Хидравлично изчисляване на тръбопроводите: таблица, пример

Тръбите свързват различни апарати от химически заводи. Те се използват за прехвърляне на вещества между различни комуникации. Дизайнът включва няколко отделни тръби, които с помощта на ставите образуват една тръбопроводна система.

Тръбопроводна система

Тръбопроводът е система от цилиндрични компоненти, свързани чрез свързващи елементи и използвани за транспортиране на химикали и други материали. По принцип подземните тръбопроводи се използват в химически заводи за транспортиране на вещества. Що се отнася до самостоятелните и изолирани части на инсталацията, те също се отнасят до тръбопроводната система или мрежата.

Конфигурацията на автономна тръбопроводна система може да включва:

• Тръби.
• Свързване на фитинги.
• Уплътнител, свързващ две сменяеми секции.

Всички тези елементи се произвеждат индивидуално, след което те са свързани като една тръбопроводна система. Освен това тръбопроводите могат да бъдат оборудвани с отопление и необходимата изолация от различни материали.

Размер тръби и материали за тяхното производство, избрани въз основа на технологичните изисквания и пенсиониране, установени за всеки отделен случай. Но за да се стандартизира размерът на тръбопроводите, те бяха класифицирани и обединени. Ключовият критерий е допустимото налягане, при което функционирането на тръбопровода е възможно и безопасно.

Номинален вътрешен диаметър

Номиналният диаметър е параметър, използван в тръбопроводните системи като коефициент на изпълнение, с който се подреждат частите, като тръби, клапани, фитинги при хидравличното изчисляване на тръбопровода.

Номиналният диаметър е обемно количество, което е числено равно на вътрешния диаметър на структурата. Пример за номинален вътрешен диаметър: DN 125.

Номерът на вътрешния диаметър не е показан на чертежите и не заменя действителните диаметри на тръбите. Приблизително съответства на ясен диаметър за определени участъци от тръбопровода по време на хидравличното изчисление. Ако са означени цифровите стойности на номиналните вътрешни диаметри, те са избрани по такъв начин, че да увеличат производителността на тръбопровода в диапазона от 40% от един номинален вътрешен диаметър до следващия.

Размерите на номиналните вътрешни диаметри са зададени, за да се избегнат проблеми при взаимното изравняване на частите при изчисляване на хидравличните загуби в тръбопровода. При определяне на номиналния диаметър въз основа на тази стойност се избира индикатор, който е възможно най-близо до диаметъра на тръбата.

Номинално налягане

Номиналното налягане е стойността, съответстваща на максималното налягане на изпомпваната среда при 20 ° C, което осигурява дългосрочна експлоатация на тръбопровода с посочените размери. Номиналното налягане - безразмерна стойност - бе калибрирано на базата на натрупания експлоатационен опит.

Номиналното налягане за тръбопровода при изчисляването на хидравличните загуби се избира въз основа на създаденото в него налягане по време на работа, като се избира най-високата стойност. Освен това фитингите и вентилите трябва да съответстват на същото ниво на налягане в системата. Дебелината на стените на тръбите се изчислява въз основа на номиналното налягане и позволява тръбата да работи с налягане, равно на номиналното налягане.

Допустимо работно свръхналягане

Номиналното налягане се прилага само при работна температура от 20 ° С. С увеличаването на температурата натоварването на тръбата пада. В същото време, допустимото свръхналягане намалява съответно. Тази стойност показва максималното свръхналягане, което може да се получи в тръбопроводната система, когато работната температура се повиши при изчисляване на хидравличното съпротивление на тръбопровода.

Какво правят тръбопроводите?

Когато се избират материали за производството на тръбопроводни системи, се вземат предвид характеристики като параметрите на средата, която ще се транспортира през тръбопровода, и предварителното работно налягане в системата. Тя трябва също така да вземе предвид възможността за корозивно действие на вътрешната среда върху материала на стената по време на хидравличното изчисляване на отоплителните тръбопроводи.

Повечето тръбни системи са изработени от стомана. Сив чугун или нелегирани конструкции се използват за производството на тръбопроводи при отсъствие на високи механични натоварвания и корозивни ефекти.

При хидравличното изчисляване на отоплителните тръбопроводи при високо работно налягане и без товари с активно корозионно действие се използва тръбопровод от подобрени стоманени отливки.

Ако средната устойчивост на корозия е висока или са наложени строги изисквания за чистотата на продукта, тръбопроводът е направен от неръждаема стомана.

Ако тръбопроводната система трябва да издържа на въздействието на морската вода, за нейното производство се използват медни никелови сплави. Също така се използват алуминиеви сплави и метали като тантал или цирконий.

