Rørdiameterberegning

Beregningen av rørdiameteren utføres på grunnlag av to kriterier - den tillatte strømningshastigheten og det tillatte trykkfallet på en meter av røret.

Kriteriet for valg av rørdiameter for tillatte trykkfall er økonomisk og består i å bestemme balansen mellom kapital og driftskostnader. Øk diameteren på røret medfører en økning i kostnadene, og for å pumpe vann gjennom et rør av mindre diameter, trenger mer energi for å drive pumpen.

For feasibility studie av valget av diameteren av røret - bygge en graf av kapital og driftskostnader av rørledningens diameter. Den optimale diameteren av røret bestemmes ved skjæringspunktet for kapitalkurven og driftskostnadskurven.

Begrensningen av strømningshastigheten i rørene skyldes hygieniske normer for et akseptabelt ekvivalent støynivå dB. Maksimum tillatt vannhastighet i rørledningene i varmesystemet er avhengig av rørets diameter og varierer fra 0,8 til 1,5 m / s, og i rørledningene til vannforsyningssystemet er begrenset til 3 m / s.

Ovennevnte program vil beregne den nødvendige rørdiameteren, det spesifikke trykkfallet som ikke vil overstige 100 Pa / m.

Hvordan beregne vannforbruk ved rørdiameter - teori og praksis

Hvordan er det lett å beregne strømmen av vann i henhold til rørets diameter? Tross alt er appellen til offentlige tjenester med en forhåndsutarbeidet ordning for alle vannrørledninger i området ganske plagsom.

Hvorfor trenger vi slike beregninger

Ved utarbeidelse av en plan for bygging av en stor hytte med flere bad, et privat hotell og en brannsystemorganisasjon, er det svært viktig å ha mer eller mindre nøyaktig informasjon om transportmulighetene til det eksisterende rør, med tanke på dens diameter og trykk i systemet. Det handler om svingning av trykk under vannforbrukets topp: slike fenomener påvirker snarere kvaliteten på tjenestene som tilbys.

I tillegg, dersom vannforsyningssystemet ikke er utstyrt med vannmålere, så er det tatt hensyn til når man betaler for verktøystjenester. "Pipepassability". I dette tilfellet er det ganske logisk at spørsmålet om de tariffer som gjelder i dette tilfellet kommer opp.

Det er viktig å forstå at det andre alternativet ikke gjelder for private lokaler (leiligheter og hytter), der i mangel av meter er sanitære standarder tatt i betraktning ved lading, vanligvis er dette opptil 360 l / dag per person.

Hva bestemmer rørets permeabilitet

Hva bestemmer strømmen av vann i et rundt rør? Det ser ut til at søket etter et svar ikke skal føre til vanskeligheter: jo større delen av røret har, desto mer vann kan det gå glipp av i en viss tid. Samtidig blir også husket trykk, fordi jo høyere vannkolonnen er, jo raskere blir vannet presset gjennom kommunikasjon. Men praksis viser at dette ikke er alle faktorer som påvirker vannstrømmen.

I tillegg til disse må man også ta hensyn til følgende punkter:

  1. Rørlengde Med en økning i lengden, gnider vann sterkere mot veggene, noe som fører til en langsommere strømning. Faktisk, i begynnelsen av systemet, er vann bare påvirket av trykket, men det er også viktig hvor raskt de neste delene vil kunne komme inn i kommunikasjonens indre. Bremsing inne i røret når ofte høye verdier.
  2. Vannforbruket avhenger av diameteren i en mye vanskeligere grad enn det som synes ved første øyekast. Når størrelsen på rørets diameter er liten, motstår veggene vannstrømmen en størrelsesorden større enn i tykkere systemer. Som en følge av dette reduseres fordelen ved å redusere rørets diameter, når det gjelder forholdet mellom hastigheten av vannstrømmen til det indre området i en seksjon med en fast lengde. For å si det enkelt, transporterer et tykt vannrør vann mye raskere enn en tynn.
  3. Materialet til fremstilling. Et annet viktig punkt som direkte påvirker hastigheten på vannbevegelsen gjennom røret. For eksempel bidrar glatt propylen til glidende vann i mye større grad enn ru stålvegger.
  4. Varighet av tjenesten. Over tid vises rust på stålvannsrør. I tillegg er det for stål, så vel som støpejern, karakteristisk å gradvis akkumulere kalkavsetninger. Resistens mot vannstrømningsrør med sedimenter er mye høyere enn nye stålprodukter: denne forskjellen når noen ganger 200 ganger. I tillegg fører overgrowing av røret til en reduksjon i diameteren: selv om vi ikke tar hensyn til økt friksjon, faller dens permeabilitet tydelig. Det er også viktig å merke seg at plast- og metall-plastprodukter ikke har slike problemer: selv etter årtier med intensiv bruk, holder deres nivå av motstand mot vannstrømmer på det opprinnelige nivået.
  5. Tilstedeværelsen av svinger, beslag, adaptere, ventiler bidrar til ytterligere bremsing av vannstrømmer.

Alle de ovennevnte faktorene må tas med i betraktning, fordi dette ikke handler om noen små feil, men om en alvorlig forskjell flere ganger. Som en konklusjon kan det sies at en enkel bestemmelse av diameteren av et rør ved vannstrømning er neppe mulig.

Ny evne til å beregne vannforbruk

Hvis vann brukes ved hjelp av trykk, forenkler dette i stor grad oppgaven. Det viktigste i dette tilfellet er at dimensjonene av åpningen av utløpet av vann er mye mindre enn diameteren av vannforsyningssystemet. I dette tilfellet er den gjeldende formelen for beregning av vann over et tverrsnitt av et Torricelli-rør v ^ 2 = 2gh, hvor v er strømningshastigheten gjennom et lite hull, g er akselerasjonen av fritt fall og h er høyden av vannsøylen over kranen (hull med tverrsnitt s, per tidsenhet savner vannvolumet s * v). Det er viktig å huske at begrepet "seksjon" ikke brukes til å betegne diameteren, men området. For beregningen ved hjelp av formelen pi * r ^ 2.

Hvis vannkolonnen har en høyde på 10 meter og hullet er 0,01 m i diameter, beregnes vannstrømmen gjennom røret ved et trykk av en atmosfære som følger: v ^ 2 = 2 * 9,78 * 10 = 195,6. Etter ekstraksjon av kvadratroten kommer v = 13,98570698963767 ut. Etter runding for å få en enklere hastighet, viser det seg 14m / s. Hulltverrsnittet, som har en diameter på 0,01 m, beregnes som følger: 3,14159265 * 0,01 ^ 2 = 0,000314159265 m2. Som et resultat viser det seg at maksimumsvannstrømmen gjennom røret tilsvarer 0,000314159265 * 14 = 0.00439822971 m3 / s (litt mindre enn 4,5 liter vann / sekund). Som du kan se, er det i dette tilfellet ganske enkelt å beregne vann over rørets tverrsnitt. Også i fri tilgang er det spesielle tabeller som indikerer vannforbruket for de mest populære VVS-produktene, med en minimumsverdi av vannrørets diameter.

Som du allerede kan forstå, er det ingen universell, enkel måte å beregne rørledningens diameter avhengig av vannstrømmen. Imidlertid kan visse indikatorer for deg selv avledes. Dette er spesielt tilfelle hvis systemet er utstyrt med plast- eller metall-plastrør, og vannforbruk utføres med kraner med liten utløps-tverrsnitt. I noen tilfeller er denne beregningsmetoden gjeldende for stålsystemer, men det gjelder først og fremst nye vannrør som ikke har tid til å dekkes av interne innskudd på veggene.

Beregning av vannforbruk ved rørdiameter og trykk i henhold til tabellen og SNIP 2.04.01-85 + kalkulator

Bedrifter og boliger bruker mye vann. Disse digitale indikatorene er ikke bare bevis på en bestemt verdi som indikerer strømningshastigheten.

I tillegg hjelper de med å bestemme diameteren av rørblandingen. Mange tror at beregningen av vannforbruk ved rørdiameter og trykk er umulig, siden disse konseptene er helt uavhengige.

Men praksis har vist at det ikke er det. Kapasiteten til vannforsyningsnettverket er avhengig av mange indikatorer, og den første i denne listen vil være diameteren av rørblandingen og trykket i rørledningen.

Det anbefales å utføre alle beregninger ved konstruksjonsfasen av rørledningskonstruksjonen, fordi de innhentede dataene bestemmer nøkkelparametrene for ikke bare den innenlandske, men også industrielle rørledningen. Alt dette vil bli diskutert videre.

Online vannkalkulator

Hvilke faktorer påvirker væskestrømmen gjennom rørledningen

Kriteriene som påvirker indikatoren som beskrives, utgjør en lang liste. Her er noen av dem.

  1. Den indre diameteren som rørledningen har.
  2. Bevegelsens hastighet, som avhenger av trykket i linjen.
  3. Materialet tatt for produksjon av rør sortiment.

Bestemmelse av vannstrømmen ved utløpet av linjen utføres av rørets diameter, fordi denne egenskapen sammen med andre påvirker gjennomstrømningen av systemet. Også beregning av mengden væske som forbrukes, kan du ikke redusere veggtykkelsen, som bestemmes på grunnlag av estimert internt trykk.

Det kan til og med hevdes at definisjonen av "rør geometri" ikke bare påvirkes av lengden på nettverket. Og tverrsnittet, trykket og andre faktorer spiller en svært viktig rolle.

