Гідравлічний розрахунок трубопроводів: таблиця, приклад

Гідравлічний розрахунок трубопроводів: таблиця, приклад

Труби з 'єднують різні апарати хімічних установок. Вони використовуються для перенесення речовин між різними комунікаціями. Конструкція включає кілька окремих труб, які за допомогою сполук утворюють єдину трубопровідну систему.

Система трубопроводів

Трубопровід - система компонентів циліндричної форми, з 'єднаних сполучними елементами і використовуваних для транспортування хімічних речовин та інших матеріалів. Як правило, підземні трубопроводи використовуються на хімічних заводах для перевезення речовин. Що стосується автономних і ізольованих частин установки, вони також належать до трубопровідної системи або мережі.


Конфігурація автономної системи трубопроводів може включати:

  • Труби.
  • З 'єднувальні фітинги.
  • Ущільнення, що з 'єднує дві знімальні секції.

Всі зазначені елементи виробляються індивідуально, після чого вони з 'єднуються як єдина трубопровідна система. Крім того, трубопроводи можуть бути оснащені опаленням і необхідною ізоляцією з різних матеріалів.

Розмір труб і матеріалів для їх виготовлення вибирається на основі вимог процесу і відставки, встановлених у кожному окремому випадку. Але для стандартизації розмірів трубопроводів була проведена їх класифікація та уніфікація. Ключовим критерієм є допустимий тиск, при якому робота трубопроводу можлива і безпечна.

Номінальний внутрішній діаметр

Номінальний діаметр - це параметр, що використовується в трубопровідних системах як коефіцієнт характеристики, за допомогою якого виконується вирівнювання деталей, таких як труби, клапани, фітинги при гідравлічному розрахунку трубопроводу.

Номінальний діаметр - об 'ємна величина, чисельно рівна внутрішньому діаметру конструкції. Приклад номінального внутрішнього діаметру: DN 125.

Номінальний внутрішній діаметр не позначається на кресленнях і не замінює реальні діаметри труб. Він приблизно відповідає чіткому діаметру для певних ділянок трубопроводу при гідравлічному розрахунку. Якщо передбачаються числові значення номінальних внутрішніх діаметрів, вони вибираються таким чином, щоб збільшити пропускну здатність трубопроводу в межах 40% при переході від одного номінального внутрішнього діаметру до наступного.

Розміри номінальних внутрішніх діаметрів встановлюються, щоб уникнути проблем із взаємним вирівнюванням деталей при розрахунку гідравлічних втрат у трубопроводі. При визначенні номінального діаметру на основі даного значення вибирається показник, максимально наближений до діаметру труби.

Номінальний тиск

Номінальний тиск - це величина, що відповідає максимальному тиску перекачуваного середовища при 20 ° C, що забезпечує довгострокову роботу трубопроводу із зазначеними розмірами. Номінальний тиск - безрозмірна величина - була відкалібрована на основі накопиченого досвіду експлуатації.


Номінальний тиск для трубопроводу при розрахунку гідравлічних втрат вибирається, виходячи зі створеного в ньому тиску при експлуатації шляхом вибору найбільшого значення. Крім того, фітинги і клапани також повинні відповідати одному і тому ж рівню тиску в системі. Товщина стінок труб розраховується на основі номінального тиску і забезпечує можливість роботи труби з величиною тиску, рівною номінальною.

Допустимий робочий надлишковий тиск

Номінальний тиск застосовується тільки при робочій температурі 20 ° C. З підвищенням температури навантаження на трубу падає. Водночас, допустимий надлишковий тиск, відповідно, зменшується. Дане значення вказує на максимальний надлишковий тиск, який може знаходитися в трубопровідній системі при підвищенні значення робочої температури при розрахунку гідравлічного опору трубопроводу.

З чого роблять трубопроводи?

При виборі матеріалів для виготовлення трубопровідних систем враховуються характеристики, такі як параметри середовища, що підлягає транспортуванню трубопроводом, і попередній робочий тиск у цій системі. Слід також враховувати можливість корозійного впливу внутрішнього середовища на матеріал стінок при гідравлічному розрахунку трубопроводів опалення.

Більшість трубопровідних систем виготовляється зі сталі. Сірий чавун або нелеговані конструкції використовуються для виготовлення трубопроводів за відсутності високих механічних навантажень і корозійного впливу.

При гідравлічному розрахунку трубопроводів опалення при високому робочому тиску і відсутності навантажень з активним впливом корозії використовується трубопровід з поліпшених сталевих відливок.

Якщо середня корозійна стійкість велика, або суворі вимоги пред 'являються до чистоти продукту, трубопровід виконується з нержавіючої сталі.

Якщо трубопровідна система повинна протистояти впливу морської води, для його виробництва застосовуються мідно-нікелеві сплави. Також використовуються алюмінієві сплави і метали, такі як тантал або цирконій.

