Pijldiameter berekening

De berekening van de leidingdiameter wordt uitgevoerd op basis van twee criteria: het toegestane debiet en het toegestane drukverlies op één meter van de buis.

Het criterium voor het kiezen van de diameter van leidingen voor toelaatbare drukverliezen is economisch en bestaat in het bepalen van het evenwicht tussen kapitaal- en bedrijfskosten. Het vergroten van de diameter van de pijp brengt een verhoging van de kosten met zich mee en voor het pompen van water door een pijp met een kleinere diameter is meer energie nodig om de pomp aan te drijven.

Voor een haalbaarheidsstudie naar de keuze van de leidingdiameter wordt een grafiek gemaakt van de afhankelijkheid van de kapitaal- en bedrijfskosten van de diameter van de pijpleiding. De optimale diameter van de buis wordt bepaald op het snijpunt van de kapitaalcurve en de bedrijfskostencurve.

De beperking van het debiet in de leidingen wordt veroorzaakt door de hygiënische normen van het toelaatbare equivalente geluidsniveau dB. De maximaal toelaatbare watersnelheden in de leidingen van het verwarmingssysteem zijn afhankelijk van de diameter van de leidingen en variëren van 0,8 tot 1,5 m / s, en in de pijpleidingen van het watertoevoersysteem zijn ze beperkt tot 3 m / s.

Het bovenstaande programma berekent de vereiste leidingdiameter, waarbij het specifieke drukverlies niet hoger zal zijn dan 100 Pa / m.

De wijsheid van het berekenen van de diameter van de pijplijndebiet

Goed geleiden van de pijpleiding betekent niet alleen het zorgvuldig verzamelen van de elementen in het netwerk, maar ook het correct bepalen van de waterstroom, het kiezen van de juiste afmeting van de structuren. Het parcours wordt immers niet voor schoonheid gehouden, maar voor gebruik, en bovendien - handig en economisch. De druk en doorvoer van het netwerk vormen de basiselementen in het werk van de baan. U leert hoe u de diameter van de pijpleiding per stroom kunt berekenen.

Diameter van de pijpomtrek

Wat begint de bepaling van de diameter van de pijplijnstroom? Als u net nieuw bent in netwerken, begint dit proces met een goed begrip van de diameter.

Dus, de diameter is een segment dat de twee uiterste verbindt - gelegen aan verschillende zijden van de structuur van een punt op een cirkel. Berekent de diameter van de pijpleiding, afhankelijk van de stroomsnelheid, is een van de belangrijkste algemene dimensies van het systeem.

Wijsheid van berekening

Waarmee wordt bij de berekeningen rekening gehouden, met welke parameters moet rekening worden gehouden?

  1. De wanddikte van de constructie.
  2. De interne grootte van de snelweg.
  3. De buitenomvang van de netwerkelementen.
  4. De nominale diameter van de structuur, in formules die vaak worden aangeduid als Dn.
  5. Indicator die de voorwaardelijke passage kenmerkt, in de berekeningen aangeduid als Du. Gemeten in millimeters.

Bovendien moet u overwegen wat er in het systeem beweegt, onder welke druk en hoe lang de route duurt. Het is ook noodzakelijk om rekening te houden met welk type pijplijn wordt berekend. De parameters voor het verwarmingssysteem en de watertoevoer variëren.

Voorheen werd de grootte van de structuren berekend en in inches aangegeven, maar in de laatste paar jaar is het in toenemende mate gebruikelijk om berekeningen te maken in centimeters, millimeters. Maar zelfs als u alles in centimeters hebt berekend, doet het er niet toe - u gebruikt gewoon een van de tabellen voor de omzetting van metingen die royaal op internet zijn geplaatst.

Waterstroom

Een belangrijk punt - om de stroming van water in de pijplijn correct te bepalen.

Neem een ​​landhuis. Om de grootte te bepalen van de structuren die worden gebruikt om water aan het gebouw te leveren, moet u het maximale verbruik berekenen. Dit moment is niet alleen belangrijk om te begrijpen welke elementen nodig zijn voor de route, maar ook om boorprocessen correct uit te voeren, wanneer de grootte van de omhullingsstructuur belangrijk is.

Beschouw de situatie als voorbeeld. Eigen huis van gemiddelde grootte. Dit betekent dat het een keuken heeft, waar water moet worden geleverd, een badkamer (toilet, badkamer, waarin een wastafel kan worden geplaatst). Gebruik daarnaast wasmachines, die ook op het systeem moeten worden aangesloten. In de zomer zijn er irrigatiebedden en bloembedden nodig. Op basis van dergelijke inputgegevens kan worden geconcludeerd dat een watertoevoersysteem met benaderde parameters - 3 kubieke meter per uur nodig zal zijn om water aan deze boerderij te leveren.

Voor zo'n belasting passen drie inch pompen. De unit zelf heeft een diameter van 75 cm Bij de installatie van de pomp is het belangrijk om te onthouden dat het apparaat de wanden van de behuizingstructuur niet mag raken, wat betekent dat u ervoor moet zorgen dat er vrije ruimte tussen de elementen is - in de pijpleiding.

Aanvraagformules

Het is tijd om naar de formules te gaan voor de vloeistofstroom in de pijplijn en de diameter van het netwerk te bepalen.

Rekenvoorbeeld

Overweeg de formule voor het bepalen van de interne diameter van het netwerk met invoergegevens over het debiet en de stroom van inhoud in het netwerk.

Formule voor berekening

  • u is de stroomsnelheid van het fluïdum volgens het ontwerp (gemeten in m / s);
  • y is het soortelijk gewicht van de inhoud (ontleend aan de relevante naslagwerken, gemeten in kg / m³);
  • Q - waterverbruik (gemeten in m / s).

De selectie van de diameter van de pijpleiding voor de stroom perslucht is hetzelfde scenario, maar door verschillen in de bewegingssnelheid van de inhoud van de constructie zal het resultaat anders zijn.

Bij het berekenen moet u zich laten leiden door de volgende gegevens over de snelheid (in m / s):

  • water - 15-30;
  • vloeistoffen met lage viscositeit (benzine, alcohol, alkali, zuur, aceton) - 15-30;
  • gas onder hoge druk - 30-60;
  • samengeperste lucht - 20-40;
  • verzadigde stoom - 20-40;
  • hete stoom - 30-60.

Het is belangrijk om te weten! Hoe sneller het product door het netwerk beweegt, hoe minder het is toegestaan ​​om het stroomgedeelte van de route te maken. Daarom, om stoffen met hoge snelheid te verplaatsen, wordt minder geld besteed aan het leggen van de route.

Berekeningen voor het verwarmingsnetwerk

Met de berekening van de diameter van structuren voor verwarming, is alles anders. De basisparameter in dergelijke berekeningen is de warmtebelasting op een afzonderlijk deel van het verwarmingsnetwerk.

Bij standaard plafonds is 100 watt warmte nodig om elke vierkante meter te verwarmen. In het hoofd van professionals worden al berekeningen gemaakt "op de automatische piloot", en amateurs zullen moeten zweten, de doorvoer van verwarmingsbuizen, drukvallen, enzovoort bepalen.

Het is de moeite waard op te letten! In moeilijke gevallen, als je twijfelt dat je alles zelf kunt doen, is het beter om te vertrouwen op de berekeningen aan professionals.

Vakkundig de berekening gemaakt van de diameter van de pijplijnstroom - een garantie voor lange en ononderbroken toevoernetwerken in het huis.

Hoe de diameter van de pijplijn te berekenen

Werken met een rekenmachine is eenvoudig - voer gegevens in en verkrijg het resultaat. Maar soms is dit niet genoeg - een nauwkeurige berekening van de diameter van de buis is alleen mogelijk met handmatige berekening met behulp van formules en correct geselecteerde coëfficiënten. Hoe de diameter van de buis te berekenen in termen van waterstroming? Hoe de grootte van de gasleiding bepalen?

Pijpleiding en onderdelen die ervoor nodig zijn

Professionele ingenieurs gebruiken bij het berekenen van de vereiste leidingdiameter meestal speciale programma's die een exact resultaat kunnen berekenen en produceren met behulp van bekende parameters. Het is veel moeilijker voor een amateurbouwer om watertoevoer-, verwarmings- en vergassingssystemen te organiseren om de berekening onafhankelijk uit te voeren. Daarom worden de aanbevolen afmetingen van buizen meestal gebruikt bij de constructie of reconstructie van een privéwoning. Maar niet altijd kunnen standaardtips rekening houden met alle nuances van de individuele constructie, dus u moet handmatig een hydraulische berekening uitvoeren om de diameter van de buis voor verwarming en watertoevoer correct te kiezen.

Berekening van de diameter van de buis voor watervoorziening en verwarming

Het belangrijkste criterium voor het kiezen van een verwarmingsbuis is de diameter. Van deze indicator hangt af van hoe effectief het huis zal verwarmen, de levensduur van het systeem als geheel. Met een kleine diameter in de pijpleidingen, kan een verhoogde druk optreden, die lekkages, verhoogde belasting van pijpen en metaal veroorzaakt, wat leidt tot problemen en eindeloze reparaties. Bij een grote diameter neigt de warmteafgifte van het verwarmingssysteem naar nul en zal koud water eenvoudig uit de kraan druppelen.

Pijp capaciteit

De diameter van de pijp beïnvloedt rechtstreeks de capaciteit van het systeem, dat wil zeggen in dit geval de hoeveelheid water of warmtedrager die door de doorsnede per tijdseenheid gaat. Hoe meer cycli (bewegingen) in het systeem gedurende een bepaalde tijdsperiode, hoe efficiënter de verwarming is. Voor watertoevoerleidingen heeft de diameter invloed op de initiële druk van het water - een geschikte maat ondersteunt alleen het hoofd en een grotere afmeting neemt af.

De diameter van het geselecteerde schema van sanitair en verwarming, het aantal radiatoren en hun doorsnede, bepalen de optimale lengte van de lijnen.

Omdat de capaciteit van de buis een fundamentele factor in de selectie is, is het noodzakelijk om de stroming van water in de pijpleiding te bepalen en op zijn beurt te beïnvloeden.

Hoe de pijplijn te berekenen.

Om de diameter en lengte van de pijpleiding nauwkeurig te berekenen, berekenen professionele ingenieurs en bouwers die betrokken zijn bij watervoorziening of vergassing de diameter van de pijpen op verschillende manieren. Professionele technici hebben een speciaal programma dat het uiteindelijke resultaat berekent en geeft volgens bekende parameters. Bouwers moeten daarentegen een handmatige berekening maken met behulp van formules, coëfficiënten, dus bij het installeren van leidingen wordt het aanbevolen standaardafmetingen te gebruiken. Standaardafmetingen houden niet altijd rekening met de parameters voor individuele constructie, en voor hun naleving is het noodzakelijk om de hydraulische weerstand te berekenen.

Voor de hydraulische berekening van de pijpleiding kunt u de calculator van de hydraulische berekening van de pijplijn gebruiken.

Berekening van de diameter van de buis.

Bij het kiezen van een pijp is een belangrijke factor de diameter van de buis. Als de pijpleiding is ontworpen voor verwarming, beïnvloedt de diameter van de leidingen direct de verwarming van de behuizing en de levensduur. Voor het berekenen van de diameter van de pijp moet op verantwoorde wijze worden omgegaan, omdat met een kleine diameter veel druk kan zijn, wat zal leiden tot lekkage en slijtage van de leidingen, en dit is een extra kost voor reparaties. Bij een te grote diameter is de verwarming van de kamer bijna nul. De capaciteit van het verwarmingssysteem is ook afhankelijk van de diameter en in het geval van watertoevoer heeft de diameter van de leidingen invloed op de druk. Typisch, de diameter van de geselecteerde lengte van de lijnen. Omdat doorvoer de belangrijkste factor is bij het kiezen van buizen, is het noodzakelijk om onmiddellijk de waterstroom in de leidingen te bepalen.

