Tabel de calcul hidraulic țevi din polipropilenă. Scăderea presiunii în conductă

Alungirea termică

La proiectarea și realizarea lucrări de instalare este necesar să se țină cont de alungirea termică a conductelor. Țevile din polipropilenă nearmată prezintă o expansiune termică semnificativă. Avea tevi din polipropilena armat cu aluminiu sau fibră de sticlă, coeficientul de dilatare liniară este de cinci ori mai mic decât cel al țevilor nearmate. Acest lucru trebuie reținut întotdeauna când se procedează cu instalarea unui anumit sistem.

Tabel comparativ de dilatare liniară a conductelor din diverse materiale

Problema expansiunii termice este în mare măsură rezolvată utilizarea corectă suporturi și alegerea configurației conductei. Unul dintre reguli generale instalarea este dorinta de a crea un sistem cat mai flexibil posibil cu un minim de noduri scurte rigide cu capacitate de deformare redusa. Ignorarea instrucțiunilor pentru compensarea expansiunii liniare a conductei cauzează solicitări longitudinale mari în pereții conductei și, prin urmare, reduce semnificativ durata de viață a sistemului. Distanțele alese incorect între fixarea țevilor afectează negativ și durata de viață. O creștere arbitrară a distanței dintre suporturi poate duce la o creștere a deformarii țevii și la prinderea acesteia pe suporturi, ceea ce exclude dreptatea și posibilitatea extinderii sau scurtării libere a conductei în timpul funcționării și creează, de asemenea, forțe suplimentare asupra structura suporturilor.

Alungirea/scurtarea termică a conducteiΔ l, mm, indiferent de diametrul său, este determinat de formulă

Δ l = α / Δ t,

unde α este coeficientul de alungire liniară,

Δt este diferența dintre temperaturi în timpul funcționării și în timpul instalării.

Dacă temperatura conductei în timpul funcționării este mai mare decât temperatura de instalare, atunci lungimea conductei crește și invers.

Pentru a elimina apariția unei erori în calcule, este recomandabil să desemnați alungirea cu semnul plus (+ Δl) și scurtarea cu semnul minus (-Δl).

Forța longitudinală care apare într-o secțiune rigidă a conductei nu depinde de lungimea acesteia; prin urmare, este necesar să se țină seama de efectul tensiunilor termice în orice secțiune fixă ​​a conductei.

Conducta trebuie să fie prelungită sau scurtată în mod liber, fără a suprasolicita materialul țevilor, fitingurilor, cusăturii conductei, precum și suporturile mobile (glisante) și fixe (moarte). Acest lucru este asigurat de capacitatea de compensare a elementelor de conductă (autocompensare) și a rosturilor de dilatație, precum și de amplasarea corectă a suporturilor mobile și fixe.

Suporturile fixe trebuie să direcționeze dilatarea termică liniară a conductei către elementele de compensare. Distantele dintre suporti se calculeaza pe baza documentelor normative (SP 40-101-96, SP 40-102-2001 si catalogul tehnic al companiei Egoplast „Sistem de conducte pentru alimentare cu apa si incalzire”, partea 1) in functie de materialul, diametrul exterior, grosimea peretelui conductei, temperatura și masa substanțelor transportate. În acest caz, păstrarea dreptății conductei trebuie să fie asigurată pe toată perioada de proiectare a funcționării. Dacă calculul este făcut incorect sau nu a fost efectuat deloc, atunci rezultatul negativ nu vă va face să așteptați.

Rugozitate și diametru

La proiectarea sistemelor de conducte sub presiune, calculele hidraulice ale acestora sunt de o importanță decisivă. Ele servesc ca bază pentru calcularea diametrului și dimensionării țevii echipamente de pompare, care asigură modul de funcționare necesar acestor sisteme pe toată perioada de funcționare. Calitatea calculelor hidraulice efectuate determină eficiența atât a conductei în sine, cât și a întregului complex de structuri aferente. Țevile din polimer au o suprafață interioară foarte netedă și pierderi hidraulice reduse, ceea ce permite utilizarea țevilor cu un diametru mai mic decât țevile de oțel. Instalarea devine mai compactă și mai economică. Din tabelul de mai jos se poate observa că coeficientul de rugozitate echivalent al unei țevi din polipropilenă este cu două ordine de mărime mai mic decât cel al unei țevi de oțel. Prin urmare, atunci când clientul are o întrebare: „De ce, la înlocuire țeavă de oțel s-a ales un diametru mai mic pentru polipropilenă?”, poți da acest tabel, chiar dacă nu ai la îndemână un calcul hidraulic al sistemului.

Coeficientul de rugozitate echivalent al conductelor în funcție de materialul conductei

Izolatie

Pentru a preveni apariția unor tensiuni excesive și deteriorarea țevilor din polipropilenă pe structurile clădirilor, acestea trebuie să fie încorporate în izolație. Pentru a evita apariția condensului pe conductele din sistemele de alimentare cu apă rece, instalarea conductelor trebuie efectuată și izolat. Izolarea conductelor sistemului de alimentare cu apă caldă asigură reducerea pierderilor de căldură către mediu.

Suduri si elemente de fixare

În conductele din polipropilenă, îmbinarea sudată practic nu reduce fiabilitatea sistemului, numărul de elemente de conectare și instalare, cu condiția să fie respectate toate regulile de sudare, nu contează. La sudarea țevilor și fitingurilor din polipropilenă, este necesar să se respecte recomandările și cerințele stabilite în „Manualul de instalare a sistemelor de conducte cu cap de presiune din polipropilenă”.

Coeficienți de rezistență fitinguri din polipropilenă mai jos decât fonta. Supape de închidere este foarte fiabil, nu există forțe de strângere a filetului. La amplasarea țevilor pe pereți și tavane, nu se recomandă utilizarea suporturilor fixe. Punctele de ancorare susțin de obicei ansambluri de țevi grele sau elemente de conducte grele care nu au propriile elemente de fixare (de exemplu, filtre sau robinete).

La efectuarea lucrărilor de instalare, nu este permisă utilizarea unei chei pentru țevi (gaz) pentru a strânge fitingurile combinate din polipropilenă. Utilizare cheia dată duce la distrugerea armăturilor. Respectarea tuturor acestor reguli de reglementare va asigura o funcționare fiabilă și fără probleme a sistemului de conducte pe toată perioada de proiectare a funcționării acestuia.

Vă puteți familiariza cu analiza tehnologiilor de producție și analiza stării actuale și previziunii pieței în raportul de cercetare de marketing al Academiei Piețelor Industriale Conjunctura: „Piața țevilor din polipropilenă din Rusia”.

Yu. D. Oleinikov, Ph.D., compania Egoplast, șeful direcției de încălzire

Calcul hidraulic al unei conducte de uz casnic convențional se realizează folosind ecuația Bernoulli:

(z 1 + p 1 / ρg + α 1 u 2 1 / 2g) - (z 2 + p 2 / ρg + α 2 u 2 2 / 2g) = h 1-2 -.

Pentru un calcul hidraulic al conductei, puteți utiliza un calculator de calcul hidraulic al conductei.

În această ecuație, h 1-2 este pierderea de înălțime (energie) pentru a depăși toate tipurile de rezistență hidraulică, care cade pe unitatea de greutate a fluidului în mișcare.

h 1-2 = h t + Σh m.

