La dépendance du débit de la chute de pression de la formule. Capacité de tuyau: à peu près complexe

Entreprises I. bâtiments résidentiels Consommer un grand nombre de l'eau. Ces indicateurs numériques deviennent non seulement des preuves d'une valeur spécifique indiquant la consommation.

De plus, ils aident à déterminer le diamètre du tri tubulaire. Beaucoup croient que le calcul du flux d'eau à travers le diamètre du tuyau et la pression est impossible, car ces concepts sont complètement inutiles.

Mais la pratique a montré que ce n'est pas le cas. La capacité du réseau d'alimentation en eau dépend de nombreux indicateurs et le diamètre du tri tubulaire et de la pression dans l'autoroute sera le premier de cette liste.

Effectuer tous les calculs sont recommandés au stade de la conception de la construction du pipeline, car les données obtenues sont déterminées. paramètres clés Non seulement la maison, mais aussi un pipeline industriel. Tout cela ira plus loin.

Calculatrice pour calculer l'eau en ligne

ATTENTION! 1kgs / cm2 \u003d 1 atmosphère; 10 m de colonne d'eau \u003d 1 kg / cm2 \u003d 1atm; Colonne d'eau de 5 m \u003d 0,5 kgf / cm2 et \u003d 0.5ATM, etc. Les nombres fractionnaires sont introduits à travers un point (par exemple: 3.5 et non 3.5)

Entrez les paramètres pour calculer:

Diamètre interne du tuyau dy, mm

Longueur du pipeline l, m

Température de l'eau T, degrés

Pression (pression) n, kgf / cm2 à la sortie

Type de tuyau d'eau

Matériau de tuyau et sa condition

1. Foreign 2. Production de la production 3. Production. ou des pompiers. 4. À vendre ou fermes. en buvant

01. EXTAL SOLIDIFIÉ 02.DELD SOUDELD 03. VALANGE GALVANISÉ 04.CHIGNEUX ASPHALT 05. -CHONGOUND UNE COUPE 07.TEXTILE 07.Textile 08.Trubs camions de plomb, laiton, cuivre 09. Bettonal et béton armé 10.Lestas., Polyéthylène , Viniplast 11.Céramique

Quels facteurs affectent la perméabilité du fluide à travers le pipeline

Critères affectant l'indicateur décrit constituent une liste importante. Voici certains d'entre eux.

1. Diamètre intérieur, qui a un pipeline.
2. La vitesse du mouvement du flux, qui dépend de la pression dans l'autoroute.
3. Matériau pris pour la production de tri tubulaire.

La détermination du flux d'eau à la sortie de l'autoroute est effectuée sur le diamètre du tuyau, car cette caractéristique partagée avec d'autres affecte la bande passante du système. En outre, calculer la quantité de liquide consommé, il est impossible de remettre l'épaisseur de la paroi, de la définition de laquelle est effectuée sur la base de la pression interne prévue.

Vous pouvez même déclarer que seule la longueur du réseau n'affecte pas la définition de "géométrie de tubes". Et la section, la pression et d'autres facteurs jouent un rôle très important.

De plus, certains paramètres du système ne sont pas directs, mais un effet indirect. Cela inclut la viscosité et la température du milieu pompable.

Résumant un petit résultat, on peut dire cette définition bande passante Vous permet d'installer avec précision type optimal Matériel pour la construction du système et faire le choix de la technologie utilisée pour son assemblée. Sinon, le réseau ne fonctionnera pas efficacement et il faudra des réparations d'urgence fréquentes.

Calcul de la consommation d'eau par diamètre tuyau ronddépend de son taille. Par conséquent, dans une section transversale plus grande, un mouvement sera effectué pendant une certaine période de temps suite liquides. Mais, effectuer le calcul et prendre en compte le diamètre, il est impossible de remettre la pression.

Si vous considérez ce calcul sur exemple spécifiqueEnsuite, il s'avère que par un produit de tuyau de compteur à travers un trou en 1 cm passera moins Fluides pendant une certaine période que par une autoroute atteignant deux dizaines de mètres. C'est naturel, parce que le plus haut niveau La consommation d'eau sur le site atteindra un maximum d'indicateurs haute pression Sur le réseau et au plus grande taille son volume.

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Calculs de la section sur SNIP 2.04.01-85

Tout d'abord, il est nécessaire de comprendre que le calcul du diamètre du tube d'eau est un processus d'ingénierie complexe. Cela nécessitera des connaissances spéciales. Mais, en effectuant un bâtiment domestique du pipeline d'eau, le calcul souvent hydraulique par section est effectué de manière indépendante.

Cette forme du calcul de la conception du débit pour la conception du front de mer peut être effectuée de deux manières. Première - données tabulaires. Mais, en se référant aux tables, il est nécessaire de connaître non seulement le nombre exact de grues, mais également des réservoirs pour un ensemble d'eau (bains, puits) et autres choses.

Ce n'est que dans la présence de ces informations sur le système imperméable, vous pouvez utiliser les tables 2.04.01-85. Sur eux et déterminer le volume d'eau aux tuyaux de la girthe. Voici une de ces tables:

Volume externe du tri tubulaire (mm)

Une quantité approximative d'eau obtenue en litres par minute

Quantité approximative d'eau calculée en m3 par heure

Si vous pouvez vous concentrer sur les normes de Snip, vous pouvez voir ce qui suit - le volume quotidien d'eau consommé par une personne ne dépasse pas 60 litres. Il est prévu que la maison n'est pas équipée d'une alimentation en eau et d'une situation avec un logement bien entretenu, ce volume augmente à 200 litres.

Certainement, ces données sur le volume montrant la consommation sont intéressantes comme des informations, mais un spécialiste des pipelines nécessitera une définition des données complètement autres - il s'agit du volume (en mm) et de la pression interne dans l'autoroute. Dans la table, on ne peut être trouvé pas toujours. Et plus d'apprentissage avec précision ces informations pour aider les formules.

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Il est déjà clair que les dimensions de la section transversale du système affectent le calcul hydraulique de la consommation. Pour les calculs à la maison, la formule d'écoulement d'eau est utilisée, ce qui permet d'obtenir le résultat, d'avoir des données de pression et un diamètre de tuyau. Voici cette formule:

Formule pour calcul: q \u003d π × d² / 4 × v

Dans la formule: Q montre la consommation d'eau. Il est calculé par des litres. D est la taille de la section transversale de tuyaux, elle est représentée en centimètres. Et V dans la formule est la désignation de la vitesse de mouvement du flux, il est montré en mètres par seconde.

Si le réseau d'alimentation en eau est alimenté par château d'eauSans effet supplémentaire de la pompe d'injection, la vitesse de déplacement du débit est d'environ 0,7 à 1,9 m / s. Si un périphérique d'injection est connecté, alors dans le passeport, il existe des informations sur le coefficient de la pression de la pression et la vitesse de déplacement du flux d'eau.

Cette formule n'est pas la seule. Il y en a aussi beaucoup d'autres. Vous pouvez facilement les trouver sur Internet.

En plus de la formule présentée, il convient de noter que grande valeur La fonctionnalité du système est les parois internes des produits de tuyaux. Par example, produits en plastique Différent surface lisseplutôt que des homologues en acier.

Pour ces raisons, le coefficient de résistance en plastique est nettement inférieur. De plus, ces matériaux ne sont pas affectés par des entités de corrosion, ce qui a également un impact positif sur la capacité du réseau d'approvisionnement en eau.

Détermination de la perte de pression

Le calcul du passage de l'eau est produit non seulement par le diamètre du tuyau, il est calculé en tombant la pression. Calculer les pertes peut être calculée par des formules spéciales. Quelles formules à utiliser, tout le monde va résoudre de manière indépendante. Pour calculer les valeurs nécessaires, vous pouvez utiliser diverses options. Seul solution universelle Il n'y a aucune question.

Mais tout d'abord, il est nécessaire de se rappeler que la lumière interne du passage de la conception en plastique et en métal-plastique ne changera pas en vingt ans de service. Et la lumière interne du passage conception métallique Au fil du temps deviendra moins.

Et cela entraînera la perte de certains paramètres. En conséquence, la vitesse de l'eau dans le tuyau dans de telles structures sera différente, car le diamètre est un nouveau réseau ancien dans certaines situations différentes variera de manière significative. La magnitude de la résistance dans l'autoroute va également différer.

Aussi avant de calculer paramètres nécessaires Passage fluide, il est nécessaire de noter que la perte du débit de la conduite d'alimentation en eau est associée au nombre de tours, de raccords, de transitions de volume, avec disponibilité renfort d'arrêt et force de friction. De plus, tout cela lors du calcul du débit doit être effectué après préparation minutieuse et des mesures.

Calcul de la consommation d'eau méthodes simples L'aide n'est pas facile. Mais, avec les moindres difficultés, vous pouvez toujours demander de l'aide de spécialistes. Ensuite, vous pouvez compter sur le fait que le réseau monté d'approvisionnement en eau ou de chauffage fonctionnera avec une efficacité maximale.

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Dans les paragraphes précédents, les lois de l'équilibre des liquides et des gaz ont été prises en compte. Prenons maintenant des phénomènes associés à leur mouvement.

Le mouvement fluide est appelé couleret une combinaison de particules de flux de fluide mobile. Lorsque vous décrivez le mouvement du fluide, les vitesses avec lesquelles les particules du liquide passent à travers ce point d'espace sont déterminées. Si à chaque point de l'espace rempli de fluide en mouvement, la vitesse ne change pas au fil du temps, alors un tel mouvement est appelé l'installation, ou stationnaire. Avec un parcours stationnaire, toute particule de fluide passe à travers ce point d'espace avec la même valeur de vitesse. Nous ne considérerons que le flux stationnaire d'un fluide incompressible idéal. Parfait Appelez liquide dans lequel il n'y a pas de forces de friction.

Comme on le sait, le fluide fixe dans le navire, selon la loi de Pascal, transfère la pression externe à tous les points du fluide inchangé. Mais lorsque le liquide circule sans frottement sur le tuyau de la section transversale variable, la pression dans différents lieux Les pipes sont inembarquées. Évaluez la distribution des pressions dans le tuyau, selon lesquelles le liquide circule, il est possible par l'installation, montrée schématiquement sur la figure 1. Le long du tuyau, les tubes ouverts verticaux-manomètres sont soudés. Si le fluide dans le tuyau est sous pression, dans le tube de jauge de pression, le liquide augmente à une hauteur en fonction de la pression dans ce lieu du tuyau. L'expérience montre que dans des endroits étroits du tuyau, la hauteur de la colonne de liquide est inférieure à larges. Cela signifie que dans ces endroits étroits, la pression est inférieure. Qu'est-ce que c'est expliqué?

