Меню

Таблица потери давления для труб пнд

Гидравлический расчет полиэтиленовых труб – формулы и графики

Гидравлический расчет полиэтиленовых труб выполняется с целью определения потерь напора потока, на основании чего в дальнейшем выбирается диаметр труб и марка повысительного (или вакуумного) насоса.

Потери напора Н, мм вод. ст., в общем случае течения жидкости равны:

Н = i · l+ hм.с. + hв + hг.в. + hсв.н. > hг

  • где i – удельная потеря напора на трение, м/м;
  • hм.с. – потери напора в местных сопротивлениях, м;
  • l – расчетная длина трубопровода, м;
  • hв – потери напора в водоизмерительных устройствах, м;
  • hг.в. – геометрическая высота подъема воды (плюс или минус), м;
  • hг – гарантийный напор перед насосным оборудованием, м;
  • hсв.н. – свободный напор, необходимый для создания комфортной струи в водоразборной арматуре

Удельная потеря напора i определяется по формуле:

где λ – коэффициент сопротивления трения по длине трубопровода;
V – скорость течения жидкости, м/с;
g – ускорение свободного падения, м/с²;
dp – расчетный диаметр труб, м. Допускается определять как d – 2e (наружный диаметр минус две толщины стенки).

Скорость течения жидкости равна:

где q > расчетный расход жидкости, м3/с;

– площадь живого сечения трубы, м2.

Коэффициент сопротивления трения λ определяется в соответствии с регламентами свода правил СП 40-102-2000 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования»:

где b – некоторое число подобия режимов течения жидкости; при b > 2 принимается b = 2.

где Re – фактическое число Рейнольдса.

где ν – коэффициент кинематической вязкости жидкости, м²/с. При расчетах холодных водопроводов принимается равным 1,31 · 10-6 м²/с – вязкость воды при температуре +10 °С;

Reкв >- число Рейнольдса, соответствующее началу квадратичной области гидравлических сопротивлений.

где Кэ – гидравлическая шероховатость материала труб, м. Для труб из полимерных материалов принимается Кэ = 0,00002 м, если производитель труб не дает других значений шероховатости.

В тех случаях течения, когда Re ≥ Reкв, расчетное значение параметра b становится равным 2, и формула ( 4 ) существенно упрощается, обращаясь в известную формулу Прандтля:

При Кэ = 0,00002 м квадратичная область сопротивлений наступает при скорости течения воды (ν= 1,31 · 10-6 м²/с), равной 32,75 м/с, что практически недостижимо в коммунальных водопроводах.

Для повседневных расчетов рекомендуются номограммы, а для более точных расчетов – «Таблицы для гидравлических расчетов трубопроводов из полимерных материалов», том 1 «Напорные трубопроводы» (А.Я. Добромыслов, М., изд>во ВНИИМП, 2004 г.).

При расчетах по номограммам результат достигается одним наложением линейки – следует прямой линией соединить точку со значением расчетного диаметра на шкале dр с точкой со значением расчетного расхода на шкале q (л/с), продолжить эту прямую линию до пересечения со шкалами скорости V и удельных потерь напора 1000 i (мм/м). Точки пересечения прямой линии с этими шкалами дают значение V и 1000 i.

Как известно, затраты электроэнергии на перекачку жидкости находятся в прямой пропорциональной зависимости от величины Н (при прочих равных условиях). Подставив выражение ( 3 ) в формулу ( 2 ), нетрудно увидеть, что величина i (а, следовательно и Н) обратнопропорциональна расчетному диаметру dр в пятой степени.

Читайте также:  Аппараты высокого давления 200 бар

Выше показано, что величина dр зависит от толщины стенки трубы e: чем тоньше стенка, тем выше dр и тем, соответственно, меньше потери напора на трение и затраты электроэнергии.

Таким образом, результаты расчетов толщины стенки e трубы по формулам (1) – (5) в сочетании с результатами гидравлических расчетов по формулам (1) – (7) позволяют выбрать трубу с конкретным значением SDR и конкретным значением MRS. В зависимости от величины расчетного расхода жидкости на объекте и требуемого напора подбирается марка повысительного (вакуумного) насоса.

Если в дальнейшем по каким-либо причинам меняется значение MRS трубы, ее диаметр и толщина стенки (SDR) должны быть пересчитаны.