• h t - pierderea de cap prin frecare de-a lungul lungimii curgerii.
• Σh m - pierderea totală de sarcină la rezistența locală.

Puteți calcula pierderea de sarcină prin frecare de-a lungul lungimii fluxului folosind formula Darcy-Weisbach

ht = λ (L / d) (v 2 / 2g).

• Unde L- lungimea conductei.
• d este diametrul secțiunii conductei.
• v este viteza medie de mișcare a fluidului.
• λ este coeficientul de rezistență hidraulică, care în cazul general depinde de numărul Reynolds (Re = v * d / ν), și de rugozitatea echivalentă relativă a conductelor (Δ / d).

Valorile rugozității echivalente Δ a suprafeței interioare a țevilor tipuri diferiteși tipurile sunt prezentate în Tabelul 2. Iar dependențele coeficientului de rezistență hidraulică λ de numărul Re și rugozitatea relativă Δ / d sunt prezentate în Tabelul 3.

În cazul în care modul de mișcare este laminar, atunci pentru țevi cu secțiune transversală necirculară coeficient de rezistenta hidraulicaλ se găsește conform formulelor personale pentru fiecare caz individual (Tabelul 4).

Dacă fluxul turbulent este dezvoltat și funcționează cu un grad suficient de precizie, atunci când se determină λ, puteți utiliza formulele pentru o țeavă rotundă cu înlocuirea diametrului d cu 4 raze de curgere hidraulice. R g (d = 4R g)

R g = w/c.

• unde w este aria secțiunii „vii” a fluxului.
• c- perimetrul său „umedat” (perimetrul secțiunii „vii” la contactul lichid-solid)

Pierderi de cap în rezistențele locale pot fi identificate după forme. Weisbach

h m = ζ v 2 / 2g.

• unde ζ este coeficientul de rezistență locală, care depinde de configurația rezistenței locale și de numărul Reynolds.

Într-un regim turbulent dezvoltat, ζ = const, ceea ce ne permite să introducem în calcule conceptul de lungime echivalentă a rezistenței locale L eq. acestea. o astfel de lungime a unei conducte drepte, pentru care h t = h m. În acest caz, pierderile de sarcină în rezistențele locale sunt luate în considerare prin faptul că la lungimea reală a conductei se adaugă suma lungimilor lor echivalente.

L pr = L + L echiv.

• unde L pr este lungimea redusă a conductei.

Se numește dependența pierderii de sarcină h 1-2 de debitul caracteristica conductei.

În cazurile în care mișcarea fluidului în conductă asigură pompa centrifuga, apoi pentru a determina debitul în sistemul pompă-conductă, se construiește caracteristica conductei h = h (Q) tinand cont de diferenta de cota ∆z (h 1-2 + ∆z la z 1< z 2 и h 1-2 - ∆z при z 1 >z 2) suprapus pe presiunea caracteristică a pompei H = H (Q), care este dat în datele pașaportului pompei (vezi figura). Punctul de intersecție al acestor curbe indică debitul maxim posibil în sistem.

Sortiment de țevi.

Valori ale coeficienților de rugozitate echivalentă ∆ pentru țevi din diverse materiale.

Dependența coeficientului de rezistență hidraulică de numărul Reynolds și de rugozitatea echivalentă a conductelor.

• ∆ este rugozitatea absolută a țevii.
• d. r - diametru. raza conductei. respectiv.
• ∆ / d - rugozitatea relativă a conductei.

Formule de bază pentru fluxul laminar în conducte.

Coeficienții unor rezistențe locale z.

Conductele și fitingurile pentru sistemele de alimentare cu apă caldă și rece de la au o serie de avantaje:

• rezistență la temperaturi ridicate;
• proprietăți sanitare și igienice ridicate;
• proprietăți de absorbție a sunetului;
• rezistență absolută la coroziune;
• rezistență chimică la mai mult de trei sute de substanțe și soluții;
• suprafața interioară netedă și invariabilă în timp a peretelui conductei;
• simplitatea lucrărilor de instalare și reparare.

Material

Polipropilena este un termoplastic izotactic ale cărui macromolecule au o conformație elicoidală, a fost obținut pentru prima dată în 1954.

Polipropilena este produsă prin polimerizarea gazului propilenă cu formula chimică: CH2CHCH3.

Polipropilena are următoarele modificări:

• homopolimer de propilenă (tip 1) PPH;
• copolimeri de propilenă și etilenă (tip 2) РРВ - copolimer bloc;
• copolimer static de propilenă cu copolimer aleator de etilenă (tip 3) - desemnat inițial PPRC - copolimer aleator de polipropilenă, abreviat ulterior la PPR.

Țevile și fitingurile PRO AQUA pentru alimentare cu apă sunt realizate din al 3-lea tip de polipropilenă - copolimer aleatoriu.

Un copolimer PPR aleatoriu, obținut printr-o colecție de molecule de propilenă și etilenă într-o combinație aleatorie și este reprezentat prin următoarea formulă grafică:

Proprietățile fizice și mecanice ale polipropilenei

Proprietățile fizice și mecanice ale tuturor soiurilor diferă în limite mici și nu sunt diferențiate atunci când sunt date proprietățile polipropilenei:

1. Rezistența minimă pe termen lung - MRS (Minimum Required Strength) - o caracteristică a materialului țevii, numeric egală cu solicitarea în MPa din peretele țevii care apare sub acțiunea presiunii interne constante, la care țeava o poate rezista timp de 50 de ani la o temperatura de 20 ° C, ținând cont de factorul de siguranță, egal cu 1,25. Aceasta este înțeleasă ca capacitatea materialului conductei de a menține, până la sfârșitul duratei de viață estimate, o astfel de marjă de siguranță a conductei, astfel încât, în funcție de condițiile perioadei de funcționare, să garanteze în continuare performanța fiabilă a funcțiilor sale de lucru. . Conform denumirilor moderne ale țevilor de presiune din polipropilenă, indicatorul MRS în kgf / cm 2 (bar) este aplicat după denumirea prescurtată a materialului țevii. De exemplu, copolimerul aleatoriu de polipropilenă PPR cu o rezistență minimă pe termen lung MRS = 8 MPa (80 kgf / cm 2; 80 bar), va avea denumirea PPR 80.

Raport dimensional standard - SDR (Standard Dimension Ratio) - un indicator adimensional care caracterizează raportul dintre diametrul exterior nominal al conductei Dn și grosimea nominală a peretelui S (în aceleași unități de măsură ale ambelor mărimi în mm sau m) Valoarea raportul dimensional standard al conductei este calculat prin formula:

SDR = Dn / S;

Valoarea SDR a fitingului va corespunde SDR-ului conductei cu care este montat. De exemplu, un T marcat SDR 11 este destinat sudării cu o țeavă care poartă același marcaj.

1. Presiune nominală - PN (Presiune nominală) - presiunea de lucru a apei transportate într-o conductă de plastic (în bari) cu o temperatură de 20 ° C, care a funcționat fără probleme timp de 50 de ani cu o rezistență minimă pe termen lung MRS egal cu 6,3 MPa.

Indicatorii tipurilor de țevi PN, SDR, S sunt în legătură între ele, raportul lor este prezentat în tabelul 3.1:

Principalele caracteristici ale polipropilenei

Caracteristici distinctive ale polipropilenei

Polipropilena se caracterizează prin durabilitate ridicată la îndoire și abraziune repetată. Rezistența la agenți tensioactivi (SAS) în polipropilenă este crescută, acesta este avantajul său față de polietilenă.

