Hoe het debiet te berekenen met kennis van de doorsnede en druk. Watervoorzieningsberekening met voorbeeld

In bedrijven, maar ook in appartementen en huizen in het algemeen, wordt een grote hoeveelheid water verbruikt. De cijfers zijn enorm, maar kunnen ze iets anders zeggen dan het feit dat er sprake is van een bepaalde uitgave? Ja, dat kunnen ze. De waterstroom kan namelijk helpen bij het berekenen van de diameter van de buis. Dit zijn ogenschijnlijk niet-gerelateerde parameters, maar in feite is de relatie duidelijk.

De doorzet van een watervoorzieningssysteem is immers van veel factoren afhankelijk. Een belangrijke plaats in deze lijst wordt ingenomen door de diameter van de leidingen, evenals de druk in het systeem. Laten we dit probleem dieper bekijken.

Factoren die de doorgang van water door een leiding beïnvloeden

Waterstroom door de pijp rond gedeelte Het hebben van een gat hangt af van de grootte van dit gat. Dus hoe groter het is, hoe groter het is meer water zal binnen een bepaalde tijd door de buis gaan. Vergeet echter de druk niet. Je kunt tenslotte een voorbeeld geven. Een meterlange kolom duwt in veel minder tijd per tijdseenheid water door een centimeter lang gat dan een kolom met een hoogte van enkele tientallen meters. Het is duidelijk. Daarom zal de waterstroom zijn maximum bereiken bij de maximale interne doorsnede van het product, evenals bij maximale druk.

Diameterberekening

Als u een bepaalde waterstroom aan de uitlaat van het watertoevoersysteem wilt verkrijgen, kunt u niet zonder de diameter van de buis te berekenen. Deze indicator heeft immers, samen met de andere, invloed op de indicator bandbreedte.

Natuurlijk zijn er speciale tabellen beschikbaar op internet en in gespecialiseerde literatuur waarmee u de berekeningen kunt omzeilen, waarbij u zich op bepaalde parameters concentreert. U moet echter geen hoge nauwkeurigheid van dergelijke gegevens verwachten; de fout zal nog steeds aanwezig zijn, zelfs als met alle factoren rekening wordt gehouden. Daarom is de beste manier om nauwkeurige resultaten te krijgen, het uitvoeren van uw eigen berekeningen.

Hiervoor heeft u de volgende gegevens nodig:

• Waterverbruik verbruik.
• Drukverlies van het bronpunt tot het verbruikspunt.

Het waterverbruik hoeft niet te worden berekend; er is een digitale standaard. Je kunt de gegevens van de mixer gebruiken, waaruit blijkt dat er ongeveer 0,25 liter per seconde wordt verbruikt. Dit cijfer kan worden gebruikt voor berekeningen.

Best veel belangrijke parameter om nauwkeurige gegevens te verkrijgen - drukverlies in het gebied. Zoals bekend varieert de drukdruk in standaard watertoevoerstijgbuizen van 1 tot 0,6 atmosfeer. Het gemiddelde is 1,5-3 atm. De parameter is afhankelijk van het aantal verdiepingen in het huis. Maar dit betekent niet dat hoe hoger het huis, hoe hoger de druk in het systeem. In zeer hoge gebouwen (meer dan 16 verdiepingen) wordt soms gebruik gemaakt van het opdelen van het systeem in verdiepingen om de druk te normaliseren.

Wat het drukverlies betreft, kan dit cijfer worden berekend met behulp van manometers op het bronpunt en vóór het verbruikspunt.

Als kennis en geduld echter niet voldoende zijn voor onafhankelijke berekeningen, kunt u tabelgegevens gebruiken. En zelfs als ze bepaalde fouten bevatten, zullen de gegevens onder bepaalde omstandigheden behoorlijk nauwkeurig zijn. En dan zal het heel eenvoudig en snel zijn om de diameter van de buis te bepalen op basis van de waterstroom. Dit betekent dat het watertoevoersysteem correct wordt berekend, waardoor u een hoeveelheid vloeistof kunt verkrijgen die aan uw behoeften voldoet.

Dit kenmerk is afhankelijk van verschillende factoren. Allereerst is dit de diameter van de buis, evenals het type vloeistof en andere indicatoren.

Voor hydraulische berekening pijpleiding, kunt u de hydraulische gebruiken.

Bij het berekenen van systemen op basis van vloeistofcirculatie door pijpleidingen is het nodig om nauwkeurig te bepalen pijp capaciteit. Dit is een metrische waarde die de hoeveelheid vloeistof karakteriseert die gedurende een bepaalde periode door leidingen stroomt. Deze indicator houdt rechtstreeks verband met het materiaal waaruit de buizen zijn gemaakt.

Als we bijvoorbeeld kunststofbuizen nemen, verschillen deze gedurende hun gehele levensduur in vrijwel dezelfde doorvoer. Plastic is, in tegenstelling tot metaal, niet gevoelig voor corrosie, dus er wordt geen geleidelijke toename van afzettingen waargenomen.

Wat metalen buizen betreft, zij de doorvoer neemt af jaar na jaar. Door het verschijnen van roest laat het materiaal in de buizen los. Dit leidt tot oppervlakteruwheid en de vorming van nog meer tandplak. Dit proces vindt vooral snel plaats in warmwaterleidingen.

Hieronder volgt een tabel met geschatte waarden, die is gemaakt om het bepalen van de doorvoer van leidingen in de bedrading van appartementen gemakkelijker te maken. Deze tabel houdt geen rekening met de vermindering van de doorvoer als gevolg van het optreden van sedimentaire ophopingen in de leiding.

Tabel met leidingcapaciteiten voor vloeistoffen, gas, waterdamp.

Soort vloeistof	Snelheid (m/sec)
Stads water
Waterleiding
Watersysteem centrale verwarming
Druksysteemwater in pijpleiding
Hydraulische vloeistof	tot 12 m/sec
Oliepijpleiding lijn
Olie in het druksysteem van de pijpleiding
Stoom in het verwarmingssysteem
Centraal stoomleidingsysteem
Stoom in een verwarmingssysteem met hoge temperatuur
Lucht en gas erin centraal systeem pijpleiding

Meestal wordt gewoon water als koelmiddel gebruikt. De snelheid waarmee de doorvoer in leidingen afneemt, is afhankelijk van de kwaliteit ervan. Hoe hoger de kwaliteit van het koelmiddel, hoe langer de pijpleiding van welk materiaal dan ook (staal, gietijzer, koper of plastic) meegaat.

Berekening van de leidingcapaciteit.

Voor nauwkeurige en professionele berekeningen moet u de volgende indicatoren gebruiken:

• Het materiaal waaruit buizen en andere elementen van het systeem zijn gemaakt;
• Lengte pijp
• Aantal waterverbruikspunten (voor watervoorzieningssysteem)

De meest populaire berekeningsmethoden:

1. Formule. Een nogal complexe formule, die alleen begrijpelijk is voor professionals, houdt rekening met verschillende waarden tegelijk. De belangrijkste parameters waarmee rekening wordt gehouden, zijn het materiaal van de buizen (oppervlakteruwheid) en hun helling.

2. Tabel. Dit is een eenvoudigere manier waarop iedereen de doorvoer van een pijpleiding kan bepalen. Een voorbeeld is de engineeringtabel van F. Shevelev, waaruit u de doorvoercapaciteit kunt achterhalen op basis van het buismateriaal.

3. Computerprogramma. Een van deze programma's kan eenvoudig worden gevonden en gedownload op internet. Het is speciaal ontworpen om de doorvoersnelheid voor leidingen van elk circuit te bepalen. Om de waarde te achterhalen, moet u de initiële gegevens in het programma invoeren, zoals materiaal, buislengte, koelvloeistofkwaliteit, enz.

Het moet gezegd worden dat de laatste methode, hoewel de meest nauwkeurige, niet geschikt is voor eenvoudige berekeningen huishoudelijke systemen. Het is vrij complex en vereist kennis van de waarden van een grote verscheidenheid aan indicatoren. Om een ​​eenvoudig systeem in een privéwoning te berekenen, is het beter om tabellen te gebruiken.

Een voorbeeld van het berekenen van de pijpleidingcapaciteit.

De lengte van de pijpleiding is een belangrijke indicator bij het berekenen van de overslag.De lengte van de pijpleiding heeft een grote invloed op de overslagindicatoren. Hoe groter de afstand die water aflegt, hoe minder druk het in de leidingen creëert, waardoor de stroomsnelheid afneemt.

Hier zijn enkele voorbeelden. Gebaseerd op tabellen die voor deze doeleinden door ingenieurs zijn ontwikkeld.

Pijpcapaciteit:

• 0,182 t/u met een diameter van 15 mm
• 0,65 t/u met buisdiameter 25 mm
• 4 t/u met een diameter van 50 mm

Zoals uit de gegeven voorbeelden blijkt, verhoogt een grotere diameter de stroomsnelheid. Als de diameter wordt verdubbeld, neemt ook de doorvoer toe. Met deze afhankelijkheid moet rekening worden gehouden bij het installeren ervan vloeistof systeem Of het nu gaat om watervoorziening, riolering of warmtevoorziening. Dit geldt met name voor verwarmingssystemen, omdat ze in de meeste gevallen gesloten zijn en de warmtetoevoer in het gebouw afhankelijk is van de uniforme circulatie van de vloeistof.

Waarom zijn dergelijke berekeningen nodig?

Bij het opstellen van een plan voor de bouw van een groot huisje met meerdere badkamers, een privéhotel, een organisatie brand systeem, is het erg belangrijk om min of meer nauwkeurige informatie te hebben over de transportmogelijkheden van de bestaande buis, rekening houdend met de diameter en druk in het systeem. Het gaat allemaal om drukschommelingen tijdens piekwaterverbruik: dergelijke verschijnselen hebben een vrij ernstige invloed op de kwaliteit van de geleverde diensten.

Als de watervoorziening bovendien niet is uitgerust met watermeters, dan is het bij het betalen voor nutsvoorzieningen de zogenaamde. "pijpdoorgankelijkheid". In dit geval rijst de vraag naar de tarieven die in dit geval worden toegepast heel logisch.

Het is belangrijk om te begrijpen dat de tweede optie niet van toepassing is op privéruimten (appartementen en huisjes), waar, bij gebrek aan meters, rekening wordt gehouden met sanitaire normen bij het berekenen van de betaling: meestal is dit maximaal 360 l/dag per persoon .

Wat bepaalt de doorlaatbaarheid van een leiding?

Wat bepaalt het waterdebiet in een ronde buis? Het lijkt erop dat het vinden van het antwoord niet moeilijk hoeft te zijn: hoe groter de doorsnede van de buis, hoe groter het watervolume dat deze in een bepaalde tijd kan passeren. Tegelijkertijd wordt ook de druk onthouden, want hoe hoger de waterkolom, hoe sneller het water in de communicatie wordt gedwongen. De praktijk leert echter dat dit niet alle factoren zijn die het waterverbruik beïnvloeden.