I tillegg har enkelte systemparametre direkte effekt på forbrukshastigheten, ikke direkte, men indirekte. Dette inkluderer viskositet og temperatur på pumpet medium.

Oppsummering av et lite resultat, kan vi si at definisjonen av gjennomstrømning gjør at du nøyaktig kan bestemme optimal type materiale for konstruksjonen av systemet og velge mellom teknologien som brukes til montering. Ellers vil nettverket ikke fungere effektivt, og det vil kreve hyppige nødreparasjoner.

Beregning av vannforbruk ved diameter av et rundrør, avhenger av størrelsen. Følgelig vil over en større tverrsnitt i en viss periode en større mengde væske bevege seg. Men, å utføre beregningen og ta hensyn til diameteren, er det umulig å redusere presset.

Hvis vi vurderer denne beregningen på et konkret eksempel, viser det seg at mindre væske vil passere gjennom et meterlang rørprodukt gjennom et 1 cm hull i en viss tidsperiode enn gjennom en linje som når et par ti meter i høyden. Dette er naturlig, fordi det høyeste nivået av vannforbruk på stedet vil oppnå maksimal ytelse ved høyeste trykk i nettverket og med den høyeste størrelsen på volumet.

Beregning av delen for SNIP 2.04.01-85

Først og fremst er det nødvendig å forstå at beregningen av diameteren til culvert er en kompleks prosessprosess. Dette vil kreve spesiell kunnskap. Men utfører husholdningenes konstruksjon av en vannstrømningsledning, blir den hydrauliske beregningen av tverrsnittet ofte utført uavhengig.

Denne typen beregningsberegning av strømningshastigheten for culvert kan gjøres på to måter. Den første er tabelldata. Men med henvisning til tabellene er det nødvendig å vite ikke bare det eksakte antall kraner, men også beholdere for vann (bad, vasker) og andre ting.

Bare hvis du har denne informasjonen om culvert-systemet, kan du bruke tabellene som tilbys av SNIP 2.04.01-85. Ifølge dem og bestemme mengden vann på røret av røret. Her er en av disse tabellene:

Vann strømmer gjennom røret ved riktig trykk

Innholdet i artikkelen

Hovedoppgaven med å beregne volumet av vannforbruk i et rør over dens tverrsnitt (diameter) er å plukke opp rør slik at strømningshastigheten ikke er for stor, og trykket forblir bra. Det bør ta hensyn til:

  • diametre (DN av indre seksjon),
  • hode tap i det beregnede området,
  • vannstrømningshastighet
  • maksimalt trykk
  • påvirkning av svinger og porter i systemet,
  • materiale (egenskapene til rørledningens vegger) og lengden mv.

Valget av rørdiameter for vannstrømning ved bruk av bordet anses å være enklere, men mindre nøyaktig enn måle- og beregningstrykk, vannhastighet og andre parametere i rørledningen, laget lokalt.

Tabell standarddata og gjennomsnittlige indikatorer for hovedparametrene

For å bestemme den estimerte maksimale strømningshastigheten for vann gjennom et rør, er det gitt en tabell for de 9 vanligste diametrene ved forskjellige trykk.

Gjennomsnittstrykket i de fleste stigerør er i området 1,5-2,5 atmosfærer. Den eksisterende avhengigheten av antall etasjer (spesielt merkbar i høyhus) reguleres ved å dele vannforsyningssystemet i flere segmenter. Vanninjeksjon med pumper påvirker også endringen i strømningshastigheten. I tillegg, når man refererer til tabellene i beregningen av vannforbruk, tar ikke bare hensyn til antall kraner, men også antall vannvarmere, bad og andre kilder.

Endringer i kranens gjennomtrengelighetskarakteristikker ved hjelp av vannstrømningsregulatorer, økonomer lik WaterSave (http://water-save.com/), registreres ikke i tabellene, og er som regel ikke tatt i betraktning ved beregning av vannforbruk på rørledningen.

Metoder for beregning av avhengighet av vannstrøm og rørdiameter

Ved hjelp av formlene nedenfor kan du både beregne vannstrømmen i røret og bestemme avstanden til rørdiameteren på vannstrømmen.

I denne formelen drift:

  • Under q blir strømningshastigheten i l / s tatt,
  • V - bestemmer strømningshastigheten i m / s,
  • d - Innvendig seksjon (diameter i cm).

Å vite vannforbruket og d-seksjonen, kan du ved hjelp av inverse beregninger angi hastigheten, eller ved å vite strømningshastigheten og hastigheten, bestemme diameteren. Hvis det er en ekstra kompressor (for eksempel i høyhus), er trykket og hastigheten til den hydrauliske strømmen som er opprettet av den, angitt i passet til enheten. Uten ytterligere injeksjon varierer strømningshastigheten oftest i området 0,8-1,5 m / s.

For mer nøyaktige beregninger ta hensyn til trykkfallet ved hjelp av Darcy-formelen:

For å beregne er det nødvendig å i tillegg installere:

  • rørledningslengde (L)
  • tapfaktor, som avhenger av rørledningens ruhet, turbulens, krølling og seksjoner med ventiler (λ),
  • væskeviskositet (p).

Forholdet mellom rørledningens D-verdi, strømningshastigheten (V) og vannforbruket (q) med hensyn til skråningsvinkelen (i) kan uttrykkes i en tabell hvor to kjente verdier er forbundet med en rett linje, og verdien av ønsket verdi vil være synlig ved skjæringspunktet og en rett linje.

For den tekniske begrunnelsen skal du også bygge grafer på drifts- og kapitalkostnader med definisjonen av den optimale verdien av D, som er satt i skjæringspunktet mellom kurver for driftskostnader og kapitalkostnader.

Beregning av vannstrømning gjennom røret, under hensyntagen til trykkfallet, kan utføres ved bruk av elektroniske kalkulatorer (for eksempel: http://allcalc.ru/node/498; https://www.calc.ru/gidravlicheskiy-raschet-truboprovoda.html). For hydraulisk beregning, som i formelen, må du ta hensyn til tapfaktoren, noe som innebærer valget:

  1. Metode for beregning av motstanden
  2. materiale og type rørsystemer (stål, støpejern, asbest, armert betong, plast), der det tas hensyn til at plastflatene f.eks. er mindre grove enn stål og ikke korroderer,
  3. indre diametre
  4. seksjon lengde
  5. trykkfall på hver meter av rørledningen.

Noen kalkulatorer tar hensyn til ytterligere egenskaper ved rørledningssystemer, for eksempel:

  • nytt eller ikke nytt med bituminøst belegg eller uten innvendig belegg,
  • med et eksternt plast- eller polymerbelegg,
  • med ekstern sement-sand belegg påført med ulike metoder, etc.

Legg igjen en kommentar og bli med i diskusjonen.

Hvordan beregne rørledningens diameter

Arbeide med en kalkulator er enkel - skriv inn data og få resultatet. Men noen ganger er dette ikke nok - en nøyaktig beregning av rørets diameter er bare mulig med manuell beregning ved hjelp av formler og korrekt valgte koeffisienter. Hvordan beregner du rørets diameter når det gjelder vannstrøm? Hvordan bestemme størrelsen på gassledningen?

Rørledning og deler som trengs for det

Profesjonelle ingeniører, ved beregning av nødvendig rørdiameter, bruker oftest spesielle programmer som kan beregne og produsere et eksakt resultat ved hjelp av kjente parametere. Det er mye vanskeligere for en amatørbygger å organisere vannforsyning, oppvarming, forgasningsanlegg for å utføre beregningen selvstendig. Derfor, oftest i bygging eller rekonstruksjon av et privat hus, brukes de anbefalte dimensjonene av rør. Men ikke alltid standardtips kan ta hensyn til alle nyanser av individuell konstruksjon, så du må manuelt utføre en hydraulisk beregning for å kunne velge rørets diameter for oppvarming og vannforsyning.

Beregning av rørets diameter for vannforsyning og oppvarming

Hovedkriteriet for å velge et oppvarmingsrør er dens diameter. Fra denne indikatoren avhenger av hvor effektiv det vil bli oppvarming av huset, livet til systemet som helhet. Med en liten diameter i rørledningen kan det oppstå økt trykk, noe som vil forårsake lekkasjer, økt belastning på rør og metall, noe som fører til problemer og uendelige reparasjoner. Med en stor diameter vil varmeproduksjonen i varmesystemet ha en tendens til null, og kaldt vann vil ganske enkelt tørke ut av kranen.

Rørkapasitet

Diameteren av røret påvirker systemets kapasitet direkte, det vil si at mengden vann eller varmebærer som passerer gjennom tverrsnittet per tidsenhet, er i dette tilfellet. Jo flere sykluser (bevegelser) i systemet over en viss tidsperiode, desto mer effektiv er oppvarmingen. For vannforsyningsrørene påvirker diameteren det opprinnelige trykket i vannet - en passende størrelse støtter bare hodet, og en økt størrelse vil senke.

Diameteren til det valgte systemet for VVS og oppvarming, antall radiatorer og deres seksjon, bestemmer den optimale lengden på linjene.

Siden rørets kapasitet er en grunnleggende faktor i utvelgelsen, er det nødvendig å bestemme og i sin tur påvirke strømmen av vann i rørledningen.

