Изчисляване на загубите на водно налягане в тръбопроводИзпълнението е много просто, след което ще разгледаме подробно опциите за изчисление.

За хидравлично изчисляване на тръбопровод можете да използвате калкулатора за изчисляване на хидравличен тръбопровод.

Имате ли късмета да имате кладенец, пробит точно до дома ви? невероятно! Сега можете да осигурите себе си и своя дом или вила чиста вода, което няма да зависи от централния водопровод. А това означава без сезонни спирания на водата и без тичане с кофи и легени. Просто трябва да монтирате помпата и сте готови! В тази статия ще ви помогнем изчисляване на загубата на налягане на водата в тръбопровода, и с тези данни можете спокойно да закупите помпа и най-накрая да се насладите на водата от кладенеца.

От училищните уроци по физика става ясно, че водата, която тече през тръбите, във всеки случай изпитва съпротивление. Големината на това съпротивление зависи от скоростта на потока, диаметъра на тръбата и гладкостта на вътрешната й повърхност. Колкото по-ниско е съпротивлението по-малка скоростпоток и по-голям диаметър на тръбата и гладкост. Гладкост на тръбитезависи от материала, от който е направен. Полимерните тръби са по-гладки от стоманените, не ръждясват и, което е важно, са по-евтини от други материали, без да се прави компромис с качеството. Водата ще изпита съпротивление при движение дори през напълно хоризонтална тръба. Въпреки това, колкото по-дълга е самата тръба, толкова по-малко значителна ще бъде загубата на налягане. Е, нека започнем да изчисляваме.

Загуба на налягане върху прави участъци от тръба.

За да изчислите загубите на водно налягане на прави участъци от тръби, използвайте готовата таблица, представена по-долу. Стойностите в тази таблица са за тръби, направени от полипропилен, полиетилен и други думи, започващи с "поли" (полимери). Ако ще инсталирате стоманени тръби, тогава трябва да умножите стойностите, дадени в таблицата, с коефициент 1,5.

Данните са дадени за 100 метра тръбопровод, загубите са посочени в метри воден стълб.

Как да използвате таблицата: Например, при хоризонтално водоснабдяване с диаметър на тръбата 50 mm и дебит 7 m 3 / h, загубите ще бъдат 2,1 метра воден стълб за полимерна тръба и 3,15 (2,1 * 1,5) за стоманена тръба. Както можете да видите, всичко е съвсем просто и ясно.

Загуби на налягане поради местни съпротивления.

За съжаление, тръбите са абсолютно прави само в приказките. В реалния живот винаги има различни завои, амортисьори и клапани, които не могат да бъдат пренебрегнати при изчисляване на загубите на водно налягане в тръбопровода. Таблицата показва стойностите на загуба на налягане в най-често срещаните местни съпротивления: коляно от 90 градуса, заоблено коляно и клапан.

Загубите са посочени в сантиметри вода на единица местно съпротивление.

За определяне на v - дебитнеобходимо е да се раздели Q - воден поток (в m 3 / s) на S - площ на напречното сечение (в m 2).

Тези. с диаметър на тръбата 50 mm (π * R 2 = 3,14 * (50/2) 2 = 1962,5 mm 2 ; S = 1962,5/1 000 000 = 0,0019625 m 2) и воден поток от 7 m 3 /h (Q=7 /3600=0,00194 m 3 /s) дебит
v=Q/S=0,00194/0,0019625=0,989 m/s

Както се вижда от горните данни, загуба на налягане при локални съпротивлениясъвсем незначителен. Основните загуби все още възникват на хоризонтални участъци от тръби, така че за да ги намалите, трябва внимателно да обмислите избора на материал на тръбата и техния диаметър. Напомняме, че за да минимизирате загубите, трябва да избирате тръби от полимери с максимален диаметър и гладкост на вътрешната повърхност на самата тръба.