Daarnaast moet er ook rekening gehouden worden met de volgende punten:

1. Lengte pijp. Naarmate de lengte toeneemt, wrijft het water sterker tegen de wanden, wat leidt tot een vertraging van de stroming. Helemaal aan het begin van het systeem wordt water inderdaad uitsluitend door druk beïnvloed, maar het is ook belangrijk hoe snel de volgende porties de kans krijgen om in de communicatie te komen. De remming in de buis bereikt vaak grote waarden.
2. Het waterverbruik is afhankelijk van de diameter veel complexer dan het op het eerste gezicht lijkt. Wanneer de buisdiameter klein is, zijn de wanden een orde van grootte meer bestand tegen de waterstroming dan bij dikkere systemen. Als gevolg hiervan wordt, wanneer de buisdiameter wordt verkleind, het voordeel in termen van de verhouding tussen de waterstroomsnelheid en het interne oppervlak van de locatie verminderd vaste lengte. Simpel gezegd: een dikke pijpleiding transporteert water veel sneller dan een dunne pijpleiding.
3. Materiaal van vervaardiging. Een andere belangrijk punt, wat rechtstreeks invloed heeft op de snelheid van de waterbeweging door de buis. Glad propyleen bevordert bijvoorbeeld het glijden van water in veel grotere mate dan ruwe stalen wanden.
4. Duur van de dienst. Na verloop van tijd ontwikkelen stalen waterleidingen roest. Bovendien is het typisch voor staal, zoals gietijzer, dat zich geleidelijk kalkaanslag ophoopt. De weerstand tegen waterstroming van leidingen met afzettingen is veel hoger dan die van nieuwe staalproducten: dit verschil reikt soms tot 200 keer. Bovendien leidt het overgroeien van de buis tot een afname van de diameter: zelfs als we geen rekening houden met de verhoogde wrijving, neemt de doorlaatbaarheid ervan duidelijk af. Het is ook belangrijk op te merken dat producten gemaakt van plastic en metaal-plastic dergelijke problemen niet hebben: zelfs na decennia van intensief gebruik blijft hun weerstandsniveau tegen waterstromingen op het oorspronkelijke niveau.
5. Beschikbaarheid van bochten, fittingen, adapters, kleppen draagt ​​bij aan extra remming van waterstromen.

Met alle bovengenoemde factoren moet rekening worden gehouden, omdat we praten over niet over enkele kleine fouten, maar over een serieus verschil van meerdere keren. Concluderend kunnen we stellen dat een eenvoudige bepaling van de leidingdiameter op basis van de waterstroming nauwelijks mogelijk is.

Nieuwe mogelijkheid om het waterverbruik te berekenen

Als het water via een kraan wordt gebruikt, vereenvoudigt dit de taak aanzienlijk. Het belangrijkste in dit geval is dat de grootte van het wateruitstroomgat veel kleiner is dan de diameter van de waterleiding. In dit geval is de formule voor het berekenen van water over de dwarsdoorsnede van een Torricelli-buis v^2=2gh van toepassing, waarbij v de stromingssnelheid door een klein gaatje is, g de versnelling van de vrije val is en h de hoogte van de waterkolom boven de kraan (een gat met een doorsnede s passeert per tijdseenheid het watervolume s*v). Het is belangrijk om te onthouden dat de term 'sectie' niet wordt gebruikt om de diameter aan te duiden, maar om het oppervlak ervan. Om het te berekenen, gebruik je de formule pi*r^2.

Als de waterkolom een ​​hoogte heeft van 10 meter en het gat een diameter heeft van 0,01 m, wordt de waterstroom door de buis bij een druk van één atmosfeer als volgt berekend: v^2=2*9,78*10=195,6. Nadat we de vierkantswortel hebben genomen, krijgen we v=13,98570698963767. Na afronding om een ​​eenvoudiger snelheidscijfer te krijgen, is het resultaat 14 m/s. De doorsnede van een gat met een diameter van 0,01 m wordt als volgt berekend: 3,14159265*0,01^2=0,000314159265 m2. Hieruit blijkt dat de maximale waterstroom door de leiding overeenkomt met 0,000314159265*14 = 0,00439822971 m3/s (iets minder dan 4,5 liter water/seconde). Zoals u kunt zien, is het berekenen van water over de dwarsdoorsnede van een buis in dit geval vrij eenvoudig. Er zijn ook vrij beschikbare speciale tabellen die het waterverbruik aangeven voor de meest populaire sanitairproducten, met een minimumwaarde van de diameter van de waterleiding.

Zoals u al begrijpt, bestaat er geen universele, eenvoudige manier om de diameter van een pijpleiding te berekenen, afhankelijk van de waterstroom. U kunt echter nog steeds bepaalde indicatoren voor uzelf afleiden. Dit geldt vooral als het systeem is gemaakt van kunststof of metaal-kunststof buizen en het waterverbruik wordt uitgevoerd door kranen met een kleine uitlaatdoorsnede. In sommige gevallen is deze rekenmethode van toepassing op staalsystemen, maar het gaat vooral om nieuwe waterleidingen die nog niet bedekt zijn met interne afzettingen op de muren.

Waterverbruik per buisdiameter: bepaling van de buisdiameter afhankelijk van debiet, berekening per doorsnede, formule voor maximaal debiet bij druk in een ronde buis

Waterverbruik per buisdiameter: bepaling van de buisdiameter afhankelijk van debiet, berekening per doorsnede, formule voor maximaal debiet bij druk in een ronde buis

Waterstroming door een leiding: is een eenvoudige berekening mogelijk?

Is het mogelijk om een ​​eenvoudige berekening van de waterstroom te maken op basis van de diameter van de buis? Of de enige manier is om contact op te nemen met specialisten, nadat u eerder bent afgebeeld gedetailleerde kaart alle waterleidingen in de omgeving?

Hydrodynamische berekeningen zijn immers uiterst complex...

Onze taak is om erachter te komen hoeveel water deze pijp kan passeren

Waar is het voor?

1. Bij het onafhankelijk berekenen van watervoorzieningssystemen.

Als u van plan bent om te bouwen groot huis met meerdere gastenbaden, een minihotel, denk aan een brandblussysteem - het is raadzaam om te weten hoeveel water een leiding van een bepaalde diameter bij een bepaalde druk kan leveren.

Het is immers onwaarschijnlijk dat een aanzienlijke drukdaling tijdens piekwaterverbruik de bewoners zal bevallen. En een zwakke waterstroom uit een brandslang zal hoogstwaarschijnlijk nutteloos zijn.

1. Bij gebrek aan watermeters factureren nutsbedrijven organisaties meestal 'op basis van de leidingstroom'.

Let op: het tweede scenario betreft geen appartementen en particuliere woningen. Als er geen watermeters zijn, brengen nutsbedrijven water in rekening volgens de sanitaire normen. Voor moderne, goed onderhouden huizen is dit maximaal 360 liter per persoon per dag.

We moeten toegeven: een watermeter vereenvoudigt de relaties met nutsvoorzieningen aanzienlijk

Factoren die de doorgankelijkheid van de pijp beïnvloeden

Wat beïnvloedt de maximale waterstroom in een ronde buis?

Het voor de hand liggende antwoord

Gezond verstand dicteert dat het antwoord heel eenvoudig moet zijn. Er is een leiding voor de watervoorziening. Er zit een gat in. Hoe groter het is, hoe meer water er per tijdseenheid doorheen gaat. Sorry, nog steeds druk.

Het is duidelijk dat een waterkolom van 10 centimeter minder water door een gat van een centimeter zal duwen dan een waterkolom ter hoogte van een gebouw van tien verdiepingen.

Het hangt dus af van de interne doorsnede van de buis en van de druk in het watertoevoersysteem, toch?

Is er echt nog iets nodig?

Goed antwoord

Nee. Deze factoren beïnvloeden de consumptie, maar vormen slechts het begin van een lange lijst. Het berekenen van de waterstroom op basis van de diameter van de pijp en de druk daarin is hetzelfde als het berekenen van het traject van een raket die naar de maan vliegt op basis van de schijnbare positie van onze satelliet.

Als je geen rekening houdt met de rotatie van de aarde, de beweging van de maan in zijn eigen baan, de weerstand van de atmosfeer en de zwaartekracht van hemellichamen - het is nauwelijks van ons ruimteschip zal op zijn minst ongeveer het gewenste punt in de ruimte raken.

Hoeveel water er uit een leiding met diameter x zal stromen bij leidingdruk y wordt niet alleen beïnvloed door deze twee factoren, maar ook door:

• Lengte pijp. Hoe langer het is, hoe meer de wrijving van water tegen de muren de waterstroom daarin vertraagt. Ja, het water helemaal aan het uiteinde van de buis wordt alleen beïnvloed door de druk erin, maar de volgende volumes water moeten daarvoor in de plaats komen. En de waterleiding vertraagt ​​ze, en hoe.

Juist vanwege het drukverlies in een lange pijp bevinden zich pompstations op oliepijpleidingen

• De diameter van de leiding beïnvloedt het waterverbruik op een veel complexere manier dan “gezond verstand” suggereert.. Bij buizen met een kleine diameter is de wandweerstand tegen stromingsbeweging veel groter dan bij dikke buizen.

De reden hiervoor is dat hoe kleiner de buis, hoe ongunstiger qua waterdebiet de verhouding tussen inwendig volume en oppervlakte bij een vaste lengte.

Simpel gezegd: het is gemakkelijker voor water om door een dikke pijp te stromen dan door een dunne pijp.

• Wandmateriaal is een andere belangrijke factor waarvan de snelheid van de waterbeweging afhangt.. Als water over glad polypropyleen glijdt, zoals de lendenen van een onhandige dame op een trottoir in ijskoude omstandigheden, dan zorgt ruw staal voor een veel grotere weerstand tegen stroming.
• De ouderdom van de buis heeft ook grote invloed op de doorlaatbaarheid van de buis.. Staal waterleidingen Ze roesten; bovendien raken staal en gietijzer na jarenlang gebruik overgroeid met kalkaanslag.

Een overwoekerde pijp heeft een veel grotere weerstand tegen stroming (weerstand tegen een gepolijst nieuw exemplaar). stalen pijp en roestig verschillen 200 keer!). Bovendien verkleinen gebieden in de buis als gevolg van overgroei de speling; zelfs in ideale omstandigheden Er zal veel minder water door een overwoekerde leiding stromen.

Denkt u dat het zinvol is om de doorlaatbaarheid te berekenen aan de hand van de diameter van de buis bij de flens?

Let op: de oppervlakteconditie van kunststof- en metaal-polymeerbuizen verslechtert na verloop van tijd niet. Na 20 jaar zal de buis dezelfde weerstand tegen waterstroming bieden als op het moment van installatie.

• Ten slotte varieerde elke rotatie, diameterovergang afsluiters en fittingen - dit alles vertraagt ​​ook de waterstroom.

Ah, als de bovengenoemde factoren maar konden worden verwaarloosd! We hebben het echter niet over afwijkingen binnen de foutgrenzen, maar over een verschil van meerdere keren.

Dit alles leidt ons tot een trieste conclusie: een eenvoudige berekening van de waterstroom door een pijp is onmogelijk.

Een lichtstraal in een donker koninkrijk

In het geval van water dat door een kraan stroomt, kan de taak echter dramatisch worden vereenvoudigd. De belangrijkste voorwaarde voor een eenvoudige berekening: het gat waardoor het water stroomt, moet verwaarloosbaar klein zijn in vergelijking met de diameter van de watertoevoerleiding.

