Įvairių skysčių transportavimo vamzdynai yra neatskiriama mazgų ir įrenginių, kuriuose vykdomi su įvairiomis taikymo sritimis susiję darbo procesai, dalis. Renkantis vamzdžius ir vamzdynų konfigūraciją didelę reikšmę turi tiek pačių vamzdžių, tiek vamzdžių jungiamosios detalės. Galutinė kaina siurbimo terpę per dujotiekį daugiausia lemia vamzdžių dydis (skersmuo ir ilgis). Šios vertės apskaičiuojamos naudojant specialiai sukurtas formules, būdingas tam tikroms veiklos rūšims.

Vamzdis yra tuščiaviduris cilindras, pagamintas iš metalo, medžio ar kitos medžiagos, naudojamas skystoms, dujinėms ir granuliuotoms terpėms transportuoti. Vanduo gali būti naudojamas kaip judanti terpė gamtinių dujų, garai, naftos produktai ir kt. Vamzdžiai naudojami visur, pradedant nuo įvairios pramonės šakos pramonėje ir baigiant naudojimu buityje.

Vamzdžių gamybai galima naudoti daugiausia skirtingos medžiagos pvz., plienas, ketus, varis, cementas, plastikai, tokie kaip ABS, polivinilchloridas, chloruotas polivinilchloridas, polibutenas, polietilenas ir kt.

Pagrindiniai vamzdžio matmenų rodikliai yra jo skersmuo (išorinis, vidinis ir kt.) ir sienelės storis, kurie matuojami milimetrais arba coliais. Taip pat naudojama tokia vertė kaip vardinis skersmuo arba vardinė skylė - vardinė vamzdžio vidinio skersmens vertė, taip pat matuojama milimetrais (rodoma Du) arba coliais (rodoma DN). Vardiniai skersmenys yra standartizuoti ir yra pagrindinis vamzdžių ir jungiamųjų detalių pasirinkimo kriterijus.

Vardinių kiaurymės verčių atitikimas mm ir coliais:

Apvalaus skerspjūvio vamzdis yra geresnis už kitas geometrines pjūvius dėl kelių priežasčių:

Apskritimas turi minimalų perimetro ir ploto santykį, o pritaikius prie vamzdžio, tai reiškia, kad su lygiu pralaidumo vamzdžių medžiagų sunaudojimas apvali forma bus minimalus, palyginti su kitos formos vamzdžiais. Tai taip pat reiškia minimalias galimas išlaidas izoliacijai ir apsauginė danga;
Apvalus skersinis pjūvis naudingiausia judant skystą ar dujinę terpę hidrodinaminiu požiūriu. Be to, dėl minimalaus įmanomo vidinė sritis vamzdžio ilgio vienetas pasiekiamas sumažinus trintį tarp transportuojamos terpės ir vamzdžio.
Apvali forma yra atspariausia vidiniam ir išoriniam slėgiui;
Apvalių vamzdžių gamybos procesas yra gana paprastas ir lengvai įgyvendinamas.

Vamzdžių skersmuo ir konfigūracija gali labai skirtis priklausomai nuo paskirties ir taikymo. Taigi magistraliniai vamzdynai Vandens ar naftos produktų judėjimui jie gali siekti beveik pusę metro skersmens su gana paprasta konfigūracija, o šildymo gyvatukai, kurie taip pat yra vamzdis, turi mažą skersmenį sudėtinga forma su daugybe posūkių.

Neįmanoma įsivaizduoti jokios pramonės be vamzdynų tinklo. Bet kurio tokio tinklo apskaičiavimas apima vamzdžių medžiagos parinkimą, specifikacijos, kurioje pateikiami duomenys apie storį, vamzdžio dydį, trasą ir kt., sudarymą. Žaliavos, tarpiniai produktai ir (arba) gatavi produktai pereina per gamybos etapus, judėdami tarp skirtingų aparatų ir įrenginių, kurie yra sujungti vamzdynais ir jungiamosiomis detalėmis. Tinkamas vamzdynų sistemos apskaičiavimas, parinkimas ir montavimas yra būtinas patikimam viso proceso įgyvendinimui, užtikrinant saugų terpės perkėlimą, taip pat siekiant sandarinti sistemą ir užkirsti kelią pumpuojamos medžiagos nutekėjimui į atmosferą.

Nėra vienos formulės ir taisyklės, pagal kurią būtų galima pasirinkti konvejerį bet kokiam galimam pritaikymui ir darbo aplinka. Kiekvienoje atskiroje vamzdynų taikymo srityje yra keletas veiksnių, į kuriuos reikia atsižvelgti ir kurie gali turėti reikšmingą įtaką pagal dujotiekio reikalavimus. Taigi, pavyzdžiui, dirbant su dumblu, dujotiekis didelis dydis ne tik padidina įrengimo išlaidas, bet ir sukelia eksploatacinių sunkumų.

Paprastai vamzdžiai parenkami optimizavus medžiagų ir eksploatavimo išlaidas. Kuo didesnis vamzdyno skersmuo, t.y. kuo didesnė pradinė investicija, tuo mažesnis bus slėgio kritimas ir atitinkamai mažesnės eksploatacijos išlaidos. Ir atvirkščiai, dėl mažo dujotiekio dydžio sumažės pirminės pačių vamzdžių ir vamzdžių jungiamųjų detalių sąnaudos, tačiau padidėjus greičiui padidės nuostoliai, todėl reikės išleisti papildomos energijos terpei siurbti. Nustatyti greičio apribojimai įvairiose srityse paraiškos yra pagrįstos optimaliomis projektavimo sąlygomis. Vamzdynų dydis apskaičiuojamas pagal šiuos standartus, atsižvelgiant į taikymo sritis.

Dujotiekio projektavimas

Projektuojant vamzdynus remiamasi šiais pagrindiniais projektavimo parametrais:

reikalingas našumas;
dujotiekio įėjimo ir išėjimo taškas;
terpės sudėtis, įskaitant klampumą ir specifinė gravitacija;
dujotiekio trasos topografinės sąlygos;
didžiausias leistinas darbinis slėgis;
hidraulinis skaičiavimas;
vamzdyno skersmuo, sienelės storis, sienelės medžiagos tempimo takumo riba;
suma siurblinės, atstumas tarp jų ir energijos suvartojimas.

Dujotiekio patikimumas

Vamzdynų projektavimo patikimumą užtikrina tinkamų projektavimo standartų laikymasis. Be to, personalo mokymas yra pagrindinis veiksnys užtikrinant ilgas terminas vamzdyno aptarnavimas ir jo sandarumas bei patikimumas. Nuolatinis arba periodinis vamzdyno eksploatavimo stebėjimas gali būti atliekamas stebėjimo, apskaitos, valdymo, reguliavimo ir automatizavimo sistemomis, asmeniniais valdymo prietaisais gamyboje, saugos įrenginiais.

Papildoma dujotiekio danga

Daugumos vamzdžių išorė padengiama korozijai atsparia danga, kad būtų išvengta žalingo korozijos poveikio iš išorės. išorinė aplinka. Siurbiant korozinę terpę, taip pat galima padengti apsaugine danga vidinis paviršius vamzdžiai. Prieš pradedant eksploatuoti, visi nauji vamzdžiai skirti transportuoti pavojingų skysčių yra tikrinami dėl defektų ir nesandarumų.

Pagrindinės nuostatos dėl srauto dujotiekyje skaičiavimo

Terpės tekėjimo vamzdyne ir tekėjimo aplink kliūtis pobūdis gali labai skirtis priklausomai nuo skysčio. Vienas iš svarbių rodiklių yra terpės klampumas, apibūdinamas tokiu parametru kaip klampos koeficientas. Airių inžinierius-fizikas Osborne'as Reinoldsas 1880 m. atliko daugybę eksperimentų, kurių rezultatais jam pavyko išvesti klampaus skysčio srauto pobūdį apibūdinantį bematį dydį, vadinamą Reinoldso kriterijumi ir žymimą Re.

Re = (v L ρ)/μ

kur:
ρ – skysčio tankis;
v yra srauto greitis;
L – būdingas srauto elemento ilgis;
μ - dinaminis klampos koeficientas.

Tai yra, Reinoldso kriterijus apibūdina inercijos jėgų ir klampios trinties jėgų santykį skysčio sraute. Šio kriterijaus vertės pokytis atspindi šių tipų jėgų santykio pasikeitimą, o tai savo ruožtu turi įtakos skysčio srauto pobūdžiui. Atsižvelgiant į Reynoldso kriterijaus reikšmę, įprasta išskirti tris srauto režimus. Pas Re<2300 наблюдается так называемый ламинарный поток, при котором жидкость движется тонкими слоями, почти не смешивающимися друг с другом, при этом наблюдается постепенное увеличение скорости потока по направлению от стенок трубы к ее центру. Дальнейшее увеличение числа Рейнольдса приводит к дестабилизации такой структуры потока, и значениям 23004000, stebimas stabilus režimas, kuriam būdingas atsitiktinis srauto greičio ir krypties pokytis kiekviename atskirame taške, o tai iš viso išlygina srauto greitį visame tūryje. Toks režimas vadinamas turbulentiniu. Reinoldso skaičius priklauso nuo siurblio tiekiamo aukščio, terpės klampos darbinėje temperatūroje ir vamzdžio, kuriuo teka srautas, dydžio ir formos.

Greičio profilis sraute
laminarinis srautas	pereinamasis režimas	neramus režimas

Srauto pobūdis
laminarinis srautas	pereinamasis režimas	neramus režimas

Reinoldso kriterijus yra klampaus skysčio srauto panašumo kriterijus. Tai yra, su jo pagalba galima imituoti realų procesą sumažintu dydžiu, patogiu studijuoti. Tai nepaprastai svarbu, nes dažnai labai sunku, o kartais net neįmanoma ištirti skysčių srautų pobūdį tikruose įrenginiuose dėl jų didelio dydžio.