Supposons que le fluide incompressible coule de trompette horizontale avec section transversale variable (Fig. 1). Nous soulignons quelques sections dans la pipe dont la région est notée S. 1 I. S. 2. Avec le numéro de l'hôpital à travers tout la Coupe transversale Les tuyaux à des périodes égales sont transférés les mêmes volumes de fluide.

Laisser être υ 1 - vitesse fluide à travers la section S. 1 , υ 2 - Vitesse fluide à travers la section S. 2. Pendant δ. t. Les volumes de liquides se produisant à travers ces sections seront égaux:

\\ (~ \\ Begin (matrix) \\ delta v_1 \u003d l_1s_1 \u003d \\ upsilon_1 \\ delta t_1 \\ CDOT S_1; \\\\ \\ delta v_2 \u003d l_2s_2 \u003d \\ upsilon_2 \\ delta t_2 \\ CDOT S_2. \\ Fin (matrice) \\)

Puisque le liquide est incompressible, alors δ V. 1 \u003d δ. V. 2. D'où, υ 1 S. 1 = υ 2 S. 2 ou é. \u003d const pour le fluide incompressible. Ce ratio s'appelle l'équation de continuité.

De cette équation \\ (\\ \\ frac (\\ upsilon_1) (\\ upsilon_2) \u003d \\ frac (s_2) (S_1) \\), c'est-à-dire Les vitesses fluides en deux, toutes les sections sont inversement proportionnelles aux sections transversales. Cela signifie que les particules du liquide pendant la transition d'une partie large du tuyau dans l'étroit sont accélérées. Par conséquent, le liquide entrant dans la partie plus étroite du tuyau agit sur le côté du liquide, qui est toujours dans une partie large du tuyau, une force. Une telle force ne peut se produire que du fait de la différence de pression dans différents composants liquides. Étant donné que la force est dirigée vers la partie étroite du tuyau, puis dans une large coupe du tuyau, la pression doit être supérieure à celle de l'étroit. Compte tenu de l'équation de continuité, nous pouvons conclure: avec le flux fixe de liquide, la pression est inférieure à ces endroits où il y a plus de débit et, au contraire, plus dans ces endroits où le débit est moins.

Pour la première fois, D. Bernoulli est arrivé à cette conclusion. Cette loi s'appelle donc cette loi bernoulli Law.

L'application de la loi de conservation de l'énergie au flux d'un fluide en mouvement permet d'obtenir l'équation exprimant la loi Bernoulli (LED sans sortie) \\ [~ p_1 + \\ frac (\\ rho \\ upsilon ^ 2_1) (2) \u003d p_2 + \\ frac (\\ rho \\ upsilon ^ 2_2) (2) \\] - Équation de Bernoulli pour tube horizontal.

Ici p. 1 I. p. 2 - pressions statiques, ρ - Densité liquide. Pression statique De même le rapport de la pression d'une partie du fluide de l'autre sur le carré de contact, lorsque la vitesse de leur mouvement relatif est égale à zéro. Une telle pression mesurerait la jauge de pression se déplaçant avec le courant. Un tube monométrique fixe avec un trou faisant face au flux pour répondre à la pression \\ (~ p \u003d p_1 + \\ frac (\\ rho \\ upsilon ^ 2_1) (2) \\).

Les composants \\ (\\ \\ frac (\\ rho \\ upsilon ^ 2_1) (2) \\) et \\ (\\ \\ frac (\\ rho \\ upsilon ^ 2_2) (2) \\) ont, d'une part, la dimension de la pression, de l'autre - la dimension de la densité volumétrique de l'énergie, c'est-à-dire l'énergie par unité de volume. En effet, \\ (~ w_k \u003d \\ frac (m \\ upsilon ^ 2) (2) \\), liquide de masse m. = ρv.. Si un V. \u003d 1 m 3, puis \\ (~ w_k \u003d \\ frac (\\ rho \\ upsilon ^ 2) (2) \\). Donc, \\ (~ \\ frac (\\ rho \\ upsilon ^ 2) (2) \\) - appelé pression dynamique . C'est l'énergie cinétique du flux dans le volume unitaire de fluide (densité d'énergie en vrac).

Si le tube n'est pas horizontal, la pression hydrostatique du fluide doit être prise en compte. L'équation de Bernoulli examinera:

\\ (~ P_1 + \\ rho gh_1 + \\ frac (\\ rho \\ upsilon ^ 2_1) (2) \u003d p_2 + \\ rho gh_2 + \\ frac (\\ rho \\ upsilon ^ 2_2) (2), \\)

où h. 1 I. h. 2 - hauteurs sur lesquelles il y a des sections S. 1 I. S. 2 .

La loi Bernoulli est basée sur le principe d'action de beaucoup de dispositifs techniques et instruments: une pompe à jet d'eau, un pulvérisant, des buses de carburateur. Bernoulli Law vous permet d'expliquer l'émergence de la force de levage de l'aile de l'aéronef.

Littérature

Aksenovich L. A. Physique dans lycée: Théorie. Tâches. Tests: études. Manuel pour les institutions assurant la production du total. Médias, Education / L. A. Aksenovich, N.n.rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Fyrino. - MN: Adukatsya I Vikavanne, 2004. - C. 106-108.

Rappelons que cette question a été brièvement mentionnée à la section 18 "Le problème de la stimulation soudaine du réfrigérant dans l'autoroute liquide." Pour reconstituer nos connaissances dans ce domaine, nous effectuerons une petite expérience mentale avec l'aide de circuits à la Fig. 75.1 et 75.2. Pour mener à bien cette expérience, nous aurons besoin d'une grue manuelle sur l'autoroute de drainage du refroidisseur, avec l'ouverture de laquelle le refroidissement est vidé et la vanne flottante supportant le niveau d'eau constant dans le réservoir du réservoir de refroidissement. À la sortie de l'autoroute de drainage au point de (avant la grue), nous installons une jauge de pression, chantant dans des barres. Cette jauge de pression nous montrera la pression au point. Nous établirons également un tube de verre qui montrera la pression au point dans les mètres de la colonne d'eau (m de l'eau. Art.), C'est-à-dire la hauteur du niveau d'eau , équivalent à la pression au point V.

En figue. 75.1 Gauche (schéma 1) La grue sur l'autoroute de drain est fermée. Le niveau d'eau dans le tube est situé à une altitude de 5 m, c'est-à-dire que la pression au point est de 5 m d'eau. De l'art. La jauge de pression au point de montre la magnitude dépassementà cause de
ce post de liquide, c'est-à-dire 5 m d'eau. De l'art. ou 0,5 barres: pression mesurée par un manomètre, égale à la hauteur du pilier.
En figue. 75.1 Droite (circuit 2) La grue sur l'autoroute de drain est ouverte. Sous l'action de la gravité, immédiatement après l'ouverture de la grue, l'eau du réservoir commence à fusionner. Dès que l'eau entre en mouvement, son niveau dans le tube de verre tombe à 4,5 m: par conséquent, la perte de pression sur le site du point A au point B est égale à 5-4,5 \u003d 0,5 m d'eau. De l'art. La jauge de pression au point indique également la chute de pression sur l'ampleur des pertes, qui sont de 0,5 à 0,45 \u003d 0,05 bar (à 0,5 m d'eau. Art.).

De là, nous concluons: dès que l'eau est entrée en mouvement, les pertes de pression sont apparues.
Ces pertes sont causées par la viscosité de l'eau et sont suspendues de sa vitesse. Fondamentalement, les pertes de pression sont déterminées par la force de friction d'eau en mouvement sur surface intérieure Les murs du pipeline, qui ont une une ou une autre rugosité.
Pression de la pression pousse:
avec une durée de vie croissante;
À l'automne diamètre intérieur Tuyaux (zone transversale);
Avec la croissance de la vitesse de l'eau (c'est-à-dire le débit) dans le tuyau.

Perte de pression conduit à supplément Énergie. Ils génèrent des bruits dans des pipelines et un léger chauffage de l'eau. Plus la vitesse de l'eau est grande, plus le bruit est grand, en particulier lorsque le débit subit un rétrécissement. Par exemple, dans les grues, les vannes, etc. Ce bruit peut offrir certains inconvénients dans les cas où des pipelines sont déposées dans des locaux résidentiels ou près d'eux.
Par conséquent, les diamètres des pipelines doivent être choisis de manière à ce que la vitesse de fluide en eux ne dépasse pas certaines valeurs à des exigences maximales. Par exemple, il existe aujourd'hui des recommandations:
Pour les tuyaux avec un diamètre intérieur de 15 mm, la vitesse maximale du fluide est de 0,5 m / s.
Pour les tuyaux avec un diamètre interne de 80 mm, la vitesse maximale du fluide est de 1,2 m / s.
Cette différence dans les valeurs recommandées des vitesses est due aux éléments suivants
Dans les tuyaux d'un diamètre de 15 mm de 15 mm, le périmètre de la surface de friction N \u003d 1,5cmx7g "5 cm, la zone de la section de passage S1" 2 cm2, et dans les tuyaux d'un diamètre de 80 mm de périmètre de La surface de friction N \u003d 8 cm xn à 25 cm avec une zone de passage S2 * 50
Ainsi, lors de la commutation d'un tuyau avec un diamètre interne D1 \u003d 15 mm sur un tuyau d'un diamètre D2 \u003d 80 mm
le périmètre de la surface de friction augmente 5 fois, tandis que la zone de la section de passage augmente 25 fois. En conséquence, la force de friction (et par conséquent, la perte de pression) dans le tuyau d'un diamètre de 15 mm à un débit de 0,5 m / s sera à peu près la même que dans le tuyau d'un diamètre de 80 mm à un diamètre débit de 1,2 m / s. Par conséquent, le plus grand diamètre du tuyau, plus le débit est élevé sous une et même perte de magnitude de pression de friction.
Dans les installations existantes Aujourd'hui, les diamètres des pipelines liquides sont choisis avec un tel calcul, de sorte que, à un débit maximal, le débit d'entre eux entraînerait des pertes de pression, en règle générale, comprise entre 10 et 20 mm d'eau. De l'art. sur le mètre Raman Longueur de pipeline.

Estimer la perte de pression due aux résistances locales (virages, tees, vannes d'arrêt Etc.), il est de coutume d'utiliser le concept de longueur équivalente. Par exemple, on peut supposer que la perte de pression lorsque l'écoulement de 90 ° est pivotée équivaut à la perte de pression de friction sur le segment du tuyau du même diamètre avec une longueur de 0,8 m *.
Essayez maintenant d'estimer l'ordre de la valeur de la perte de pression dans le diamètre interne du tuyau de 65 mm et une longueur totale de 50 m, qui a 6 tours de 90 ° (voir Fig. 75,4).

