Polipropilen borular hidrolik hesaplama tablosu. Boru hattındaki basınç düşüşü

termal uzama

Tasarlarken ve uygularken kurulum işi boru hatlarının termal uzamasını hesaba katmak gerekir. Güçlendirilmemiş polipropilen borular önemli ölçüde termal genleşmeye sahiptir. saat polipropilen borular alüminyum veya fiberglas ile güçlendirilmiş, doğrusal genleşme katsayısı, takviyesiz borulara kıyasla beş kat daha azdır. Belirli bir sistemin kurulumuna başlarken bu her zaman hatırlanmalıdır.

Boruların doğrusal genleşmesinin karşılaştırmalı tablosu çeşitli malzemeler

Termal genleşme sorunu büyük ölçüde çözüldü doğru kullanım destekler ve boru konfigürasyonu seçimi. Biri Genel kurallar kurulum, deformasyon kabiliyeti düşük olan minimum sert kısa budaklarla en esnek elastik sistemi yaratma arzusudur. Boru hattının doğrusal genişlemelerini telafi etme talimatlarını dikkate almamak, boru duvarlarında yüksek boylamasına gerilmelere neden olur ve böylece sistemin hizmet ömrünü önemli ölçüde azaltır. Boru bağlantı elemanları arasındaki yanlış seçilmiş mesafeler de hizmet ömrünü olumsuz etkiler. Destekler arasındaki mesafedeki keyfi bir artış, borunun bükülmesinde bir artışa ve onu desteklere sıkıştırmasına neden olabilir, bu da düzlüğü ve çalışma sırasında boru hattının serbest şekilde uzatılması veya kısaltılması olasılığını ortadan kaldırır ve ayrıca üzerinde ek kuvvetler yaratır. desteklerin tasarımı.

Boru hattının termal genleşmesi/büzülmesiΔ l , mm, çapı ne olursa olsun, formülle belirlenir

∆l = ∆/∆t,

α lineer uzama katsayısıdır,

Δt, çalışma ve kurulum sırasındaki sıcaklıklar arasındaki farktır.

İşletim sırasında boru hattının sıcaklığı kurulum sıcaklığından daha yüksekse, boru hattının uzunluğu artar ve bunun tersi de geçerlidir.

Hesaplamalardaki hataların görünümünü dışlamak için, uzamanın bir artı işaretiyle (+Δl) ve kısalmanın bir eksi işaretiyle (-Δl) belirtilmesi tavsiye edilir.

Boru hattının rijit olarak sabitlenmiş bir bölümünde meydana gelen boyuna kuvvet, uzunluğuna bağlı değildir, bu nedenle boru hattının herhangi bir sabit bölümündeki termal gerilmelerin etkisini hesaba katmak gerekir.

Boru hattı, boruların, bağlantı parçalarının, boru hattının ek yerinin yanı sıra hareketli (kayan) ve sabit (ölü) desteklerin malzemesini aşırı zorlamadan serbestçe uzatılmalı veya kısaltılmalıdır. Bu, boru hattı elemanlarının (kendi kendini dengeleme) ve kompansatörlerin dengeleme kabiliyetinin yanı sıra hareketli ve sabit desteklerin doğru yerleştirilmesi ile sağlanır.

Sabit destekler, boru hattının doğrusal termal genleşmesini dengeleme elemanlarına yönlendirmelidir. Destekler arasındaki mesafeler, malzemeye bağlı olarak düzenleyici belgeler (SP 40-101-96, SP 40-102-2001 ve Egoplast teknik kataloğu "Su temini ve ısıtma için boru hattı sistemi", bölüm 1) temelinde hesaplanır, dış çap, boru et kalınlığı, taşınan maddelerin sıcaklığı ve kütlesi. Aynı zamanda, tahmini tüm çalışma süresi boyunca boru hattının düzlüğü korunmalıdır. Hesaplama yanlış yapılırsa veya hiç yapılmadıysa, olumsuz bir sonuç gelmesi uzun sürmeyecektir.

Pürüzlülük ve çap

Basınçlı boru hattı sistemlerini tasarlarken, hidrolik hesaplamaları belirleyici bir öneme sahiptir. Boru çapını hesaplamak ve seçmek için temel oluştururlar. pompalama ekipmanı, tüm çalışma süresi boyunca bu sistemlerin gerekli çalışma modunu sağlayan. Yapılan hidrolik hesaplamaların kalitesi, hem boru hattının kendisinin hem de onunla ilişkili tüm yapı kompleksinin verimliliğini belirler. Polimer boruların çok düzgün bir iç yüzeyi ve düşük hidrolik kayıpları vardır, bu da çelik borulardan daha küçük çaplı boruların kullanılmasına izin verir. Kurulum daha kompakt ve ekonomik hale gelir. Aşağıdaki tablodan, bir polipropilen borunun eşdeğer pürüzlülük katsayısının, bir çelik boruya kıyasla iki kat daha düşük olduğu görülebilir. Bu nedenle, müşterinin bir sorusu olduğunda: “Neden, değiştirirken Çelik boru polipropilen için daha küçük bir çap seçilmiş miydi?”, elinizde sistemin hidrolik hesabı olmasa bile bu tabloyu verebilirsiniz.

Boru malzemesine bağlı olarak boru hatlarının eşdeğer pürüzlülük katsayısı

yalıtım

Bina yapılarında aşırı gerilmelerin oluşmasını ve polipropilen boruların hasar görmesini önlemek için izolasyona gömülmeleri gerekir. Soğuk su sistemlerinde borularda yoğuşma oluşmasını önlemek için boru hatlarının montajı da izolasyonlu olarak yapılmalıdır. Sıcak su tedarik sisteminin boru hatlarının yalıtımı, çevreye olan ısı kayıplarını azaltır.

Kaynak ve bağlantı elemanları

Polipropilen boru hatlarında, kaynaklı bir bağlantı, sistemin güvenilirliğini pratik olarak azaltmaz, tüm kaynak kurallarına tabi olan bağlantı ve montaj elemanlarının sayısı önemli değildir. Polipropilen boru ve ek parçaları kaynak yaparken, “Polipropilen Basınçlı Boru Sistemleri Kurulum Kılavuzu”nda belirtilen tavsiye ve gerekliliklere uyulmalıdır.

Sürükleme katsayıları polipropilen bağlantı parçaları dökme demirden daha düşüktür. Vanaları kapat yüksek güvenilirlikte farklılık gösterir, oymacılığın solunması çabaları yoktur. Boruları duvarlara ve tavanlara yerleştirirken sabit destekler kullanılması önerilmez. Sabit destekler, kural olarak, kendi bağlantı elemanlarına sahip olmayan (örneğin, filtreler veya musluklar) ağır boru tertibatlarını veya ağır boru hattı elemanlarını sabitler.

Montaj çalışmaları sırasında, kombine polipropilen bağlantı elemanlarını sıkmak için bir boru (gaz) anahtarı kullanılmasına izin verilmez. kullanım verilen anahtar armatürlerin tahribatına yol açar. Tüm bu düzenlemelere uygunluk, boru hattı sisteminin tahmini işletim süresi boyunca güvenilir ve sorunsuz çalışmasını sağlayacaktır.

Sanayi Piyasası Konjonktürü Akademisi'nin pazarlama araştırması raporunda üretim teknolojilerinin analizi ve mevcut durum ve piyasa tahmininin analizi ile tanışabilirsiniz: "Rusya'da polipropilen boru pazarı".

Yu.D. Oleinikov, Ph.D., Egoplast Company, Isıtma Departmanı Başkanı

Geleneksel bir evsel boru hattının hidrolik hesaplanması Bernoulli denklemi kullanılarak gerçekleştirilir:

(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 -.

Boru hattının hidrolik hesaplaması için boru hattı hidrolik hesaplama hesaplayıcısını kullanabilirsiniz.

Bu denklemde h 1-2, hareketli akışkanın birim ağırlığı başına düşen her türlü hidrolik direncin üstesinden gelmek için basınç (enerji) kaybıdır.

h 1-2 = h t + Σh m.