Набор от правила за проектиране и монтаж на полипропиленови тръбопроводи

"Произволен съполимер"

SP 40-101-96

2. Проектиране на тръбопровод

2.1. Проектирането на тръбопроводни системи включва избор на тип тръба, свързващи частии фитинги, извършване на хидравлични изчисления, избор на метод на полагане и условия, които осигуряват компенсиране на топлинните промени в дължината на тръбата без пренапрежение на материала и тръбопроводните връзки. Изборът на тип тръба се прави, като се вземат предвид условията на работа на тръбопровода: налягане и температура, необходим периодобслужване и агресивност на транспортираната течност.

2.2. Гамата от тръби, свързващи части и фитинги е дадена в приложението. 3.

2.3. Хидравличното изчисляване на тръбопроводи PPRC се състои в определяне на загубата на налягане за преодоляване на хидравличното съпротивление, което възниква в тръбата, в челните съединения и свързващите части, в местата на резки завои и промени в диаметъра на тръбопровода.

2.4. Загубите на хидравлично налягане в тръбите се определят с помощта на номограмите на фиг. 2.1. и 2.2.

Разход, л/сек.

Загуба на налягане при триене, mm/m

Ориз. 2.1. Номограма за инженерно хидравлично изчисление на захранване със студена вода от PPRC тръби (PN10)

Примерна дефиниция

Дадено: тръба PPRC 32PN10,

дебит на флуида 1 l/s

Според номограмата: средна скорост на потока на течността 1,84 m/s, загуба на налягане 140 mm/m

Разход, л/сек.

Загуба на налягане при триене, mm/m

Ориз. 2.2. Номограма за инженерно хидравлично изчисление на захранване със студена вода от PPRC тръби (PN20)

Примерна дефиниция

Дадено: тръба PPRC50 PN20,

дебит на флуида 1 l/s

Според номограмата: средна скорост на потока на течността 1,1 m/s, загуба на налягане 45 mm/m

2.5. Хидравличните загуби на налягане в челните съединения могат да се приемат равни на 10-15% от загубите на налягане в тръбите, определени от номограмата. За вътрешни водопроводни системи количеството загуба на налягане поради локално съпротивление в свързващите части и фитинги се препоръчва да се приема равно на 30% от количеството загуба на налягане в тръбите.

2.6. Тръбопроводите в сградите се полагат на закачалки, опори и скоби, открито или скрито (вътре в шахти, строителни конструкции, бразди, в канали). Скритото полагане на тръбопроводи е необходимо, за да се осигури защита на пластмасовите тръби от механични повреди.

2.7. Тръбопроводите извън сградите (вътрешни или външни) се полагат върху надлези и опори (в отопляеми или неотопляеми кутии и галерии или без тях), в канали (през или непрез) и в земята (безканална инсталация).

2.8. Забранено е полагането на технологични тръбопроводи от PPRC в помещения, класифицирани като опасност от пожарв категории A, B, C.

2.9. Не се допуска полагане на вътрешноцехови технологични тръбопроводи от пластмасови тръби през административни, битови и битови помещения, помещения за електроинсталации, табла на системи за управление и автоматизация, стълбища, коридори и др. На места с възможно механично увреждане на тръбопровода трябва да се използва само скрит монтаж в жлебове, канали и шахти.

2.10. Топлоизолацията на тръбопроводите за водоснабдяване се извършва в съответствие с изискванията на SNiP 2.04.14-88 (раздел 3).

2.11. Промяната в дължината на тръбопроводите PPRC с температурни промени се определя по формулата

L = 0,15 x L x t (2,1)

където L е температурата на промяна на дължината на тръбата, mm;

0,15 - коефициент на линейно разширение на материала на тръбата, mm/m;

L - дължина на тръбопровода, m;

t - изчислена температурна разлика (между инсталационни и работни температури), C.

2.12. Големината на температурните промени в дължината на тръбата може също да се определи с помощта на номограмата на фиг. 2.3.

Температура t, ° C

Промяна в дължината на тръбата L, mm

Пример: T 1 = 20 ° C, t 2 = 75 ° C, L = 6,5 m.

Съгласно формула 2.1

L = 0,15 x 6,5 x (75 - 20) = 55 mm

t = 75 - 20 = 55 ° C.