Rørdiameter Kalkulator

Beregningen av rørledningens nødvendige diameter i denne kalkulatoren er en referanseverdi som kan tjene som utgangspunkt for valg av nødvendig for utforming av rør, beslag og andre komponenter og deler av rørledninger. Formelkomponenten i beregningen er basert på den grunnleggende avhengigheten av strømningshastigheten i rørledningen på dens diameter og hastigheten til mediet:

Q = ((πd 2) / 4) • w, hvor

Q - væskestrøm;
d er rørledningens diameter;
w - strømningshastighet.

Fremhever verdien d av rørledningens diameter ved hjelp av matematiske transformasjoner, ga vi deg muligheten til å utføre nettberegning ved hjelp av tilsvarende opprinnelige data.

Maksimal vannstrømning gjennom rørbordet

Hvordan beregne vannforbruk ved rørdiameter - teori og praksis

Hvordan er det lett å beregne strømmen av vann i henhold til rørets diameter? Tross alt er appellen til offentlige tjenester med en forhåndsutarbeidet ordning for alle vannrørledninger i området ganske plagsom.

Hvorfor trenger vi slike beregninger

Ved utarbeidelse av en plan for bygging av en stor hytte med flere bad, et privat hotell og en brannsystemorganisasjon, er det svært viktig å ha mer eller mindre nøyaktig informasjon om transportmulighetene til det eksisterende rør, med tanke på dens diameter og trykk i systemet. Det handler om svingning av trykk under vannforbrukets topp: slike fenomener påvirker snarere kvaliteten på tjenestene som tilbys.

I tillegg, dersom vannforsyningssystemet ikke er utstyrt med vannmålere, så er det tatt hensyn til når man betaler for verktøystjenester. "Pipepassability". I dette tilfellet er det ganske logisk at spørsmålet om de tariffer som gjelder i dette tilfellet kommer opp.

Det er viktig å forstå at det andre alternativet ikke gjelder for private lokaler (leiligheter og hytter), der i mangel av meter er sanitære standarder tatt i betraktning ved lading, vanligvis er dette opptil 360 l / dag per person.

Hva bestemmer rørets permeabilitet

Hva bestemmer strømmen av vann i et rundt rør? Det ser ut til at søket etter et svar ikke skal føre til vanskeligheter: jo større delen av røret har, desto mer vann kan det gå glipp av i en viss tid. Samtidig blir også husket trykk, fordi jo høyere vannkolonnen er, jo raskere blir vannet presset gjennom kommunikasjon. Men praksis viser at dette ikke er alle faktorer som påvirker vannstrømmen.

I tillegg til disse må man også ta hensyn til følgende punkter:

  1. Rørlengde Med en økning i lengden, gnider vann sterkere mot veggene, noe som fører til en langsommere strømning. Faktisk, i begynnelsen av systemet, er vann bare påvirket av trykket, men det er også viktig hvor raskt de neste delene vil kunne komme inn i kommunikasjonens indre. Bremsing inne i røret når ofte høye verdier.
  2. Vannforbruket avhenger av diameteren i en mye vanskeligere grad enn det som synes ved første øyekast. Når størrelsen på rørets diameter er liten, motstår veggene vannstrømmen en størrelsesorden større enn i tykkere systemer. Som en følge av dette reduseres fordelen ved å redusere rørets diameter, når det gjelder forholdet mellom hastigheten av vannstrømmen til det indre området i en seksjon med en fast lengde. For å si det enkelt, transporterer et tykt vannrør vann mye raskere enn en tynn.
  3. Materialet til fremstilling. Et annet viktig punkt som direkte påvirker hastigheten på vannbevegelsen gjennom røret. For eksempel bidrar glatt propylen til glidende vann i mye større grad enn ru stålvegger.
  4. Varighet av tjenesten. Over tid vises rust på stålvannsrør. I tillegg er det for stål, så vel som støpejern, karakteristisk å gradvis akkumulere kalkavsetninger. Resistens mot vannstrømningsrør med sedimenter er mye høyere enn nye stålprodukter: denne forskjellen når noen ganger 200 ganger. I tillegg fører overgrowing av røret til en reduksjon i diameteren: selv om vi ikke tar hensyn til økt friksjon, faller dens permeabilitet tydelig. Det er også viktig å merke seg at plast- og metall-plastprodukter ikke har slike problemer: selv etter årtier med intensiv bruk, holder deres nivå av motstand mot vannstrømmer på det opprinnelige nivået.
  5. Tilstedeværelsen av svinger, beslag, adaptere, ventiler bidrar til ytterligere bremsing av vannstrømmer.

Alle de ovennevnte faktorene må tas med i betraktning, fordi dette ikke handler om noen små feil, men om en alvorlig forskjell flere ganger. Som en konklusjon kan det sies at en enkel bestemmelse av diameteren av et rør ved vannstrømning er neppe mulig.

Ny evne til å beregne vannforbruk

Hvis vann brukes ved hjelp av trykk, forenkler dette i stor grad oppgaven. Det viktigste i dette tilfellet er at dimensjonene av åpningen av utløpet av vann er mye mindre enn diameteren av vannforsyningssystemet. I dette tilfellet er den gjeldende formelen for beregning av vann over et tverrsnitt av et Torricelli-rør v ^ 2 = 2gh, hvor v er strømningshastigheten gjennom et lite hull, g er akselerasjonen av fritt fall og h er høyden av vannsøylen over kranen (hull med tverrsnitt s, per tidsenhet savner vannvolumet s * v). Det er viktig å huske at begrepet "seksjon" ikke brukes til å betegne diameteren, men området. For beregningen ved hjelp av formelen pi * r ^ 2.

Hvis vannkolonnen har en høyde på 10 meter og hullet er 0,01 m i diameter, beregnes vannstrømmen gjennom røret ved et trykk av en atmosfære som følger: v ^ 2 = 2 * 9,78 * 10 = 195,6. Etter ekstraksjon av kvadratroten kommer v = 13,98570698963767 ut. Etter runding for å få en enklere hastighet, viser det seg 14m / s. Hulltverrsnittet, som har en diameter på 0,01 m, beregnes som følger: 3,14159265 * 0,01 ^ 2 = 0,000314159265 m2. Som et resultat viser det seg at maksimumsvannstrømmen gjennom røret tilsvarer 0,000314159265 * 14 = 0.00439822971 m3 / s (litt mindre enn 4,5 liter vann / sekund). Som du kan se, er det i dette tilfellet ganske enkelt å beregne vann over rørets tverrsnitt. Også i fri tilgang er det spesielle tabeller som indikerer vannforbruket for de mest populære VVS-produktene, med en minimumsverdi av vannrørets diameter.

Som du allerede kan forstå, er det ingen universell, enkel måte å beregne rørledningens diameter avhengig av vannstrømmen. Imidlertid kan visse indikatorer for deg selv avledes. Dette er spesielt tilfelle hvis systemet er utstyrt med plast- eller metall-plastrør, og vannforbruk utføres med kraner med liten utløps-tverrsnitt. I noen tilfeller er denne beregningsmetoden gjeldende for stålsystemer, men det gjelder først og fremst nye vannrør som ikke har tid til å dekkes av interne innskudd på veggene.

Beregning og valg av rørledninger. Den optimale diameteren av rørledningen

Rørledninger for transport av ulike væsker er en integrert del av enhetene og installasjonene der arbeidsprosessene knyttet til ulike anvendelsesområder utføres. Ved valg av rør og en konfigurasjon av rørledningen er kostnadene for begge rør og rørledningsarmaturer av stor betydning. Den endelige prisen ved å pumpe mediet gjennom rørledningen bestemmes i stor grad av rørets størrelse (diameter og lengde). Beregningen av disse verdiene utføres ved bruk av spesialutviklede formler som er spesifikke for visse typer operasjoner.

Et rør er en hul sylinder av metall, tre eller annet materiale som brukes til å transportere flytende, gassformig og bulkmedium. Vann, naturgass, damp, oljeprodukter, etc. kan fungere som et flytende medium. Rør brukes overalt, som starter med ulike næringer og slutter med husholdningsbruk.

For fremstilling av rør kan det benyttes en rekke materialer som stål, støpejern, kobber, sement, plast, slik som ABS-plast, polyvinylklorid, klorert polyvinylklorid, polybutylen, polyetylen etc.

Hoveddimensjonene til et rør er dens diameter (ekstern, intern, etc.) og veggtykkelse, som måles i millimeter eller tommer. Også brukt er en slik verdi som den nominelle diameteren eller nominell diameter - den nominelle størrelsen på rørets indre diameter, også målt i millimeter (betegnet av Du) eller tommer (betegnet av DN). Verdiene av nominelle diametre er standardiserte og er hovedkriteriet ved valg av rør og beslag.

Korrespondanse av betingede verdier i mm og tommer:

Et rør med et sirkulært tverrsnitt er foretrukket over andre geometriske seksjoner av flere grunner:

  • Sirkelen har et minimumsforhold til omkretsen til området, og det gjelder for røret, betyr det at materialforbruket av runde rør blir minimal sammenlignet med rør av andre former. Dette innebærer også minimal mulig kostnad for isolasjon og beskyttende belegg;
  • Et sirkulært tverrsnitt er mest fordelaktig for å flytte et flytende eller gassmedium fra et hydrodynamisk synspunkt. Også på grunn av det minste mulige indre område av røret per enhet av dens lengde, blir friksjonen mellom fluidet flyttet og røret minimert.
  • Rund form er mest motstandsdyktig mot indre og ytre trykk;
  • Prosessen med å lage runde rør er ganske enkel og enkel å implementere.