• h t - akışın uzunluğu boyunca sürtünme nedeniyle basınç kaybı.
• Σh m - yerel dirençte toplam basınç kaybı.

Darcy-Weisbach formülünü kullanarak akış uzunluğu boyunca sürtünme yükü kaybını hesaplayabilirsiniz.

h t = λ(L/d)(v 2 /2g).

• nerede L- boru hattı uzunluğu.
• d, boru hattı bölümünün çapıdır.
• v, sıvı hareketinin ortalama hızıdır.
• λ, genellikle Reynolds sayısına (Re=v*d/ν) ve bağıl eşdeğer boru pürüzlülüğüne (Δ/d) bağlı olan hidrolik direnç katsayısıdır.

Boruların iç yüzeyinin eşdeğer pürüzlülük Δ değerleri farklı şekiller ve türleri Tablo 2'de gösterilmiştir. Hidrolik direnç katsayısı λ'nın Re sayısı ve bağıl pürüzlülük Δ/d üzerindeki bağımlılıkları Tablo 3'te gösterilmiştir.

Hareket modunun laminer olması durumunda, dairesel olmayan kesitli borular için hidrolik direnç katsayısıλ, her bir durum için kişisel formüllerle bulunur (Tablo 4).

Türbülanslı akış geliştirilir ve yeterli bir doğruluk derecesi ile çalışırsa, o zaman λ belirlenirken, 4 hidrolik akış yarıçapı ile değiştirilen çapı d olan yuvarlak bir boru için formüller kullanılabilir. Rg (d=4Rg)

R g \u003d w / c.

• w, akışın "canlı" bölümünün alanıdır.
• c- “ıslanmış” çevresi (sıvı-katı teması boyunca “canlı” bölümün çevresi)

Yerel dirençlerde yük kaybışekillerden ayırt edilebilir. Weisbach

h m \u003d ζ v 2 / 2g.

• burada ζ, yerel direncin konfigürasyonuna ve Reynolds sayısına bağlı olan yerel direnç katsayısıdır.

Gelişmiş bir türbülans rejimi ile, ζ = const, eşdeğer yerel direnç uzunluğu kavramını hesaplamalara sokmamıza izin verir. L eşdeğer şunlar. h t \u003d h m olan böyle bir düz boru hattı uzunluğu Bu durumda, yerel dirençlerdeki basınç kayıpları, eşdeğer uzunluklarının toplamının boru hattının gerçek uzunluğuna eklenmesi gerçeğiyle dikkate alınır.

L pr \u003d L + L eşdeğeri.

• nerede L CR - boru hattının azaltılmış uzunluğu.

Yük kaybı h 1-2'nin akış hızına bağımlılığı denir boru hattı karakteristiği.

Boru hattındaki akışkan hareketinin sağlandığı durumlarda santrifüj pompası, daha sonra pompa-boru hattı sistemindeki debiyi belirlemek için boru hattı karakteristiği oluşturulur. h =h(Q) puan farkını dikkate alarak ∆z (h 1-2 + ∆z, z 1'de< z 2 и h 1-2 - ∆z при z 1 >z2) pompanın basınç karakteristiği üzerine bindirilmiş H=H(Q), pompanın pasaport verilerinde verilmiştir (şekle bakın). Bu tür eğrilerin kesişme noktası, sistemdeki olası maksimum akışı gösterir.

Boru aralığı.

Çeşitli malzemelerden yapılmış borular için eşdeğer pürüzlülük katsayıları ∆ değerleri.

Hidrolik direnç katsayısının Reynolds sayısına ve eşdeğer boru pürüzlülüğüne bağımlılığı.

• ∆ - borunun mutlak pürüzlülüğü.
• D. r çaptır. boru yarıçapı. sırasıyla.
• ∆/d - borunun bağıl pürüzlülüğü.

Borularda laminer akış için temel formüller.

Bazı yerel dirençlerin katsayıları z.

Sıcak ve soğuk su temini sistemleri için borular ve bağlantı parçaları bir dizi avantaja sahiptir:

• yüksek sıcaklıklara direnç;
• yüksek sıhhi ve hijyenik özellikler;
• gürültü emici özellikler;
• mutlak korozyon direnci;
• üç yüzden fazla madde ve çözeltiye karşı kimyasal direnç;
• boru duvarının pürüzsüz ve zamanla değişmeyen iç yüzeyi;
• kurulum ve onarım çalışmaları kolaylığı.

Malzeme

Polipropilen, makromolekülleri sarmal bir yapıya sahip olan ve ilk olarak 1954'te elde edilen izotaktik bir termoplastiktir.

Polipropilen, aşağıdaki kimyasal formüle sahip propilen gazının polimerizasyonuyla üretilir: CH 2 CHCH 3 .

Polipropilen aşağıdaki modifikasyonlara sahiptir:

• propilen homopolimer (tip 1) PPH;
• propilen ve etilen kopolimerleri (tip 2) РРВ - blok kopolimer;
• propilenin etilenli statik kopolimeri (tip 3) rastgele kopolimer - orijinal olarak PPRC olarak adlandırılmıştır - polipropilen rastgele kopolimer, daha sonra kısaltma PPR olarak kısaltılmıştır.

PRO AQUA su temini için borular ve bağlantı parçaları, rastgele bir kopolimer olan 3. tip polipropilenden yapılmıştır.

Bir dizi propilen ve etilen molekülü tarafından rastgele bir kombinasyonda elde edilen rastgele bir PPR kopolimeri, aşağıdaki grafik formülle temsil edilir:

Polipropilenin fiziksel ve mekanik özellikleri

Tüm çeşitlerin fiziksel ve mekanik özellikleri küçük sınırlar içinde farklılık gösterir ve polipropilenin özellikleri verildiğinde farklılaşmaz:

1. Minimum uzun vadeli mukavemet - MRS (Minimum Gerekli Mukavemet) - borunun 50 yıl boyunca dayanabileceği sabit iç basıncın etkisi altında meydana gelen boru duvarındaki MPa'daki gerilmeye sayısal olarak eşit boru malzemesinin bir özelliği 1.25'e eşit güvenlik faktörü dikkate alınarak 20 ° C'lik bir sıcaklık. Bu, boru malzemesinin, beklenen hizmet ömrünün sonuna kadar boru hattının böyle bir güvenlik marjını koruma yeteneği olarak anlaşılır ki, işletme döneminin koşullarına bağlı olarak, yine de çalışma işlevlerinin güvenilir performansını garanti eder. Polipropilenden yapılmış basınçlı boruların modern tanımlarına göre, boru malzemesinin kısaltılmış tanımından sonra kgf / cm 2 (bar) cinsinden MRS göstergesi konulur. Örneğin, minimum uzun vadeli mukavemet MRS = 8 MPa (80 kgf / cm2; 80 bar) olan polipropilen rastgele kopolimer PPR, PPR 80 atamasına sahip olacaktır.

Standart boyut oranı - SDR (Standart Boyut Oranı) - borunun nominal dış çapının Dn nominal duvar kalınlığına S oranını karakterize eden boyutsuz bir gösterge (mm veya m cinsinden her iki değerin aynı birimlerinde) borunun standart boyut oranı aşağıdaki formülle hesaplanır:

SDR=Dn/S;

Bağlantı parçasının SDR değeri, monte edildiği borunun SDR'sine karşılık gelecektir. Örneğin, SDR 11 ile işaretlenmiş bir tişört, aynı işareti taşıyan bir boru ile kaynak yapmak için tasarlanmıştır.

1. Nominal basınç - PN (Nominal Basınç) - minimum uzun süreli mukavemet ile 50 yıldır sorunsuz çalışan bir plastik boru hattında (bar cinsinden) taşınan suyun çalışma basıncı MRS 6,3 MPa'ya eşittir.

