Kako se izračunava snaga cijevi i ostali važni parametri?

Prilikom postavljanja cjevovoda za kućanstvo, izračun se ne provodi jer se u te svrhe koriste standardne cijevi čija snaga je dovoljna da bi se izdržala pritisak vode, plina, itd. No, izgradnja industrijskih cjevovoda bez određenog izračuna je u većini slučajeva opasna jer to može dovesti do brzog neuspjeha sustava i drugih neugodnih posljedica.

U ovom ćemo članku pogledati osnove kako izračunati snagu cijevi, kao i neke druge parametre koje morate znati prije izgradnje strukture.

Izračun snage

Moram reći da je izračun čvrstoće cijevi ne samo kako bi se osiguralo da je linija pouzdana. To će također izbjeći prekomjerne troškove jer prevelika čvrstoća će dovesti do većih troškova gradnje. Dakle, dizajn nije manje važan stupanj izgradnje cjevovoda nego njegova instalacija.

Dakle, ovaj izračun uključuje definiranje nekoliko osnovnih parametara:

• Unutarnji promjer cijevi ovisi o brzini protoka transporta tekućine;
• Unutarnji promjer ovisno o hidrauličkom otporu;
• Debljina stijenke.

Svaki parametar određen je određenim formulama, koje ćemo ispitati u nastavku.

Izračunavanje unutarnjeg promjera

Odredite optimalni unutarnji promjer cijevi pri određenoj brzini protoka tekućine u cjevovodima i njegovo protjecanje se može obaviti rukama prema formuli - D = 4Q3600v? Y m, gdje:

• Q - protok tekućine, izmjeren u mg / h.
• v - brzina protoka tekućine u cjevovodu, mjerena u m / s.
• y je specifična težina tekućine s danim parametrima, mjerena u kg / m3. Ova vrijednost se uzima u referentnim knjigama.

Brzina kretanja raznih tekućina i plinova određena je izračunima, a također potvrđena i praktičnim eksperimentima. Stoga, u proračunima možete koristiti sljedeće podatke:

Iz gornje formule slijedi da promjer poprečnog presjeka cjevovoda ovisi o brzini protoka tekućine. Što je veći, manji je prostor protoka, odnosno, troškovi izgradnje strukture također će biti niži.

Hidraulički otpor

Kada se tekućina ili plin kreću kroz cjevovod, otpor se nužno javlja uslijed trenja proizvoda koji se prevozi prema zidovima cijevi i raznim preprekama u sustavu. Taj se otpor naziva hidraulički. Što je veća brzina protoka i gustoća tekućine, to je veći hidraulički otpor.

Promjer cjevovoda može se odrediti davanjem gubitka tlaka.

Upute za izvođenje ovog izračuna su kako slijedi - D =? L? P • y • v2g kgf / cm2, gdje:

• ?p = P1-P2 je navedeni ili dopušteni gubitak tlaka između početne i završne točke cjevovoda, mjereno u kgf / cm2.
• L je duljina prtljažnika.
• ? - koeficijent hidrauličkog otpora može biti 0,02-0,04.
• g - ubrzanje gravitacije, što je jednako 9,81 m / s.

Naravno, ovaj izračun omogućuje nam da odredimo gubitak tlaka u ravnoj cijevi. Što se tiče određivanja ovog pokazatelja armature i armature, utvrđeno je gubitkom tlaka u ravnom dijelu cijevi odgovarajućeg promjera i ekvivalentne duljine.

Ekvivalentna duljina naziva se ravni dio cijevi, čiji hidraulički otpor je jednak otporu oblikovanog dijela pod jednakim uvjetima.

Debljina stijenke

Glavni parametar cijevi, koji utječe na čvrstoću, je debljina stijenke.

Ovaj pokazatelj ovisi o nekoliko čimbenika:

• Unutarnji i vanjski pritisak na cijev;
• Promjer cjevovoda;
• Materijal iz kojeg je napravljena cijev i otpornost na koroziju.