По номограма = 55 мм.

2.13. Тръбопроводът трябва да може свободно да се удължава или скъсява без пренапрежение на материала на тръбите, фитингите и връзките на тръбопровода. Това се постига благодарение на компенсиращата способност на елементите на тръбопровода (самокомпенсация) и се осигурява от правилното поставяне на опори (крепежни елементи), наличието на завои в тръбопровода в точки на завой, други огънати елементи и инсталиране на температурни компенсатори . Фиксираните тръбни закрепвания трябва да водят тръбните удължители към тези елементи.

2.14. Разстоянието между опорите за хоризонтален монтаж на тръбопровод се определя от табл. 2.1.

Таблица 2.1

Разстоянието между опорите зависи от температурата на водата в тръбопровода

2.15. При проектиране на вертикални тръбопроводи опорите се монтират най-малко на всеки 1000 mm за тръби с външен диаметър до 32 mm и най-малко на всеки 1500 mm за тръби с голям диаметър.

2.16. Компенсиращите устройства са направени под формата на L-образни елементи (фиг. 2.4), U-образни (фиг. 2.5) и контурни (кръгли) компенсатори (фиг. 2.6).

Ориз. 2.4. Г-образен тръбопроводен елемент

Ориз. 2.5. U-образен компенсатор

Ориз. 2.6. Контурен компенсатор

2.17. Изчисляването на компенсационния капацитет на L-образни елементи (фиг. 2.4) и U-образни компенсатори (фиг. 2.5) се извършва съгласно номограмата (фиг. 2.7) или съгласно емпиричната формула (2.2)

където L k е дължината на участъка на L-образния елемент, който възприема температурните промени в дължината на тръбопровода, mm;

д- външен диаметъртръби, mm;

Л- температурни променидължина на тръбата, мм.

Стойността на L k може да се определи и с помощта на номограмата (фиг. 2.7).

(2.2)

Ориз. 2.7. Номограма за определяне на дължината на тръбния участък, който възприема топлинно удължение

Пример: dn = 40 mm,

Съгласно формула 2.2

Според номограмата L = 1250 mm

2.18. Препоръчително е да се проектират вътрешни тръбопроводни системи в следната последователност:

На диаграмата на тръбопровода местата на фиксираните опори са предварително очертани, като се вземе предвид компенсирането на температурните промени в дължината на тръбите чрез тръбопроводни елементи (завои и др.);

Проверете чрез изчисление компенсационната способност на тръбопроводните елементи между неподвижни опори;

Разположението на плъзгащите се опори е очертано, като се посочват разстоянията между тях.

2.19. Фиксираните опори трябва да бъдат поставени така, че температурните промени в дължината на участъка на тръбопровода между тях да не надвишават компенсационния капацитет на завоите и компенсаторите, разположени в този участък, и да се разпределят пропорционално на компенсационния им капацитет.

2.20. В случаите, когато температурните промени в дължината на участък от тръбопровод надвишават компенсационния капацитет на неговите елементи, върху него трябва да се монтира допълнителен компенсатор.

2.21. Компенсаторите се монтират на тръбопровода, обикновено в средата, между неподвижни опори, които разделят тръбопровода на секции, чиято температурна деформация се извършва независимо една от друга. Компенсацията на линейните удължения на PPRC тръбите може да се осигури и чрез предварително отклонение на тръбите при полагането им под формата на „змия“ върху твърда опора, чиято ширина позволява възможността за промяна на формата на отклонението на тръбопровода, когато температурни промени.

2.22. При подреждането на неподвижни опори трябва да се има предвид, че движението на тръбата в равнина, перпендикулярна на стената, е ограничено от разстоянието от повърхността на тръбата до стената (фиг. 2.4). Разстоянието от неподвижните връзки до осите на тройниците трябва да бъде най-малко шест диаметъра на тръбопровода.

2.23. Спирателните и дренажни вентили трябва да имат фиксирано закрепване към строителни конструкции, така че силите, генерирани при използването на клапаните, да не се прехвърлят към PPRC тръбите.