PN, SDR, S boru tiplerinin göstergeleri birbirine bağlıdır, oranları tablo 3.1'de sunulmuştur:

Polipropilenin temel özellikleri

Polipropilenin ayırt edici özellikleri

Polipropilen karakterize edilir yüksek direnç tekrarlanan bükülme ve aşınmaya. Polipropilenin yüzey aktif maddelere (yüzey aktif maddeler) karşı direnci arttırılmıştır ve bu, polietilene göre avantajıdır.

Çentikli darbe dayanımı 5 - 12 kJ/m 2 'dir, düşük sıcaklıklarda donmaya karşı dayanıklıdır.

Polipropilen, soğuk ve sıcak su temini sistemlerinde, iç ve dış kanalizasyon sistemlerinde en büyük dağılımı aldı.

Takviyeli polipropilen borular kademeli olarak üretilmektedir. Başlangıçta, ekstrüzyonla homojen bir polipropilen boru yapılır. Daha sonra, sürekli bir işlemde, borunun katı dış yüzeyi, hadde silindirleri tarafından halka şeklinde şekillendirilen katı veya delikli bir alüminyum bantla sıkıca kaplanır. Alüminyum bandı bir boruya kaynaklamak için iki teknoloji vardır - üst üste binme ve alın. En gelişmiş çapraz bağlama teknolojisi uçtan ucadır (PRO AQUA takviyeli boruların üretiminde olduğu gibi). Bandın kenarları ultrasonik kaynak ile birbirine göre sabitlenir. Ardından, elde edilen boru şeklindeki yapı tekrar ekstrüde edilir (alüminyum kabuğun üzerine yeni bir polipropilen tabakası uygulanır).

Borunun güçlendirilmesi, büyük ölçüde homojen polipropilen borularda kendini gösteren termoplastik borunun sıcaklık uzamalarını keskin bir şekilde azaltmak olan ana hedeflerden birini takip eder.

Böyle bir güçlendirilmiş yapının endüstriyel uygulamasını gerçekleştiren güçlendirilmiş polipropilen boru geliştiricilerinin buna “kararlı” terimi vermesi tesadüf değildir. Bu, ısıtıldığında veya soğutulduğunda borunun ilk uzunluğundaki değişikliğin küçük bir bağımlılığı anlamına gelir.

Bir PPR borusu için a = 0.15 ve güçlendirilmiş bir PPR borusu için a = 0.03 doğrusal termal genleşme katsayısı a (mm/m^°C).

Güçlendirme şeması ve tasarım PPR borular

Pirinç. 5.1. a - güçlendirilmiş bir PPR borusunun bölümü;

1 - alüminyum tabaka. b - güçlendirilmiş bir PPR borusunun yapımı; 1 - bir delikli alüminyum tabakası; 2, 3 - polipropilen.

Normal sıcaklıkta borunun dış çapının bağlantı parçasının iç çapına karşılık gelmesi gereken soket kaynağı teknolojisine dayanarak, boru duvarı 2 - 3 mm arttırılır ve bir alüminyum kabuk ve bir dış polimer tabakası Kaplamalar bu ölçüye girilir, kaynak yapılmadan önce özel bir aletle çıkarılır.

PRO AQUA takviyeli borular delikli ve düz olmak üzere iki tipte üretilmektedir. Güçlendirilmiş bir PPR borunun delikli kabuğu ile pürüzsüz olan arasındaki fark, alüminyum kabuğun sık sık deliklere sahip olmasıdır - küçük çaplı deliklerden oluşan bir ızgara.

Bir polipropilen borunun ekstrüde edilmesi işleminde, bu deliklere viskoz bir malzeme akar ve böylece polimer ile metal arasında yapışma oluşturur. Bu tip boruların yüzeyinde, gözle görülebilen “lavabolar” kalır ve uygulanan perforasyonun yapısını tekrarlar.

PPR borularının güçlendirilmesi, sıcaklık stabilize etme kabiliyetine ek olarak, başka bir önemli işleve de sahiptir - oksijen moleküllerinin boru duvarından soğutucuya girmesini önleyen bir anti-difüzyon bariyerinin oluşturulması.

PPR boru hatlarının tasarımı

Soğuk ve sıcak su temini sistemleri için PPR boru hatlarının tasarımı, polipropilen boruların özellikleri dikkate alınarak, bina kodları ve 2.04.01-85 "Binaların iç su temini ve kanalizasyonu" düzenlemelerine uygun olarak gerçekleştirilir. Polipropilen rastgele kopolimer SP 40 -101-96'dan boru hatlarının tasarımı ve montajı için Kurallar Kodu.

Hidrolik hesaplama

PPR 80'den boru hatlarının hidrolik hesaplanması, boruda, bağlantı parçalarında, boru hattının çapındaki keskin dönüşlerde ve değişikliklerde meydana gelen hidrolik direncin üstesinden gelmek için yük (veya basınç) kaybının belirlenmesinden oluşur.

Hidrolik direnç katsayısı

Bağlantılardaki yerel dirençten kaynaklanan hidrolik yük kaybının aşağıdaki tabloya göre belirlenmesi tavsiye edilir:

Polipropilen PP-R 80'den yapılmış bağlantı parçaları için yerel hidrolik direnç katsayısı

Doğrusal genişleme telafisi

kadarıyla polimer malzemeler metallere kıyasla artan bir doğrusal uzama katsayısına sahiptir, daha sonra ısıtma sistemleri, soğuk ve sıcak su temini tasarlarken, sıcaklık düşüşleri meydana geldiğinde boru hatlarının uzamalarını veya kısalmalarını hesaplarlar.

Boru hatlarının tasarımı ve montajı, borunun hesaplanan genleşme içinde serbestçe hareket edebilmesi için yapılmalıdır. Bu, boru hattı elemanlarının dengeleme kabiliyeti, sıcaklık dengeleyicilerin montajı ve desteklerin (bağlantı elemanları) doğru yerleştirilmesi nedeniyle elde edilir. Sabit boru bağlantıları, boru uzantılarını bu elemanlara yönlendirmelidir.

Sıcaklığındaki bir değişiklikle boru hattının uzunluğundaki değişimin hesaplanması aşağıdaki formüle göre yapılır:

AL = аЧ^ At,

• DL - ısıtıldığında veya soğutulduğunda boru hattının uzunluğundaki değişiklik;
• a - termal genleşme katsayısı mm/m “C;
• L - boru hattının tahmini uzunluğu;
• at - kurulum ve işletim sırasında boru hattının sıcaklık farkı °C (°K).

Borunun uzunluğundaki sıcaklık değişikliklerinin büyüklüğü de tablo 6.2 ve 6.3'ten belirlenebilir.

Doğrusal genişleme tablosu (mm olarak): boru PP-R 80 PN10 ve PN20 - (a = 0.15 mm/m^°C)

Doğrusal genişleme tablosu (mm olarak): takviyeli boru PP-R 80 PN 25

(a \u003d 0,03 mm / m. ° C)

Termal uzamaların telafisi, dönüş açıları, kayar ve sabit destekler ve ayrıca hazır genleşme derzleri kullanılarak yapıcı olarak çözülür. Sabit desteklerde boru, kauçuk bir conta vasıtasıyla bir kelepçe ile rijit bir şekilde sabitlenir ve kayar desteklerde kelepçeler borunun eksenel yönde hareket etmesine izin verir. Bir boru hattını bir dönüş açısı şeklinde izlemek için bir tasarım çözümü örneğini kullanarak, elastiki hesaba katarak gerekli dikey bölümün uzunluğunu belirleyerek bir polipropilen boru hattının yatay bir bölümünün termal telafisini hesaplayacağız. borunun özellikleri, AL'ye eşit uzama aralığında tahribat olmadan "yaylanacaktır".

Şekil 6.1. L şeklindeki kompansatörün hesaplama şeması:

• AMA - sabit destek;
• CO - kayar destek;
• L n pyx.ac. - boru ekseninden sabit desteğin kenarına kadar olan yay bölümünün uzunluğu, mm;
• DL - ısıtma sırasında boru hattının yatay bölümünün uzunluğundaki artış, mm;
• L C0 - sabitin kenarı ile kayar desteğin merkezi arasındaki ve ayrıca kayan desteklerin merkezleri arasındaki mesafe, mm.