Berekening van het waterverbruik door leidingdiameter en druk volgens de tabel en SNIP 2.04.01-85 + rekenmachine

Bedrijven en huizen verbruiken grote hoeveelheden water. Deze digitale indicatoren zijn niet alleen een bewijs van een specifieke waarde die de stroomsnelheid aangeeft.

Bovendien helpen ze de diameter van het pijpmengsel te bepalen. Velen geloven dat de berekening van het waterverbruik door pijpdiameter en druk onmogelijk is, omdat deze concepten totaal geen verband houden.

Maar de praktijk heeft aangetoond dat dit niet zo is. De capaciteit van het waterleidingsnetwerk is afhankelijk van veel indicatoren, en de eerste in deze lijst is de diameter van de pijpmix en de druk in de pijplijn.

Het wordt aanbevolen om alle berekeningen uit te voeren in de ontwerpfase van de pijpleidingconstructie, omdat de verkregen gegevens de belangrijkste parameters bepalen van niet alleen de binnenlandse, maar ook de industriële pijplijn. Dit alles zal verder worden besproken.

Online watercalculator

Welke factoren beïnvloeden de vloeistofstroom door de pijplijn

De criteria die van invloed zijn op de indicator die wordt beschreven, vormen een lange lijst. Hier zijn enkele van hen.

  1. De interne diameter die de pijplijn heeft.
  2. De bewegingssnelheid van de stroom, die afhangt van de druk in de lijn.
  3. Het materiaal genomen voor de productie van pijpassortiment.

Bepaling van de waterstroom aan de uitlaat van de leiding wordt uitgevoerd door de diameter van de buis, omdat deze eigenschap samen met andere de doorvoer van het systeem beïnvloedt. Ook het berekenen van de hoeveelheid verbruikt fluïdum, u kunt de wanddikte, die wordt bepaald op basis van de geschatte interne druk, niet verdisconteren.

Er kan zelfs worden gesteld dat de definitie van "pijpgeometrie" niet alleen wordt beïnvloed door de lengte van het netwerk. En de dwarsdoorsnede, druk en andere factoren spelen een zeer belangrijke rol.

Bovendien hebben sommige systeemparameters een direct effect op de consumptiesnelheid, niet direct maar indirect. Dit omvat de viscositeit en temperatuur van het verpompte medium.

Als we een klein resultaat samenvatten, kunnen we zeggen dat de definitie van doorvoer u toestaat om nauwkeurig het optimale type materiaal voor het bouwen van het systeem te bepalen en een keuze te maken uit de technologie die voor de assemblage wordt gebruikt. Anders zal het netwerk niet efficiënt werken en zijn frequente noodreparaties nodig.

Berekening van het waterverbruik door de diameter van een ronde buis, is afhankelijk van de grootte. Bijgevolg zal over een grotere dwarsdoorsnede gedurende een bepaalde tijdsperiode een grotere hoeveelheid vloeistof bewegen. Maar door de berekening uit te voeren en rekening te houden met de diameter, is het onmogelijk om druk uit te drukken.

Als we deze berekening beschouwen als een concreet voorbeeld, blijkt dat minder vloeistof in een bepaalde periode een meter lang buisproduct door een gat van 1 cm passeert dan via een lijn die enkele tientallen meters hoog is. Dit is normaal, omdat het hoogste niveau van waterverbruik op de site maximale prestaties zal bereiken bij de hoogste druk in het netwerk en op het hoogste volume.

Berekening van de sectie voor SNIP 2.04.01-85

Allereerst moet worden begrepen dat de berekening van de diameter van de duiker een complex engineeringproces is. Dit vereist speciale kennis. Maar bij het uitvoeren van een huishoudelijke constructie van een waterdoorvoerleiding, wordt vaak de hydraulische berekening van de doorsnede onafhankelijk uitgevoerd.

Dit type ontwerpberekening van het debiet voor de duiker kan op twee manieren worden gedaan. De eerste is tabelgegevens. Maar verwijzend naar de tabellen, is het noodzakelijk om niet alleen het exacte aantal tikken te weten, maar ook containers voor water (baden, putten) en andere dingen.

Alleen als u deze informatie over het duikersysteem hebt, kunt u de tabellen gebruiken die door SNIP 2.04.01-85 zijn verstrekt. Volgens hen en bepaal de hoeveelheid water op de omtrek van de buis. Hier is een van deze tabellen:

Berekening van de diameter van de pijplijnstroom

Hoe de diameter van de pijplijn te berekenen

Werken met een rekenmachine is eenvoudig - voer gegevens in en verkrijg het resultaat. Maar soms is dit niet genoeg - een nauwkeurige berekening van de diameter van de buis is alleen mogelijk met handmatige berekening met behulp van formules en correct geselecteerde coëfficiënten. Hoe de diameter van de buis te berekenen in termen van waterstroming? Hoe de grootte van de gasleiding bepalen?

Pijpleiding en onderdelen die ervoor nodig zijn

Professionele ingenieurs gebruiken bij het berekenen van de vereiste leidingdiameter meestal speciale programma's die een exact resultaat kunnen berekenen en produceren met behulp van bekende parameters. Het is veel moeilijker voor een amateurbouwer om watertoevoer-, verwarmings- en vergassingssystemen te organiseren om de berekening onafhankelijk uit te voeren. Daarom worden de aanbevolen afmetingen van buizen meestal gebruikt bij de constructie of reconstructie van een privéwoning. Maar niet altijd kunnen standaardtips rekening houden met alle nuances van de individuele constructie, dus u moet handmatig een hydraulische berekening uitvoeren om de diameter van de buis voor verwarming en watertoevoer correct te kiezen.

Berekening van de diameter van de buis voor watervoorziening en verwarming

Het belangrijkste criterium voor het kiezen van een verwarmingsbuis is de diameter. Van deze indicator hangt af van hoe effectief het huis zal verwarmen, de levensduur van het systeem als geheel. Met een kleine diameter in de pijpleidingen, kan een verhoogde druk optreden, die lekkages, verhoogde belasting van pijpen en metaal veroorzaakt, wat leidt tot problemen en eindeloze reparaties. Bij een grote diameter neigt de warmteafgifte van het verwarmingssysteem naar nul en zal koud water eenvoudig uit de kraan druppelen.

Pijp capaciteit

De diameter van de pijp beïnvloedt rechtstreeks de capaciteit van het systeem, dat wil zeggen in dit geval de hoeveelheid water of warmtedrager die door de doorsnede per tijdseenheid gaat. Hoe meer cycli (bewegingen) in het systeem gedurende een bepaalde tijdsperiode, hoe efficiënter de verwarming is. Voor watertoevoerleidingen heeft de diameter invloed op de initiële druk van het water - een geschikte maat ondersteunt alleen het hoofd en een grotere afmeting neemt af.

De diameter van het geselecteerde schema van sanitair en verwarming, het aantal radiatoren en hun doorsnede, bepalen de optimale lengte van de lijnen.

Omdat de capaciteit van de buis een fundamentele factor in de selectie is, is het noodzakelijk om de stroming van water in de pijpleiding te bepalen en op zijn beurt te beïnvloeden.

Beïnvloedende factoren op de doorgankelijkheid van de snelweg:

  1. Druk van water of koelvloeistof.
  2. Binnendiameter (doorsnede) van de buis.
  3. De totale lengte van het systeem.
  4. Pijpleidingmateriaal.
  5. De wanddikte van de buis.

Op het oude systeem wordt de doorlaatbaarheid van de buis verergerd door kalk, slibafzettingen en de effecten van corrosie (op metalen producten). Dit alles samen vermindert de hoeveelheid water die door de sectie stroomt, dat wil zeggen, gebruikte snelwegen werken slechter dan nieuwe.

Het is opmerkelijk dat deze indicator voor polymeerpijpen niet verandert - plastic is veel minder dan metaal, het zorgt ervoor dat slak zich ophoopt op de muren. Daarom blijft de doorvoer van PVC-leidingen hetzelfde als op de dag van installatie.

Bereken de diameter van de buis voor waterstroming

Bepaal de juiste waterstroom

Om de diameter van de buis te bepalen volgens de stroomsnelheid van de passerende vloeistof, hebben we de waarden van het werkelijke waterverbruik nodig, rekening houdend met alle sanitaire voorzieningen: badkuip, keukenkraan, wasmachine, toiletpot. Elke afzonderlijke sectie van de watertoevoer wordt berekend volgens de formule:

waarbij qc de waarde is van het water dat door elk apparaat wordt verbruikt;

q0 - genormaliseerde waarde, die wordt bepaald door SNiP. Neem een ​​bad - 0,25, voor een keukenkraan 0,12, voor een toiletpot -0,1;

a - een coëfficiënt waarbij rekening wordt gehouden met de mogelijkheid van gelijktijdige bediening van sanitaire voorzieningen in de ruimte. Hangt af van de waarde van de waarschijnlijkheid en het aantal consumenten.

Op delen van de snelweg waar waterstromen worden gecombineerd voor de keuken en het bad, voor het toilet en het bad, enz., Wordt de kanswaarde aan de formule toegevoegd. Dat wil zeggen, de mogelijkheid van gelijktijdige bediening van de keukenkraan, kraan in de badkamer, toilet en andere apparaten.

De kans wordt bepaald door de formule:

P = qhr μ × u / q0 × 3600 × N,

waarin N het aantal waterverbruikers (apparaten) is;

qhr μ - het maximale uurlijkse waterverbruik, dat door SNiP kan worden ingenomen. Kies voor koud water qhr μ = 5,6 l / s, het totale debiet van 15,6 l / s;

u - het aantal mensen dat gebruik maakt van sanitair.

Een voorbeeld van de berekening van de waterstroming:

Het huis met twee verdiepingen heeft 1 badkamer, 1 keuken met geïnstalleerde wasmachine en vaatwasser, douche, 1 toilet. In het huis woont een gezin van 5 personen. Algoritme van berekening:

  1. We berekenen de kans op P = 5.6 × 5 / 0.25 × 3600 × 6 = 0.00518.
  2. Dan is het waterverbruik voor de badkamer qc = 5 × 0,25 × 0,00518 = 0,006475 l / s.
  3. Voor de keuken, qc = 5 × 0,12 × 0,00518 = 0,0031 l / s.
  4. Voor het toilet, qc = 5 × 0,1 × 0,00518 = 0,00259 l / s.

Bereken de diameter van de buis

Er is een directe afhankelijkheid van de diameter van het volume van de stromende vloeistof, wat wordt uitgedrukt door de formule:

waarin Q de waterstroom is, m3 / s;

d is de diameter van de pijpleiding, m;

w - stroomsnelheid, m / s.

De stroomsnelheid van water kan worden afgeleid uit tabel 2. Er is een meer gecompliceerde methode voor het berekenen van de stroomsnelheid - rekening houdend met verliezen en de coëfficiënt van hydraulische wrijving. Dit is een vrij omvangrijke berekening, maar uiteindelijk kun je de exacte waarde krijgen, in tegenstelling tot de tabelmethode.

Voorbeeld: Bereken de diameter van de buis voor een badkamer, keuken en toilet op basis van de verkregen waarden van het waterverbruik. Kies uit tabel 2 de waarde van het debiet van water in de drukwatertoevoer - 3 m / s.