Dujotiekio skaičiavimas. Dujotiekio skersmens apskaičiavimas

Jei dujotiekis nėra termiškai izoliuotas, tai yra šilumos mainai tarp transportuojamo ir aplinkos, tai srauto pobūdis jame gali keistis net esant pastoviam greičiui (debitui). Tai įmanoma, jei siurbiama terpė turi pakankamai aukštą temperatūrą prie įėjimo ir teka turbulentiniu režimu. Išilgai vamzdžio, dėl šilumos nuostolių į aplinką nukris vežamos terpės temperatūra, todėl srauto režimas gali pasikeisti į laminarinį arba pereinamąjį. Temperatūra, kurioje vyksta režimo pasikeitimas, vadinama kritine temperatūra. Skysčio klampos vertė tiesiogiai priklauso nuo temperatūros, todėl tokiais atvejais naudojamas toks parametras kaip kritinė klampa, atitinkanti srauto režimo pasikeitimo tašką esant kritinei Reinoldso kriterijaus vertei:

v cr = (v D) / Re cr = (4 Q) / (π D Re cr)

kur:
ν kr - kritinė kinematinė klampa;
Re cr – kritinė Reinoldso kriterijaus vertė;
D - vamzdžio skersmuo;
v yra srauto greitis;
Q – išlaidos.

Kitas svarbus veiksnys yra trintis, atsirandanti tarp vamzdžio sienelių ir judančio srauto. Šiuo atveju trinties koeficientas labai priklauso nuo vamzdžio sienelių šiurkštumo. Santykį tarp trinties koeficiento, Reinoldso kriterijaus ir šiurkštumo nustato Mūdio diagrama, leidžianti nustatyti vieną iš parametrų, žinant kitus du.

Colebrook-White formulė taip pat naudojama apskaičiuojant trinties koeficientą turbulentiniam srautui. Remiantis šia formule, galima nubraižyti grafikus, pagal kuriuos nustatomas trinties koeficientas.

(√λ ) -1 = -2 log(2,51/(Re √λ ) + k/(3,71 d))

kur:
k - vamzdžio šiurkštumo koeficientas;
λ yra trinties koeficientas.

Taip pat yra ir kitų formulių, skirtų apytiksliai apskaičiuoti trinties nuostolius skysčio slėgio srauto metu vamzdžiuose. Viena iš dažniausiai naudojamų lygčių šiuo atveju yra Darcy-Weisbach lygtis. Jis pagrįstas empiriniais duomenimis ir daugiausia naudojamas sistemos modeliavimui. Trinties nuostoliai yra skysčio greičio ir vamzdžio pasipriešinimo skysčio judėjimui funkcija, išreikšta vamzdžio sienelės šiurkštumo verte.

∆H = λ L/d v²/(2 g)

kur:
ΔH - galvos praradimas;
λ - trinties koeficientas;
L yra vamzdžio sekcijos ilgis;
d - vamzdžio skersmuo;
v yra srauto greitis;
g yra laisvojo kritimo pagreitis.

Slėgio nuostoliai dėl vandens trinties apskaičiuojami pagal Hazen-Williams formulę.

∆H = 11,23 L 1/C 1,85 Q 1,85 / D 4,87

kur:
ΔH - galvos praradimas;
L yra vamzdžio sekcijos ilgis;
C yra Haizen-Williams šiurkštumo koeficientas;
Q - suvartojimas;
D - vamzdžio skersmuo.

Slėgis

Darbinis dujotiekio slėgis yra didžiausias perteklinis slėgis, užtikrinantis nurodytą dujotiekio veikimo režimą. Sprendimas dėl vamzdyno dydžio ir siurblinių skaičiaus dažniausiai priimamas atsižvelgiant į vamzdžių darbinį slėgį, siurbimo pajėgumus ir išlaidas. Didžiausias ir mažiausias dujotiekio slėgis, taip pat darbinės terpės savybės lemia atstumą tarp siurblinių ir reikiamą galią.

Nominalus slėgis PN - vardinė vertė, atitinkanti didžiausią darbinės terpės slėgį 20 ° C temperatūroje, kuriai esant galimas nepertraukiamas dujotiekio veikimas nurodytais matmenimis.

Kylant temperatūrai mažėja vamzdžio apkrova, dėl to mažėja ir leistinas viršslėgis. Pe,zul reikšmė rodo didžiausią slėgį (g) vamzdynų sistemoje, kylant darbinei temperatūrai.

Leistinas viršslėgio grafikas:

Slėgio kritimo vamzdyne apskaičiavimas

Slėgio kritimas vamzdyne apskaičiuojamas pagal formulę:

∆p = λ L/d ρ/2 v²

kur:
Δp - slėgio kritimas vamzdžio sekcijoje;
L yra vamzdžio sekcijos ilgis;
λ - trinties koeficientas;
d - vamzdžio skersmuo;
ρ – siurbiamos terpės tankis;
v yra srauto greitis.

Gabenamos laikmenos

Dažniausiai vamzdžiai naudojami vandeniui transportuoti, tačiau jais galima perkelti ir dumblą, srutas, garus ir kt. Naftos pramonėje vamzdynais siurbiami įvairūs angliavandeniliai ir jų mišiniai, kurie labai skiriasi cheminėmis ir fizinėmis savybėmis. Žalia nafta gali būti gabenama didesniais atstumais iš sausumos telkinių ar naftos platformų jūroje į terminalus, kelio taškus ir naftos perdirbimo gamyklas.

Vamzdynai taip pat perduoda:

rafinuoti naftos produktai, tokie kaip benzinas, aviacinis kuras, žibalas, dyzelinas, mazutas ir kt.;
naftos chemijos žaliavos: benzenas, stirenas, propilenas ir kt.;
aromatiniai angliavandeniliai: ksilenas, toluenas, kumenas ir kt.;
suskystintas naftos kuras, pavyzdžiui, suskystintos gamtinės dujos, suskystintos naftos dujos, propanas (dujos standartinėje temperatūroje ir slėgyje, bet suskystintos dėl slėgio);
anglies dioksidas, skystas amoniakas (gabenamas kaip skysčiai esant slėgiui);
bitumas ir klampus kuras yra per klampūs, kad juos būtų galima transportuoti vamzdynais, todėl šioms žaliavoms atskiesti naudojamos naftos distiliato frakcijos ir gaunamas mišinys, kurį galima transportuoti vamzdynu;
vandenilis (trumpiems atstumams).

Gabenamos terpės kokybė

Transportuojamų terpių fizinės savybės ir parametrai daugiausia lemia dujotiekio konstrukciją ir eksploatacinius parametrus. Pagrindiniai terpės parametrai, į kuriuos reikia atsižvelgti, yra savitasis tankis, suspaudžiamumas, temperatūra, klampumas, stingimo temperatūra ir garų slėgis.

Skysčio savitasis svoris yra jo svoris tūrio vienetui. Daugelis dujų vamzdynais transportuojamos esant padidintam slėgiui, o pasiekus tam tikrą slėgį kai kurios dujos gali net suskystėti. Todėl terpės suspaudimo laipsnis yra kritinis parametras projektuojant vamzdynus ir nustatant pralaidumą.

Temperatūra turi netiesioginį ir tiesioginį poveikį dujotiekio veikimui. Tai išreiškiama tuo, kad skysčio tūris padidėja pakilus temperatūrai, jei slėgis išlieka pastovus. Temperatūros sumažinimas taip pat gali turėti įtakos našumui ir bendram sistemos efektyvumui. Paprastai nukritus skysčio temperatūrai, kartu padidėja jo klampumas, dėl ko susidaro papildomas trinties pasipriešinimas vidinėje vamzdžio sienelėje, todėl reikia daugiau energijos tam pačiam skysčio kiekiui siurbti. Labai klampios terpės yra jautrios temperatūros svyravimams. Klampumas yra terpės atsparumas tekėjimui ir matuojamas centistokes cSt. Klampumas lemia ne tik siurblio pasirinkimą, bet ir atstumą tarp siurblinių.

Kai tik terpės temperatūra nukrenta žemiau stingimo taško, dujotiekio veikimas tampa neįmanomas, todėl imamasi kelių galimybių atnaujinti jo veikimą:

kaitinant terpę arba izoliuojančius vamzdžius, kad terpės darbinė temperatūra būtų aukštesnė už stingimo tašką;
terpės cheminės sudėties pasikeitimas prieš jai patenkant į dujotiekį;
tiekiamos terpės praskiedimas vandeniu.

Pagrindinių vamzdžių tipai

Pagrindiniai vamzdžiai gaminami suvirinti arba besiūliai. Besiūliai plieniniai vamzdžiai gaminami be išilginių suvirinimo siūlių iš plieno profilių, termiškai apdorojant, kad būtų pasiektas norimas dydis ir savybės. Suvirintas vamzdis gaminamas naudojant kelis gamybos procesus. Šie du tipai skiriasi vienas nuo kito išilginių vamzdžių siūlių skaičiumi ir naudojamos suvirinimo įrangos tipu. Plieniniai suvirinti vamzdžiai yra dažniausiai naudojami naftos chemijos pramonėje.

Kiekviena vamzdžio dalis suvirinama, kad susidarytų vamzdynas. Taip pat magistraliniuose vamzdynuose, priklausomai nuo panaudojimo, naudojami vamzdžiai iš stiklo pluošto, įvairių plastikų, asbestcemenčio ir kt.

Tiesioms vamzdžių atkarpoms sujungti, taip pat perėjimui tarp skirtingo skersmens vamzdynų atkarpų naudojami specialiai pagaminti jungiamieji elementai (alkūnės, posūkiai, vartai).

alkūnė 90°	alkūnė 90°	pereinamoji šaka	šakojasi

alkūnė 180°	alkūnė 30°	adapteris	patarimas

Atskiroms vamzdynų ir jungiamųjų detalių dalims montuoti naudojamos specialios jungtys.

suvirinti	flanšinis	sriegiuotas	sukabinimas

Vamzdyno terminis plėtimasis

Kai vamzdyne veikia slėgis, visą jo vidinį paviršių veikia tolygiai paskirstyta apkrova, dėl kurios vamzdyje susidaro išilginės vidinės jėgos, o galinės atramos – papildomos apkrovos. Temperatūros svyravimai taip pat turi įtakos dujotiekiui, todėl keičiasi vamzdžių matmenys. Jėgos stacionariame vamzdyne temperatūros svyravimų metu gali viršyti leistiną vertę ir sukelti pernelyg didelį įtempimą, kuris yra pavojingas vamzdyno stiprumui tiek vamzdžio medžiagoje, tiek flanšinėse jungtyse. Siurbiamos terpės temperatūros svyravimai taip pat sukuria temperatūros įtempimą vamzdyne, kuris gali būti perkeltas į vožtuvus, siurblines ir kt. Dėl to gali nukristi slėgis vamzdynų jungtyse, sugesti vožtuvai ar kiti elementai.