Tutarsızlıkları ortadan kaldırmak için, yatay bölümün ekseninden, dikey bölümdeki sabit desteğin kenarına kadar olan yay uzunluğunun sayılması önerilmektedir. Boru hattının yay bölümünün uzunluğu için formül:

L n pyx.ac. = K * √ D*AL+D,

• L n pyx.ac.- yay bölümünün uzunluğu, mm;
• k - borunun elastik özelliklerini karakterize eden sabit = 30;
• D - borunun dış çapı, mm;
• DL - ısıtma sırasında boru hattı bölümünün uzunluğundaki artış, mm.

L şeklindeki kompansatörün hesaplanması aşağıdaki sırayla gerçekleştirilir: önce hesaplanan bölümün termal uzama değeri belirlenir, ardından buna dik olan yay bölümünün gerekli uzunluğu hesaplanır.

Şekil 6.2. U ve U şekilli kompansatörlerin hesaplama şeması:

• AMA - sabit destek; CO - kayar destek;
• Lnpyxyn, boru ekseninden sabit desteğin kenarına kadar olan yay bölümünün uzunluğudur, mm;
• b - kompansatör genişliği (ek), palet eksenleri arasındaki mesafe, mm;
• AL 1 , D L 2 - ısıtma sırasında boru hatlarının yatay bölümlerinin uzunluğundaki artış, mm;
• L H0 - sabit desteklerin kenarları arasındaki mesafe, mm;
• L C0 - kayar desteğin merkezi ile boru dirseğinin ekseni arasındaki mesafe, mm;
• L C01 , L C02 - sabit desteğin kenarı ile kayan desteğin kenarı arasındaki mesafeler, mm.

U şeklinde bir kompansatör kullanarak bir boru hattı bölümünün termal kompanzasyonunu çözerken, sabit destekler arasındaki konumunun 2 yöntemi uygulanabilir:

• Her iki tarafında eşit aralıklarla yerleştirilmiş her iki boru hattı kolunun uzunluklarının eşit olduğu destekler arasındaki ortanca (tam ortada) yerleşim, yani. eşit omuzlu bir kompansatör tasarımı elde edilir;
• Tasarım kararları sırasında meydana gelen yer değiştirmeli yerleşim, boru hattı kollarının uzunlukları nedeniyle Tasarım özellikleri nesne ve boru hattı yönlendirmesinin farklı olduğu ortaya çıktı, yani. çok omuzlu bir kompansatör tasarımı elde edilir.

İlk hesaplama durumunda, AL'nin değeri boru hattının her iki kolu için eşittir ve toplam uzama şuna eşittir: AL, = 2AL.

İkinci durumda, değer AL her dal için bağımsız olarak hesaplanır ve uzama, hesaplanan uzamaların toplamıdır: AL, = AL + AL,

• AL \u003d L1 + L;
• aslan soi so'
• AL = L2 + L
• haklar co2 co

Kompansatör b (ek) genişliği, dallarının uzunluğundan bağımsız olarak, yapıcı olarak atanır ve 11 - 13 D'ye eşittir. Ek parça her zaman bir kelepçe ile (sert sabitleme) ortadan sabitlenir.

Termal uzama A L hesaplanan boru hatları bölümleri artı kompansatörün yaklaşan üst kısımları (yaklaşık 150 mm) arasındaki garantili boşluk, kompansatörün genişliğini geçmemelidir. Aksi takdirde, hesaplanan bölümlerin sabit mesnetleri arasındaki mesafe azaltılmalıdır.

U şeklindeki kompansatörün hesaplanması, L şeklindeki kompansatörün hesaplanmasına benzer şekilde gerçekleştirilir.

L borusunun yapısal boyutları ve U şeklindeki genleşme derzleri hesaplamaya göre alınırsa, geometrik boyutlarının hesaplanan sabit değerleri ile çeşitli çaplarda plastik borular için O şeklinde genleşme derzleri üretilir.

O-şekilli kompansatör

Şekil 6.3. O-şekilli, ilmek-şekilli bir kompansatör şeması:

• AMA - sabit destek; CO - kayar destek; D - borunun dış çapı, mm;
• b - kompansatörün duvarları arasındaki iç çap boyunca mesafe, mm;
• L hq - sabit desteklerin kenarları arasındaki mesafe, mm.

Polipropilenden boru hatları döşemenin temel prensipleri

Mekanik hasarlardan (mayınlar, flaşlar, kanallar vb.) Korunmalarını sağlayan yerlerde, aynı zamanda termal uzama olasılığı sağlanmalıdır. Boru hatlarının gizli döşenmesi mümkün değilse, mekanik hasarlardan ve yangından korunmalıdır.

Sıhhi tesisat armatürlerine bağlantılar açık olarak döşenebilir.

Borular ve bina yapıları arasındaki mesafe en az 20 mm olmalıdır.

Duvarların ve bölmelerin bina yapılarından geçiş yerlerinde, metal kasalara veya manşonlara polipropilen borular döşenmelidir.

Manşonun iç çapı, içinden geçen boru hattının dış çapından 20 - 30 mm daha büyük olmalıdır. Bu boşluk, boru hattının eksen boyunca serbest hareketini kolaylaştıran yumuşak, yanmaz bir malzeme ile doldurulur. Manşonun kenarı ötesine çıkıntı yapmalıdır bina yapısı 30 - 50 mm'ye kadar.

Hem çıkarılabilir hem de çıkarılabilir olmayan manşonlara alın eklemlerinin yerleştirilmesi yasaktır.

Boru hatlarının bir beton veya çimento-kum harcı tabakasına döşenmesi durumunda, sökülebilir dişli bağlantıların gömülmesi yasaktır.

PPR boru hatlarını sabitleme

Ayrı bölümlere ayrıldığında, rijit bağlantı noktaları dağıtılarak. Böylece boru hatlarının kontrolsüz hareketi engellenir ve güvenilir şekilde sabitlenmesi sağlanır. Sert bağlantı noktaları, boru hatlarının genişlemesinden kaynaklanan kuvvetlerin etkisi ve ayrıca ek yükler dikkate alınarak hesaplanır ve gerçekleştirilir.

Kayar veya kılavuz tutturucular, boruya mekanik hasar gelmeden borunun eksenel yönde hareketine izin vermelidir.

Arasındaki uzaklık sürgülü destekler boru hattının yatay döşenmesi için tablo 6.4'e göre belirlenir:

Boru hattındaki suyun sıcaklığına bağlı olarak destekler arasındaki mesafe

Sabit destekler, aralarındaki boru hattı bölümünün uzunluğundaki sıcaklık değişimleri, bu bölümde bulunan dirseklerin ve kompansatörlerin dengeleme kapasitesini aşmayacak ve dengeleme kapasiteleriyle orantılı olarak dağıtılacak şekilde yerleştirilmelidir.

Boru hattı bölümünün uzunluğundaki sıcaklık değişikliklerinin onu sınırlayan elemanların dengeleme kapasitesini aşması durumunda, üzerine ek bir kompansatör takılmalıdır.

Ağırlıklarının boru hattına aktarılmasını önlemek için kapatma ve su armatürleri bina yapılarına sağlam bir şekilde sabitlenmelidir.

PPR boru hatlarının montajı

Polipropilenden yapılmış basınçlı boru hatlarını bağlamanın geleneksel yöntemi, parçaları viskoz bir duruma ısıtmaktan, bir miktar basınç altında bağlamaktan ve daha sonra entegre bir bağlantı oluşana kadar parçaları soğutmaktan oluşan kaynaktır - bir kaynak.

En yaygın olarak kullanılan kaynak yöntemi, boruların uçlarının bir ara parça aracılığıyla bir sokete bağlandığı soket kaynağıdır.

Kaynak makinesi

Küçük çaplı boruların kaynaklanması için, aşağıdakileri içeren bir dizi kaynak ekipmanı kullanılır (Şekil 7.1'de gösterilmiştir):

• kelepçeli kaynak makinesi (güç 1500 W);
• değiştirilebilir ısıtıcılar (D 20, 25, 32 ve 40 mm);
• 40 mm'ye kadar boruları kesmek için kesici;
• seviye;
• rulet;
• metal bavul; kullanım için talimatlar.