Vervolgens wordt de diameter van de pijpleiding bepaald door:

voor de badkamer d = √ (4 * 0.006475 / 3.14 * 3) = 0.052 m

voor het toilet d = √ (4 * 0.00259 / 3.14 * 3) = 0.033 m

voor de keuken d = √ (4 * 0.0031 / 3.14 * 3) = 0.036 m

Hoe de diameter van de gasleiding te berekenen

De gasleiding wordt iets anders berekend dan de waterleiding. Hier zijn de fundamentele waarden:

  • gassnelheid en -druk;
  • buislengte met drukverliezen op fittingen;
  • drukval binnen aanvaardbare grenzen.

De berekening van de diameter van de gasleiding kan worden uitgevoerd volgens de formule:

waar di de binnendiameter van de pijpleiding is, m;

V'-volumestroom van perslucht, m³ / s;

L is de lengte van de pijpleiding met aanpassingen aan de fittingen, m;

Δp is de toelaatbare drukval, bar;

pmax - bovenste druk van de compressor, bar.

Dus, bij het kiezen van een buisdiameter, is een belangrijke parameter de doorvoer, die afhangt van de doorsnede en de interne afmeting van de pijpleiding. Daarom is het noodzakelijk om gegevens te meten, zoals toegestane druk, wanddikte, binnendiameter van de buis, eigenschappen van de warmtedrager of het gas.

Hoe het waterverbruik te berekenen door de diameter van de pijp - theorie en praktijk

Hoe is het gemakkelijk om de waterstroom te berekenen volgens de diameter van de buis? Het beroep op openbare nutsbedrijven met een vooraf samengesteld schema van alle waterleidingen in het gebied is immers nogal lastig.

Waarom hebben we dergelijke berekeningen nodig?

Bij de planning van de bouw van een grote cabine met een aantal badkamers, particuliere hotels, bedrijven brand systeem, is het belangrijk om een ​​min of meer precieze informatie over de beschikbare mogelijkheden van de transportbuis hebben, rekening houdend met de diameter, en de druk in het systeem. Het gaat allemaal om de fluctuatie van druk tijdens de piek van het waterverbruik: dergelijke verschijnselen hebben nogal een ernstige invloed op de kwaliteit van de geleverde diensten.

Als het watervoorzieningssysteem bovendien niet is uitgerust met watermeters, dan wordt er bij het betalen voor nutsvoorzieningen rekening gehouden met zogenaamde diensten. "Pijpdoorlaatbaarheid". In dit geval is het vrij logisch dat de kwestie van de in deze zaak toegepaste tarieven naar voren komt.

Het is belangrijk om te begrijpen dat de tweede optie niet van toepassing is op privé-gebouwen (appartementen en huisjes), waar, bij afwezigheid van balies, sanitaire normen in aanmerking worden genomen bij de berekening van de betaling: meestal is dit maximaal 360 l / dag per persoon.

Wat bepaalt de doorlatendheid van de buis

Wat bepaalt de stroming van water in een ronde buis? Het lijkt erop dat het zoeken naar een antwoord geen problemen hoeft te veroorzaken: hoe groter het deel van de pijp, hoe meer water het in een bepaalde tijd kan missen. Tegelijkertijd wordt ook druk herinnerd, want hoe hoger de waterkolom, hoe sneller het water door de communicatie wordt geduwd. De praktijk leert echter dat dit niet alle factoren zijn die de waterstroom beïnvloeden.

Naast deze moeten ook de volgende punten in aanmerking worden genomen:

  1. Pijplengte Met een toename in de lengte, wrijft water sterker tegen zijn wanden, wat leidt tot een langzamere stroming. Inderdaad, helemaal aan het begin van het systeem, wordt water alleen door druk beïnvloed, maar het is ook belangrijk hoe snel de volgende delen in de communicatie kunnen binnendringen. Remmen in de pijp bereikt vaak hoge waarden.
  2. Het waterverbruik is in veel moeilijker mate afhankelijk van de diameter dan op het eerste gezicht lijkt. Wanneer de afmeting van de diameter van de pijp klein is, weerstaan ​​de wanden de waterstroming in een orde van grootte groter dan in dikkere systemen. Dientengevolge wordt door het verminderen van de diameter van de pijp het voordeel ervan verminderd in termen van de verhouding van de snelheid van de waterstroom tot het inwendige gebied in een sectie met een vaste lengte. Om het simpel te zeggen, een dikke waterpijp transporteert water veel sneller dan een dunne.
  3. Het materiaal van vervaardiging. Een ander belangrijk punt dat de snelheid van de waterbeweging door de buis rechtstreeks beïnvloedt. Glad propyleen draagt ​​bijvoorbeeld in veel grotere mate bij aan het glijden van water dan ruwe stalen wanden.
  4. Duur van de service. Na verloop van tijd verschijnt er roest op stalen waterleidingen. Bovendien is het voor staal, maar ook voor gietijzer kenmerkend om kalkaanslag geleidelijk te accumuleren. De weerstand tegen waterstroompijpen met sedimenten is veel hoger dan bij nieuwe staalproducten: dit verschil bereikt soms 200 keer. Bovendien leidt het overgroeien van de buis tot een afname van de diameter: zelfs als we geen rekening houden met de verhoogde wrijving, valt de doorlaatbaarheid ervan duidelijk terug. Het is ook belangrijk op te merken dat plastic en metalen plastic producten dergelijke problemen niet hebben: zelfs na tientallen jaren van intensief gebruik, blijft hun niveau van weerstand tegen waterstromen op het oorspronkelijke niveau.
  5. De aanwezigheid van bochten, fittingen, adapters, kleppen draagt ​​bij tot het extra afremmen van waterstromen.

Alle bovengenoemde factoren moeten in aanmerking worden genomen, omdat dit niet om enkele kleine fouten gaat, maar om een ​​serieus verschil meerdere keren. Als conclusie kan worden gesteld dat een eenvoudige bepaling van de diameter van een pijp door de waterstroom nauwelijks mogelijk is.

Nieuw vermogen om waterverbruik te berekenen

Als water wordt gebruikt door middel van een kraan, vereenvoudigt dit de taak aanzienlijk. Het belangrijkste in dit geval is dat de afmetingen van de opening van de uitstorting van water veel kleiner zijn dan de diameter van het watertoevoersysteem. In dit geval is de toepasselijke formule voor het berekenen van water over een doorsnede van een Torricellipijp v ^ 2 = 2gh, waarbij v de snelheid van stroming door een klein gat is, g de versnelling van de vrije val en h de hoogte van de waterkolom boven de kraan (gat met doorsnede s, per tijdseenheid mist het watervolume s * v). Het is belangrijk om te onthouden dat de term "sectie" niet wordt gebruikt om de diameter aan te duiden, maar het gebied. Voor de berekening met behulp van de formule pi * r ^ 2.

Als de waterkolom een ​​hoogte van 10 meter heeft en het gat een diameter van 0,01 meter heeft, wordt de waterstroom door de buis bij een druk van één atmosfeer als volgt berekend: v ^ 2 = 2 * 9,78 * 10 = 195,6. Na het uitpakken van de vierkantswortel komt v = 13.98570698963767 uit. Na afronding om een ​​eenvoudiger snelheid te krijgen, is het 14m / s. De gatdwarsdoorsnede, met een diameter van 0,01 m, wordt als volgt berekend: 3,14159265 * 0,01 ^ 2 = 0,000314159265 m2. Dientengevolge, het blijkt dat de maximale waterstroom door de pijp overeenkomt met 0.000314159265 * 14 = 0.00439822971 m3 / s (iets minder dan 4.5 liter water / seconde). Zoals je kunt zien, is in dit geval de berekening van water over de dwarsdoorsnede van de pijp vrij eenvoudig. Ook in de vrije toegang zijn er speciale tabellen die het waterverbruik voor de populairste sanitaire producten aangeven, met een minimale waarde van de diameter van de waterleiding.

Zoals u al begrijpt, is er geen universele, eenvoudige manier om de diameter van de pijpleiding te berekenen, afhankelijk van de waterstroom. Bepaalde indicatoren voor uzelf kunnen echter worden afgeleid. Dit is vooral het geval als het systeem is uitgerust met kunststof of metalen kunststof buizen en het waterverbruik wordt uitgevoerd met kranen met een kleine uitlaatdoorsnede. In sommige gevallen is deze berekeningsmethode van toepassing op stalen systemen, maar het gaat vooral om nieuwe waterleidingen die geen tijd hadden om te worden afgedekt door interne afzettingen op de wanden.

De wijsheid van het berekenen van de diameter van de pijplijndebiet

Goed geleiden van de pijpleiding betekent niet alleen het zorgvuldig verzamelen van de elementen in het netwerk, maar ook het correct bepalen van de waterstroom, het kiezen van de juiste afmeting van de structuren. Het parcours wordt immers niet voor schoonheid gehouden, maar voor gebruik, en bovendien - handig en economisch. De druk en doorvoer van het netwerk vormen de basiselementen in het werk van de baan. U leert hoe u de diameter van de pijpleiding per stroom kunt berekenen.

Diameter van de pijpomtrek

Wat begint de bepaling van de diameter van de pijplijnstroom? Als u net nieuw bent in netwerken, begint dit proces met een goed begrip van de diameter.

Dus, de diameter is een segment dat de twee uiterste verbindt - gelegen aan verschillende zijden van de structuur van een punt op een cirkel. Berekent de diameter van de pijpleiding, afhankelijk van de stroomsnelheid, is een van de belangrijkste algemene dimensies van het systeem.

Waarmee wordt bij de berekeningen rekening gehouden, met welke parameters moet rekening worden gehouden?

  1. De wanddikte van de constructie.
  2. De interne grootte van de snelweg.
  3. De buitenomvang van de netwerkelementen.
  4. De nominale diameter van de structuur, in formules die vaak worden aangeduid als Dn.
  5. Indicator die de voorwaardelijke passage kenmerkt, in de berekeningen aangeduid als Du. Gemeten in millimeters.

Bovendien moet u overwegen wat er in het systeem beweegt, onder welke druk en hoe lang de route duurt. Het is ook noodzakelijk om rekening te houden met welk type pijplijn wordt berekend. De parameters voor het verwarmingssysteem en de watertoevoer variëren.

Voorheen werd de grootte van de structuren berekend en in inches aangegeven, maar in de laatste paar jaar is het in toenemende mate gebruikelijk om berekeningen te maken in centimeters, millimeters. Maar zelfs als u alles in centimeters hebt berekend, doet het er niet toe - u gebruikt gewoon een van de tabellen voor de omzetting van metingen die royaal op internet zijn geplaatst.

Een belangrijk punt - om de stroming van water in de pijplijn correct te bepalen.

Neem een ​​landhuis. Om de grootte te bepalen van de structuren die worden gebruikt om water aan het gebouw te leveren, moet u het maximale verbruik berekenen. Dit moment is niet alleen belangrijk om te begrijpen welke elementen nodig zijn voor de route, maar ook om boorprocessen correct uit te voeren, wanneer de grootte van de omhullingsstructuur belangrijk is.

Beschouw de situatie als voorbeeld. Eigen huis van gemiddelde grootte. Dit betekent dat het een keuken heeft, waar water moet worden geleverd, een badkamer (toilet, badkamer, waarin een wastafel kan worden geplaatst). Gebruik daarnaast wasmachines, die ook op het systeem moeten worden aangesloten. In de zomer zijn er irrigatiebedden en bloembedden nodig. Op basis van dergelijke inputgegevens kan worden geconcludeerd dat een watertoevoersysteem met benaderde parameters - 3 kubieke meter per uur nodig zal zijn om water aan deze boerderij te leveren.