Dan geldt de wet van Torricelli: v^2=2gh, waarbij v de stroomsnelheid van een klein gat is, g de versnelling van de vrije val is, en h de hoogte is van de waterkolom die boven het gat staat. In dit geval zal een vloeistofvolume s*v door een gat met een doorsnede s per tijdseenheid stromen.

De meester heeft je een geschenk nagelaten

Vergeet niet: de doorsnede van een gat is geen diameter, het is een oppervlakte gelijk aan pi*r^2.

Voor een waterkolom van 10 meter (wat overeenkomt met een overdruk van één atmosfeer) en een gat met een diameter van 0,01 meter is de berekening als volgt:

Wij extraheren Vierkantswortel en we krijgen v=13,98570698963767. Voor de eenvoud van de berekeningen ronden we de waarde van de stroomsnelheid af op 14 m/s.

De doorsnede van een gat met een diameter van 0,01 m is gelijk aan 3,14159265*0,01^2=0,000314159265 m2.

De waterstroom door ons gat zal dus gelijk zijn aan 0,000314159265*14=0,00439822971 m3/s, oftewel iets minder dan vier en een halve liter per seconde.

Zoals u kunt zien, is de berekening in deze versie niet erg ingewikkeld.

Bovendien vindt u in de bijlage bij het artikel een tabel met het waterverbruik voor de meest voorkomende sanitaire voorzieningen, met vermelding van de minimale diameter van de verbinding.

Conclusie

Dat is alles in een notendop. Zoals je kunt zien, universeel eenvoudige oplossing We hebben het niet gevonden; We hopen echter dat u het artikel nuttig vindt. Succes!

Hoe de leidingcapaciteit te berekenen

Het berekenen van de capaciteit is een van de moeilijkste taken bij het aanleggen van een pijpleiding. In dit artikel zullen we proberen erachter te komen hoe dit precies wordt gedaan verschillende soorten pijpleidingen en leidingmaterialen.

Leidingen met hoog debiet

Capaciteit is een belangrijke parameter voor alle leidingen, kanalen en andere erfgenamen van het Romeinse aquaduct. De doorvoercapaciteit staat echter niet altijd op de buisverpakking (of op het product zelf) aangegeven. Daarnaast bepaalt de lay-out van de pijpleiding ook hoeveel vloeistof de pijp door de dwarsdoorsnede passeert. Hoe de doorvoer van pijpleidingen correct berekenen?

Methoden voor het berekenen van pijpleidingcapaciteit

Er zijn verschillende methoden om deze parameter te berekenen, die elk geschikt zijn voor een bepaald geval. Enkele symbolen die belangrijk zijn bij het bepalen van de leidingcapaciteit:

De buitendiameter is de fysieke afmeting van de buisdoorsnede van de ene rand van de buitenmuur naar de andere. In berekeningen wordt dit aangeduid als Dn of Dn. Deze parameter wordt aangegeven in de etikettering.

De nominale diameter is de geschatte waarde van de diameter van het interne gedeelte van de buis, afgerond op het dichtstbijzijnde gehele getal. In berekeningen wordt het Du of Du genoemd.

Fysische methoden voor het berekenen van de leidingcapaciteit

De buisdoorvoerwaarden worden bepaald met behulp van speciale formules. Voor elk type product – voor gas, watervoorziening, riolering – zijn er verschillende rekenmethoden.

Berekeningsmethoden in tabelvorm

Er is een tabel met geschatte waarden gemaakt om het bepalen van de capaciteit van leidingen in de bedrading van appartementen gemakkelijker te maken. In de meeste gevallen hoge nauwkeurigheid is niet vereist, dus de waarden kunnen zonder complexe berekeningen worden toegepast. Maar deze tabel houdt geen rekening met de afname van de doorvoer als gevolg van het verschijnen van sedimentaire gezwellen in de pijp, wat typisch is voor oude snelwegen.

Er is een exacte tabel voor het berekenen van de capaciteit, de Shevelev-tabel genaamd, waarin rekening wordt gehouden met het buismateriaal en vele andere factoren. Deze tafels worden zelden gebruikt bij het leggen van waterleidingen in een appartement, maar in een privéwoning met verschillende niet-standaard stijgbuizen kunnen ze nuttig zijn.

Berekening met behulp van programma's

Moderne loodgietersbedrijven beschikken over speciale computerprogramma's om de leidingcapaciteit te berekenen, evenals vele andere soortgelijke parameters. Daarnaast zijn er online rekenmachines ontwikkeld, die, hoewel minder nauwkeurig, gratis zijn en geen installatie op een pc vereisen. Een van de stationaire programma's "TAScope" is een creatie van westerse ingenieurs, namelijk shareware. IN grote bedrijven gebruik "Hydrosystem" - dit is een binnenlands programma dat leidingen berekent op basis van criteria die van invloed zijn op hun werking in de regio's van de Russische Federatie. Naast hydraulische berekeningen kunt u hiermee ook andere pijpleidingparameters berekenen. gemiddelde prijs 150.000 roebel.

Hoe bereken je de capaciteit van een gasleiding?

Gas is een van de moeilijkste materialen om te transporteren, vooral omdat het de neiging heeft om samengedrukt te worden en daardoor door de kleinste openingen in de leidingen kan lekken. Om de doorvoer te berekenen gasleidingen(evenals het ontwerp van het gassysteem als geheel) hebben speciale eisen.

Formule voor het berekenen van de capaciteit van een gasleiding

De maximale doorzet van gasleidingen wordt bepaald door de formule:

Qmax = 0,67 DN2 * p

waarbij p gelijk is aan de werkdruk in het gasleidingsysteem + 0,10 MPa of absolute gasdruk;

Du – voorwaardelijke diameter van de buis.

Er bestaat een complexe formule om de capaciteit van een gasleiding te berekenen. Het wordt meestal niet gebruikt bij het uitvoeren van voorlopige berekeningen, maar ook bij het berekenen van een huishoudelijke gasleiding.

Qmax = 196.386 DN2 * p/z*T

waarbij z de samendrukbaarheidscoëfficiënt is;

T is de temperatuur van het getransporteerde gas, K;

Volgens deze formule wordt de directe afhankelijkheid van de temperatuur van het bewegende medium van de druk bepaald. Hoe hoger de T-waarde, hoe meer het gas uitzet en op de wanden drukt. Daarom houden ingenieurs bij het berekenen van grote snelwegen rekening met de mogelijke mogelijkheden weer in het gebied waar de pijpleiding passeert. Als de nominale waarde van de leiding DN kleiner is dan de gasdruk die wordt gegenereerd door hoge temperaturen in de zomer (bijvoorbeeld bij +38...+45 graden Celsius), is schade aan de hoofdlijn waarschijnlijk. Dit brengt het lekken van waardevolle grondstoffen met zich mee en creëert de mogelijkheid van een explosie in een deel van de leiding.

Tabel met gasleidingcapaciteiten afhankelijk van de druk

Er is een tabel voor het berekenen van de doorvoercapaciteit van gasleidingen voor veelgebruikte leidingdiameters en nominale bedrijfsdrukken. Om de kenmerken van de gasleiding te bepalen niet-standaard maten en druk vereisen technische berekeningen. De druk, snelheid en volume van het gas worden ook beïnvloed door de buitenluchttemperatuur.

De maximale snelheid (W) van het gas in de tabel is 25 m/s, en z (samendrukbaarheidscoëfficiënt) is 1. De temperatuur (T) is 20 graden Celsius of 293 Kelvin.

Capaciteit rioolbuis

Bandbreedte rioolbuis– een belangrijke parameter die afhangt van het type pijpleiding (druk of niet-druk). De rekenformule is gebaseerd op de wetten van de hydraulica. Naast arbeidsintensieve berekeningen wordt voor het bepalen van de rioolcapaciteit gebruik gemaakt van tabellen.

Hydraulische berekeningsformule

Voor hydraulische berekening van riolering is het noodzakelijk om de onbekenden te bepalen:

1. pijpleiding diameter Du;
2. gemiddelde stroomsnelheid v;
3. hydraulische helling l;
4. vullingsgraad h/Dn (berekeningen zijn gebaseerd op de hydraulische straal, die bij deze waarde hoort).

In de praktijk zijn ze beperkt tot het berekenen van de waarde van l of h/d, omdat de overige parameters eenvoudig te berekenen zijn. In voorlopige berekeningen wordt de hydraulische helling geacht gelijk te zijn aan de helling van het aardoppervlak, waarbij de beweging plaatsvindt Afvalwater zal niet lager zijn dan de zelfreinigende snelheid. Snelheidswaarden, evenals maximale h/DN-waarden voor huishoudelijke netwerken zijn te vinden in Tabel 3.

Daarnaast bestaat er een gestandaardiseerde waarde voor de minimale helling voor buizen met een kleine diameter: 150 mm

(i=0,008) en 200 (i=0,007) mm.

De formule voor volumetrische vloeistofstroom ziet er als volgt uit:

waarbij a het open dwarsdoorsnedeoppervlak van de stroom is,

v – stroomsnelheid, m/s.

Snelheid wordt berekend met behulp van de formule:

waarbij R de hydraulische straal is;

C – bevochtigingscoëfficiënt;

Hieruit kunnen we de formule voor hydraulische helling afleiden:

Deze parameter wordt gebruikt om deze parameter te bepalen als berekening nodig is.

waarbij n de ruwheidscoëfficiënt is, met waarden van 0,012 tot 0,015, afhankelijk van het buismateriaal.

De hydraulische straal wordt gelijk geacht aan de normale straal, maar alleen als de leiding volledig gevuld is. Gebruik in andere gevallen de formule:

waarbij A het gebied is van de transversale vloeistofstroom,

P is de bevochtigde omtrek, of de dwarslengte van het binnenoppervlak van de buis dat de vloeistof raakt.

Capaciteitstabellen voor vrijstromende rioolbuizen

De tabel houdt rekening met alle parameters die worden gebruikt om de hydraulische berekening uit te voeren. De gegevens worden geselecteerd op basis van de buisdiameter en vervangen door de formule. Hier is al de volumetrische stroomsnelheid van vloeistof q die door de dwarsdoorsnede van de buis stroomt berekend, wat kan worden genomen als de doorvoer van de leiding.

Daarnaast zijn er meer gedetailleerde Lukin-tabellen met kant-en-klare doorvoerwaarden voor buizen met verschillende diameters van 50 tot 2000 mm.

Capaciteitstabellen voor drukrioleringen

In de capaciteitstabellen voor riooldrukleidingen zijn de waarden afhankelijk van de maximale vullingsgraad en de uitvoering gemiddelde snelheid afvalwater.

Capaciteit waterleiding

Waterleidingen zijn de meest gebruikte leidingen in een woning. En aangezien er een grote belasting op rust, wordt de berekening van de doorvoer van de waterleiding een belangrijke voorwaarde betrouwbare werking.

Doorlaatbaarheid van de pijp afhankelijk van de diameter

Diameter is niet de belangrijkste parameter bij het berekenen van de doorlaatbaarheid van een buis, maar heeft ook invloed op de waarde ervan. Hoe groter de binnendiameter van de buis, hoe hoger de doorlaatbaarheid en ook hoe kleiner de kans op verstoppingen en pluggen. Naast de diameter is het echter noodzakelijk om rekening te houden met de wrijvingscoëfficiënt van water op de buiswanden (tabelwaarde voor elk materiaal), de lengte van de leiding en het verschil in vloeistofdruk bij de inlaat en uitlaat. Bovendien zal het aantal bochten en fittingen in de leiding het debiet sterk beïnvloeden.