Dujotiekio matmenų su temperatūros pokyčiais skaičiavimas

Dujotiekio linijinių matmenų pokytis, pasikeitus temperatūrai, apskaičiuojamas pagal formulę:

∆L = a L ∆t

a - terminio pailgėjimo koeficientas, mm/(m°C) (žr. lentelę žemiau);
L - dujotiekio ilgis (atstumas tarp fiksuotų atramų), m;
Δt – skirtumas tarp maks. ir min. siurbiamos terpės temperatūra, °C.

Įvairių medžiagų vamzdžių linijinio plėtimosi lentelė

Pateikti skaičiai yra išvardytų medžiagų vidurkiai ir skaičiuojant vamzdynus iš kitų medžiagų, šios lentelės duomenys neturėtų būti laikomi pagrindu. Skaičiuojant dujotiekį, rekomenduojama naudoti vamzdžio gamintojo pateiktoje techninėje specifikacijoje arba duomenų lape nurodytą linijinio pailgėjimo koeficientą.

Vamzdynų terminis pailgėjimas eliminuojamas tiek naudojant specialias vamzdyno plėtimosi dalis, tiek naudojant kompensatorius, kurie gali būti sudaryti iš elastingų arba judančių dalių.

Kompensacinės sekcijos susideda iš elastingų tiesių dujotiekio dalių, išdėstytų statmenai viena kitai ir tvirtinamų posūkiais. Naudojant terminį pailgėjimą, vienos dalies padidėjimą kompensuoja kitos dalies lenkimo plokštumoje deformacija arba lenkimo ir sukimo deformacija erdvėje. Jei pats dujotiekis kompensuoja šiluminį plėtimąsi, tai vadinama savaiminiu kompensavimu.

Kompensacija atsiranda ir dėl elastingų lenkimų. Dalis pailgėjimo kompensuojama lenkimų elastingumu, kita dalis eliminuojama dėl atkarpos už lenkimo medžiagos tamprumo savybių. Kompensatoriai įrengiami ten, kur neįmanoma panaudoti kompensuojamųjų ruožų arba kai dujotiekio savikompensacija yra nepakankama.

Pagal konstrukciją ir veikimo principą kompensatoriai yra keturių tipų: U formos, lęšiai, banguoti, kamštinė. Praktikoje dažnai naudojamos plokščios kompensacinės jungtys su L, Z arba U formos. Erdvinių kompensatorių atveju jie paprastai yra 2 plokščios viena kitai statmenos sekcijos ir turi vieną bendrą petį. Elastinės kompensacinės jungtys gaminamos iš vamzdžių arba elastinių diskų arba silfonų.

Optimalaus vamzdyno skersmens dydžio nustatymas

Optimalų vamzdyno skersmenį galima rasti remiantis techniniais ir ekonominiais skaičiavimais. Dujotiekio matmenys, įskaitant įvairių komponentų matmenis ir funkcionalumą, taip pat sąlygos, kuriomis turi veikti dujotiekis, lemia sistemos transportavimo pajėgumus. Didesniam masės srautui tinka didesni vamzdžiai, jei kiti sistemos komponentai yra tinkamai parinkti ir tokio dydžio. Paprastai kuo ilgesnis pagrindinis vamzdis tarp siurblinių, tuo didesnis slėgio kritimas dujotiekyje. Be to, didelę įtaką slėgiui linijoje gali turėti ir siurbiamos terpės fizikinių savybių pokytis (klampumas ir kt.).

Optimalus dydis – mažiausias konkrečiam pritaikymui tinkamas vamzdžio dydis, kuris yra ekonomiškas per visą sistemos eksploatavimo laiką.

Vamzdžio našumo apskaičiavimo formulė:

Q = (π d²)/4 v

Q – siurbiamo skysčio srautas;
d - dujotiekio skersmuo;
v yra srauto greitis.

Praktiškai optimaliam dujotiekio skersmeniui apskaičiuoti naudojamos optimalių siurbiamos terpės greičių vertės, paimtos iš etaloninių medžiagų, sudarytų remiantis eksperimentiniais duomenimis:

Pumpuojama terpė		Optimalaus greičio diapazonas vamzdyne, m/s
Skysčiai	Gravitacijos judėjimas:
	Klampūs skysčiai	0,1 - 0,5
	Mažo klampumo skysčiai	0,5 - 1
	Siurbimas:
	siurbimo pusė	0,8 - 2
	Iškrovimo pusė	1,5 - 3

dujų	Natūrali trauka	2 - 4
	Mažas slėgis	4 - 15
	Didelis spaudimas	15 - 25

Poros	perkaitinti garai	30 - 50
	Sotieji suslėgti garai:
	Daugiau nei 105 Pa	15 - 25
	(1 - 0,5) 105 Pa	20 - 40
	(0,5 - 0,2) 105 Pa	40 - 60
	(0,2 - 0,05) 105 Pa	60 - 75

Iš čia gauname optimalaus vamzdžio skersmens apskaičiavimo formulę:

d o = √((4 Q) / (π v o ))

Q - nurodytas siurbiamo skysčio srautas;
d - optimalus dujotiekio skersmuo;
v yra optimalus srautas.

Esant dideliems debitams, dažniausiai naudojami mažesnio skersmens vamzdžiai, o tai reiškia mažesnes išlaidas vamzdyno įsigijimui, jo priežiūros ir montavimo darbams (žymimas K 1). Didėjant greičiui, didėja slėgio nuostoliai dėl trinties ir vietinio pasipriešinimo, todėl padidėja skysčio siurbimo kaina (žymime K 2).

Didelio skersmens vamzdynams išlaidos K 1 bus didesnės, o eksploatacijos išlaidos K 2 - mažesnės. Jei pridėsime K 1 ir K 2 reikšmes, gausime bendrą minimalią kainą K ir optimalų dujotiekio skersmenį. Išlaidos K 1 ir K 2 šiuo atveju pateikiamos tuo pačiu laikotarpiu.

Dujotiekio kapitalo sąnaudų apskaičiavimas (formulė).

K 1 = (m C M K M)/n

m yra dujotiekio masė, t;
C M - savikaina 1 tona, rub/t;
K M - koeficientas, padidinantis montavimo darbų kainą, pavyzdžiui, 1,8;
n - tarnavimo laikas, metai.

Nurodytos veiklos sąnaudos, susijusios su energijos suvartojimu:

K 2 \u003d 24 N n dienų C E rub per metus

N - galia, kW;
n DN - darbo dienų skaičius per metus;
C E - sąnaudos už kWh energijos, rub/kW*h.

Dujotiekio dydžio nustatymo formulės

Bendrųjų formulių, skirtų vamzdžių dydžiui nustatyti, neatsižvelgiant į galimus papildomus veiksnius, tokius kaip erozija, skendinčios medžiagos ir kt., pavyzdys:

vardas	Lygtis	Galimi apribojimai
Skysčio ir dujų srautas esant slėgiui
Trinties galvutės praradimas Darcy-Weisbach	d = 12 [(0,0311 f L Q 2)/(h f)] 0,2	Q - tūrinis srautas, gal/min; d yra vidinis vamzdžio skersmuo; hf - trinties galvos praradimas; L yra dujotiekio ilgis, pėdos; f – trinties koeficientas; V yra srauto greitis.
Bendro skysčio srauto lygtis	d = 0,64 √ (Q/V)	Q – tūrinis srautas, gpm
Siurblio siurbimo linijos dydis, siekiant apriboti trinties galvos nuostolius	d = √(0,0744 Q)	Q – tūrinis srautas, gpm
Suminio dujų srauto lygtis	d = 0,29 √((Q T)/(P V))	Q – tūrinis srautas, ft³/min T - temperatūra, K P - slėgis psi (abs); V - greitis
Gravitacijos srautas
Įmonių komplektavimo lygtis, skirta didžiausio srauto vamzdžio skersmeniui apskaičiuoti	d=0,375	Q - tūrinis srautas; n - šiurkštumo koeficientas; S – šališkumas.
Froude skaičius yra inercijos jėgos ir gravitacijos jėgos santykis	Fr = V / √[(d/12) g]	g – laisvojo kritimo pagreitis; v - srauto greitis; L - vamzdžio ilgis arba skersmuo.
Garai ir garavimas
Garo vamzdžio skersmens lygtis	d = 1,75 √[(W v_g x) / V]	W - masės srautas; Vg - specifinis sočiųjų garų tūris; x - garo kokybė; V - greitis.

Optimalus srautas įvairioms vamzdynų sistemoms

Optimalus vamzdžio dydis parenkamas iš minimalių sąnaudų terpės siurbimui per dujotiekį ir vamzdžių kainos. Tačiau reikia atsižvelgti ir į greičio apribojimus. Kartais dujotiekio linijos dydis turi atitikti proceso reikalavimus. Lygiai taip pat dažnai dujotiekio dydis yra susijęs su slėgio kritimu. Išankstiniuose projektiniuose skaičiavimuose, kai neatsižvelgiama į slėgio nuostolius, proceso dujotiekio dydis nustatomas pagal leistiną greitį.

Jei vamzdyne keičiasi tekėjimo kryptis, tai žymiai padidina vietinį slėgį paviršiuje statmenai tekėjimo krypčiai. Toks padidėjimas priklauso nuo skysčio greičio, tankio ir pradinio slėgio. Kadangi greitis yra atvirkščiai proporcingas skersmeniui, didelio greičio skysčiams reikia skirti ypatingą dėmesį nustatant ir konfigūruojant vamzdynus. Optimalus vamzdžio dydis, pavyzdžiui, sieros rūgščiai, riboja terpės greitį iki tokio dydžio, kuris apsaugotų nuo sienos erozijos vamzdžio posūkiuose, taip išvengiant vamzdžio konstrukcijos pažeidimo.

Skysčio srautas gravitacijos būdu

Apskaičiuoti vamzdyno dydį, kai srautas juda gravitacijos būdu, yra gana sudėtingas. Judėjimo pobūdis su šia srauto forma vamzdyje gali būti vienfazis (visas vamzdis) ir dvifazis (dalinis užpildymas). Dviejų fazių srautas susidaro, kai vamzdyje yra ir skysčio, ir dujų.