Résoudre l'exercice 1.
À condition que le diamètre du tuyau soit déterminé correctement, on peut supposer que la perte de pression de friction est comprise entre 10 et 20 mm d'eau. De l'art. Sur le compteur de points de circulation de la longueur du tuyau. Lors de l'évaluation de l'évaluation, nous supposons que les pertes de pression de friction sont égales à la valeur moyenne de la plage spécifiée, c'est-à-dire 15 mm d'eau. Art. / M. Dans le même temps, 6 tours sont équivalents à 90 ° à la magnitude de la zone de perte de pression du tuyau droit du même diamètre de 6 x 0,8 m \u003d 4,8 m de long. Par conséquent, la longueur totale équivalente de notre tuyau sera 50 m + 4,8 m. 55 m. Ainsi, les pertes de pression complètes dans ce tuyau seront de 55 m x 15 mm d'eau. St / m \u003d 825 mm d'eau. Art "0,8 m d'eau. De l'art.
* Cette déclaration n'est pas toujours juste. Dans le cas général, la longueur du tuyau droit, équivalente à la magnitude de la perte de pression de toute résistance locale, se trouve selon la formule IEKV \u003d court / yaltl T№ D - le diamètre intérieur du tuyau, § § Le coefficient de pertes locales et le coefficient de friction - le coefficient de frottement des murs de tuyaux de surface interne (env. Ed.)

Effet de la différence de niveau de perte de pression
Nous poursuivrons nos expériences mentales. En figue. 75.5 Les deux schémas absolument identiques sont présentés, distingués uniquement par le fait que la hauteur du réservoir de refroidissement dans le schéma 1 sur la vanne de vidange est supérieure à la hauteur du réservoir dans le circuit 2.
La longueur des tuyaux de vidange dans les deux schémas est la même, les diamètres des tuyaux sont également identiques. En raison de la différence, les niveaux de pression au point dans le circuit 1 seront plus élevés que la pression au point du circuit 2. Par conséquent, si vous ouvrez complètement les grues de vidange dans les deux circuits, la consommation QVL sera plus élevée que la Débit QV2. Afin de comparer les valeurs de perte de pression en fonction de la différence de niveau, il est nécessaire de couvrir le robinet du circuit 1 dans le but d'égaliser les coûts, et par conséquent, les vitesses du fluide coule dans les pipelines de la Schemes 1 et 2.


Dès que nous le faisons, nous verrons immédiatement qu'avec l'égalité des coûts QVL et la perte de pression QV2 pour les deux régimes seront exactement les mêmes: AHL \u003d AH2.

Conclusion: La perte de pression pour les frictions et les résistances locales ne dépend en aucun cas de la différence entre les niveaux de pipeline. Ils sont déterminés uniquement par écoulement de fluide, pipeline long, diamètre intérieur et rugosité des murs de tuyaux.

Considérez le système montré à la Fig. 75.6.
Lorsque l'eau se déplace le long du pipeline, la perte de pression apparaît, qui dépend de la longueur du pipeline, de son diamètre et de son flux d'eau (c'est-à-dire des vitesses d'eau dans le tuyau).
Installez à la sortie du filtre du réservoir.
Comment changera la perte de pression AHL?
Comment la dépense changera-t-elle?
Comment la vitesse de l'eau va-t-elle changer?

Exercice de résolution 2.
Le filtre installé sur le pipeline (voir figure 75.7 à droite), se comporte de la même manière que toute résistance locale (rotation, vanne, etc.): il s'agit d'un obstacle supplémentaire au flux de fluide, c'est-à-dire qu'il crée pertes de pression supplémentaires lorsque l'eau passe. Ces pertes sont ajoutées aux pertes de friction. En conséquence, les pertes de pression complètes sur le site du point C à l'autre augmenteront (AH2\u003e AH 1).

Pensez maintenant à ce que le débit d'eau dans le tuyau changera. Lors de l'installation d'une résistance supplémentaire, par exemple, le filtre, la perte de pression sur l'augmentation du segment C-in-in (AH2\u003e AH 1). Mais cette résistance empêche également le passage de l'eau (comme il le ferait valve manuelleLa résistance dont augmente lorsqu'elle est fermée): Par conséquent, la consommation d'eau diminuera.
Depuis au même moment dans les deux cas, le diamètre intérieur du tuyau sur terrain C-in Ne change pas, la réduction de la consommation entraîne une diminution de la vitesse de l'écoulement de l'eau dans le tuyau: la vélocité v2 sera sensiblement inférieure à la quantité de VI.

Avec la croissance des pertes de pression dans le circuit, le flux de fluide tombe. Étant donné que le débit tombe, le débit est inévitablement réduit.

faire attention à conditions additionnelles: Il convient de bien comprendre que le débit d'eau est absolument identique à l'entrée dans le filtre et à la sortie de celui-ci. Étant donné que le diamètre intérieur du tuyau est le même sur toute la longueur, la vitesse sera exactement la même dans chaque section transversale du tuyau.
Le débit du fluide à un débit constant est strictement un et le même dans chaque section du tuyau de diamètre interne constant.

75.3. Exercice 3. Modifiez le flux lorsque vous changez de vitesse

Sur un tuyau d'une longueur de 50 m avec un diamètre interne de 80 mm, des flux d'eau à une vitesse de 1 m / s. Comment pensez-vous que se passe-t-il avec les dépenses si la vitesse double?
Solution à la page suivante ...

Exercice de résolution 3.
Nous violons la tradition qui agit dans notre manuel, car ici, nous sommes obligés de mettre de simples formules et de jouer très calculs simples. Veuillez nous excuser pour cela, mais les questions hydrauliques sont assez complexes et vous avez parfois besoin de concepts de base séparés afin de comprendre certains phénomènes qui, cependant, nous essaierons d'expliquer aussi simple que possible.
Pour commencer, vous devez vous rappeler que flux volumétriqueEn règle générale, est mesurée en m3 / h ou m3 / s (voir section 41 "Mesure du flux d'air").

Le débit et la consommation d'eau sont étroitement interconnectés:
Qv v x s
(m3 / s) \u003d (m / s) x (m2)
Consommation \u003d surface de vitesse x
Calculez la zone de la section transversale de tuyaux d'un diamètre de 80 mm (voir fig. 75,9): Fig. 75.9. S \u003d 3.14 x 0,082 / 4 \u003d 0,005 m2.
Maintenant, vous pouvez trouver des dépenses:
Qvl \u003d 1 m / s x 0,005 m2 \u003d 0,005 m3 / s \u003d 0,005 x 3600 \u003d 18 m3 / h.
Qv2 \u003d 2 m / s x 0,005 m2 \u003d 0,01 m3 / s \u003d 0,01 x 3600 \u003d 36 m3 / h.
Ainsi, pour ce diamètre de tuyau, le débit est directement proportionnel au débit.
Lorsque vous doublez, le débit de fluide dans le flux de tuyaux est également doublé.

75.4. Exercice 4. Modification du débit lors du changement du diamètre du tuyau

Nous venons de constater qu'à un débit de liquide de 1 m / s dans un tuyau d'un diamètre de 80 mm, le débit de fluide est de 18 m3 / h.
Vous allez maintenant doubler le diamètre intérieur du tuyau, c'est-à-dire de prendre un tuyau avec un diamètre intérieur de 160 mm. Ce qui sera égal à l'écoulement de fluide dans ce tuyau au même débit

Exercice de résolution 4.
Avec une vitesse de flux de 1 m / s, le débit avec un diamètre intérieur de 80 mm est de 18 m3 / h. Si le diamètre intérieur du tuyau sera de 160 mm, la zone de sa section de passage deviendra S \u003d 3.14 x 0,1 B2 / 4 \u003d 0,02 m2. À un débit de 1 m / s de consommation dans ce tuyau sera de 1 x 0,02 \u003d 0,02 m3 / s ou 0,02 x 3600 \u003d 72 m3 / h au lieu du précédent 18 m3 / h. En d'autres termes, le flux augmentera 4 fois.

Attention! Ne confondez pas le concept de "diamètre intérieur" et de la zone de passage de passage: Si le diamètre double, la zone de la section de passage augmente 4 fois!

Ratio de consommation et de pression
Considérons une vanne à flotteur conçue pour alimenter l'eau l'eau au réservoir du réservoir de refroidissement (voir Fig. 75.11). Supposons que complètement vanne ouverte Avec une pression d'eau dans le réseau, 2 barres fournissent un débit de 10 l / min.

Afin de doubler le débit, c'est-à-dire pour assurer la consommation à travers une vanne égale à 20 l / min. Il est nécessaire d'augmenter l'eau de l'eau dans le réseau 4 fois.

Rappelles toi! Avec une faible pression d'eau dans réseau de plomberie La consommation sera petite. Pour doubler le flux, la pression sur le réseau doit être améliorée de 4 fois.

Bien sûr, dans la pratique, cela ne vient pas à doubler le flux. S'ils ont effectivement augmenté la pression sur le réseau, cela donnerait lieu à de nombreux problèmes: le diamètre du pipeline devrait faire très petit, l'eau serait très "bourdonnée" et ainsi de suite.
Nous effectuerons une telle analogie: si l'autoroute est chargée, alors pour augmenter son débit, les pilotes ne sont pas forcés d'aller plus vite, ni de créer une nouvelle bande, ou de construire un chemin de dérivation! Il en va de même et d'augmenter le flux de fluide dans le tuyau: augmentez la zone de la section transversale de tuyaux.
À un débit donné, cela entraîne une diminution du débit d'eau dans le tuyau (et donc du bruit) et la pression nécessaire pour assurer la diminution de cette consommation.

Le rapport entre la consommation et la perte de pression

Dans un tuyau avec un diamètre interne de 80 mm, il est supposé doubler la consommation. Qu'advient-il de la perte de pression? À première vue, il peut sembler que, puisque le débit du débit double, la perte de pression doit également doubler la pression. Malheureusement, ce n'est pas le cas.
Lors de la doublage de la consommation, la perte n'est pas doublée, mais quatre fois augmenté: si le débit a augmenté de 2 fois, la perte de pression augmentera de 4 fois!
Dans l'exemple de la Fig. 75.13 À un débit de 1 m / S Perte de pression, AR \u003d 2 m de l'eau. Art., Et avec une augmentation de la vitesse jusqu'à 2 m / s, la perte de pression est multipliée par 4: AR \u003d 2 x 4
La perte de pression est proportionnelle au carré du débit.
Pour obtenir pour plus d'informations Voir la section 95 "Plusieurs exemples de calculs de pertes de pression".

