- Втрати на 1 м ділянки, виходячи з матеріалу, складають 80 - 250 Па / м або 8 - 25 мм водяного стовпа.
- Гранична швидкість води для внутрішніх діаметрів варіює: 1,5 см - 0,3 м / с, 2 см - 0,65 м / с, 2,5 см - 0,8 м / с, 3,2 см - 1 м / с, для інших параметрів вона обмежується межею в 1,5 м / с.
- У протипожежних трубопроводах максимальна швидкість руху води дорівнює 5 м / с.
Умовна прохідність DN
Параметр умовної прохідності DN (номінального діаметра) виступає безрозмірною величиною, його чисельне значення приблизно відповідає внутрішньому поперечним перерізом труб (наприклад, DN 125). Числові значення умовного переходу підбирають для збільшення пропускної здатності трубопровідної мережі в межах 60 - 100% при переході від однієї умовної прохідності до наступної.
Згідно ГОСТ 28338-89, параметри умовної прохідності (Ду в минулому) підбирають з розмірного ряду:
Значення підібрані з урахуванням виключення проблем, щодо припасування деталей один до одного. Номінальний діаметр на основі параметрів внутрішнього перетину підбирають на основі діаметра труби в світлу.
Параметр номінального тиску PN
Значення номінального тиску PN (величини, що відповідає граничному рівню тиску перекачуваних середовищ при 20 ° C), розраховують для визначення тривалої експлуатації трубопровідної мережі, має задані параметри. Параметр номінального тиску - безрозмірна величина, градуйована на основі практики експлуатації.
Параметр номінального тиску для конкретних трубопровідних систем підбирають, виходячи з реального напруги шляхом визначення максимального значення. Отриманими даними відповідають фітинги та арматура. Для забезпечення нормальної експлуатації систем, товщину стінок труб розраховують по номінальному тиску.
Допустимі параметри надлишкового робочого тиску pe, zul
Номінальні параметри тиску використовують для робочих середовищ температурою 20 ° C. При підвищенні рівня нагріву, здатність протистояння навантажень знижується, що впливає на зменшення допустимого надлишкового тиску. Показник pe, zul визначає максимальний рівень надмірної напруги, що допускається при підвищенні значення температурного режиму.
вибір матеріалу
Підбір матеріалу проводиться на основі характеристик середовищ, що транспортуються по трубопровідній лінії і робочого тиску, передбаченого для даної системи. Слід пам'ятати про корродіруют дії перекачуються середовищ, щодо матеріалу стінок трубопровідної мережі. Зазвичай труби і хімічні системи виготовляють зі сталі. При відсутності високого механічного та корродирующего впливу при розробці труб використовують сірий чавун або нелегованої конструкційну сталь.
При високому робочому тиску і відсутності навантажень з корозійних освітою використовують труби з висококласної стали або технологію її лиття. При високому корродіруют дії або пред'явлення до чистоти продуктів високих вимог, труби розробляють з нержавійки.
Для підвищення стійкості до дії морської води застосовують мідно-нікелевий склад. Допускається використання алюмінієвих сплавів, танталу або цирконію. Добре поширені пластикові склади, стійкі до корозійних утворень. Вони володіють малою вагою і прості в обробці, що виступає ідеальним рішенням для облаштування каналізаційних систем.
Типи фасонних елементів
При розробці труб з пластичних матеріалів, придатних для зварювальних робіт, їх збірка проводиться на місці монтажу. До них відносять сталеві, алюмінієві, пластикові і мідні конструкції. Підключення прямих ділянок проводиться за допомогою фасонних елементів (колін, відводів, затворів).
типи з'єднань
Для монтажу окремих елементів трубопровідних елементів і фітингів, арматури і апаратів, служать спеціальні сполучні деталі, що підбираються, виходячи з ряду параметрів:
- матеріалу для розробки трубопроводу і фасонних деталей (головним критерієм їх вибору виступає можливість зварювання);
- умов експлуатації: при низькому або високому тиску, температурному режимі;
- рекомендацій виробника;
- включення роз'ємних або нероз'ємних з'єднувальних деталей.