Priklausomai nuo skysčių ir dujų santykio bei jų greičių, dviejų fazių srauto režimas gali skirtis nuo burbulinio iki dispersinio.

burbulų srautas (horizontalus)	sviedinio srautas (horizontalus)	bangų srautas	išsklaidytas srautas

Skysčio varomąją jėgą judant gravitacija suteikia pradžios ir pabaigos taškų aukščių skirtumas, o būtina sąlyga yra pradžios taško vieta virš pabaigos taško. Kitaip tariant, aukščio skirtumas lemia skysčio potencialios energijos skirtumą šiose padėtyse. Į šį parametrą taip pat atsižvelgiama renkantis dujotiekį. Be to, varomosios jėgos dydžiui įtakos turi slėgis pradžios ir pabaigos taškuose. Padidėjus slėgio kritimui, padidėja skysčio srautas, o tai savo ruožtu leidžia pasirinkti mažesnio skersmens vamzdyną ir atvirkščiai.

Jei galutinis taškas yra prijungtas prie slėgio sistemos, pvz., distiliavimo kolonėlės, lygiavertis slėgis turi būti atimtas iš esamo aukščio skirtumo, kad būtų galima įvertinti faktinį susidariusį efektyvų diferencinį slėgį. Be to, jei dujotiekio pradžios taškas bus vakuuminis, renkantis dujotiekį taip pat reikia atsižvelgti į jo poveikį bendram slėgio skirtumui. Galutinis vamzdžių pasirinkimas atliekamas naudojant slėgio skirtumą, atsižvelgiant į visus aukščiau išvardintus veiksnius, o ne tik į pradžios ir pabaigos taškų aukščių skirtumus.

karšto skysčio srautas

Proceso įmonėse dažniausiai susiduriama su įvairiomis problemomis dirbant su karštomis ar verdančiomis terpėmis. Pagrindinė priežastis – dalies karšto skysčio srauto išgaravimas, tai yra skysčio fazinis pavertimas garais vamzdyno ar įrangos viduje. Tipiškas pavyzdys yra išcentrinio siurblio kavitacijos reiškinys, lydimas taškinio skysčio virimo, po kurio susidaro garų burbuliukai (garų kavitacija) arba ištirpusių dujų išsiskyrimas į burbuliukus (dujų kavitacija).

Pirmenybė teikiama didesniems vamzdžiams dėl mažesnio debito, palyginti su mažesnio skersmens vamzdžiais esant pastoviam srautui, todėl siurblio įsiurbimo linijoje yra didesnis NPSH. Staigus srauto krypties pasikeitimas arba dujotiekio dydžio sumažėjimas taip pat gali sukelti kavitaciją dėl slėgio praradimo. Susidaręs dujų ir garų mišinys sukuria kliūtį srautui praeiti ir gali pažeisti dujotiekį, todėl kavitacijos reiškinys dujotiekio eksploatavimo metu yra itin nepageidaujamas.

Aplinkinis vamzdynas įrangai/instrumentams

Įranga ir įrenginiai, ypač tie, kurie gali sukelti didelius slėgio kritimus, tai yra šilumokaičiai, valdymo vožtuvai ir kt., yra aprūpinti aplinkkiniais vamzdynais (kad būtų galima nenutraukti proceso net atliekant techninės priežiūros darbus). Tokiuose vamzdynuose paprastai yra 2 uždarymo vožtuvai, sumontuoti vienoje linijoje su įrenginiu, ir srauto reguliavimo vožtuvas lygiagrečiai šiam įrenginiui.

Įprasto veikimo metu skysčio srautas, einantis per pagrindinius aparato komponentus, patiria papildomą slėgio kritimą. Pagal tai apskaičiuojamas jo išleidimo slėgis, kurį sukuria prijungta įranga, pvz., išcentrinis siurblys. Siurblys parenkamas pagal bendrą slėgio kritimą įrenginyje. Judant aplinkkeliu, šio papildomo slėgio kritimo nėra, o veikiantis siurblys pumpuoja tos pačios jėgos srautą pagal savo veikimo charakteristikas. Siekiant išvengti srauto charakteristikų skirtumų tarp mašinos ir aplinkkelio, rekomenduojama naudoti mažesnį aplinkkelį su valdymo vožtuvu, kad būtų sukurtas slėgis, lygiavertis pagrindiniam įrenginiui.

Mėginių ėmimo linija

Paprastai analizei imamas nedidelis skysčio kiekis, siekiant nustatyti jo sudėtį. Mėginiai gali būti imami bet kuriame proceso etape, siekiant nustatyti žaliavos, tarpinio produkto, gatavo produkto ar tiesiog gabenamos medžiagos, pvz., nuotekų, šilumos perdavimo skysčio ir kt., sudėtį. Dujotiekio atkarpos, kurioje imami mėginiai, dydis paprastai priklauso nuo analizuojamo skysčio tipo ir mėginių ėmimo vietos.

Pavyzdžiui, padidinto slėgio dujoms pakanka nedidelių vamzdynų su vožtuvais, kad būtų galima paimti reikiamą mėginių skaičių. Padidinus mėginių ėmimo linijos skersmenį, sumažės analizei imamos terpės dalis, tačiau tokį mėginių ėmimą bus sunkiau kontroliuoti. Tuo pačiu metu nedidelė mėginių ėmimo linija nėra tinkama įvairių suspensijų, kuriose kietosios dalelės gali užkimšti srauto kelią, analizei. Taigi suspensijų analizei skirtos mėginių ėmimo linijos dydis labai priklauso nuo kietųjų dalelių dydžio ir terpės savybių. Panašios išvados taikomos ir klampiems skysčiams.

Nustatant atrankos linijos dydį paprastai atsižvelgiama į:

pasirinkimui skirto skysčio charakteristikos;
darbo aplinkos praradimas atrankos metu;
saugos reikalavimai atrankos metu;
naudojimo paprastumas;
atrankos taško vieta.

aušinimo skysčio cirkuliacija

Vamzdynams su cirkuliuojančiu aušinimo skysčiu pirmenybė teikiama dideliems greičiams. Taip yra daugiausia dėl to, kad aušinimo bokšte esantis aušinimo skystis yra veikiamas saulės spindulių, todėl susidaro sąlygos dumblių turinčiam sluoksniui susidaryti. Dalis šio dumblių turinčio tūrio patenka į cirkuliuojantį aušinimo skystį. Esant mažam srautui, dumbliai pradeda augti vamzdyne ir po kurio laiko sukuria sunkumų aušinimo skysčio cirkuliacijai arba jo patekimui į šilumokaitį. Tokiu atveju rekomenduojamas didelis cirkuliacijos greitis, kad vamzdyne nesusidarytų dumblių užsikimšimas. Paprastai didelės cirkuliacijos aušinimo skystis naudojamas chemijos pramonėje, kuriai reikalingi dideli vamzdynai ir ilgiai, kad būtų galima tiekti energiją įvairiems šilumokaičiams.

Bako perpildymas

Cisternos aprūpintos perpildymo vamzdžiais dėl šių priežasčių:

išvengti skysčių praradimo (skysčių perteklius patenka į kitą rezervuarą, o ne išpilamas iš pirminio rezervuaro);
užkirsti kelią nepageidaujamų skysčių nutekėjimui už rezervuaro;
palaikyti skysčio lygį rezervuaruose.

Visais minėtais atvejais perpildymo vamzdžiai yra skirti maksimaliam leistinam į baką patenkančio skysčio srautui, neatsižvelgiant į išeinančio skysčio srautą. Kiti vamzdynų principai yra panašūs į gravitacinius vamzdynus, t. y. pagal galimą vertikalų aukštį tarp perpildymo vamzdyno pradžios ir pabaigos taškų.

Aukščiausias perpildymo vamzdžio taškas, kuris kartu yra ir jo pradžios taškas, paprastai yra jungties prie bako (bako perpildymo vamzdžio) taške, paprastai pačiame viršuje, o žemiausias galinis taškas gali būti šalia nutekėjimo latako arti žemės. Tačiau perpildymo linija gali baigtis ir aukštesniame aukštyje. Tokiu atveju turima diferencialo galvutė bus mažesnė.

Dumblo srautas

Kasybos atveju rūda dažniausiai kasama sunkiai pasiekiamose vietose. Tokiose vietose, kaip taisyklė, nėra geležinkelių ar kelių. Tokiose situacijose tinkamiausias yra hidraulinis terpių su kietosiomis dalelėmis transportavimas, įskaitant tuos atvejus, kai kasybos įmonės yra pakankamai atstumu. Srutų vamzdynai yra naudojami įvairiose pramonės srityse, kad kartu su skysčiais būtų transportuojamos susmulkintos kietosios medžiagos. Tokie vamzdynai pasirodė esąs ekonomiškiausi, palyginti su kitais būdais transportuoti kietas medžiagas dideliais kiekiais. Be to, jų pranašumai apima pakankamą saugumą dėl kelių transportavimo rūšių trūkumo ir ekologiškumo.

Suspensijos ir suspenduotų kietųjų dalelių mišiniai skysčiuose laikomi periodiškai maišant, kad būtų išlaikytas vienodumas. Priešingu atveju vyksta atskyrimo procesas, kurio metu suspenduotos dalelės, priklausomai nuo jų fizinių savybių, išplaukia į skysčio paviršių arba nusėda į dugną. Maišymas užtikrinamas tokia įranga kaip maišomas bakas, o vamzdynuose tai pasiekiama palaikant turbulentinio srauto sąlygas.

Transportuojant skystyje suspenduotas daleles, mažinti srauto greitį nepageidautina, nes sraute gali prasidėti fazių atskyrimo procesas. Dėl to gali užsikimšti dujotiekis ir pasikeisti pernešamų kietųjų medžiagų koncentracija sraute. Intensyvų maišymąsi srauto tūryje skatina turbulentinis srauto režimas.

Kita vertus, per didelis dujotiekio dydžio sumažinimas taip pat dažnai sukelia užsikimšimą. Todėl dujotiekio dydžio pasirinkimas yra svarbus ir atsakingas žingsnis, reikalaujantis išankstinės analizės ir skaičiavimų. Kiekvienas atvejis turi būti vertinamas atskirai, nes skirtingos suspensijos skirtingai veikia esant skirtingam skysčio greičiui.

Vamzdynų remontas

Vamzdyno eksploatavimo metu jame gali atsirasti įvairių nuotėkių, kuriuos reikia nedelsiant pašalinti, kad būtų išlaikytas sistemos veikimas. Pagrindinio vamzdyno remontas gali būti atliekamas keliais būdais. Tai gali būti viso vamzdžio segmento ar nedidelės nesandarios dalies pakeitimas arba esamo vamzdžio užtaisymas. Tačiau prieš pasirenkant bet kokį taisymo būdą, būtina nuodugniai ištirti nuotėkio priežastį. Kai kuriais atvejais gali prireikti ne tik taisyti, bet ir pakeisti vamzdžio trasą, kad būtų išvengta pakartotinio pažeidimo.