Voor zo'n belasting passen drie inch pompen. De unit zelf heeft een diameter van 75 cm Bij de installatie van de pomp is het belangrijk om te onthouden dat het apparaat de wanden van de behuizingstructuur niet mag raken, wat betekent dat u ervoor moet zorgen dat er vrije ruimte tussen de elementen is - in de pijpleiding.

Aanvraagformules

Het is tijd om naar de formules te gaan voor de vloeistofstroom in de pijplijn en de diameter van het netwerk te bepalen.

Overweeg de formule voor het bepalen van de interne diameter van het netwerk met invoergegevens over het debiet en de stroom van inhoud in het netwerk.

Formule voor berekening

  • u is de stroomsnelheid van het fluïdum volgens het ontwerp (gemeten in m / s);
  • y is het soortelijk gewicht van de inhoud (ontleend aan de relevante naslagwerken, gemeten in kg / m³);
  • Q - waterverbruik (gemeten in m / s).

De selectie van de diameter van de pijpleiding voor de stroom perslucht is hetzelfde scenario, maar door verschillen in de bewegingssnelheid van de inhoud van de constructie zal het resultaat anders zijn.

Bij het berekenen moet u zich laten leiden door de volgende gegevens over de snelheid (in m / s):

  • water - 15-30;
  • vloeistoffen met lage viscositeit (benzine, alcohol, alkali, zuur, aceton) - 15-30;
  • gas onder hoge druk - 30-60;
  • samengeperste lucht - 20-40;
  • verzadigde stoom - 20-40;
  • hete stoom - 30-60.

Het is belangrijk om te weten! Hoe sneller het product door het netwerk beweegt, hoe minder het is toegestaan ​​om het stroomgedeelte van de route te maken. Daarom, om stoffen met hoge snelheid te verplaatsen, wordt minder geld besteed aan het leggen van de route.

Berekeningen voor het verwarmingsnetwerk

Met de berekening van de diameter van structuren voor verwarming, is alles anders. De basisparameter in dergelijke berekeningen is de warmtebelasting op een afzonderlijk deel van het verwarmingsnetwerk.

Bij standaard plafonds is 100 watt warmte nodig om elke vierkante meter te verwarmen. In het hoofd van professionals worden al berekeningen gemaakt "op de automatische piloot", en amateurs zullen moeten zweten, de doorvoer van verwarmingsbuizen, drukvallen, enzovoort bepalen.

Het is de moeite waard op te letten! In moeilijke gevallen, als je twijfelt dat je alles zelf kunt doen, is het beter om te vertrouwen op de berekeningen aan professionals.

Vakkundig de berekening gemaakt van de diameter van de pijplijnstroom - een garantie voor lange en ononderbroken toevoernetwerken in het huis.

Berekening en selectie van pijpleidingen. De optimale diameter van de pijpleiding

Pijpleidingen voor het transport van verschillende vloeistoffen vormen een integraal onderdeel van de eenheden en installaties waarin de werkprocessen met betrekking tot verschillende toepassingsgebieden worden uitgevoerd. Bij de keuze van buizen en een configuratie van de pijpleiding zijn de kosten van beide buizen en pijpleidingfittingen van groot belang. De uiteindelijke kosten van het pompen van het medium door de pijpleiding worden grotendeels bepaald door de maat van de leidingen (diameter en lengte). De berekening van deze waarden wordt uitgevoerd met behulp van speciaal ontwikkelde formules die specifiek zijn voor bepaalde soorten activiteiten.

Een pijp is een holle cilinder van metaal, hout of ander materiaal dat wordt gebruikt om vloeibare, gasvormige en bulkmedia te transporteren. Water, aardgas, stoom, olieproducten, enz. Kunnen als bewegend medium dienen. Leidingen worden overal gebruikt, beginnend bij verschillende industrieën en eindigend met huishoudelijk gebruik.

Voor de vervaardiging van buizen kan een verscheidenheid aan materialen worden gebruikt, zoals staal, gietijzer, koper, cement, kunststof, zoals ABS-kunststof, polyvinylchloride, gechloreerd polyvinylchloride, polybutyleen, polyethyleen, enz.

De hoofdafmetingen van een buis zijn de diameter (uitwendig, inwendig enz.) En de wanddikte, gemeten in millimeters of inches. Ook wordt een dergelijke waarde gebruikt als de nominale diameter of nominale diameter - de nominale afmeting van de binnendiameter van de pijp, ook gemeten in millimeters (aangeduid met Du) of inch (aangegeven met DN). De waarden van nominale diameters zijn gestandaardiseerd en zijn het belangrijkste criterium bij de selectie van buizen en fittingen.

Correspondentie van voorwaardelijke waarden in mm en inches:

Een buis met een ronde doorsnede heeft om een ​​aantal redenen de voorkeur boven andere geometrische delen:

  • De cirkel heeft een minimale verhouding van de omtrek tot het gebied en is van toepassing op de buis. Dit betekent dat bij gelijk debiet het materiaalverbruik van ronde buizen minimaal zal zijn in vergelijking met pijpen van andere vormen. Dit impliceert ook de minimaal mogelijke kosten van isolatie en beschermende coating;
  • Een cirkelvormige dwarsdoorsnede is het meest voordelig voor het verplaatsen van een vloeistof- of gasmedium vanuit een hydrodynamisch gezichtspunt. Ook vanwege het minimaal mogelijke inwendige oppervlak van de pijp per eenheid van lengte, wordt wrijving tussen het fluïdum dat wordt bewogen en de pijp geminimaliseerd.
  • Ronde vorm is het meest bestand tegen interne en externe druk;
  • Het maken van ronde buizen is vrij eenvoudig en eenvoudig te implementeren.

Leidingen kunnen qua diameter en configuratie aanzienlijk variëren, afhankelijk van het doel en de toepassing. Dus de belangrijkste pijpleidingen voor het verplaatsen van water of petroleumproducten kunnen bijna een halve meter in diameter bereiken met een vrij eenvoudige configuratie, en verwarmingsspiralen, die ook een pijp zijn, met een kleine diameter hebben een complexe vorm met veel bochten.

Het is onmogelijk om een ​​industrie voor te stellen zonder een netwerk van pijpleidingen. De berekening van een dergelijk netwerk omvat de selectie van pijpmateriaal, de voorbereiding van specificaties, waarin gegevens worden vermeld over dikte, leidingmaat, route, enz. Grondstoffen, halffabrikaten en / of afgewerkte producten doorlopen productiefasen, die zich verplaatsen tussen verschillende apparaten en installaties, die zijn verbonden met pijpleidingen en fittingen. Een goede berekening, selectie en installatie van het leidingsysteem is nodig voor een betrouwbare implementatie van het gehele proces, waarbij een veilige overdracht van media wordt gewaarborgd, evenals voor het afdichten van het systeem en het voorkomen van lekkage van de verpompte substantie in de atmosfeer.

Er is geen uniforme formule en regels die kunnen worden gebruikt om een ​​pijplijn te selecteren voor elk mogelijk gebruik en elke werkomgeving. In elk afzonderlijk toepassingsgebied van pijpleidingen zijn er een aantal factoren waarmee rekening moet worden gehouden en die een aanzienlijke invloed kunnen hebben op de vereisten voor een pijplijn. Wanneer u bijvoorbeeld met slib werkt, zal een grote pijplijn niet alleen de installatiekosten verhogen, maar ook werkmoeilijkheden veroorzaken.

Meestal worden leidingen geselecteerd na optimalisatie van materiaal- en bedrijfskosten. Hoe groter de diameter van de pijpleiding, des te hoger de initiële investering, des te lager de drukval en dienovereenkomstig lagere bedrijfskosten. Omgekeerd zal de kleine afmeting van de pijpleiding de primaire kosten voor de pijpen zelf en pijpfittingen verminderen, maar een snelheidsverhoging zal leiden tot een toename van verliezen, wat zal leiden tot de noodzaak om extra energie te verbruiken om het medium te pompen. Snelheidsnormen, vastgesteld voor verschillende toepassingen, zijn gebaseerd op optimale ontwerpomstandigheden. De grootte van pijpleidingen wordt berekend met behulp van deze normen, rekening houdend met de toepassingsgebieden.

Pijplijnontwerp

Bij het ontwerpen van pijpleidingen worden de volgende fundamentele ontwerpparameters bepaald:

  • vereiste prestaties;
  • plaats van binnenkomst en uitgang van de pijpleiding;
  • medium samenstelling, inclusief viscositeit en soortelijk gewicht;
  • topografische omstandigheden van de pijplijnroute;
  • maximaal toelaatbare werkdruk;
  • hydraulische berekening;
  • pijplijndiameter, wanddikte, treksterkte van de wandwandopbrengst;
  • het aantal gemalen, de afstand daartussen en het stroomverbruik.

Pijplijnbetrouwbaarheid

Betrouwbaarheid bij het ontwerp van pijpleidingen wordt verzekerd door naleving van de toepasselijke ontwerpnormen. Personeelstraining is ook een belangrijke factor bij het waarborgen van de lange levensduur van de pijpleiding en de dichtheid en betrouwbaarheid ervan. Permanente of periodieke bewaking van de pijpleiding kan worden uitgevoerd door systemen van besturing, boekhouding, beheer, regulering en automatisering, persoonlijke regelinrichtingen in productie, veiligheidsinrichtingen.

Extra pijplijncoating

Een corrosiebestendige coating wordt aangebracht op de buitenkant van de meeste leidingen om de schadelijke effecten van corrosie uit de externe omgeving te voorkomen. In het geval van het verpompen van corrosieve omgevingen, kan een beschermende coating op het binnenoppervlak van de pijpen worden aangebracht. Vóór ingebruikname worden alle nieuwe leidingen die bedoeld zijn voor het transport van gevaarlijke vloeistoffen getest op defecten en lekken.

Grondbeginselen voor het berekenen van de stroom in een pijplijn

De aard van de stroming van het medium in de pijpleiding en bij het stromen rond obstakels kan sterk verschillen van vloeistof tot vloeistof. Een van de belangrijke indicatoren is de viscositeit van het medium, gekenmerkt door een dergelijke parameter als de viscositeitscoëfficiënt. De Ierse natuurkundige Osborne Reynolds voerde in 1880 een reeks experimenten uit, waarvan hij de resultaten wist af te leiden van een dimensieloze hoeveelheid die kenmerkend is voor de aard van een viskeuze vloeistofstroom, het Reynolds-criterium genoemd en aangeduid door Re.

waarbij:
ρ is de dichtheid van de vloeistof;
v - stroomsnelheid;
L is de karakteristieke lengte van het stroomelement;
μ is de dynamische viscositeitscoëfficiënt.

Dat wil zeggen, het Reynolds-criterium karakteriseert de verhouding van traagheidskrachten tot viskeuze wrijvingskrachten in een fluïdumstroom. De verandering in de waarde van dit criterium weerspiegelt de verandering in de verhouding van dit soort krachten, die op zijn beurt de aard van de vloeistofstroom beïnvloedt. In dit verband is het gebruikelijk om drie stroomregimes te onderscheiden, afhankelijk van de waarde van het Reynolds-criterium. Bij Re 4000 wordt al een stabiel regime waargenomen, gekenmerkt door willekeurige veranderingen in de snelheid en richting van de stroom op elk individueel punt, die samen een egalisatie van de stroomsnelheden over het gehele volume geven. Zo'n regime wordt turbulent genoemd. Het Reynoldsgetal hangt af van de door de pomp gespecificeerde kop, de viscositeit van het medium bij de bedrijfstemperatuur, evenals de maat en vorm van de buis waardoorheen de stroom passeert.