Різні типи пластиків часто використовуються в якості трубних матеріалів при гідравлічному розрахунку напірних трубопроводів, що обумовлено його високою стійкістю до корозії, малою масою і простотою обробки. Такий матеріал підходить для трубопроводів стічних вод.


Трубопровідні елементи

Трубопроводи з пластмаси підходять для зварювання і конструюються на місці монтажу. Такі матеріали включають сталь, алюміній, термопластик, мідь. Для підключення прямих секцій труб застосовуються спеціально виготовлені фасонні елементи, наприклад, розгалужувачі і редуктори діаметру. Такі фітинги входять в систему будь-якого трубопроводу.

Спеціальні з 'єднання використовуються для монтажу окремих деталей і фітингів. Вони також використовуються для підключення до трубопроводу необхідних клапанів і апаратів.

З 'єднувальні елементи вибираються залежно від таких параметрів:

  • Матеріали, що використовуються для виробництва труб і фітингів. Основним критерієм відбору є можливість зварювання.
  • Умови роботи: низький або високий тиск і низька або висока температура.
  • Вимоги до виробництва для системи трубопроводів: наявність фіксованих або знімних сполук в системі трубопроводів.

Лінійне розширення труб і його компенсація

Геометрична форма об 'єктів може бути змінена як силовою дією, так і зміною їх температури. Ці фізичні явища призводять до того, що трубопровід на стадії монтажу в безударних умовах і без температурного впливу піддається деякому лінійному розширенню або скороченню, негативно впливаючи на його функціональні характеристики, при обслуговуванні через тиск і температуру.

У разі, коли розширення не потрібне для компенсації, відбувається деформація системи трубопроводу. У цьому випадку можуть бути пошкоджені фланцеві ущільнення і з 'єднання труб.

Термічне лінійне розширення

При розрахунку гідравлічного опору трубопроводу і монтажі слід враховувати потенційну зміну довжини через підвищення температури або, так зване, теплове лінійне розширення. Ця величина дорівнює значенню лінійного розширення труб довжиною 1 м при підвищенні температури на 1 ° C.

Приклад гідравлічного розрахунку трубопроводів: Q = (Πd²/4)·w


Ізоляція труб

У випадку, коли високотемпáне середовище транспортується трубопроводом, його слід ізолювати, щоб уникнути втрат тепла. Якщо низькотемпáне середовище транспортується трубопроводом, ізоляція використовується для запобігання її нагріву. У таких випадках ізоляція виконується з використанням спеціальних ізоляційних матеріалів, обернутих навколо труб.

Як правило, використовуються такі матеріали:

  • При низьких температурах до 100 ° C - жорсткий пінопласт (полістирол або поліуретан).
  • При середніх температурах близько 600 ° С - у формі оболонок або мінерального волокна, таких як кам 'яна вата або скляний війлок.
  • При високих температурах близько 1200 ° C - керамічне волокно (силікат алюмінію).

Труби з номінальним внутрішнім діаметром нижче DN 80 і товщиною шару ізоляції менше 50 мм ізольовані, як правило, за допомогою ізоляційних формованих елементів. З цією метою дві оболонки обернуті навколо труби і закріплені металевою стрічкою, а потім закриті корпусом з олов 'яної пластини.

Номограма для гідравлічного розрахунку трубопроводів

Трубопроводи з номінальним внутрішнім діаметром понад DN 80 повинні бути оснащені теплоізоляцією, що має нижню оболонку. Така оболонка містить затиснуті кільця, скоби і металеве облицювання з оцинкованої м 'якої сталі або нержавіючої листової сталі. Простір між трубопроводом і металевим корпусом заповнений ізоляційним матеріалом.

Товщина ізоляції розраховується як визначення витрат виробництва і втрат, які виникають через втрату тепла, і становить від 50 до 250 мм.

Таблиця для гідравлічного розрахунку трубопроводів

Правильний вибір ізоляції трубопровідної системи вирішує численні проблеми, такі як:

  • Уникнення різкого зниження температури навколишнього середовища і, як наслідок, енергозбереження.
  • Запобігання падінню температури в системах з транспортування газу нижче точки роси, що виключає утворення конденсату і може призвести до серйозних руйнувань.
  • Уникнення викидів конденсату в паропроводах.

Приклад:


Матеріал

Швидкість руху, м/с

 

Рідина

Самоплив:

 
 

В "язка субстанція

0,1 – 0,5

 

Малов 'язкі компоненти

0,5 – 1


Насос:

   
 

Всмоктуючий

0,8 – 2

 

Нагнітальний

1,5 – 3

Теплова ізоляція повинна застосовуватися по всій довжині трубопровідної системи. Фланцеві з 'єднання і клапани повинні бути забезпечені формованими ізоляційними елементами. Вони забезпечує безперешкодний доступ до точок з 'єднань без необхідності видалення ізоляційного матеріалу з усієї системи трубопроводів у разі, якщо стався розрив повітряної герметичності.


Надрукувати