Pirmasis remonto darbų etapas – nustatyti vamzdžio sekcijos, kuriai reikalinga intervencija, vietą. Toliau, priklausomai nuo vamzdyno tipo, nustatomas reikalingos įrangos ir priemonių, reikalingų nutekėjimui pašalinti, sąrašas, renkami reikalingi dokumentai ir leidimai, jei remontuojama vamzdžio atkarpa yra kito savininko teritorijoje. Kadangi dauguma vamzdžių yra po žeme, gali tekti ištraukti dalį vamzdžio. Toliau patikrinama dujotiekio dangos bendra būklė, po to dalis dangos pašalinama remonto darbams tiesiogiai su vamzdžiu. Po remonto galima atlikti įvairias patikros veiklas: ultragarsinį testavimą, spalvų defektų aptikimą, magnetinių dalelių defektų aptikimą ir kt.

Nors kai kuriems remontams dujotiekis turi būti visiškai uždarytas, dažnai pakanka tik laikino sustabdymo, kad būtų izoliuota remontuojama teritorija arba paruoštas aplinkkelis. Tačiau dažniausiai remonto darbai atliekami visiškai išjungus dujotiekį. Dujotiekio dalies izoliacija gali būti atliekama naudojant kamščius arba uždarymo vožtuvus. Tada sumontuokite reikiamą įrangą ir atlikite tiesioginį remontą. Remonto darbai atliekami pažeistoje vietoje, atlaisvinta nuo terpės ir be slėgio. Remonto pabaigoje atidaromi kamščiai ir atkuriamas vamzdyno vientisumas.

Norint tinkamai sumontuoti vandentiekio konstrukciją, pradedant sistemos kūrimu ir planavimu, būtina apskaičiuoti vandens srautą per vamzdį.

Pagrindiniai namo vamzdžio parametrai priklauso nuo gautų duomenų.

Šiame straipsnyje skaitytojai galės susipažinti su pagrindiniais metodais, kurie padės jiems savarankiškai apskaičiuoti vandentiekio sistemą.

Dujotiekio skersmens skaičiavimo pagal srautą tikslas: Dujotiekio skersmens ir pjūvio nustatymas remiantis debito ir išilginio vandens judėjimo greičio duomenimis.

Tokį skaičiavimą atlikti gana sunku. Būtina atsižvelgti į daugybę niuansų, susijusių su techniniais ir ekonominiais duomenimis. Šie parametrai yra tarpusavyje susiję. Dujotiekio skersmuo priklauso nuo skysčio, kuris bus pumpuojamas per jį, tipo.

Jei padidinsite srautą, galite sumažinti vamzdžio skersmenį. Medžiagų suvartojimas automatiškai sumažės. Tokią sistemą sumontuoti bus daug lengviau, sumažės darbų kaina.

Tačiau srauto judėjimo padidėjimas sukels slėgio nuostolius, todėl siurbimui reikės sukurti papildomos energijos. Jei per daug sumažinsite, gali atsirasti nepageidaujamų pasekmių.

Projektuojant dujotiekį, daugeliu atvejų iš karto nustatomas vandens srauto kiekis. Du kiekiai lieka nežinomi:

Vamzdžio skersmuo;
Srauto greitis.

Labai sunku atlikti išsamų techninį ir ekonominį skaičiavimą. Tam reikia atitinkamų inžinerinių žinių ir daug laiko. Siekiant palengvinti šią užduotį apskaičiuojant norimą vamzdžio skersmenį, naudojamos etaloninės medžiagos. Jie pateikia geriausio srauto, gauto empiriškai, vertes.

Galutinė optimalaus dujotiekio skersmens skaičiavimo formulė yra tokia:

d = √(4Q/Πw)
Q – siurbiamo skysčio srautas, m3/s
d – vamzdyno skersmuo, m
w yra srauto greitis, m/s

Tinkamas skysčio greitis, priklausomai nuo dujotiekio tipo

Visų pirma, atsižvelgiama į minimalias išlaidas, be kurių neįmanoma siurbti skysčio. Be to, reikia atsižvelgti į dujotiekio kainą.

Skaičiuodami visada turite atsiminti apie judančios terpės greičio apribojimus. Kai kuriais atvejais magistralinio vamzdyno dydis turi atitikti technologiniame procese nustatytus reikalavimus.

Dujotiekio matmenims įtakos turi ir galimi slėgio šuoliai.

Atliekant preliminarius skaičiavimus, į slėgio pokytį neatsižvelgiama. Projektuojant proceso dujotiekį remiamasi leistinu greičiu.

Pasikeitus projektuojamo vamzdyno judėjimo krypčiai, vamzdžio paviršius pradeda patirti didelį slėgį, nukreiptą statmenai srauto judėjimui.

Šį padidėjimą lemia keli rodikliai:

Skysčio greitis;
Tankis;
Pradinis slėgis (slėgis).

Be to, greitis visada yra atvirkščiai proporcingas vamzdžio skersmeniui. Štai kodėl greitaeigiams skysčiams reikia tinkamai pasirinkti konfigūraciją, kompetentingai pasirinkti vamzdyno matmenis.

Pavyzdžiui, jei siurbiama sieros rūgštis, greičio vertė ribojama iki tokios vertės, kuri nesukels erozijos ant vamzdžio vingių sienelių. Dėl to vamzdžio konstrukcija niekada nebus sulaužyta.

Vandens greitis vamzdyno formulėje

Tūrinis srautas V (60 m³/h arba 60/3600 m³/s) apskaičiuojamas kaip srauto greičio w ir vamzdžio S skerspjūvio sandauga (o skerspjūvis savo ruožtu apskaičiuojamas kaip S=3,14 d²/4) : V = 3,14 w d²/4. Iš čia gauname w = 4V/(3,14 d²). Nepamirškite paversti skersmens iš milimetrų į metrus, t.y. skersmuo bus 0,159 m.

Vandens suvartojimo formulė

Apskritai vandens srauto upėse ir vamzdynuose matavimo metodika yra pagrįsta supaprastinta tęstinumo lygties forma nesuspaudžiamiems skysčiams:

Vandens tekėjimas per vamzdžių lentelę

Srautas vs slėgis

Tokios skysčio srauto priklausomybės nuo slėgio nėra, bet yra - nuo slėgio kritimo. Formulė paprasta. Yra visuotinai priimta slėgio kritimo skysčiui tekant vamzdžiu lygtis Δp = (λL/d) ρw²/2, λ yra trinties koeficientas (ji ieškoma priklausomai nuo vamzdžio greičio ir skersmens pagal grafikai arba atitinkamos formulės), L – vamzdžio ilgis, d – jo skersmuo , ρ – skysčio tankis, w – greitis. Kita vertus, yra srauto apibrėžimas G = ρwπd²/4. Iš šios formulės išreiškiame greitį, pakeičiame ją pirmąja lygtimi ir nustatome srauto greičio priklausomybę G = π SQRT(Δp d^5/λ/L)/4, SQRT yra kvadratinė šaknis.

Atrankos būdu ieškomas trinties koeficientas. Pirma, jūs nustatote tam tikrą skysčio greičio reikšmę iš žibinto ir nustatote Reinoldso skaičių Re=ρwd/μ, kur μ yra dinaminis skysčio klampumas (nepainiokite su kinematine klampa, tai yra skirtingi dalykai). Pasak Reynoldso, jūs ieškote laminarinio režimo trinties koeficiento λ = 64 / Re ir turbulentinį λ = 1 / (1,82 lgRe - 1,64)² (čia lg yra dešimtainis logaritmas). Ir paimkite vertę, kuri yra didesnė. Suradę srauto greitį ir greitį, turėsite pakartoti visą skaičiavimą su nauju trinties koeficientu. Ir kartokite šį perskaičiavimą tol, kol greičio vertė, nurodyta trinties koeficientui nustatyti, sutampa su tam tikra paklaida su verte, kurią radote iš skaičiavimo.

Norint išmatuoti srautą diferencinio slėgio metodu, yra daug skirtingų tipų prietaisų ir armatūros, kurie naudojami slėgio skirtumui paversti srauto signalu.

Prietaisai, skirti delta "P" konvertuoti į srauto signalą

Trys dažniausiai naudojami prietaisai yra manometrai, diafragmos ir silfonai. Naudodami slėgio matuoklį galite nuskaityti slėgio skirtumą tiesiai iš prietaiso. Prie prietaisų galima prijungti diafragmas ir silfonus.

Slėgio matuoklis yra vienas iš labiausiai paplitusių prietaisų, naudojamų slėgio skirtumui valdyti ir matuoti. Pavaizduotoje diagramoje manometras matuoja slėgio kritimą, kurį sukuria diafragma. Vienas matuoklio galas yra prijungtas prie aukšto šoninio kilimo, esančio prieš angą. Kitas manometro galas yra prijungtas prie žemo šoninio čiaupo, esančio pasroviui nuo angos. Kai skystis, dujos ar garai teka per diafragmą, manometras nustato slėgio skirtumą, kurį sukuria diafragma, ir nurodo šį skirtumą pagal skysčio aukštį vamzdyje. Slėgio matuoklio skalė leidžia tiesiogiai iš prietaiso nuskaityti šį išmatuotą delta "P".

Manometro apsauga nuo skysčių, dujų ar garų patekimo iš dujotiekio dažniausiai atliekama matavimo sistemose, kuriose naudojamos izoliacinės membranos arba kitos priemonės.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta diagrama, kurioje membrana veikia kaip delta "P" nustatymo įtaisas. Pagal šią schemą membrana dedama į kamerą, kurioje yra įėjimai iš dviejų pusių. Vienas įvadas yra prijungtas prie viršutinės pusės išleidimo angos, o kitas - prie apatinės. Indikatoriaus svirtis yra pritvirtinta kameros viršuje, o apatinis galas pritvirtintas prie membranos. Slėgio skirtumas kameros viduje pajudina membraną, o tai savo ruožtu pajudina rodyklę, todėl ji nukrypsta viena ar kita kryptimi. Didėjant arba mažėjant slėgio kritimui, mechaninis diafragmos judėjimas perduodamas indikatoriaus svirtimi.