Het Reynolds-criterium is een overeenkomstcriterium voor een viskeuze vloeistofstroom. Dat wil zeggen dat het met zijn hulp mogelijk is om een ​​echt proces in een kleinere omvang te simuleren, handig om te bestuderen. Dit is uiterst belangrijk, omdat het vaak extreem moeilijk en soms helemaal niet mogelijk is om de aard van vloeistofstromen in echte apparaten te bestuderen vanwege hun grote omvang.

Berekening van de pijplijn. Berekening van de diameter van de pijpleiding

Als de pijpleiding niet thermisch geïsoleerd is, dat wil zeggen dat het mogelijk is om warmte uit te wisselen tussen de beweging en de omgeving, kan de aard van de stroom daarin zelfs bij een constante snelheid (stroom) veranderen. Dit is mogelijk als het verpompte medium bij de inlaat een voldoende hoge temperatuur heeft en in een turbulente modus stroomt. Over de lengte van de pijp zal de temperatuur van het bewegende medium dalen als gevolg van warmteverliezen naar de omgeving, wat een verandering in het stroomregime tot laminair of van voorbijgaande aard kan betekenen. De temperatuur waarbij de modusverandering optreedt, wordt de kritische temperatuur genoemd. De waarde van de viscositeit van de vloeistof hangt af van de temperatuur, dus gebruik in dergelijke gevallen een dergelijke parameter als de kritische viscositeit die overeenkomt met het punt van verandering van het stroomregime bij de kritische waarde van het Reynolds-criterium:

waarbij:
νcr - kritische kinematische viscositeit;
recr - de kritische waarde van het Reynolds-criterium;
D is de diameter van de buis;
v - stroomsnelheid;
Q - consumptie.

Een andere belangrijke factor is de wrijving die optreedt tussen de wanden van de pijp en de bewegende stroom. In dit geval hangt de wrijvingscoëfficiënt grotendeels af van de ruwheid van de buiswanden. De relatie tussen de wrijvingscoëfficiënt, het Reynolds-criterium en de ruwheid wordt vastgesteld door het Moody-diagram, waarmee een van de parameters kan worden bepaald, de andere twee kennende.

De Colebrook-White-formule wordt ook gebruikt om de wrijvingscoëfficiënt van een turbulente stroming te berekenen. Op basis van deze formule is het mogelijk om grafieken te maken waarvoor de wrijvingscoëfficiënt is vastgesteld.

(√ λ) -1 = -2 · log (2.51 / (Re · √ λ) + k / (3.71 · d))

waarbij:
k is de coëfficiënt van pijpruwheid;
λ is de wrijvingscoëfficiënt.

Er zijn ook andere formules voor de geschatte berekening van wrijvingsverliezen in de vloeistofstroom in leidingen. Een van de meest gebruikte vergelijkingen in dit geval is de Darcy-Weisbach-vergelijking. Het is gebaseerd op empirische gegevens en wordt voornamelijk gebruikt in modelleersystemen. Wrijvingsverlies is een functie van de vloeistofsnelheid en de weerstand van de pijp tegen de beweging van vloeistof, uitgedrukt als de waarde van de ruwheid van de pijpleidingwanden.

waarbij:
ΔH - verlies van het hoofd;
λ is de wrijvingscoëfficiënt;
L is de lengte van de pijpsectie;
d is de diameter van de buis;
v - stroomsnelheid;
g - zwaartekrachtversnelling.

Het drukverlies als gevolg van wrijving voor water wordt berekend met behulp van de Hazen-Williams-formule.

ΔH = 11.23 · L · 1 / C 1.85 · Q 1.85 / D 4.87

waarbij:
ΔH - verlies van het hoofd;
L is de lengte van de pijpsectie;
C is de Heisen-Williams ruwheidscoëfficiënt;
Q - consumptie;
D is de diameter van de buis.

de druk

De werkdruk van de pijpleiding is de hoogste overdruk die de gespecificeerde werkingsmodus van de pijpleiding garandeert. De beslissing over de grootte van de pijpleiding en het aantal pompstations wordt meestal genomen op basis van de werkdruk van de leidingen, pompprestaties en kosten. De maximale en minimale druk van de pijpleiding, evenals de eigenschappen van het werkmedium, bepalen de afstand tussen de pompstations en het vereiste vermogen.

De nominale druk PN is de nominale waarde die overeenkomt met de maximale druk van het werkmedium bij 20 ° C, waarbij continue werking van de pijpleiding met gespecificeerde afmetingen mogelijk is.

Bij toenemende temperatuur neemt het laadvermogen van de buis af, evenals de toelaatbare overdruk als gevolg. De waarde van pe, zul toont de maximale druk (g) in het pijpleidingsysteem bij toenemende bedrijfstemperatuur.

Tabel van toegestane overdruk:

Berekening van de drukval in de pijplijn

De berekening van de drukval in de pijplijn geproduceerd door de formule:

Δp = λ · L / d · ρ / 2 · v²

waarbij:
Δp is de drukval over de buissectie;
L is de lengte van de pijpsectie;
λ is de wrijvingscoëfficiënt;
d is de diameter van de buis;
ρ is de dichtheid van het gepompte medium;
v is de stroomsnelheid.

Vervoerde werkomgevingen

Meestal worden pijpen gebruikt om water te transporteren, maar ze kunnen ook worden gebruikt om slib, suspensies, stoom, enz. Te verplaatsen. In de olie-industrie dienen pijpleidingen voor het verpompen van een breed scala aan koolwaterstoffen en hun mengsels, die sterk verschillen in chemische en fysische eigenschappen. Ruwe olie kan meer afstand worden vervoerd van velden aan land of booreilanden op het schap naar terminals, tussenliggende punten en raffinaderijen.

Pijpleidingen verzenden ook:

  • geraffineerde aardolieproducten zoals benzine, vliegtuigbrandstof, kerosine, dieselbrandstof, stookolie, enz.;
  • petrochemische grondstoffen: benzeen, styreen, propyleen, enz.;
  • aromatische koolwaterstoffen: xyleen, tolueen, cumeen, enz.;
  • vloeibaar gemaakte petroleumbrandstoffen zoals vloeibaar aardgas, vloeibaar petroleumgas, propaan (gassen met standaardtemperatuur en -druk, maar vloeibaar gemaakt met behulp van druk);
  • kooldioxide, vloeibare ammoniak (getransporteerd als vloeistof door druk);
  • bitumen en viskeuze brandstoffen zijn te viskeus om door pijpleidingen te worden getransporteerd, daarom worden destillaatfracties van olie gebruikt om dit uitgangsmateriaal vloeibaar te maken en te resulteren in een mengsel dat door de pijpleiding kan worden getransporteerd;
  • waterstof (voor korte afstanden).

De kwaliteit van het getransporteerde medium

De fysieke eigenschappen en parameters van de getransporteerde media bepalen grotendeels de ontwerp- en bedrijfsparameters van de pijpleiding. Specifieke zwaartekracht, samendrukbaarheid, temperatuur, viscositeit, vloeipunt en dampspanning zijn de belangrijkste parameters van de werkomgeving waarmee rekening moet worden gehouden.

Het soortelijk gewicht van de vloeistof is het gewicht per volume-eenheid. Veel gassen worden onder verhoogde druk door pijpleidingen getransporteerd en wanneer een bepaalde druk wordt bereikt, kunnen sommige gassen zelfs vloeibaar zijn. Daarom is de mate van compressie van het medium een ​​kritische parameter voor het ontwerpen van pijplijnen en het bepalen van de doorvoerprestaties.

Temperatuur indirect en direct van invloed op de prestaties van de pijpleiding. Dit komt tot uiting in het feit dat de vloeistof in volume toeneemt na verhoging van de temperatuur, op voorwaarde dat de druk constant blijft. Verlaging van de temperatuur kan ook een impact hebben op zowel de prestaties als de algehele systeemefficiëntie. Gewoonlijk gaat, wanneer de temperatuur van een vloeistof afneemt, dit gepaard met een toename van de viscositeit ervan, die extra wrijvingsweerstand creëert langs de binnenwand van de pijp, waardoor meer energie nodig is om dezelfde hoeveelheid vloeistof te pompen. Zeer viskeuze media zijn gevoelig voor veranderingen in bedrijfstemperaturen. Viscositeit is de weerstand van een medium om te stromen en wordt gemeten in centistokes cSt. Viscositeit bepaalt niet alleen de keuze van de pomp, maar ook de afstand tussen de pompstations.

Zodra de temperatuur van het medium onder het punt van verlies van vloeibaarheid daalt, wordt de werking van de pijpleiding onmogelijk en worden enkele opties genomen om de werking te hervatten:

  • het verwarmen van het medium of het isoleren van de pijpen om de werktemperatuur van het medium boven zijn schenkpunt te handhaven;
  • veranderen van de chemische samenstelling van het medium voordat het de pijpleiding betreedt;
  • verdunning van het getransporteerde medium met water.

Soorten trunkleidingen

Boomstamleidingen zijn gelast of naadloos. Naadloze stalen buizen worden gemaakt zonder langslassen met stalen segmenten met warmtebehandeling om de gewenste maat en eigenschappen te bereiken. De gelaste buis is gemaakt met behulp van verschillende productieprocessen. Deze twee typen verschillen van elkaar in het aantal langsnaden in de buis en het type lasapparatuur dat wordt gebruikt. Staal gelaste buis is het meest gebruikte type in het petrochemische toepassingsgebied.

Elke pijpsectie wordt verbonden door gelaste secties samen om een ​​pijpleiding te vormen. Ook worden in pijpleidingen, afhankelijk van de toepassing, buizen gemaakt van glasvezel, verschillende kunststoffen, asbestcement, enz. Gebruikt.

Voor de verbinding van rechte pijpsecties, evenals voor de overgang tussen secties van de pijpleiding met verschillende diameters, worden speciaal gemaakte verbindingselementen (ellebogen, bochten, sluitingen) gebruikt.

Voor de installatie van individuele delen van pijpleidingen en fittingen worden speciale verbindingen gebruikt.

Verhoging pijplijntemperatuur

Wanneer de pijpleiding onder druk staat, wordt het gehele binnenoppervlak ervan onderworpen aan een gelijkmatig verdeelde belasting, die longitudinale interne krachten in de pijp en extra belastingen op de eindsteunen veroorzaakt. Temperatuurschommelingen hebben ook invloed op de pijpleiding, waardoor veranderingen in de buisafmetingen ontstaan. Inspanningen in een vaste pijpleiding met temperatuurschommelingen kunnen de toegestane waarde verhogen en leiden tot overmatige stress, wat gevaarlijk is voor de sterkte van de pijpleiding, zowel in het buismateriaal als in de flensverbindingen. Fluctuatie van de temperatuur van het verpompte medium veroorzaakt ook temperatuurspanning in de pijpleiding, die kan worden overgebracht naar de klep, het pompstation, enz. Dit kan een drukverlaging van de pijpverbindingen, uitval van de klep of andere elementen met zich meebrengen.

Berekening van de grootte van de pijpleiding wanneer de temperatuur verandert

Berekening van veranderingen in de lineaire afmetingen van de pijpleiding wanneer de temperatuur verandert, geeft de formule weer:

a is de thermische uitzettingscoëfficiënt, mm / (m ° C) (zie onderstaande tabel);
L is de pijpleidinglengte (afstand tussen vaste ondersteuningen), m;
Δt is het verschil tussen max. en min. temperatuur van het gepompte medium, ° С.

