Afacerile și casele consumă cantități mari de apă. Acești indicatori digitali devin nu numai dovezi ale unei valori specifice care indică debitul.
În plus, ele ajută la determinarea diametrului sortimentului de țevi. Mulți oameni cred că este imposibil să se calculeze debitul de apă în funcție de diametrul țevii și de presiune, deoarece aceste concepte nu sunt complet legate între ele.
Dar practica a arătat că nu este cazul. Capacitatea de transfer a rețelei de alimentare cu apă depinde de mulți indicatori, iar primul din această listă va fi diametrul sortimentului de conducte și presiunea din conductă.
Se recomandă să se calculeze debitul unei conducte în funcție de diametrul acesteia chiar și în faza de proiectare a construcției conductei. Datele obținute determină parametrii cheie nu numai ai locuinței, ci și ai autostrăzii industriale. Toate acestea vor fi discutate în continuare.
Calculăm debitul conductei folosind un calculator online
ATENŢIE! Pentru a calcula corect, trebuie să acordați atenție că 1kgf / cm2 = 1 atmosferă; 10 metri coloană de apă = 1 kgf / cm2 = 1 atm; 5 metri de coloană de apă = 0,5 kgf / cm2 și = 0,5 atm, etc. Numerele fracționale în calculatorul online sunt introduse printr-un punct (de exemplu: 3,5 în loc de 3,5)
Introduceți parametrii pentru calcul:
Ce factori afectează permeabilitatea lichidului prin conductă
Criteriile care influențează indicatorul descris alcătuiesc o listă lungă. Iată câteva dintre ele.
- Diametrul interior pe care îl are conducta.
- Debitul, care depinde de presiunea din conductă.
- Material luat pentru producerea sortimentului de țevi.
Determinarea debitului de apă la ieșirea din conductă se realizează în funcție de diametrul conductei, deoarece această caracteristică, împreună cu altele, afectează debitul sistemului. De asemenea, atunci când se calculează cantitatea de fluid consumată, nu se poate reduce grosimea peretelui, a cărui determinare se efectuează pe baza capului intern așteptat.
S-ar putea chiar argumenta că numai lungimea rețelei nu afectează definiția „geometriei conductei”. Iar secțiunea, șeful și alți factori joacă un rol foarte important.
În plus, unii parametri ai sistemului au un efect indirect mai degrabă decât direct asupra debitului. Aceasta include vâscozitatea și temperatura mediului pompat.
Rezumând un mic rezumat, putem spune că determinarea debitului vă permite să stabiliți cu exactitate tipul optim de material pentru construcția sistemului și să faceți alegerea tehnologiei utilizate pentru asamblarea acestuia. În caz contrar, rețeaua nu va funcționa eficient și va necesita reparații de urgență frecvente.
Calculul consumului de apă prin diametru teava rotunda depinde de ea mărimea... În consecință, pe o secțiune mai mare, pentru o anumită perioadă de timp, se va efectua deplasarea unei cantități semnificative de lichid. Dar, efectuând calculul și ținând cont de diametru, presiunea nu poate fi redusă.
Dacă luăm în considerare acest calcul pe un exemplu specific, se dovedește că mai puțin lichid va trece printr-o gaură de 1 cm printr-o gaură de 1 cm decât printr-o conductă care atinge o înălțime de câteva zeci de metri. Acest lucru este firesc, deoarece cel mai mare nivel de consum de apă de pe șantier va atinge cele mai mari rate la presiunea maximă din rețea și la cele mai mari valori ale volumului acesteia.
Priveste filmarea
Calcule sectiuni conform SNIP 2.04.01-85
În primul rând, trebuie să înțelegeți că calcularea diametrului unui canal este un proces de inginerie complex. Acest lucru va necesita cunoștințe de specialitate. Dar, atunci când se realizează construcția de uz casnic a unui canal de apă, adesea calculul hidraulic asupra secțiunii se efectuează independent.
Acest tip de calcul al debitului pentru un canal se poate face în două moduri. Primul este datele tabelare. Dar, referindu-ne la tabele, este necesar să se cunoască nu numai numărul exact de robinete, ci și recipientele pentru colectarea apei (băi, chiuvete) și alte lucruri.
Doar dacă aveți aceste informații despre sistemul de canalizare, puteți utiliza tabelele furnizate de SNIP 2.04.01-85. Potrivit acestora, volumul de apă este determinat de circumferința țevii. Iată unul dintre aceste tabele:
Volumul exterior al sortimentului de țevi (mm)
Cantitatea aproximativă de apă care se obține în litri pe minut
Cantitatea aproximativă de apă, calculată în m3 pe oră
Dacă vă concentrați pe normele SNIP, atunci puteți vedea următoarele în ele - volumul zilnic de apă consumat de o persoană nu depășește 60 de litri. Aceasta este cu condiția ca casa să nu fie dotată cu apă curentă, iar într-o situație cu locuințe confortabile, acest volum crește la 200 de litri.
Cu siguranță, aceste date de volum care arată consumul sunt interesante ca informații, dar specialistul în conducte va trebui să determine date complet diferite - acesta este volumul (în mm) și presiunea internă în conductă. Acest lucru nu poate fi găsit întotdeauna în tabel. Iar formulele ajută la aflarea acestor informații mai precis.
Priveste filmarea
Este deja clar că dimensiunile secțiunii transversale ale sistemului afectează calculul hidraulic al consumului. Pentru calculele de acasă, se utilizează formula debitului de apă, care ajută la obținerea rezultatului, având date despre presiunea și diametrul produsului conductei. Iată formula:
Formula pentru calcularea presiunii și a diametrului conductei: q = π × d² / 4 × V
În formula: q arată debitul de apă. Se calculează în litri. d - dimensiunea secțiunii transversale a țevii, este afișată în centimetri. Și V în formulă este desemnarea vitezei de mișcare a fluxului, este afișată în metri pe secundă.
Dacă rețeaua de alimentare cu apă este alimentată de un turn de apă, fără influența suplimentară a pompei de injecție, atunci viteza curgerii este de aproximativ 0,7 - 1,9 m / s. Dacă este conectat un dispozitiv de injecție, atunci pașaportul conține informații despre coeficientul presiunii create și viteza de mișcare a fluxului de apă.
Această formulă nu este singura. Mai sunt multe. Ele pot fi găsite cu ușurință pe Internet.
Pe lângă formula prezentată, trebuie remarcat faptul că pereții interiori ai produselor din conducte au o mare importanță asupra funcționalității sistemului. Deci, de exemplu, produsele din plastic au o suprafață netedă decât omologii din oțel.
Din aceste motive, coeficientul de rezistență al plasticului este semnificativ mai mic. În plus, aceste materiale nu sunt afectate de formațiuni corozive, ceea ce are și un efect pozitiv asupra debitului rețelei de alimentare cu apă.
Determinarea pierderii capului
Calculul trecerii apei se realizează nu numai prin diametrul conductei, ci se calculează prin cădere de presiune... Puteți calcula pierderile folosind formule speciale. Ce formule să folosească, fiecare va decide singur. Pot fi utilizate diferite opțiuni pentru a calcula valorile necesare. Nu există o soluție universală unică pentru această problemă.
Dar, în primul rând, trebuie amintit că lumenul interior al trecerii structurii din plastic și metal-plastic nu se va schimba după douăzeci de ani de funcționare. Și lumenul interior al trecerii structurii metalice va deveni mai mic în timp.
Și acest lucru va atrage după sine pierderea unor parametri. În consecință, viteza apei în conductă în astfel de structuri este diferită, deoarece diametrul rețelei noi și vechi în unele situații va fi vizibil diferit. Valoarea rezistenței în linie va diferi și ea.
De asemenea, înainte de a calcula parametrii necesari pentru trecerea lichidului, trebuie să țineți cont de faptul că pierderile în debitul sistemului de alimentare cu apă sunt asociate cu numărul de spire, fitinguri, tranziții de volum, cu prezența supapelor. și forța de frecare. În plus, toate acestea atunci când se calculează debitul ar trebui efectuate după o pregătire și măsurători atentă.
Calcularea consumului de apă prin metode simple nu este ușor. Dar, cu cea mai mică dificultate, poți oricând să apelezi la specialiști pentru ajutor sau să folosești un calculator online. Apoi puteți conta pe faptul că rețeaua de alimentare cu apă sau de încălzire va funcționa cu eficiență maximă.
Video - cum se calculează consumul de apă
Priveste filmareaMontarea unei conducte nu este foarte dificilă, ci mai degrabă supărătoare. Una dintre cele mai dificile probleme în acest caz este calculul debitului conductei, care afectează direct eficiența și performanța structurii. În acest articol, vom vorbi despre modul în care se calculează debitul unei țevi.
Debitul este unul dintre cei mai importanți indicatori ai oricărei conducte. În ciuda acestui fapt, acest indicator este rareori indicat în marcarea țevii și nu are niciun sens în acest sens, deoarece debitul depinde nu numai de dimensiunile produsului, ci și de proiectarea conductei. De aceea, acest indicator trebuie calculat independent.
Metode de calcul a debitului conductei
- Diametru extern... Acest indicator este exprimat în termeni de distanță de la o parte a peretelui exterior la cealaltă parte. În calcule, acest parametru are denumirea Zi. Diametrul exterior al țevilor este întotdeauna indicat în marcaj.
- Diametru nominal... Această valoare este definită ca diametrul interior, rotunjit la cel mai apropiat număr întreg. La calcul, dimensiunea nominală este afișată ca DN.
Calculul permeabilității conductei poate fi efectuat conform uneia dintre metode, care trebuie selectată în funcție de condițiile specifice de așezare a conductei:
- Calcule fizice... În acest caz, se utilizează formula pentru debitul conductei, ceea ce face posibilă luarea în considerare a fiecărui indicator al structurii. Alegerea formulei este influențată de tipul și scopul conductei - de exemplu, pentru sistemele de canalizare există un set de formule, precum și pentru alte tipuri de structuri.