Većina cjevovoda utječe samo na unutarnji pritisak. Vakuumski cjevovodi, kao i sustavi s maskom namijenjeni za parno grijanje proizvoda koji se lako kalležu ili kristaliziraju, podložni su vanjskom pritisku.

Debljina stijenke čeličnih cijevi, na koje utječe unutarnji nadtlak, određuje se izračunavanjem čvrstoće i dodavanjem debljine koja je namijenjena trošenju od korozije.

Da biste to učinili, upotrijebite sljedeću formulu - S = Sp-C,

• Sp je izračunata debljina, izmjerena u mm.
• C - povećanje korozije. U pravilu je 2-5 mm (za srednje agresivne medije).

Izračunata debljina stijenke može se dobiti sljedećom formulom - Sp = pDn230? Dodatni β + P mm, gdje:

• p - višak unutarnjeg tlaka u cijevi, kgf / cm2.
• Dn - vanjski promjer cjevovoda.
• ?Dop - dopušteni stres kod prekida, sgc / mm2. Taj se pokazatelj može odrediti referentnim knjigama, ovisno o temperaturi transportirane tekućine i čelika.
• ? - koeficijent čvrstoće zavarivanja. Ako je cijev neprekinuta, tada je koeficijent? = 1. Za zavarene cijevi, ova brojka može biti 0,6-0,8, ovisno o vrsti zavarivanja i vrsti zavarivanja.

Obratite pažnju! Prilikom postavljanja cjevovoda, kao i kod popravka, nemoguće je instalirati odvojene slučajne dijelove od neprovjerenog ili nepoznatog materijala, jer to može dovesti do nesreće u sustavu.

Mora se reći da se kod izračuna cjevovoda pozornost posvećuje ne samo debljini cijevi nego i samom materijalu. Na primjer, ako je temperatura na kojoj će sustav raditi manji od 450 stupnjeva Celzija, tada koristite cijevi od čelika razreda 20.

Ako je temperatura transportiranog proizvoda u sustavu visoka, tada odaberite čelik 12H1MF. To omogućuje uporabu cjevovoda s tanjim zidovima. Prema tome, troškovi gradnje ovise o debljini zidova.

Stabilnost cjevovoda

Pri proračunu autocesta uz snagu cjevovoda važan je parametar njegova stabilnost u uzdužnom smjeru.

Ovaj izračun se izvodi iz stanja - S? MNcr, gdje

• S je uzdužna ekvivalentna aksijalna sila u poprečnom presjeku sustava.
• m je koeficijent radnih uvjeta sustava. Ova je vrijednost u referentnoj literaturi.
• Ncr - kritična uzdužna sila kod koje cjevovod gubi longitudinalnu stabilnost. Ova se vrijednost mora odrediti u skladu s postojećim pravilima strukturne mehanike, uzimajući u obzir početnu zakrivljenost sustava, prisutnost balasta koji popravlja cjevovod i svojstva tla. U vlažnim područjima također je potrebno uzeti u obzir hidrostatski učinak vode.

Obratite pažnju! Uzdužnu stabilnost treba provjeriti za zakrivljene sekcije u ravnini zavoja debla. Na ravnim dijelovima treba provjeriti uzdužnu stabilnost podzemnih dijelova u okomitoj ravnini, pri čemu se pretpostavlja da je polumjer početne zakrivljenosti 5000 m.

Uzdužna ekvivalentna aksijalna sila treba odrediti ovisno o konstrukcijskim opterećenjima i utjecajima, uzimajući u obzir poprečno i uzdužno kretanje glavne crte.

Izračun se obavlja prema sljedećoj formuli -

S = 100 [(0,5-a) Kc + EE T] F

• ? - koeficijent linearne ekspanzije materijala cijevi;
• E - varijabilni parametar elastičnosti;
• ?t je razlika u dizajnu temperature;
• ?kc - prstenasta naprezanja iz unutarnjeg tlaka dizanja;
• F je područje poprečnog presjeka cjevovoda.