Çapı 40 mm'den büyük olan plastik parçaların kaynağı için özel bir kutu içinde tedarik edilen özel bir kaynak makinesi kullanılır. Genel form kaynak makinesi (güç 1500 W) Şekil 7.2'de gösterilmektedir.

Takım hazırlığı

sıcaklığa bağlı Çevre sıcaklık Isıtma elemanı 10-15 dakika sürer. Yüzeydeki çalışma sıcaklığına otomatik olarak ulaşılır. Sıcaklık kontrol lambası söndüğünde veya yandığında (kaynak makinesinin tipine bağlı olarak) ısıtma işlemi sona erer.

DİKKAT:

Kaynak aletleri temiz tutulmalıdır. Gerekirse, ısıtma manşonunu ve mandreli kaba bir bez kullanarak solvent ile temizleyin.

Soket kaynağı

Soket kaynağı işlemi, birleştirilecek parçaların aynı anda ısıtılmasını, teknolojik maruziyeti, parçaların nozullardan çıkarılmasını, eşleşmelerini ve ardından kaynaklı parçaların doğal olarak soğutulmasını içerir. Her bir dış çap için eşleşen nozul çiftleri seçilir. Kaynak sırası:

Kaynak makinesine uygun çapta nozullar takılırken, nozulların çalışma yüzeyleri aseton veya sulu bir alkol çözeltisi ile yağdan arındırılmalıdır. Önceki kaynaktan gelen polimer kalıntılarının nozullara yapıştığı durumlarda, çalışma yüzeylerinin temizlenmesi gerekir.

1. Kaynak makinesi ağa bağlı ve çalışmaya hazır olması bekleniyor.
2. PPR için uygun kaynak sıcaklığı 260 - 270 °C'dir.
3. Boru, özel bir kesici kullanılarak boru eksenine dik açılarda kesilir.
4. Kaynak yapılmadan önce borunun ucu ve ek parçasının soketi gerekirse nem, toz ve kirden arındırılır ve yağdan arındırılır.
5. Boruya, soket derinliği artı 2 mm'ye eşit bir mesafede bir işaret uygulanır.
6. Parçaların uçları, eksenel hareketle, dönmeden, nozullara düzgün bir şekilde yerleştirilir.
7. Viskoz bir duruma kadar düzenlenmiş ısınma süresi korunur (Tablo 7.1'e göre).
8. Parçalar nozullardan çıkarılır ve 1 - 2 saniye içinde birbirleriyle eşleştirilir. Bu işlem sırasında parçaların birbirine göre dönme hareketlerine izin verilmez, sadece kaynağın son aşamasında parçaların nihai konumlarında küçük bir ayarlama yapılabilir.
9. Kaynaklı bağlantının ve parçaların soğutulması doğal bir şekilde gerçekleştirilir.

Takviyeli polipropilen borular için, kaynak öncesi borunun ucu soyularak temizlenir, ince polimer tabaka ise folyo ile birlikte çıkarılır. Sonuç olarak, borunun ortaya çıkan dış çapı, bu boyutun standart dış çapına toleranslar dahilinde karşılık gelmelidir.

DİKKAT:

• Çalışma sırasında gerekirse değiştirilebilir ısıtıcılar yapışan malzemeden temizlenir;
• parçaların yüksek kalitede bağlanmasını sağlamak için meme kaplamasının zarar görmesinden kaçınılmalıdır;
• cihazın su ile soğutulması kesinlikle yasaktır, aksi takdirde termal rezistanslar zarar görebilir.

PP rastgele kopolimerden yapılmış parçaların soket kaynağının teknolojik parametreleri (dış hava sıcaklığı 20 °C)

Termoplastiklerin kaynağına, kaynak yerinde flaş adı verilen bir malzemenin eriyiğinin zorunlu ekstrüzyonu eşlik eder. Soket kaynağında boncuk, borunun dış yüzeyinde ve ek parçanın iç yüzeyinden çıkar.

Unutulmamalıdır ki polipropilen dereceleri çeşitli üreticiler birbirinden farklı kompozisyon bu nedenle, farklı üreticilerin boru ve parçalarının kaynaklanması durumunda, garantili bir bağlantı elde etmek için ana çalışmaya başlamadan önce test kaynağı yapılması gerekir.

boru testleri csu tedarik sistemleri

Dahili soğuk ve sıcak su tedarik sistemleri, GOST 24054-80, GOST 25136-82 ve bu kurallara uygun olarak hidrostatik veya manometrik yöntemle test edilmelidir.

Hidrostatik test yöntemi için test basıncının değeri, fazla çalışma basıncının 1.5'ine eşit olarak alınmalıdır.

Su armatürlerinin montajından önce soğuk ve sıcak su temin sistemlerinin hidrostatik ve manometrik testleri yapılmalıdır.

Daha fazla basınç düşüşü olmazsa, sistemlerin testi geçtiği kabul edilir.

0,05 MPa (0,5 kgf/cm2) ve kaynaklarda, borularda düşmeler, dişli bağlantılar, armatürler ve yıkama cihazları yoluyla su sızıntısı.

Hidrostatik testin tamamlanmasının ardından, dahili soğuk ve sıcak su besleme sistemlerinden su tahliyesi gereklidir.

Dahili soğuk ve sıcak su besleme sisteminin manometrik testleri aşağıdaki sırayla yapılmalıdır:

• sistemi 0,15 MPa (1,5 kgf / cm2) test aşırı basıncıyla havayla doldurun;
• kulaktan montaj kusurları bulunursa, basınç atmosfer basıncına düşürülmeli ve kusurlar giderilmelidir;
• daha sonra sistemi 0,1 MPa (1 kgf / cm2) basınçta hava ile doldurun,
• 5 dakika boyunca test basıncı altında tutun.

Sistem, test basıncı altındayken, basınç düşüşü 0,01 MPa'yı (0,1 kgf / cm2) geçmezse testi geçmiş olarak kabul edilir.

Isıtma sistemleri

Su ısıtma ve ısı besleme sistemlerinin testi, hidrostatik yöntemle 1,5 çalışma basıncına eşit, ancak en düşük noktada 0,2 MPa'dan (2 kgf/cm2) daha az olmayan bir basınçla hidrostatik yöntemle kapatılan kazanlar ve genleşme kapları ile yapılmalıdır. sistemin.

Test basıncı altında kaldıktan sonraki 5 dakika içinde basınç düşüşü 0,02 MPa'yı (0,2 kgf / cm2) geçmezse ve kaynaklarda, borularda, dişli bağlantılarda, bağlantılarda sızıntı yoksa, sistem testi geçmiş olarak kabul edilir. ısıtma cihazları ve ekipmanları.

Isıtma tesislerine bağlı ısıtma ve ısı besleme sistemleri için hidrostatik test yöntemindeki test basıncının değeri, sisteme monte edilen ısıtıcılar ve ısıtma ve havalandırma ekipmanı için sınırlayıcı test basıncını geçmemelidir.

Isıtma ve ısı besleme sistemlerinin manometrik testleri, dahili soğuk ve sıcak su besleme sistemlerinin manometrik testlerine karşılık gelir ve aynı sırayla gerçekleştirilir (Madde 8.1).

Yüzey ısıtma sistemleri, kural olarak hidrostatik yöntemle test edilmelidir. Manometrik testin negatif bir dış sıcaklıkta yapılmasına izin verilir.

Panel ısıtma sistemlerinin hidrostatik testi (kurulum pencerelerini kapatmadan önce) 1 MPa (10 kgf / cm2) basınçla 15 dakika süreyle yapılmalıdır, basınç düşüşüne ise 0,01 MPa'dan (0,1 kgf / cm) fazla izin verilmez. 2).