- Calcule tabelare... Puteți alege cantitatea optimă de permeabilitate folosind un tabel cu valori aproximative, care este cel mai adesea folosit pentru a aranja cablajul într-un apartament. Valorile indicate în tabel sunt destul de vagi, dar acest lucru nu împiedică utilizarea lor în calcule. Singurul dezavantaj al metodei tabelare este că calculează debitul conductei în funcție de diametru, dar nu ia în considerare modificările acestuia din urmă din cauza depunerilor, prin urmare, pentru liniile predispuse la acumulare, acest calcul nu va fi cea mai buna alegere. Pentru a obține rezultate precise, puteți utiliza tabelul Shevelev, care ia în considerare aproape toți factorii care afectează țevile. O astfel de masă este perfectă pentru instalarea de autostrăzi pe terenuri individuale.
- Calcul folosind programe... Multe companii specializate în așezarea conductelor utilizează programe de calculator în activitățile lor care fac posibilă calcularea cu precizie nu numai a debitului conductelor, ci și a multor alți indicatori. Pentru calcule independente, puteți folosi calculatoare online, care, deși au o eroare ceva mai mare, sunt disponibile gratuit. O versiune bună a unui program shareware mare este TAScope, iar în spațiul casnic cel mai popular este Hydrosystem, care ține cont și de nuanțele instalării conductelor în funcție de regiune.
Calculul debitului conductelor de gaz
Proiectarea unei conducte de gaz necesită un grad destul de ridicat de precizie - gazul are un raport de compresie foarte mare, datorită căruia sunt posibile scurgeri chiar și prin microfisuri, ca să nu mai vorbim de rupturi grave. De aceea este foarte important calculul corect al debitului conductei prin care va fi transportat gazul.
Dacă vorbim despre transportul gazelor, atunci debitul conductelor, în funcție de diametru, va fi calculat folosind următoarea formulă:
- Qmax = 0,67 Du2 * p,
Unde p este valoarea presiunii de lucru în conductă, la care se adaugă 0,10 MPa;
Du este dimensiunea nominală a conductei.
Formula de mai sus pentru calcularea debitului unei țevi în funcție de diametru vă permite să creați un sistem care va funcționa într-un mediu casnic.
În construcțiile industriale și la efectuarea calculelor profesionale, se utilizează un alt tip de formulă:
- Qmax = 196,386 Du2 * p / z * T,
Unde z este raportul de compresie al mediului transportat;
T este temperatura gazului transportat (K).
Pentru a evita probleme, profesioniștii trebuie să țină cont de condițiile climatice din regiunea unde va trece atunci când calculează conducta. Dacă diametrul exterior al țevii se dovedește a fi mai mic decât presiunea gazului din sistem, atunci conducta este foarte probabil să fie deteriorată în timpul funcționării, drept urmare va exista o pierdere a substanței transportate și riscul de explozia pe secțiunea de țeavă slăbită va crește.
Dacă este necesar, puteți determina permeabilitatea conductei de gaz folosind un tabel care descrie relația dintre cele mai comune diametre ale conductei și nivelul presiunii de lucru din acestea. În general, tabelele au același dezavantaj pe care îl are debitul conductei calculat în funcție de diametru, și anume incapacitatea de a lua în considerare impactul factorilor externi.
Calculul debitului conductelor de canalizare
La proiectarea unui sistem de canalizare, este imperativ să se calculeze debitul conductei, care depinde direct de tipul acesteia (sistemele de canalizare sunt presurizate și nepresurizate). Pentru calcule se folosesc legile hidraulice. Calculele în sine pot fi efectuate atât folosind formule, cât și prin tabelele corespunzătoare.
Pentru calculul hidraulic al sistemului de canalizare, sunt necesari următorii indicatori:
- Diametrul conductei - Du;
- Viteza medie de mișcare a substanțelor - v;
- Valoarea pantei hidraulice - I;
- Gradul de umplere este h/DN.
De regulă, în timpul calculelor, se calculează doar ultimii doi parametri - după aceea restul poate fi determinat fără probleme. Cantitatea de pantă hidraulică este de obicei egală cu panta solului, ceea ce va asigura că scurgerile se deplasează cu viteza necesară autocurățării sistemului.
Viteza și nivelul maxim de umplere al sistemului de canalizare menajeră sunt determinate conform tabelului, care poate fi scris după cum urmează:
- 150-250 mm - h / DN este de 0,6, iar viteza este de 0,7 m / s.
- Diametru 300-400 mm - h / DN 0,7, viteza 0,8 m / s.
- Diametru 450-500 mm - h / DN 0,75, viteza 0,9 m / s.
- Diametru 600-800 mm - h / DN 0,75, viteza 1 m / s.
- Diametrul 900+ mm - h / DN este de 0,8, viteza - 1,15 m / s.
Pentru un produs cu o secțiune transversală mică, există indicatori standard pentru panta minimă a conductei:
- Cu un diametru de 150 mm, panta nu trebuie să fie mai mică de 0,008 mm;
- Cu un diametru de 200 mm, panta nu trebuie să fie mai mică de 0,007 mm.
Pentru a calcula volumul de efluent, se utilizează următoarea formulă:
- q = a * v,
Unde a este aria zonei de curgere liberă;
v este viteza de transport a apei uzate.
Puteți determina viteza de transport a unei substanțe folosind următoarea formulă:
- v = C√R * i,
unde R este valoarea razei hidraulice,
C este coeficientul de umectare;
i - gradul de panta a structurii.
Din formula anterioară se pot deduce următoarele, care vor determina valoarea pantei hidraulice:
- i = v2 / C2 * R.
Pentru a calcula factorul de umectare, utilizați o formulă ca aceasta:
- С = (1 / n) * R1 / 6,
Unde n este un coeficient care ține cont de gradul de rugozitate, care variază de la 0,012 la 0,015 (în funcție de materialul de fabricație al țevii).
Valoarea R este de obicei echivalată cu o rază normală, dar acest lucru este relevant doar dacă conducta este complet umplută.
Pentru alte situații, se folosește o formulă simplă:
- R = A / P,
Unde A este aria secțiunii transversale a fluxului de apă,
P este lungimea părții interioare a conductei în contact direct cu lichidul.
Calcul tabelar al conductelor de canalizare
De asemenea, este posibil să se determine permeabilitatea conductelor sistemului de canalizare folosind tabele, iar calculele vor depinde direct de tipul de sistem:
- Canalizare cu curgere liberă... Pentru a calcula sistemele de canalizare gravitațională, se folosesc tabele care conțin toți indicatorii necesari. Cunoscând diametrul țevilor de montat, puteți selecta toți ceilalți parametri în funcție de acesta și îi puteți înlocui în formulă (citiți și: ""). În plus, tabelul indică volumul de lichid care trece prin conductă, care coincide întotdeauna cu debitul conductei. Dacă este necesar, puteți utiliza tabelele Lukin, care indică valoarea debitului tuturor țevilor cu un diametru în intervalul de la 50 la 2000 mm.
- Canalizare sub presiune... Determinarea debitului în acest tip de sistem folosind tabele este oarecum mai ușoară - este suficient să cunoașteți gradul maxim de umplere a conductei și viteza medie de transport a lichidului. Citește și: „”.
Tabelul de debit al țevilor din polipropilenă vă permite să aflați toți parametrii necesari pentru aranjarea sistemului.
Calculul debitului de alimentare cu apă
Conductele de apă în construcțiile private sunt cel mai des folosite. În orice caz, sistemul de alimentare cu apă are o sarcină serioasă, prin urmare, calculul debitului conductei este obligatoriu, deoarece vă permite să creați cele mai confortabile condiții de funcționare pentru viitoarea structură.
Pentru a determina permeabilitatea conductelor de apă, puteți utiliza diametrul acestora (citiți și: ""). Desigur, acest indicator nu stă la baza calculării capacității de cross-country, dar influența acestuia nu poate fi exclusă. Creșterea diametrului interior al țevii este direct proporțională cu permeabilitatea acesteia - adică țeava groasă aproape că nu împiedică mișcarea apei și este mai puțin susceptibilă la acumularea diferitelor depuneri.
Cu toate acestea, există și alți indicatori care trebuie luați în considerare. De exemplu, un factor foarte important este coeficientul de frecare al fluidului față de partea interioară a țevii (există valori proprii pentru diferite materiale). De asemenea, merită luată în considerare lungimea întregii conducte și diferența de presiune la începutul sistemului și la ieșire. Un parametru important este numărul de adaptoare diferite prezente în proiectarea sistemului de alimentare cu apă.
Debitul conductelor de alimentare cu apă din polipropilenă poate fi calculat în funcție de mai mulți parametri printr-o metodă tabelară. Unul dintre ele este un calcul în care indicatorul principal este temperatura apei. Pe măsură ce temperatura crește în sistem, lichidul se dilată, astfel încât frecarea crește. Pentru a determina permeabilitatea conductei, trebuie să utilizați tabelul corespunzător. Există și un tabel care vă permite să determinați permeabilitatea în conducte în funcție de presiunea apei.
Cel mai precis calcul al apei în funcție de debitul conductei este posibil de tabelele lui Shevelev. Pe lângă acuratețe și un număr mare de valori standard, aceste tabele conțin formule care vă permit să calculați orice sistem. Acest material descrie pe deplin toate situațiile legate de calculele hidraulice, prin urmare, majoritatea profesioniștilor din acest domeniu folosesc cel mai adesea tabelele lui Shevelev.
Principalii parametri care sunt luați în considerare în aceste tabele sunt:
- Diametre exterioare și interioare;
- Grosimea peretelui conductei;
- Perioada de funcționare a sistemului;
- Lungimea totală a autostrăzii;
- Scopul funcțional al sistemului.
Concluzie
Calculul debitului conductelor poate fi efectuat în diferite moduri. Alegerea metodei optime de calcul depinde de un număr mare de factori - de la dimensiunea conductelor până la scopul și tipul sistemului. În fiecare caz, există opțiuni de calcul mai mult sau mai puțin precise, așa că atât un profesionist specializat în așezarea conductelor, cât și un proprietar care decide să așeze autostrada acasă pot găsi una potrivită.
Capacitatea de transport este un parametru important pentru orice conducte, canale și alți moștenitori ai apeductului roman. Cu toate acestea, debitul nu este întotdeauna indicat pe ambalajul țevii (sau pe produsul în sine). În plus, cât de mult fluid trece conducta prin secțiune depinde și de diagrama conductei. Cum se calculează corect debitul conductelor?