Une partie de l'eau de passage de pipeline est représentée à une vitesse de i m / s. Les jauges de pression présentent une pression à différents endroits de ce pipeline. Les conclusions suivantes peuvent être tirées du témoignage des jauges de pression.
À un débit d'eau de 1 m / s Perte de pression de:
- sur la harpe de filtre \u003d 2 - 1,8 \u003d 0,2 bar;
- Sur la vanne ARV \u003d 1,8 - 1.7 \u003d 0,1 bar.
Qu'est-ce qui représentera des jauges de pression du filtre et à la sortie de la vanne, si le débit dans le tuyau doublera? La solution de cet exercice est toutefois donnée ci-dessous avant d'y arriver, essayez de vous réfléchir.

Résoudre l'exercice 5.

La vitesse a doublé, donc le débit a également doublé. À la suite d'une perte de pression sur
le filtre et la vanne vont pousser 4 fois.
Maintenant, la perte de pression sur le filtre est la harpe \u003d 0,2 bar x 4 \u003d 0,8 bar, c'est-à-dire la jauge de pression de sortie
du filtre montrera 2 - 0,8 \u003d 1,2 bar.
Perte de pression sur la vanne arv \u003d 0,1 barre x 4 \u003d 0,4 bar, c'est-à-dire la jauge de pression à la sortie de
la vanne indiquera 1,2 - 0,4 \u003d 0,8 bar.
Noter que pertes courantes Les pressions sur ce site pousseront de 0,3 à 1,2 bar: c'est-à-dire également 4 fois.

Les pipelines pour le transport de divers liquides font partie intégrante des unités et des installations dans lesquelles des flux de travail relatives à différentes applications sont effectués. Lors du choix des tuyaux et de la configuration de pipeline grande importance a le coût des tuyaux eux-mêmes et raccords de tuyauterie. Le coût final du milieu de pompage à travers le pipeline est largement déterminé par la taille des tuyaux (diamètre et longueur). Le calcul de ces valeurs est effectué à l'aide de formules spécialement développées spécifiques à espèces définies opération.

Le tuyau est un cylindre creux de métal, d'un arbre ou d'un autre matériau utilisé pour transporter des supports liquides, gazeux et en vrac. L'eau peut agir comme un environnement déplacé gaz naturel, couples, produits pétroliers, etc. Les tuyaux sont utilisés partout, à partir de diverses industries et se terminant par une utilisation du ménage.

Pour la fabrication de tuyaux peut être utilisé le plus matériaux différents, telle que l'acier, le fonte, le cuivre, le ciment, le plastique, tel que le plastique ABS, le chlorure de polyvinyle, le chlorure de polyvinyle chloré, le polybucenen, le polyéthylène, etc.

Les indicateurs de tuyaux dimensionnels principaux sont son diamètre (extérieur, interne, etc.) et l'épaisseur de la paroi, mesurée en millimètres ou en pouces. Il est également utilisé comme diamètre conditionnel ou passage conditionnel - la valeur nominale du diamètre interne du tuyau, également mesurée en millimètres (indiquée par DN) ou en pouces (indiquées par DN). Les valeurs des diamètres conditionnels sont normalisées et constituent le critère principal de la sélection des tuyaux et du renforcement de la connexion.

Conformité des valeurs du passage conditionnel en mm et en pouces:

Le tuyau avec une section transversale circulaire est préféré à d'autres sections géométriques pour un certain nombre de raisons:

• Le cercle a le rapport de périmètre minimal sur le carré et s'applique au tuyau, cela signifie qu'avec une largeur de bande égale, la consommation de matériau forme ronde Il sera minimal par rapport aux tuyaux d'une autre forme. D'ici, les coûts minimaux possibles d'isolation et couvre de protection;
• La section transversale ronde est la plus bénéfique pour le déplacement de liquide ou environnement de gaz D'un point de vue hydrodynamique. Également en raison de la zone interne minimale possible du tuyau par unité de sa longueur, la minimisation du frottement entre le milieu mobile et le tuyau est obtenue.
• La forme ronde est la plus résistante aux effets de la pression interne et externe;
• Le processus de fabrication de tuyaux en forme de rond est assez simple et facilement présent.

Les tuyaux peuvent être très différents de diamètre et de configuration, en fonction de l'objectif et de la zone d'application. De sorte que les principaux pipelines pour la déplacement de l'eau ou des produits pétroliers sont capables d'atteindre près d'un demi-mètre de diamètre avec une configuration assez simple et des bobines de chauffage, représentant également un tuyau, avec un petit diamètre ont forme compliquée Avec plusieurs tours.

Il est impossible de soumettre une industrie sans réseau de pipelines. Le calcul de tout réseau de ce type comprend la sélection du matériau de tuyau, l'établissement de la spécification, où les données sur l'épaisseur, la taille du tuyau, la route, etc. sont répertoriées. Matières premières, intermédiaire et / ou produit prêt Étapes de production passez, se déplaçant entre divers appareils et installations connectés à l'aide de pipelines et de raccords. Le calcul correct, la sélection et l'installation du système de pipeline sont nécessaires à la mise en œuvre fiable de l'ensemble du processus, garantissant ainsi un transfert sûr du support, ainsi que pour sceller le système et éviter les fuites de la substance pompe dans l'atmosphère.

Il n'y a pas de formule et de règles uniformes qui pourraient être utilisées pour sélectionner un pipeline pour tout application possible et environnement de travail. Dans chaque zone d'application des pipelines, il existe un certain nombre de facteurs nécessitant une comptabilité et susceptibles d'avoir un impact significatif sur les exigences relatives au pipeline. Par exemple, lorsque vous travaillez avec des boues, le grand pipeline n'augmente pas seulement le coût de l'installation, mais crée également des difficultés de travailleurs.

Habituellement, les tuyaux sont sélectionnés après optimisation des coûts des coûts de matériaux et d'exploitation. Plus le diamètre du pipeline est grand, c'est-à-dire l'investissement initial ci-dessus, plus la chute de la pression diminue et, par conséquent, moins les coûts d'exploitation. Inversement, la petite taille du pipeline réduira les coûts primaires des tuyaux eux-mêmes et des raccords de tuyaux, mais l'augmentation de la vitesse entraînera une augmentation des pertes, ce qui entraînera la nécessité de dépenser une énergie supplémentaire pour pomper le support. Valeurs de vitesse fixées pour différentes régions Les applications sont basées sur des conditions calculées optimales. La taille des pipelines est calculée à l'aide de ces normes, en tenant compte des applications.

Pipelines design

Lors de la conception de pipelines, les principaux paramètres structurels suivants sont pris comme base:

• performance requise;
• lieu d'entrée et lieu de sortie de pipeline;
• la composition du milieu, y compris la viscosité et gravité spécifique;
• conditions topographiques de la route des pipelines;
• maximum autorisé pression de fonctionnement;
• calcul hydraulique;
• le diamètre du pipeline, l'épaisseur des murs, la résistance au rendement du matériau des murs pendant la tension;
• quantité stations de pompage, Distance entre eux et la consommation d'énergie.

Fiabilité des pipelines

La fiabilité dans la conception des pipelines est assurée par le respect des normes de conception appropriées. Le personnel de formation est également un facteur clé pour assurer une longue durée de vie du pipeline et de son étanchéité et de sa fiabilité. Le contrôle permanent ou périodique de l'opération de pipeline peut être effectué par des systèmes de contrôle, la comptabilité, la gestion, la réglementation et l'automatisation, les dispositifs de contrôle personnel, les dispositifs de sécurité.

Revêtement de pipeline supplémentaire

Le revêtement résistant à la corrosion est appliqué à la partie extérieure de la plupart des tuyaux afin d'empêcher l'action de corrosion destructrice de l'environnement externe. Dans le cas de la corrosion de pompage, le revêtement de protection peut être appliqué à la surface interne des tuyaux. Avant de commander, tous les nouveaux tuyaux destinés à transporter des liquides dangereux sont testés pour les défauts et les fuites.

Dispositions de base pour calculer le flux dans le pipeline

La nature du flux du milieu dans le pipeline et lors de la rationalisation des obstacles est capable de différer beaucoup de fluide au liquide. L'un des indicateurs importants est la viscosité du milieu caractérisé par un tel paramètre en tant que coefficient de viscosité. L'ingénieur des physiciens irlandais Osborne Reynolds a organisé une série d'expériences en 1880, selon lesquelles il a réussi à supprimer une valeur sans dimension, caractérisant la nature du flux de fluide visqueux, appelé critère Reynolds et noté Re.

Re \u003d (v · l ×) / μ

où:
ρ - densité liquide;
v - débit;
L est la longueur caractéristique de l'élément de débit;
μ est un coefficient de viscosité dynamique.

C'est-à-dire que le critère de Reynolds caractérise le ratio des forces d'inertie aux forces de frottement visqueux dans le flux de fluide. La modification de la valeur de ce critère affiche la modification du rapport de ces types de forces, ce qui, à son tour, affecte la nature du flux de fluide. À cet égard, il est de coutume d'allouer trois modes de flux en fonction de la valeur des critères REYNOLDS. Quand re<2300 наблюдается так называемый ламинарный поток, при котором жидкость движется тонкими слоями, почти не смешивающимися друг с другом, при этом наблюдается постепенное увеличение скорости потока по направлению от стенок трубы к ее центру. Дальнейшее увеличение числа Рейнольдса приводит к дестабилизации такой структуры потока, и значениям 23004000 Il existe déjà un mode d'équilibre caractérisé par un changement de vitesse désordonnée et de la direction du débit dans chaque point individuel, ce qui permet en somme d'alignement des débits tout au long du volume. Ce mode s'appelle Turbulent. Le numéro Reynolds dépend de la pression spécifiée par la pompe, de la viscosité du milieu à la température de fonctionnement, ainsi que des dimensions et forme de la section transversale de tuyaux à travers laquelle le débit passe.

Profil de vitesse dans le flux
mode laminaire	mode transitoire	mode turbulent
La nature du flux
mode laminaire	mode transitoire	mode turbulent

Le critère REYNOLDS est le critère de similitude pour le flux de fluide visqueux. C'est-à-dire qu'il est possible de simuler un processus réel de taille réduite, pratique pour l'étude. Ceci est extrêmement important car il est souvent extrêmement difficile, il est parfois impossible d'étudier le caractère des flux de fluide dans des appareils réels en raison de leur grande taille.