Rørene kan variere sterkt i diameter og konfigurasjon avhengig av formål og anvendelse. Så de viktigste rørledninger for å flytte vann eller petroleumsprodukter er i stand til å nå nesten en halv meter i diameter med en ganske enkel konfigurasjon, og varmespoler, som også er rør, med liten diameter har en kompleks form med mange svinger.

Det er umulig å forestille seg en industri uten et nettverk av rørledninger. Beregningen av et slikt nettverk inkluderer valg av rørmateriale, utarbeidelse av spesifikasjoner, som viser data om tykkelse, rørstørrelse, rute osv. Råvarer, mellomprodukt og / eller ferdig produkt passerer gjennom produksjonsfasen, beveger seg mellom forskjellige enheter og installasjoner som er forbundet med rørledninger og beslag. Riktig beregning, utvelgelse og installasjon av rørsystemet er nødvendig for pålitelig implementering av hele prosessen, sikring av sikker overføring av media, samt for forsegling av systemet og hindring av lekkasje av det pumpede stoffet i atmosfæren.

Det finnes ingen ensartet formel og regler som kan brukes til å velge rørledning for eventuell bruk og arbeidsmiljø. I hvert enkelt anvendelsesområde for rørledninger er det en rekke faktorer som må tas i betraktning, og som kan ha en betydelig innvirkning på kravene på rørledningen. Når man for eksempel arbeider med slam, vil en stor rørledning ikke bare øke installasjonskostnadene, men også skape arbeidsvansker.

Vanligvis velges rør etter optimalisering av material- og driftskostnader. Jo større diameteren av rørledningen, det vil si jo høyere opprinnelig investering, jo lavere trykkfall og dermed lavere driftskostnader. Omvendt vil den lille størrelsen på rørledningen redusere de primære kostnadene for rørene selv og rørfittings, men en økning i hastighet vil medføre en økning i tap, noe som vil føre til behovet for å bruke ekstra energi til å pumpe mediet. Hastighetsstandarder, fastlagt for forskjellige applikasjoner, er basert på optimale designforhold. Størrelsen på rørledninger beregnes ved hjelp av disse standardene, med tanke på anvendelsesområdene.

Pipeline Design

Ved utforming av rørledninger er følgende grunnleggende designparametere tatt:

  • nødvendig ytelse;
  • innstigningssted og utgang av rørledningen;
  • medium sammensetning, inkludert viskositet og spesifikk tyngdekraft;
  • topografiske forhold i rørledningen;
  • maksimalt tillatt arbeidstrykk
  • hydraulisk beregning;
  • rørdiameter, veggtykkelse, strekkmaterialets veggutbyttestyrke;
  • antall pumpestasjoner, avstanden mellom dem og strømforbruk.

Pipeline Pålitelighet

Pålitelighet i utformingen av rørledninger sikres ved å overholde passende designstandarder. Personellopplæring er også en nøkkelfaktor for å sikre rørledningens lange levetid og dens tetthet og pålitelighet. Permanent eller periodisk overvåking av rørledningen kan utføres av systemer for kontroll, regnskap, styring, regulering og automatisering, personlige kontrollanordninger i produksjon, sikkerhetsinnretninger.

Ytterligere rørledning belegg

Et korrosjonsbestandig belegg påføres på utsiden av de fleste rør for å forhindre skadelige effekter av korrosjon fra det ytre miljø. Ved pumping av etsende miljøer kan et beskyttende belegg påføres på rørets indre overflate. Før igangsetting testes alle nye rør beregnet for transport av farlige væsker for feil og lekkasjer.

Grunnlag for beregning av flyt i rørledning

Naturen av strømmen av mediet i rørledningen og når det flyter rundt hindringer, kan variere sterkt fra væske til væske. En av de viktigste indikatorene er mediets viskositet, kjennetegnet ved en slik parameter som viskositetskoeffisienten. Irsk fysiker Osborne Reynolds gjennomførte en serie eksperimenter i 1880, hvor resultatene han klarte å utlede en dimensjonsløs mengde som karakteriserer naturen av en viskøs væskestrøm, kalt Reynolds-kriteriet og betegnet av Re.

der:
p er væskens tetthet;
v-strømningshastighet;
L er den karakteristiske lengden av strømningselementet;
μ er den dynamiske koeffisienten for viskositet.

Det vil si at Reynolds-kriteriet karakteriserer forholdet mellom treningskrefter og viskøse friksjonskrefter i en væskestrøm. Endringen i verdien av dette kriteriet reflekterer endringen i forholdet mellom disse typer krefter, som i sin tur påvirker arten av væskestrømmen. I denne forbindelse er det vanlig å skille tre strømningsregimer avhengig av verdien av Reynolds-kriteriet. Ved Re 4000 er det allerede observert et stabilt regime karakterisert ved uregelmessige endringer i hastigheten og retningen av strømmen ved hvert enkelt punkt, som sammen gir utjevning av strømningshastighetene over hele volumet. Et slikt regime kalles turbulent. Reynolds nummeret avhenger av hodet spesifisert av pumpen, viskositeten til mediet ved driftstemperaturen, samt størrelsen og formen på røret gjennom hvilken strømmen passerer.

Reynolds-kriteriet er et likhetskriterium for en viskøs væskestrøm. Det er med hjelpen det er mulig å simulere en ekte prosess i en mindre størrelse, praktisk for å studere. Dette er ekstremt viktig, siden det ofte er ekstremt vanskelig, og noen ganger umulig i det hele tatt, å studere naturen av væskestrømmer i virkelige enheter på grunn av deres store størrelse.

Beregning av rørledningen. Beregning av rørledningens diameter

Hvis rørledningen ikke er termisk isolert, er det mulig å bytte varme mellom bevegelse og miljø, naturen av strømmen i den kan endres selv ved konstant hastighet (strømning). Dette er mulig dersom det pumpede mediumet ved innløpet har tilstrekkelig høy temperatur og strømmer i turbulent modus. Langs rørets lengde vil temperaturen på det bevegelige mediet falle på grunn av varmetap til miljøet, noe som kan medføre en endring i strømningsregimet til laminær eller forbigående. Temperaturen som modusendringen oppstår, kalles kritisk temperatur. Verdien av væskens viskositet avhenger av temperaturen, slik at i slike tilfeller bruker en slik parameter som den kritiske viskositeten som svarer til punktet for endring av strømningsregimet til den kritiske verdien av Reynolds-kriteriet:

der:
νcr - kritisk kinematisk viskositet
Recr - Kritisk verdi av Reynolds kriteriet;
D er rørets diameter;
v-strømningshastighet;
Q - forbruk.

En annen viktig faktor er friksjonen som oppstår mellom rørets vegger og den bevegelige strømmen. I dette tilfellet er friksjonskoeffisienten i stor grad avhengig av rørmurens grovhet. Forholdet mellom friksjonskoeffisienten, Reynolds-kriteriet og grovheten er etablert av Moody-diagrammet, som gjør det mulig å bestemme en av parametrene ved å kjenne de andre to.

Colebrook-White-formelen brukes også til å beregne friksjonskoeffisienten av en turbulent strømning. Basert på denne formelen er det mulig å bygge grafer for hvilke friksjonskoeffisienten er etablert.

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

der:
k er koeffisienten av røruhethet;
λ er friksjonskoeffisienten.

Det finnes også andre formler for omtrentlig beregning av friksjonstap i væskestrømmen i rør. En av de mest brukte ligningene i dette tilfellet er Darcy-Weisbach-ligningen. Den er basert på empiriske data og brukes hovedsakelig i modelleringssystemer. Friksjonstap er en funksjon av væskenes hastighet og motstanden til røret til bevegelsen av fluidet, uttrykt i forhold til verdien av ruden av rørledningens vegger.

der:
ΔH - hodebortfall;
λ er friksjonskoeffisienten;
L er lengden på rørseksjonen;
d er rørets diameter;
v-strømningshastighet;
g - tyngdekraft akselerasjon.

Trykketapet på grunn av friksjon for vann beregnes ved bruk av Hazen-Williams-formelen.

ΔH = 11,23 · L · 1 / C 1,85 · Q 1,85 / D 4,87

der:
ΔH - hodebortfall;
L er lengden på rørseksjonen;
C er Heisen-Williams-grovhetskoeffisienten;
Q - forbruk;
D er rørets diameter.

trykket

Driftstrykket til rørledningen er det høyeste overtrykket som sikrer den angitte driftsmodusen til rørledningen. Beslutningen om rørledningens størrelse og antall pumpestasjoner er vanligvis tatt ut fra arbeidstrykket på rørene, pumpens ytelse og kostnader. Maksimums- og minimumstrykket på rørledningen, samt egenskapene til arbeidsmediet, bestemmer avstanden mellom pumpestasjonene og den nødvendige kraften.

Det nominelle trykket PN er den nominelle verdien som svarer til maksimalt trykk i arbeidsmediet ved 20 ° C, hvor kontinuerlig drift av rørledningen med spesifiserte dimensjoner er mulig.

Med økende temperatur reduseres lastkapasiteten til røret, og det gjør det også mulig overtrykk som resultat. Verdien av pe, zul viser maksimalt trykk (g) i rørsystemet med økende driftstemperatur.