Tabel van lineaire expansie van pijpen uit verschillende materialen

De gegeven cijfers zijn gemiddelde waarden voor de vermelde materialen en voor het berekenen van de pijplijn uit ander materiaal mogen de gegevens uit deze tabel niet als basis worden genomen. Bij het berekenen van de pijplijn wordt aanbevolen om de lineaire-coëfficiënt te gebruiken die is aangegeven door de fabrikant van de buis in de bijbehorende technische specificatie of datasheet.

Temperatuurverlenging van pijpleidingen wordt geëlimineerd door het gebruik van speciale compensatiesecties van de pijpleiding, evenals door middel van compensatoren, die kunnen bestaan ​​uit elastische of bewegende delen.

Compensatiegebieden bestaan ​​uit elastische rechte delen van de pijpleiding, loodrecht op elkaar geplaatst en vastgezet met kranen. Bij temperatuurverlenging wordt de toename in één deel gecompenseerd door de vervorming van de buiging van het andere deel in het vlak of door de vervorming van de bocht en torsie in de ruimte. Als de pijpleiding zelf de thermische uitzetting compenseert, wordt dit een zelfcompensatie genoemd.

Compensatie is ook te wijten aan de elastische ellebogen. Een deel van de rek wordt gecompenseerd door de elasticiteit van de kranen, het andere deel wordt geëlimineerd vanwege de elastische eigenschappen van het materiaal van het gebied achter de uitlaat. Compensatoren worden geïnstalleerd waar het niet mogelijk is compenserende secties te gebruiken of wanneer de zelfcompensatie van de buis onvoldoende is.

Volgens het ontwerp en het werkingsprincipe zijn de compensatoren van vier types: U-vormig, lens, golvend, stopbus. In de praktijk worden vaak vlakke compensatoren met L-, Z- of U-vorm gebruikt. In het geval van ruimtelijke compensatoren zijn deze meestal twee vlakke, onderling loodrechte gebieden en hebben ze één gemeenschappelijke schouder. Elastische compensatoren zijn gemaakt van pijpen of flexibele schijven of balgen.

Bepaling van de optimale maat van de diameter van pijpleidingen

De optimale diameter van de pijpleiding is te vinden op basis van technische en economische berekeningen. De afmetingen van de pijpleiding, inclusief de afmetingen en functionaliteit van de verschillende componenten, evenals de omstandigheden waaronder de pijpleiding moet worden bediend, bepalen de transportcapaciteit van het systeem. Grotere leidingen zijn geschikt voor een intensievere massastroom van het medium, op voorwaarde dat de andere componenten in het systeem op de juiste manier worden geselecteerd en ontworpen. Meestal, hoe langer de lengte van de hoofdleiding tussen pompstations, hoe groter de drukval in de pijpleiding is vereist. Bovendien kunnen veranderingen in de fysieke eigenschappen van het verpompte medium (viscositeit, enz.) Ook een groot effect hebben op de druk in de leiding.

De optimale afmeting is de kleinste van geschikte pijpafmetingen voor een bepaalde toepassing, kosteneffectief gedurende de levensduur van het systeem.

De formule voor het berekenen van de prestaties van de buis:

Q - stroomsnelheid van de verpompte vloeistof;
d is de diameter van de pijpleiding;
v is de stroomsnelheid.

Gebruik in de praktijk, om de optimale diameter van de pijpleiding te berekenen, de waarden van de optimale snelheden van het verpompte medium, ontleend aan referentiematerialen op basis van de experimentele gegevens:

Vanaf hier krijgen we de formule voor het berekenen van de optimale leidingdiameter:

Q - het gespecificeerde debiet van de verpompte vloeistof;
d is de optimale diameter van de pijpleiding;
v is de optimale stroomsnelheid.

Bij hoge stroomsnelheden worden gewoonlijk leidingen met een kleinere diameter gebruikt, wat lagere kosten betekent voor de aankoop van de pijpleiding, de onderhouds- en installatiewerkzaamheden (we geven K aan1). Naarmate de snelheid toeneemt, is er een toename van het kopverlies van wrijving en van lokale weerstanden, wat leidt tot een toename van de kosten van het verpompen van vloeistof (we geven K aan2).

Voor pijpleidingen met een grote diameter kosten K1 zal hoger zijn en de kosten tijdens bewerking K2 hieronder. Als u de waarden van K optelt1 en K2, dan krijgen we de totale minimale kosten K en de optimale diameter van de pijplijn. Kosten K1 en K2 in dit geval, gegeven in dezelfde tijdsperiode.

Berekening (formule) van kapitaalkosten voor de pijpleiding

m is de massa van de pijpleiding, t;
CM - de kosten van 1 ton, wrijven / t;
KM - coëfficiënt die de installatiekosten verhoogt, bijvoorbeeld 1,8;
n - levensduur, jaren.

De gespecificeerde bedrijfskosten in verband met energieverbruik:

N - vermogen, kW;
nNAM - aantal werkdagen per jaar;
CE - de kosten van één kWh energie, roebels / kWh.

Formules voor het bepalen van de grootte van de pijplijn

Een voorbeeld van algemene formules voor het bepalen van de maat van buizen zonder rekening te houden met mogelijke aanvullende invloedsfactoren zoals erosie, zwevende stoffen, enz.:

d = [1525 · (Q · n) / √ S] 0,375

d = 1,75 · √ [(W · v_g · x) / V]

Optimale stroomsnelheid voor verschillende leidingsystemen

De optimale afmeting van de pijp wordt gekozen uit de voorwaarde van de minimale kosten van het pompen van het medium door de pijpleiding en de kosten van de pijp. U moet echter ook rekening houden met de snelheidslimieten. Soms moet de afmeting van de pijplijn aan de vereisten van het proces voldoen. Net zo vaak is de grootte van de pijplijn gerelateerd aan drukval. Bij voorlopige ontwerpberekeningen waarbij geen rekening wordt gehouden met drukverliezen, wordt de grootte van de procespijplijn bepaald door de toegestane snelheid.

Als er veranderingen zijn in de stroomrichting in de pijplijn, leidt dit tot een aanzienlijke toename van lokale drukken op het oppervlak loodrecht op de stroomrichting. Dit soort toename is een functie van fluïdumsnelheid, dichtheid en begindruk. Omdat de snelheid omgekeerd evenredig is met de diameter, hebben vloeistoffen met hoge snelheid speciale aandacht nodig bij het kiezen van de grootte en configuratie van de pijpleiding. De optimale afmeting van de buis, bijvoorbeeld voor zwavelzuur, begrenst de snelheid van het medium tot een waarde waarbij de erosie van de wanden in de pijpbochten niet is toegestaan, om zodoende schade aan de pijpstructuur te voorkomen.

Zwaartekracht flow

Berekening van de grootte van de pijpleiding in het geval van stroming, bewegend door zwaartekracht, is vrij ingewikkeld. De aard van de beweging in deze vorm van stroming in de pijp kan eenfasige (volledige pijp) en tweefasige (gedeeltelijke vulling) zijn. Een tweefasenstroom wordt gevormd wanneer vloeistof en gas gelijktijdig in de pijp aanwezig zijn.

Afhankelijk van de verhouding van vloeistof en gas, evenals hun snelheden, kan het tweefasestromingsregime variëren van bubbel tot gedispergeerd.

De drijvende kracht voor een vloeistof bij het bewegen door zwaartekracht wordt verschaft door het verschil in de hoogten van de begin- en eindpunten, en de locatie van het initiële punt boven de laatste is essentieel. Met andere woorden, het hoogteverschil bepaalt het verschil van de potentiële energie van de vloeistof in deze posities. Met deze parameter wordt ook rekening gehouden bij het selecteren van de pijplijn. Bovendien wordt de grootte van de drijvende kracht beïnvloed door de drukwaarden aan het begin- en eindpunt. De toename van de drukval leidt tot een toename van de stroomsnelheid van de vloeistof, waardoor u op zijn beurt een pijplijn met een kleinere diameter kunt selecteren en omgekeerd.

Als het eindpunt is verbonden met een onder druk staand systeem, zoals een destillatiekolom, is het noodzakelijk om de equivalente druk af te trekken van het bestaande hoogteverschil om het werkelijke effectieve drukverschil te schatten. Als het startpunt van de pijpleiding onder vacuüm is, moet ook het effect op het totale drukverschil in aanmerking worden genomen bij het kiezen van een pijplijn. De uiteindelijke selectie van buizen wordt uitgevoerd met differentiaaldruk, waarbij rekening wordt gehouden met alle bovengenoemde factoren en is niet alleen gebaseerd op het verschil in de hoogtes van de begin- en eindpunten.

Hete vloeistofstroom

In procesinstallaties ondervinden ze meestal verschillende problemen bij het werken met hete of kokende media. De belangrijkste reden is de verdamping van een deel van de stroom hete vloeistof, dat wil zeggen de fasetransformatie van de vloeistof in stoom in de pijpleiding of apparatuur. Een typisch voorbeeld is het verschijnsel cavitatie van een centrifugaalpomp, gevolgd door een kookpunt van een vloeistof met de daaropvolgende vorming van dampbellen (stoomcavitatie) of het vrijkomen van opgeloste gassen in bellen (gascavitatie).

Grotere leidingen hebben de voorkeur vanwege een lager debiet in vergelijking met een kleinere buis met een constant debiet, wat wordt veroorzaakt door het bereiken van een hogere NPSH in de pompaanzuigleiding. Ook kan de oorzaak van cavitatie in het geval van drukverlies de punten zijn van een plotselinge verandering in stroomrichting of vermindering van de afmeting van de pijpleiding. Het resulterende stoom-gasmengsel vormt een obstakel voor de stroom en kan schade aan de pijpleiding veroorzaken, wat het cavitatieverschijnsel buitengewoon ongewenst maakt wanneer de pijpleiding wordt gebruikt.

Uitrusting / Instrument Bypass

Apparatuur en apparaten, vooral die welke aanzienlijke drukverliezen kunnen veroorzaken, dat wil zeggen warmtewisselaars, regelkleppen, enz., Zijn uitgerust met bypasspijpleidingen (om het proces niet te kunnen onderbreken zelfs tijdens onderhoudswerkzaamheden). Dergelijke pijpleidingen hebben meestal twee isolatiekleppen geïnstalleerd in de installatielijn en een klep die de stroming parallel aan deze installatie regelt.

Tijdens normaal bedrijf, ervaart de vloeistofstroom, die door de hoofdcomponenten van het apparaat gaat, een extra drukval. In overeenstemming daarmee wordt de afvoerdruk voor deze gegenereerd door de aangesloten apparatuur, bijvoorbeeld een centrifugaalpomp, berekend. De pomp wordt geselecteerd op basis van de totale drukval in de installatie. Tijdens het rijden langs de bypass-pijpleiding is deze extra drukval afwezig, terwijl de lopende pomp de stroom van de vorige kracht dwingt op basis van zijn prestaties. Om verschillen in stromingskarakteristieken door het apparaat en de bypassleiding te voorkomen, wordt aanbevolen om een ​​kleinere bypasslijn te gebruiken met een regelklep om een ​​druk te creëren die gelijk is aan die van de hoofdinstallatie.

Bemonsteringslijn

Gewoonlijk wordt een kleine hoeveelheid vloeistof genomen voor analyse om de samenstelling ervan te bepalen. Selectie kan in elk stadium van het proces worden gemaakt om de samenstelling van de grondstof, het tussenproduct, het eindproduct of eenvoudigweg getransporteerde substantie te bepalen, zoals afvalwater, warmtedrager, etc. De grootte van het leidinggedeelte waar de bemonstering plaatsvindt, hangt meestal af van het type werkmedium dat wordt geanalyseerd en de locatie van het bemonsteringspunt.