Calcul du pipeline. Calcul du diamètre du pipeline

Si le pipeline n'est pas isolé thermiquement, il existe un échange de chaleur entre le déplacement et l'environnement, le caractère du flux de celui-ci peut varier même à une vitesse constante (consommation). Cela est possible si l'entrée est pompée, un milieu ait une température suffisamment élevée et des flux de mode turbulent. Dans la longueur du tuyau, la température du milieu transféré tombera en raison de pertes thermiques dans l'environnement, ce qui peut entraîner une modification du mode de débit sur laminaire ou transitoire. La température à laquelle les changements de mode se produisent est appelée température critique. La valeur de la viscosité du fluide dépend directement de la température, de sorte que de tels cas, un tel paramètre est utilisé comme une viscosité critique, correspondant au point de changement de point du mode de débit pendant la valeur critique de la critère REYNOLDS:

v k \u003d (v · d) / re kr \u003d (4 · q) / (π · D · re CR)

où:
ν Cr - la viscosité cinématique critique;
Re CR - la valeur critique du critère REYNOLDS;
D - Diamètre du tuyau;
v - débit;
Q - Consommation.

Un autre facteur important est le frottement survenant entre les murs de tuyaux et le courant de déplacement. Dans le même temps, le coefficient de friction dépend en grande partie de la rugosité des murs de tuyaux. La relation entre le coefficient de frottement, le critère REYNOLDS et la rugosité est définie par le diagramme Moody, qui vous permet de déterminer l'un des paramètres, en sachant les deux autres.

La formule de Colbruck-White est également utilisée pour calculer le coefficient de frottement du flux turbulent. Sur la base de cette formule, il est possible de créer des graphiques pour lesquels le coefficient de frottement est installé.

(√λ) -1 \u003d -2 · journal (2.51 / (re √λ) + K / (3.71 · D))

où:
k - le coefficient du toit du tuyau;
λ - Coefficient de frottement.

Il existe également d'autres formules pour le calcul approximatif des pertes de friction à un débit de pression de fluide dans les tuyaux. L'une des équations les plus fréquemment utilisées dans ce cas est considérée comme l'équation Darcy-Weisbach. Il est basé sur des données empiriques et est principalement utilisée lors de la modélisation des systèmes. Les pertes de friction sont la fonction de la vitesse du fluide et de la résistance du tuyau au mouvement du fluide exprimé par la valeur de la rugosité des parois du pipeline.

ΔH \u003d λ · L / D · V² / (2 · g)

où:
ΔH - perte de pression;
λ est le coefficient de frottement;
L est la longueur de la section de tuyau;
D - Diamètre du tuyau;
v - débit;
G - accélération de la chute libre.

La perte de pression due à la frottement pour l'eau est calculée par la formule hachée - Williams.

ΔH \u003d 11.23 · L · 1 / S 1.85 · Q 1.85 / D 4.87

où:
ΔH - perte de pression;
L est la longueur de la section de tuyau;
C - Coefficient de rugosité de Haysen-Williams;
Q - Consommation;
D - Diamètre du tuyau.

Pression

La pression de fonctionnement de la pipeline est une surpression émergente qui fournit un mode de fonctionnement de pipeline spécifié. La décision de la taille de la pipeline et du nombre de stations de pompage est généralement acceptée, sur la base de la pression de fonctionnement des tuyaux, des performances de la pompe et des coûts. La pression de pipeline maximale et minimale, ainsi que les propriétés du support de travail, déterminez la distance entre les stations de pompage et la puissance requise.

La pression nominale PN est une valeur nominale correspondant à la pression maximale du milieu de travail à 20 ° C, dans laquelle le fonctionnement à long terme de la pipeline avec des tailles spécifiées est possible.

Avec une température croissante, la capacité de charge du tuyau est réduite, ainsi que la surpression admissible due à cela. La valeur de PE, ZUL indique la pression maximale (soit) dans le système de pipeline avec une augmentation de la température de fonctionnement.

Graphique des pressions excédentaires admissibles:

Calcul de la chute de pression dans le pipeline

Le calcul de la chute de pression dans le pipeline est produit par la formule:

ΔP \u003d λ · L / D · ρ / 2 · V²

où:
ΔP - chute de pression sur la section de tuyau;
L est la longueur de la section de tuyau;
λ est le coefficient de frottement;
D - Diamètre du tuyau;
ρ est la densité du milieu pompé;
V - débit.

Travailleurs transportés

Le plus souvent, les tuyaux sont utilisés pour transporter de l'eau, mais ils peuvent également être utilisés pour déplacer les boues, les suspensions, la vapeur, etc. Dans l'industrie pétrolière, les pipelines servent à pomper une large gamme d'hydrocarbures et de mélanges très différents dans des propriétés chimiques et physiques. Le pétrole brut peut être transporté pour plus de distances des dépôts sur des terres ou des tours d'huile sur l'étagère aux bornes, aux points intermédiaires et aux raffineries.

Sur les pipelines transmettent également:

• produits de raffinage du pétrole, tels que l'essence, le carburant de l'aviation, le kérosène, le carburant diesel, le mazout, etc.
• matières premières pétrochimiques: benzène, styrène, propylène, etc.
• hydrocarbures aromatiques: xylène, toluène, kumol, etc.
• le carburant pétrolier liquéfié, tel que le gaz naturel liquéfié, le gaz de pétrole liquéfié, le propane (gaz à la température et la pression standard, mais liquéfié avec une application de pression);
• dioxyde de carbone, ammoniac liquide (transporté comme fluide sous pression);
• le bitume et le carburant visqueux sont trop visqueux pour le transport à travers des pipelines. Les fractions d'huile de distillat sont donc utilisées pour dissoudre cette matière première et obtenir un mélange pouvant être transporté par pipeline;
• hydrogène (pour de courtes distances).

La qualité de l'environnement transporté

Les propriétés physiques et les paramètres des environnements transportés sont largement déterminés par la conception et les paramètres de fonctionnement du pipeline. Spécifique, compressibilité, température, viscosité, point de versement et pression de vapeur sont les principaux paramètres du support de travail à prendre en compte.

La proportion de fluide est son poids par unité de volume. De nombreux gaz sont transportés dans des pipelines à haute pression et lorsqu'une certaine pression est atteinte, certains gaz peuvent même être liquéfiés. Par conséquent, le degré de compression du support est un paramètre critique pour la conception des pipelines et de déterminer les performances du débit.

La température est indirectement et affecte directement les performances du pipeline. Ceci est exprimé dans le fait que le fluide augmente dans le volume après une augmentation de la température, à condition que la pression reste constante. Une diminution de la température peut également avoir un impact sur la performance et sur l'efficacité globale du système. Habituellement, lorsque la température de fluide diminue, elle est accompagnée d'une augmentation de sa viscosité, ce qui crée une résistance de friction supplémentaire le long de la paroi interne du tuyau, nécessitant plus d'énergie pour pomper la même quantité de fluide. Les médias très visqueux sont sensibles aux températures de fonctionnement. La viscosité est la résistance du cours du débit et est mesurée dans les centistoxes SST. La viscosité détermine non seulement la sélection de la pompe, mais également la distance entre les stations de pompage.

Dès que la température du milieu tombe en dessous du point de perte de fluidité, le fonctionnement du pipeline devient impossible et certaines options sont prises pour reprendre son fonctionnement:

• chauffage isolant moyen ou thermique des tuyaux pour maintenir la température de fonctionnement du milieu au-dessus de son point d'écoulement;
• changement de la composition chimique du support avant d'entrer dans le pipeline;
• dilution du milieu de l'eau mobile.

Types de tuyaux principaux

Les tuyaux principaux sont soudés ou transparents. Les tuyaux en acier sans soudure sont fabriqués sans soudures longitudinales avec des coupes en acier avec traitement thermique pour atteindre la taille et les propriétés souhaitées. Le tuyau soudé est fabriqué en utilisant plusieurs procédés de production. Ces deux types diffèrent de l'autre par le nombre de coutures longitudinales dans le tuyau et le type d'équipement de soudage utilisé. Le tuyau soudé en acier est le type le plus couramment utilisé dans l'application pétrochimique.

Chaque segment de tuyauterie est relié par des sections soudées ensemble pour former un pipeline. Également dans les pipelines principales, en fonction de l'application de l'application, des tuyaux en fibre de verre, une variété de plastique, le ciment de l'absorption est utilisé, etc.

Pour connecter des sections directes des tuyaux, ainsi que pour la transition entre les sections du pipeline de diamètres différents, des éléments de connectivité spécialement rendus sont utilisés (genou, robinets, volets).

genou 90 °	distribution à 90 °	branche transitoire	ramification
genou 180 °	pneu 30 °	raccord transitionnel	astuce

Pour l'installation de différentes parties de pipelines et de raccords, des composés spéciaux sont utilisés.

souder	bride	fileté	couplage

Allongement de la température du pipeline

Lorsque le pipeline est sous pression, toute sa surface interne est exposée à une charge uniformément distribuée, c'est pourquoi les efforts domestiques longitudinaux surviennent dans le tuyau et des charges supplémentaires sur les supports finaux. Les oscillations de température affectent également le pipeline, entraînant des modifications de la taille des tuyaux. Les efforts dans le pipeline fixe avec des fluctuations de température peuvent accueillir la valeur autorisée et entraîner une tension excessive dangereuse pour la force du pipeline dans le matériau des tuyaux et des connexions à bride. La fluctuation de la température du milieu pompé crée également une tension de température dans le pipeline, qui peut passer sur le renfort, la station de pompage, etc. Cela peut entraîner la dépressurisation des articulations des pipelines, la défaillance des éléments de renforcement ou de drring. .

Calcul de la taille du pipeline lorsque la température change

Le calcul de la variation des dimensions linéaires de la pipeline avec un changement de température est effectué par la formule:

ΔL \u003d A · L · ΔT

a - Coefficient d'allongement de température, mm / (m ° C) (voir tableau ci-dessous);
L est la longueur du pipeline (la distance entre les supports fixes), M;
ΔT est la différence entre max. et min. La température du milieu pompé, ° C.

Table expansion linéaire des tuyaux de divers matériaux

Ces chiffres sont des indicateurs moyens pour les matériaux énumérés et pour calculer le pipeline à partir d'autres matériaux, les données de ce tableau ne doivent pas être considérées comme une base. Lors du calcul du pipeline, il est recommandé d'utiliser un coefficient d'allongement linéaire indiqué par le fabricant de tuyaux dans les spécifications techniques d'accompagnement ou un support technique.

L'allongement de la température des pipelines est éliminé à la fois par l'utilisation de sections de compensation spéciales de la pipeline et en utilisant des compensateurs pouvant être constitués de pièces élastiques ou mobiles.