İle kombine yüzey ısıtma sistemleri için ısıtma cihazları, test basıncı değeri, sisteme monte edilen ısıtıcılar için sınırlayıcı test basıncını geçmemelidir.

Manometrik testler sırasında panel ısıtma sistemleri, buharlı ısıtma sistemleri ve ısı beslemesinin test basıncı değeri 0,1 MPa (1 kgf/cm2) olmalıdır. Test süresi -5 dk. Basınç düşüşü 0,01 MPa'dan (0,1 kgf / cm2) fazla olmamalıdır.

Test basıncı altında kaldıktan sonraki 5 dakika içinde basınç düşüşü 0,02 MPa'yı (0,2 kgf / cm 2] geçmezse ve kaynaklarda, borularda, dişli bağlantılarda, bağlantılarda sızıntı yoksa, sistem basınç testini geçmiş olarak kabul edilir. , ısıtma cihazları.

Boru hattı yalıtımı

Su temini boru hatlarının ısı yalıtımı, SNiP 2.04.14-88 (bölüm 3) gerekliliklerine uygun olarak gerçekleştirilir.

Soğuk su sistemlerini kurarken boru hatlarını yoğuşma oluşumundan korumak gerekir. Polipropilen borular için minimum yalıtım kalınlığının belirlenmesi tablo 9.1'e göre yapılabilir:

Soğuk su temini için yalıtım kalınlığının belirlenmesi

PPR boruların taşınması ve depolanması

SP 40-101-96'ya göre Taşıma, polipropilen boruların yüklenmesi ve boşaltılması en az -10 °C dış hava sıcaklığında gerçekleştirilmelidir. -20 °C'ye kadar olan sıcaklıklarda taşınmasına, sadece boruların sabitlenmesini sağlayan özel cihazların kullanılması ve ayrıca özel önlemler alınması ile izin verilir.

Borular ve bağlantı parçaları darbe ve mekanik stresten ve yüzeyleri çizilmelerden korunmalıdır. PPRC boruları taşırken, keskin metal köşelerden ve platform kenarlarından koruyarak araçların düz bir yüzeyine döşenmelidir.

Siteye teslim edilen PPRC boru ve ek parçaları kış zamanı, binalarda kullanılmadan önce en az 2 saat pozitif sıcaklıkta tutulmalıdır.

Borular raflarda saklanmalıdır. kapalı mekanlar veya bir gölgelik altında. Yığın yüksekliği 2 m'yi geçmemelidir Borular ve bağlantı parçaları, ısıtma cihazlarından 1 m'den daha yakın saklanmamalıdır.

Güvenlik gereksinimleri

Açık alevle temas ettiğinde, boru malzemesi bir eriyik oluşumu ve karbon dioksit, su buharı, doymamış hidrokarbonlar ve gazlı ürünlerin salınmasıyla dumanlı bir alevle yanar.

Boru bağlantı parçalarının kaynağı havalandırılan bir alanda yapılmalıdır.

ile çalışırken kaynak makinesi elektrikli aletlerle çalışma kurallarına uymalısınız.

Normatif referanslar

1. GOST R 52134-2003 “Isı temini ve ısıtma sistemleri için termoplastiklerden yapılmış basınçlı borular ve bunlar için bağlantı parçaları. yaygın özellikler". Gerekli tüm yabancı standartları listeler. GOST, polietilen, plastikleştirilmemiş ve klorlanmış polivinil klorür, polipropilen ve kopolimerleri, çapraz bağlı polietilen (bu standartta termoplastikler olarak anılır) ve polibütenden yapılmış borular için gereksinimleri içerir.
2. SNiP 2.04.05-91* “Isıtma. Havalandırma ve iklimlendirme”, Ekleri ve ayrıca SP 41-102-98 “Metal-polimer borular kullanan ısıtma sistemleri için boru hatlarının tasarımı ve montajı” ve SP 40-101-96 “Polipropilenden yapılmış boru hatlarının tasarımı ve montajı "Rastgele kopolimer".
3. SNiP 41-01-2003 1 Ocak 2004'te yürürlüğe girdi, geliştiriciler ana yabancı standartların gereksinimlerini ve piyasada meydana gelen değişiklikleri dikkate almaya çalıştı.
4. TU 2248-039-00284581-99 - Genel Gereksinimler Rusya'da çapraz bağlı polietilenden yapılmış basınçlı borular tanımlanmıştır.
5. TU 2248-032-00284581-98 - polipropilen kopolimerlerden yapılmış borular için genel gereksinimler.

Yabancı düzenleyici çerçeve:

"Teknik Düzenlemeler Hakkındaki" kanunun ülkede istikrarsızlığa yol açması nedeniyle, düzenleyici yapı ve bir dizi hüküm ve belgeyi tavsiye niteliğinde olarak sınıflandırarak, bir dizi alıntı yapmak mantıklıdır. Uluslararası standartlar, termoplastiklerin en önemli parametrelerini düzenler. Bu normlar, kural olarak, yeni Rus düzenleyici belgelerine de yansır.

Uluslararası standart 1EO 15874, polipropilenden sıcak ve soğuk su temini için boru hatları için gereklilikleri tanımlar, ISO 161-1:1996 - termoplastikten yapılmış borular için nominal dış çaplar ve nominal basınçlar, ISO 4065:1996 - duvar kalınlığı; ISO 9080:2003, uzun vadeli hidrostatik mukavemeti belirlemek için bir yöntem içerir, ISO 10508:19995 - borular ve bağlantı parçaları için gereklilikler.

Boru hattındaki su basıncı kayıplarının hesaplanmasıçok basit bir şekilde gerçekleştirilir, ayrıca hesaplama seçeneklerini ayrıntılı olarak ele alacağız.

Boru hattının hidrolik hesaplaması için boru hattı hidrolik hesaplama hesaplayıcısını kullanabilirsiniz.

Evinizin hemen yanında bir kuyu açacak kadar şanslı mısınız? Müthiş! Artık kendinize ve evinize veya kulübenize merkezi su kaynağına bağlı olmayacak temiz su sağlayabilirsiniz. Bu da mevsimsel su kesintisi ve kovalar ve lavabolar ile çalışma anlamına gelmez. Tek yapmanız gereken pompayı kurmak ve işiniz bitti! Bu yazıda size yardımcı olacağız boru hattındaki suyun basınç kaybını hesaplayın, ve zaten bu verilerle, güvenle bir pompa satın alabilir ve sonunda kuyudan suyunuzun tadını çıkarabilirsiniz.

Okul fizik derslerinden borulardan akan suyun her halükarda direnç gösterdiği açıktır. Bu direncin değeri, akış hızına, borunun çapına ve iç yüzeyinin düzgünlüğüne bağlıdır. Direnç ne kadar azsa, akış hızı o kadar düşük ve daha büyük çap ve borunun düzgünlüğü. Boru düzgünlüğü yapıldığı malzemeye bağlıdır. Polimerlerden yapılmış borular, çelik borulardan daha pürüzsüzdür ve ayrıca paslanmaz ve daha da önemlisi, kalite açısından düşük olmasa da diğer malzemelerden daha ucuzdur. Su, tamamen yatay bir boru boyunca hareket ederken bile dirençle karşılaşacaktır. Bununla birlikte, borunun kendisi ne kadar uzun olursa, basınç kaybı o kadar az önemli olacaktır. Pekala, hesaplamaya başlayalım.

Düz boru bölümlerinde yük kaybı.

Düz boru bölümlerindeki su basıncı kaybını hesaplamak için aşağıda sunulan hazır bir tablo kullanır. Bu tablodaki değerler polipropilen, polietilen ve diğer kelimelerle "poli" (polimer) ile başlayan borular içindir. Çelik boru döşeyecekseniz, tabloda verilen değerleri 1,5 kat ile çarpmanız gerekir.

Veriler 100 metre boru hattı için verilmiştir, kayıplar metre su sütunu olarak belirtilmiştir.

masa nasıl kullanılır: Örneğin 50 mm boru çapına ve 7 m3/h debisine sahip yatay bir su borusunda, polimer boru için 2,1 metre su kolonu ve çelik için 3,15 (2.1*1.5) kayıp olacaktır. boru. Gördüğünüz gibi, her şey oldukça basit ve açık.