Rezistența la impact crestat este de 5 - 12 kJ / m 2, rezistentă la îngheț la temperaturi scăzute.

Polipropilena este cea mai utilizată în sistemele de alimentare cu apă rece și caldă, în sistemele de canalizare interne și externe.

Țevile din polipropilenă armată sunt fabricate în etape. Inițial, o țeavă omogenă din polipropilenă este realizată prin extrudare. Apoi, într-un proces continuu, suprafața exterioară solidă a țevii este acoperită etanș cu o bandă de aluminiu solidă sau perforată, a cărei formă inelară este dată de role de rulare. Există două tehnologii pentru sudarea benzii de aluminiu pe o țeavă - suprapunere și cap la cap. Cea mai avansată tehnologie de cusătură este end-to-end (ca și în producția de țevi armate PRO AQUA). Fixarea marginilor benzii între ele se face prin sudare cu ultrasunete. Apoi structura țevii rezultată este extrudată din nou (un nou strat de polipropilenă este aplicat peste carcasa de aluminiu).

Consolidarea țevii urmărește unul dintre obiectivele principale, care constă într-o scădere bruscă a alungirii temperaturii unei țevi termoplastice, care se manifestă într-o măsură semnificativă în țevile omogene din polipropilenă.

Nu este o coincidență că dezvoltatorii de țevi din polipropilenă armată, care au realizat implementarea industrială a unei astfel de structuri armate, o numesc „stabilă”. Aceasta înseamnă o mică dependență de modificarea lungimii inițiale a conductei atunci când este încălzită sau răcită.

Coeficientul de dilatare termică liniară a (mm / m ^ ° C) pentru conducta PPR a = 0,15, iar pentru conducta armată PPR a = 0,03.

Schema de armare si proiecta Conducte PPR

Orez. 5.1. a - sectiunea conductei PPR armate;

1 - strat de aluminiu. b - structura conductei PPR armate; 1 - un strat de aluminiu perforat; 2, 3 - polipropilenă.

Pe baza tehnologiei de sudare prin priză, în care diametrul exterior al țevii la temperatură normală trebuie să corespundă cu diametrul interior al piesei de conectare, peretele țevii este mărit cu 2 - 3 mm, iar carcasa de aluminiu și stratul exterior de polimer al placarea este introdusă în această dimensiune, care este îndepărtată cu un instrument special înainte de sudare ...

Țevile armate PRO AQUA sunt produse în două tipuri: perforate și netede. Diferența dintre carcasa perforată a țevii PPR armate și cea netedă este că carcasa de aluminiu are perforații frecvente - o plasă de găuri de diametru mic.

În procesul de extrudare a unei țevi de polipropilenă, un material vâscos curge în aceste găuri și astfel creează o aderență a polimerului și a metalului. Pe suprafața țevilor de acest tip sunt vizibile „scufundări”, repetând structura perforației aplicate.

Întărirea țevilor PPR, pe lângă capacitatea de stabilizare a temperaturii, are și o altă funcție importantă - crearea unei bariere anti-difuzie care împiedică moleculele de oxigen să pătrundă prin peretele țevii în lichidul de răcire.

Proiectarea conductelor PPR

Proiectarea conductelor PPR pentru sistemele de alimentare cu apă rece și caldă se realizează în conformitate cu reglementările codurilor de construcție 2.04.01-85 „Alimentarea internă cu apă și canalizarea clădirilor”, ținând cont de specificul conductelor din polipropilenă și Codul de reguli pentru proiectarea și instalarea conductelor de polipropilenă cu copolimer aleatoriu SP 40 -101-96.

Calcul hidraulic

Calculul hidraulic al conductelor PPR 80 constă în determinarea pierderii de sarcină (sau a presiunii) pentru a depăși rezistența hidraulică apărută în conductă, în piesele de legătură, în locurile de viraje ascuțite și modificări ale diametrului conductei.

Coeficient de rezistență hidraulică

Se recomandă determinarea pierderii de sarcină hidraulică din cauza rezistențelor locale în piesele de legătură conform următorului tabel:

Coeficient de rezistență hidraulică locală pentru fitingurile din polipropilenă PP-R 80

Compensare liniară a expansiunii

În măsura în care materiale polimerice au un coeficient de alungire liniară crescut în comparație cu metalele, apoi la proiectarea sistemelor de încălzire, alimentare cu apă rece și caldă, calculează alungirile sau scurtările conductelor atunci când apar scăderi de temperatură.

Proiectarea și instalarea conductelor trebuie efectuate astfel încât conducta să se poată mișca liber în cadrul expansiunii de proiectare. Acest lucru se realizează datorită capacității de compensare a elementelor conductei, instalării compensatoarelor de temperatură și plasării corecte a suporturilor (elementelor de fixare). Fitingurile pentru țevi fixe trebuie să ghideze prelungirile țevii către aceste elemente.

Calculul modificării lungimii conductei atunci când temperatura acesteia se modifică se efectuează conform formulei:

AL = aH ^ At,

• DL - modificarea lungimii conductei atunci când este încălzită sau răcită;
• a - coeficientul de dilatare termică mm / m. „С;
• L este lungimea estimată a conductei;
• La este diferența de temperatură a conductei în timpul instalării și funcționării ° С (° К).

Mărimea schimbărilor de temperatură în lungimea conductei poate fi determinată și din tabelele 6.2 și 6.3.

Masă de expansiune liniară (în mm): țeavă PP-R 80 PN10 și PN20 - (a = 0,15 mm / m ^ ° С)

Masă de expansiune liniară (în mm): teava armata PP-R 80 PN 25

(a = 0,03 mm / m. ° C)

Compensarea alungirilor termice se rezolva constructiv, folosind unghiuri de rotatie, alunecare si suporturi fixe, precum si rosturi de dilatatie gata facute. În suporturile fixe, țeava este fixată rigid cu o clemă printr-o garnitură de cauciuc, iar în suporturile glisante, clemele permit țevii să se deplaseze în direcția axială. Folosind exemplul unei soluții de proiectare pentru trasarea unei conducte sub forma unui unghi de rotație, vom calcula compensarea termică a unei secțiuni orizontale a unei conducte de polipropilenă, după ce a determinat lungimea necesară a unei secțiuni verticale, care, ținând cont proprietățile elastice ale țevii, vor „arbori” fără distrugere în intervalul de alungire egal cu AL.

Fig 6.1. Diagrama de proiectare a compensatorului în formă de L:

• DAR - suport fix;
• СО - suport de alunecare;
• L n pyx.uch. - lungimea secțiunii arcului de la axa conductei până la marginea suportului fix, mm;
• DL - creșterea lungimii secțiunii orizontale a conductei în timpul încălzirii, mm;
• L C0 - distanța dintre marginea suportului fix și centrul suportului de alunecare, precum și între centrele suporturilor de alunecare, mm.

Pentru eliminarea discrepanțelor, se propune să se numere lungimea arcului de la axa secțiunii orizontale până la marginea suportului fix pe secțiunea verticală. Formula pentru lungimea secțiunii de arc a conductei este următoarea:

L n pyx.uch. = K * √ D * AL + D,

• L n pyx.uch.- lungimea secțiunii arcului, mm;
• k - constantă care caracterizează proprietățile elastice ale țevii = 30;
• D este diametrul exterior al conductei, mm;
• DL - creșterea lungimii secțiunii conductei în timpul încălzirii, mm.