Tai schema, kurioje naudojami du gofruoti silfonai, paverčiantys delta "P" reikšmę į mechaninį judėjimą. Pateiktos diagramos detalės: du dumpliai, sujungti kartu su pertvara tarp jų, svirtis, indikatoriaus rodyklė ir skalė.

Silfonas, pažymėtas „A“, yra prijungtas prie aukšto šoninio čiaupo, o silfonas, pažymėtas „B“, yra prijungtas prie žemo šoninio čiaupo. Silfonai dedami į kamerą. Pertvara tarp dumplių gali laisvai judėti. Ant pertvaros pritvirtintos svirties pagalba mechaninis silfono judėjimas perduodamas į indikatoriaus rodyklę, kuri gali judėti išilgai skalės.

Srauto greičio apskaičiavimo formulė pagal slėgio skirtumą

Srauto greičio apskaičiavimo formulė yra tokia - srautas yra tiesiogiai proporcingas šiuo metu išmatuoto delta-P rodmens ir didžiausios delta-P procentinės vertės santykio kvadratinei šaknei.

Norint konvertuoti tikrąjį delta-P rodmenį į srauto rodmenis, reikalingi trys pagrindiniai dydžiai: didžiausias srautas sistemoje, didžiausias slėgio kritimas esant didžiausiam srautui ir išmatuotas slėgio kritimo rodmuo. Supaprastinta formulė, kuri naudoja šiuos tris kiekius slėgio kritimui paversti srautu:

Šią formulę bus lengviau naudoti, jei ji bus suskirstyta į tris iš eilės veiksmus:

1) Padalinkite išmatuotą diferencinio slėgio rodmenį iš didžiausio slėgio skirtumo;

2) Apskaičiuokite pirmuoju žingsniu gauto rezultato kvadratinę šaknį;

3) Kvadratinės šaknies rezultatą padauginkite iš didžiausio srauto greičio. Trečiajame etape gautas rezultatas yra lygus faktiniam srautui išmatuotoje sistemoje.

Vamzdžiai, jungiantys įvairius chemijos gamyklų aparatus. Jų pagalba medžiagos perkeliamos tarp atskirų prietaisų. Paprastai keli atskiri vamzdžiai jungčių pagalba sukuria vieną vamzdynų sistemą.

Vamzdynas – tai jungiamųjų detalių pagalba sujungtų vamzdžių sistema, naudojama chemikalams ir kitoms medžiagoms transportuoti. Chemijos įrenginiuose medžiagoms perkelti dažniausiai naudojami uždari vamzdynai. Jei kalbame apie uždaras ir izoliuotas įrenginio dalis, jos taip pat taikomos vamzdynų sistemai ar tinklui.

Uždaro vamzdyno sistemos sudėtis gali būti tokia:

Vamzdžiai.
Vamzdžių jungiamosios detalės.
Sandarinimo sandarikliai, jungiantys dvi nuimamas dujotiekio dalis.

Visi aukščiau išvardinti elementai gaminami atskirai, po to sujungiami į vieną vamzdynų sistemą. Be to, vamzdynuose gali būti įrengtas šildymas ir reikalinga izoliacija iš įvairių medžiagų.

Vamzdžių dydis ir gamybai naudojamos medžiagos parenkamos atsižvelgiant į technologinius ir projektavimo reikalavimus kiekvienu konkrečiu atveju. Tačiau siekiant standartizuoti vamzdžių matmenis, buvo atliktas jų klasifikavimas ir suvienodinimas. Pagrindinis kriterijus buvo leistinas slėgis, kuriuo vamzdis gali būti eksploatuojamas.

Nominalus skersmuo DN

Vardinis praėjimas DN (vardinis skersmuo) – vamzdynų sistemose kaip charakterizuojantis požymis naudojamas parametras, kurio pagalba vyksta vamzdynų dalių, tokių kaip vamzdžiai, jungiamosios detalės, jungiamosios detalės ir kt., montavimas.

Vardinis skersmuo yra bematė vertė, bet skaitiniu požiūriu apytiksliai lygus vidiniam vamzdžio skersmeniui. Sąlyginės angos žymėjimo pavyzdys: DN 125.

Be to, vardinė anga brėžiniuose nenurodyta ir nepakeičia faktinių vamzdžių skersmenų. Jis maždaug atitinka tam tikrų dujotiekio dalių aiškų skersmenį (1.1 pav.). Jei kalbame apie skaitines sąlyginių perėjimų reikšmes, jos parenkamos taip, kad dujotiekio pralaidumas padidėtų nuo 60 iki 100%, kai pereinama iš vieno sąlyginio praėjimo į kitą.

Įprasti vardiniai skersmenys:

3, 4, 5, 6, 8, 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2200, 2600, 2800, 3000, 3200, 3400, 3600, 3800, 4000.

Šių sąlyginių praėjimų matmenys nustatomi tikintis, kad nekils problemų sumontuojant dalis. Nustatant vardinį skersmenį pagal dujotiekio vidinio skersmens vertę, parenkama sąlyginio praėjimo vertė, kuri yra arčiausiai vamzdžio skersmens.

Nominalus slėgis PN

Nominalus slėgis PN - vertė, atitinkanti didžiausią siurbiamos terpės slėgį 20 °C temperatūroje, kuriam esant galimas ilgalaikis tam tikro dydžio vamzdyno veikimas.

Nominalus slėgis yra bematis dydis.

Be vardinio skersmens, vardinis slėgis buvo graduotas remiantis sukaupta eksploatavimo praktika (1.1 lentelė).

Vardinis slėgis konkrečiam dujotiekiui parenkamas pagal jame faktiškai susidariusį slėgį, pasirenkant artimiausią didesnę vertę. Tuo pačiu metu šio vamzdyno jungiamosios detalės ir jungiamosios detalės taip pat turi atitikti tą patį slėgio lygį. Vamzdžio sienelės storis apskaičiuojamas pagal vardinį slėgį ir turi užtikrinti vamzdžio veikimą esant slėgio vertei, lygiai vardinei (1.1 lentelė).

Leistinas viršslėgis p e,zul

Vardinis slėgis naudojamas tik esant 20°C darbinei temperatūrai. Kylant temperatūrai vamzdžio apkrova mažėja. Tuo pačiu metu atitinkamai sumažinamas leistinas perteklinis slėgis. P e,zul reikšmė parodo maksimalų viršslėgį, kuris gali būti dujotiekio sistemoje, padidėjus darbinei temperatūrai (1.2 pav.).

Medžiagos vamzdynams

Renkantis medžiagas, kurios bus naudojamos vamzdynų gamybai, atsižvelgiama į tokius rodiklius kaip terpės, kuri bus transportuojama vamzdynu, charakteristikos ir numatomas darbinis slėgis šioje sistemoje. Taip pat būtina atsižvelgti į korozinio poveikio galimybę iš pumpuojamos terpės pusės vamzdžio sienelių medžiagai.

Beveik visos vamzdynų sistemos ir chemijos gamyklos yra pagamintos iš plieno. Bendroms reikmėms, kai nėra didelių mechaninių apkrovų ir korozinio poveikio, vamzdynų gamybai naudojamas pilkasis ketus arba nelegiruotasis konstrukcinis plienas.

Didesniam darbiniam slėgiui ir korozinių apkrovų nebuvimui naudojami grūdinto plieno arba lietojo plieno vamzdžiai.

Jei terpės korozinis poveikis yra didelis arba keliami aukšti reikalavimai produkto grynumui, vamzdynas pagamintas iš nerūdijančio plieno.

Jei dujotiekis turi būti atsparus jūros vandeniui, tada jo gamybai naudojami vario-nikelio lydiniai. Taip pat gali būti naudojami aliuminio lydiniai ir metalai, tokie kaip tantalas ar cirkonis.

Įvairių rūšių plastikai vis dažniau naudojami kaip vamzdynų medžiaga dėl didelio atsparumo korozijai, mažo svorio ir lengvo apdirbimo. Ši medžiaga tinka nuotekų vamzdynams.

Dujotiekio jungiamosios detalės

Montavimo vietoje surenkami vamzdynai iš plastikinių medžiagų, tinkamų suvirinimui. Tokios medžiagos yra plienas, aliuminis, termoplastikas, varis ir kt. Tiesioms vamzdžių atkarpoms sujungti naudojamos specialiai pagamintos jungiamosios detalės, pavyzdžiui, alkūnės, posūkiai, vartai ir skersmens sumažinimai (1.3 pav.). Šios jungiamosios detalės gali būti bet kurio vamzdyno dalis.

Vamzdžių jungtys

Atskiroms dujotiekio dalims ir jungiamosioms detalėms montuoti naudojamos specialios jungtys. Jie taip pat naudojami reikalingų jungiamųjų detalių ir prietaisų prijungimui prie dujotiekio.

Jungtys parenkamos (1.4 pav.) priklausomai nuo:

medžiagos, naudojamos vamzdžių ir jungiamųjų detalių gamybai. Pagrindinis atrankos kriterijus yra suvirinimo galimybė.
darbo sąlygos: žemas arba aukštas slėgis, taip pat žema arba aukšta temperatūra.
gamybos reikalavimai, taikomi vamzdynų sistemai.
nuimamų arba nuolatinių jungčių buvimas dujotiekio sistemoje.

Ryžiai. 1.4 Vamzdžių jungčių tipai

Vamzdžių ir jų įrangos tiesinis plėtimas

Geometrinė objektų forma gali būti keičiama tiek juos veikiant jėga, tiek keičiant jų temperatūrą. Šie fizikiniai reiškiniai lemia tai, kad dujotiekis, sumontuotas neapkrautoje būsenoje ir be šiluminio poveikio, eksploatuojant slėgį ar temperatūrą patiria tam tikrų linijinių išsiplėtimų arba susitraukimų, o tai neigiamai veikia jo veikimą.

Tuo atveju, kai nėra galimybės kompensuoti išsiplėtimo, susidaro vamzdynų sistemos deformacija. Tokiu atveju gali būti pažeisti flanšo sandarikliai ir tos vietos, kur vamzdžiai yra sujungti vienas su kitu.

Terminis linijinis plėtimasis

Tvarkant vamzdynus svarbu atsižvelgti į galimą ilgio pokytį dėl temperatūros padidėjimo arba vadinamojo šiluminio linijinio plėtimosi, žymimo ΔL. Ši vertė priklauso nuo vamzdžio ilgio, kuris žymimas L o ir temperatūrų skirtumo Δϑ \u003d ϑ2-ϑ1 (1.5 pav.).