Yerel dirençlerden kaynaklanan yük kaybı.

Ne yazık ki, borular sadece bir peri masalında kesinlikle düzdür. Gerçek hayatta, bir boru hattındaki suyun basınç kaybını hesaplarken her zaman göz ardı edilemeyecek çeşitli dirsekler, damperler ve valfler vardır. Tablo, en yaygın yerel dirençler için yük kaybı değerlerini gösterir: 90 derece dirsek, yuvarlak dirsek ve valf.

Kayıplar, yerel direnç birimi başına santimetre su sütunu olarak verilmiştir.

v belirlemek için - akış hızı gerekli Q - su tüketimi (m 3 / s cinsinden) S - kesit alanına (m 2 cinsinden) bölünür.

Şunlar. 50 mm boru çapına sahip (π * R 2 \u003d 3.14 * (50/2) 2 \u003d 1962,5 mm 2; S \u003d 1962.5/ 1.000.000 \u003d 0.0019625 m 2) ve 7 m3 su akış hızı / h (Q \u003d 7 / 3600 \u003d 0.00194 m 3 / s) akış hızı
v=Q/S=0.00194/0.0019625=0.989 m/s

Yukarıdaki verilerden de anlaşılacağı üzere, yerel dirençlerde basınç kaybı oldukça önemsiz. Ana kayıplar hala boruların yatay bölümlerinde meydana gelir, bu nedenle bunları azaltmak için boru malzemesi seçimini ve çaplarını dikkatlice düşünün. Kayıpları en aza indirmek için, borunun iç yüzeyinin maksimum çapı ve düzgünlüğü olan polimerlerden yapılmış boruların seçilmesi gerektiğini hatırlayın.

Hidrolik hesaplama, boyutlandırma işleminin önemli bir parçasıdır borular inşaat için boru hattı. Tasarımla ilgili normatif literatürde, fizik açısından açık olan bu soru tamamen karıştırılmıştır. Bize göre bu, akış rejimine, sıvının türüne ve sıcaklığına bağlı olarak sürtünme katsayısını hesaplamak için tüm seçenekleri tanımlama girişiminden kaynaklanmaktadır. boru pürüzlülüğü, parametrelerinin bir varyasyonu ve mümkün olan tüm girişlerin dahil olduğu bir (tüm durumlar için) denklem düzeltme faktörleri. Aynı zamanda, normatif bir belgede bulunan sunumun kısalığı, bu katsayıların değerlerinin seçimini büyük ölçüde keyfi hale getirir ve çoğu zaman bir belgeden diğerine dolaşan nomogramlarla biter.
Belgelerde önerilen hesaplama yöntemlerinin daha ayrıntılı bir analizi için, klasik hidrodinamiğin başlangıç ​​denklemlerine dönmek faydalı görünmektedir.

Sıvı akışı sırasında sürtünme kuvvetlerinin üstesinden gelmekle ilişkili basınç kaybı boru, denklem ile belirlenir:

Nerede: L ve D uzunluğu boru hattı ve iç çapı, m; ? - sıvı yoğunluğu, kg/m3; w - ortalama hacimsel hız, m/s, akış Q, m3/s ile belirlenir:

λ, sürtünme kuvvetleri ile atalet oranını karakterize eden boyutsuz bir nicelik olan hidrolik sürtünme katsayısıdır ve tam olarak hidrolik hesaplamanın konusu olan belirlenmesidir. boru hattı. Sürtünme katsayısı akış rejimine bağlıdır ve laminer ve türbülanslı akış için farklı tanımlanır.
Bir laminer (tamamen viskoz akış rejimi) için, sürtünme katsayısı Poiseuille denklemine göre teorik olarak belirlenir:
λ = 64/Re(2)
burada: Yeniden - kriter (sayı) Reynolds.
Deneysel veriler kritik değerin altındaki Reynolds değerleri dahilinde bu kanuna kesinlikle uyar (Re Bu değer aşıldığında türbülans oluşur. Türbülans gelişiminin ilk aşamasında (3000 λ = 0.3164 Re -0.25 (3))
Biraz daha geniş bir Reynolds sayıları aralığında (4000

λ = 1,01 log(Re) -2,5 (4)

Re > 100000 değerleri için birçok hesaplama formülü önerilmiştir, ancak hemen hemen hepsi aynı sonucu vermektedir.

Şekil 1, (2) - (4) denklemlerinin belirtilen Reynolds sayıları aralığında nasıl "çalıştığını" gösterir; bu, hidrolik olarak düzgün akıştaki tüm gerçek sıvı akış durumlarını tanımlamak için yeterlidir. borular.
Şekil 1

Duvar pürüzlülüğü borular hidrolik direnci sadece türbülanslı akışta etkiler, ancak bu durumda da laminer bir sınır tabakasının varlığından dolayı, bağıl pürüzlülüğe ξ/D bağlı olarak yalnızca belirli bir değeri aşan Reynolds sayılarında önemli ölçüde etkiler, burada ξ pürüzlülük tümseklerinin hesaplanan yüksekliği, m .
Boru, sıvı akışı sırasında aşağıdaki koşulun karşılandığı:

hidrolik olarak pürüzsüz kabul edilir ve sürtünme katsayısı (2) - (4) denklemleriyle belirlenir.
Eşitsizliğin (5) belirlediğinden daha büyük Re sayıları için, sürtünme katsayısı sabit bir değer haline gelir ve aşağıdaki denkleme göre sadece bağıl pürüzlülük tarafından belirlenir:

hangi dönüşümden sonra verir:

Hidrolik pürüzlülük kavramının iç yüzeyin geometrisi ile hiçbir ilgisi yoktur. borular, araçsal olarak ölçülebilir. Araştırmacılar, modelin iç yüzeyine uygulanan borular açıkça tekrarlanabilir ve ölçülebilir grenlilik ve model ve gerçek teknik için sürtünme katsayısını karşılaştırdı borular aynı akış rejimlerinde Bu aralığı belirledi eşdeğer hidrolik pürüzlülük teknik hidrolik hesaplarda alınması gereken borular. Bu nedenle denklem (6) daha kesin olarak yazılmalıdır:

burada: ξ e - normatif eşdeğer pürüzlülük (Tablo 1).

tablo 1

Tablo 1'deki veriler o döneme ait geleneksel malzemeler için elde edilmiştir. boru hatları.
1950-1975 döneminde, Batılı hidrodinamikçiler aşağıdakileri belirledi: polietilen ve PVC borular uzun süreli çalışma sonrası dahil olmak üzere farklı çaplar. Eşdeğer pürüzlülük değerleri için 0,0015 ila 0,0105 mm aralığında elde edilmiştir. borular 50 ila 300 mm çap. ABD'de yapıştırılmış montaj için PVC boru bu gösterge 0,005 mm alınır. İsveç'te, beş kilometredeki gerçek basınç kayıplarına göre boru hattı alın kaynaklı polietilen borular 1200 mm çapında, ξ e \u003d 0,05 mm olduğunu belirledi. Rus bina kodlarında, ilgili durumlarda polimer (plastik) borular, pürüzlülüklerinden hiç bahsedilmez veya kabul edilir: su temini ve kanalizasyon için - "0.01 mm'den az değil", gaz temini için ξ e \u003d 0.007 mm. İşletmedeki basınç kayıplarının tam ölçekli ölçümleri gaz boru hattı 225 mm dış çapa ve 48 km'den daha uzun bir uzunluğa sahip polietilen borulardan yapılmış, ξ e Burada, belki de, klasik hidrodinamiğin hükümlerinin analizde yardımcı olabileceği tek şey budur. normatif belgeler hidrolik hesaplamaya adanmış boru hatları. Hatırlamak

Yeniden = wD/ν (7)

nerede: ν - sıvının kinematik viskozitesi, m2/sn.