Metode de calcul a debitului conductelor
Există mai multe metode de calculare a acestui parametru, fiecare dintre acestea fiind potrivită pentru un anumit caz. Câteva denumiri care sunt importante în determinarea debitului unei conducte:
Diametrul exterior - dimensiunea fizică a secțiunii de țeavă de la o margine a peretelui exterior la cealaltă. În calcule, este desemnat ca Dn sau Dн. Acest parametru este indicat în marcaj.
Diametrul nominal al alezajului este o valoare aproximativă a diametrului secțiunii interne a țevii, rotunjită la cel mai apropiat număr întreg. În calcule, este desemnat ca Du sau Du.
Metode fizice pentru calcularea debitului conductelor
Valorile debitului conductelor sunt determinate de formule speciale. Pentru fiecare tip de produs - pentru gaz, alimentare cu apă, canalizare - metodele de calcul sunt diferite.
Metode de calcul tabelar
Există un tabel cu valori aproximative creat pentru a facilita determinarea debitului conductelor pentru cablarea intra-apartament. În cele mai multe cazuri, nu este necesară o precizie ridicată, astfel încât valorile pot fi aplicate fără calcule complexe. Dar acest tabel nu ia în considerare scăderea debitului din cauza apariției acumulării de sedimente în interiorul conductei, ceea ce este tipic pentru autostrăzile vechi.
| Tip de lichid | Viteza (m/s) |
| Alimentarea cu apă a orașului | 0,60-1,50 |
| Apa din conducte | 1,50-3,00 |
| Apa de incalzire centrala | 2,00-3,00 |
| Apă sub presiune în conductă | 0,75-1,50 |
| Fluid hidraulic | până la 12 m/s |
| Conducta de petrol | 3,00-7,5 |
| Ulei în sistemul de presiune al conductei | 0,75-1,25 |
| Abur în sistemul de încălzire | 20,0-30,00 |
| Sistem central de conducte de abur | 30,0-50,0 |
| Abur într-un sistem de încălzire cu o temperatură ridicată | 50,0-70,00 |
| Aer și gaz în sistemul central de conducte | 20,0-75,00 |
Există un tabel precis de calcul al debitului, numit tabelul Shevelev, care ia în considerare materialul țevii și mulți alți factori. Aceste mese sunt rareori folosite atunci când se instalează un sistem de alimentare cu apă în jurul unui apartament, dar într-o casă privată cu mai multe coloane nestandard pot fi utile.
Calcul folosind programe
La dispoziția firmelor moderne de instalații sanitare există programe speciale de calculator pentru calcularea debitului conductelor, precum și mulți alți parametri similari. În plus, au fost dezvoltate calculatoare online care, deși mai puțin precise, sunt gratuite și nu necesită instalare pe un PC. Unul dintre programele staționare „TAScope” este o creație a inginerilor occidentali, care este shareware. Companiile mari folosesc Hydrosystem, un program intern care calculează conductele în funcție de criterii care le afectează funcționarea în regiunile Federației Ruse. Pe lângă calculul hidraulic, vă permite să citiți și alți parametri ai conductelor. Prețul mediu este de 150.000 de ruble.
Cum se calculează debitul unei conducte de gaz
Gazul este unul dintre cele mai dificile materiale pentru transport, în special pentru că are proprietatea de a fi comprimat și, prin urmare, este capabil să scape prin cele mai mici goluri din conducte. Există cerințe speciale pentru calcularea debitului conductelor de gaz (precum și pentru proiectarea sistemului de gaz în ansamblu).
Formula pentru calcularea debitului unei conducte de gaz
Debitul maxim al conductelor de gaz este determinat de formula:
Qmax = 0,67 Du2 * p
unde p este egal cu presiunea de funcționare în sistemul de conducte de gaz + 0,10 MPa sau presiunea absolută a gazului;
Du - alezajul nominal al conductei.
Există o formulă complexă pentru calcularea debitului unei conducte de gaz. Atunci când se efectuează calcule preliminare, precum și atunci când se calculează o conductă de gaz casnică, de obicei nu este utilizat.
Qmax = 196,386 Du2 * p / z * T
unde z este coeficientul de compresibilitate;
T este temperatura gazului transportat, K;
Conform acestei formule, se determină dependența directă a temperaturii mediului transportat de presiune. Cu cât valoarea T este mai mare, cu atât gazul se extinde mai mult și se apasă pe pereți. Prin urmare, atunci când calculează conducte mari, inginerii iau în considerare posibilele condiții meteorologice din zona pe unde trece conducta. Dacă valoarea nominală a conductei DN este mai mică decât presiunea gazului generată la temperaturi ridicate vara (de exemplu, la + 38 ... + 45 grade Celsius), atunci conducta este probabil să fie deteriorată. Acest lucru implică scurgerea de materii prime valoroase și creează probabilitatea unei explozii în secțiunea conductei.
Tabelul debitelor conductelor de gaz în funcție de presiune
Există un tabel pentru calcularea debitului unei conducte de gaz pentru diametrele utilizate în mod obișnuit și presiunea nominală de lucru a conductelor. Pentru a determina caracteristicile unei conducte de gaz cu dimensiuni și presiune nestandard, vor fi necesare calcule de inginerie. Temperatura aerului exterior afectează și presiunea, viteza și volumul gazului.
Viteza maximă (W) a gazului din tabel este de 25 m / s, iar z (coeficientul de compresibilitate) este 1. Temperatura (T) este de 20 de grade Celsius sau 293 Kelvin.
| Pwork (MPa) | Debitul conductei (m3 / h), la wgas = 25m / s; z = 1; Т = 20 ° С = 293 ° К | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DN 50 | DN 80 | DN 100 | DN 150 | DN 200 | DN 300 | DN 400 | DN 500 | |
| 0,3 | 670 | 1715 | 2680 | 6030 | 10720 | 24120 | 42880 | 67000 |
| 0,6 | 1170 | 3000 | 4690 | 10550 | 18760 | 42210 | 75040 | 117000 |
| 1,2 | 2175 | 5570 | 8710 | 19595 | 34840 | 78390 | 139360 | 217500 |
| 1,6 | 2845 | 7290 | 11390 | 25625 | 45560 | 102510 | 182240 | 284500 |
| 2,5 | 4355 | 11145 | 17420 | 39195 | 69680 | 156780 | 278720 | 435500 |
| 3,5 | 6030 | 15435 | 24120 | 54270 | 96480 | 217080 | 385920 | 603000 |
| 5,5 | 9380 | 24010 | 37520 | 84420 | 150080 | 337680 | 600320 | 938000 |
| 7,5 | 12730 | 32585 | 50920 | 114570 | 203680 | 458280 | 814720 | 1273000 |
| 10,0 | 16915 | 43305 | 67670 | 152255 | 270680 | 609030 | 108720 | 1691500 |
Debitul conductei de canalizare
Debitul unei conducte de canalizare este un parametru important care depinde de tipul conductei (presiune sau gravitație). Formula de calcul se bazează pe legile hidraulicei. Pe lângă calculul laborios, se folosesc tabele pentru a determina debitul sistemului de canalizare.
Pentru calculul hidraulic al sistemului de canalizare, este necesar să se determine necunoscutele:
- diametrul conductei DN;
- viteza medie de curgere v;
- panta hidraulica l;
- gradul de umplere h / Du (în calcule, ele sunt respinse de raza hidraulică, care este asociată cu această valoare).
În practică, se limitează la calcularea valorii lui l sau h / d, deoarece restul parametrilor sunt ușor de calculat. În calculele preliminare, panta hidraulică este considerată a fi egală cu panta suprafeței pământului, la care mișcarea apei uzate nu va fi mai mică decât viteza de autocurățare. Valorile vitezei, precum și valorile maxime h/DN pentru rețelele domestice pot fi găsite în tabelul 3.
Iulia Petrichenko, expert
În plus, există o valoare standardizată pentru panta minimă pentru țevi cu un diametru mic: 150 mm
(i = 0,008) și 200 (i = 0,007) mm.
Formula pentru debitul volumetric al lichidului arată astfel:
unde a este aria zonei de curgere liberă,
v - viteza curgerii, m / s.
Viteza se calculează folosind formula:
unde R este raza hidraulică;
C este coeficientul de umectare;
De aici, puteți deriva formula pentru panta hidraulică:
Potrivit acestuia, acest parametru este determinat dacă este necesar un calcul.
unde n este factorul de rugozitate, variind de la 0,012 la 0,015, în funcție de materialul țevii.
Raza hidraulică este considerată egală cu raza normală, dar numai atunci când conducta este complet umplută. În alte cazuri, utilizați formula:
unde A este aria de curgere transversală a lichidului,
P este perimetrul umezit sau lungimea transversală a suprafeței interioare a țevii care atinge lichidul.
Tabele de debit al conductelor de canalizare gravitaționale
Tabelul include toți parametrii utilizați pentru efectuarea calculului hidraulic. Datele sunt selectate în funcție de valoarea diametrului țevii și înlocuite în formulă. Aici, debitul volumetric al lichidului q care trece prin secțiunea transversală a țevii a fost deja calculat, care poate fi considerat ca debitul conductei.
În plus, există tabele Lukins mai detaliate care conțin valori gata făcute ale debitului pentru țevi de diferite diametre de la 50 la 2000 mm.