Calculul rostului de dilatație în formă de L se realizează în următoarea secvență: mai întâi se determină valoarea alungirii termice a secțiunii calculate, apoi se calculează lungimea necesară a secțiunii arcului perpendicular pe acesta.

Fig 6.2. Diagrama de proiectare a rosturilor de dilatație în formă de U și U:

• DAR - suport fix; СО - suport de alunecare;
• Lnpyxyn este lungimea secțiunii arcului de la axa conductei până la marginea suportului fix, mm;
• b - lățimea rostului de dilatație (inserție), distanța dintre axele căii, mm;
• AL 1, D L 2 - creșterea lungimii secțiunilor orizontale ale conductelor atunci când sunt încălzite, mm;
• L H0 - distanta dintre marginile suporturilor fixe, mm;
• L C0 - distanța dintre centrul suportului de alunecare și axa cotului conductei, mm;
• L C01, L C02 - distanta dintre marginea suportului fix si marginea suportului culisant, mm.

Când rezolvați compensarea termică a unei secțiuni de conductă folosind un compensator în formă de U de țeavă, puteți utiliza 2 metode de amplasare a acesteia între suporturi fixe:

• așezarea mediană (exact la mijloc) între suporturi, în care lungimile ambelor conducte distanțate egal de fiecare parte a acesteia sunt egale, i.e. se obține construcția unui compensator cu umeri egali;
• amplasare deplasată care rezultă din decizii de proiectare, când lungimile ramurilor conductei se datorează caracteristici de proiectare rutarea obiectului și conductei sunt diferite, adică se obţine construcţia unui compensator multiumeri.

În primul caz de calcul, valoarea AL este egală pentru ambele ramuri ale conductei, iar alungirea totală este egală cu: AL, = 2AL.

În al doilea caz, cantitatea AL se calculează independent pentru fiecare ramură, iar alungirea este suma alungirilor calculate: AL, = AL + AL,

• AL = L1 + L;
• leu soia asa ca
• AL = L 2 + L
• drepturi co2 cu

Lățimea rostului de dilatație b (inserție), indiferent de lungimea ramurilor sale, este atribuită structural și este egală cu 11 - 13 D. Inserția se fixează întotdeauna la mijloc cu o clemă (fixare rigidă).

Alungirea termică A L a secțiunilor calculate ale conductelor plus un anumit spațiu garantat între părțile superioare adiacente ale compensatorului (aproximativ 150 mm) nu trebuie să depășească lățimea compensatorului. În caz contrar, distanța dintre suporturile fixe ale secțiunilor calculate ar trebui redusă.

Calculul rostului de dilatație în formă de U se efectuează în același mod ca și calculul celui în formă de L.

Dacă dimensiunile structurale ale țevii G și rosturilor de dilatare în formă de U sunt luate prin calcul, atunci rosturile de dilatare în formă de O pentru diferite diametre de țevi din plastic sunt produse cu valori fixe calculate ale dimensiunilor lor geometrice.

Imbinare de dilatare in forma de O

Fig 6.3. Diagrama unui compensator în formă de O, în formă de buclă:

• DAR - suport fix; СО - suport de alunecare; D este diametrul exterior al conductei, mm;
• b este distanța dintre pereții compensatorului de-a lungul diametrului interior, mm;
• L hq - distanta dintre marginile suporturilor fixe, mm.

Principii de bază ale așezării conductelor din polipropilenă

In locurile care asigura protectia acestora impotriva deteriorarii mecanice (mine, caneluri, canale etc.), in timp ce trebuie asigurata posibilitatea alungirii termice a acestora. Dacă așezarea ascunsă a conductelor este imposibilă, acestea trebuie protejate de deteriorări mecanice și incendii.

Cablurile la corpurile sanitare pot fi așezate deschis.

Distanța dintre țevi și structurile clădirii trebuie să fie de cel puțin 20 mm.

În locurile de trecere prin structurile clădirilor de pereți și pereți despărțitori, țevile din polipropilenă trebuie așezate în carcase sau manșoane metalice.

Diametrul interior al manșonului trebuie să fie cu 20-30 mm mai mare decât diametrul exterior al conductei care trece prin acesta. Acest gol este umplut cu un material moale, incombustibil, care facilitează mișcarea liberă a conductei de-a lungul axei. Marginea mânecii trebuie să iasă dincolo structura clădirii cu 30 - 50 mm.

Este interzisă introducerea articulațiilor cap la cap în mânecă, fie detașabile, fie nedetașabile.

În cazul așezării conductelor într-un strat de beton sau mortar de ciment-nisip, este interzisă înglobarea racordurilor filetate detașabile.

Fixarea conductelor PPR

Când sunt împărțite în secțiuni separate, prin distribuirea punctelor de atașare rigidă. Astfel, este împiedicată mișcarea necontrolată a conductelor și este garantată fixarea lor fiabilă. Punctele de ancorare rigide sunt calculate și executate ținând cont de acțiunea forțelor rezultate din dilatarea conductelor, precum și de sarcini suplimentare.

Elementele de fixare glisante sau de ghidare trebuie să permită țevii să se deplaseze în direcția axială, excluzând deteriorarea mecanică a țevii.

Distanta intre rulmenți de alunecare la așezarea conductei pe orizontală, se determină conform tabelului 6.4:

Distanța dintre suporturi în funcție de temperatura apei din conductă

Suporturile fixe trebuie amplasate astfel încât modificările de temperatură în lungimea tronsonului conductei dintre ele să nu depășească capacitatea de compensare a coturilor și rosturilor de dilatație situate în această secțiune și să fie distribuite proporțional cu capacitatea lor de compensare.

În cazurile în care modificările de temperatură ale lungimii secțiunii conductei depășesc capacitatea de compensare a elementelor limitatoare, trebuie instalat un rost de dilatare suplimentar pe acesta.

Fitingurile de închidere și de pliere cu apă trebuie să fie fixate rigid de structurile clădirii pentru a evita transferul greutății lor către conductă.

Instalarea conductelor PPR

Metoda tradițională de conectare a conductelor de presiune din polipropilenă este sudarea, care constă în încălzirea pieselor într-o stare de curgere vâscoasă, unirea lor sub o anumită presiune și apoi răcirea pieselor până când se formează o conexiune permanentă - o cusătură sudură.

Cea mai des folosită metodă de sudare este sudarea prin soclu, în care capetele țevii sunt îmbinate printr-o piesă intermediară într-o priză.

Aparat de sudura

Pentru sudarea țevilor cu diametru mic, se utilizează un set de echipamente de sudură (prezentat în Fig.7.1), care include:

• aparat de sudura cu cleme (putere 1500 W);
• încălzitoare înlocuibile (D 20, 25, 32 și 40 mm);
• freza pentru taierea tevilor de pana la 40 mm;
• nivel;
• ruletă;
• valiză metalică; instructiuni de folosire.

Pentru sudarea pieselor din plastic cu diametre mai mari de 40 mm, se folosește o mașină specială de sudură, care este furnizată într-o cutie specială. Forma generală aparatul de sudură (putere 1500 W) este prezentat în Figura 7.2.

