Kakšne bodo cevi čez 4 leta. Formula porabe vode - primer izračuna porabe vode za gospodinjstvo

Parametri pretoka vode:

  1. Vrednost premera cevi, ki določa tudi nadaljnjo pretočnost.
  2. Velikost sten cevi, ki bo nato določila notranji tlak v sistemu.

Edina stvar, ki ne vpliva na porabo, je dolžina komunikacij.

Če je premer znan, se lahko izračun izvede po naslednjih podatkih:

  1. Konstrukcijski material za gradnjo cevi.
  2. Tehnologija, ki vpliva na postopek montaže cevovoda.

Značilnosti vplivajo na tlak v vodovodnem sistemu in določajo pretok vode.

Če iščete odgovor na vprašanje, kako določiti pretok vode, se morate naučiti dveh formula za izračun, ki določata parametre uporabe.

  1. Formula za dnevni izračun je Q=ΣQ×N/100. Kjer je ΣQ letna dnevna poraba vode na 1 prebivalca, N pa število prebivalcev v stavbi.
  2. Formula za izračun na uro je q=Q×K/24. Kjer je Q dnevni izračun, K pa razmerje po SNiP, neenakomerna poraba (1,1-1,3).

Ti preprosti izračuni lahko pomagajo določiti stroške, ki bodo pokazali potrebe in zahteve te hiše. Obstajajo tabele, ki jih je mogoče uporabiti pri izračunu tekočine.

Referenčni podatki pri izračunu vode

Pri uporabi tabel morate izračunati vse pipe, kopalne kadi in grelnike vode v hiši. Tabela SNiP 2.04.02-84.

Standardne stopnje porabe:

  • 60 litrov - 1 oseba.
  • 160 litrov - za 1 osebo, če ima hiša boljšo vodovodno napeljavo.
  • 230 litrov - za 1 osebo, v hiši, kjer je nameščena visokokakovostna vodovodna napeljava in kopalnica.
  • 350 litrov - za 1 osebo s tekočo vodo, vgradnimi aparati, kopalnico, WC.

Zakaj izračunati vodo po SNiP?

Kako določiti pretok vode za vsak dan ni najbolj zahtevana informacija med navadnimi prebivalci hiše, vendar monterji cevovodov te informacije potrebujejo še manj. In večinoma morajo vedeti, kakšen je premer povezave in kakšen tlak vzdržuje v sistemu.

Toda za določitev teh kazalnikov morate vedeti, koliko vode je potrebno v cevovodu.

Formula za pomoč pri določanju premera cevi in ​​pretoka tekočine:

Standardna hitrost tekočine v sistemu brez glave je 0,7 m/s in 1,9 m/s. In hitrost iz zunanjega vira, kot je kotel, je določena s potnim listom vira. Ko je premer znan, se določi pretok v komunikacijah.

Izračun izgube vodne glave

Izguba pretoka vode se izračuna ob upoštevanju padca tlaka z eno formulo:

V formuli L - označuje dolžino povezave, λ - izguba zaradi trenja, ρ - kovnost.

Indeks trenja se razlikuje od naslednjih vrednosti:

  • stopnja hrapavosti premaza;
  • ovira v opremi na mestih zaklepanja;
  • hitrost pretoka tekočine;
  • dolžina cevovoda.

Enostavnost izračuna

Poznavanje izgube tlaka, hitrosti tekočine v ceveh in potrebne količine vode, kako določiti pretok vode in velikost cevovoda, postane veliko bolj jasno. Da pa se znebite dolgih izračunov, lahko uporabite posebno tabelo.

Kjer je D premer cevi, q je poraba vode, V pa je hitrost vode, i je potek. Za določitev vrednosti jih je treba najti v tabeli in povezati v ravno črto. Določite tudi pretok in premer, pri čemer upoštevajte naklon in hitrost. Zato je najlažji način za izračun uporaba tabel in grafov.

Za pravilno montažo vodovodne konstrukcije, začetek razvoja in načrtovanja sistema, je treba izračunati pretok vode skozi cev.