Plan for tillatt overtrykk:

Beregning av trykkfall i rørledningen

Beregningen av trykkfallet i rørledningen produsert av formelen:

Δp = λ · L / d · ρ / 2 · v²

der:
Δp er trykkfallet over rørdelen;
L er lengden på rørseksjonen;
λ er friksjonskoeffisienten;
d er rørets diameter;
p er tettheten til det pumpede mediumet;
v er strømningshastigheten.

Transporterte arbeidsmiljøer

Rørene brukes oftest til å transportere vann, men de kan også brukes til å flytte slam, suspensjoner, damp, etc. I oljeindustrien tjener rørledninger til å pumpe et bredt spekter av hydrokarboner og deres blandinger, som avviker sterkt i kjemiske og fysiske egenskaper. Råolje kan transporteres mer avstand fra land på land eller oljerigger på hyllen til terminaler, mellomliggende punkter og raffinaderier.

Rørledninger sender også:

  • raffinerte petroleumsprodukter som bensin, jetbrensel, parafin, dieselolje, brenselolje osv.;
  • petrokjemiske råvarer: benzen, styren, propylen, etc.;
  • aromatiske hydrokarboner: xylen, toluen, kumen, etc.;
  • flytende petroleumsbrensler som flytende naturgass, flytende petroleumsgass, propan (gasser med standard temperatur og trykk, men flytende ved bruk av trykk);
  • karbondioksid, flytende ammoniakk (transportert som væsker ved trykk);
  • bitumen og viskøse brennstoffer er for viskøse å transporteres gjennom rørledninger, og destillatfraksjonene av olje brukes derfor til å væske dette råmaterialet og resultere i en blanding som kan transporteres gjennom rørledningen;
  • hydrogen (for korte avstander).

Kvaliteten på det transporterte mediet

De fysiske egenskapene og parametrene til transportmediene bestemmer i stor grad design- og driftsparametrene til rørledningen. Spesifikke tyngdekraften, kompressibilitet, temperatur, viskositet, pourpunkt og damptrykk er hovedparametrene for arbeidsmiljøet som må vurderes.

Væskens spesifikke tyngdekraft er dens vekt per volumdel. Mange gasser transporteres gjennom rørledninger under økt trykk, og når et visst trykk er nådd, kan noen gasser til og med være flytende. Derfor er graden av komprimering av mediet en kritisk parameter for utforming av rørledninger og bestemmelse av gjennomstrømmingsytelse.

Temperaturen indirekte og direkte påvirker rørledningens ytelse. Dette gjenspeiles i det faktum at væsken øker i volum etter å ha økt temperaturen, forutsatt at trykket forblir konstant. Senking av temperaturen kan også ha innvirkning på både ytelse og total systemeffektivitet. Vanligvis, når temperaturen på en væske reduseres, blir dette ledsaget av en økning i viskositeten, noe som skaper ytterligere motstand mot friksjon langs rørets indre vegg, noe som krever mer energi til å pumpe den samme mengden væske. Meget viskøs media er følsomme for endringer i driftstemperaturer. Viskositet er motstanden til et medium for å strømme og måles i sentistokes cSt. Viskositeten bestemmer ikke bare valget av pumpen, men også avstanden mellom pumpestasjonene.

Så snart temperaturen i mediet faller under punktet av tap av fluiditet, blir driften av rørledningen umulig, og noen alternativer blir tatt for å gjenoppta operasjonen:

  • oppvarme mediet eller isolere rørene for å opprettholde arbeidstemperaturen til mediet over dens hellpunkt;
  • Endring av kjemisk sammensetning av mediet før du kommer inn i rørledningen;
  • fortynning av transportmediet med vann.

Typer av trunkrør

Stammeledninger er sveiset eller sømløse. Sømløse stålrør er laget uten langsgående sveiser med stålsegmenter med varmebehandling for å oppnå ønsket størrelse og egenskaper. Det sveisede røret er laget ved hjelp av flere produksjonsprosesser. Disse to typer avviger fra hverandre i antall langsgående sømmer i røret og typen av sveiseutstyr som benyttes. Stålsvetset rør er den mest brukte typen i petrokjemisk anvendelsesområde.

Hver rørseksjon er forbundet med sveisede seksjoner sammen for å danne en rørledning. I rørledninger, avhengig av applikasjonen, brukes også rør av glassfiber, forskjellige plast, asbestcement, etc.

For tilkobling av rette rørseksjoner, samt for overgangen mellom deler av rørledningen med forskjellige diametre, benyttes spesialtilpassede forbindelseselementer (albuer, bøyninger, lukninger).

For installasjon av enkelte deler av rørledninger og beslag, benyttes spesielle tilkoblinger.

Rørledningstemperaturforlengelse

Når rørledningen er under trykk, blir hele den indre overflaten utsatt for en jevnt fordelt belastning, noe som medfører langsgående indre krefter i røret og ytterligere belastninger på endestøttene. Temperaturfluktuasjoner påvirker også rørledningen, forårsaker endringer i rørstørrelser. Innsats i en fast rørledning med temperaturvariasjoner kan øke tillatelsesverdien og føre til overdreven stress, noe som er farlig for styrken av rørledningen både i rørmaterialet og i flensforbindelsene. Fluktuasjon av temperaturen i det pumpede mediet skaper også temperaturspenning i rørledningen, som kan overføres til ventilen, pumpestasjonen, etc. Dette kan medføre en trykkavlastning av rørleddene, ventilens eller andre elementers feil.

Beregning av rørledningens størrelse når temperaturen endres

Beregning av endringer i rørledningens lineære dimensjoner når temperaturendringene gir formel:

a er koeffisienten for termisk forlengelse, mm / (m ° C) (se tabell nedenfor);
L er rørlengden (avstanden mellom faste støtter), m;
Δt er forskjellen mellom maks. og min. temperatur på pumpet medium, ° С.

Tabell med lineær utvidelse av rør fra ulike materialer

Tallene som er oppgitt er gjennomsnittsverdier for materialene som er oppført og for beregning av rørledningen fra andre materialer, bør dataene fra denne tabellen ikke legges til grunn. Ved beregning av rørledningen anbefales det å bruke koeffisienten for lineær forlengelse som er angitt av produsenten av røret i den vedlagte tekniske spesifikasjonen eller databladet.

Temperaturforlengelse av rørledninger elimineres ved bruk av spesielle kompenserende deler av rørledningen, samt ved hjelp av kompensatorer, som kan bestå av elastiske eller bevegelige deler.

Kompensasjonsområder består av elastiske rette deler av rørledningen, anordnet vinkelrett på hverandre og festet med kraner. Ved temperaturforlengelse kompenseres økningen i en del av deformasjonen av bøyningen til den andre delen i planet eller ved deformasjon av bøyningen og vridningen i rommet. Hvis rørledningen selv kompenserer for termisk ekspansjon, kalles dette selvkompensasjon.

Kompensasjon skyldes også elastiske albuer. En del av forlengelsen kompenseres av tappens elastisitet, den andre delen elimineres på grunn av de elastiske egenskapene til materialet i området bak utløpet. Kompensatorer er installert der det ikke er mulig å bruke kompenseringsseksjoner eller når røret selvkompensasjon er utilstrekkelig.

I henhold til design og driftsprinsipp er kompensatorene av fire typer: U-formet, linse, bølget, fyllingsboks. I praksis benyttes ofte kompensatorer med L-, Z- eller U-form. I tilfelle av romlige kompensatorer er de vanligvis 2 flate innbyrdes vinkelrette områder og har en felles skulder. Elastiske kompensatorer er laget av rør eller fleksible plater eller bælger.

Bestemmelse av den optimale størrelsen på rørledningens diameter

Den optimale diameteren av rørledningen kan bli funnet på grunnlag av tekniske og økonomiske beregninger. Dimensjonene til rørledningen, inkludert dimensjonene og funksjonaliteten til de ulike komponentene, samt forholdene under hvilke rørledningen skal drives, bestemmer transportkapasiteten til systemet. Større rør er egnet for en mer intensiv massestrøm av mediet, forutsatt at de andre komponentene i systemet er valgt og utformet for disse forholdene på riktig måte. Vanligvis er jo lengre hovedrørets lengde mellom pumpestasjoner, desto større er trykkfallet i rørledningen nødvendig. I tillegg kan endringer i de fysiske egenskapene til det pumpede mediumet (viskositet, etc.) også ha stor effekt på trykket i linjen.

Den optimale størrelsen er den minste av passende rørstørrelser for en bestemt applikasjon, kostnadseffektiv gjennom hele systemet.

Formelen for beregning av rørets ytelse:

Q-strømningshastighet av den pumpede væsken;
d er rørledningens diameter;
v er strømningshastigheten.

I praksis, for å beregne den optimale diameteren av rørledningen, bruk verdiene av de optimale hastighetene i pumpet medium, hentet fra referansematerialer basert på eksperimentelle data:

Herfra får vi formelen for å beregne den optimale rørdiameteren:

Q - spesifisert strømningshastighet for pumpet væske;
d er den optimale diameteren av rørledningen;
v er den optimale strømningshastigheten.

Ved høye strømningshastigheter benyttes vanligvis rør med mindre diameter, noe som betyr lavere kostnader for kjøp av rørledningen, vedlikehold og installasjonsarbeid (vi betegner K1). Etter hvert som hastigheten øker, er det en økning i hode tap for friksjon og i lokale motstander, noe som fører til en økning i prisen på pumping av væske (vi betegner K2).