Pregătirea instrumentului

In functie de temperatura mediu inconjurator căldură element de încălzire durează 10-15 minute. Temperatura de lucru la suprafata este atinsa automat. Procesul de încălzire este finalizat când ledul de control al temperaturii se stinge sau se aprinde (în funcție de tipul aparatului de sudură).

ATENŢIE:

Uneltele de sudură trebuie păstrate curate. Dacă este necesar, curățați manșonul de încălzire și dornul cu solvent folosind o cârpă grosieră.

Sudarea prin priză a pieselor

Procesul de sudare prin soclu include încălzirea simultană a pieselor de îmbinat, expunerea tehnologică, îndepărtarea pieselor din duze, împerecherea acestora și răcirea naturală ulterioară a pieselor sudate. Perechile corespunzătoare de duze sunt selectate pentru fiecare diametru exterior. Procedura de sudare:

Pe mașina de sudură sunt instalate duze cu diametrul corespunzător, în timp ce suprafețele de lucru ale duzelor trebuie degresate cu acetonă sau cu o soluție apoasă de alcool. În cazurile de aderență a reziduurilor de polimer de la sudarea anterioară la duze, este necesară curățarea suprafețelor de lucru.

1. Aparatul de sudură este conectat la rețea și este de așteptat să fie gata de funcționare.
2. Temperatura de sudare corespunzătoare pentru PPR este de 260 - 270 ° C.
3. Țeava este tăiată în unghi drept față de axa țevii folosind un tăietor special.
4. Capătul țevii și mufa fitingului sunt, dacă este necesar, curățate de umiditate, praf și murdărie și degresate înainte de sudare.
5. Se face un semn pe țeavă la o distanță egală cu adâncimea prizei plus 2 mm.
6. Capetele pieselor, prin miscare axiala, fara rotire, se introduc lin in duze.
7. Se menține timpul de încălzire reglat până la starea de curgere vâscoasă (conform tabelului 7.1).
8. Părțile sunt îndepărtate din atașamente și în 1 - 2 secunde se împerechează între ele. În timpul acestei operațiuni, mișcările de rotație ale pieselor unul față de celălalt nu sunt permise; este posibilă doar o mică corecție a aranjamentului final al pieselor în etapa finală a sudării.
9. Răcirea îmbinării și a pieselor sudate se realizează într-un mod natural.

Pentru țevile din polipropilenă armată, înainte de sudare, capătul țevii este curățat prin stripare, în timp ce un strat subțire de polimer este îndepărtat împreună cu folia. Ca rezultat, diametrul exterior al țevii rezultat trebuie să corespundă în limitele toleranțelor cu diametrul exterior standard al dimensiunii standard date.

ATENŢIE:

• În timpul funcționării, dacă este necesar, încălzitoarele înlocuibile sunt curățate de materialul aderent;
• pentru a asigura o conexiune de înaltă calitate a pieselor, trebuie evitată deteriorarea stratului de acoperire a duzelor;
• Este strict interzisa racirea aparatului cu apa, in caz contrar rezistentele termice pot fi deteriorate.

Parametrii tehnologici ai sudării prin soclu a pieselor din copolimer aleator PP (temperatura aerului exterior 20 ° С)

Sudarea materialelor termoplastice este însoțită de extrudarea obligatorie a unui material numit bavuri la locul cusăturii de sudură. La sudarea prin soclu, bavurile iese pe suprafața exterioară a țevii și pe suprafața interioară a piesei de legătură

Trebuie remarcat faptul că clasele de polipropilenă diferiți producători diferă între ele în compoziție compozițională, asadar, in cazul tevilor si pieselor de sudura de la diferiti producatori, pentru a obtine o racordare garantata, inainte de a incepe lucrarea principala, este necesara efectuarea unei suduri de proba.

Testarea conductelor csisteme de alimentare cu apă

Sistemele interne de alimentare cu apă rece și caldă trebuie testate prin metoda hidrostatică sau manometrică, în conformitate cu cerințele GOST 24054-80, GOST 25136-82 și aceste reguli.

Valoarea presiunii de încercare pentru metoda de testare hidrostatică ar trebui să fie considerată egală cu 1,5 ori presiunea de lucru în exces.

Testele hidrostatice și de măsurare ale sistemelor de alimentare cu apă rece și caldă trebuie efectuate înainte de instalarea fitingurilor de apă.

Se consideră că sistemele au trecut testele dacă, în decurs de 10 minute de la starea sub presiunea de încercare în timpul metodei de încercare hidrostatică, nu există o cădere de presiune mai mare de

0,05 MPa (0,5 kgf / cm 2) și picături în suduri, țevi, conexiuni filetate, fitinguri și scurgeri de apă prin dispozitivele de spălare.

La finalul testelor prin metoda hidrostatica este necesara eliberarea apei din sistemele interne de alimentare cu apa rece si calda.

Testele de măsurare ale sistemului intern de alimentare cu apă rece și caldă trebuie efectuate în următoarea secvență:

• umpleți sistemul cu aer cu un exces de presiune de testare de 0,15 MPa (1,5 kgf / cm 2);
• dacă defectele de instalare sunt detectate cu ureche, presiunea trebuie redusă la atmosferă și defectele trebuie eliminate;
• apoi umpleți sistemul cu aer cu o presiune de 0,1 MPa (1 kgf / cm 2),
• ține-l sub presiune de testare timp de 5 minute.

Sistemul este recunoscut ca a trecut testul dacă, atunci când este sub presiune de încercare, căderea de presiune nu depășește 0,01 MPa (0,1 kgf/cm2).

Sisteme de incalzire

Testarea sistemelor de încălzire a apei și de alimentare cu căldură trebuie efectuată cu cazanele și vasele de expansiune oprite prin metoda hidrostatică, cu o presiune egală cu 1,5 presiune de lucru, dar nu mai puțin de 0,2 MPa (2 kgf / cm 2) în punctul cel mai de jos. a sistemului.

Sistemul este recunoscut ca a trecut testul dacă, în decurs de 5 minute de la presiunea de încercare, căderea de presiune nu depășește 0,02 MPa (0,2 kgf / cm 2) și nu există scurgeri în cusăturile sudate, țevi, racorduri filetate, fitinguri. , dispozitive și echipamente de încălzire...

Valoarea presiunii de încercare în timpul metodei de încercare hidrostatică pentru sistemele de încălzire și alimentare cu căldură conectate la centralele termice nu trebuie să depășească presiunea maximă de încercare pentru dispozitivele de încălzire și echipamentele de încălzire și ventilație instalate în sistem.

Testele manometrice ale sistemelor de încălzire și alimentare cu căldură corespund testelor manometrice ale sistemelor interne de alimentare cu apă rece și caldă și sunt efectuate în aceeași succesiune (paragraful 8.1).

Sistemele de încălzire de suprafață trebuie testate, de obicei folosind un test hidrostatic. Se permite efectuarea unui test de măsurare la o temperatură exterioară negativă.

Testarea hidrostatică a sistemelor de încălzire cu panouri trebuie efectuată (înainte de sigilarea ferestrelor de instalare) cu o presiune de 1 MPa (10 kgf / cm 2) timp de 15 minute, în timp ce o cădere de presiune nu este permisă mai mult de 0,01 MPa (0,1 kgf / cm 2 ). cm 2).

Pentru sisteme de încălzire de suprafață combinate cu dispozitive de încălzire, valoarea presiunii de încercare nu trebuie să depășească presiunea maximă de încercare pentru dispozitivele de încălzire instalate în sistem.