Tabel met leidingcapaciteit per koelvloeistoftemperatuur

Hoe hoger de temperatuur in de buis, hoe lager de doorvoer, omdat het water uitzet en daardoor extra wrijving veroorzaakt. Voor loodgieterswerk is dit niet belangrijk, maar wel verwarmingssystemen is een sleutelparameter.

Er is een tabel voor berekeningen van warmte en koelvloeistof.

Tabel met leidingcapaciteiten afhankelijk van de koelvloeistofdruk

Er is een tabel waarin de capaciteit van leidingen wordt beschreven, afhankelijk van de druk.

Tabel met buiscapaciteit afhankelijk van diameter (volgens Shevelev)

De tabellen van F.A. en A.F. Shevelev zijn een van de meest nauwkeurige tabellarische methoden voor het berekenen van de doorvoer van een waterleiding. Bovendien bevatten ze voor elk specifiek materiaal alle benodigde rekenformules. Dit is een lang stuk informatie dat het vaakst wordt gebruikt door waterbouwkundigen.

De tabellen houden rekening met:

1. buisdiameters – intern en extern;
2. wanddikte;
3. levensduur van het watertoevoersysteem;
4. lijnlengte;
5. doel van pijpen.

Buisdoorvoer afhankelijk van diameter, druk: tabellen, rekenformules, online calculator

Het berekenen van de capaciteit is een van de moeilijkste taken bij het aanleggen van een pijpleiding. In dit artikel proberen we uit te zoeken hoe dit precies gebeurt voor verschillende soorten pijpleidingen en buismaterialen.

Pijpleidingen voor het transport van diverse vloeistoffen vormen een integraal onderdeel van eenheden en installaties waarin werkprocessen worden uitgevoerd die betrekking hebben op verschillende toepassingsgebieden. Bij het kiezen van pijpen en pijpleidingconfiguratie zijn de kosten van zowel de pijpen zelf als de pijpleidingfittingen van groot belang. De uiteindelijke kosten voor het verpompen van een medium door een leiding worden grotendeels bepaald door de afmetingen van de leidingen (diameter en lengte). De berekening van deze waarden wordt uitgevoerd met behulp van speciaal ontwikkelde formules die specifiek zijn voor bepaalde soorten operaties.

Een pijp is een holle cilinder gemaakt van metaal, hout of ander materiaal die wordt gebruikt voor het transporteren van vloeibare, gasvormige en korrelige media. Het getransporteerde medium kan water, aardgas, stoom, olieproducten, enz. zijn. Leidingen worden overal gebruikt, van verschillende industrieën tot huishoudelijk gebruik.

Voor de vervaardiging van pijpen het meest verschillende materialen, zoals staal, gietijzer, koper, cement, kunststof zoals ABS-kunststof, polyvinylchloride, gechloreerd polyvinylchloride, polybuteen, polyethyleen, enz.

De belangrijkste maataanduidingen van een buis zijn de diameter (uitwendig, inwendig, enz.) en wanddikte, die worden gemeten in millimeters of inches. Er wordt ook een waarde gebruikt zoals de nominale diameter of de nominale boring - de nominale waarde van de binnendiameter van de buis, ook gemeten in millimeters (aangegeven met DN) of inches (aangegeven met DN). De waarden van nominale diameters zijn gestandaardiseerd en vormen het belangrijkste criterium bij het selecteren van buizen en verbindingsfittingen.

Overeenstemming van nominale diameterwaarden in mm en inches:

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

• Een cirkel heeft een minimale verhouding tussen omtrek en oppervlakte, en toegepast op een buis betekent dit dat bij gelijke doorvoer het materiaalverbruik van ronde buizen minimaal zal zijn in vergelijking met buizen met andere vormen. Dit impliceert ook zo laag mogelijke kosten voor isolatie en beschermende bekleding;
• Een cirkelvormige doorsnede is vanuit hydrodynamisch oogpunt het meest voordelig voor het verplaatsen van een vloeibaar of gasvormig medium. Vanwege het minimaal mogelijke interne oppervlak van de buis per lengte-eenheid wordt de wrijving tussen het bewegende medium en de buis geminimaliseerd.
• De ronde vorm is het meest bestand tegen interne en externe druk;
• Het proces van het maken van ronde buizen is vrij eenvoudig en gemakkelijk te implementeren.

Leidingen kunnen sterk variëren in diameter en configuratie, afhankelijk van hun doel en toepassing. Zo kunnen hoofdpijpleidingen voor het verplaatsen van water- of olieproducten een diameter van bijna een halve meter bereiken met een vrij eenvoudige configuratie, en verwarmingsspiralen, ook pijpleidingen, met een kleine diameter hebben een complexe vorm met veel windingen.

Het is onmogelijk om een ​​industrie voor te stellen zonder een pijpleidingennetwerk. De berekening van een dergelijk netwerk omvat de selectie van buismateriaal, het opstellen van een specificatie met gegevens over de dikte, de grootte van de buizen, het traject, enz. Grondstoffen, tussenproducten en/of eindproducten doorlopen productiefasen door zich te verplaatsen tussen verschillende apparaten en installaties, die met elkaar verbonden zijn door buizen en fittingen. Een juiste berekening, selectie en installatie van het pijpleidingsysteem is noodzakelijk voor een betrouwbare implementatie van het hele proces, het veilig verpompen van media, maar ook voor het afdichten van het systeem en het voorkomen van lekken van de verpompte substantie in de atmosfeer.

Bestaat niet enkele formule en regels die kunnen worden gebruikt om leidingen te selecteren voor elke mogelijke toepassing en werkomgeving. Bij elke individuele toepassing van pijpleidingen zijn er een aantal factoren waarmee rekening moet worden gehouden en die een aanzienlijke impact kunnen hebben op de eisen die aan de pijpleiding worden gesteld. Dus bijvoorbeeld bij het werken met slib, de pijpleiding grote maat zal niet alleen de installatiekosten verhogen, maar ook operationele problemen veroorzaken.

Meestal worden buizen geselecteerd na het optimaliseren van de materiaal- en bedrijfskosten. Hoe groter de diameter van de pijpleiding, dat wil zeggen hoe hoger de initiële investering, hoe lager de drukval en dus hoe lager de bedrijfskosten. Omgekeerd zal de kleine omvang van de pijpleiding de primaire kosten van de pijpen zelf en de pijpfittingen verlagen, maar een snelheidsverhoging zal een toename van de verliezen met zich meebrengen, wat zal leiden tot de noodzaak om extra energie te besteden aan het verpompen van het medium. Snelheidslimieten die voor verschillende toepassingen zijn vastgesteld, zijn gebaseerd op optimale ontwerpomstandigheden. Met behulp van deze normen wordt de omvang van pijpleidingen berekend, rekening houdend met de toepassingsgebieden.

Ontwerp van pijpleidingen

Bij het ontwerpen van pijpleidingen worden de volgende basisontwerpparameters als basis genomen:

• vereiste prestaties;
• entry- en exitpunten van de pijpleiding;
• samenstelling van het medium, inclusief viscositeit en soortelijk gewicht;
• topografische omstandigheden van het pijpleidingtraject;
• maximaal toegestaan bedrijfsdruk;
• hydraulische berekening;
• pijpleidingdiameter, wanddikte, trekvloeigrens van het wandmateriaal;
• hoeveelheid pompstations, afstand ertussen en energieverbruik.

Betrouwbaarheid van de pijpleiding

Betrouwbaarheid bij het ontwerp van pijpleidingen wordt verzekerd door het naleven van de juiste ontwerpnormen. Ook is opleiding van personeel een sleutelfactor bij het garanderen van een lange levensduur van de pijpleiding en de dichtheid en betrouwbaarheid ervan. Continue of periodieke monitoring van de werking van pijpleidingen kan worden uitgevoerd door middel van monitoring-, boekhoud-, controle-, regel- en automatiseringssystemen, persoonlijke productiebewakingsapparatuur en veiligheidsapparatuur.

Extra coating van pijpleidingen

Op de buitenkant van de meeste leidingen wordt een corrosiebestendige coating aangebracht om de schadelijke effecten van corrosie door de externe omgeving te voorkomen. Bij het verpompen van corrosieve media kan tevens een beschermende coating worden aangebracht binnenoppervlak pijpen Alle nieuwe leidingen, bestemd voor het transport van gevaarlijke vloeistoffen, worden vóór ingebruikname gecontroleerd op defecten en lekkages.

Basisprincipes voor het berekenen van de stroming in een pijpleiding

De aard van de stroming van het medium in de pijpleiding en bij het om obstakels heen stromen kan van vloeistof tot vloeistof sterk variëren. Een van de belangrijke indicatoren is de viscositeit van het medium, gekenmerkt door een parameter als de viscositeitscoëfficiënt. De Ierse ingenieur-natuurkundige Osborne Reynolds voerde in 1880 een reeks experimenten uit, op basis van de resultaten waarvan hij een dimensieloze grootheid kon afleiden die de aard van de stroming van een stroperige vloeistof karakteriseerde, het Reynolds-criterium genoemd en Re genoemd.

Re = (v·L·ρ)/μ

Waar:
ρ – vloeistofdichtheid;
v—stroomsnelheid;
L is de karakteristieke lengte van het stromingselement;
μ - dynamische viscositeitscoëfficiënt.

Dat wil zeggen, het Reynolds-criterium karakteriseert de verhouding van traagheidskrachten tot stroperige wrijvingskrachten in een vloeistofstroom. Een verandering in de waarde van dit criterium weerspiegelt een verandering in de verhouding van dit soort krachten, die op zijn beurt de aard van de vloeistofstroom beïnvloedt. In dit opzicht is het gebruikelijk om drie stroommodi te onderscheiden, afhankelijk van de waarde van het Reynolds-criterium. Bij 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 wordt al een stabiel regime waargenomen, gekenmerkt door een willekeurige verandering in de snelheid en richting van de stroming op elk afzonderlijk punt, wat in totaal de stroomsnelheden over het gehele volume gelijk maakt. Dit regime wordt turbulent genoemd. Het Reynoldsgetal hangt af van de door de pomp ingestelde druk, de viscositeit van het medium bij bedrijfstemperatuur, evenals de grootte en dwarsdoorsnedevorm van de buis waardoor de stroom stroomt.

Stroomsnelheidsprofiel
laminaire modus	overgangsregime	turbulent regime
Karakter van de stroom
laminaire modus	overgangsregime	turbulent regime

Het Reynolds-criterium is een gelijkeniscriterium voor de stroming van een stroperige vloeistof. Dat wil zeggen, met zijn hulp is het mogelijk om een ​​echt proces in een kleinere omvang te simuleren, handig voor studie. Dit is uiterst belangrijk, omdat het vaak extreem moeilijk en soms zelfs onmogelijk is om de aard van vloeistofstromen in echte apparaten te bestuderen vanwege hun grote omvang.