Obratite pažnju! Prilikom određivanja stabilnosti nadzemnih autocesta, potrebno je izračunati sidrena nosača, lučni sustavi, sidrišni nosači i ostali strukturni elementi za mogućnost smicanja i naginjanja.

Klase čvrstoće čeličnih cijevi

Tako je nakon obavljenih svih potrebnih proračuna čvrstoće cjevovoda lakše odabrati odgovarajuće cijevi, uvedene su klase čvrstoće cijevi. U ovom slučaju, čvrstoća proizvoda procijenjena je vlačnom čvrstoćom metala.

Skupina čvrstoće cijevi označena je slovom "K" i standardnom vrijednošću u kgf / mm2 od 34 do 65. Na primjer, plinovodi u srednjim područjima pojasa, uzimajući u obzir prosječnu temperaturu okoline od oko 0 stupnjeva Celzija i radni tlak sustava od 5,4 MPa , izrađeni su od cijevi klase čvrstoće K52.

U uvjetima Dalekog Sjevera, gdje je prosječna temperatura -20 stupnjeva Celzija i radni tlak u sustavu planira biti 7,4 MPa, plinovodi se izrađuju od cijevi klase čvrstoće K55-K60.

Izračunavanje mase cijevi

U većini slučajeva, za izračunavanje sustava, može biti neophodno vrednovati masu cijevi, na primjer, kako bi se povezala s nosivosti nosivosti ili jednostavno predvidjeti troškove prijevoza.

Međutim, za to nema potrebe računati matematičkom metodom koliko određeni dio cijevi teži, budući da referentna informacija sadrži točnu težinu tekućeg metra različitih tipova cijevi.

Dovoljno je znati sljedeće informacije:

• Cijevni materijal;
• Vanjski promjer;
• Debljina stijenke itd.

Nakon što će biti poznata težina jednog radnog metra, ta se vrijednost treba pomnožiti s brojem brojila.

Površina

Kada instalirate različite autoceste, one moraju biti izolirane, vodonepropusne, obojene itd. Da biste to učinili, morate odrediti područje cjevovoda, što će vam omogućiti izračunavanje količine materijala. Za izvođenje ovog izračuna, potrebno je umnožiti opseg vanjskog dijela za duljinu cijevi.

Formula za određivanje kruga je kako slijedi - L =? D. Duljina segmenta cijevi označena je s H.

U ovom slučaju, područje vanjskog opsega cijevi izgledat će na sljedeći način: - St =? DH m2, gdje:

• St je površina cijevi koja se mjeri u kvadratnom metru.
• ? - Broj "pi", koji je uvijek jednak 3,14;
• D je vanjski promjer;
• H - kao što je gore spomenuto, označava duljinu cijevi u metrima.

Na primjer, cijev je visoka 5 metara i promjera 30 cm, površina je St =? DH = 3,14 * 0,3 * 5 = 4,71 četvornih metara.

Na temelju gore navedenih formula, također je moguće izračunati volumen cjevovoda i područje njegovih unutarnjih zidova. Da biste to učinili, samo je potrebno u proračunu izmijeniti vrijednost vanjskog promjera prema vrijednosti unutarnje. Svi ovi parametri mogu biti potrebni prilikom instaliranja domaćeg plinovoda.

zaključak

Pogledali smo osnove kako se cjevovodi izračunavaju za snagu i stabilnost. Naravno, kada instalirate industrijske autoceste, provodi se mnogo kompliciraniji dizajn, koji uključuje i niz drugih radnji, tako da ovaj rad obavljaju isključivo stručnjaci. Međutim, pri izgradnji kućanskog sustava, sve se nužne vrijednosti mogu naučiti neovisno.

S videozapisa u ovom članku možete dobiti više informacija o ovoj temi.