2.24. При полагане на няколко тръбопровода от пластмасови тръби в едно помещение те трябва да бъдат положени заедно в компактни снопове върху общи опори или закачалки. Тръбопроводите в местата на пресичане на основите на сградите, подовете и преградите трябва да преминават през ръкави, обикновено изработени от стоманени тръби, чиито краища трябва да излизат на 20-50 mm от пресичаната повърхност. Разстоянието между тръбопроводите и кутиите трябва да бъде най-малко 10-20 mm и внимателно запечатано с огнеупорен материал, който позволява на тръбопроводите да се движат по надлъжната си ос.

2.25. При успоредно полагане, PPRC тръбите трябва да бъдат разположени под тръбите за отопление и топла вода със светло разстояние между тях най-малко 100 mm.

2.26. Проектирането на средства за защита на пластмасови тръбопроводи от статично електричество е предвидено в следните случаи:

Отрицателното влияние на статичното електричество върху технологичния процес и качеството на транспортираните вещества;

Опасни ефекти от статичното електричество върху обслужващия персонал.

2.27. За да се осигури експлоатационен живот на тръбопроводите за захранване с топла вода, изработени от PPRC тръби, за най-малко 25 години, е необходимо да се поддържат препоръчителните работни условия (налягане, температура на водата), посочени в приложението. 2.

2.28. Като се вземат предвид диелектричните свойства на PPRC тръбите, металните вани и мивки трябва да бъдат заземени в съответствие със съответните текущи изисквания. нормативни документи.

Хидравличното изчисление е важен компонент от процеса на оразмеряване тръбиза конструкция тръбопровод. В нормативната литература по проектиране този ясен от гледна точка на физиката въпрос е напълно объркан. Според нас това се дължи на опита да се опишат всички възможности за изчисляване на коефициента на триене, който зависи от режима на потока, вида на течността и нейната температура, както и от грапавост на тръбата, едно (за всички случаи) уравнение с вариация на неговите параметри и въвеждане на различни корекционни коефициенти. В същото време краткостта на представянето, присъща на нормативния документ, прави избора на стойностите на тези коефициенти до голяма степен произволен и най-често завършва с номограми, преминаващи от един документ в друг.
За целите на по-подробен анализ на методите за изчисление, предложени в документите, изглежда полезно да се върнем към първоначалните уравнения на класическата хидродинамика.

Загуба на налягане, свързана с преодоляване на силите на триене при вливане на течност тръба, се определя от уравнението:

Където: L и D дължина тръбопроводи неговия вътрешен диаметър, m; ? - плътност на течността, kg/m3; w - средна обемна скорост, m/sec, определена от дебит Q, m3/sec:

λ е коефициентът на хидравлично триене, безразмерна величина, характеризираща връзката между силите на триене и инерцията, и нейното определение е предмет на хидравлични изчисления тръбопровод. Коефициентът на триене зависи от режима на потока и се определя по различен начин за ламинарен и турбулентен поток.
За ламинарен (режим на чисто вискозен поток) коефициентът на триене се определя теоретично в съответствие с уравнението на Поазейл:
λ = 64/Re (2)
където: Re - критерий на Рейнолдс (число).
Експерименталните данни стриктно се подчиняват на този закон в рамките на стойностите на Рейнолдс под критичната стойност (Re Когато тази стойност е превишена, възниква турбулентност. На първия етап от развитието на турбулентността (3000 λ = 0,3164 Re -0,25 (3)
В леко разширен диапазон от числа на Рейнолдс (4000

λ = 1,01 log(Re) -2,5 (4)

За стойности на Re> 100 000 са предложени много формули за изчисление, но почти всички от тях дават един и същ резултат.