Aukščiau pateiktoje formulėje a yra tam tikros medžiagos šiluminio linijinio plėtimosi koeficientas. Šis indikatorius yra lygus 1 m ilgio vamzdžio tiesiniam išsiplėtimui, kai temperatūra padidėja 1 ° C.

Vamzdžio plėtimosi kompensavimo elementai

Vamzdžių vingiai

Dėl specialių vingių, kurie suvirinami į vamzdyną, galima kompensuoti natūralų vamzdžių tiesinį plėtimąsi. Tam naudojami kompensuojantys U formos, Z formos ir kampiniai vingiai, taip pat lyros kompensatoriai (1.6 pav.).

Ryžiai. 1.6 Vamzdžio posūkių kompensavimas

Jie suvokia vamzdžių linijinį plėtimąsi dėl jų pačių deformacijos. Tačiau šis metodas įmanomas tik su tam tikrais apribojimais. Aukšto slėgio vamzdynuose plėtimuisi kompensuoti naudojamos alkūnės skirtingais kampais. Dėl tokiuose vingiuose veikiančio slėgio gali padidėti korozija.

Banguotos vamzdžių kompensacinės jungtys

Šis prietaisas susideda iš plonasienio metalinio gofruoto vamzdžio, kuris vadinamas dumpliniu ir ištemptas vamzdyno kryptimi (1.7 pav.).

Šie įrenginiai montuojami vamzdyne. Išankstinė apkrova naudojama kaip speciali kompensacinė jungtis.

Jei mes kalbame apie ašines plėtimosi jungtis, tada jos gali kompensuoti tik tuos linijinius plėtimus, kurie atsiranda išilgai vamzdžio ašies. Siekiant išvengti šoninio judėjimo ir vidinio užteršimo, naudojamas vidinis kreipiamasis žiedas. Siekiant apsaugoti dujotiekį nuo išorinių pažeidimų, paprastai naudojamas specialus pamušalas. Kompensacinės jungtys, kuriose nėra vidinio kreipiamojo žiedo, sugeria šoninį judėjimą ir vibraciją, kuri gali kilti iš siurblių.

Vamzdžių izoliacija

Jei vamzdynu juda aukštos temperatūros terpė, ji turi būti izoliuota, kad būtų išvengta šilumos nuostolių. Tuo atveju, kai žemos temperatūros terpė juda vamzdynu, izoliacija naudojama siekiant užkirsti kelią jos įkaitimui nuo išorinės aplinkos. Izoliacija tokiais atvejais atliekama naudojant specialias izoliacines medžiagas, kurios dedamos aplink vamzdžius.

Tokios medžiagos, kaip taisyklė, naudojamos:

Esant žemai temperatūrai iki 100°C, naudojamos standžios putos, tokios kaip polistirenas arba poliuretanas.
Esant vidutinei temperatūrai apie 600°C, naudojami forminiai apvalkalai arba mineraliniai pluoštai, tokie kaip akmens vata arba stiklo veltinys.
Esant aukštai temperatūrai apie 1200 ° C - keramikos pluoštas, pavyzdžiui, aliuminio oksidas.

Vamzdžiai, kurių vardinis skersmuo mažesnis nei DN 80, o izoliacijos sluoksnio storis mažesnis nei 50 mm, dažniausiai izoliuojami izoliacinėmis jungiamosiomis detalėmis. Tam aplink vamzdį uždedami du apvalkalai ir tvirtinami metaline juostele, o po to uždaromi skardiniu apvalkalu (1.8 pav.).

Vamzdynai, kurių vardinis skersmuo didesnis nei DN 80, turi būti apšiltinti su apatiniu karkasu (1.9 pav.). Šį rėmą sudaro tvirtinimo žiedai, tarpikliai ir metalinė danga, pagaminta iš cinkuoto švelnaus plieno arba nerūdijančio plieno lakšto. Tarp dujotiekio ir metalinio korpuso erdvė užpildyta izoliacine medžiaga.

Izoliacijos storis skaičiuojamas nustačius jos pagaminimo kaštus bei nuostolius, atsirandančius dėl šilumos nuostolių, ir svyruoja nuo 50 iki 250 mm.

Šilumos izoliacija turi būti atliekama per visą vamzdynų sistemos ilgį, įskaitant vingių ir posūkių vietas. Labai svarbu užtikrinti, kad nebūtų neapsaugotų vietų, kurios gali sukelti šilumos nuostolius. Flanšinės jungtys ir jungiamosios detalės turi būti su forminiais izoliaciniais elementais (1.10 pav.). Taip užtikrinamas netrukdomas priėjimas prie prijungimo taško, jei įvykus nuotėkiui nereikia šalinti izoliacinės medžiagos iš visos vamzdynų sistemos.

Teisingai pasirinkus vamzdynų sistemos izoliaciją, išsprendžiama daug problemų, tokių kaip:

Vengiama stipraus temperatūros kritimo tekančioje terpėje ir dėl to taupoma energija.
Temperatūros kritimo žemiau rasos taško dujotiekių sistemose prevencija. Taigi galima išvengti kondensato susidarymo, kuris gali sukelti didelę korozijos žalą.
Venkite kondensato išsiskyrimo į garo vamzdynus.

31132 0 22

Vamzdžių talpa: paprasta apie kompleksą

Kaip vamzdžio pralaidumas kinta priklausomai nuo skersmens? Kokie veiksniai, be skerspjūvio, turi įtakos šiam parametrui? Galiausiai, kaip apskaičiuoti, nors ir apytiksliai, žinomo skersmens vandens tiekimo sistemos pralaidumą? Straipsnyje pabandysiu pateikti paprasčiausius ir prieinamiausius atsakymus į šiuos klausimus.

Mūsų užduotis yra išmokti apskaičiuoti optimalų vandens vamzdžių skerspjūvį.

Kodėl to reikia

Hidraulinis skaičiavimas leidžia gauti optimalų minimumas dujotiekio skersmuo.

Viena vertus, statant ir remontuojant visada katastrofiškai pritrūksta pinigų, o vamzdžių tiesinio metro kaina didėjant skersmeniui auga netiesiškai. Kita vertus, nepakankamai įvertinus vandens tiekimo sekciją, dėl hidraulinio pasipriešinimo gali sumažėti pernelyg didelis slėgis.

Esant srauto greičiui tarpiniame įrenginyje, slėgio kritimas galiniame įrenginyje lems tai, kad vandens temperatūra atidarius šalto ir karšto vandens čiaupus labai pasikeis. Dėl to būsite apipilti lediniu vandeniu arba nuplikyti verdančiu vandeniu.

Apribojimai

Sąmoningai apribosiu svarstomų užduočių apimtį iki nedidelio privataus namo santechnikos. Yra dvi priežastys:

Skirtingo klampumo dujos ir skysčiai, gabenami vamzdynu, elgiasi visiškai skirtingai. Atsižvelgus į gamtinių ir suskystintų dujų, naftos ir kitų terpių elgseną, šios medžiagos tūris padidėtų kelis kartus ir nutoltume nuo mano specialybės – santechnikos;
Jei pastatas yra didelis su daugybe santechnikos įrenginių, hidrauliniam vandens tiekimo skaičiavimui reikės apskaičiuoti tikimybę, kad vienu metu bus naudojami keli vandens įleidimo taškai. Mažame name apskaičiavimas atliekamas pagal didžiausią visų turimų prietaisų paklausą, o tai labai supaprastina užduotį.

Faktoriai

Hidraulinis vandens tiekimo sistemos skaičiavimas yra vieno iš dviejų dydžių paieška:

Žinomo skerspjūvio vamzdžio pralaidumo apskaičiavimas;
Optimalaus skersmens apskaičiavimas su žinomu planuojamu srautu.

Realiomis sąlygomis (projektuojant vandens tiekimo sistemą) antroji užduotis yra daug dažniau reikalinga.

Buitinė logika rodo, kad maksimalų vandens srautą vamzdynu lemia jo skersmuo ir įėjimo slėgis. Deja, realybė yra daug sudėtingesnė. Faktas yra tas vamzdis turi hidraulinį pasipriešinimą: Paprasčiau tariant, srautas sulėtėja dėl trinties į sienas. Be to, sienų medžiaga ir būklė nuspėjamai turi įtakos stabdymo laipsniui.

Čia yra visas veiksnių, turinčių įtakos vandens vamzdžio veikimui, sąrašas:

Slėgis vandens tiekimo pradžioje (skaitykite - slėgis trasoje);
šališkumas vamzdžiai (jo aukščio pasikeitimas virš sąlyginio žemės lygio pradžioje ir pabaigoje);

Medžiaga sienos. Polipropilenas ir polietilenas turi daug mažiau šiurkštumo nei plienas ir ketus;
Amžius vamzdžiai. Laikui bėgant plienas apauga rūdžių ir kalkių nuosėdomis, kurios ne tik padidina šiurkštumą, bet ir sumažina dujotiekio vidinį prošvaisą;

Tai netaikoma stiklo, plastiko, vario, cinkuoto ir metalo-polimero vamzdžiams. Jie yra kaip nauji net po 50 metų eksploatavimo. Išimtis yra vandens tiekimo dumblėjimas su dideliu kiekiu suspensijų ir filtrų nebuvimas įleidimo angoje.

Kiekis ir kampas posūkiai;
Skersmens pokyčiai Santechnikos darbai;
Buvimas ar nebuvimas suvirinimo siūlės, litavimo briaunos ir jungiamosios detalės;

Uždarymo vožtuvai. Net pilno angos rutuliniai vožtuvai turi tam tikrą pasipriešinimą tekėjimui.

Bet koks dujotiekio pajėgumo skaičiavimas bus labai apytikslis. Norom nenorom turėsime naudoti vidutinius koeficientus, būdingus mums artimoms sąlygoms.

Torricelli įstatymas

Evangelista Torricelli, gyvenusi XVII amžiaus pradžioje, žinoma kaip Galilėjaus Galilėjaus mokinė ir pačios atmosferos slėgio sampratos autorė. Jam taip pat priklauso formulė, apibūdinanti vandens, išliejamo iš indo per žinomų matmenų angą, srautą.

Kad Torricelli formulė veiktų, būtina:

Kad žinotume vandens slėgį (vandens stulpelio aukštį virš skylės);

Viena atmosfera po žemės gravitacija gali pakelti vandens stulpelį 10 metrų. Todėl slėgis atmosferoje paverčiamas galvute tiesiog padauginus iš 10.