For rørledninger med stor diameter koster K1 vil være høyere og koster under drift K2 nedenfor. Hvis du legger til verdiene for K1 og K2, da får vi den totale minimumskostnaden K og den optimale diameteren av rørledningen. Kostnader K1 og K2 i dette tilfellet gitt i samme tidsperiode.

Beregning (formel) av kapitalkostnader for rørledningen

m er massen av rørledningen, t;
CM - Kostnaden for 1 tonn, gnid / t;
KM - koeffisient som øker kostnadene ved installasjon, for eksempel 1,8;
n - levetid, år.

De angitte driftskostnadene knyttet til energiforbruk:

N-effekt, kW;
nNAM - Antall arbeidsdager per år
CE - Kostnaden for en kWh energi, rubler / kWh.

Formler for å bestemme størrelsen på rørledningen

Et eksempel på generelle formler for å bestemme størrelsen på rør uten å ta hensyn til mulige ytterligere påvirkningsfaktorer som erosjon, suspendert faststoff, etc.:

d = [1525 · (Q · n) / √ S] 0,375

d = 1,75 · √ [(W · v_g · x) / V]

Optimal strømningshastighet for ulike rørsystemer

Den optimale størrelsen på røret er valgt fra tilstanden til minimumskostnaden for å pumpe mediet gjennom rørledningen og kostnaden av røret. Du må imidlertid også vurdere hastighetsgrensene. Noen ganger må rørledningens størrelse oppfylle kravene til prosessen. Like ofte er størrelsen på rørledningen relatert til trykkfall. I foreløpige designberegninger hvor det ikke tas hensyn til trykkfall, bestemmes størrelsen på prosessrørledningen med den tillatte hastigheten.

Hvis det er endringer i strømningsretningen i rørledningen, fører dette til en betydelig økning i lokalt trykk på overflaten vinkelrett på strømningsretningen. Denne typen økning er en funksjon av væskens hastighet, tetthet og innledende trykk. Siden hastigheten er omvendt proporsjonal med diameter, krever høyhastighetsvæsker særlig oppmerksomhet når du velger størrelse og konfigurasjon av rørledningen. Den optimale størrelsen på røret, for eksempel for svovelsyre, begrenser hastigheten til mediet til en verdi ved hvilken erosjonen av veggene i røret bøyer ikke, for derved å forhindre skade på rørstrukturen.

Gravity flow

Beregning av rørledningens størrelse i tilfelle strømning, bevegelse av tyngdekraften, er ganske komplisert. Bevegelsens art i denne form for strømning i røret kan være enfaset (fullrør) og tofaset (delvis fylling). En tofasestrøm dannes når væske og gass samtidig er tilstede i røret.

Avhengig av forholdet mellom væske og gass, så vel som deres hastigheter, kan tofasestrømningsregimet variere fra boble til dispergert.

Drivkraften til et væske når du beveger seg gjennom tyngdekraften, er gitt av forskjellen i høyden til start- og sluttpunktene, og forutsetningen er plasseringen av startpunktet over den endelige. Med andre ord bestemmer høydedifferansen differansen av væskens potensielle energi i disse posisjonene. Denne parameteren tas også hensyn til når du velger rørledningen. I tillegg påvirkes drivkraftenes størrelse av trykkverdiene ved start- og sluttpunktet. Økningen i trykkfall fører til en økning i væskenes strømningshastighet, som igjen tillater deg å velge en rørledning med mindre diameter og omvendt.

Hvis sluttpunktet er koblet til et trykksystem, for eksempel en destillasjonskolonne, er det nødvendig å trekke det ekvivalente trykket fra eksisterende høydeforskjell for å estimere det virkelige effektive differensialtrykk. Også, hvis startpunktet til rørledningen er under vakuum, må også dens effekt på total differansetrykket tas i betraktning ved valg av rørledning. Det endelige valget av rør utføres ved bruk av differansetrykk, som tar hensyn til alle ovennevnte faktorer, og er ikke bare basert på forskjellen i høyden til start- og sluttpunktene.

Varm væskestrøm

I prosessanlegg opplever de vanligvis ulike problemer når de jobber med varmt eller kokende medier. Hovedårsaken er fordamping av en del av strømmen av varm væske, det vil si faseformasjonen av væsken i damp i rørledningen eller utstyret. Et typisk eksempel er fenomenet kavitasjon av en sentrifugalpumpe, etterfulgt av en punktkoking av en væske med den påfølgende dannelse av dampbobler (dampkavitasjon) eller frigjøring av oppløste gasser i bobler (gasskavitasjon).

Større rør er foretrukket på grunn av en lavere strømningshastighet sammenlignet med et mindre rør med konstant strømningshastighet, som skyldes oppnåelsen av en høyere NPSH i pumpesugeledningen. Også årsaken til kavitasjon i tilfelle tapstrykk kan være punktene for en plutselig endring i strømningsretningen eller reduksjonen i rørledningenes størrelse. Den resulterende damp-gassblandingen skaper et hinder for strømmen og kan forårsake skade på rørledningen, noe som gjør kavitasjonsfenomenet ekstremt uønsket når rørledningen drives.

Utstyr / Instrumentomkobling

Utstyr og utstyr, spesielt de som kan skape betydelige trykkfall, det vil si varmevekslere, kontrollventiler, etc., er utstyrt med bypass rørledninger (for å ikke kunne avbryte prosessen selv under vedlikeholdsarbeid). Slike rørledninger har vanligvis 2 isolasjonsventiler installert i installasjonslinjen, og en ventilregulerende strømning parallelt med denne installasjonen.

Under normal drift opplever fluidstrømmen, som går gjennom hovedkomponentene i apparatet, et ytterligere trykkfall. I samsvar med dette beregnes utslippstrykket for det som genereres av det tilkoblede utstyret, for eksempel en sentrifugalpumpe. Pumpen er valgt ut fra total trykkfall i installasjonen. Mens du kjører langs bypass-rørledningen, er dette ekstra trykkfall ikke til stede, mens løpepumpen styrker strømmen av den forrige kraften i henhold til dens ytelse. For å unngå forskjeller i flytegenskaper gjennom apparatet og bypasslinjen anbefales det å bruke en mindre bypassledning med en justeringsventil for å skape et trykk som tilsvarer hovedinstallasjonen.

Samplingslinje

Vanligvis tas en liten mengde væske til analyse for å bestemme sammensetningen. Utvelgelse kan gjøres på et hvilket som helst stadium av prosessen for å bestemme sammensetningen av råmaterialet, mellomproduktet, ferdigproduktet eller ganske enkelt transportert stoff, slik som avløpsvann, varmebærer etc. Størrelsen på rørledningsseksjonen der prøvetaking finner sted, avhenger vanligvis av typen arbeidsmedium som analyseres og plasseringen av prøvetakingspunktet.

For eksempel for gasser under høytrykksforhold, er det nok små rørledninger med ventiler for å ta det nødvendige antall prøver. Økning av diameteren av prøvetakingslinjen vil redusere andelen av mediet valgt for analyse, men en slik prøvetaking blir vanskeligere å kontrollere. Samtidig er en liten prøvetaksel dårlig egnet for å analysere ulike suspensjoner der faste stoffer kan tette strømningsdelen. Størrelsen på prøvetakingslinjen for analyse av suspensjoner avhenger således i stor grad av størrelsen på de faste partikler og egenskapene til mediet. Lignende konklusjoner gjelder for viskøse væsker.

Når du velger størrelsen på rørledningen for prøvetaking, tar du vanligvis hensyn til:

  • egenskaper av væsken som skal fjernes;
  • tap av arbeidsmiljø under utvelgelse;
  • sikkerhetskrav under prøvetaking
  • brukervennlighet;
  • plasseringen av prøvetakingspunktet.

Kjølevæske sirkulasjon

For rørledninger med sirkulerende kjølemiddel foretrekkes høye hastigheter. Dette skyldes hovedsakelig at kjølevæsken i kjøletårnet er utsatt for sollys, noe som skaper forhold for dannelsen av et algholdig lag. En del av dette algholdige volumet kommer inn i sirkulerende kjølemiddel. Ved lave strømningshastigheter begynner alger å vokse i rørledningen, og etter en tid skaper de vanskeligheter for sirkulasjon av kjølevæske eller dets passasje inn i varmeveksleren. I dette tilfellet anbefales en høy sirkulasjonshastighet for å unngå algeblokkeringer i rørledningen. Vanligvis finnes bruk av sterkt sirkulerende kjølemiddel i kjemisk industri, som krever rørledninger med store størrelser og lengder for å gi kraft til forskjellige varmevekslere.

Tankoverløp

Reservoarer er utstyrt med overløbsrør av følgende årsaker:

  • Unngå væsketap (overskytende væske kommer inn i et annet reservoar, i stedet for å strømme ut av det opprinnelige reservoaret);
  • Forhindre uønskede væsker fra å lekke utenfor tanken;
  • opprettholde væskenivåer i tanker.

I alle de ovennevnte tilfellene er overløpsrørene konstruert for den maksimalt tillatte strømmen av væske som kommer inn i tanken, uavhengig av strømningshastigheten ved utløpet. Andre prinsipper for valg av rør er lik valg av rørledninger for selvflytende væsker, det vil si i samsvar med tilstedeværelsen av en tilgjengelig vertikal høyde mellom innlednings-og sluttpunktet av overløpsledningen.

Det høyeste punktet i overløpsrøret, som også er utgangspunktet, befinner seg ved tilkoblingspunktet til tanken (tankoverløpsrøret) er nesten helt øverst, og det laveste endepunktet kan være nær avløpstunnet nesten på bakken. Overløpslinjen kan imidlertid ende opp med et høyere merk. I dette tilfellet vil det tilgjengelige differensialhode være lavere.