Фигура 1 показва как уравнения (2) - (4) "работят" в определения диапазон от числа на Рейнолдс, което е достатъчно, за да опише всички реални случаипотокът на течността е хидравлично гладък тръби.
Фиг. 1

Грапавост на стената тръбивлияе върху хидравличното съпротивление само при турбулентен поток, но дори и в този случай, поради наличието на ламинарен граничен слой, той има значителен ефект само при числа на Рейнолдс, надвишаващи определена стойност в зависимост от относителната грапавост ξ/D, където ξ е изчислена височина на грапавите туберкули, m.
Тръба, за които е изпълнено следното условие по време на потока на течността:

се счита за хидравлично гладка, а коефициентът на триене се определя от уравнения (2) - (4).
За числа Re, по-големи от тези, определени от неравенство (5), коефициентът на триене става постоянна стойност и се определя само от относителната грапавост съгласно уравнението:

което след трансформация дава:

Хидравличната концепция за грапавостта няма нищо общо с геометрията на вътрешната повърхност тръби, което може да бъде измерено инструментално. Изследователите кандидатстваха за вътрешна повърхностмодел тръбиясно възпроизводим и измерим размер на зърното и сравнява коефициента на триене за модел и реални технически тръбипри същите режими на потока. Това определи диапазона еквивалентна хидравлична грапавост, които трябва да се вземат при хидравличните изчисления на техническите тръби. Следователно уравнение (6) трябва да бъде написано по-точно:

където: ξ e - стандартна еквивалентна грапавост (Таблица 1).

маса 1

Данните в таблица 1 са получени за материали, традиционни по това време тръбопроводи.
В периода 1950-1975 г. западната хидродинамика определя ξ e по подобен начин полиетиленови и PVC тръбис различни диаметри, включително след продължителна употреба. Получени са стойности на еквивалентна грапавост в диапазона от 0,0015 до 0,0105 mm за тръбидиаметър от 50 до 300 мм. В САЩ за сглобени в лепилни съединения PVC тръбопроводтози индикатор се приема като 0,005 mm. В Швеция, въз основа на действителните загуби на налягане на пет километра тръбопроводчелно заварени полиетиленови тръби с диаметър 1200 mm, беше определено, че ξ e = 0,05 mm. На руски строителни нормив случаи, свързани с полимерни (пластмасови) тръби, тяхната грапавост или изобщо не се споменава, или се приема: за водоснабдяване и канализация - „не по-малко от 0,01 mm“, за захранване с газ ξ e = 0,007 mm. Пълномащабни измервания на загубите на налягане при работа газопроводот полиетиленови тръби с външен диаметър 225 mm и дължина над 48 km показа, че ξ e Това може би е всичко, което разпоредбите на класическата хидродинамика могат да помогнат при анализа нормативна документацияпосветен на хидравличните изчисления тръбопроводи. Нека ви го напомним

Re = w D/ν (7)

Където: ν - кинематичен вискозитет на течността, m2/s.

Първият въпрос, който трябва да бъде решен веднъж завинаги, е дали имайки, както е показано по-горе, ниво на грапавост от ≈ 0,005 mm за тръбималки диаметри, до ≈ 0,05 mm за тръби с голям диаметър, хидравлично гладка.
В таблица 2 за тръбиразлични диаметриС помощта на уравнения (5) и (7) се определят стойностите на водния поток при температура 20°C ( ν = 1,02*10-6 m2/sec), над което тръбане може да се счита за хидравлично гладка. За полимерни (пластмасови) тръбиграпавостта се увеличава постепенно с увеличаване на диаметъра, както е посочено по-горе; за нова и стара стомана тръби- взе минималните стойности от таблица 1. Имайте предвид, че критичните скорости в стара стомана тръбопроводи 10 пъти по-ниски, отколкото при новите, и тяхната грапавост не може да бъде пренебрегната при изчисляване на загубите на хидравлично налягане.