лінійне розширення
Зміна геометричної форми виробів проводиться під силовим або температурним дією. Фізичні навантаження, що призводять до лінійного розширення або стиснення, негативно відбиваються на експлуатаційних характеристиках. При неможливості компенсації розширення, труби деформуються, що призводить до пошкодження фланцевих ущільнювачів і ділянок стикування труб між собою.
Компонуючи трубопровідні магістралі, слід орієнтуватися на можливу зміну довжини при збільшенні температурного режиму або теплового лінійного розширення (ΔL). Цей параметр визначається довжиною труб, що позначається Lo і різницею температурних режимів Δθ = θ2-θ1.
У наведеній формулі коефіцієнт теплового лінійного розширення для трубопроводу протяжністю 1 м при збільшенні температурного режиму становить 1 ° C.
Компенсатори розширення трубопровідних мереж
Спеціальні відводи, вваривать в трубопровідну мережу, компенсують природний показник лінійного розширення виробів. Цьому сприяє вибір компенсуючих U-образних, Z-образних і кутових відводів, Лірні компенсаторів.
Вони призначені для прийняття лінійного розширення труб за рахунок деформування, але для даної технології передбачено низку обмежень. В трубопровідних магістралях з підвищеним рівнем тиску для компенсації розширення служать коліна під різним кутом. Напруга, передбачене в відводах, сприяє посиленню корозійного дії.
хвилясті компенсатори
Вироби представлені тонкостінними Гофротруба з металу, званими сильфоном і розтягується в напрямку трубопровідної лінії. Їх монтують в трубопровідної мережі, попередній натяг служить для компенсації розширення.
Вибір осьових компенсаторів дозволяє забезпечити розширення за поперечним перерізом. Внутрішні направляючі кільця попереджають бічний зсув і внутрішнє забруднення. Для захисту труб від зовнішнього впливу служить спеціальна облицювання. Компенсатори, що не включають в конструкцію внутрішнього направляючого кільця, сприяють поглинанню бічних зрушень і вібрації, що виходить від насосних систем.
ізоляційний захист
Для трубопроводів, розрахованих на переміщення високотемпературних середовищ, передбачений вибір ізоляції:
- до 100 ° C застосовується жорсткий пінопласт (полістирол або поліуретан);
- до 600 ° C передбачено використання фасонних оболонок або мінеральних волокон (кам'яної вовни або скляної повсті);
- до 1200 ° C - волокна на основі кераміки або глинозему.
Труби з умовною прохідністю нижче DN 80 і товщиною ізоляційної захисту до 5 с, обробляють ізоляційними фасонними елементами. Цьому сприяють 2 оболонки, розміщені навколо труб і з'єднані за допомогою металевої стрічки, закриті кожухом з бляшаного матеріалу.
Труби з умовною прохідністю від DN 80 оснащують теплоізоляційним матеріалом з нижнім каркасом. Він включає затискні кільця, розпірки і металеве облицювання, розроблену з оцинкованого м'якого сталевого матеріалу або нержавійки листової. Між трубами і кожухом з металу розміщують ізоляційний матеріал.
Теплоізоляційний шар складає діапазон розмірів 5 - 25 см. Його наносять по всій протяжності труб, на відводах і колінах. Важливо виключити наявність незахищених ділянок, що впливають на утворення тепловтрат. Фасонна ізоляція служить для захисту фланцевих з'єднань і арматури. Це сприяє безперешкодному доступу до стикувальним ділянках без зняття ізоляції по всій магістралі при порушенні граматичних властивостей.
Зниження тиску і розрахунок гідросопротівленіе
Для визначення напору всередині труб і правильної добірки обладнання, що сприяє перекачування рідких або газоподібних середовищ, потрібно обчислити зниження тиску. Через брак доступу до інтернет-мережі, розрахунки здійснюються за формулою:
Δp - перепади напруги на ділянці трубопроводу, Па
l - довжина ділянки трубопровідної лінії, м
λ - коефіцієнт опору
d1 - поперечний переріз труб, м
ρ - рівень щільності транспортуються середовищ, кг / м 3
v - швидкість переміщення, м / с
Гідравлічний опір утворюється під впливом 2-х основних чинників:
- опір тертя;
- місцевий опір.