Voor gassen onder hoge druk zijn er bijvoorbeeld voldoende kleine pijpleidingen met kleppen om het vereiste aantal monsters te nemen. Het vergroten van de diameter van de bemonsteringslijn zal de proportie van het voor analyse geselecteerde medium verminderen, maar een dergelijke bemonstering wordt moeilijker te regelen. Tegelijkertijd is een kleine bemonsteringslijn slecht geschikt voor het analyseren van verschillende suspensies waarin vaste stoffen de stroomsectie kunnen verstoppen. Aldus hangt de afmeting van de bemonsteringslijn voor het analyseren van suspensies in grote mate af van de grootte van de vaste deeltjes en de karakteristieken van het medium. Vergelijkbare conclusies zijn van toepassing op viskeuze vloeistoffen.

Houd bij het selecteren van de grootte van de pijpleiding voor monstername meestal rekening met:

  • kenmerken van de vloeistof die moet worden verwijderd;
  • verlies van werkomgeving tijdens selectie;
  • veiligheidseisen tijdens bemonstering;
  • gebruiksgemak;
  • de locatie van het bemonsteringspunt.

Koelmiddelcirculatie

Voor pijpleidingen met circulerend koelmiddel hebben hoge snelheden de voorkeur. Dit komt voornamelijk door het feit dat het koelmiddel in de koeltoren wordt blootgesteld aan zonlicht, waardoor er omstandigheden ontstaan ​​voor de vorming van een alg bevattende laag. Een deel van dit alg-bevattende volume komt het circulerende koelmiddel binnen. Bij lage stroomsnelheden beginnen algen in de pijpleiding te groeien en na een tijdje veroorzaken ze moeilijkheden voor de circulatie van koelmiddel of de doorgang daarvan in de warmtewisselaar. In dit geval wordt een hoge circulatiesnelheid aanbevolen om blokkering van algen in de pijplijn te voorkomen. Gewoonlijk wordt het gebruik van intensief circulerend koelmiddel gevonden in de chemische industrie, die pijpleidingen van grote omvang en lengte vereist om stroom te leveren aan verschillende warmtewisselaars.

Tank overloop

Reservoirs zijn om de volgende redenen uitgerust met overloopleidingen:

  • Vermijd verlies van vloeistof (overtollig vocht komt in een ander reservoir terecht, in plaats van uit het oorspronkelijke reservoir te gieten);
  • Voorkomen dat ongewenste vloeistoffen buiten de tank lekken;
  • het handhaven van vloeistofniveaus in tanks.

In alle bovengenoemde gevallen zijn de overlooppijpen ontworpen voor de maximaal toelaatbare stroom vloeistof die de tank binnenkomt, ongeacht het debiet aan de uitlaat. Andere principes van de selectie van buizen zijn vergelijkbaar met de selectie van pijpleidingen voor zelf-stromende vloeistoffen, dat wil zeggen in overeenstemming met de aanwezigheid van een beschikbare verticale hoogte tussen het begin- en eindpunt van de overlooppijpleiding.

Het hoogste punt van de overlooppijp, dat ook het beginpunt is, bevindt zich op het aansluitpunt van de tank (de overlooppijp van de tank) is bijna helemaal bovenaan en het laagste eindpunt kan zich bijna ter hoogte van de grond in de buurt van de draineergoot bevinden. De overlooplijn kan echter eindigen op een hoger cijfer. In dit geval zal de beschikbare differentiaalkop lager zijn.

Slibstroom

In het geval van mijnbouw wordt erts meestal gewonnen in moeilijk te bereiken gebieden. Op dergelijke plaatsen is er in de regel geen spoorweg- of wegverbinding. Voor dergelijke situaties wordt het hydraulisch transport van media met vaste deeltjes als de meest aanvaardbare beschouwd, inclusief in het geval van de locatie van mijninstallaties op voldoende afstand. Slurry-pijpleidingen worden in verschillende industriële gebieden gebruikt voor het transport van vaste media in verbrijzelde vorm met vloeistof. Dergelijke pijpleidingen hebben bewezen de meest kosteneffectieve te zijn in vergelijking met andere methoden voor het transport van vaste media in grote volumes. Bovendien zijn hun voordelen voldoende beveiligd vanwege de afwezigheid van verschillende soorten transport en milieuvriendelijkheid.

Suspensies en mengsels van gesuspendeerde stoffen in vloeistoffen worden opgeslagen in een toestand van periodieke menging om uniformiteit te handhaven. Anders treedt het scheidingsproces op, waarbij zwevende deeltjes, afhankelijk van hun fysische eigenschappen, naar het oppervlak van de vloeistof drijven of naar de bodem zakken. Mengen wordt verzekerd door apparatuur, zoals een tank met een roerder, terwijl dit in pijpleidingen wordt bereikt door het handhaven van turbulente stromingsomstandigheden van het medium.

Het verlagen van de stroomsnelheid tijdens transport van deeltjes gesuspendeerd in een vloeistof is niet gewenst, omdat het fasescheidingsproces in de stroom kan beginnen. Dit kan leiden tot verstopping van de pijpleiding en veranderingen in de concentratie van de getransporteerde vaste stof in de stroom. Het turbulente stromingsregime draagt ​​bij tot intensieve menging van het stromingsvolume.

Aan de andere kant leidt een excessieve vermindering van de omvang van de pijplijn vaak ook tot blokkering ervan. Daarom is de keuze van de grootte van de pijplijn een belangrijke en cruciale stap die voorafgaande analyse en berekeningen vereist. Elk geval moet afzonderlijk worden beschouwd, omdat verschillende slib zich met verschillende fluïdumsnelheden verschillend gedragen.

Pijpleidingreparatie

Tijdens de werking van de pijpleiding kunnen er verschillende soorten lekken zijn die onmiddellijke eliminatie vereisen om de systeemprestaties te behouden. Reparatie van de hoofdpijplijn kan op verschillende manieren worden uitgevoerd. Dit kan een vervanging zijn voor een geheel pijpsegment of een klein gedeelte waarin een lek is opgetreden, of een patch die op een bestaande pijp is aangebracht. Maar voordat u een reparatiemethode kiest, moet u de oorzaak van het lek grondig onderzoeken. In sommige gevallen kan het nodig zijn om niet alleen te repareren, maar ook om de route van de buis te wijzigen om de herhaalde schade te voorkomen.

De eerste fase van reparatiewerkzaamheden is het bepalen van de locatie van de pijpsectie waarvoor interventie nodig is. Verder wordt, afhankelijk van het type pijpleiding, een lijst van benodigde apparatuur en maatregelen die nodig zijn om het lek te elimineren bepaald en worden de noodzakelijke documenten en vergunningen verzameld als het te repareren deel van de pijp zich op het grondgebied van een andere eigenaar bevindt. Omdat de meeste pijpen ondergronds liggen, kan het nodig zijn om een ​​deel van de buis te verwijderen. Vervolgens wordt de pijplijncoating gecontroleerd op algemene conditie, waarna een deel van de coating direct voor de reparatie wordt verwijderd voor reparatiewerkzaamheden. Na reparatie kunnen verschillende verificatiemaatregelen worden uitgevoerd: ultrasoon testen, kleurfoutdetectie, magnetische poederfoutdetectie, etc.

Hoewel bij sommige reparaties de pijpleiding volledig moet worden afgesloten, volstaat het vaak om slechts tijdelijk van het werk te breken om het gedeelte dat wordt gerepareerd te isoleren of om een ​​bypasslijn te maken. In de meeste gevallen worden reparatiewerkzaamheden uitgevoerd waarbij de pijpleiding volledig is losgekoppeld. Isolatie van de pijpleidingsectie kan worden uitgevoerd met behulp van pluggen of afsluiters. Installeer vervolgens de benodigde apparatuur en voer direct reparaties uit. Herstelwerkzaamheden worden uitgevoerd op het beschadigde gebied, vrijgegeven uit de omgeving en zonder druk. Aan het einde van de reparatie worden de pluggen geopend en wordt de integriteit van de pijpleiding hersteld.

Voorbeelden van problemen met oplossingen voor de berekening en selectie van pijpleidingen

Taak nummer 1. Bepaling van de minimale diameter van de pijpleiding

Voorwaarde: in een petrochemische pomp paraxyleen C6H4(CH3)2 bij T = 30 ° C met een capaciteit van Q = 20 m 3 / uur over een stuk stalen buis met een lengte L = 30 m. P-xyleen heeft een dichtheid van p = 858 kg / m3 en een viscositeit μ = 0,6 cP. De absolute ruwheid ε voor staal wordt gelijkgesteld aan 50 μm.

Initiële gegevens: Q = 20 m 3 / uur; L = 30 m; p = 858 kg / m3; μ = 0,6 cP; E = 50 μm; Ap = 0,01 MPa; AH = 1,188 m

Taak: Bepaal de minimale leidingdiameter waarbij in dit gebied de drukval niet groter wordt dan Ap = 0,01 MPa (AH = 1,188 m van de P-xyleenkolom).

Oplossing: De stroomsnelheid v en de diameter van de buis d zijn onbekend, daarom is het onmogelijk om het Reynolds-getal Re of de relatieve ruwheid / d te berekenen. Het is noodzakelijk om de waarde van de wrijvingscoëfficiënt λ te nemen en de bijbehorende waarde d te berekenen met behulp van de vergelijking van energieverlies en de continuïteitsvergelijking. Vervolgens worden op basis van de waarde van d het Reynolds-getal Re en de relatieve ruwheid ɛ / d berekend. Vervolgens wordt, met behulp van het Moody-diagram, de nieuwe waarde van f verkregen. Dus, met behulp van de methode van opeenvolgende iteraties, zal de gewenste waarde van de diameter d worden bepaald.

Gebruikmakend van de vorm van de continuïteitsvergelijking v = Q / F en de fluxgebiedformule F = (π · d²) / 4, transformeren we de Darcy-Weisbach-vergelijking als volgt:

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

Verder geven we de diameter weer:

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

Laten we nu de diameter d van het Reynolds-getal aangeven:

Re = (ρ · v · d) / μ = (4 · ρ · Q) / (π · μ · d) = (4 · 858 · 20) / (3.14 · 3600 · 0.6 · 10 -3 · D) = 10120 / d

We voeren vergelijkbare acties uit met relatieve ruwheid:

Voor de eerste fase van de iteratie is het noodzakelijk om de waarde van de wrijvingscoëfficiënt te kiezen. Neem de gemiddelde waarde van λ = 0.03. Vervolgens voeren we een sequentiële berekening uit van d, Re en ε / d:

d = 0,0238 · 5 √ (λ) = 0,0118 m

Re = 10120 / d = 857627

E / d = 0,00005 / d = 0,00424

Met deze waarden hebben we de inverse bewerking uitgevoerd en de waarde van de wrijvingscoëfficiënt λ bepaald, die gelijk is aan 0,017, met behulp van het Moody-diagram. Dan vinden we opnieuw d, Re en ε / d, maar dan voor de nieuwe waarde van λ:

d = 0,0238 · 5 √ λ = 0,0105 m

Re = 10120 / d = 963809

E / d = 0,00005 / d = 0,00476

Als we teruggaan naar het Moody-diagram, verkrijgen we een verfijnde waarde van λ, gelijk aan 0,0172. De verkregen waarde verschilt van het eerder geselecteerde totaal met [(0,0172-0,017) / 0,0172] · 100 = 1,16%, dus in de nieuwe iteratiefase is er geen noodzaak, en de eerder gevonden waarden zijn correct. Hieruit volgt dat de minimale leidingdiameter 0,0105 m is.