Valoarea presiunii de testare a sistemelor de încălzire cu panouri, a sistemelor de încălzire cu abur și a furnizării de căldură în timpul testelor cu manometru trebuie să fie de 0,1 MPa (1 kgf / cm 2). Durata testului este de 5 minute. Căderea de presiune nu trebuie să fie mai mare de 0,01 MPa (0,1 kgf / cm 2).

Sistemul este recunoscut ca a trecut testul de presiune dacă, în decurs de 5 minute de la presiunea de încercare, căderea de presiune nu depășește 0,02 MPa (0,2 kgf / cm 2] și nu există scurgeri în cusăturile sudate, țevi, racorduri filetate, fitinguri, dispozitive de incalzire.

Izolarea conductelor

Izolarea termică a conductelor de alimentare cu apă se realizează în conformitate cu cerințele SNiP 2.04.14-88 (secțiunea 3).

La instalarea sistemelor de alimentare cu apă rece, este necesar să se protejeze conductele de formarea condensului. Determinarea valorii grosimii minime de izolație pentru țevile din polipropilenă se poate face conform tabelului 9.1:

Determinarea grosimii izolației pentru alimentarea cu apă rece

Transport si depozitare tevi PPR

Conform SP 40-101-96 Transportul, încărcarea și descărcarea țevilor din polipropilenă trebuie efectuate la o temperatură exterioară de cel puțin - 10 ° C. Transportul lor la temperaturi de până la - 20 ° C este permis numai atunci când se utilizează dispozitive speciale care asigură fixarea țevilor, precum și luarea unor precauții speciale.

Țevile și fitingurile trebuie protejate de impacturi și solicitări mecanice, iar suprafețele lor de zgârieturi. Când transportați țevi PPRC, este necesar să le așezați pe o suprafață plană a vehiculelor, protejându-le de colțurile metalice ascuțite și nervurile platformei.

Țevi și fitinguri PPRC livrate la șantier în timp de iarna, înainte de a le folosi în clădiri, acestea trebuie precondiționate la o temperatură pozitivă timp de cel puțin 2 ore.

Țevile trebuie depozitate pe rafturi spatii inchise sau sub un baldachin. Înălțimea stivei nu trebuie să depășească 2 m. Țevile și fitingurile trebuie depozitate la cel puțin 1 m de dispozitivele de încălzire.

Cerințe de siguranță

La contactul cu un foc deschis, materialul țevii arde cu o flacără fumurie cu formarea unei topituri și eliberarea de dioxid de carbon, vapori de apă, hidrocarburi nesaturate și produse gazoase.

Sudarea fitingurilor de conducte trebuie efectuată într-o zonă ventilată.

Când lucrezi cu aparat de sudura trebuie respectate regulile de lucru cu o unealtă electrică.

referințe normative

1. GOST R 52134-2003 „Țevi termoplastice de presiune și fitinguri pentru acestea pentru alimentarea cu căldură și sistemele de încălzire. Sunt comune conditii tehnice". Enumeră toate standardele străine cerute. GOST conține cerințe pentru țevi din polietilenă, clorură de polivinil neplastifiată și clorurată, polipropilenă și copolimerii săi, polietilenă reticulata (denumită în acest standard termoplastice) și polibutenă.
2. SNiP 2.04.05-91 * „Încălzire. Ventilație și aer condiționat ", Anexe la acesta, precum și SP 41-102-98" Proiectarea și instalarea conductelor de încălzire folosind țevi din metal-polimer "și SP 40-101-96" Proiectarea și instalarea conductelor de polipropilenă "Copolimer aleatoriu" .
3. SNiP 41-01-2003 a intrat în vigoare la 1 ianuarie 2004, dezvoltatorii au încercat să țină cont de cerințele principalelor standarde străine și de schimbările care au avut loc pe piață.
4. TU 2248-039-00284581-99 - Cerințe generale pentru conductele de presiune XLPE sunt definite în Rusia.
5. TU 2248-032-00284581-98 - cerințe generale pentru țevi din copolimeri de polipropilenă.

Cadrul de reglementare extern:

Din cauza faptului că legea „Cu privire la reglementarea tehnică” a dus la instabilitate în zonă cadrul de reglementareși trimițând o serie de prevederi și documente la categoria de recomandare, are sens să cităm un număr standarde internaționale reglarea celor mai importanți parametri ai termoplasticelor. Aceste norme, de regulă, sunt reflectate în noile documente normative rusești.

Standardul internațional 1ЭО 15874 definește cerințele pentru conductele de alimentare cu apă caldă și rece din polipropilenă, ISO 161-1: 1996 - diametre exterioare nominale și presiuni nominale pentru conductele termoplastice, ISO 4065: 1996 - grosimea peretelui; ISO 9080: 2003 conține o metodă pentru determinarea rezistenței hidrostatice pe termen lung, ISO 10508: 19995 - cerințe pentru țevi și fitinguri.

Calculul pierderilor de presiune a apei în conductă este foarte simplu, atunci vom lua în considerare în detaliu opțiunile de calcul.

Pentru un calcul hidraulic al conductei, puteți utiliza un calculator de calcul hidraulic al conductei.

Ai avut norocul să forezi un puț chiar lângă casa ta? Minunat! Acum vă veți putea asigura dvs. și casa sau cabana de vară cu apă curată, care nu va depinde de alimentarea centrală cu apă. Și asta înseamnă că nu există oprire sezonieră a apei și alergare cu găleți și bazine. Trebuie doar să instalați pompa și gata! În acest articol, vă vom ajuta calculați pierderea de presiune a apei în conductă, și deja cu aceste date, puteți cumpăra în siguranță o pompă și vă puteți bucura, în sfârșit, de apa din fântână.

Din orele de fizică de la școală reiese clar că apa care curge prin țevi, în orice caz, experimentează rezistență. Mărimea acestei rezistențe depinde de debitul, diametrul conductei și de netezimea suprafeței sale interioare. Cu cât rezistența este mai mică, cu atât debitul este mai mic și diametru mai mareși netezimea țevii. Netezimea conductei depinde de materialul din care este fabricat. Țevile din polimer sunt mai netede decât țevile de oțel, nu ruginesc și, important, sunt mai ieftine decât alte materiale, deși nu sunt de calitate inferioară. Apa va rezista la mișcare chiar și într-o țeavă complet orizontală. Cu toate acestea, cu cât conducta în sine este mai lungă, cu atât pierderea de sarcină va fi mai puțin semnificativă. Ei bine, să trecem la calcul.

Pierderea de sarcină în secțiunile de conducte drepte.

Pentru a calcula pierderea de presiune a apei în secțiunile de conducte drepte, el folosește un tabel gata făcut de mai jos. Valorile din acest tabel sunt pentru țevi din polipropilenă, polietilenă și alte cuvinte care încep cu „polimeri” (polimeri). Dacă intenționați să instalați țevi de oțel, atunci trebuie să înmulțiți valorile date în tabel cu un factor de 1,5.

Datele sunt date pentru 100 de metri de conductă, pierderile sunt indicate în metri de coloană de apă.

Cum se folosește masa: De exemplu, într-o alimentare cu apă orizontală cu diametrul țevii de 50 mm și un debit de 7 m 3 / h, pierderea va fi de 2,1 metri de coloană de apă pentru o țeavă de polimer și 3,15 (2,1 * 1,5) pentru oțel. teava. După cum puteți vedea, totul este destul de simplu și simplu.