Glavni parametri domačega voda so odvisni od pridobljenih podatkov.

V tem članku se bodo bralci lahko seznanili z osnovnimi tehnikami, ki jim bodo pomagale samostojno izračunati svoj vodovodni sistem.

Namen izračuna premera cevovoda po pretoku: Določanje premera in preseka cevovoda na podlagi podatkov o pretoku in hitrosti vzdolžnega gibanja vode.

Tak izračun je precej težko izvesti. Upoštevati je treba veliko odtenkov, povezanih s tehničnimi in ekonomskimi podatki. Ti parametri so med seboj povezani. Premer cevovoda je odvisen od vrste tekočine, ki se bo črpala skozenj.

Če povečate pretok, lahko zmanjšate premer cevi. Poraba materiala se bo samodejno zmanjšala. Veliko lažje bo montirati tak sistem, stroški dela bodo padli.

Vendar pa bo povečanje gibanja pretoka povzročilo izgube glave, kar zahteva ustvarjanje dodatne energije za črpanje. Če ga preveč zmanjšate, se lahko pojavijo neželene posledice.

Pri načrtovanju cevovoda se v večini primerov takoj nastavi količina pretoka vode. Dve količini ostajata neznani:

  • premer cevi;
  • Pretok.

Zelo težko je narediti popoln tehnični in ekonomski izračun. To zahteva ustrezno inženirsko znanje in veliko časa. Za lažjo to nalogo pri izračunu želenega premera cevi se uporabljajo referenčni materiali. Dajejo vrednosti najboljšega pretoka, pridobljene empirično.

Končna formula za izračun optimalnega premera cevovoda je naslednja:

d = √(4Q/Πw)
Q je pretok črpane tekočine, m3/s
d – premer cevovoda, m
w je hitrost toka, m/s

Primerna hitrost tekočine, odvisno od vrste cevovoda

Najprej se upoštevajo minimalni stroški, brez katerih ni mogoče črpati tekočine. Poleg tega je treba upoštevati stroške cevovoda.

Pri izračunu se morate vedno spomniti na omejitve hitrosti premikajočega se medija. V nekaterih primerih mora velikost glavnega cevovoda izpolnjevati zahteve, določene v tehnološkem procesu.

Na dimenzije cevovoda vplivajo tudi morebitni pritiski.

Pri predhodnih izračunih se sprememba tlaka ne upošteva. Dovoljena hitrost je vzeta kot osnova za načrtovanje procesnega cevovoda.

Ko pride do sprememb v smeri gibanja v načrtovanem cevovodu, začne površina cevi doživljati velik pritisk, usmerjen pravokotno na gibanje toka.

To povečanje je posledica več kazalnikov:

  • Hitrost tekočine;
  • gostota;
  • Začetni tlak (tlak).

Poleg tega je hitrost vedno obratno sorazmerna s premerom cevi. Zato hitre tekočine zahtevajo pravo izbiro konfiguracije, kompetenten izbor dimenzij cevovoda.

Na primer, če se črpa žveplova kislina, je vrednost hitrosti omejena na vrednost, ki ne bo povzročila erozije na stenah cevnih ovinkov. Posledično se struktura cevi nikoli ne bo pokvarila.

Hitrost vode v formuli cevovoda

Volumenski pretok V (60 m³/h ali 60/3600 m³/sec) se izračuna kot produkt hitrosti toka w in preseka cevi S (prečni prerez pa se izračuna kot S=3,14 d²/4) : V = 3,14 w d²/4. Od tu dobimo w = 4V/(3,14 d²). Ne pozabite pretvoriti premera iz milimetrov v metre, torej bo premer 0,159 m.