Pijplijnberekening. Berekening van de pijpleidingdiameter

Als de pijpleiding niet thermisch geïsoleerd is, dat wil zeggen dat er warmte-uitwisseling mogelijk is tussen de verplaatste vloeistof en de omgeving, dan kan de aard van de stroming daarin zelfs bij constante snelheid (stroming) veranderen. Dit is mogelijk als het verpompte medium bij de inlaat een voldoende hoge temperatuur heeft en turbulent stroomt. Langs de lengte van de buis zal de temperatuur van het getransporteerde medium dalen als gevolg van warmteverliezen naar de omgeving, wat kan leiden tot een verandering in het stromingsregime naar laminair of transitioneel. De temperatuur waarbij een regimeverandering plaatsvindt, wordt de kritische temperatuur genoemd. De waarde van de vloeibare viscositeit hangt rechtstreeks af van de temperatuur, daarom wordt voor dergelijke gevallen een parameter zoals de kritische viscositeit gebruikt, die overeenkomt met het punt van verandering van het stromingsregime bij de kritische waarde van het Reynolds-criterium:

v cr = (v D)/Re cr = (4 Q)/(π D Re cr)

Waar:
v cr - kritische kinematische viscositeit;
Re cr - kritische waarde van het Reynolds-criterium;
D - buisdiameter;
v - stroomsnelheid;
Q - verbruik.

Een andere belangrijke factor is de wrijving die ontstaat tussen de buiswanden en de bewegende stroming. In dit geval hangt de wrijvingscoëfficiënt grotendeels af van de ruwheid van de buiswanden. De relatie tussen de wrijvingscoëfficiënt, het Reynolds-criterium en de ruwheid wordt vastgesteld door het Moody-diagram, waarmee iemand een van de parameters kan bepalen terwijl hij de andere twee kent.

De Colebrook-White-formule wordt ook gebruikt om de wrijvingscoëfficiënt van turbulente stroming te berekenen. Op basis van deze formule is het mogelijk grafieken te construeren waaruit de wrijvingscoëfficiënt wordt bepaald.

(√λ ) -1 = -2 log(2,51/(Re √λ ) + k/(3,71 d))

Waar:
k - buisruwheidscoëfficiënt;
λ - wrijvingscoëfficiënt.

Er zijn ook andere formules voor de geschatte berekening van wrijvingsverliezen tijdens de drukstroom van vloeistof in pijpen. Een van de meest gebruikte vergelijkingen in dit geval is de Darcy-Weisbach-vergelijking. Het is gebaseerd op empirische gegevens en wordt voornamelijk gebruikt bij systeemmodellering. Wrijvingsverliezen zijn een functie van de vloeistofsnelheid en de pijpweerstand tegen vloeistofbeweging, uitgedrukt in de waarde van de ruwheid van de pijpleidingwand.

∆H = λ L/d v²/(2 g)

Waar:
ΔH - drukverlies;
λ - wrijvingscoëfficiënt;
L is de lengte van het pijpgedeelte;
d - pijpdiameter;
v - stroomsnelheid;
g is de versnelling van de vrije val.

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

∆H = 11,23 L 1/C 1,85 Q 1,85 /D 4,87

Waar:
ΔH - drukverlies;
L is de lengte van het pijpgedeelte;
C is de Heisen-Williams-ruwheidscoëfficiënt;
Q - debiet;
D - pijpdiameter.

Druk

De bedrijfsdruk van een pijpleiding is de hoogste overdruk die de gespecificeerde bedrijfsmodus van de pijpleiding garandeert. De beslissing over de pijpleidinggrootte en het aantal pompstations wordt doorgaans genomen op basis van de leidingdruk, pompcapaciteit en kosten. De maximale en minimale leidingdruk, evenals de eigenschappen van het werkmedium, bepalen de afstand tussen gemalen en het benodigde vermogen.

Nominale druk PN is een nominale waarde die overeenkomt met de maximale druk van het werkmedium bij 20 °C, waarbij langdurig gebruik van een pijpleiding met de gegeven afmetingen mogelijk is.

Naarmate de temperatuur stijgt, neemt het draagvermogen van de leiding af en daardoor ook de toegestane overdruk. De pe,zul-waarde toont de maximale druk (gp) in het leidingsysteem naarmate de bedrijfstemperatuur stijgt.

Toegestane overdrukgrafiek:

Berekening van de drukval in een pijpleiding

De drukval in de pijpleiding wordt berekend met behulp van de formule:

∆p = λ L/d ρ/2 v²

Waar:
Δp - drukval over het leidinggedeelte;
L is de lengte van het pijpgedeelte;
λ - wrijvingscoëfficiënt;
d - pijpdiameter;
ρ - dichtheid van het verpompte medium;
v - stroomsnelheid.

Getransporteerde werkmedia

Meestal worden buizen gebruikt om water te transporteren, maar ze kunnen ook worden gebruikt om slib, suspensies, stoom, enz. te verplaatsen. In de olie-industrie worden pijpleidingen gebruikt voor het transport van een breed scala aan koolwaterstoffen en hun mengsels, die qua chemische en fysische eigenschappen sterk verschillen. Ruwe olie kan over grotere afstanden worden getransporteerd van onshore-velden of offshore-boorplatforms naar terminals, tussenliggende punten en raffinaderijen.

Pijpleidingen zenden ook:

• aardolieproducten zoals benzine, vliegtuigbrandstof, kerosine, dieselbrandstof, stookolie, enz.;
• petrochemische grondstoffen: benzeen, styreen, propyleen, enz.;
• aromatische koolwaterstoffen: xyleen, tolueen, cumeen, enz.;
• vloeibaar gemaakte petroleumbrandstoffen zoals vloeibaar aardgas, vloeibaar petroleumgas, propaan (gassen bij standaardtemperatuur en -druk maar vloeibaar gemaakt door gebruik van druk);
• kooldioxide, vloeibare ammoniak (transport als vloeistof onder druk);
• bitumen en stroperige brandstoffen zijn te stroperig om via pijpleidingen te worden getransporteerd, dus worden destillaatfracties van olie gebruikt om deze grondstoffen te verdunnen en een mengsel te verkrijgen dat via pijpleidingen kan worden getransporteerd;
• waterstof (korte afstanden).

Kwaliteit van het vervoerde medium

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

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

Temperatuur heeft een indirect en direct effect op de prestaties van pijpleidingen. Dit komt tot uiting in het feit dat de vloeistof bij toenemende temperatuur in volume toeneemt, mits de druk constant blijft. Lagere temperaturen kunnen ook een impact hebben op zowel de prestaties als de algehele systeemefficiëntie. Wanneer de temperatuur van een vloeistof daalt, gaat dit doorgaans gepaard met een toename van de viscositeit, waardoor extra wrijvingsweerstand op de binnenwand van de buis ontstaat, waardoor er meer energie nodig is om dezelfde hoeveelheid vloeistof te pompen. Zeer viskeuze media zijn gevoelig voor veranderingen in de bedrijfstemperatuur. Viscositeit is de weerstand van een medium tegen stroming en wordt gemeten in centistokes cSt. Viscositeit bepaalt niet alleen de pompkeuze, maar ook de afstand tussen pompstations.

Zodra de vloeistoftemperatuur onder het vloeipunt daalt, wordt de werking van de pijpleiding onmogelijk en worden er verschillende opties genomen om de werking ervan te herstellen:

• het verwarmen van het medium of de isolatieleidingen om de bedrijfstemperatuur van het medium boven het vloeistofpunt te houden;
• verandering in de chemische samenstelling van het medium voordat het de pijpleiding binnengaat;
• verdunning van het getransporteerde medium met water.

Soorten hoofdleidingen

Hoofdleidingen worden gelast of naadloos uitgevoerd. Naadloze stalen buizen worden geproduceerd zonder langslassen in stalen profielen die een warmtebehandeling ondergaan om de gewenste maat en eigenschappen te bereiken. Gelaste buizen worden geproduceerd met behulp van verschillende productieprocessen. De twee typen verschillen van elkaar in het aantal langsnaden in de buis en het type lasapparatuur dat wordt gebruikt. Gelaste stalen buizen zijn het meest gebruikte type in petrochemische toepassingen.

Elk stuk pijp wordt aan elkaar gelast om een ​​pijpleiding te vormen. Ook in hoofdleidingen wordt, afhankelijk van de toepassing, gebruik gemaakt van buizen van glasvezel, diverse kunststoffen, asbestcement, etc.

Voor het verbinden van rechte pijpsecties, maar ook voor de overgang tussen pijpleidingsecties met verschillende diameters, worden speciaal vervaardigde verbindingselementen (ellebogen, bochten, kleppen) gebruikt.

elleboog 90°	Bocht van 90°	transitie tak	vertakking
elleboog 180°	bocht 30°	adapter passend	tip

Speciale verbindingen worden gebruikt om afzonderlijke delen van pijpleidingen en fittingen te installeren.

gelast	geflensd	schroefdraad	koppelen

Temperatuuruitbreiding van de pijpleiding

Wanneer een pijpleiding onder druk staat, wordt het gehele binnenoppervlak ervan blootgesteld aan een gelijkmatig verdeelde belasting, wat longitudinale interne krachten in de pijp en extra belastingen op de eindsteunen veroorzaakt. Temperatuurschommelingen hebben ook invloed op de pijpleiding, waardoor veranderingen in de pijpafmetingen ontstaan. Krachten in een vaste pijpleiding tijdens temperatuurschommelingen kunnen de toegestane waarde overschrijden en tot overmatige spanningen leiden, wat gevaarlijk is voor de sterkte van de pijpleiding, zowel in het buismateriaal als in de flensverbindingen. Schommelingen in de temperatuur van het verpompte medium veroorzaken ook temperatuurstress in de pijpleiding, die kan worden overgedragen op fittingen, een pompstation, enz. Dit kan leiden tot drukverlaging van pijpleidingverbindingen, falen van fittingen of andere elementen.

Berekening van pijpleidingafmetingen met temperatuurveranderingen

Berekening van veranderingen in de lineaire afmetingen van de pijpleiding met temperatuurveranderingen wordt uitgevoerd met behulp van de formule:

∆L = a·L·∆t

a - thermische uitzettingscoëfficiënt, mm/(m°C) (zie onderstaande tabel);
L - pijpleidinglengte (afstand tussen vaste steunen), m;
Δt - verschil tussen max. en min. temperatuur van het verpompte medium, °C.

Tabel met lineaire uitzetting van buizen gemaakt van verschillende materialen

De gegeven getallen vertegenwoordigen gemiddelde waarden voor de vermelde materialen en voor het berekenen van een pijpleiding gemaakt van andere materialen mogen de gegevens uit deze tabel niet als basis worden genomen. Bij het berekenen van de pijpleiding wordt aanbevolen om de lineaire rekcoëfficiënt te gebruiken die door de pijpfabrikant is aangegeven in de bijbehorende technische specificatie of het gegevensblad.

Thermische verlenging van pijpleidingen wordt geëlimineerd door het gebruik van speciale compensatiesecties van de pijpleiding en met behulp van compensatoren, die uit elastische of bewegende delen kunnen bestaan.

Compensatiesecties bestaan ​​uit elastische rechte delen van de leiding, loodrecht op elkaar gelegen en vastgezet met bochten. Tijdens thermische rek wordt de toename van het ene deel gecompenseerd door de buigvervorming van het andere deel in het vlak of door de buig- en torsievervorming in de ruimte. Als de pijpleiding zelf de thermische uitzetting compenseert, wordt dit zelfcompensatie genoemd.