таблица 2

За тръбопроводивътре в сгради с ограничения на скоростта на водата тръбопроводиса:
За отоплителни системи- 1,5 м/сек;
За водоснабдяване- 3 м/сек.
За външни мрежи не открихме такива ограничения в регулаторната документация, но ако останем в границите, определени в таблица 2, можем да направим недвусмислено заключение - полимерни (пластмасови) тръбисъс сигурност са гладки.
Оставяйки граничната стойност на скоростта, w = 3 m/sec, определяме, че когато водата се влива тръбис диаметър 20-1000 mm, числото на Рейнолдс е в диапазона 50000-2500000, т.е. за изчисляване на коефициента на триене на водния поток е напълно правилно да се използват уравнения (3) и (4). Уравнение (4) обикновено обхваща целия диапазон от режими на потока.
В регулаторната документация, посветена на проектирането на водоснабдителни системи, уравнението за определяне на специфичната загуба на налягане (Pa / m или m / m) е разширено спрямо диаметъра тръбии скоростта на движение на водата във формата:

където: K е набор от всички възможни коефициенти, n и m са експоненти за диаметър D, m и скорост w, m/sec.
Уравнението на Blasius (3), най-удобното за такава трансформация, за вода при 20°C при 3000

но работи при Re 100000; трябва да се използва модификация на уравнение (4).
В ISO TR 10501 за пластмасови тръбина 4000

За диапазона на числата на Рейнолдс 150 000

SNiP 2.04.02-84, без да посочва диапазона на режима на потока, дава уравнение, което чрез заместване на съответните коефициенти за пластмасови тръбиприема формата:

които след проверка и изпълнение различни условия, за редица режими на водния поток в грапави тръби (b ≥ 2) се превръща в уравнението:

λ = 0,5 /(log(3,7D/ ξ)) 2

което точно съвпада с уравнение (61)

Ние не дешифрираме обозначенията в уравнение (12) тук, защото те зависят едно от друго на много етапи и са трудни за разбиране от оригиналния текст.

По този начин, с леки вариации на коефициентите и показателите, уравненията (9 - 12) се основават на класическите уравнения на хидродинамиката.
Вземане на скоростта на водата тръбопровод w=3 m/sec, изчислете загубата на налягане J, m/m (Таблица 3, Фиг. 2) в полимерни (пластмасови) тръбиразлични диаметри според четирите разгледани по-горе подхода. При изчисляване съгласно SP 40-102-2000 (уравнение 12), нивото на грапавост в зависимост от диаметъра тръбиприет като таблица 2.

Ориз. 2

Както се вижда от таблица 3 и фиг.2, изчисленията съгласно ISO TR 10501 практически съвпадат с изчисленията, използващи уравненията на класическата хидродинамика, изчисленията съгласно руските нормативни документи, също съвпадащи помежду си, дават резултати, които са незначително по-високи от тях . Не е ясно защо съставителите на SP 40-102-2000 по отношение на хидравличните изчисления полимерна водопроводна тръбасе отдалечи от препоръките на по-ранния документ SNiP 2.04.02-84 и не взе предвид препоръките международен документ ISO TR 10501.
Уравнения (9 - 11) покриват всички реалистично възможни режими на гладко протичане на водата тръбии са удобни с това, че могат лесно да бъдат решени по отношение на всяко количество, включено в тях (J, w и D). Ако направите това спрямо D:

където: K е коефициентът, а n и m са експоненти за диаметър D и скорост w, тогава можете предварително да изберете диаметъра тръбопроводспоред препоръчителната скорост за този тип мрежа w, m/sec, като се вземат предвид допустимите загуби на налягане за дадена дължина тръбопровод(∆ Нг = J*L, m).

Пример:
Определете вътрешния диаметър пластмасов тръбопроводдължина 1000 m, с wmax = 2 m/sec и ∆ Нг = 10 m (1 bar), т.е. J = 10/1000 = 0,01 m.
Избирайки например коефициентите на уравнение (11), получаваме:

В този случай дебитът ще бъде Q=460 m3/h. Ако полученият дебит е голям или малък, достатъчно е да регулирате стойността на скоростта. Като вземем например w=1,5 m/sec, получаваме D=0,188 m и Q=200 m3/час.
Консумация в тръбопроводопределени от нуждите на потребителя и установени на етапа на проектиране на мрежата. Оставяйки този въпрос на проектантите, нека сравним специфичните загуби на налягане в стоманата (нова и стара) и пластмасови тръбопроводипри еднакви скорости на потока за различни диаметри тръби.