Различни видове пластмаси често се използват като тръбни материали при хидравличното изчисляване на тръбопроводите под налягане, което се дължи на високата им устойчивост на корозия, ниска маса и лесна обработка. Този материал е подходящ за канализационни тръбопроводи.

Тръбни елементи

Тръбопроводите от пластмаса са подходящи за заваряване и са проектирани на място. Такива материали включват стомана, алуминий, термопластични, медни. За да се свържат директни секции на тръбите, се използват специално произведени профилни елементи, например разделители и редуктори на диаметър. Такива фитинги са включени в системата на всеки тръбопровод.

Специални връзки се използват за монтаж на отделни части и фитинги. Те се използват и за свързване на необходимите клапани и апаратура към тръбопровода.

Свързващите елементи се избират в зависимост от следните параметри:

• Материали, използвани за производството на тръби и фитинги. Основният критерий за избор е възможността за заваряване.
• Условия на работа: ниско или високо налягане и ниска или висока температура.
• Изисквания за производството на тръбопроводната система: наличието на фиксирани или подвижни връзки в тръбопроводната система.

Линейно разширение на тръбите и тяхното компенсиране

Геометричната форма на обектите може да се промени както чрез сила, така и чрез промяна на тяхната температура. Тези физически ефекти водят до това, че тръбопроводът на етапа на инсталация в нестресираните условия и без термично влияние претърпява някои линейно разширение или редукция, увреждащ неговите функционални характеристики по време на поддържащата поради налягане и температура.

В случаите, когато разширяването не е необходимо за компенсация, възниква деформация на тръбопроводната система. В този случай може да се повредят уплътненията на фланците и тръбните връзки.

Термично линейно разширение

При изчисляване на хидравличното съпротивление и монтаж на тръбопровода е необходимо да се вземе предвид потенциалната промяна в дължината поради повишаване на температурата или така нареченото термично линейно разширение. Тази стойност е равна на стойността на линейното разширение на тръбите с дължина 1 m с повишаване на температурата от 1 ° С.

Пример за хидравлично изчисляване на тръбопроводите: Q = (Pi-d² / 4) middot-w

Изолация на тръби

В случаите, когато високотемпературна среда се транспортира през тръбопровод, тя трябва да бъде изолирана, за да се избегнат загубите на топлина. Ако нискотемпературната среда се транспортира през тръбопровод, изолацията се използва за предотвратяване на нагряването й. В такива случаи изолацията се извършва с помощта на специални изолационни материали, обвити около тръбите.

Като правило се използват следните материали:

• При ниски температури до 100 ° C - твърда пяна (полистирен или полиуретан).
• При средни температури около 600 ° C - под формата на черупки или минерални влакна, като каменна вата или стъклена филц.
• При високи температури около 1200 ° C - керамични влакна (алуминиев силикат).

Тръбите с номинален вътрешен диаметър под DN 80 и дебелина на изолационния слой, по-малък от 50 mm, обикновено са изолирани с изолационни формовани елементи. За тази цел двете черупки се обвиват около тръбата и се закрепват с метална лента, а след това се затварят с тяло, направено от калай.

Ноограма за хидравлично изчисляване на тръбопроводи

Тръбопроводите с номинален вътрешен диаметър по-голям от DN 80 трябва да бъдат снабдени с топлоизолация с долна обвивка. Такава обвивка съдържа захващащи пръстени, скоби и метална облицовка, изработени от поцинкована мека стомана или лист от неръждаема стомана. Пространството между тръбопровода и металната обвивка е изпълнено с изолационен материал.

Дебелината на изолацията се изчислява като определянето на производствените разходи и загубите, които произтичат от загубата на топлина и варира от 50 до 250 мм.

Таблица за хидравлично изчисляване на тръбопроводите

Правилният избор на изолация на тръбопроводната система решава множество проблеми като:

• Избягвайки рязък спад в температурата на околната среда и в резултат на това спестяване на енергия.

• Предотвратяване на спада на температурата в системите за транспортиране на газ под точката на оросяване, което елиминира образуването на конденз и може да доведе до сериозни щети.

• Избягване на емисиите на кондензат в тръбопроводите за пара.

например:

Топлоизолацията трябва да се прилага по цялата дължина на тръбопроводната система. Фланцови връзки а вентилите трябва да бъдат снабдени с формовани изолационни елементи. Те осигуряват безпрепятствен достъп до точките на свързване, без да е необходимо да се отстранява изолационния материал от цялата тръбопроводна система в случай, че е настъпило разкъсване на херметичността.