Formula porabe vode

Na splošno metodologija za merjenje pretoka vode v rekah in cevovodih temelji na poenostavljeni obliki enačbe kontinuitete za nestisljive tekočine:

Pretok vode skozi cevno mizo

Pretok proti tlaku

Takšne odvisnosti pretoka tekočine od tlaka ni, obstaja pa - od padca tlaka. Formula je preprosta. Obstaja splošno sprejeta enačba za padec tlaka med pretokom tekočine v cevi Δp = (λL / d) ρw² / 2, λ je koeficient trenja (išče se glede na hitrost in premer cevi po grafe ali ustrezne formule), L je dolžina cevi, d je njen premer, ρ - gostota tekočine, w - hitrost. Po drugi strani pa obstaja definicija pretoka G = ρwπd²/4. Iz te formule izrazimo hitrost, jo nadomestimo v prvo enačbo in poiščemo odvisnost pretoka G = π SQRT(Δp d^5/λ/L)/4, SQRT je kvadratni koren.

Koeficient trenja iščemo z izbiro. Najprej nastavite neko vrednost hitrosti tekočine iz svetilke in določite Reynoldsovo število Re=ρwd/μ, kjer je μ dinamična viskoznost tekočine (ne zamenjujte je s kinematično viskoznostjo, to so različne stvari). Po Reynoldsu iščete koeficient trenja λ = 64 / Re za laminarni način in λ = 1 / (1,82 lgRe - 1,64)² za turbulentni (tu je lg decimalni logaritem). In vzemite vrednost, ki je višja. Ko najdete pretok in hitrost, boste morali celoten izračun znova ponoviti z novim koeficientom trenja. In ta preračun ponavljate, dokler vrednost hitrosti, določena za določanje koeficienta trenja, sovpada z neko napako z vrednostjo, ki jo najdete iz izračuna.

Včasih je zelo pomembno natančno izračunati količino vode, ki prehaja skozi cev. Na primer, ko morate načrtovati nov ogrevalni sistem. Zato se postavlja vprašanje: kako izračunati prostornino cevi? Ta indikator pomaga izbrati pravo opremo, na primer velikost ekspanzijske posode. Poleg tega je ta indikator zelo pomemben pri uporabi antifriza. Običajno se prodaja v več oblikah:

  • razredčen;
  • Nerazredčeno.

Prva vrsta lahko prenese temperature - 65 stopinj. Drugi bo zmrznil že pri -30 stopinjah. Če želite kupiti pravo količino antifriza, morate poznati prostornino hladilne tekočine. Z drugimi besedami, če je prostornina tekočine 70 litrov, potem lahko kupite 35 litrov nerazredčene tekočine. Dovolj je, da jih razredčite, pri čemer upoštevate delež 50–50 in dobili boste enakih 70 litrov.

Za pridobitev točnih podatkov morate pripraviti:

  • Kalkulator;
  • čeljusti;
  • Ravnalo.

Najprej se izmeri polmer, označen s črko R. Lahko je:

  • notranji;
  • na prostem.

Zunanji polmer je potreben za določitev velikosti prostora, ki ga bo zavzel.

Za izračun morate poznati podatke o premeru cevi. Označena je s črko D in izračunana po formuli R x 2. Določi se tudi obseg. Označena s črko L.

Če želite izračunati prostornino cevi, merjeno v kubičnih metrih (m3), morate najprej izračunati njeno površino.

Če želite dobiti natančno vrednost, morate najprej izračunati površino preseka.
Če želite to narediti, uporabite formulo:

  • S = R x Pi.
  • Zahtevano območje je S;
  • Polmer cevi - R;
  • Pi je 3,14159265.

Dobljeno vrednost je treba pomnožiti z dolžino cevovoda.

Kako najti prostornino cevi po formuli? Poznati morate samo 2 vrednosti. Sama formula za izračun ima naslednjo obliko:

  • V = S x L
  • Volumen cevi - V;
  • Površina prereza - S;
  • Dolžina - L

Na primer, imamo kovinsko cev s premerom 0,5 metra in dolžino dva metra. Za izvedbo izračuna se v formulo za izračun površine kroga vstavi velikost zunanjega prečnega nosilca iz nerjavne kovine. Površina cevi bo enaka;

S = (D / 2) = 3,14 x (0,5 / 2) \u003d 0,0625 kvadratnih metrov. metrov.