Les zones de compensation consistent en des parties directes élastiques du pipeline, situées perpendiculaires les unes aux autres et s'adaptent à l'aide de robinets. Avec une allongement de température, une augmentation d'une partie est compensée par la déformation de la flexion d'une autre partie sur le plan ou la déformation de la flexion et de la torsion dans l'espace. Si le pipeline elle-même compense l'expansion de la température, elle s'appelle une auto-compensation.

La compensation se produit également due aux décharges élastiques. Une partie de l'élongation est compensée par l'élasticité des robinets, l'autre partie est éliminée en raison des propriétés élastiques du matériau de la zone derrière le robinet. Les compensateurs sont installés où il n'est pas possible d'utiliser des zones de compensation ou lorsque la tuyauterie est insuffisante.

Selon l'exécution constructive et le principe de fonctionnement, les compensateurs sont quatre espèces: P-en forme de P, Lenzovy, ondulé, salon. Dans la pratique, les compensateurs plats avec une forme L-, Z ou en U sont souvent utilisés. Dans le cas de compensateurs spatiaux, ils sont généralement 2 sections mutuellement perpendiculaires à plat et ont une épaule commune. Les compensateurs élastiques produisent des tuyaux ou des disques élastiques ou des soufflets.

Détermination de la taille optimale du diamètre des pipelines

Le diamètre de pipeline optimal peut être trouvé sur la base de calculs techniques et économiques. La taille de la pipeline, y compris la taille et la fonctionnalité des différents composants, ainsi que les conditions dans lesquelles le pipeline devrait se produire, détermine la capacité de transport du système. Les tuyaux de tuyau plus importants conviennent à un écoulement de masse plus intense du milieu, à condition que les autres composants du système soient choisis et sont conçus pour ces conditions correctement. Habituellement, plus le segment du tube de tronc entre les stations de pompage, il faut une chute de pression plus grande dans le pipeline. De plus, modifier les caractéristiques physiques du milieu pompé (viscosité, etc.), il peut également y avoir un impact important sur la pression dans l'autoroute.

La taille optimale est la plus petite des tailles appropriées du tuyau pour une application particulière, rentable tout au long de la durée de vie du système.

Formule pour calculer les performances du tuyau:

Q \u003d (π · d²) / 4 · v

Q est le flux du liquide pompé;
D est le diamètre du pipeline;
V - débit.

En pratique, pour calculer le diamètre optimal de la pipeline, les valeurs des vitesses optimales du milieu pompé, prélevées sur des matériaux de référence, composées sur la base de données expérimentales sont utilisées:

A acheté moyen		Gamme de vitesses optimales dans le pipeline, m / s
Liquides	Mouvement auto:
	Liquides visqueux	0,1 - 0,5
	Liquides de faible viscosité	0,5 - 1
	Pompe de pompage:
	Aspiration	0,8 - 2
	Côté de l'inspection	1,5 - 3
Gaza	Traction naturelle	2 - 4
	Petite pression	4 - 15
	Grande pression	15 - 25
Coupler.	Surchauffé par	30 - 50
	Pression de pression saturée:
	Plus de 105 pa	15 - 25
	(1 - 0.5) · 105 Pa	20 - 40
	(0,5 - 0,2) · 105 pa	40 - 60
	(0,2 - 0,05) · 105 pa	60 - 75

De là, nous obtenons une formule pour calculer le diamètre optimal du tuyau:

d o \u003d √ ((4 · q) / (π · v o))

Q est le débit spécifié du liquide pompé;
D est le diamètre optimal du pipeline;
V est le débit optimal.

À fort débit, les tuyaux de plus petit diamètre sont généralement utilisés, ce qui signifie une diminution du coût d'achat du pipeline, de ses travaux de maintenance et d'installation (nous désignons K 1). Avec une augmentation de la vitesse, une augmentation de la pression de la pression sur le frottement et des résistances locales, ce qui entraîne une augmentation du coût de pompage du fluide (nous désignons K 2).

Pour les pipelines de grands diamètres, les coûts K 1 seront plus élevés et les coûts pendant le fonctionnement de la K 2 sont plus bas. Si vous pliez les valeurs de K 1 et K 2, nous obtenons le coût minimum total K et le diamètre optimal du pipeline. Les coûts K 1 et K 2 dans ce cas sont donnés dans le même intervalle de temps.

Calcul (formule) des coûts en capital pour le pipeline

K 1 \u003d (m · c m · k m) / n

m - la masse du pipeline, t;
C M - Coût 1 t, Rub / T;
K m - coefficient de coefficient boostant le coût des travaux d'installation, par exemple 1.8;
N - Durée de vie du service, des années.

Ces coûts d'exploitation sont associés à la consommation d'énergie:

K 2 \u003d 24 · N · N DN · C E RUB / ANNÉE

N - puissance, kw;
n DN - nombre de jours ouvrables par an;
Avec e - le coût d'une énergie KW-H, RUB / KW * H.

Formules pour déterminer la taille du pipeline

Un exemple de formules générales pour déterminer la taille des tuyaux sans prendre en compte des facteurs d'impact supplémentaires possibles, tels que l'érosion, les particules solides pondérées, etc.

Nom	L'équation	Restrictions possibles
Flux de fluide et gaz sous pression
Friction Darcy Weisbach	d \u003d 12 · [(0.0311 · F · L · Q 2) / (H F)] 0,2	Q - Consommation de volume, GAL / MIN; D - le diamètre intérieur du tuyau; HF - une perte de pression de friction; L est la longueur du pipeline, les pieds; F - coefficient de frottement; V - débit.
Équation du flux de fluide total	d \u003d 0,64 · √ (Q / V)	Q - Consommation volumétrique, GAL / MIN
La taille de la ligne d'aspiration de la pompe pour limiter la perte de pression pour le frottement	d \u003d √ (0,0744 · Q)	Q - Consommation volumétrique, GAL / MIN
Équation de flux général du gaz	d \u003d 0,29 · √ (q · t) / (p · v))	Q - Flux volumétrique, pied³ / min T - Température, K P - livre de pression / pouce (ABS); V - vitesse
Écart
Equation d'imposition pour calculer le diamètre du tuyau pour un flux maximum	d \u003d 0,375	Q - flux de volume; n - coefficient de rugosité; S - biais.
Le nombre de FROUDA le rapport de la puissance de l'inertie et de la gravité	Fr \u003d v / √ [(d / 12) · g]	g - accélération de la chute libre; V est le débit; L - longueur de tuyau ou diamètre.
Couples et évaporation
Équation de détermination de diamètre de diamètre du tuyau	d \u003d 1,75 · √ [(W · v_g · x) / V]	W - flux de masse; VG-VG - Volume spécifique de vapeur saturée; x - qualité de paire; V - vitesse.

Débit optimal pour divers systèmes de pipeline

La taille optimale du tuyau est choisie parmi la condition du coût minimum de pompage du milieu à travers le pipeline et du coût des tuyaux. Cependant, il est nécessaire de prendre en compte les limitations de la vitesse. Parfois, la taille de la ligne de pipeline doit être conforme aux exigences du processus technologique. La taille du pipeline est également associée à la chute de pression. Dans des calculs de conception préliminaires, où les pertes de pression ne sont pas prises en compte, la taille de la pipeline de processus est déterminée par la vitesse admissible.

Si le pipeline a changé dans la direction du débit, cela entraîne une augmentation significative des pressions locales sur la surface perpendiculairement à la direction d'écoulement. Ce type d'augmentation est la fonction de la vitesse de la pression de fluide, de densité et de démarrage. Étant donné que la vitesse est inversement proportionnelle au diamètre, les fluides à grande vitesse nécessitent une attention particulière lors du choix de la taille et de la configuration du pipeline. La taille optimale du tuyau, par exemple, pour l'acide sulfurique limite l'environnement du milieu à une valeur à laquelle l'érosion des murs dans les genoux du tube n'est pas autorisée de manière à endommager la structure du tuyau.

Flux fluide

Le calcul de la taille de la pipeline dans le cas d'un flux de déplacement en gravité est assez compliqué. La nature du mouvement avec cette forme d'écoulement dans le tuyau peut être monophasée (tuyau complet) et deux phases (remplissage partiel). Le débit à deux phases est formé dans le cas où le liquide et le gaz sont présents dans le tuyau en même temps.

En fonction du rapport liquide et de gaz, ainsi que de leurs vitesses, le mode Flux à deux phases peut varier d'une bulle à dispersée.

stream de bulles (horizontal)	choisissez le flux (horizontal)	vague	flux dispersé

La force motrice de fluide pendant le mouvement est déplacée par la différence des hauteurs des points initiaux et finaux et la condition préalable est l'emplacement du point de départ au-dessus de l'ultime. En d'autres termes, la différence de hauteur détermine la différence de l'énergie potentielle du fluide dans ces positions. Ce paramètre est également pris en compte lors de la sélection du pipeline. De plus, la valeur des pressions dans le point initial et fin est affectée par la magnitude de la force motrice. Une augmentation de la chute de pression entraîne une augmentation du débit de fluide qui vous permet de sélectionner un pipeline de diamètre plus petit et inversement.

Si le point d'extrémité est connecté à un système de pression, tel qu'une colonne de distillation, il est nécessaire de soustraire une pression équivalente de la différence de hauteur existante pour évaluer la pression différentielle effective réellement créée. De plus, si le point initial du pipeline est sous vide, son influence sur la pression différentielle totale doit également être prise en compte lors du choix d'un pipeline. La sélection finale des tuyaux est effectuée à l'aide de la pression différentielle, qui prend en compte tous les facteurs ci-dessus et ne reposant que sur la hauteur du point initial et final.

Ruisseau chaud liquide

Les installations technologiques sont généralement rencontrées avec divers problèmes lorsqu'ils travaillent avec un support chaud ou bouillant. Fondamentalement, la raison est d'évaporer une partie du flux de liquide chaud, c'est-à-dire la conversion de phase du fluide en vapeur à l'intérieur du pipeline ou de l'équipement. Un exemple typique est le phénomène de la cavitation d'une pompe centrifuge, accompagné de point d'ébullition du liquide, suivi de la formation de bulles à vapeur (cavitation à la vapeur) ou de séparation des gaz dissous dans des bulles (cavitation à gaz).

Le pipeline plus gros est préférable de réduire le débit par rapport au pipeline de diamètre inférieur à un débit constant, provoqué par la réalisation d'un indicateur NPSH plus élevé sur la ligne d'aspiration de la pompe. De plus, la cause de la cavitation dans la perte de pression peut être les points d'un changement soudain de la direction de l'écoulement ou de couper la taille de la pipeline. Le mélange émergent cuit à la vapeur crée un obstacle au passage du flux et peut endommager le pipeline, ce qui rend le phénomène de la cavitation est extrêmement indésirable pendant le fonctionnement du pipeline.

