Особенно это касается стальных и чугунных труб, которые после длительной эксплуатации обрастают известняковыми отложениями. К тому же стальные трубы склонны к образованию на них ржавчины. Естественно, что старая труба, в которой есть подобные отложения, оказывает большое сопротивление водному потоку. Например, если сравнить новую трубу из стали со старой, то разница сопротивления между ними составит двести раз. Наросты на трубах оказывают влияние и на фактический диаметр стальной трубы, так как просвет уменьшается, поэтому и воды через такие трубопроводы проходит гораздо меньше.

Сразу отметим, что со временем не изменяется внутренняя поверхность у пластиковых и металлопластиковых труб. Сопротивление в них может сохраняться на том же уровне, какой был сразу же после установки даже после двадцати лет непрерывной эксплуатации трубопровода из этих материалов.

К факторам, оказывающим влияние на расход воды, также необходимо отнести повороты трубопровода, изменения в нём диаметров труб, использование разной запорной арматуры и фитингов. Это всё тоже притормаживает поступление воды.

В конечном итоге данные факторы свидетельствуют лишь о том, что простыми расчётами в подобной ситуации сложно ограничиться. Если использовать только некоторые из этих параметров, то погрешность увеличится в разы, то есть точною цифру невозможно будет получить.

Как же упростить задачу?

Однако задачу можно существенно упростить, если в качестве основного условия для подсчётов выбрать следующее:

отверстие, пропускающее воду, должно быть очень небольшим, если его сравнивать с диаметром трубы, которая подводит воду.

Приняв это условие, мы можем использовать закон Торричелли и подсчитать расход воды по соответствующей формуле.