Pierderea presiunii asupra rezistențelor locale.

Din păcate, țevile sunt absolut drepte doar într-un basm. În viața reală, există întotdeauna diverse coturi, amortizoare și supape, care nu pot fi ignorate atunci când se calculează pierderea de presiune a apei în conductă. Tabelul prezintă valorile pierderilor de sarcină în cele mai comune rezistențe locale: cot de 90 de grade, cot rotund și supapă.

Pierderile sunt indicate în centimetri de coloană de apă pe unitatea de rezistență locală.

Pentru a determina v - debitul este necesar să Q - debitul de apă (în m 3 / s) împărțit la S - aria secțiunii transversale (în m 2).

Acestea. cu diametrul conductei de 50 mm (π * R 2 = 3,14 * (50/2) 2 = 1962,5 mm 2; S = 1962,5 / 1.000.000 = 0,0019625 m 2) și un debit de apă de 7 m 3 / h (Q = 7/3600 = 0,00194 m 3 / s) debit
v = Q / S = 0,00194 / 0,0019625 = 0,989 m / s

După cum puteți vedea din datele de mai sus, pierdere de cap pe rezistențele locale destul de nesemnificativ. Principalele pierderi apar încă în secțiunile orizontale ale țevii, prin urmare, pentru a le reduce, ar trebui să luați în considerare cu atenție alegerea materialului țevii și diametrul acestora. Amintiți-vă că, pentru a minimiza pierderile, ar trebui să alegeți țevi din polimeri cu diametrul maxim și netezimea suprafeței interioare a țevii în sine.

Dimensionarea hidraulică este o parte importantă a procesului de dimensionare conducte pentru construcții conductă... În literatura normativă de proiectare, această întrebare clară din punct de vedere fizic este fundamental confuză. În opinia noastră, acest lucru se datorează unei încercări de a descrie toate opțiunile de calcul al coeficientului de frecare, care depinde de regimul de curgere, tipul de fluid și temperatura acestuia, precum și de rugozitatea conductei, o ecuație (pentru toate cazurile) cu variația parametrilor săi și introducerea tuturor posibilelor factori de corecție... În același timp, concizia prezentării inerentă documentului normativ face ca alegerea valorilor acestor coeficienți să fie în mare măsură arbitrară și se termină cel mai adesea cu nomograme care rătăcesc de la un document la altul.
În scopul unei analize mai detaliate a metodelor de calcul propuse în documente, pare utilă revenirea la ecuațiile inițiale ale hidrodinamicii clasice.

Pierderea de cap asociată cu depășirea forțelor de frecare în timpul curgerii fluidului teava, este determinată de ecuația:

Unde: L și D lungime conductăși diametrul său interior, m; ? - densitatea lichidului, kg/m3; w este viteza volumetrică medie, m / s, determinată de debitul Q, m3 / s:

λ este coeficientul de frecare hidraulică, o mărime adimensională care caracterizează raportul forțelor de frecare și de inerție și tocmai definiția sa face obiectul calculului hidraulic conductă... Coeficientul de frecare depinde de regimul de curgere și se determină diferit pentru curgerea laminară și turbulentă.
Pentru un regim de curgere laminar (pur vâscos), coeficientul de frecare este determinat teoretic în conformitate cu ecuația Poiseuille:
λ = 64 / Re (2)
unde: Re - criteriul (numărul) lui Reynolds.
Datele experimentale respectă cu strictețe această lege în cadrul valorilor Reynolds sub nivelul critic (Re Când această valoare este depășită, apare turbulența. La prima etapă a dezvoltării turbulenței (3000 λ = 0,3164 Re -0,25 (3))
Într-o gamă ceva mai largă de numere Reynolds (4000

λ = 1,01 log (Re) -2,5 (4)

Pentru valori de Re> 100000, au fost propuse multe formule de calcul, dar aproape toate dau același rezultat.

Figura 1 arată cum „funcționează” ecuațiile (2) - (4) în intervalul specificat de numere Reynolds, ceea ce este suficient pentru a descrie toate cazurile reale de curgere a fluidului într-un mod hidraulic neted. conducte.
Fig. 1

Rugozitatea peretelui conducte afectează rezistența hidraulică doar în curgere turbulentă, dar în acest caz, datorită prezenței unui strat limită laminar, are un efect semnificativ doar la numerele Reynolds care depășesc o anumită valoare în funcție de rugozitatea relativă ξ / D, unde ξ este înălțimea calculată a tuberculilor de rugozitate, m ...
țeavă, pentru care condiția este îndeplinită în timpul curgerii fluidului:

este considerat a fi neted din punct de vedere hidraulic, iar coeficientul de frecare este determinat de ecuațiile (2) - (4).
Pentru numerele Re mai mari decât cele determinate de inegalitatea (5), coeficientul de frecare devine o valoare constantă și este determinat doar de rugozitatea relativă conform ecuației:

care după conversie dă:

Conceptul hidraulic al rugozității nu are nimic de-a face cu geometria suprafeței interioare. conducte, care ar putea fi măsurat instrumental. Cercetătorii au aplicat pe suprafața interioară a modelului conducte mărimea granulelor clar reproductibilă și măsurabilă și a comparat coeficientul de frecare pentru model și tehnic real conducteîn aceleaşi regimuri de curgere. Aceasta a determinat intervalul rugozitate hidraulică echivalentă, care ar trebui luate în calculele hidraulice de tehnică conducte... Prin urmare, ecuația (6) ar trebui scrisă mai precis:

unde: ξ e - rugozitate echivalentă standard (Tabelul 1).

tabelul 1

Datele din tabelul 1 au fost obținute pentru materialele tradiționale la acel moment. conducte.
În perioada 1950-1975, hidrodinamiștii occidentali au determinat în mod similar ξ e tevi din polietilena si PVC de diferite diametre, inclusiv după operare pe termen lung. Valorile obținute ale rugozității echivalente în intervalul de la 0,0015 la 0,0105 mm pentru conducte cu un diametru de 50 până la 300 mm. În SUA pentru asamblat lipit Conducta PVC se presupune că acest indicator este de 0,005 mm. În Suedia, pe baza pierderii reale de presiune în 5 km conductă sudat cap la cap tevi din polietilena cu diametrul de 1200 mm, s-a determinat că ξ e = 0,05 mm. În codurile de construcție rusești în cazurile legate de țevi din polimer (plastic)., rugozitatea lor fie nu este menționată deloc, fie este acceptată: pentru alimentare cu apă și canalizare - „nu mai puțin de 0,01 mm”, pentru alimentarea cu gaz ξ e = 0,007 mm. Măsurători la scară completă ale pierderilor de presiune în funcționare conducta de gaz din țevi de polietilenă cu un diametru exterior de 225 mm și o lungime de peste 48 km a arătat că ξ e Aici, poate, tot ceea ce prevederile hidrodinamicii clasice pot ajuta la analiză documente de reglementare dedicat calculului hidraulic conducte... Amintește-ți asta

Re = w D / ν (7)

Unde: ν - vâscozitatea cinematică a lichidului, m2/sec.