Tabele de debit al sistemelor de canalizare sub presiune
În tabelele cu capacitatea conductelor de presiune de canalizare, valorile depind de gradul maxim de umplere și de viteza medie calculată a apei uzate.
| Diametru, mm | Umplere | Acceptat (pantă optimă) | Viteza apei reziduale în conductă, m/s | Consum, l/s |
| 100 | 0,6 | 0,02 | 0,94 | 4,6 |
| 125 | 0,6 | 0,016 | 0,97 | 7,5 |
| 150 | 0,6 | 0,013 | 1,00 | 11,1 |
| 200 | 0,6 | 0,01 | 1,05 | 20,7 |
| 250 | 0,6 | 0,008 | 1,09 | 33,6 |
| 300 | 0,7 | 0,0067 | 1,18 | 62,1 |
| 350 | 0,7 | 0,0057 | 1,21 | 86,7 |
| 400 | 0,7 | 0,0050 | 1,23 | 115,9 |
| 450 | 0,7 | 0,0044 | 1,26 | 149,4 |
| 500 | 0,7 | 0,0040 | 1,28 | 187,9 |
| 600 | 0,7 | 0,0033 | 1,32 | 278,6 |
| 800 | 0,7 | 0,0025 | 1,38 | 520,0 |
| 1000 | 0,7 | 0,0020 | 1,43 | 842,0 |
| 1200 | 0,7 | 0,00176 | 1,48 | 1250,0 |
Debitul conductei de apă
Conductele sanitare sunt cel mai frecvent utilizate în casă. Și, deoarece sunt sub sarcină grea, calculul debitului principal de apă devine o condiție importantă pentru o funcționare fiabilă.
Permeabilitatea conductei in functie de diametru
Diametrul nu este cel mai important parametru atunci când se calculează permeabilitatea unei țevi, dar afectează și valoarea acesteia. Cu cât diametrul interior al țevii este mai mare, cu atât este mai mare permeabilitatea, precum și șansa de blocaje și dopuri mai mici. Cu toate acestea, pe lângă diametru, este necesar să se țină cont de coeficientul de frecare a apei împotriva pereților țevii (valoarea tabelară pentru fiecare material), lungimea conductei și diferența de presiune a fluidului la intrare și la ieșire. În plus, numărul de coturi și fitinguri din conductă va afecta foarte mult permeabilitatea.
Tabel cu debitul conductelor în funcție de temperatura lichidului de răcire
Cu cât temperatura în țeavă este mai mare, cu atât debitul acesteia este mai mic, deoarece apa se extinde și, prin urmare, creează frecare suplimentară. Acest lucru nu este important pentru sistemul de alimentare cu apă, dar în sistemele de încălzire este un parametru cheie.
Există un tabel pentru calcule pentru căldură și lichid de răcire.
| Diametrul conductei, mm | Lățimea de bandă | |||
|---|---|---|---|---|
| Prin căldură | Prin lichid de răcire | |||
| Apă | Aburi | Apă | Aburi | |
| Gcal/h | t/h | |||
| 15 | 0,011 | 0,005 | 0,182 | 0,009 |
| 25 | 0,039 | 0,018 | 0,650 | 0,033 |
| 38 | 0,11 | 0,05 | 1,82 | 0,091 |
| 50 | 0,24 | 0,11 | 4,00 | 0,20 |
| 75 | 0,72 | 0,33 | 12,0 | 0,60 |
| 100 | 1,51 | 0,69 | 25,0 | 1,25 |
| 125 | 2,70 | 1,24 | 45,0 | 2,25 |
| 150 | 4,36 | 2,00 | 72,8 | 3,64 |
| 200 | 9,23 | 4,24 | 154 | 7,70 |
| 250 | 16,6 | 7,60 | 276 | 13,8 |
| 300 | 26,6 | 12,2 | 444 | 22,2 |
| 350 | 40,3 | 18,5 | 672 | 33,6 |
| 400 | 56,5 | 26,0 | 940 | 47,0 |
| 450 | 68,3 | 36,0 | 1310 | 65,5 |
| 500 | 103 | 47,4 | 1730 | 86,5 |
| 600 | 167 | 76,5 | 2780 | 139 |
| 700 | 250 | 115 | 4160 | 208 |
| 800 | 354 | 162 | 5900 | 295 |
| 900 | 633 | 291 | 10500 | 525 |
| 1000 | 1020 | 470 | 17100 | 855 |
Tabel de debit al conductelor în funcție de presiunea lichidului de răcire
Există un tabel care descrie capacitatea conductelor în funcție de presiune.
| Consum | Lățimea de bandă | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Du pipe | 15 mm | 20 mm | 25 mm | 32 mm | 40 mm | 50 mm | 65 mm | 80 mm | 100 mm |
| Pa / m - mbar / m | mai puțin de 0,15 m/s | 0,15 m/s | 0,3 m/s | ||||||
| 90,0 - 0,900 | 173 | 403 | 745 | 1627 | 2488 | 4716 | 9612 | 14940 | 30240 |
| 92,5 - 0,925 | 176 | 407 | 756 | 1652 | 2524 | 4788 | 9756 | 15156 | 30672 |
| 95,0 - 0,950 | 176 | 414 | 767 | 1678 | 2560 | 4860 | 9900 | 15372 | 31104 |
| 97,5 - 0,975 | 180 | 421 | 778 | 1699 | 2596 | 4932 | 10044 | 15552 | 31500 |
| 100,0 - 1,000 | 184 | 425 | 788 | 1724 | 2632 | 5004 | 10152 | 15768 | 31932 |
| 120,0 - 1,200 | 202 | 472 | 871 | 1897 | 2898 | 5508 | 11196 | 17352 | 35100 |
| 140,0 - 1,400 | 220 | 511 | 943 | 2059 | 3143 | 5976 | 12132 | 18792 | 38160 |
| 160,0 - 1,600 | 234 | 547 | 1015 | 2210 | 3373 | 6408 | 12996 | 20160 | 40680 |
| 180,0 - 1,800 | 252 | 583 | 1080 | 2354 | 3589 | 6804 | 13824 | 21420 | 43200 |
| 200,0 - 2,000 | 266 | 619 | 1151 | 2486 | 3780 | 7200 | 14580 | 22644 | 45720 |
| 220,0 - 2,200 | 281 | 652 | 1202 | 2617 | 3996 | 7560 | 15336 | 23760 | 47880 |
| 240,0 - 2,400 | 288 | 680 | 1256 | 2740 | 4176 | 7920 | 16056 | 24876 | 50400 |
| 260,0 - 2,600 | 306 | 713 | 1310 | 2855 | 4356 | 8244 | 16740 | 25920 | 52200 |
| 280,0 - 2,800 | 317 | 742 | 1364 | 2970 | 4356 | 8566 | 17338 | 26928 | 54360 |
| 300,0 - 3,000 | 331 | 767 | 1415 | 3076 | 4680 | 8892 | 18000 | 27900 | 56160 |
Tabelul debitelor conductei în funcție de diametru (conform lui Shevelev)
Tabelele lui F.A. și A.F.Shevelev sunt una dintre cele mai precise metode tabelare pentru calcularea debitului unui sistem de alimentare cu apă. În plus, ele conțin toate formulele de calcul necesare pentru fiecare material specific. Acesta este un material informativ voluminos folosit cel mai des de inginerii hidraulici.
Tabelele au în vedere:
- diametrele conductei - interior și exterior;
- grosimea peretelui;
- durata de viață a sistemului de alimentare cu apă;
- lungimea liniei;
- numirea conductelor.
Formula de calcul hidraulic
Pentru conductele de apă, se aplică următoarea formulă de calcul:
Calculator online: calculul debitului conductei
Dacă aveți întrebări sau dacă aveți cărți de referință care folosesc metode care nu sunt menționate aici, scrieți în comentarii.
Un sistem de alimentare cu apă este o colecție de conducte și dispozitive care asigură o alimentare neîntreruptă cu apă a diferitelor aparate sanitare și a altor dispozitive pentru funcționarea cărora este necesar. In schimb calculul alimentării cu apă este un set de măsuri, în urma cărora se determină inițial consumul maxim de apă pe secundă, oră și zilnic. Mai mult, nu se calculeaza doar consumul total de lichide, ci si consumul de apa rece si apa calda separat. Restul parametrilor descriși în SNiP 2.04.01-85 * „Alimentarea internă cu apă și canalizarea clădirilor”, precum și diametrul conductei, depind deja de indicatorii consumului de apă. De exemplu, unul dintre acești parametri este diametrul nominal al contorului.
Acest articol prezintă exemplu de calcul al alimentării cu apă pentru alimentarea internă cu apă pentru o clădire privată cu 2 etaje. În urma acestui calcul s-a constatat consumul total de apă al doilea și diametrele conductelor pentru corpurile sanitare situate în baie, în toaletă și în bucătărie. De asemenea, definește secțiunea transversală minimă pentru conducta de intrare în casă. Adică ne referim la o conductă care își are originea la sursa de alimentare cu apă și se termină în punctul în care se ramifică conform consumatorilor.
În ceea ce privește ceilalți parametri prevăzuți în documentul de reglementare menționat anterior, practica arată că nu este necesar să se calculeze pentru o casă privată.
Exemplu de calcul al alimentării cu apă
Datele inițiale
Numarul de persoane care locuiesc in casa este de 4 persoane.
Casa dispune de urmatoarele echipamente sanitare.
Baie:
Baie cu baterie - 1 buc.
San. nodul:
Toaletă cu rezervor de apă - 1 buc.
Bucătărie:
Lavoar cu baterie - 1 buc.
Plată
Formula pentru cel de-al doilea consum maxim de apă:
q c = 5 q 0 tot α, l / s,
Unde: q 0 tot - debitul total al unui dispozitiv consumat, determinat în conformitate cu clauza 3.2. Acceptăm prin adj. 2 pentru o baie - 0,25 l / s, san. nod - 0,1 l / s, bucătărie - 0,12 l / s.
α - coeficient determinat conform Ap. 4 în funcție de probabilitatea P și de numărul de corpuri sanitare N.
Determinarea probabilității de acțiune a dispozitivelor sanitare:
P = (U q hr, u tot) / (q 0 tot N 3600) = (4 10,5) / (0,25 3 3600) = 0,0155,
Unde: U = 4 persoane - numarul consumatorilor de apa.
q hr, u tot = 10,5 l este rata totală a consumului de apă în litri, de către consumator în ora celui mai mare consum de apă. Acceptăm conform adj. 3 pentru bloc de locuit de tip apartament cu alimentare cu apa, canalizare si bai cu boiler pe gaz.
N = 3 buc. - numarul de corpuri sanitare.
Determinarea consumului de apă pentru o baie:
α = 0,2035 - luăm conform tabelului. 2 aplicație. 4 în funcție de NP = 1 · 0,0155 = 0,0155.
q s = 5 0,25 0,2035 = 0,254 l / s.