Slamstrøm

Ved gruvedrift er malm vanligvis utvunnet i vanskelig tilgjengelige områder. På slike steder er det som regel ingen jernbane- eller veiforbindelse. For slike situasjoner betraktes den hydrauliske transporten av media med faste partikler som den mest akseptable, inkludert ved plassering av gruveinstallasjoner med tilstrekkelig avstand. Slurry rørledninger brukes i ulike industriområder for å transportere fast media i knust form med væske. Slike rørledninger har vist seg å være den mest kostnadseffektive sammenlignet med andre metoder for transport av solid media i store mengder. I tillegg er deres fordeler tilstrekkelig sikkerhet på grunn av fraværet av flere typer transport og miljøvennlighet.

Suspensjoner og blandinger av suspenderte stoffer i væsker lagres i en tilstand av periodisk blanding for å opprettholde ensartethet. Ellers skjer separasjonsprosessen, hvor suspenderte partikler, avhengig av deres fysiske egenskaper, flyter til væskens overflate eller settes ned til bunnen. Blanding sikres ved hjelp av utstyr, for eksempel en tank med omrører, mens det i rørledninger oppnås ved å opprettholde turbulente strømningsforhold i mediet.

Reduksjon av strømningshastigheten under transport av partikler suspendert i en væske er ikke ønskelig, siden fasesepareringsprosessen kan begynne i strømmen. Dette kan føre til blokkering av rørledningen og endringer i konsentrasjonen av det transporterte faststoffet i strømmen. Det turbulente strømningsregimet bidrar til intensiv blanding i strømningsvolumet.

På den annen side fører en overdreven reduksjon i rørledningenes størrelse også ofte til blokkering. Derfor er valget av rørledningens størrelse et viktig og avgjørende skritt som krever foreløpig analyse og beregninger. Hvert tilfelle må vurderes individuelt, da forskjellige slam oppfører seg annerledes ved forskjellige fluidhastigheter.

Rørreparasjon

Under driften av rørledningen kan det forekomme ulike typer lekkasjer som krever umiddelbar eliminering for å opprettholde systemytelsen. Reparasjon av hovedrørledningen kan utføres på flere måter. Dette kan enten være en erstatning for et helt rørsegment eller en liten del der det har oppstått en lekkasje, eller en patch påført på et eksisterende rør. Men før du velger en reparasjonsmetode, er det nødvendig å gjennomføre en grundig undersøkelse av årsaken til lekkasjen. I noen tilfeller kan det være nødvendig ikke bare å reparere, men å endre røret for røret for å hindre gjentatt skade.

Første trinn i reparasjonsarbeid er å bestemme plasseringen av rørdelen som krever inngrep. Videre avhenger av typen rørledning en liste over nødvendig utstyr og tiltak som er nødvendig for å eliminere lekkasjen, og nødvendige dokumenter og tillatelser samles inn hvis delen av røret som skal repareres ligger på en annen stats territorium. Siden de fleste rørene ligger under jorden, kan det være nødvendig å trekke ut en del av røret. Deretter kontrolleres rørledningens belegg for generell tilstand, hvoretter en del av belegget fjernes for reparasjonsarbeid direkte med røret. Etter reparasjon kan ulike verifikasjonstiltak utføres: ultralydstesting, fargebestemmelse, magnetisk pulverfeil deteksjon, etc.

Selv om noen reparasjoner krever en fullstendig nedleggelse av rørledningen, er det ofte nok å bare ta en midlertidig pause fra arbeidet for å isolere delen som repareres eller utarbeide en bypass linje. I de fleste tilfeller utføres reparasjonsarbeidet med rørledningen helt frakoblet. Isolering av rørledningsseksjonen kan utføres ved hjelp av plugger eller avstengningsventiler. Deretter installerer du nødvendig utstyr og utfører reparasjoner direkte. Reparasjonsarbeid utføres på det skadede området, frigjort fra miljøet og uten trykk. Ved slutten av reparasjonen åpner pluggen og gjenoppretter rørledningens integritet.

Eksempler på problemer med løsninger for beregning og valg av rørledninger

Oppgave nummer 1. Bestemmelse av rørdiameters minste diameter

Tilstand: I en petrokjemisk plantepumpe paraxylen C6H4(CH3)2 ved T = 30 ° C med en kapasitet på Q = 20 m 3 / t over en del av stålrør med lengde L = 30 m. P-xylen har en tetthet på ρ = 858 kg / m 3 og en viskositet μ = 0,6 cP. Den absolutte grovheten ε for stål er tatt lik 50 μm.

Initial data: Q = 20 m 3 / h; L = 30 m; p = 858 kg / m 3; μ = 0,6 cP; e = 50 μm; Δp = 0,01 MPa; ΔH = 1,188 m

Oppgave: Bestem minste rørdiameter hvor trykkfallet ikke vil overstige Δp = 0,01 MPa (ΔH = 1,188 m P-xylen-kolonne).

Løsning: Strømningshastigheten v og rørdiameter d er ukjente, derfor er det umulig å beregne enten Reynolds-tallet Re eller relativ grovhet / d. Det er nødvendig å ta verdien av friksjonskoeffisienten λ og beregne den tilsvarende verdien d, ved hjelp av ligningen for energitap og kontinuitetslikningen. Da, basert på verdien av d, beregnes Reynolds-tallet Re og relativ grovhet ɛ / d. Deretter blir den nye verdien av f oppnådd ved å bruke Moody-diagrammet. Ved anvendelse av fremgangsmåten for suksessive iterasjoner vil således ønsket verdi av diameteren d bestemmes.

Ved hjelp av formen av kontinuitetsligningen v = Q / F og fluxarealformelen F = (π · d²) / 4 omformer vi Darcy-Weisbach-ligningen som følger:

ΔH = λ · L / d · v² / (2 · g) = λ · L / d · Q² / (2 · g · F²) = λ · [(L · Q²) / (2 · d · g · [ (π · d²) / 4] ²)] = (8 · L · Q²) / (g · π²) · λ / d 5 = (8 · 30 · (20/3600) ²) / (9,81 · 3, 14²) · λ / d 5 = 7,658 · 10 -5 · λ / d 5

Videre vil vi uttrykke diameteren:

d = 5 √ (7.658 · 10 -5 · λ) / ΔH = 5 √ (7.658 · 10 -5 · λ) / 10000 = 0.0238 · 5 √ √λ

La oss nå uttrykke diameteren d av Reynolds nummeret:

Re = (ρ · v · d) / μ = (4 · ρ · Q) / (π · μ · d) = (4 · 858 · 20) / (3,14 · 3600 · 0,6 · 10 -3 · D) = 10120 / d

Vi utfører lignende handlinger med relativ grovhet:

For det første trinn av iterasjonen er det nødvendig å velge verdien av friksjonskoeffisienten. Ta gjennomsnittsverdien av λ = 0,03. Deretter utfører vi en sekventiell beregning av d, Re og ε / d:

d = 0,0238 · 5 √ (λ) = 0,0118 m

Re = 10120 / d = 857627

e / d = 0,00005 / d = 0,00424

Å vite disse verdiene, utførte vi den inverse operasjonen og bestemmer verdien av friksjonskoeffisienten A, som vil være lik 0,017 ved hjelp av Moody-diagrammet. Så igjen finner vi d, Re og ε / d, men for den nye verdien av λ:

d = 0,0238 · 5 √ λ = 0,0105 m

Re = 10120 / d = 963809

e / d = 0,00005 / d = 0,00476

Resorting igjen til Moody diagrammet, vi får en raffinert verdi på λ, lik 0,0172. Den oppnådde verdien er forskjellig fra den tidligere valgte totale med [(0,0172-0,017) / 0,0172] · 100 = 1,16%, derfor er det ikke nødvendig i de nye iterasjonstrinnene, og de tidligere funnet verdier er korrekte. Det følger at den minste rørdiameteren er 0,0105 m.

Oppgave nummer 2. Valget av den optimale økonomiske løsningen for kildedataene

Tilstand: For implementeringen av den teknologiske prosessen ble det foreslått to versjoner av rørledningen med forskjellige diametre. Alternativ 1 innebærer bruk av rør med større diameter, noe som innebærer høye kapitalkostnader Ck1 = 200 000 rubler. Men de årlige kostnadene vil være mindre og vil være Ce1 = 30.000 rubler. For det andre alternativet velges rør med mindre diameter, noe som reduserer kapitalkostnadene Ck2 = 160000 gn., Men øker prisen på årlig vedlikehold til Ce2 = 36000 gnid. Begge alternativene er laget for n = 10 års drift.

Grunnlinje: Ck1 = 200.000 rubler; Ce1 = 30.000 rubler; Ck2 = 160000 gni; Ce2 = 35.000 rubler; n = 10 år.

Oppgave: Det er nødvendig å bestemme den mest økonomiske lønnsomme løsningen.

Løsning: Det andre alternativet er åpenbart mer gunstig på grunn av lavere kapitalkostnader, men i det første tilfellet er det en fordel på grunn av lavere nåværende kostnader. Vi bruker formelen til å bestemme tilbakebetalingsperioden for ekstra kapitalkostnader på grunn av besparelser ved vedlikehold:

Det følger derfor at med en levetid på opptil 8 år vil den økonomiske fordelen være på siden av det andre alternativet på grunn av lavere kapitalkostnader, men de totale totale kostnadene til begge prosjektene vil være lik 8 års drift, og det første alternativet vil fortsette å være mer lønnsomt.