Следует иметь в виду, что в целом ряде случаев применение труб с MRS 10 взамен труб с MRS 8, тем более труб с MRS 6,3 позволяет на один размер уменьшить диаметр трубопровода. Поэтому в наше время применение полиэтилена РЕ 80 (MRS 8) и PE 100 (MRS 10) взамен полиэтилена РЕ 63 (MRS 6,3) для изготовления труб позволяет не только уменьшить толщину стенки труб, их массу и материалоемкость, но и снизить затраты электроэнергии на перекачку жидкости (при прочих равных условиях).

В последние годы (после 2013) трубы изготовленные из полиэтилена ПЭ80 практически полностью вытеснены из производства трубами изготовленные из полиэтилена марки ПЭ100. Объясняется это тем, что сырье из которого производятся трубы поставляется из-за границы маркой ПЭ100. А еще тем, что полиэтилен 100 марки имеет более прочностные характеристики, благодаря чему, трубы выпускаются с теми же характеристиками, что трубы из ПЭ80, но с более тонкой стенкой, за счет чего увеличивается пропускная способность полиэтиленовых трубопроводов.

Номограмма для определения потерь напора в трубах диаметрами 6 , 100 мм.

Номограмма для определения потерь напора в трубах диаметрами 100 , 1200 мм.

Источник

Падение напора в трубопроводе.

Расчёт потерь напора воды в трубопроводе выполняется очень просто, далее мы подробно рассмотрим варианты расчёта.

Для гидравлического расчета трубопровода вы можете воспользоваться калькулятором гидравлического расчета трубопровода.

Вам посчастливилось пробурить скважину прямо около дома? Замечательно! Теперь вы сможете обеспечить себя и свой дом или дачу чистой водой, которая не будет зависеть от центрального водоснабжения. А это значит никакого сезонного отключения воды и бегания с вёдрами и тазиками. Нужно только установить насос и готово! В настоящей статье мы поможем вам рассчитать потери напора воды в трубопроводе, и уже с этими данными можно смело покупать насос и наслаждать, наконец, своей водой из скважины.

Из школьных уроков физики понятно, что вода, текущая по трубам, в любом случае испытывает сопротивление. Величина этого сопротивления зависит от скорости потока, диаметра трубы и гладкости её внутренней поверхности. Сопротивление тем меньше, чем меньше скорость потока и больше диаметр и гладкость трубы. Гладкость трубы зависит от материала, из которого она изготовлена. Трубы из полимеров более гладкие, чем стальные трубы, а также они не ржавеют и, что немаловажно, дешевле других материалов, не уступая при этом в качестве. Вода будет испытывать сопротивление, двигаясь даже по полностью горизонтальной трубе. Однако чем длиннее сама труба, тем менее значительны будут потери напора. Что ж, приступим к расчету.

Читайте также:  Реле давления с манометром купит

Потери напора на прямых участках трубы.

Чтобы подсчитать потери напора воды на прямых участках труб использует уже готовую таблицу, представленную ниже. Значения в этой таблице указаны для труб, изготовленных их полипропилена, полиэтилена и других слов, начинающихся с «поли» (полимеров). Если же вы собираетесь установить стальные трубы, то необходимо умножить приведённые в таблице значения на коэффициент 1,5.

Данные приведены на 100 метров трубопровода, потери указаны в метрах водного столба.

Расход

Внутренний диаметр трубы, мм

Источник

На какое давление рассчитаны трубы ПНД

Напорные трубы изготавливают из полиэтилена низкого давления марок ПЭ 32, 63, 80 и ПЭ 100. Их производство регламентирует ГОСТ 18599-2001. Этот комплексный документ даёт ответы на все вопросы:

  • о том, какое давление выдерживает труба ПНД;
  • о сортаменте продукции с учётом материала труб, их наружного диаметра и толщины стенок;
  • о допусках;
  • о качественных требованиях к готовой продукции и т. д.

ГОСТ 18599-2001 достаточно сложен для восприятия. Документ содержит несколько десятков страниц, таблиц, формул, отсылок к другим стандартам. Например, рабочее давление полиэтиленовых труб из ПЭ 32, равно как их сортамент, приведено в таблице 1.