Determinarea consumului de apă pentru demnitate. nodul:
α = 0,2035 - exact la fel ca în cazul precedent, deoarece numărul de dispozitive este același.
q s = 5 0,1 0,2035 = 0,102 l / s.
Determinarea consumului de apă pentru bucătărie:
α = 0,2035 - ca în cazul precedent.
q s = 5 0,12 0,2035 = 0,122 l / s.
Determinarea consumului total de apă pentru o casă privată:
α = 0,267 - deoarece NP = 3 0,0155 = 0,0465.
q s = 5 0,25 0,267 = 0,334 l / s.
Formula pentru determinarea diametrului sistemului de alimentare cu apă în zona calculată:
d = √ ((4 q s) / (π V)) m,
Unde: d este diametrul interior al conductei în secțiunea calculată, m.
V - debitul de apă, m / s. O luăm egală cu 2,5 m / s în conformitate cu clauza 7.6, care spune că viteza lichidului în alimentarea internă cu apă nu poate depăși 3 m / s.
q c - debitul lichidului la locație, m 3 / s.
Determinarea secțiunii interioare a unei conducte de baie:
d = √ ((4 0, 000254)/ (3,14 2,5)) = 0,0114 m = 11,4 mm.
Determinarea secțiunii interioare a conductei pentru demnitate. nodul:
d = √ ((4 0, 000102)/ (3,14 2,5)) = 0,0072 m = 7,2 mm.
Determinarea secțiunii interioare a țevii pentru bucătărie:
d = √ ((4 0, 000122)/ (3,14 2,5)) = 0,0079 m = 7,9 mm.
Determinarea secțiunii interioare a conductei de intrare în casă:
d = √ ((4 0, 000334)/ (3,14 2,5)) = 0,0131 m = 13,1 mm.
Ieșire: pentru a furniza apă la o baie cu un mixer, este necesară o țeavă cu un diametru interior de cel puțin 11,4 mm, un vas de toaletă într-o demnitate. nod - 7,2 mm, chiuvetă în bucătărie - 7,9 mm. În ceea ce privește diametrul de intrare al sistemului de alimentare cu apă în casă (pentru alimentarea a 3 dispozitive), acesta trebuie să fie de cel puțin 13,1 mm.
Conductele pentru transportul diferitelor lichide fac parte integrantă din instalațiile și instalațiile în care se desfășoară procese de lucru legate de diverse domenii de aplicare. Atunci când alegeți țevi și configurația conductei, costul atât al țevilor în sine, cât și al fitingurilor pentru conducte este de mare importanță. Costul final de pompare a mediului prin conductă este determinat în mare măsură de dimensiunea conductelor (diametru și lungime). Calculul acestor valori se realizează folosind formule special dezvoltate, specifice anumitor tipuri de operațiuni.
O țeavă este un cilindru gol din metal, lemn sau alt material folosit pentru a transporta medii lichide, gazoase și în vrac. Mediul transportat poate fi apa, gaze naturale, abur, produse petroliere etc. Țevile sunt utilizate într-o gamă largă de industrii, de la diverse industrii până la aplicații domestice.
O mare varietate de materiale pot fi folosite pentru a face țevi, cum ar fi oțel, fontă, cupru, ciment, plastic, cum ar fi plasticul ABS, PVC, PVC clorurat, polibutenă, polietilenă etc.
Dimensiunile principale ale unei țevi sunt diametrul acesteia (exterior, interior etc.) și grosimea peretelui, care se măsoară în milimetri sau inci. Se mai folosește o valoare precum diametrul nominal sau alezajul nominal - valoarea nominală a diametrului interior al țevii, măsurată și în milimetri (notat cu DN) sau inci (notat cu DN). Diametrele nominale sunt standardizate și reprezintă principalul criteriu de selecție a țevilor și fitingurilor.
Corespondența dimensiunii nominale în mm și inci:
O țeavă cu o secțiune transversală circulară este preferată față de alte secțiuni geometrice din mai multe motive:
- Un cerc are un raport minim perimetru-zonă, iar atunci când este aplicat unei țevi, aceasta înseamnă că, cu un debit egal, consumul de material pentru țevile rotunde va fi minim în comparație cu țevile de alte forme. Acest lucru implică, de asemenea, costuri cât mai mici pentru izolare și acoperire de protecție;
- O secțiune transversală circulară este cea mai benefică pentru mișcarea unui mediu lichid sau gazos din punct de vedere hidrodinamic. De asemenea, datorită suprafeței interne cât mai mici a țevii pe unitatea de lungime a acesteia, se realizează minimizarea frecării dintre mediul transportat și țeavă.
- Forma rotundă este cea mai rezistentă la presiunile interne și externe;
- Procesul de realizare a țevilor rotunde este destul de simplu și ușor de realizat.
Conductele pot varia foarte mult ca diametru și configurație, în funcție de scopul și domeniul de aplicare. Deci, conductele principale pentru mișcarea apei sau a produselor petroliere pot ajunge la aproape jumătate de metru în diametru cu o configurație destul de simplă, iar serpentinele de încălzire, care sunt și conducte, cu un diametru mic, au o formă complexă cu multe spire.
Este imposibil să ne imaginăm vreo ramură a industriei fără o rețea de conducte. Calculul oricărei astfel de rețele include selecția materialului țevii, întocmirea unui caiet de sarcini, care listează date despre grosimea, dimensiunea țevii, traseul etc. Materiile prime, produsele intermediare și/sau produsele finite trec prin etape de producție, deplasându-se între diferite dispozitive și instalații, care sunt conectate prin conducte și fitinguri. Calculul, selectarea și instalarea corectă a sistemului de conducte sunt necesare pentru implementarea fiabilă a întregului proces, asigurând pomparea în siguranță a mediilor, precum și pentru etanșarea sistemului și prevenirea scurgerilor de substanță pompată în atmosferă.
Nu există o formulă sau o regulă unică care să poată fi utilizată pentru a selecta conductele pentru fiecare aplicație și mediu de operare posibil. În fiecare zonă individuală de aplicare a conductei, există o serie de factori care necesită luare în considerare și pot avea un impact semnificativ asupra cerințelor pentru conductă. De exemplu, atunci când aveți de-a face cu nămol, o conductă mare nu numai că va crește costul instalației, ci va crea și dificultăți operaționale.
De obicei, țevile sunt selectate după optimizarea materialului și a costurilor de exploatare. Cu cât diametrul conductei este mai mare, adică cu cât investiția inițială este mai mare, cu atât va fi mai mică căderea de presiune și, în consecință, cu atât costurile de exploatare sunt mai mici. Dimpotrivă, dimensiunea mică a conductei va reduce costurile primare ale țevilor și fitingurilor în sine, dar o creștere a vitezei va atrage după sine o creștere a pierderilor, ceea ce va duce la necesitatea de a cheltui energie suplimentară pentru pomparea mediului. Limitele de viteză fixate pentru diverse aplicații se bazează pe condiții optime de proiectare. Dimensiunile conductelor sunt calculate folosind aceste coduri, ținând cont de zonele de aplicare.
Proiectarea conductei
La proiectarea conductelor, se iau ca bază următorii parametri de proiectare de bază:
- performanța necesară;
- punctul de intrare și punctul de ieșire al conductei;
- compoziția mediului, inclusiv vâscozitatea și greutatea specifică;
- condiţiile topografice ale traseului conductei;
- presiunea maximă de lucru admisă;
- calcul hidraulic;
- diametrul conductei, grosimea peretelui, limita de curgere la tracțiune a materialului peretelui;
- numărul de stații de pompare, distanța dintre acestea și consumul de energie.
Fiabilitatea conductei
Fiabilitatea în proiectarea conductelor este asigurată prin respectarea codurilor de proiectare adecvate. Formarea personalului este, de asemenea, un factor cheie în asigurarea duratei de viață lungi a conductei și a etanșeității și fiabilității acesteia. Monitorizarea permanentă sau periodică a funcționării conductei poate fi efectuată prin sisteme de monitorizare, contabilitate, control, reglare și automatizare, dispozitive personale de control în producție și dispozitive de siguranță.
Acoperire suplimentară a conductelor
Un strat rezistent la coroziune este aplicat pe exteriorul majorității conductelor pentru a preveni efectele corozive ale coroziunii mediului. În cazul pompării mediilor corozive, pe suprafața interioară a țevilor se poate aplica un strat de protecție. Înainte de punere în funcțiune, toate conductele noi destinate transportului de lichide periculoase sunt testate pentru defecte și scurgeri.
Noțiuni de bază pentru calcularea debitului într-o conductă
Natura fluxului de mediu în conductă și atunci când curge în jurul obstacolelor poate fi foarte diferită de la lichid la lichid. Unul dintre indicatorii importanți este vâscozitatea mediului, caracterizată printr-un astfel de parametru precum coeficientul de vâscozitate. Inginerul-fizician irlandez Osborne Reynolds a efectuat o serie de experimente în 1880, în conformitate cu rezultatele cărora a reușit să obțină o cantitate adimensională care caracterizează natura curgerii unui fluid vâscos, numită criteriul Reynolds și notat Re.
Re = (v L ρ) / μ
Unde:
ρ este densitatea lichidului;
v este debitul;
L este lungimea caracteristică a elementului de curgere;
μ este coeficientul dinamic de vâscozitate.
Adică, criteriul Reynolds caracterizează raportul dintre forțele de inerție și forțele de frecare vâscoase într-un flux de fluid. O modificare a valorii acestui criteriu reflectă o modificare a raportului acestor tipuri de forțe, care, la rândul său, afectează natura curgerii fluidului. În acest sens, se obișnuiește să se distingă trei moduri de curgere în funcție de valoarea criteriului Reynolds. Când 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 2300
| Profilul vitezei curgerii | ||
|---|---|---|
| modul laminar | regim tranzitoriu | regim turbulent |
 |
 |
|
| Natura curgerii | ||
| modul laminar | regim tranzitoriu | regim turbulent |
 |
 |
 |
Criteriul Reynolds este un criteriu de similaritate pentru curgerea unui fluid vâscos. Adică, cu ajutorul său, este posibil să se simuleze un proces real într-o dimensiune redusă, convenabil pentru studiu. Acest lucru este extrem de important, deoarece este adesea extrem de dificil, și uneori chiar imposibil, să se studieze natura fluxurilor de fluid în dispozitive reale din cauza dimensiunilor lor mari.