Както се вижда от таблица 4, като се вземе предвид неизбежното стареене на стоманата тръбипо време на работа, за тръбималки и средни диаметри полиетиленова тръбаМожете да изберете една стъпка по-малък външен диаметър. И само за тръбис диаметър 800 mm и повече, поради относително по-малкото влияние на абсолютната еквивалентна грапавост върху загубите на налягане, диаметри тръбитрябва да изберете от един ред.

Литература.
1. Н. З. Френкел, Хидравлика, Госенеогиздат, 1947 г.
2. I.E. Idelchik, Наръчник по хидравлично съпротивлениепрофилни и прави части тръбопроводи, ЦАГИ, 1950 г.
3. Л.-Е. Янсон, Пластмасови тръби за водоснабдяване и канализация. Boras, Borealis, 4-то издание, 2003 г.
4. ISO TR 10501 Термопластични тръби за транспортиране на течности под налягане - Изчисляване на загубите на напор.
5. SP 40-101-2000 Проектиране и монтаж тръбопроводиот полипропилен"произволен съполимер".
6. SNiP 41-01-2003 (2.04.05-91) Отопление, вентилация и климатизация.
7. SNiP 2.04.01-85 Вътрешен водопроводни тръбии сградна канализация.
8. SNiP 2.04.02-84. Външни мрежи и конструкции.
9. SP 40-102-2000 Проектиране и монтаж тръбопроводиводоснабдителни и канализационни системи от полимерматериали.
10. SP 42-101-2003 Общи положенияпо проектиране и изграждане на газоразпределителни системи от метал и полиетиленови тръби.
11. E.Kh Kitaytseva, Хидравлично изчисляване на стомана и полиетиленови газопроводи, Полимергаз, бр.1, 2000г.

Топлинно удължение

При проектиране и изпълнение монтажни работиНеобходимо е да се вземе предвид топлинното удължение на тръбопроводите. Неармираните полипропиленови тръби имат значително термично разширение. U полипропиленови тръби, подсилени с алуминий или фибростъкло, коефициентът на линейно разширение е пет пъти по-малък в сравнение с неармирани тръби. Винаги трябва да помните това, когато започвате да инсталирате определена система.

Сравнителна таблица на линейното разширение на тръбите от различни материали

Въпросът с топлинното разширение е до голяма степен решен правилна употребаопори и избор на конфигурация на тръбопровода. Един от Общи правилаинсталацията е желанието да се създаде възможно най-гъвкава еластична системас минимум твърди къси възли, които имат малка способност да се деформират. Пренебрегването на инструкциите за компенсиране на линейните разширения на тръбопровода причинява големи надлъжни напрежения в стените на тръбата и по този начин значително намалява експлоатационния живот на системата. Неправилно избраните разстояния между крепежните елементи на тръбопровода също влияят отрицателно на експлоатационния живот. Произволното увеличаване на разстоянието между опорите може да доведе до увеличаване на отклонението на тръбата и притискането й върху опорите, което елиминира правотата и възможността за свободно удължаване или скъсяване на тръбопровода по време на работа, а също така създава допълнителни сили върху структурата на подпорите.

Термично удължаване/скъсяване на тръбопроводаΔl, mm, независимо от неговия диаметър, се определя по формулата

Δ l = α/Δ t,

където α е коефициентът на линейно удължение,

Δt е разликата между температурите по време на работа и по време на монтажа.

Ако температурата на тръбопровода по време на работа е по-висока от температурата на монтажа, тогава дължината на тръбопровода се увеличава и обратно.

За да се елиминират грешките в изчисленията, препоръчително е удължението да се обозначава със знак плюс (+Δl) и скъсяването със знак минус (-Δl).

Надлъжната сила, възникваща в твърдо фиксирана секция на тръбопровода, не зависи от нейната дължина, поради което е необходимо да се вземе предвид влиянието на топлинните напрежения във всяка фиксирана секция на тръбопровода.