Taak nummer 2. De keuze van de optimale economische oplossing voor de brongegevens

Voorwaarde: voor de uitvoering van het technologische proces werd voorgesteld twee versies van de pijpleiding van verschillende diameters. Optie één omvat het gebruik van pijpen met een grotere diameter, hetgeen hoge kapitaalkosten met zich meebrengt Ck1 = 200.000 roebel., Echter, de jaarlijkse kosten zullen lager zijn en worden Ce1 = 30.000 roebel. Voor de tweede optie worden buizen met een kleinere diameter gekozen, wat de kapitaalkosten vermindert Ck2 = 160000 wrijven., Maar verhoogt de kosten van jaarlijks onderhoud naar Ce2 = 36000 wrijven. Beide opties zijn ontworpen voor n = 10 jaar werken.

Uitgangssituatie: Ck1 = 200.000 roebel; Ce1 = 30.000 roebel; Ck2 = 160000 wrijven; Ce2 = 35.000 roebel; n = 10 jaar.

Taak: Het is noodzakelijk om de meest economische winstgevende oplossing te bepalen.

Oplossing: uiteraard is de tweede optie voordeliger vanwege lagere kapitaalkosten, maar in het eerste geval is er een voordeel vanwege lagere stroomkosten. We gebruiken de formule om de terugverdientijd te bepalen van extra kapitaalkosten als gevolg van besparingen op onderhoud:

Hieruit volgt dat met een levensduur van maximaal 8 jaar, het economisch voordeel aan de kant van de tweede optie zal liggen vanwege lagere kapitaalkosten, maar de totale totale kosten van beide projecten zijn gelijk aan de 8-jarige activiteit en de eerste optie zal winstgevender blijven.

Aangezien het de bedoeling is om de pijpleiding 10 jaar te laten werken, is het voordeel om de eerste optie te geven.

Taak nummer 3. Selectie en berekening van de optimale diameter van de pijpleiding

Voorwaarde: er worden twee productielijnen ontworpen waarin een niet-viskeuze vloeistof wordt getrokken met stroomsnelheden Q1 = 20 m 3 / h en Q2 = 30 m 3 / uur. Om de installatie en het onderhoud van pijpleidingen te vereenvoudigen, werd besloten om voor beide lijnen pijpen van dezelfde diameter te gebruiken.

Uitgangssituatie: Q1 = 20 m 3 / uur; Q2 = 30 m 3 / uur.

Taak: Het is noodzakelijk om de juiste leidingdiameter te bepalen onder de omstandigheden van het probleem d.

Oplossing: Aangezien er geen aanvullende vereisten voor de pijpleiding zijn, is het belangrijkste criterium voor compliantie de mogelijkheid om vloeistof te pompen met de aangegeven kosten. We gebruiken de tabelgegevens van optimale snelheden voor een niet-visceuze vloeistof in een drukpijplijn. Dit bereik is gelijk aan 1,5 - 3 m / s.

Hieruit volgt dat het mogelijk is om de bereiken van optimale diameters te bepalen die overeenkomen met de waarden van optimale snelheden voor verschillende stroomsnelheden, en om het gebied van hun kruising vast te stellen. De diameters van pijpen uit dit gebied zullen duidelijk voldoen aan de toepasbaarheidseisen voor de vermelde stroomsnelheden.

Bepaal het bereik van optimale diameters voor het geval van Q1 = 20 m 3 / uur, met behulp van de stromingsformule, waarbij de diameter van de buis wordt uitgedrukt:

Vervang de minimum en maximum waarden van de optimale snelheid:

d1min = √ (4 · 20) / (3600 · 3.14 · 1.5) = 0.069 m

d1max = √ (4 · 20) / (3600 · 3.14 · 3) = 0.049 m

Dat wil zeggen, buizen met een diameter van 49 tot 69 mm zijn geschikt voor de leiding met een stroomsnelheid van 20 m 3 / uur.

Bepaal het bereik van optimale diameters voor het geval van Q2 = 30 m 3 / uur:

d2min = √ (4 · 30) / (3600 · 3.14 · 1.5) = 0.084 m

d2max = √ (4 · 30) / (3600 · 3.14 · 3) = 0.059 m

In totaal krijgen we dat voor het eerste geval het bereik van optimale diameters 49-69 mm, en voor de tweede - 59-84 mm. Het snijpunt van deze twee bereiken en geef een reeks gewenste waarden. We verkrijgen dat voor twee lijnen leidingen met diameters van 59 tot 69 mm kunnen worden gebruikt.

Taak nummer 4. Bepaal de stromingsmodus van water in de buis

Voorwaarde: er is een pijpleiding met een diameter van 0,2 m, waardoor water stroomt met een debiet van 90 m 3 / uur. De watertemperatuur is t = 20 ° C, waarbij de dynamische viscositeit 1, 10-3 Pa's is, en de dichtheid 998 kg / m3 is.

Initiële gegevens: d = 0,2 m; Q = 90 m 3 / uur; μ = 1 · 10-3; p = 998 kg / m3.

Taak: Het is noodzakelijk om de modus van de waterstroom in de buis in te stellen.

Oplossing: Het stroomschema kan worden bepaald door de waarde van het Reynolds-criterium (Re), voor de berekening waarvan het eerst nodig is om de stroomsnelheid van water in de buis (v) te bepalen. De waarde van v kan worden berekend uit de stroomvergelijking voor een ronde buis:

v = Q · 4 / (π · d²) = [90/3600] · [4 / (3.14 · 0.2²)] = 0.8 m / s

Aan de hand van de gevonden waarde van het debiet berekenen we hiervoor de waarde van het Reynolds-criterium:

Re = (ρ · v · d) / μ = (998 · 0.8 · 0.2) / (1 · 10 -3) = 159680

De kritische waarde van het Reynolds Re-criteriumcr in het geval van ronde buizen is dit gelijk aan 2300. De verkregen criteriumwaarde is groter dan de kritische waarde (159680> 2300), daarom is het stroomregime turbulent.

Opdracht nummer 5. Bepaling van het Reynolds-nummer

Voorwaarde: op een hellende stortkoker, met een rechthoekig profiel met een breedte van w = 500 mm en een hoogte van h = 300 mm, stroomt er water zonder een hoogte van = 50 mm te bereiken naar de bovenrand van de stortkoker. Het waterverbruik in dit geval is Q = 200 m 3 / uur. In de berekeningen wordt de dichtheid van water verondersteld p = 1000 kg / m3 te zijn, en de dynamische viscositeit is μ = 1,1-10-3 Pa-s.

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

Taak: Bepaal de waarde van het Reynolds-criterium.

Oplossing: aangezien in dit geval het fluïdum langs een rechthoekige goot beweegt in plaats van een cirkelvormige pijp, is het voor daaropvolgende berekeningen nodig om de equivalente diameter van het kanaal te vinden. In het algemeen wordt het berekend door de formule:

waarbij:
Fgoed - doorsnede van de vloeistofstroom;
Pmet - bevochtigde omtrek.

Het is duidelijk dat de breedte van de vloeistofstroom samenvalt met de breedte van het kanaal w, terwijl de hoogte van de vloeistofstroom gelijk is aan h-a mm. In dit geval krijgen we:

Fgoed = w · (h-a) = 0,5 · (0.3-0.05) = 0.125 m 2

Nu wordt het mogelijk om de equivalente diameter van de vloeistofstroom te bepalen:

Vervolgens gebruiken we de formule voor de stroom, uitgedrukt in termen van de stroomsnelheid en het oppervlak van de dwarsdoorsnede, en vinden we de stroomsnelheid:

v = Q / Fgoed = 200 / (3600 · 0,125) = 0,45

Met behulp van de eerder gevonden waarden wordt het mogelijk om de formule te gebruiken voor het berekenen van het Reynolds-criterium:

Re = (ρ · v · de) / μ = (1000 · 0.45 · 0.5) / (1 · 10 -3) = 225000

Opdracht nummer 6. Berekening en bepaling van de omvang van het drukverlies in de pijplijn

Voorwaarde: pompwater wordt toegevoerd via een ronde buis, waarvan de configuratie in de figuur is weergegeven, aan de eindgebruiker. Waterverbruik is Q = 7 m 3 / uur. De pijpdiameter is d = 50 mm en de absolute ruwheid is A = 0,2 mm. In de berekeningen wordt de dichtheid van water verondersteld p = 1000 kg / m3 te zijn, en de dynamische viscositeit is μ = 1,1-10-3 Pa-s.

Initiële gegevens: Q = 7 m 3 / uur; d = 120 mm; A = 0,2 mm; p = 1000 kg / m3; μ = 1 · 10-3 Pa · s.

Taak: Bereken de waarde van het drukverlies in de pijplijn (Hop).

Oplossing: Eerst vinden we het debiet in de pijplijn, waarvoor we de formule voor vloeistofstroom gebruiken:

v = (4 · Q) / (π · d²) = [(4 · 7) / (3.14 · 0.05²)] · 1/3600 = 1 m / s

De gevonden snelheid maakt het mogelijk de waarde van het Reynolds-criterium voor een gegeven stroom te bepalen:

Re = (w · d · ρ) / μ = (1 · 0.05 · 1000) / (1 · 10 -3) = 50.000

De totale waarde van het kopverlies is de som van de wrijvingsverliezen wanneer een vloeistof door een buis beweegt (Ht) en drukverliezen in lokale weerstanden (Hms).

Wrijvingsverlies kan worden berekend met behulp van de volgende formule:

waarbij:
λ is de wrijvingscoëfficiënt;
L is de totale lengte van de pijpleiding;
[v² / (2 · g)] - stroomsnelheidskop.

Zoek de grootte van de stroomsnelheidskop:

v² / (2 · g) = 1² / (2 · 9,81) = 0,051 m

Om de waarde van de wrijvingscoëfficiënt te bepalen, is het noodzakelijk om de juiste formule voor de berekening te kiezen, die afhangt van de waarde van het Reynolds-criterium. Om dit te doen, vinden we de waarde van de relatieve ruwheid van de pijp met de formule:

e = A / d = 0,2 / 50 = 0,004

Vervolgens berekenen we twee extra waarden:

10 / e = 10 / 0.004 = 2500

De waarde van het eerder gevonden Reynolds-criterium valt in het interval 10 / e 0.25 = 0.11 · (0.004 + 68 / 50.000) 0.25 = 0.03

Nu wordt het mogelijk om de omvang van het verlies van druk op wrijving te bepalen:

HT = [(λ · l) / d] · [v² / (2 · g)] = [(0.03 · 30) / 0.05] · 0.051 = 0.918 m

Totale kopverliezen in lokale weerstanden zijn de som van kopverliezen in elk van de lokale weerstanden, die in dit probleem twee windingen en één normale klep zijn. U kunt ze berekenen aan de hand van de formule:

waarbij ζ de lokale weerstandscoëfficiënt is.

Aangezien van de getabelleerde waarden van de kopverhoudingen er geen zijn voor buizen met een diameter van 50 mm, is het daarom noodzakelijk om, om ze te bepalen, gebruik te maken van de methode van de geschatte berekening. De weerstandscoëfficiënt (ζ) voor een normale klep voor een buis met een diameter van 40 mm is 4,9 en voor een buis met een diameter van 80 mm - 4. Laten we er eenvoudigweg van uitgaan dat de tussenliggende waarden tussen deze waarden op een rechte lijn liggen, dat wil zeggen dat hun verandering wordt beschreven door de formule ζ = a · d + b, waarbij a en b de coëfficiënten zijn van de lineaire vergelijking. Stel het systeem van vergelijkingen samen en los het op:

Lees Meer Over De Pijp