Compensatie vindt ook plaats dankzij elastische bochten. Een deel van de rek wordt gecompenseerd door de elasticiteit van de bochten, het andere deel wordt geëlimineerd vanwege de elastische eigenschappen van het materiaal van het gebied dat zich achter de bocht bevindt. Compensatoren worden geïnstalleerd waar het niet mogelijk is om compenserende secties te gebruiken of wanneer de zelfcompensatie van de pijpleiding onvoldoende is.

Volgens hun ontwerp en werkingsprincipe zijn er vier typen compensatoren: U-vormig, lens, golvend, pakkingbus. In de praktijk wordt vaak gebruik gemaakt van vlakke dilatatievoegen met een L-, Z- of U-vorm. In het geval van ruimtelijke compensatoren vertegenwoordigen ze meestal twee platte, onderling loodrechte secties en hebben ze één gemeenschappelijke schouder. Elastische compensatoren worden gemaakt van buizen of elastische schijven of balgen.

Bepalen van de optimale grootte van de pijpleidingdiameter

Op basis van technische en economische berekeningen kan de optimale leidingdiameter worden bepaald. De afmetingen van de leiding, inclusief de omvang en functionaliteit van de verschillende onderdelen, alsmede de omstandigheden waaronder de leiding moet worden geëxploiteerd, bepalen de transportcapaciteit van het systeem. Grotere buismaten zijn geschikt voor hogere massastromen, op voorwaarde dat andere componenten in het systeem op de juiste manier worden geselecteerd en gedimensioneerd voor deze omstandigheden. Typisch geldt dat hoe langer het gedeelte van de hoofdleiding tussen pompstations is, hoe groter de drukval in de pijpleiding nodig is. Bovendien kunnen veranderingen in de fysieke kenmerken van het verpompte medium (viscositeit etc.) ook een grote impact hebben op de druk in de leiding.

De optimale maat is de kleinste geschikte buismaat voor een bepaalde toepassing die kosteneffectief is gedurende de levensduur van het systeem.

Formule voor het berekenen van buisprestaties:

Q = (π d²)/4 v

Q is het debiet van de verpompte vloeistof;
d - pijpleidingdiameter;
v - stroomsnelheid.

Om de optimale pijpleidingdiameter te berekenen, worden in de praktijk de waarden van de optimale snelheden van het verpompte medium gebruikt, ontleend aan referentiematerialen die zijn samengesteld op basis van experimentele gegevens:

Gepompt medium		Bereik van optimale snelheden in de pijpleiding, m/s
Vloeistoffen	Zwaartekracht beweging:
	Viskeuze vloeistoffen	0,1 - 0,5
	Vloeistoffen met een lage viscositeit	0,5 - 1
	Pompen:
	Zuigzijde	0,8 - 2
	Uitblaaszijde	1,5 - 3
Gassen	Natuurlijk verlangen	2 - 4
	Lage druk	4 - 15
	Grote druk	15 - 25
Paren	Oververhitte stoom	30 - 50
	Verzadigde stoom onder druk:
	Meer dan 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

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

d o = √((4 Q) / (π v o ))

Q is het gespecificeerde debiet van de verpompte vloeistof;
d - optimale pijpleidingdiameter;
v is het optimale debiet.

Bij hoge debieten worden meestal buizen met een kleinere diameter gebruikt, wat lagere kosten betekent voor de aanschaf van de pijpleiding, het onderhoud en de installatiewerkzaamheden (aangeduid met K 1). Naarmate de snelheid toeneemt, neemt het drukverlies als gevolg van wrijving en lokale weerstand toe, wat leidt tot een toename van de kosten voor het verpompen van vloeistof (aangeduid met K 2).

Voor pijpleidingen met een grote diameter zullen de kosten K 1 hoger zijn en de exploitatiekosten K 2 lager. Als we de waarden van K 1 en K 2 optellen, verkrijgen we de totale minimale kosten K en de optimale pijpleidingdiameter. De kosten K 1 en K 2 worden in dit geval in dezelfde periode gegeven.

Berekening (formule) van kapitaalkosten voor een pijpleiding

K 1 = (m·C M ·K M)/n

m - pijplijnmassa, t;
C M - kosten van 1 t, wrijven/t;
KM - coëfficiënt die de kosten van installatiewerkzaamheden verhoogt, bijvoorbeeld 1,8;
n - levensduur, jaren.

De aangegeven bedrijfskosten in verband met energieverbruik zijn:

K 2 = 24 N n dag C E wrijf/jaar

N - vermogen, kW;
n DN - aantal werkdagen per jaar;
S E - kosten per kWh energie, wrijven/kW * h.

Formules voor het bepalen van pijpleidingafmetingen

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

Naam	De vergelijking	Mogelijke beperkingen
Stroom van vloeistof en gas onder druk
Hoofdverlies door wrijving Darcy-Weisbach	d = 12 [(0,0311 f L Q 2)/(h f)] 0,2	Q - volumetrische stroom, gal/min; d - interne diameter van de buis; hf - drukverlies als gevolg van wrijving; L - lengte van de pijpleiding, voet; f - wrijvingscoëfficiënt; V - stroomsnelheid.
Vergelijking van de totale vloeistofstroom	d = 0,64 √(Q/V)	Q - volumetrische stroom, gal/min
Grootte van de zuigleiding van de pomp om het verlies aan wrijvingsdruk te beperken	d = √(0,0744·Q)	Q - volumetrische stroom, gal/min
Vergelijking van de totale gasstroom	d = 0,29 √((Q T)/(P V))	Q - volumestroom, ft³/min T - temperatuur, K P - druk lb/in² (abs); V-snelheid
Zwaartekrachtstroom
Manning's vergelijking voor het berekenen van de buisdiameter voor maximale doorstroming	d=0,375	Q - volumetrische stroom; n - ruwheidscoëfficiënt; S - helling.
Het Froudegetal is de relatie tussen de traagheidskracht en de zwaartekracht	Fr = V / √[(d/12) g]	g - versnelling van de vrije val; v - stroomsnelheid; L - pijplengte of diameter.
Stoom en verdamping
Vergelijking voor het bepalen van de pijpdiameter voor stoom	d = 1,75 √[(W v_g x) / V]	W - massastroom; Vg - specifiek volume verzadigde stoom; x - stoomkwaliteit; V-snelheid.

Optimale debieten voor diverse leidingsystemen

De optimale buismaat wordt geselecteerd op basis van de minimale kosten voor het pompen van het medium door de pijpleiding en de kosten van de leidingen. Er moet echter ook rekening worden gehouden met snelheidslimieten. Soms moet de omvang van de pijpleiding overeenkomen met de eisen van het proces. Ook hangt vaak de grootte van de pijpleiding samen met de drukval. Bij voorlopige ontwerpberekeningen, waarbij geen rekening wordt gehouden met drukverliezen, wordt de grootte van de procesleiding bepaald door de toegestane snelheid.

Als er veranderingen in de stromingsrichting in de pijpleiding optreden, leidt dit tot een aanzienlijke toename van de lokale drukken aan het oppervlak loodrecht op de stromingsrichting. Dit soort toename is een functie van de vloeistofsnelheid, dichtheid en initiële druk. Omdat de snelheid omgekeerd evenredig is met de diameter, vereisen vloeistoffen met hoge snelheid speciale aandacht bij het selecteren van de leidingmaat en -configuratie. De optimale buismaat, bijvoorbeeld voor zwavelzuur, beperkt de snelheid van het medium tot een waarde waarbij erosie van de wanden in de buisellebogen niet is toegestaan, waardoor schade aan de buisconstructie wordt voorkomen.

Vloeistofstroom door zwaartekracht

Het berekenen van de grootte van een pijpleiding bij zwaartekrachtstroming is behoorlijk ingewikkeld. De aard van de beweging bij deze vorm van stroming in de leiding kan eenfasig (volledige leiding) en tweefasig (gedeeltelijk vullen) zijn. Tweefasenstroming ontstaat wanneer er gelijktijdig vloeistof en gas in de leiding aanwezig zijn.

Afhankelijk van de verhouding tussen vloeistof en gas, evenals hun snelheden, kan het tweefasige stromingsregime variëren van borrelend tot verspreid.

bellenstroom (horizontaal)	projectielstroom (horizontaal)	golf stroom	verspreide stroom

De drijvende kracht voor een vloeistof bij beweging door de zwaartekracht wordt geleverd door het verschil in hoogte van het begin- en eindpunt, en een voorwaarde is dat het beginpunt zich boven het eindpunt bevindt. Met andere woorden: het hoogteverschil bepaalt het verschil in de potentiële energie van de vloeistof op deze posities. Met deze parameter wordt ook rekening gehouden bij het selecteren van een pijplijn. Bovendien wordt de grootte van de drijvende kracht beïnvloed door de drukwaarden op het begin- en eindpunt. Een toename van de drukval brengt een toename van de vloeistofstroomsnelheid met zich mee, wat het op zijn beurt mogelijk maakt om een ​​pijpleiding met een kleinere diameter te selecteren, en omgekeerd.

Als het eindpunt is aangesloten op een systeem dat onder druk staat, zoals een destillatiekolom, is het noodzakelijk om de equivalente druk af te trekken van het bestaande hoogteverschil om het feitelijk gegenereerde effectieve drukverschil te schatten. Als het startpunt van de pijpleiding zich onder vacuüm bevindt, moet bij het selecteren van de pijpleiding ook rekening worden gehouden met het effect ervan op het totale drukverschil. De uiteindelijke selectie van buizen wordt uitgevoerd met behulp van drukverschil, waarbij rekening wordt gehouden met alle bovengenoemde factoren, en is niet alleen gebaseerd op het hoogteverschil tussen het begin- en eindpunt.

Hete vloeistofstroom

Procesfabrieken worden doorgaans geconfronteerd met verschillende uitdagingen bij de omgang met hete of kokende media. De belangrijkste reden is de verdamping van een deel van de hete vloeistofstroom, dat wil zeggen de fasetransformatie van de vloeistof in damp in de pijpleiding of apparatuur. Een typisch voorbeeld is het fenomeen van cavitatie van een centrifugaalpomp, vergezeld van puntkoken van een vloeistof met de daaropvolgende vorming van stoombellen (stoomcavitatie) of het vrijkomen van opgeloste gassen in bellen (gascavitatie).

Grotere leidingen hebben de voorkeur vanwege het lagere debiet in vergelijking met kleinere leidingen bij constant debiet, wat resulteert in een hogere NPSH bij de pompaanzuigleiding. Ook kan de oorzaak van cavitatie als gevolg van drukverlies punten zijn van een plotselinge verandering in de stroomrichting of een verkleining van de pijpleiding. Het resulterende damp-gasmengsel vormt een obstakel voor de stroming en kan schade aan de pijpleiding veroorzaken, wat het fenomeen cavitatie tijdens het bedrijf van de pijpleiding uiterst ongewenst maakt.

Bypass-pijpleiding voor apparatuur/instrumenten

Apparatuur en apparaten, vooral die welke aanzienlijke drukval kunnen veroorzaken, dat wil zeggen warmtewisselaars, regelkleppen, enz., zijn uitgerust met bypass-leidingen (zodat het proces zelfs tijdens technische onderhoudswerkzaamheden niet kan worden onderbroken). Bij dergelijke pijpleidingen zijn doorgaans 2 afsluiters in de installatieleiding geïnstalleerd en een stroomregelklep parallel aan deze installatie.