Pipeline pour équipements / appareils électroménagers

L'équipement et les dispositifs, en particulier ceux qui peuvent créer des gouttes de pression significatives, c'est-à-dire des échangeurs de chaleur, des vannes de régulation, etc., équipées de pipelines de dérivation (pour la possibilité de ne pas interrompre le processus même pendant la maintenance). De tels pipelines ont généralement 2 vannes d'arrêt installées dans la ligne d'installation et la vanne qui régule le débit en parallèle à cette unité.

En fonctionnement normal, le flux de fluide, qui passe à travers les composants principaux du dispositif, connaît une chute de pression supplémentaire. Conformément à cela, la pression de la décharge est calculée pour elle, créée par l'équipement connecté, telle qu'une pompe centrifuge. La pompe est sélectionnée en fonction de la chute totale de la pression de l'installation. Pendant le mouvement sur le pipeline de dérivation, cette chute de pression supplémentaire est manquante, tandis que la pompe de travail est jetée dans le flux de l'ancienne force, en fonction de ses caractéristiques de travail. Pour éviter les différences dans les caractéristiques d'écoulement à travers le dispositif et la ligne d'arrosage, il est recommandé d'utiliser une taille plus petite d'une taille plus petite avec une vanne de réglage pour créer une pression équivalente à l'installation principale.

Ligne d'échantillonnage

Habituellement, une petite quantité de fluide est sélectionnée pour une analyse pour déterminer sa composition. La sélection peut être produite à n'importe quel stade du processus pour déterminer la composition des matières premières, le produit intermédiaire, le produit fini ou simplement une substance transportée, tels que les eaux usées, le liquide de refroidissement, etc. La taille de la pipeline sur laquelle les échantillons se produisent, dépend généralement du type du support de travail analysé et de l'emplacement du point d'échantillonnage.

Par exemple, pour les gaz dans des conditions d'augmentation de la pression, des pipelines suffisamment légères avec des vannes pour sélectionner la quantité souhaitée d'échantillons. Une augmentation du diamètre de la ligne d'échantillonnage réduira la proportion du milieu étant prise pour analyser l'environnement, mais cette sélection devient plus difficile à contrôler. Dans le même temps, une petite ligne d'échantillonnage est mal appropriée pour analyser diverses suspensions, dans lesquelles les particules solides peuvent battre la partie de flux. Ainsi, la taille de la ligne d'échantillonnage pour l'analyse des suspensions dépend en grande partie de la taille des particules solides et des caractéristiques du support. Des conclusions similaires sont applicables aux fluides visqueux.

Lors de la sélection de la taille de la pipeline pour l'échantillonnage, prend généralement en compte:

• caractéristiques d'un liquide destiné à la sélection;
• perte du support de travail lors de la sélection;
• exigences de sécurité pendant la sélection;
• facilité d'utilisation;
• emplacement du point de sélection.

Circulation du liquide de refroidissement

Les vitesses élevées sont préférées pour le liquide de refroidissement à haute vitesse. Il est principalement dû au fait que le liquide de refroidissement dans la tour de refroidissement est exposé au soleil, ce qui crée des conditions pour la formation d'une couche fluide alpine. Certains de ce volume contenant des algues pénètrent dans le liquide de refroidissement circulant. Avec un faible débit, les algues commencent à se développer dans le pipeline et, après un certain temps, ils créent des difficultés pour circuler le liquide de refroidissement ou son passage à l'échangeur de chaleur. Dans ce cas, une vitesse de circulation élevée est recommandée pour éviter la formation d'une congestion des algues dans le pipeline. En règle générale, l'utilisation de liquide de refroidissement à circulation intensivement se trouve dans l'industrie chimique nécessitant des pipelines de grande taille afin de fournir une nutrition à partir de divers échangeurs de chaleur.

Débordement du réservoir

Les réservoirs sont équipés de tuyaux pour débordement pour les raisons suivantes:

• éviter la perte de fluide (l'excès de liquide entre dans un autre réservoir et ne tombe pas au-delà du réservoir initial);
• empêcher les fuites de liquides indésirables à l'extérieur du réservoir;
• maintenir le niveau de fluide dans les réservoirs.

Dans tous les cas susmentionnés, les tuyaux de débordement sont conçus pour le débit de fluide maximal admissible entrant dans le réservoir, quel que soit le flux de fluide de flux. D'autres principes d'impression sont similaires à la sélection des pipelines pour les liquides auto-e-liquides, c'est-à-dire conformément à la présence d'une hauteur verticale disponible entre le point initial et l'extrémité du pipeline de débordement.

Le point le plus élevé du tuyau de versement, qui est également son point de départ, est également situé au lieu de la connexion au réservoir (la buse de débordement du réservoir) est généralement presque au sommet, et le point d'extrémité le plus bas peut être proche de la gouttière de drain proche de la terre elle-même. Cependant, la ligne de débordement peut se terminer et sur une marque supérieure. Dans ce cas, la pression différentielle disponible sera inférieure.

Flux de boues

Dans le cas de l'industrie minière, le minerai est généralement miné dans des zones difficiles à atteindre. Dans de tels endroits, en règle générale, il n'y a pas de chemin de fer ni de communication routière. Pour de telles situations, le transport hydraulique de supports avec des particules solides est considéré comme le plus acceptable, y compris dans le cas de l'emplacement des usines de traitement des mines à une suppression suffisante. Les pipelines de lisier sont utilisées dans diverses zones industrielles pour transporter des supports solides sous une forme concassée avec des liquides. De tels pipelines se sont révélés comme les plus économiquement bénéfiques par rapport aux autres méthodes de transport de milieux solides dans de grands volumes. En outre, leurs avantages incluent une sécurité suffisante en raison de l'absence de plusieurs types de transport et de convivialité de l'environnement.

La suspension et les mélanges de substances suspendues dans des liquides sont stockées dans un état de mélange périodique pour maintenir l'homogénéité. Sinon, un processus de stratification se produit dans lequel les particules en suspension, en fonction de leurs propriétés physiques, flottent à la surface du liquide ou se déposent sur le fond. L'agitation est assurée par équipement, tel qu'un réservoir avec un agitateur, tandis que dans des pipelines, il est réalisé en maintenant les conditions turbulentes du débit du milieu.

La réduction du débit pendant le transport de particules pondérées dans le fluide n'est pas souhaitable, car le processus de séparation de phase peut commencer dans le flux. Cela peut entraîner une fermeture du pipeline et modifier la concentration du solide transporté dans le flux. L'agitation intensive dans le volume de flux contribue à un mode de débit turbulent.

D'autre part, une diminution excessive de la taille du pipeline conduit également souvent à son blocage. Par conséquent, le choix de la taille de la pipeline est une étape importante et responsable nécessitant une analyse et des calculs préliminaires. Chaque cas doit être considéré individuellement, car diverses boues se comportent différemment à différentes vitesses de fluide.

Réparation des pipelines

Au cours de l'exploitation du pipeline, divers types de fuites peuvent survenir, nécessitant une élimination immédiate de maintenir la manipulation de la couche. La réparation du pipeline principal peut être effectuée de plusieurs manières. Cela peut être à la fois remplacer le segment complet du tuyau ou une petite zone, dans laquelle une fuite et la recouvrement du patchwork sur le tuyau existant se sont produites. Mais avant de choisir une méthode de réparation, il est nécessaire de mener une étude approfondie de la cause des fuites. Dans certains cas, il peut ne pas être nécessaire de réparer, mais un changement de pipeline pour prévenir ses dégâts.

La première étape des travaux de réparation consiste à déterminer l'emplacement de la zone de tuyau nécessitant une intervention. En outre, en fonction du type de pipeline, la liste des équipements nécessaires et les mesures nécessaires pour éliminer les fuites est déterminée et les documents et permis nécessaires sont collectés, si le tuyau est réparé est situé sur le territoire d'un autre propriétaire. Comme la plupart des tuyaux sont situés sous terre, il peut être nécessaire d'extraire une partie du tuyau. Ensuite, le revêtement du pipeline est vérifié pour une condition générale, après quelle partie du revêtement sera retiré pour effectuer des travaux de réparation directement avec le tuyau. Après réparation, diverses vérifications peuvent être effectuées: test à ultrasons, détection de défauts de couleur, détection de défauts de poudre magnétique, etc.

Bien que certaines réparations nécessitent une déconnexion complète des pipelines, elle ne peut souvent être suffisante d'interruption de temps pour isoler le site réparé ou la préparation du chemin de la voie navigable. Cependant, dans les cas majeurs, les travaux de réparation sont effectués avec une invalidité complète des pipelines. L'isolation de la partie de pipeline peut être effectuée à l'aide de bouchons ou de vannes d'arrêt. Ensuite, installez l'équipement nécessaire et sont réparés directement. Les travaux de réparation sont effectués sur une zone endommagée libérée du milieu et sans pression. À la fin de la réparation, les bouchons s'ouvrent et rétablissent l'intégrité du pipeline.

Tuyaux reliant divers dispositifs d'installation chimiques. Avec l'aide d'eux, la transmission de substances entre les périphériques individuels se produit. En règle générale, plusieurs tuyaux distincts utilisant des composés créent un seul système de pipeline.

Le pipeline est le système de tuyauterie associé à l'aide d'éléments de connexion utilisés pour transporter des produits chimiques et d'autres matériaux. Dans les installations chimiques pour les substances mobiles, des pipelines fermées sont utilisées. Si nous parlons d'éléments d'installation fermés et isolés, ils sont également liés au système de pipeline ou au réseau.

Le système de pipeline fermé peut inclure:

1. Tuyaux.
2. Connexion d'éléments de tuyaux.
3. Étanchéité d'étanchéité reliant deux tuyaux détachables.

Tous les éléments ci-dessus sont fabriqués séparément, après quoi ils sont connectés à un seul système de pipeline. De plus, des pipelines peuvent être équipées de chauffage et d'isolation nécessaire à partir de divers matériaux.

Le choix de la taille des tuyaux et des matériaux de fabrication est effectué sur la base d'exigences technologiques et constructives imposées dans chaque cas. Mais pour normaliser la taille des tuyaux, leur classification et leur unification ont été effectuées. Le critère principal était la pression autorisée dans laquelle le tuyau est possible.

Pass conditionnel DN.