Calculul conductei. Calculul diametrului conductei
Dacă conducta nu este izolată termic, adică schimbul de căldură între transportat și mediu este posibil, atunci natura debitului din ea se poate schimba chiar și la o viteză constantă (debit). Acest lucru este posibil dacă la intrare mediul pompat are o temperatură suficient de ridicată și curge în regim turbulent. Pe lungimea conductei, temperatura mediului transportat va scădea din cauza pierderilor de căldură către mediu, ceea ce poate presupune o schimbare a regimului de curgere la laminar sau tranzitoriu. Temperatura la care are loc schimbarea de regim se numește temperatura critică. Valoarea vâscozității lichidului depinde direct de temperatură, prin urmare, pentru astfel de cazuri, se utilizează un parametru precum vâscozitatea critică, corespunzător punctului de modificare a regimului de curgere la valoarea critică a criteriului Reynolds:
v cr = (v D) / Re cr = (4 Q) / (π D Re cr)
Unde:
ν cr - vâscozitatea cinematică critică;
Re cr este valoarea critică a criteriului Reynolds;
D este diametrul conductei;
v este debitul;
Q - consum.
Un alt factor important este frecarea dintre peretele conductei și curentul care curge. În acest caz, coeficientul de frecare depinde în mare măsură de rugozitatea pereților conductei. Relația dintre coeficientul de frecare, criteriul Reynolds și rugozitate este stabilită de diagrama Moody, care vă permite să determinați unul dintre parametri, cunoscându-i pe ceilalți doi.
Formula Colebrook-White este, de asemenea, utilizată pentru a calcula coeficientul de frecare al curgerii turbulente. Pe baza acestei formule, se pot construi grafice în funcție de care se stabilește coeficientul de frecare.
(√λ) -1 = -2log (2,51 / (Re √λ) + k / (3,71 d))
Unde:
k - coeficientul de rugozitate a conductei;
λ este coeficientul de frecare.
Există și alte formule pentru calcularea aproximativă a pierderilor prin frecare în timpul fluxului de presiune a lichidului în conducte. Una dintre cele mai frecvent utilizate ecuații în acest caz este ecuația Darcy-Weisbach. Se bazează pe date empirice și este utilizat în principal în modelarea sistemului. Pierderea prin frecare este o funcție a vitezei fluidului și a rezistenței conductei la mișcarea fluidului, exprimată în termeni de rugozitate a pereților conductei.
∆H = λ L / d v² / (2 g)
Unde:
ΔH - pierderea capului;
λ este coeficientul de frecare;
L este lungimea secțiunii conductei;
d - diametrul conductei;
v este debitul;
g este accelerația gravitației.
Pierderea de presiune datorată frecării pentru apă este calculată folosind formula Hazen-Williams.
∆H = 11,23 L 1 / C 1,85 Q 1,85 / D 4,87
Unde:
ΔH - pierderea capului;
L este lungimea secțiunii conductei;
C este coeficientul de rugozitate Heisen-Williams;
Q - consum;
D este diametrul conductei.
Presiune
Presiunea de funcționare a conductei este cea mai mare presiune în exces care asigură modul de funcționare specificat al conductei. Decizia asupra dimensiunii conductei și a numărului de stații de pompare se ia de obicei pe baza presiunii de funcționare a conductelor, a capacității pompei și a costurilor. Presiunea maximă și minimă a conductei, precum și proprietățile mediului de lucru, determină distanța dintre stațiile de pompare și puterea necesară.
Presiune nominală PN - valoare nominală corespunzătoare presiunii maxime a mediului de lucru la 20 ° C, la care este posibilă funcționarea continuă a conductei cu dimensiunile date.
Pe măsură ce temperatura crește, capacitatea de încărcare a țevii scade, la fel ca și suprapresiunea admisibilă ca rezultat. Valoarea pe, zul indică presiunea maximă (g) în sistemul de conducte pe măsură ce temperatura de funcționare crește.
Graficul suprapresiunii permise:
Calculul căderii de presiune în conductă
Calculul căderii de presiune în conductă se face după formula:
∆p = λ L / d ρ / 2 v²
Unde:
Δp este căderea de presiune pe secțiunea conductei;
L este lungimea secțiunii conductei;
λ este coeficientul de frecare;
d - diametrul conductei;
ρ este densitatea mediului pompat;
v este debitul.
Mijloace de lucru transportate
Cel mai adesea, țevile sunt folosite pentru transportul apei, dar pot fi folosite și pentru deplasarea nămolului, suspensiilor, aburului etc. În industria petrolului, conductele sunt folosite pentru pomparea unei game largi de hidrocarburi și amestecurile acestora, care diferă foarte mult în ceea ce privește proprietățile chimice și fizice. Țițeiul poate fi transportat la mai multe distanțe de la câmpurile de pe uscat sau platformele petroliere offshore la terminale, puncte intermediare și rafinării.
Conductele transmit, de asemenea:
- produse rafinate, cum ar fi benzină, combustibil de aviație, kerosen, motorină, păcură etc.;
- materii prime petrochimice: benzen, stiren, propilenă etc.;
- hidrocarburi aromatice: xilen, toluen, cumen etc.;
- combustibili petrolieri lichefiați, cum ar fi gazul natural lichefiat, gazul petrolier lichefiat, propanul (gaze la temperatură și presiune standard, dar lichefiate folosind presiune);
- dioxid de carbon, amoniac lichid (transportat ca lichide sub presiune);
- bitumul și combustibilii vâscoși sunt prea vâscoși pentru a fi transportați prin conducte, prin urmare, fracțiunile distilate de ulei sunt folosite pentru a lichefia aceste materii prime și rezultă un amestec care poate fi transportat prin conductă;
- hidrogen (pe distanțe scurte).
Calitatea mediului transportat
Proprietățile fizice și parametrii mediilor transportate determină în mare măsură parametrii de proiectare și funcționare ai conductei. Greutatea specifică, compresibilitatea, temperatura, vâscozitatea, punctul de curgere și presiunea vaporilor sunt principalii parametri ai mediului de lucru care trebuie luați în considerare.
Greutatea specifică a unui lichid este greutatea acestuia pe unitatea de volum. Multe gaze sunt transportate prin conducte sub presiune ridicată, iar când se atinge o anumită presiune, unele gaze pot suferi chiar lichefiere. Prin urmare, raportul de compresie al mediului este un parametru critic pentru proiectarea conductelor și pentru determinarea capacității de debit.
Temperatura afectează indirect și direct performanța conductei. Aceasta se exprimă prin faptul că lichidul crește în volum după creșterea temperaturii, cu condiția ca presiunea să rămână constantă. O scădere a temperaturii poate afecta, de asemenea, atât performanța, cât și eficiența generală a sistemului. De obicei, atunci când temperatura lichidului scade, aceasta este însoțită de o creștere a vâscozității acestuia, care creează rezistență suplimentară la frecare de-a lungul peretelui interior al țevii, necesitând mai multă energie pentru a pompa aceeași cantitate de lichid. Mediile foarte vâscoase sunt sensibile la modificările temperaturii de funcționare. Vâscozitatea este rezistența unui fluid la curgere și se măsoară în centistokes cSt. Vâscozitatea determină nu numai alegerea pompei, ci și distanța dintre stațiile de pompare.
De îndată ce temperatura mediului scade sub punctul de curgere, funcționarea conductei devine imposibilă și sunt luate mai multe opțiuni pentru a-și relua funcționarea:
- încălzirea mediului sau izolarea termică a conductelor pentru a menține temperatura de funcționare a mediului peste punctul său de curgere;
- modificarea compoziției chimice a mediului înainte de intrarea în conductă;
- diluarea mediului transportat cu apă.
Tipuri de conducte principale
Conductele principale sunt realizate sudate sau fără sudură. Țevile din oțel fără sudură sunt realizate fără suduri longitudinale cu lungimi de oțel tratate termic pentru a obține dimensiunea și proprietățile dorite. Teava sudata este fabricata folosind mai multe procese de fabricatie. Aceste două tipuri diferă unul de celălalt prin numărul de suduri longitudinale din țeavă și prin tipul de echipament de sudură utilizat. Țeava de oțel sudată este tipul cel mai frecvent utilizat în aplicațiile petrochimice.
Fiecare lungime de țeavă este sudată împreună pentru a forma o conductă. De asemenea, in conductele principale, in functie de domeniul de aplicare, se folosesc tevi din fibra de sticla, diverse plastice, azbociment etc.
Pentru a conecta secțiunile de conducte drepte, precum și pentru a trece între secțiunile de conducte de diferite diametre, se folosesc elemente de legătură special realizate (coturi, coturi, porți).
| cot 90 ° | îndoiți 90 ° | ramură de tranziție | ramificare |
 |
 |
 |
|
| cot 180 ° | îndoiți 30 ° | mamelon adaptor | bacsis |
 |
 |
 |
Pentru instalarea părților individuale ale conductelor și fitingurilor, se folosesc conexiuni speciale.
| sudate | flanșată | filetat | ambreiaj |
 |
 |
 |
 |
Alungirea termică a conductei
Când conducta este sub presiune, întreaga sa suprafață interioară este supusă unei sarcini distribuite uniform, care provoacă forțe interne longitudinale în conductă și sarcini suplimentare pe suporturile de capăt. Fluctuațiile de temperatură afectează și conducta, determinând modificări ale dimensiunilor conductei. Forțele într-o conductă fixă în timpul fluctuațiilor de temperatură pot depăși valoarea admisă și pot duce la solicitări excesive, periculoase pentru rezistența conductei, atât în materialul conductei, cât și în îmbinările cu flanșe. Fluctuațiile de temperatură a mediului pompat creează, de asemenea, un stres de temperatură în conductă, care poate fi transmis la fitinguri, stații de pompare etc. Acest lucru poate duce la depresurizarea îmbinărilor conductei, defectarea fitingurilor sau a altor elemente.