Тръбопроводът трябва да бъде свободно удължен или съкратен, без да се натоварва прекомерно материала на тръбите, свързващите части, тръбопроводните шевове, както и подвижните (плъзгащи се) и фиксираните (мъртви) опори. Това се осигурява благодарение на компенсиращата способност на тръбопроводните елементи (самокомпенсация) и компенсаторите, както и правилно разположениеподвижни и неподвижни опори.

Фиксираните опори трябва да насочват линейното топлинно разширение на тръбопровода към компенсиращите елементи. Разстоянията между опорите се изчисляват въз основа на нормативни документи (SP 40-101-96, SP 40-102-2001 и техническия каталог на фирма Egoplast „Тръбопроводна система за водоснабдяване и отопление“, част 1) в зависимост от материал, външен диаметър, дебелина на стената на тръбата, температура и маса на транспортираните вещества. В този случай трябва да се гарантира, че праволинейността на тръбопровода се поддържа за целия проектен период на експлоатация. Ако изчислението е направено неправилно или изобщо не е направено, тогава отрицателният резултат няма да закъснее.

Грапавост и диаметър

При проектирането на тръбопроводни системи под налягане техните хидравлични изчисления. Те служат като основа за изчисляване и избор на диаметри на тръбите помпено оборудване, които осигуряват необходимия режим на работа на тези системи през целия експлоатационен живот. Качеството на извършените хидравлични изчисления определя ефективността както на самия тръбопровод, така и на целия комплекс от структури, свързани с него. Полимерните тръби имат много гладка вътрешна повърхност и ниски хидравлични загуби, което позволява използването на тръби с по-малък диаметър от стоманените тръби. Инсталацията става по-компактна и икономична. От таблицата по-долу може да се види, че еквивалентният коефициент на грапавост на полипропиленова тръба е с два порядъка по-нисък в сравнение с стоманена тръба. Ето защо, когато клиентът има въпрос: „Защо при смяна стоманена тръбаизбран ли е по-малък диаметър за полипропилен?”, можете да предоставите тази таблица, дори ако нямате под ръка хидравлично изчисление на системата.

Еквивалентен коефициент на грапавост на тръбопровода в зависимост от материала на тръбата

Изолация

За да предотвратите появата на излишно напрежение и повреда на полипропиленовите тръби, o строителство на сгради, те трябва да бъдат запечатани в изолация. За да се избегне появата на конденз върху тръбите в системите за захранване със студена вода, инсталирането на тръбопроводи трябва да се извършва и в изолация. Изолацията на тръбопроводите на системата за топла вода намалява топлинните загуби в околната среда.

Заваряване и закрепване

В тръбопроводи, изработени от полипропилен, заварената връзка практически не намалява надеждността на системата, броят на свързващите и монтажните елементи няма значение, ако се спазват всички правила за заваряване. При заваряване на полипропиленови тръби и фитинги е необходимо да се спазват препоръките и изискванията, посочени в „Ръководство за монтаж на полипропиленови тръбопроводни системи под налягане“.

Коефициентите на съпротивление на полипропиленовите фитинги са по-ниски от тези на чугуна. Спирателни крановеТой е много надежден, няма усилие от затягане на резбите. При поставяне на тръби по стени и тавани не се препоръчва използването на неподвижни опори. Фиксираните опори, като правило, фиксират тежки тръбни възли или тежки тръбопроводни елементи, които нямат собствени закрепвания (например филтри или кранове).

При извършване на монтажни работи не се допуска използването на тръбен (газов) ключ за затягане на комбинирани полипропиленови фитинги. Използване даден ключводи до разрушаване на фитингите. Спазването на всички тези регулаторни правила ще осигури надеждна и безпроблемна работа на тръбопроводната система през целия проектен период на нейната експлоатация.

С анализ на технологията на производство и анализ сегашно състояниеи пазарна прогноза можете да намерите в доклада маркетингово проучванеАкадемия за индустриални пазарни условия: "Пазар на полипропиленови тръби в Русия."

Ю. Д. Олейников, д-р, фирма Егопласт, началник отдел Отопление