Kad skylė būtų žymiai mažesnis už indo skersmenį, taip pašalinant slėgio praradimą dėl trinties į sienas.

Praktiškai Torricelli formulė leidžia apskaičiuoti vandens srautą per vamzdį, kurio vidinė atkarpa yra žinomų matmenų, esant žinomam momentiniam aukščiui tekėjimo metu. Paprasčiau tariant: norėdami naudoti formulę, prieš čiaupą turite sumontuoti manometrą arba apskaičiuoti vandens tiekimo slėgio kritimą esant žinomam slėgiui linijoje.

Pati formulė atrodo taip: v^2=2gh. Jame:

v yra srauto greitis ties išleidimo anga, metrais per sekundę;
g – kritimo pagreitis (mūsų planetai jis lygus 9,78 m/s^2);
h - galva (vandens stulpelio aukštis virš skylės).

Kaip tai padės mums atlikti savo užduotį? Ir faktas, kad skysčio tekėjimas per angą(tas pats pralaidumas) yra lygus S*v, kur S yra angos skerspjūvio plotas, o v yra srauto greitis pagal aukščiau pateiktą formulę.

Kapitonas Įrodymai siūlo: žinant skerspjūvio plotą, lengva nustatyti vidinį vamzdžio spindulį. Kaip žinote, apskritimo plotas apskaičiuojamas kaip π*r^2, kur π suapvalintas iki 3,14159265.

Šiuo atveju Torricelli formulė atrodys taip: v^2=2*9.78*20=391.2. Kvadratinė šaknis iš 391,2 suapvalinta iki 20. Tai reiškia, kad vanduo iš skylės ištekės 20 m/s greičiu.

Apskaičiuojame skylės, per kurią teka upelis, skersmenį. Pavertę skersmenį į SI vienetus (metrus), gauname 3,14159265*0,01^2=0,0003141593. O dabar apskaičiuojame vandens srautą: 20 * 0,0003141593 \u003d 0,006283186 arba 6,2 litro per sekundę.

Atgal i realybe

Gerbiamas skaitytojau, drįsčiau pasiūlyti, kad prieš maišytuvą nebūtų sumontuotas manometras. Akivaizdu, kad tikslesniam hidrauliniam skaičiavimui reikia papildomų duomenų.

Paprastai skaičiavimo uždavinys sprendžiamas priešingai: esant žinomam vandens srautui per santechniką, vandens vamzdžio ilgį ir jo medžiagą, parenkamas skersmuo, užtikrinantis slėgio kritimą iki priimtinų verčių. Ribojantis veiksnys yra srauto greitis.

Nuorodiniai duomenys

Vidaus vandens vamzdžių debitas laikomas 0,7 - 1,5 m/s. Viršijus pastarąją vertę, atsiranda hidraulinis triukšmas (pirmiausia posūkiuose ir jungiamosiose detalėse).

Vandens suvartojimo normas santechnikos įrenginiams lengva rasti norminiuose dokumentuose. Visų pirma, jie pateikiami SNiP 2.04.01-85 priede. Kad išgelbėčiau skaitytoją nuo ilgų paieškų, pateiksiu šią lentelę čia.

Lentelėje pateikiami maišytuvų su aeratoriais duomenys. Jų nebuvimas suvienodina srautą per kriauklę, praustuvą ir dušo maišytuvus su srautu per maišytuvą maudantis vonioje.

Leiskite jums priminti, kad jei norite savo rankomis apskaičiuoti privataus namo vandens tiekimą, susukite vandens suvartojimą visiems sumontuotiems prietaisams. Jei šios instrukcijos nesilaikysite, jūsų lauks netikėtumai, pavyzdžiui, staigus temperatūros kritimas duše atidarius karšto vandens čiaupą.

Jei pastate yra priešgaisrinis vandentiekis, prie planuojamo debito pridedama 2,5 l/s kiekvienam hidrantui. Priešgaisriniam vandeniui tiekti srauto greitis ribojamas iki 3 m/s: gaisro atveju hidraulinis triukšmas yra paskutinis dalykas, kuris nervins gyventojus.

Skaičiuojant slėgį, paprastai daroma prielaida, kad prietaiso kraštutiniu atstumu nuo įvesties jis turi būti ne mažesnis kaip 5 metrai, o tai atitinka 0,5 kgf / cm2 slėgį. Kai kurie santechnikos įrenginiai (tekančio vandens šildytuvai, automatinių skalbimo mašinų pildymo vožtuvai ir kt.) tiesiog neveikia, jei slėgis vandentiekyje yra mažesnis nei 0,3 atmosferos. Be to, būtina atsižvelgti į paties įrenginio hidraulinius nuostolius.

Nuotraukoje - momentinis vandens šildytuvas Atmor Basic. Tai apima šildymą tik esant 0,3 kgf/cm2 ir didesniam slėgiui.

Srauto greitis, skersmuo, greitis

Leiskite jums priminti, kad jie yra susieti vienas su kitu dviem formulėmis:

Q=SV. Vandens debitas kubiniais metrais per sekundę lygus skerspjūvio plotui kvadratiniais metrais, padaugintam iš debito metrais per sekundę;
S = r ^ 2. Skerspjūvio plotas apskaičiuojamas kaip skaičiaus „pi“ ir spindulio kvadrato sandauga.

Kur galiu gauti vidinės sekcijos spindulio reikšmes?

Plieniniams vamzdžiams su mažiausia paklaida yra lygi pusė kontrolės(sąlyginis praėjimas, kuris pažymėtas vamzdžio valcavimu);
Polimerui, metalo polimerui ir kt. vidinis skersmuo lygus skirtumui tarp išorinio, kuriuo pažymėti vamzdžiai, ir dvigubo sienelės storio (jis taip pat dažniausiai būna žymėjime). Spindulys atitinkamai yra pusė vidinio skersmens.

Vidinis skersmuo yra 50-3 * 2 = 44 mm, arba 0,044 metro;
Spindulys bus 0,044/2=0,022 metro;
Vidinės sekcijos plotas bus lygus 3,1415 * 0,022 ^ 2 \u003d 0,001520486 m2;
Esant 1,5 metro per sekundę srautui, srautas bus 1,5 * 0,001520486 = 0,002280729 m3 / s arba 2,3 litro per sekundę.

galvos praradimas

Kaip apskaičiuoti, kiek prarandamas slėgis vandens tiekimo sistemoje su žinomais parametrais?

Paprasčiausia slėgio kritimo skaičiavimo formulė yra H = iL(1+K). Ką reiškia jame esantys kintamieji?

H – branginamas slėgio kritimas metrais;
aš - vandens vamzdžio skaitiklio hidraulinis nuolydis;
L – vandens tiekimo ilgis metrais;
K- koeficientas, kuris leidžia supaprastinti slėgio kritimo ant uždarymo vožtuvų skaičiavimą ir . Jis susietas su vandens tiekimo tinklo paskirtimi.

Kur galiu gauti šių kintamųjų reikšmes? Na, išskyrus vamzdžio ilgį – ruletės dar niekas neatšaukė.

Koeficientas K yra lygus:

Su hidrauliniu nuolydžiu vaizdas yra daug sudėtingesnis. Vamzdžio pasipriešinimas tekėjimui priklauso nuo:

Vidinė sekcija;
Sienų šiurkštumas;
Srauto dydžiai.

1000i verčių sąrašą (hidraulinis nuolydis 1000 metrų vandens tiekimo) galite rasti Shevelev lentelėse, kurios iš tikrųjų naudojamos hidrauliniam skaičiavimui. Lentelės yra per didelės gaminiui, nes jos pateikia 1000i vertes visiems galimiems skersmenims, srautams ir pataisytoms medžiagoms.

Štai mažas Shevelev stalo fragmentas, skirtas 25 mm plastikiniam vamzdžiui.

Lentelių autorius pateikia ne vidinės sekcijos slėgio kritimo reikšmes, o standartinius vamzdžius žyminčius dydžius, pritaikytus pagal sienelės storį. Tačiau lentelės buvo paskelbtos 1973 m., kai dar nebuvo susiformavęs atitinkamas rinkos segmentas.
Skaičiuodami atminkite, kad metalo-plastiko atveju geriau imti vertes, atitinkančias vienu žingsniu mažesnį vamzdį.

Šia lentele apskaičiuokime slėgio kritimą polipropileno vamzdyje, kurio skersmuo 25 mm ir ilgis 45 metrai. Susitarkime, kad projektuojame vandentiekį buičiai.

Kai srauto greitis yra kuo artimesnis 1,5 m/s (1,38 m/s), 1000i vertė bus lygi 142,8 metro;
Vieno metro vamzdžio hidraulinis nuolydis bus lygus 142,8 / 1000 \u003d 0,1428 metro;
Buitinio vandens vamzdžių pataisos koeficientas yra 0,3;
Visa formulė bus H=0,1428*45(1+0,3)=8,3538 metro. Tai reiškia, kad vandens tiekimo pabaigoje, kai vandens srautas yra 0,45 l / s (vertė iš lentelės kairiojo stulpelio), slėgis sumažės 0,84 kgf / cm2, o esant 3 atmosferoms įleidimo angoje. būti gana priimtina 2,16 kgf / cm2.

Šią vertę galima naudoti nustatant suvartojimas pagal Torricelli formulę. Skaičiavimo metodas su pavyzdžiu pateiktas atitinkamoje straipsnio dalyje.

Be to, norint apskaičiuoti maksimalų srautą per vandens tiekimo sistemą su žinomomis charakteristikomis, visos Shevelev lentelės stulpelyje „Srauto greitis“ galima pasirinkti tokią vertę, kuriai esant slėgis vamzdžio gale nenukrenta. žemiau 0,5 atmosferos.

Išvada

Gerbiamas skaitytojau, jei aukščiau pateiktos instrukcijos, nepaisant didelio supaprastinimo, vis tiek atrodė varginančios, tiesiog naudokite vieną iš daugelio internetiniai skaičiuotuvai. Kaip visada, daugiau informacijos galite rasti šio straipsnio vaizdo įraše. Būsiu dėkingas už papildymus, pataisymus ir pastabas. Sėkmės, bendražygiai!

2016 m. liepos 31 d

Jei norite išreikšti padėką, pridėti paaiškinimą ar prieštaravimą, ko nors paklauskite autoriaus – pakomentuokite arba padėkokite!

Skysčio srauto priklausomybė nuo slėgio skirtumo. Vamzdynų skaičiavimas ir parinkimas. Optimalus vamzdyno skersmuo