Перший варіант передбачений при утворенні нерівностей і шорсткостей, що перешкоджають руху перекачуються середовищ. Для подолання гальмуючого ефекту потрібні додаткові витрати енергії. При ламінарному протоці і відповідного йому низького показника Рейнольдса (Re), що характеризується рівномірністю і винятком можливості змішання сусідніх шарів рідких або газоподібних середовищ, вплив шорсткостей мінімально. Це пояснюється збільшенням параметра крайнього в'язкого підшару перекачуються середовищ, щодо утворених нерівностей і виступів на поверхні труб. Ці умови дозволяють вважати труби гідравлічно гладкими.
При підвищенні значення Рейнольдса в'язкий подслой має меншу товщину, що забезпечує перекриття нерівностей і впливу шорсткостей, рівень гідравлічного опору не залежить від показника Рейнольдса, і середньої висоти виступів на покритті труб. Подальше підвищення значення Рейнольдса дозволяє перевести перекачуються середовища в режим турбулентного протікання, де утворюється руйнування в'язкого підшару, а утворене тертя визначається величиною шорсткості.
Втрати при терті розраховуються шляхом підстановки даних:
- HТ - втрати напору при опорі тертя, м
- [W2 / (2g)] - швидкісний напір, м
- λ - коефіцієнт опору
- l - довжина трубопровідного ділянки, м
- d е - еквівалентний значення поперечного перерізу трубопровідної лінії, м
- w - швидкість руху середовищ, м / с
- g - прискорення вільного падіння, м / с 2
Еквівалентну значення діаметра
Застосовують при проведенні розрахунків нециліндричну трубопровідних систем (овального або прямокутного перетину). Еквівалентну значення діаметра відповідає параметрам трубопровідної мережі з круглим перетином, за умови однакової довжини. Для проведення розрахунків використовують формулу:
Для труб з циліндричною формою еквівалентну і поперечний переріз збігається. Для відкритих каналів еквівалентний діаметр розраховують шляхом підстановки даних:
Змоченим периметром виступає довжина лінії сполучення транспортуються середовищ зі стінками трубопроводу, що впливають на обмеження потоку. Нижче представлені форми периметра для різних труб.
Місцеве опір утворюють трубопровідні елементи, де транспортуються середовища схильні до різкого утворення деформацій зі зміною напрямку, швидкості або завихрень. Цей процес може бути викликаний під дією засувок, вентилів, поворотів і розвилок труб.
Втрати напору при місцевому терті розраховують через формулу:
Рівень втрати напору при місцевому терті визначається швидкістю і коефіцієнтом місцевого опору (вказано в табличних даних).
При підсумовуванні наведених вище формул вийде загальне рівняння, що дозволяє визначити напір насоса:
Діаметр трубопровідних мереж
При обчисленні поперечного перерізу труб, слід врахувати, що висока швидкість перекачуються середовищ знижує матеріаломісткість виробів і здешевлює установку систем. Але підвищення швидкості призводить до втрат напору, що вимагає додаткової витрати енергії для перекачування середовищ. Надмірне зменшення може призвести до негативних наслідків. Для обчислення оптимальних параметрів поперечного перерізу труб служить формула (для виробів з круглим поперечним перерізом):
Для обчислення оптимальних параметрів поперечного перерізу потрібно дізнатися швидкість перекачуються середовищ, виходячи зі зведених таблиць:
Остаточне рівняння для визначення оптимального поперечного перерізу має наступний вигляд:
Гідравлічний розрахунок простих безнапірних мереж
Такий розрахунок з їх частковим (0,5-0,8) наповненням полягає в обчисленні діаметра, кута нахилу і швидкості транспортування середовищ, що впливає на витрату рідини, для його визначення використовується формула:
де q - розрахункова витрата;
; - площа живого перетину;
С - коефіцієнт Шезі;
У рівнянні Шезі гідроуклонL відповідає нахилу лотка i. що визначається рівномірним рухом води.
Для обчислення коефіцієнта Шезі використовується рівняння Н. Н. Павловського (при 0,1