Те же характеристики для труб из остальных марок ПНД указаны в таблице 3 этого ГОСТа. Обе таблицы имеют сложную структуру. Представленный в них сортамент труб ПНД высокого давления включает следующие виды продукции:

Наружный диаметр, мм

Толщина стенок, мм

SDR, величина соотношения диаметра к толщине стенок

PN, рабочее (номинальное) давление, бар

21; 17,6; 13,6 и 11

26; 21; 17,6; 17; 13,6; 11; 9; 7,4 и 6

5; 6,3; 7,5; 8; 10; 12,5; 16; 20 и 25

33; 26; 21; 17,6; 17; 13,6; 11; 9 и 7,4

5; 6,3; 8; 9,5; 10; 12,5; 16; 20 и 25

Рабочее давление трубы ПНД имеет прямую зависимость от толщины стенок и обратную – от величины SDR и, соответственно, диаметра изделий. Кроме того, при одинаковом показателе SDR рабочее давление зависит также от материала труб. Например, для изделий из ПЭ 32, 63, 80 и ПЭ 100 с маркировкой SDR 13,6 его величина составит 4, 8, 10 и 12,5 бар.

Читайте также:  Привыкание к повышенному давлению

Определение максимального давления трубы ПНД

Для потребителя ответ на вопрос, какое давление для труб ПНД является допустимым, дан в последней графе представленной выше таблицы. Кстати, величина номинального (рабочего) давления полиэтиленовых труб указывается для транспортировки жидкостей и газов температурой до +20 °С. Верхний предел температурного диапазона для продукции из ПНД установлен на отметке +40 °С.

При достижении этой температуры прочностные характеристики труб из полиэтилена марки ПЭ 32 падают на 70 %, ПЭ 63 – на 38 %, ПЭ 80 и 100 – на 26 % с соответственным снижением допустимого уровня рабочего давления. В числе требований ГОСТ 18599-2001, предъявляемых к готовой продукции, имеется также наличие у неё запаса прочности (коэффициент C) для разных условий эксплуатации. Например, для трубопроводов воды C равен 1,25.

Если вас интересуют допустимые потери давления для полиэтиленовых труб в разных температурных условиях более подробно, воспользуйтесь информацией из приложения А этого ГОСТа. Что касается значений критического давления на разрыв и разрушение труб, то они указываются в правилах испытаний готовой продукции, которые обязан проводить её производитель.

Эти правила установлены ГОСТ 24157, ГОСТ 27078 и рядом других нормативных документов. Результаты испытаний вносятся в сертификат соответствия, который подтверждает надлежащее качество готовой продукции. Потребитель должен доверять этим сведениям, поскольку провести аналогичные испытания собственными силами практически невозможно.

Расчёт давления для ПНД

При проектировании трубопроводных систем разного назначения обязательно выполняют расчёты рабочего давления. Верхний предел этого параметра вычисляют по формуле:

где MOP – максимально допустимое давление внутри трубы, MRS – минимальное значение прочности для неблагоприятных условий эксплуатации по ГОСТ 8032, C – коэффициент запаса прочности, SDR – значение соотношения диаметра к толщине стенок труб.

Полученный результат является определяющим фактором выбора марки труб, которая будет соответствовать эксплуатационным условиям.

Труба из ПНД низкого давления должна быть промаркирована надписью на её поверхности, содержащей следующую информацию:

  • марка ПНД, из которой изготовлена труба;
  • значение SDR;
  • величина диаметра и толщины стенок труб в миллиметрах, которую записывают, например, так: 32х2 мм;
  • назначение – для питьевой или технической воды.

Обратите внимание, что правилами маркировки указание рабочего давления PN труб не предусмотрено. Поэтому при выборе такой продукции следует руководствоваться всё тем же ГОСТ 18599-2001, чтобы убедиться, на какое давление рассчитано изделие.

Если вас интересует ответ на вопрос, какое давление выдерживает полипропиленовая труба, обратитесь к ГОСТ 32415-2013. Этот документ в разы сложнее и объёмнее, чем ГОСТ на трубы из ПНД. Прежде всего для изготовления полипропиленовых труб используют 10 марок полимера. Эта продукция предназначена для систем отопления и горячего водоснабжения с рабочими температурами до +90 °С. Кстати, рабочее давление для труб из полипропилена указывается в их маркировке.

Источник

Adblock
detector