Prima întrebare care ar trebui rezolvată o dată pentru totdeauna este dacă, așa cum se arată mai sus, nivelul de rugozitate este de la ≈ 0,005 mm pentru conducte diametre mici, până la ≈ 0,05 mm pt conducte cu diametru mare netedă hidraulic.
Tabelul 2 pentru conducte de diferite diametre conform ecuațiilor (5) și (7), valorile debitelor de mișcare a apei la o temperatură de 20 ° С ( ν = 1,02 * 10-6 m2 / sec), peste care teava nu poate fi considerat neted din punct de vedere hidraulic. Pentru țevi din polimer (plastic). rugozitatea a fost crescută treptat cu creșterea diametrului, așa cum este descris mai sus; pentru oțel nou și vechi conducte- a luat valori minime din Tabelul 1. Rețineți că vitezele critice din oțelul vechi conducte De 10 ori mai mic decât la cele noi, iar rugozitatea lor nu poate fi ignorată la calcularea pierderilor de sarcină hidraulice.

masa 2

Pentru conducteîn interiorul clădirilor cu valorile limită ale vitezei apei în interior conducte sunt:
pentru sisteme de incalzire- 1,5 m/s;
pentru instalatii sanitare- 3 m/sec.
Pentru rețelele externe nu am găsit astfel de restricții în documentația de reglementare, dar dacă rămânem în limitele definite de Tabelul 2, putem face o concluzie fără ambiguitate - țevi din polimer (plastic). sunt cu siguranță netede.
Lăsând valoarea limită a vitezei, w = 3 m/s, determinăm că atunci când apa curge în conducte cu un diametru de 20-1000 mm, numărul Reynolds se află în intervalul 50.000-2500.000, adică pentru a calcula coeficientul de frecare a debitului de apă în el este destul de corect să folosiți ecuațiile (3) și (4) . Ecuația (4) acoperă în general întreaga gamă de regimuri de curgere.
În documentația de reglementare privind proiectarea sistemelor de alimentare cu apă, ecuația pentru determinarea pierderii de sarcină specifice (Pa / m sau m / m) este dată în extindere în raport cu diametrul conducteși viteza de mișcare a apei sub forma:

unde: K este o mulțime de diferiți coeficienți, n și m sunt exponenți cu un diametru D, m și o viteză w, m / s.
Ecuația Blazius (3), cea mai convenabilă pentru o astfel de transformare, pentru apă la 20 ° C la 3000

dar este valabil la Re 100000, trebuie folosită o modificare a ecuației (4).
În ISO TR 10501 pentru tevi din plastic la 4000

Pentru intervalul numerelor Reynolds 150.000

SNiP 2.04.02-84 fără specificarea domeniului regimului de curgere oferă o ecuație care prin înlocuirea coeficienților corespunzători pentru tevi din plastic ia forma:

care, după verificarea și îndeplinirea diferitelor condiții, pentru un număr de regimuri de curgere a apei în conducte brute (b ≥ 2) se transformă în ecuația:

λ = 0,5 / (log (3,7D / ξ)) 2

care coincide exact cu ecuația (61)

Nu descifrăm aici denumirile din ecuația (12), deoarece acestea depind una de alta în multe etape și sunt greu de înțeles din textul original.

Astfel, cu mici variații ale coeficienților și exponenților, ecuațiile (9 - 12) se bazează pe ecuațiile clasice ale hidrodinamicii.
Luând viteza de mișcare a apei în conductă w = 3 m / s, calculăm pierderea de presiune J, m / m (Tabelul 3, Fig. 2) în țevi din polimer (plastic). diametre diferite conform celor patru abordări discutate mai sus. La calculul conform SP 40-102-2000 (ecuația 12), nivelul de rugozitate depinde de diametru conducte a fost acceptat ca în Masa 2.

Orez. 2

După cum se poate observa din Tabelul 3 și Fig. 2, calculele conform ISO TR 10501 practic coincid cu calculele conform ecuațiilor hidrodinamicii clasice, calculele conform documentelor de reglementare rusești, de asemenea, coincid între ele, dau o supraestimare nesemnificativă. rezultate în comparație cu acestea. Nu este clar de ce compilatorii SP 40-102-2000 în ceea ce privește calculele hidraulice instalații sanitare din polimer s-a îndepărtat de recomandările documentului anterior SNiP 2.04.02-84 și nu a ținut cont de recomandările documentului internațional ISO TR 10501.
Ecuațiile (9 - 11) acoperă toate regimurile de curgere a apei posibile în mod realist conducteși sunt convenabile prin faptul că pot fi ușor rezolvate în raport cu orice cantitate inclusă în ele (J, w și D). Dacă faci asta în ceea ce privește D:

unde: K este coeficientul, iar n și m sunt exponenții pentru diametrul D și viteza w, apoi puteți preselecta diametrul conductăîn funcție de viteza recomandată pentru acest tip de rețea, w, m/s, ținând cont de pierderile de presiune admisibile pentru o lungime dată conductă(∆ Нg = J * L, m).

Exemplu:
Determinați diametrul interior conductă de plastic lungime 1000 m, cu wmax = 2 m / s și ∆ Нg = 10 m (1 bar), adică J = 10/1000 = 0,01 m.
Alegând, de exemplu, coeficienții ecuației (11), obținem:

În acest caz, debitul va fi Q = 460 m3/h. Dacă debitul rezultat este mare sau scăzut, este suficient să corectați valoarea vitezei. Luând, de exemplu, w = 1,5 m / s, obținem D = 0,188 m și Q = 200 m3 / h.
Consumul in conductă este determinată de nevoile consumatorului și se stabilește în etapa de proiectare a rețelei. Lăsând această întrebare pe seama proiectanților, să comparăm pierderile de presiune specifice din oțel (nou și vechi) și conducte din plastic la costuri egale pentru diferite diametre conducte.

După cum se poate observa din tabelul 4, ținând cont de îmbătrânirea inevitabilă a oțelului conducte in timpul functionarii, pt conducte diametre mici și medii teava de polietilena puteți alege cu un pas mai puțin diametrul exterior. Și numai pentru conducte cu un diametru de 800 mm și peste, datorită influenței relativ mai mici a rugozității echivalente absolute asupra pierderii de presiune, diametre conducte trebuie să alegeți dintr-un rând.

Literatură.
1.NZ Frenkel, Hidraulica, Goseneogoizdat, 1947.
2. I.E. Idelchik, Manual de rezistență hidraulică a pieselor profilate și drepte conducte, TsAGI, 1950.
3. L.-E. Janson, Conducte din plastic pentru alimentarea cu apă și eliminarea apelor uzate. Boras, Borealis, ediția a IV-a, 2003.
4. ISO TR 10501 Conducte termoplastice pentru transportul lichidelor sub presiune - Calculul pierderilor de sarcina.
5.SP 40-101-2000 Proiectare si instalare conducte din polipropilenă„copolimer aleatoriu”.
6. SNiP 41-01-2003 (2.04.05-91) Incalzire, ventilatie si aer conditionat.
7. SNiP 2.04.01-85 Intern țevi de apași canalizarea clădirilor.
8. SNiP 2.04.02-84. Rețele și facilități externe.
9.SP 40-102-2000 Proiectare si instalare conducte sisteme de alimentare cu apa si canalizare din polimer materiale.
10.SP 42-101-2003 Prevederi generale pentru proiectarea si constructia sistemelor de distributie a gazelor din metal si tevi din polietilena.
11.E.Kh. Kitaytseva, Calculul hidraulic al oțelului și conducte de gaz din polietilenă, Polymergaz, Nr. 1, 2000.