La passe conditionnelle DN (diamètre nominal) est un paramètre utilisé dans les systèmes de pipeline, car caractérisant un signe ajusté pour s'adapter aux parties du pipeline, telles que des tuyaux, des raccords, des raccords et d'autres.

Le diamètre nominal est une valeur sans dimension, mais elle est numériquement égale au diamètre intérieur du tuyau. Un exemple de passage conditionnel: DN 125.

En outre, le passage conditionnel n'est pas désigné dans les dessins et ne remplace pas les diamètres réels des tuyaux. Il correspond grossièrement au diamètre de la lumière dans certaines parties du pipeline (Fig. 1.1). Si nous parlons de valeurs numériques des transitions conditionnelles, elles sont sélectionnées de manière à ce que la capacité de débit du pipeline augmente de 60 à 100% pendant la transition d'un passage conditionnel à la suite.

Diamètres nominaux généralement acceptés:

3, 4, 5, 6, 8, 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2200, 2600, 2800, 3000, 3200, 3400, 3600, 3800, 4000.

Les dimensions de ces passes conditionnelles sont définies avec le calcul pour ne pas poser de problèmes de pièces à sucer les unes aux autres. Définitions Diamètre nominal Sur la valeur du diamètre interne de la pipeline, la valeur du passage conditionnel est sélectionnée, ce qui est le plus proche du diamètre du tuyau de la lumière.

Pression nominale PN.

La pression nominale PN est la valeur correspondant à la pression maximale du milieu pompé à 20 ° C, dans laquelle le fonctionnement à long terme de la pipeline ayant les dimensions spécifiées est possible.

La pression nominale est une valeur sans dimension.

Comme le diamètre nominal, la pression nominale a été classée sur la base de la pratique de l'expérience exploitée (tableau 1.1).

La pression nominale pour un pipeline particulier est sélectionnée en fonction de la pression qui y est réellement créée en sélectionnant la plus grande valeur la plus proche. Dans le même temps, les raccords et les raccords de ce pipeline doivent également correspondre à la même étape de la pression. L'épaisseur des parois de tuyaux est calculée sur la base de la pression nominale et doit assurer la performance du tuyau avec une valeur de pression égale au nominal (tableau 1.1).

Pression de travail excessive admissible p e, zul

La pression nominale n'est utilisée que pour la température de fonctionnement de 20 ° C. Avec une augmentation de la température, la capacité de charge du tuyau est réduite. Dans le même temps, une pression redondante autorisée diminue. La valeur de P e, ZUL indique la surpression maximale, qui peut être dans le système de pipeline tout en augmentant la valeur de la température de fonctionnement (Fig. 1.2).

Matériel pour les pipelines

Lors du choix de matériaux à utiliser pour la fabrication de pipelines, il est pris en compte de tels indicateurs que les caractéristiques de l'environnement, qui seront transportées à travers le pipeline et la pression de travail, destinée à ce système. Il est également nécessaire de prendre en compte la possibilité d'effet corrosif sur le côté du milieu pompé sur le matériau des murs de tuyaux.

Presque tous les systèmes de pipeline et les installations chimiques sont en acier. Pour une utilisation générale, en l'absence de charges mécaniques élevées et d'une action de corrosion pour la fabrication de pipelines, de fonte grise ou d'acier structurel illégal sont utilisés.

Dans le cas d'une pression de travail plus élevée et du manque de charges avec une action active corrosion, une pipelle d'acier amélioré est utilisée ou utilisant la coulée d'acier.

Si l'effet corrosif du milieu est important ou la pureté du produit présente des exigences élevées, le pipeline est en acier inoxydable.

Si le pipeline doit être résistant à l'eau de mer, les alliages de cuivre-nickel sont utilisés pour sa fabrication. Les alliages d'aluminium et ces métaux tels que le tantale ou le zirconium peuvent également être utilisés.

Une distribution croissante du matériau de pipeline est obtenue par différents types de plastiques, ce qui est causé par leur haute résistance à la corrosion, à faible poids et à la facilité de traitement. Un tel matériau convient au pipeline avec les eaux usées.

Parties façonnées du pipeline

Les pipelines en matières plastiques appropriées pour le soudage sont assemblées sur le site d'installation. De tels matériaux comprennent l'acier, l'aluminium, la thermoplastique, le cuivre, etc. Pour connecter des tuyaux directs, des éléments formés spécialement fabriqués sont utilisés, par exemple, des genoux, des robinets, des volets et une diminution de diamètres (Fig. 1.3). Ces raccords peuvent faire partie de tout pipeline.

Connexions de tuyaux

Les connexions spéciales sont utilisées pour monter des parties individuelles du pipeline et des raccords. Également utilisé pour fixer les raccords et les périphériques nécessaires au pipeline.

Les connexions sont sélectionnées (Fig. 1.4) en fonction de:

1. matériaux utilisés pour la fabrication de tuyaux et d'éléments façonnés. Le critère de sélection principale est la possibilité de souder.
2. conditions de travail: pression faible ou haute pression, ainsi que des températures basses ou élevées.
3. exigences de production présentées au système de pipeline.
4. la présence de connexions amovibles ou permanentes dans le système de pipeline.

Figure. 1.4 Types de connexion de tuyauterie

Expansion de tuyaux linéaire et son équipement

La forme géométrique des éléments peut être modifiée à la fois au moyen de la force et lorsqu'il y a un changement de température. Ces phénomènes physiques conduisent au fait que le pipeline monté en état non chargé et sans exposition à la température, pendant le fonctionnement sous pression ou à la température, il existe certaines extensions ou compression linéaire, ce qui affecte négativement ses qualités opérationnelles.

Dans le cas où il n'est pas possible de compenser l'expansion, le système de pipeline est déformé. Dans le même temps, des dommages causés aux joints de bride et les lieux de connexion de tuyaux entre eux peuvent survenir.

Extension linéaire thermique

Lors de la pose de pipelines, il est important de prendre en compte le changement possible de la longueur à la suite d'une augmentation de la température ou de l'extension linéaire thermique indiquée par ΔL. Cette valeur dépend de la longueur du tuyau, qui est désignée par L o et la différence de température Δθ \u003d θ2-θ1 (figure 1.5).

Dans la formule A ci-dessus, le coefficient d'expansion linéaire thermique de ce matériau. Cet indicateur est égal à la magnitude de l'expansion linéaire du tuyau d'une longueur de 1 m avec une augmentation de la température de 1 ° C.

Éléments de compensation d'expansion des tuyaux

Camion

Grâce à des discrétions spéciales qui sont soudées dans le pipeline, vous pouvez compenser l'expansion linéaire naturelle des tuyaux. Cela utilise un compensation de robinets en forme de U, en forme de Z et angulaires, ainsi que les compensateurs de balle (Fig. 1,6).

Figure. 1.6 Robinettes de tuyaux de compensation

Ils perçoivent l'expansion linéaire des tuyaux en raison de leur propre déformation. Cependant, cette méthode n'est possible qu'avec certaines restrictions. Dans les pipelines à haute pression, les genoux à différents angles sont utilisés pour compenser l'expansion. En raison de la pression qui agit dans de telles décharges, il est possible de renforcer la corrosion.

Compensateurs de tuyaux ondulés

Cet appareil consiste en un tuyau ondulé en métal à paroi mince, qui s'appelle un soufflet et étiré dans la direction de la pipeline (Fig. 1,7).

Ces appareils sont installés dans le pipeline. La pré-tension est utilisée comme compensateur d'expansion spéciale.

Si nous parlons de compensateurs axiaux, ils sont capables de ne compenser que ces extensions linéaires qui se produisent le long de l'axe de la conduite. Pour éviter les déplacements latéraux et la contamination interne, une bague de guidage interne est utilisée. Afin de protéger le pipeline des dommages externes, une gaine spéciale est utilisée. Les compensateurs qui ne contiennent pas l'anneau de guidage intérieur, absorbent les décalages latéraux, ainsi que la vibration, qui peuvent provenir de pompes.

Isolement des tuyaux

Dans le cas où le pipeline déplace le milieu avec une température élevée, son isolant est nécessaire pour éviter la perte de chaleur. En cas de déplacement à travers une pipeline moyenne à basse température, l'isolation est utilisée pour empêcher son chauffage par l'environnement externe. L'isolation dans de tels cas est effectuée à l'aide de matériaux isolants spéciaux placés autour des tuyaux.

En tant que présent des matériaux, en règle générale, sont utilisés:

1. À des températures basses jusqu'à 100 ° C, des mousses rigides sont utilisées, par exemple, du polystyrène ou du polyuréthane.
2. À des températures moyennes, environ 600 ° C utilisent des coquilles de forme ou une fibre minérale, telle que la laine de pierre ou le feutre de verre.
3. À des températures élevées dans la région de 1200 ° C - Fibre céramique, par exemple l'alumine.

Les tuyaux, dont le passage conditionnel est inférieur à DN 80 et l'épaisseur de la couche d'isolation est inférieure à 50 mm, en règle générale, sont isolées à l'aide d'éléments de forme isolante. Pour cela, les deux coquilles sont placées autour du tuyau et attachent avec un ruban métallique, puis fermées avec un boîtier en étain (Fig. 1,8).

Les pipelines ayant un passage conditionnel plus que DN 80 doivent être fournis avec une isolation thermique avec le cadre inférieur (Fig. 1.9). Un tel cadre est constitué de bagues de serrage, d'une jambe de force, ainsi que d'une face métallique en acier souple galvanisé ou en acier inoxydable. Entre le pipeline et le boîtier en métal, l'espace est rempli de matériau isolant.

L'épaisseur d'isolation est calculée en déterminant le coût de sa fabrication, ainsi que des pertes causées par la perte de chaleur et varie de 50 à 250 mm.

L'isolation thermique doit être appliquée sur toute la longueur du système de pipeline, y compris les zones de robinets et de genoux. Il est très important de surveiller cet endroit non protégé qui sera capable de provoquer des pertes de chaleur. Les composés de bride et les raccords doivent être fournis avec des éléments isolants de forme (Fig. 1.10). Cela garantit un accès non obstrué au site de connexion sans avoir à retirer le matériau isolant de l'ensemble du système de pipeline si une perturbation d'une étanchéité s'est produite.

Dans le cas où l'isolation du système de pipeline est sélectionnée correctement, de nombreuses tâches sont résolues, telles que:

1. Éviter une forte goutte de température dans le milieu fluide et, par conséquent, des économies d'énergie.
2. Empêcher la chute de la température dans les systèmes de pipeline de gaz sous le point de rosée. Ainsi, il est possible d'exclure la formation de condensat, ce qui peut entraîner une destruction significative de la corrosion.
3. Éviter la séparation du condensat dans des pipelines à vapeur.