Calculul dimensiunilor conductei la schimbarea temperaturii
Calculul modificării dimensiunilor liniare ale conductei cu o schimbare a temperaturii se efectuează conform formulei:
∆L = a L ∆t
a - coeficientul de alungire termică, mm / (m ° C) (vezi tabelul de mai jos);
L - lungimea conductei (distanta dintre suporturile fixe), m;
Δt este diferența dintre max. și min. temperatura mediului pompat, ° С.
Masă de expansiune liniară pentru țevi din diverse materiale
Numerele date reprezintă media pentru materialele enumerate și pentru calcularea conductei din alte materiale, datele din acest tabel nu trebuie luate ca bază. La calcularea conductei, se recomandă utilizarea coeficientului de alungire liniar indicat de producătorul conductei în specificația tehnică sau fișa tehnică însoțitoare.
Dilatarea termică a conductelor este eliminată atât prin utilizarea secțiunilor speciale de compensare ale conductei, cât și prin utilizarea compensatoarelor, care pot consta din părți elastice sau mobile.
Secțiunile de compensare constau din părți drepte elastice ale conductei, situate perpendicular între ele și fixate cu coturi. Cu alungirea termică, creșterea unei piese este compensată de deformarea la încovoiere a celeilalte părți pe plan sau de deformarea încovoirii și torsii în spațiu. Dacă conducta în sine compensează dilatarea termică, atunci aceasta se numește autocompensare.
Compensarea are loc și datorită îndourilor elastice. O parte din alungire este compensată de elasticitatea îndoirilor, cealaltă parte este eliminată datorită proprietăților elastice ale materialului secțiunii situate în spatele îndoirii. Rosturile de dilatație sunt instalate acolo unde nu este posibilă utilizarea secțiunilor de compensare sau când autocompensarea conductei este insuficientă.
Conform designului și principiului de funcționare, există patru tipuri de compensatoare: în formă de U, lentilă, ondulată, cutie de presa. În practică, rosturile de dilatație plate cu formă de L, Z sau U sunt adesea folosite. În cazul rosturilor de dilatație spațială, acestea sunt de obicei 2 secțiuni plate reciproc perpendiculare și au un umăr comun. Rosturile de dilatație elastice sunt realizate din țevi sau discuri elastice sau burduf.
Determinarea dimensiunii optime a diametrului conductelor
Diametrul optim al conductei poate fi găsit pe baza unor calcule tehnice și economice. Dimensiunile conductei, inclusiv dimensiunile și funcționalitatea diferitelor componente, precum și condițiile în care conducta trebuie să funcționeze, determină capacitatea de transport a sistemului. Dimensiunile mai mari ale conductelor sunt potrivite pentru debite mai mari, cu condiția ca celelalte componente din sistem să fie dimensionate și dimensionate corespunzător. De obicei, cu cât lungimea conductei principale dintre stațiile de pompare este mai mare, cu atât este necesară scăderea de presiune în conductă. În plus, o modificare a caracteristicilor fizice ale mediului pompat (vâscozitate etc.) poate avea un efect mare asupra presiunii din conductă.
Dimensiune optimă — Cea mai mică dimensiune adecvată a conductei pentru o anumită aplicație, rentabilă pe toată durata de viață a sistemului.
Formula pentru calcularea performanței conductei:
Q = (π · d²) / 4 · v
Q este debitul lichidului pompat;
d este diametrul conductei;
v este debitul.
În practică, pentru a calcula diametrul optim al conductei, se folosesc valorile vitezelor optime ale mediului pompat, luate din materiale de referință compilate pe baza datelor experimentale:
| Mediul pompat | Gama de viteze optime în conductă, m / s | |
|---|---|---|
| Lichide | Conducerea gravitației: | |
| Lichide vascoase | 0,1 - 0,5 | |
| Lichide cu vâscozitate scăzută | 0,5 - 1 | |
| Transfer cu pompa: | ||
| Partea de aspirare | 0,8 - 2 | |
| Partea de refulare | 1,5 - 3 | |
| Gaze | Pofte naturale | 2 - 4 |
| Presiune scăzută | 4 - 15 | |
| Presiune ridicata | 15 - 25 | |
| Cupluri | Abur supraîncălzit | 30 - 50 |
| Abur saturat sub presiune: | ||
| Mai mult de 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 | |
De aici obținem formula pentru calcularea diametrului optim al țevii:
d о = √ ((4 Q) / (π v о))
Q este debitul specificat al lichidului pompat;
d este diametrul optim al conductei;
v este debitul optim.
La debite mari, se folosesc de obicei conducte cu un diametru mai mic, ceea ce înseamnă costuri mai mici pentru achiziționarea conductei, lucrările de întreținere și instalare a acesteia (notă K 1). Odată cu creșterea vitezei, se înregistrează o creștere a pierderilor de sarcină datorate frecării și a rezistențelor locale, ceea ce duce la creșterea costului de pompare a lichidului (se notează K 2).
Pentru conductele de diametre mari, costurile K 1 vor fi mai mari, iar costurile în timpul funcționării K 2 sunt mai mici. Dacă adăugăm valorile K 1 și K 2, atunci obținem costurile minime totale K și diametrul optim al conductei. Costurile K 1 și K 2 în acest caz sunt date în aceeași perioadă de timp.
Calculul (formula) costurilor de capital pentru o conductă
K 1 = (m C M K M) / n
m este masa conductei, t;
C M - cost de 1 tonă, rub / tonă;
K M - coeficient care crește costul lucrărilor de instalare, de exemplu 1,8;
n - durata de viață, ani.
Costurile de operare indicate sunt legate de consumul de energie:
K 2 = 24 N n zile C E rub / an
N - puterea, kW;
n ДН - numărul de zile lucrătoare pe an;
С Э - costuri pentru un kWh de energie, ruble / kW * h.
Formule de dimensionare a conductelor
Un exemplu de formule generale pentru dimensionarea conductelor fără a lua în considerare posibili factori de influență suplimentari precum eroziunea, solidele în suspensie etc.
| Nume | Ecuația | Limitări posibile |
|---|---|---|
| Flux de lichid și gaz sub presiune | ||
| Pierderea prin frecare Darcy-Weisbach |
d = 12 · [(0,0311 · f · L · Q 2) / (h f)] 0,2 |
Q - debitul volumetric, gal / min; d este diametrul interior al conductei; hf - pierderea capului prin frecare; L este lungimea conductei, picioare; f este coeficientul de frecare; V este debitul. |
| Ecuația debitului total al fluidului | d = 0,64 √ (Q / V) |
Q - debitul volumetric, gal / min |
| Dimensiunea conductei de aspirație a pompei pentru a limita pierderile de sarcină prin frecare | d = √ (0,0744 Q) |
Q - debitul volumetric, gal / min |
| Ecuația debitului total de gaz | d = 0,29 √ ((Q T) / (P V)) |
Q - debitul volumetric, ft³ / min T - temperatura, K P - presiune lb / in² (abs); V - viteza |
| Curgerea gravitațională | ||
| Ecuația Manning pentru calcularea diametrului conductei pentru debitul maxim | d = 0,375 |
Q este debitul volumetric; n este coeficientul de rugozitate; S este panta. |
| Raportul numărului Froude dintre inerție și gravitație | Fr = V / √ [(d / 12) · g] |
g este accelerația gravitației; v este debitul; L - lungimea sau diametrul conductei. |
| Abur și evaporare | ||
| Ecuația de determinare a diametrului conductei pentru abur | d = 1,75 · √ [(W · v_g · x) / V] |
W este debitul masic; Vg este volumul specific al aburului saturat; x - calitatea aburului; V este viteza. |
Debit optim pentru diverse sisteme de conducte
Dimensiunea optimă a conductei este selectată din condiția costurilor minime pentru pomparea mediului prin conductă și costul conductelor. Cu toate acestea, trebuie luate în considerare și limitele de viteză. Uneori, dimensiunea conductei trebuie să corespundă cerințelor procesului. De asemenea, dimensiunea conductei este adesea legată de căderea de presiune. În calculele preliminare de proiectare, în care pierderile de presiune nu sunt luate în considerare, dimensiunea conductei de proces este determinată de viteza admisă.
Dacă există modificări ale direcției de curgere în conductă, aceasta duce la o creștere semnificativă a presiunilor locale la suprafața perpendiculară pe direcția de curgere. Acest tip de creștere este o funcție de viteza fluidului, densitatea și presiunea inițială. Deoarece viteza este invers proporțională cu diametrul, fluidele cu viteză mare necesită o atenție specială la dimensionarea și configurarea conductelor. Dimensiunea optimă a țevii, de exemplu, pentru acidul sulfuric, limitează viteza fluidului la o valoare care previne erodarea pereților în coturile țevii, prevenind astfel deteriorarea structurii țevii.
Curgerea lichidului prin gravitație
Calcularea dimensiunii conductei în cazul unui flux gravitațional este destul de complicată. Natura mișcării cu această formă de curgere în conductă poate fi monofazată (conductă completă) și bifazată (umplere parțială). Curgerea în două faze are loc atunci când în conductă sunt prezente atât lichid, cât și gaz.
În funcție de raportul dintre lichid și gaz, precum și de vitezele acestora, regimul de curgere în două faze poate varia de la balonat la dispersat.
| curgere cu bule (orizontală) | flux de melci (orizontal) | curgerea valurilor | flux dispersat |
 |
 |
 |
 |
Forța de antrenare a fluidului atunci când se deplasează gravitațional este furnizată de diferența de înălțime a punctelor de început și de sfârșit, iar o condiție prealabilă este locația punctului de început deasupra punctului final. Cu alte cuvinte, diferența de înălțimi determină diferența de energie potențială a lichidului în aceste poziții. Acest parametru este luat în considerare și la selectarea unei conducte. În plus, mărimea forței motrice este influențată de valorile presiunii la punctele de început și de sfârșit. O creștere a căderii de presiune implică o creștere a debitului de fluid, care, la rândul său, permite selectarea unei conducte cu un diametru mai mic și invers.