Siden det er planlagt å drive rørledningen i 10 år, er fordelen å gi det første alternativet.

Oppgave nummer 3. Valg og beregning av rørets optimale diameter

Forutsetning: To produksjonslinjer utformes der et ikke-viskøst fluid trekkes med strømningshastigheter Q1 = 20 m 3 / h og Q2 = 30 m 3 / time. For å forenkle installasjon og vedlikehold av rørledninger ble det besluttet å bruke rør med samme diameter for begge linjer.

Grunnlinje: Q1 = 20 m3 / t; Q2 = 30 m 3 / time.

Oppgave: Det er nødvendig å bestemme riktig rørdiameter under forholdene til problemet d.

Løsning: Siden det ikke er noen ytterligere krav til rørledningen, vil hovedkriteriet for overholdelse være muligheten til å pumpe væske med de angitte kostnadene. Vi bruker tabelldataene for optimale hastigheter for et usynlig fluid i en trykkrørledning. Dette området vil være lik 1,5 - 3 m / s.

Herfra følger det at det er mulig å bestemme rekkevidde av optimale diametre som svarer til verdiene for optimale hastigheter for forskjellige strømningshastigheter, og å etablere området av skjæringspunktet. Diameterene av rørene fra dette området vil åpenbart tilfredsstille anvendelighetskravene for de nevnte strømningshastigheter.

Bestem rekkevidden av optimale diametre i tilfelle Q1 = 20 m 3 / time, ved hjelp av strømningsformelen, hvorfra rørets diameter utløses:

Erstatt minimums- og maksimumverdiene for optimal hastighet:

d1min = √ (4 · 20) / (3600 · 3,14 · 1,5) = 0,069 m

d1max = √ (4 · 20) / (3600 · 3.14 · 3) = 0,049 m

Dvs. rør med diameter 49 til 69 mm passer til linjen med en strømningshastighet på 20 m 3 / h.

Bestem rekkevidden av optimale diametre i tilfelle Q2 = 30 m 3 / time:

d2min = √ (4 · 30) / (3600 · 3,14 · 1,5) = 0,084 m

d2max = √ (4 · 30) / (3600 · 3.14 · 3) = 0,059 m

I alt får vi det for det første tilfellet at rekkevidden av optimale diametre er 49-69 mm, og for andre - 59-84 mm. Krysset mellom disse to områdene og gi et sett av ønskede verdier. Vi oppdager at for to linjer kan rør med diametre fra 59 til 69 mm brukes.

Oppgave nummer 4. Bestem vannmåten i røret

Tilstand: Det er en rørledning med en diameter på 0,2 m, gjennom hvilken vann strømmer med en strømningshastighet på 90 m 3 / t. Vanntemperaturen er t = 20 ° C, hvor den dynamiske viskositeten er 1 · 10-3 Pa · s, og tettheten er 998 kg / m 3.

Innledende data: d = 0,2 m; Q = 90 m3 / t; μ = 1 · 10 -3; p = 998 kg / m 3.

Oppgave: Det er nødvendig å stille modusen for vannstrømmen i røret.

Løsning: Strømningsregimet kan bestemmes av verdien av Reynolds-kriteriet (Re), for beregning som det først er nødvendig for å bestemme strømningshastigheten for vann i røret (v). Verdien av v kan beregnes ut fra strømningsligningen for et rundrør:

v = Q · 4 / (π · d²) = [90/3600] · [4 / (3,14 · 0,2 ²)] = 0,8 m / s

Ved å bruke den funnet verdien av strømningshastigheten beregner vi for verdien verdien av Reynolds-kriteriet:

Re = (ρ · v · d) / μ = (998 · 0,8 · 0,2) / (1 · 10 -3) = 159680

Den kritiske verdien av Reynolds Re-kriterietcr For tilfelle av runde rør er det lik 2300. Den oppnådde kriterjonsverdien er større enn kritisk verdi (159680> 2300), derfor er strømningsregimet turbulent.

Oppgave nummer 5. Bestemmelse av Reynolds nummer

Tilstand: På en skrå skrå, med en rektangulær profil med en bredde på w = 500 mm og en høyde på h = 300 mm, strømmer vannet uten å nå a = 50 mm til kantenes overkant. Vannforbruket i dette tilfellet er Q = 200 m 3 / t. I beregningene antas tettheten av vann være ρ = 1000 kg / m 3, og den dynamiske viskositeten er μ = 1 · 10 -3 Pa · s.

Innledende data: w = 500 mm; h = 300 mm; l = 5000 mm; a = 50 mm; Q = 200 m3 / t; p = 1000 kg / m 3; μ = 1 · 10 -3 Pa · s.

Oppgave: Bestem verdien av Reynolds-kriteriet.

Løsning: Siden fluidet beveger seg langs en rektangulær renn i stedet for et sirkulært rør, for etterfølgende beregninger er det nødvendig å finne den tilsvarende diameteren til kanalen. Generelt beregnes det med formelen:

der:
Fvel - tverrsnittsareal av væskestrømning;
Pmed - fuktig omkrets.

Det er åpenbart at bredden av væskestrømmen faller sammen med bredden av kanalen w, mens høyden av væskestrømmen vil være lik h-a mm. I dette tilfellet får vi:

Fvel = w · (h-a) = 0,5 · (0,3-0,05) = 0,125 m 2

Nå blir det mulig å bestemme den tilsvarende diameteren av væskestrømmen:

Deretter bruker vi formelen for strømmen, uttrykt i forhold til strømningshastigheten og dens tverrsnittsareal, og finne strømningshastigheten:

v = Q / Fvel = 200 / (3600 · 0.125) = 0,45

Ved å bruke de tidligere funnet verdier, blir det mulig å bruke formelen for å beregne Reynolds-kriteriet:

Re = (ρ · v · de) / μ = (1000 · 0,45 · 0,5) / (1 · 10-3) = 225000

Oppgave nummer 6. Beregning og bestemmelse av størrelsen på trykkfallet i rørledningen

Tilstand: Pumpevann leveres via et sirkulært rør, hvis konfigurasjon er vist i figuren, til sluttbrukeren. Vannforbruk er Q = 7 m 3 / t. Rørdiameteren er d = 50 mm, og den absolutte ruheten er Δ = 0,2 mm. I beregningene antas tettheten av vann være ρ = 1000 kg / m 3, og den dynamiske viskositeten er μ = 1 · 10 -3 Pa · s.

Initial data: Q = 7 m 3 / h; d = 120 mm; A = 0,2 mm; p = 1000 kg / m 3; μ = 1 · 10 -3 Pa · s.

Oppgave: Beregn verdien av trykkfallet i rørledningen (Hop).

Løsning: Først finner vi strømningshastigheten i rørledningen, som vi bruker formelen for væskestrøm:

v = (4 · Q) / (π · d²) = [(4 · 7) / (3,14 · 0,05 ²)] · 1/3600 = 1 m / s

Den funnet hastigheten tillater å bestemme verdien av Reynolds-kriteriet for en gitt strøm:

Re = (w · d · p) / μ = (1 · 0,05 · 1000) / (1 · 10 -3) = 50 000

Totalverdien av hode tap er summen av friksjonstap når et fluid beveger seg gjennom et rør (Ht) og trykkfall i lokale motstander (Hms).

Friksjonstap kan beregnes med følgende formel:

der:
λ er friksjonskoeffisienten;
L er den totale lengden på rørledningen;
[v² / (2 · g)] - flythastighetshode.

Finn størrelsen på flythastighetshodet:

v2 / (2 · g) = 1² / (2 · 9.81) = 0,051 m

For å bestemme verdien av friksjonskoeffisienten, er det nødvendig å velge riktig formel for beregningen, som avhenger av verdien av Reynolds-kriteriet. For å gjøre dette finner vi verdien av den relative ruheten av røret med formelen:

e = Δ / d = 0,2 / 50 = 0,004

Deretter beregner vi to tilleggsverdier:

10 / e = 10 / 0,004 = 2500

Verdien av Reynolds-kriteriet funnet tidligere faller i intervallet 10 / e 0,25 = 0,11 · (0,004 + 68 / 50,000) 0,25 = 0,03

Nå blir det mulig å bestemme størrelsen på tapet av trykk på friksjon:

HT = [(λ · l) / d] · [v2 / (2 · g)] = [(0,03 · 30) / 0,05] · 0,051 = 0,918 m

Totalt tap i lokale motstander er summen av hovedtap i hver av de lokale motstandene, som i dette problemet er to svinger og en normal ventil. Du kan beregne dem ved hjelp av formelen:

hvor ζ er koeffisienten av lokal motstand.

Siden de tabulerte verdiene av hodeforholdene ikke er noe for rør med en diameter på 50 mm, er det derfor nødvendig å benytte metoden for tilnærmet beregning. Motstandskoeffisienten (ζ) for en normal ventil for et rør med en diameter på 40 mm er 4,9 og for et rør med en diameter på 80 mm - 4. La oss bare anta at mellomverdiene mellom disse verdiene ligger på en rett linje, det vil si at deres endring er beskrevet ved formelen ζ = a · d + b, hvor a og b er koeffisientene til den rette linjens ligning. Komponere og løse system av ligninger:

Les Mer Om Røret