Kesin olarak çözülmesi gereken ilk soru, yukarıda gösterildiği gibi pürüzlülük seviyesinin ≈ 0,005 mm'den 0,005 mm'ye kadar olup olmadığıdır. borular için ≈ 0,05 mm'ye kadar küçük çaplar büyük çaplı borular, hidrolik olarak pürüzsüz.
Tablo 2'de borular farklı çaplarda, denklem (5) ve (7)'ye göre, 20°C sıcaklıkta su hareketinin akış hızlarının değerleri belirlenir ( ν \u003d 1.02 * 10-6 m2 / s), bunun üzerinde boru hidrolik olarak pürüzsüz olarak kabul edilemez. İçin polimer (plastik) borular pürüzlülük, yukarıda belirtildiği gibi artan çapla kademeli olarak arttı; yeni ve eski çelik için borular- kabul edilmiş minimum değerler Tablo 1. Eski çelikteki kritik hızların boru hatları Yenilerinden 10 kat daha düşüktür ve hidrolik basınç kayıpları hesaplanırken pürüzlülükleri göz ardı edilemez.

Tablo 2

İçin boru hatları binaların içindeki su hızının sınırlayıcı değerleri ile boru hatlarışunlardır:
için ısıtma sistemleri- 1,5 m/sn;
için sıhhi tesisat- 3 m/sn.
Harici ağlar için düzenleyici belgelerde bu tür kısıtlamalar bulamadık, ancak Tablo 2'de tanımlanan sınırlar içinde kalırsak, kesin bir sonuç çıkarabiliriz - polimer (plastik) borular kesinlikle pürüzsüz.
Hızın sınır değerini, w = 3 m/sn'yi bırakarak, suyun ne zaman aktığını belirleriz. borular 20-1000 mm çapında, Reynolds sayısı 50000-2500000 aralığındadır, yani içindeki su akışının sürtünme katsayısını hesaplamak için denklem (3) ve (4) kullanmak oldukça doğrudur. Denklem (4) genellikle tüm akış rejimlerini kapsar.
Su temin sistemlerinin tasarımına ilişkin düzenleyici belgelerde, belirli yük kaybını (Pa / m veya m / m) belirleme denklemi, çapa göre genişletilmiş olarak verilmiştir. borular ve formdaki su hareketinin hızı:

burada: K - çeşitli katsayılar kümesi, n ve m - D, m çapında ve w, m/sn hızında üsler.
Böyle bir dönüşüm için en uygun olan Blasius denklemi (3), 3000'de 20°C'de su için

ancak Re 100000'de çalışır, denklem (4)'ün bir modifikasyonu kullanılmalıdır.
ISO TR 10501 için plastik borular 4000'de

Reynolds sayı aralığı için 150000

SNiP 2.04.02-84, akış rejimi aralığını belirtmeden, uygun katsayıları yerine koyarak bir denklem verir. plastik borular formu alır:

bu, çeşitli koşulları kontrol ettikten ve yerine getirdikten sonra, kaba borularda (b ≥ 2) bir dizi su akış rejimi için aşağıdaki denkleme dönüşür:

λ = 0,5 /(lg(3.7D/ ξ)) 2

hangi denklem (61) ile tam olarak örtüşür

Denklem (12)'deki tanımlamaları burada deşifre etmiyoruz, çünkü bunlar birçok aşamada birbirlerine bağlıdırlar ve orijinal metinden pek anlaşılmazlar.

Bu nedenle, katsayılarda ve üslerde küçük değişikliklerle denklemler (9 - 12) hidrodinamiğin klasik denklemlerine dayanmaktadır.
Su hareketinin hızını varsayarsak boru hattı w=3 m/sn, J, m/m basınç kaybını hesaplıyoruz (Tablo 3, Şekil 2) polimer (plastik) borular Yukarıda tartışılan dört yaklaşıma göre farklı çaplar. SP 40-102-2000'e (denklem 12) göre hesaplarken, çapa bağlı olarak pürüzlülük seviyesi borular olarak kabul edildi Tablo 2.

Pirinç. 2

Tablo 3 ve Şekil 2'den görülebileceği gibi, ISO TR 10501'e göre hesaplamalar pratik olarak klasik hidrodinamik denklemlerine göre hesaplamalarla örtüşmektedir, Rus düzenleyici belgelerine göre hesaplamalar da birbiriyle örtüşmekte, biraz fazla tahmin edilen sonuçlar vermektedir. onlara kıyasla. Hidrolik hesaplama açısından SP 40-102-2000 derleyicilerinin neden açık değil polimerik su teminiönceki SNiP 2.04.02-84 belgesinin tavsiyelerinden ayrıldı ve uluslararası ISO TR 10501 belgesinin tavsiyelerini dikkate almadı.
Denklemler (9 - 11), pürüzsüz akışta gerçekçi olarak olası tüm su akış modlarını kapsar. borular ve içlerinde bulunan herhangi bir niceliğe (J, w ve D) göre kolayca çözülebilmeleri açısından uygundurlar. Bu D ile ilgili olarak yapılırsa:

burada: K katsayıdır ve n ve m, D çapındaki ve w hızındaki üslerdir, o zaman çapı önceden seçebilirsiniz boru hattı belirli bir uzunluk için izin verilen basınç kaybını hesaba katarak, bu ağ türü için önerilen hıza göre w, m/s boru hattı(∆ Hg \u003d J * L, m).

Örnek:
İç çapı belirle plastik boru hattı 1000 m uzunluğunda, wmax = 2 m/s ve ∆ Hg = 10 m (1 bar), yani J = 10/1000 = 0,01 m.
Örneğin, (11) denkleminin katsayılarını seçerek şunları elde ederiz:

Bu durumda debi Q=460 m3/saat olacaktır. Elde edilen debi büyük veya küçük ise hız değerini düzeltmek yeterlidir. Örneğin, w=1,5 m/s alarak, D=0.188 m ve Q=200 m3/h elde ederiz.
Tüketim boru hattı tüketicinin ihtiyaçları tarafından belirlenir ve ağın tasarım aşamasında belirlenir. Bu soruyu tasarımcılara bırakarak, çelikteki (yeni ve eski) spesifik basınç kayıplarını ve plastik boru hatları farklı çaplar için eşit maliyetle borular.

Çeliğin kaçınılmaz yaşlanması göz önüne alındığında, Tablo 4'ten görülebileceği gibi borular için, operasyon sırasında borular küçük ve orta çaplar polietilen boru dış çapın bir adımını daha az seçebilirsiniz. ve sadece için borular 800 mm ve üzeri çaplarda, mutlak eşdeğer pürüzlülüğün yük kaybı, çaplar üzerindeki nispeten daha küçük etkisinden dolayı borular bir satırdan seçim yapmanız gerekir.

Edebiyat.
1. N.Z. Frenkel, Hidrolik, Goseneogoizdat, 1947.
2. I.E. Idelchik, Şekillendirilmiş ve düz parçaların hidrolik direnci El Kitabı boru hatları, TsAGI, 1950.
3. L.-E. Janson, Su temini ve kanalizasyon bertarafı için plastik borular. Boras, Borealis, 4. baskı, 2003.
4. ISO TR 10501 Basınç altında sıvıların taşınması için termoplastik borular - Yük kayıplarının hesaplanması.
5. SP 40-101-2000 Tasarım ve kurulum boru hatları itibaren polipropilen"rastgele kopolimer".
6. SNiP 41-01-2003 (2.04.05-91) Isıtma, havalandırma ve klima.
7. SNiP 2.04.01-85 Dahili su boruları ve binaların kanalizasyonu.
8. SNiP 2.04.02-84. Dış ağlar ve yapılar.
9. SP 40-102-2000 Tasarım ve kurulum boru hatları su temini ve kanalizasyon sistemleri polimerik malzemeler.
10. SP 42-101-2003 Metal ve gaz dağıtım sistemlerinin tasarımı ve yapımı için genel hükümler ve polietilen borular.
11. E.Kh.Kitaytseva, Çeliklerin hidrolik hesabı ve polietilen gaz boru hatları, Polimergaz, No. 1, 2000.