Dacă punctul final este conectat la un sistem presurizat, cum ar fi o coloană de distilare, presiunea echivalentă trebuie scăzută din diferența de înălțime disponibilă pentru a estima presiunea diferențială efectivă generată. De asemenea, dacă punctul de pornire al conductei este sub vid, atunci efectul acestuia asupra presiunii diferențiale totale trebuie luat în considerare la selectarea conductei. Dimensionarea finală a țevii se realizează folosind presiunea diferențială, luând în considerare toți factorii de mai sus și nu se bazează numai pe diferența de înălțime dintre punctele de început și de sfârșit.
Curgerea lichidului fierbinte
Instalațiile de proces se confruntă de obicei cu diverse probleme atunci când manipulează medii fierbinți sau fierbinți. Motivul principal este evaporarea unei părți din fluxul de lichid fierbinte, adică transformarea de fază a lichidului în vapori în conductă sau echipament. Un exemplu tipic este fenomenul de cavitație al unei pompe centrifuge, însoțit de o fierbere punctuală a unui lichid urmată de formarea de bule de vapori (cavitație de vapori) sau eliberarea gazelor dizolvate în bule (cavitație de gaz).
Conductele mai mari sunt preferate din cauza debitului redus față de conductele mai mici la un debit constant datorită NPSH mai mare la conducta de aspirație a pompei. Cavitația cauzată de pierderea presiunii poate fi cauzată și de schimbări bruște ale direcției de curgere sau de reducerea dimensiunii conductei. Amestecul vapor-gaz rezultat creează un obstacol în calea trecerii fluxului și poate provoca deteriorarea conductei, ceea ce face ca fenomenul de cavitație să fie extrem de nedorit în timpul funcționării conductei.
Conducte de derivare a echipamentelor/instrumentelor
Echipamentele și dispozitivele, în special cele care pot crea căderi semnificative de presiune, adică schimbătoare de căldură, supape de control etc., sunt echipate cu conducte de bypass (pentru ca procesul să nu fie întrerupt nici în timpul lucrărilor de întreținere). Astfel de conducte au de obicei 2 supape de închidere instalate în linia instalației și o supapă care reglează debitul în paralel cu instalația.
În timpul funcționării normale, fluxul de fluid, care trece prin componentele principale ale aparatului, suferă o cădere suplimentară de presiune. În consecință, se calculează presiunea de refulare a acesteia, generată de echipamentul conectat, cum ar fi o pompă centrifugă. Pompa este selectată pe baza căderii totale de presiune în instalație. În timpul deplasării prin bypass, această cădere suplimentară de presiune este absentă, în timp ce o pompă în funcțiune oferă același debit de forță în funcție de caracteristicile sale de funcționare. Pentru a evita diferențele în caracteristicile de curgere între aparat și linia de bypass, se recomandă utilizarea unei linii de bypass mai mică cu o supapă de control pentru a crea o presiune echivalentă cu setul principal.
Linie de prelevare
De obicei, o cantitate mică de lichid este luată pentru analiză pentru a determina compoziția acestuia. Prelevarea de probe poate fi efectuată în orice etapă a procesului pentru a determina compoziția materiei prime, a produsului intermediar, a produsului finit sau pur și simplu a substanței transportate, cum ar fi apa reziduală, purtător de căldură etc. Dimensiunea secțiunii conductei care este prelevată va depinde de obicei de tipul de fluid analizat și de locația punctului de prelevare.
De exemplu, pentru gaze la presiune ridicată, conductele mici cu supape sunt suficiente pentru a preleva numărul necesar de probe. Creșterea diametrului liniei de eșantionare va reduce proporția de probă prelevată pentru analiză, dar o astfel de eșantionare devine mai dificil de controlat. În același timp, o linie mică de prelevare nu este potrivită pentru analiza diferitelor suspensii, în care solidele pot înfunda calea curgerii. Astfel, dimensiunea liniei de probă pentru analiza suspensiilor depinde în mare măsură de dimensiunea particulelor solide și de caracteristicile mediului. Concluzii similare se aplică fluidelor vâscoase.
La dimensionarea liniei de eșantionare, este obișnuit să se ia în considerare:
- caracteristicile lichidului de luat;
- pierderea mediului de lucru în timpul selecției;
- cerințe de siguranță în timpul selecției;
- ușurință în utilizare;
- locația punctului de prelevare.
Circulația lichidului de răcire
Pentru conductele cu lichid de răcire în circulație, sunt de preferat viteze mari. Acest lucru se datorează în principal faptului că lichidul de răcire din turnul de răcire este expus la lumina soarelui, ceea ce creează condiții pentru formarea unui strat care conține alge. O parte din acest volum care conține alge intră în lichidul de răcire care circulă. La debite scăzute, algele încep să crească în conducte și, după un timp, îngreunează circulația lichidului de răcire sau trecerea în schimbătorul de căldură. În acest caz, se recomandă o rată de circulație mare pentru a evita formarea blocajelor de alge în conductă. În mod obișnuit, utilizarea lichidului de răcire cu circulație ridicată se găsește în industria chimică, care necesită dimensiuni și lungimi mari de conducte pentru a furniza energie diferitelor schimbătoare de căldură.
Rezervor preaplin
Rezervoarele sunt echipate cu conducte de preaplin din următoarele motive:
- evitarea pierderii de lichid (excesul de lichid intră într-un alt rezervor, mai degrabă decât să se reverse din rezervorul original);
- prevenirea scurgerii lichidelor nedorite din rezervor;
- menținerea nivelului lichidului în rezervoare.
În toate cazurile menționate mai sus, conductele de preaplin sunt proiectate pentru debitul maxim admis de lichid care intră în rezervor, indiferent de debitul de lichid la ieșire. Alte principii de selecție a conductelor sunt similare cu selecția conductelor pentru fluide gravitaționale, adică în conformitate cu disponibilitatea înălțimii verticale disponibile între punctele de început și de sfârșit ale conductei de preaplin.
Cel mai înalt punct al conductei de preaplin, care este și punctul său de pornire, se află în punctul de conectare la rezervor (conducta de preaplin al rezervorului), de obicei aproape în partea de sus, iar punctul cel mai de jos poate fi în apropierea jgheabului de scurgere, aproape la chiar pământul. Cu toate acestea, linia de preaplin se poate termina la o altitudine mai mare. În acest caz, capul diferenţial disponibil va fi mai mic.
Curgerea nămolului
În cazul industriei miniere, minereul este de obicei extras în zone greu accesibile. În astfel de locuri, de regulă, nu există nicio legătură feroviară sau rutieră. Pentru astfel de situații, transportul hidraulic al mediilor cu particule solide este considerat cel mai acceptabil, inclusiv în cazul amplasării uzinelor de prelucrare minieră la o distanță suficientă. Conductele de șlam sunt utilizate în diverse domenii industriale pentru a transporta solide zdrobite împreună cu lichide. Astfel de conducte s-au dovedit a fi cele mai rentabile în comparație cu alte metode de transport de solide în volume mari. În plus, avantajele lor includ siguranță suficientă datorită lipsei mai multor tipuri de transport și respectarea mediului.
Suspensiile și amestecurile de solide în suspensie în lichide sunt ținute sub agitare intermitentă pentru a menține uniformitatea. În caz contrar, are loc procesul de stratificare, în care particulele în suspensie, în funcție de proprietățile lor fizice, plutesc la suprafața lichidului sau se depun pe fund. Agitația se realizează prin echipamente precum un rezervor agitat, în timp ce în conducte, aceasta se realizează prin menținerea condițiilor de curgere turbulente.
O scădere a debitului în timpul transportului particulelor suspendate într-un lichid nu este de dorit, deoarece procesul de separare a fazelor poate începe în flux. Acest lucru poate duce la blocarea conductei și la o modificare a concentrației solidelor transportate în flux. Amestecarea intensă a volumului de curgere este facilitată de regimul de curgere turbulent.
Pe de altă parte, reducerea excesivă a dimensiunii conductei duce adesea la blocarea conductelor. Prin urmare, alegerea dimensiunii conductei este un pas important și crucial care necesită analize și calcule preliminare. Fiecare caz trebuie luat în considerare în mod individual, deoarece nămolurile diferite se comportă diferit la viteze diferite ale fluidului.
Reparație conducte
În timpul funcționării conductei, în aceasta pot apărea diferite tipuri de scurgeri, necesitând eliminarea imediată pentru a menține funcționalitatea sistemului. Reparația conductei principale poate fi efectuată în mai multe moduri. Aceasta poate fi fie înlocuirea unui întreg segment de țeavă sau a unei secțiuni mici în care a avut loc o scurgere, fie aplicarea unui petic pe o țeavă existentă. Dar înainte de a alege orice metodă de reparare, este necesar să se efectueze un studiu amănunțit al cauzei scurgerii. În unele cazuri, poate fi necesar nu numai repararea, ci și schimbarea traseului conductei pentru a preveni deteriorarea repetată a acesteia.
Prima etapă a lucrărilor de reparație este de a determina locația secțiunii de conductă care necesită intervenție. În plus, în funcție de tipul de conductă, se stabilește o listă a echipamentelor și măsurilor necesare pentru eliminarea scurgerii, iar colectarea documentelor și a autorizațiilor necesare se realizează dacă secțiunea de conductă care urmează să fie reparată este situată pe teritoriul alt proprietar. Deoarece majoritatea conductelor sunt situate în subteran, poate fi necesară îndepărtarea unei părți a conductei. În plus, învelișul conductei este verificat pentru starea generală, după care o parte a stratului este îndepărtată pentru lucrări de reparații direct cu conducta. După reparație, pot fi efectuate diverse activități de verificare: testare cu ultrasunete, detecție defect de culoare, detecție defect de pulbere magnetică etc.
În timp ce unele reparații necesită o oprire completă a conductei, adesea o întrerupere temporară este suficientă pentru a izola secțiunea de reparații sau pentru a pregăti o ocolire. Cu toate acestea, în cele mai multe cazuri, lucrările de reparație sunt efectuate cu o oprire completă a conductei. Izolarea secțiunii conductei poate fi efectuată folosind dopuri sau supape de închidere. În plus, echipamentul necesar este instalat și reparația se efectuează direct. Lucrările de reparații se efectuează în zona avariată, eliberată de mediu și fără presiune. La sfârșitul reparației, dopurile sunt deschise și integritatea conductei este restaurată.