Tijdens normaal bedrijf ondervindt de vloeistofstroom, die door de hoofdcomponenten van het apparaat stroomt, een extra drukval. Dienovereenkomstig wordt de afvoerdruk daarvoor berekend die wordt gecreëerd door de aangesloten apparatuur, zoals een centrifugaalpomp. De pomp wordt geselecteerd op basis van het totale drukverlies in de installatie. Tijdens beweging langs de bypass-pijpleiding is deze extra drukval afwezig, terwijl de werkende pomp de stroom van dezelfde kracht levert, afhankelijk van zijn bedrijfskarakteristieken. Om verschillen in stromingskarakteristieken tussen het apparaat en de bypass-leiding te voorkomen, wordt aanbevolen een kleinere bypass-leiding met een regelklep te gebruiken om een ​​druk te creëren die gelijkwaardig is aan die van de hoofdinstallatie.

Bemonsteringslijn

Meestal wordt een kleine hoeveelheid vloeistof bemonsterd voor analyse om de samenstelling ervan te bepalen. Bemonstering kan in elke fase van het proces plaatsvinden om de samenstelling van de grondstof, het tussenproduct, het eindproduct of simpelweg de getransporteerde stof, zoals afvalwater, koelvloeistof, etc. te bepalen. De grootte van het leidinggedeelte waaruit de bemonstering plaatsvindt, hangt doorgaans af van het type vloeistof dat wordt geanalyseerd en de locatie van het bemonsteringspunt.

Voor gassen onder hoge druk zijn bijvoorbeeld kleine pijpleidingen met kleppen voldoende om het vereiste aantal monsters te verzamelen. Het vergroten van de diameter van de bemonsteringslijn zal het aandeel media dat voor analyse wordt bemonsterd verminderen, maar een dergelijke bemonstering wordt moeilijker te controleren. Een kleine bemonsteringslijn is echter niet goed geschikt voor de analyse van diverse suspensies waarin vaste deeltjes het stromingspad kunnen verstoppen. De grootte van de bemonsteringslijn voor suspensieanalyse hangt dus grotendeels af van de grootte van de vaste deeltjes en de kenmerken van het medium. Soortgelijke conclusies zijn van toepassing op stroperige vloeistoffen.

Bij het selecteren van de grootte van de bemonsteringsleiding wordt doorgaans rekening gehouden met het volgende:

• kenmerken van de voor bemonstering bestemde vloeistof;
• verlies van de werkomgeving tijdens selectie;
• veiligheidseisen tijdens selectie;
• bedieningsgemak;
• locatie van het bemonsteringspunt.

Koelvloeistofcirculatie

Hoge snelheden hebben de voorkeur voor circulerende koelmiddelleidingen. Dit komt vooral doordat het koelmiddel in de koeltoren wordt blootgesteld aan zonlicht, waardoor de omstandigheden ontstaan ​​voor de vorming van een algenlaag. Een deel van dit algenhoudende volume komt in de circulerende koelvloeistof terecht. Bij lage stroomsnelheden beginnen algen in de leidingen te groeien, waardoor het na een tijdje moeilijk wordt voor het koelmiddel om te circuleren of in de warmtewisselaar terecht te komen. In dit geval wordt een hoge circulatiesnelheid aanbevolen om de vorming van algenverstoppingen in de pijpleiding te voorkomen. Typisch wordt het gebruik van sterk circulerend koelmiddel aangetroffen in de chemische industrie, waar grote leidingmaten en -lengtes nodig zijn om stroom te leveren aan verschillende warmtewisselaars.

Overloop tank

Tanks zijn om de volgende redenen uitgerust met overloopleidingen:

• het vermijden van vloeistofverlies (overtollige vloeistof gaat naar een ander reservoir in plaats van uit het oorspronkelijke reservoir te morsen);
• voorkomen dat ongewenste vloeistoffen buiten de tank lekken;
• het op peil houden van het vloeistofniveau in tanks.

In alle bovengenoemde gevallen zijn de overloopleidingen ontworpen om de maximaal toegestane vloeistofstroom die de tank binnenkomt op te vangen, ongeacht de vloeistofstroomsnelheid bij de uitlaat. Andere principes voor het selecteren van pijpen zijn vergelijkbaar met de selectie van pijpleidingen voor zwaartekrachtvloeistoffen, dat wil zeggen in overeenstemming met de beschikbaarheid van beschikbare verticale hoogte tussen de begin- en eindpunten van de overlooppijpleiding.

Het hoogste punt van de overloopleiding, dat tevens het startpunt is, bevindt zich op het punt van aansluiting op de tank (tankoverloopleiding), meestal vrijwel helemaal bovenaan, en het laagste eindpunt kan bijna op de afvoergoot liggen. de grond. De overloopleiding kan echter op een grotere hoogte eindigen. In dit geval zal het beschikbare drukverschil lager zijn.

Slibstroom

In het geval van mijnbouw wordt erts meestal gewonnen in ontoegankelijke gebieden. Op dergelijke plaatsen zijn er in de regel geen spoor- of wegverbindingen. Voor dergelijke situaties wordt hydraulisch transport van media met vaste deeltjes als het meest geschikt beschouwd, ook in het geval van mijnbouwverwerkingsfabrieken die zich op voldoende afstand bevinden. Slurrypijpleidingen worden in diverse industriële toepassingen gebruikt om vaste stoffen in gebroken vorm samen met vloeistoffen te transporteren. Dergelijke pijpleidingen zijn het meest kosteneffectief gebleken in vergelijking met andere methoden voor het transporteren van vaste media in grote volumes. Bovendien omvatten hun voordelen voldoende veiligheid door de afwezigheid van verschillende soorten transport en milieuvriendelijkheid.

Suspensies en mengsels van gesuspendeerde vaste stoffen in vloeistoffen worden opgeslagen onder periodiek roeren om de homogeniteit te behouden. Anders vindt er een scheidingsproces plaats waarbij zwevende deeltjes, afhankelijk van hun fysieke eigenschappen, naar het oppervlak van de vloeistof drijven of naar de bodem bezinken. Het mengen wordt bereikt door middel van apparatuur zoals een tank met roerder, terwijl dit in pijpleidingen wordt bereikt door turbulente stromingsomstandigheden te handhaven.

Het verminderen van de stroomsnelheid bij het transporteren van deeltjes die in een vloeistof gesuspendeerd zijn, is niet wenselijk, omdat het proces van fasescheiding in de stroom kan beginnen. Dit kan leiden tot verstopping van de pijpleiding en veranderingen in de concentratie van de getransporteerde vaste stoffen in de stroom. Intensieve menging in het stroomvolume wordt vergemakkelijkt door het turbulente stromingsregime.

Aan de andere kant leidt een excessieve verkleining van de pijpleiding ook vaak tot verstopping. Daarom is het kiezen van de grootte van de pijpleiding een belangrijke en verantwoorde stap die voorafgaande analyses en berekeningen vereist. Elk geval moet afzonderlijk worden bekeken, omdat verschillende slurries zich verschillend gedragen bij verschillende vloeistofsnelheden.

Reparatie van pijpleidingen

Tijdens de werking van de pijpleiding kunnen er verschillende soorten lekken in voorkomen, die onmiddellijke eliminatie vereisen om de werking van het systeem te behouden. Reparatie van de hoofdleiding kan op verschillende manieren worden uitgevoerd. Dit kan variëren van het vervangen van een heel leidingsegment of een klein gedeelte dat lekt, tot het aanbrengen van een patch op een bestaande leiding. Maar voordat u een reparatiemethode kiest, is het noodzakelijk om een ​​grondig onderzoek uit te voeren naar de oorzaak van het lek. In sommige gevallen kan het niet alleen nodig zijn om de leiding te repareren, maar ook om de route ervan te veranderen om herhaalde schade te voorkomen.

De eerste fase van reparatiewerkzaamheden is het bepalen van de locatie van het leidinggedeelte dat interventie vereist. Vervolgens wordt, afhankelijk van het type pijpleiding, een lijst bepaald met de benodigde uitrusting en maatregelen die nodig zijn om het lek te verhelpen, en worden ook de nodige documenten en vergunningen verzameld als het te repareren gedeelte van de pijp zich op het grondgebied van een andere eigenaar bevindt. . Omdat de meeste leidingen ondergronds liggen, kan het nodig zijn een deel van de leiding te verwijderen. Vervolgens wordt de leidingcoating gecontroleerd op algemene staat, waarna een deel van de coating wordt verwijderd om direct aan de leiding reparatiewerkzaamheden uit te voeren. Na de reparatie kunnen diverse inspectiemaatregelen worden uitgevoerd: ultrasoon onderzoek, kleurfoutdetectie, magnetische deeltjesfoutdetectie, enz.

Hoewel sommige reparaties een volledige sluiting van de pijpleiding vereisen, is vaak slechts een tijdelijke onderbreking van de werkzaamheden voldoende om het te repareren gebied te isoleren of een omleidingsroute voor te bereiden. In de meeste gevallen worden reparatiewerkzaamheden echter uitgevoerd wanneer de pijpleiding volledig is losgekoppeld. Het isoleren van een leidingdeel kan met behulp van pluggen of afsluiters. Vervolgens wordt de benodigde apparatuur geïnstalleerd en worden er direct reparaties uitgevoerd. Reparatiewerkzaamheden worden uitgevoerd op het beschadigde gebied, bevrijd van de omgeving en zonder druk. Na voltooiing van de reparatie worden de pluggen geopend en wordt de integriteit van de pijpleiding hersteld.

Het aanleggen van een pijpleiding is niet erg moeilijk, maar behoorlijk lastig. Een van de moeilijkste problemen in dit geval is het berekenen van de buiscapaciteit, die rechtstreeks van invloed is op de efficiëntie en prestaties van de constructie. In dit artikel wordt besproken hoe de leidingcapaciteit wordt berekend.

Doorvoer is een van de belangrijkste indicatoren van elke leiding. Desondanks wordt deze indicator zelden aangegeven in leidingmarkeringen, en dit heeft weinig zin, omdat de doorvoercapaciteit niet alleen afhangt van de afmetingen van het product, maar ook van het ontwerp van de pijpleiding. Daarom moet deze indicator onafhankelijk worden berekend.

Methoden voor het berekenen van pijpleidingcapaciteit

1. Externe diameter. Deze indicator wordt uitgedrukt in de afstand van de ene zijde van de buitenmuur tot de andere zijde. In berekeningen wordt deze parameter Dag genoemd. De buitendiameter van de buizen staat altijd aangegeven in de markeringen.
2. Nominale diameter. Deze waarde wordt gedefinieerd als de diameter van de interne doorsnede, afgerond op hele getallen. Bij het berekenen wordt de nominale diameter weergegeven als Dn.

Berekening van de doorlaatbaarheid van pijpleidingen kan worden uitgevoerd met behulp van een van de methoden, die moeten worden geselecteerd afhankelijk van de specifieke omstandigheden bij het leggen van pijpleidingen:

1. Fysieke berekeningen. In dit geval wordt de formule voor buiscapaciteit gebruikt, waardoor rekening kan worden gehouden met elke ontwerpindicator. De keuze van de formule wordt beïnvloed door het type en het doel van de pijpleiding. Rioolsystemen hebben bijvoorbeeld hun eigen reeks formules, net als andere soorten constructies.
2. Spreadsheetberekeningen. U kunt de optimale cross-country capaciteiten selecteren met behulp van een tabel met geschatte waarden, die meestal wordt gebruikt voor het regelen van de bedrading in een appartement. De waarden in de tabel zijn vrij vaag, maar dit belet niet dat ze bij berekeningen worden gebruikt. Het enige nadeel van de tabellarische methode is dat deze de doorvoer van de buis berekent afhankelijk van de diameter, maar geen rekening houdt met veranderingen in de laatste als gevolg van afzettingen, dus voor pijpleidingen die gevoelig zijn voor ophoping zal een dergelijke berekening niet mogelijk zijn. de beste keuze. Om nauwkeurige resultaten te krijgen, kunt u de tabel van Shevelev gebruiken, waarin rekening wordt gehouden met bijna alle factoren die van invloed zijn op de leidingen. Deze tafel is perfect voor het installeren van snelwegen op individuele percelen.
3. Berekening met behulp van programma's. Veel bedrijven die gespecialiseerd zijn in het leggen van pijpleidingen gebruiken bij hun activiteiten computerprogramma's waarmee ze niet alleen de pijpcapaciteit nauwkeurig kunnen berekenen, maar ook tal van andere indicatoren. Voor onafhankelijke berekeningen kunt u online rekenmachines gebruiken, die, hoewel ze een iets grotere fout hebben, gratis beschikbaar zijn. Een goede optie voor een groot shareware-programma is "TAScope", en in de huishoudelijke ruimte is "Hydrosystem" het populairst, dat ook rekening houdt met de nuances van pijpleidinginstallaties, afhankelijk van de regio.

Berekening van de capaciteit van de gasleiding

Het ontwerpen van een gaspijpleiding vereist een vrij hoge precisie - gas heeft een zeer hoge compressieverhouding, waardoor lekken zelfs door microscheuren mogelijk zijn, om nog maar te zwijgen van ernstige breuken. Daarom is een correcte berekening van de capaciteit van de leiding waardoor gas zal worden getransporteerd van groot belang.

Als we het hebben over gastransport, wordt de doorvoer van pijpleidingen, afhankelijk van de diameter, berekend met behulp van de volgende formule:

• Qmax = 0,67 DN2 * p,

Waarbij p de waarde is van de werkdruk in de pijpleiding, waaraan 0,10 MPa wordt toegevoegd;

DN – de waarde van de nominale diameter van de buis.

Met de bovenstaande formule voor het berekenen van de capaciteit van een buis op diameter kunt u een systeem creëren dat in huishoudelijke omstandigheden werkt.

In de industriële bouw en bij het uitvoeren van professionele berekeningen wordt een andere formule gebruikt:

• Qmax = 196.386 DN2 * p/z*T,

Waar z de compressieverhouding van het getransporteerde medium is;

T – temperatuur van het getransporteerde gas (K).

Om problemen te voorkomen moeten professionals bij het berekenen van de pijpleiding ook rekening houden met de klimatologische omstandigheden in de regio waar deze zal passeren. Als de buitendiameter van de leiding kleiner is dan de gasdruk in het systeem, is de kans groot dat de leiding tijdens bedrijf beschadigd raakt, met als gevolg verlies van de getransporteerde stof en een verhoogd risico op explosie in het verzwakte gedeelte van de leiding.

Indien nodig kunt u de doorlaatbaarheid van een gasleiding bepalen met behulp van een tabel die de relatie beschrijft tussen de meest voorkomende buisdiameters en het werkdrukniveau daarin. Over het algemeen hebben de tabellen hetzelfde nadeel als de pijpleidingcapaciteit berekend op basis van de diameter, namelijk het onvermogen om rekening te houden met de invloed van externe factoren.

Berekening van de capaciteit van de rioolbuis

Bij het ontwerpen van een rioleringssysteem is het absoluut noodzakelijk om de doorvoercapaciteit van de pijpleiding te berekenen, die rechtstreeks afhangt van het type (rioolsystemen zijn onder druk of niet-druk). Bij het uitvoeren van berekeningen worden hydraulische wetten gebruikt. De berekeningen zelf kunnen worden uitgevoerd met behulp van formules of met behulp van geschikte tabellen.

Voor de hydraulische berekening van het rioleringssysteem zijn de volgende indicatoren vereist:

• Buisdiameter – DN;
• De gemiddelde bewegingssnelheid van stoffen is v;
• De grootte van de hydraulische helling is I;
• Vulgraad – h/DN.

Bij het uitvoeren van berekeningen worden in de regel alleen de laatste twee parameters berekend; de rest kan dan zonder problemen worden bepaald. De grootte van de hydraulische helling is meestal gelijk aan de helling van de grond, wat de beweging van afvalwater garandeert met de snelheid die nodig is voor zelfreiniging van het systeem.

De snelheid en het maximale vulniveau van de huishoudelijke riolering worden bepaald aan de hand van een tabel die als volgt kan worden uitgeschreven:

1. 150-250 mm - h/DN is 0,6 en snelheid is 0,7 m/s.
2. Diameter 300-400 mm - h/DN is 0,7, snelheid is 0,8 m/s.
3. Diameter 450-500 mm - h/DN is 0,75, snelheid is 0,9 m/s.
4. Diameter 600-800 mm - h/DN is 0,75, snelheid is 1 m/s.
5. Diameter 900+ mm - h/DN is 0,8, snelheid – 1,15 m/s.

Voor een product met een kleine doorsnede zijn er standaardindicatoren voor de minimale pijplijnhelling:

• Bij een diameter van 150 mm mag de helling niet minder zijn dan 0,008 mm;
• Bij een diameter van 200 mm mag de helling niet minder zijn dan 0,007 mm.

Om het volume afvalwater te berekenen, wordt de volgende formule gebruikt:

• q = a*v,

Waar a het open dwarsdoorsnedeoppervlak van de stroom is;

v – snelheid van afvalwatertransport.

De transportsnelheid van een stof kan worden bepaald met behulp van de volgende formule:

• v= C√R*i,

waarbij R de waarde is van de hydraulische straal,

C – bevochtigingscoëfficiënt;

i is de hellingsgraad van de constructie.

Uit de vorige formule kunnen we het volgende afleiden, waarmee we de waarde van de hydraulische helling kunnen bepalen:

• i=v2/C2*R.

Om de bevochtigingscoëfficiënt te berekenen, wordt een formule in de volgende vorm gebruikt:

• С=(1/n)*R1/6,

Waarbij n een coëfficiënt is die rekening houdt met de mate van ruwheid, die varieert van 0,012 tot 0,015 (afhankelijk van het materiaal van de buis).

Meestal wordt de R-waarde gelijkgesteld aan de gebruikelijke straal, maar dit is alleen relevant als de buis volledig gevuld is.

Voor andere situaties wordt een eenvoudige formule gebruikt:

• R=A/P,

Waar A het dwarsdoorsnedeoppervlak van de waterstroom is,

P is de lengte van het binnenste deel van de buis dat in direct contact staat met de vloeistof.

Tabellarische berekening van rioolbuizen

U kunt de doorlaatbaarheid van rioolbuizen ook bepalen met behulp van tabellen, en de berekeningen zijn rechtstreeks afhankelijk van het type systeem:

1. Zwaartekrachtriolering. Voor het berekenen van vrijstromende rioolstelsels worden tabellen gebruikt die alle benodigde indicatoren bevatten. Als u de diameter kent van de leidingen die worden geïnstalleerd, kunt u afhankelijk daarvan alle andere parameters selecteren en deze in de formule vervangen (lees ook: " "). Bovendien geeft de tabel het vloeistofvolume aan dat door de pijp stroomt, wat altijd samenvalt met de doorgankelijkheid van de pijpleiding. Indien nodig kunt u de Lukin-tabellen gebruiken, die de doorvoersnelheid aangeven van alle leidingen met een diameter in het bereik van 50 tot 2000 mm.
2. Druk riool. Het bepalen van de doorvoer in dit type systeem met behulp van tabellen is iets eenvoudiger: het is voldoende om de maximale vullingsgraad van de pijpleiding en de gemiddelde snelheid van vloeistoftransport te kennen. Lees ook: "".

In de capaciteitstabel voor polypropyleenbuizen kunt u alle parameters vinden die nodig zijn voor het regelen van het systeem.

Berekening van de watervoorzieningscapaciteit

Waterleidingen worden het vaakst gebruikt in particuliere bouw. Hoe dan ook, het watervoorzieningssysteem wordt zwaar belast, dus het berekenen van de pijpleidingcapaciteit is verplicht, omdat u hierdoor de meest comfortabele bedrijfsomstandigheden voor de toekomstige structuur kunt creëren.

Om de doorlaatbaarheid van waterleidingen te bepalen, kunt u hun diameter gebruiken (lees ook: ""). Uiteraard is deze indicator niet de basis voor het berekenen van de capaciteiten tussen landen, maar de invloed ervan kan niet worden uitgesloten. De toename van de binnendiameter van de buis is recht evenredig met de permeabiliteit ervan - dat wil zeggen dat een dikke buis de beweging van water bijna niet hindert en minder gevoelig is voor de ophoping van verschillende afzettingen.

Er zijn echter ook andere indicatoren waarmee rekening moet worden gehouden. Een zeer belangrijke factor is bijvoorbeeld de wrijvingscoëfficiënt van de vloeistof tegen de binnenkant van de buis (verschillende materialen hebben hun eigen waarden). Het is ook de moeite waard om rekening te houden met de lengte van de gehele pijpleiding en het drukverschil aan het begin van het systeem en aan de uitlaat. Een belangrijke parameter is het aantal verschillende adapters dat aanwezig is in het ontwerp van het watertoevoersysteem.

De doorvoercapaciteit van polypropyleen waterleidingen kan worden berekend op basis van verschillende parameters met behulp van de tabelmethode. Een daarvan is een berekening waarbij de hoofdindicator de watertemperatuur is. Naarmate de temperatuur in het systeem stijgt, zet de vloeistof uit, waardoor de wrijving toeneemt. Om de doorlaatbaarheid van de pijpleiding te bepalen, moet u de juiste tabel gebruiken. Er is ook een tabel waarmee u de doorlaatbaarheid in de leidingen kunt bepalen, afhankelijk van de waterdruk.

De meest nauwkeurige berekening van water op basis van leidingcapaciteit kan worden gemaakt met behulp van de Shevelev-tabellen. Naast nauwkeurigheid en een groot aantal standaardwaarden bevatten deze tabellen formules waarmee u elk systeem kunt berekenen. Dit materiaal beschrijft volledig alle situaties die verband houden met hydraulische berekeningen. Daarom gebruiken de meeste professionals op dit gebied meestal de Shevelev-tabellen.

De belangrijkste parameters waarmee in deze tabellen rekening wordt gehouden, zijn:

• Externe en interne diameters;
• Wanddikte van de pijpleiding;
• Systeemgebruiksperiode;
• Totale lengte van de snelweg;
• Functioneel doel van het systeem.

Conclusie

Het berekenen van de leidingcapaciteit kan op verschillende manieren gebeuren. De keuze voor de optimale berekeningsmethode is afhankelijk van een groot aantal factoren: van leidingafmetingen tot doel en type systeem. In elk geval zijn er meer en minder nauwkeurige berekeningsopties, dus zowel een professional die gespecialiseerd is in het aanleggen van pijpleidingen als een eigenaar die besluit thuis een pijpleiding aan te leggen, kan de juiste vinden.