Končna formula za izračun bo imela naslednjo obliko:

V \u003d HS \u003d 2 x 0,0625 \u003d 0,125 cu. metrov.

Po tej formuli se izračuna prostornina absolutno katere koli cevi. In ni pomembno, iz kakšnega materiala je. Če ima cevovod veliko komponent, lahko s to formulo izračunate ločeno prostornino vsakega odseka.

Pri izračunu je zelo pomembno, da so dimenzije izražene v enakih merskih enotah. Najlažje je izračunati, če se vse vrednosti pretvorijo v kvadratne centimetre.

Če uporabljate različne merske enote, lahko dobite zelo vprašljive rezultate. Zelo daleč bodo od pravih vrednot. Pri stalnih dnevnih izračunih lahko uporabite pomnilnik kalkulatorja tako, da nastavite konstantno vrednost. Na primer, število Pi, pomnoženo z dvema. To bo pomagalo veliko hitreje izračunati prostornino cevi različnih premerov.

Danes lahko za izračun uporabite že pripravljene računalniške programe, v katerih so vnaprej določeni standardni parametri. Za izvedbo izračuna bo potrebno le vnesti dodatne vrednosti spremenljivk.

Prenesite program https://yadi.sk/d/_1ZA9Mmf3AJKXy

Kako izračunati površino prečnega prereza

Če je cev okrogla, je treba površino prečnega prereza izračunati s formulo za površino kroga: S = π * R2. Kjer je R polmer (notranji), je π 3,14. Skupno morate polmer kvadrirati in ga pomnožiti s 3,14.
Na primer, površina prečnega prereza cevi s premerom 90 mm. Najdemo polmer - 90 mm / 2 = 45 mm. V centimetrih je to 4,5 cm. Kvadriramo: 4,5 * 4,5 \u003d 2,025 cm2, nadomestimo s formulo S \u003d 2 * 20,25 cm2 \u003d 40,5 cm2.

Površina prečnega prereza profiliranega izdelka se izračuna po formuli za površino pravokotnika: S = a * b, kjer sta a in b dolžini stranic pravokotnika. Če upoštevamo odsek profila 40 x 50 mm, dobimo S \u003d 40 mm * 50 mm \u003d 2000 mm2 ali 20 cm2 ali 0,002 m2.

Izračun količine vode, ki je prisotna v celotnem sistemu

Za določitev takega parametra je treba v formulo nadomestiti vrednost notranjega polmera. Vendar se takoj pojavi težava. In kako izračunati skupno količino vode v cevi celotnega ogrevalnega sistema, ki vključuje:

  • Radiatorji;
  • Ekspanzijski rezervoar;
  • Ogrevalni kotel.

Najprej se izračuna prostornina radiatorja. Če želite to narediti, se odpre njegov tehnični potni list in izpišejo vrednosti obsega enega odseka. Ta parameter se pomnoži s številom odsekov v določeni bateriji. Na primer, ena je enaka 1,5 litra.

Ko je nameščen bimetalni radiator, je ta vrednost veliko manjša. Količino vode v kotlu najdete v potnem listu naprave.

Za določitev prostornine ekspanzijske posode se napolni z vnaprej izmerjeno količino tekočine.

Zelo enostavno je določiti prostornino cevi. Razpoložljive podatke za en meter, določen premer, je treba preprosto pomnožiti z dolžino celotnega cevovoda.

Upoštevajte, da lahko v globalni mreži in referenčni literaturi vidite posebne tabele. Prikazujejo okvirne podatke o izdelku. Napaka podanih podatkov je precej majhna, zato lahko vrednosti, podane v tabeli, varno uporabite za izračun prostornine vode.

Moram reči, da morate pri izračunu vrednosti upoštevati nekatere značilne razlike. Kovinske cevi z velikim premerom prepuščajo količino vode veliko manj kot iste cevi iz polipropilena.

Razlog je v gladkosti površine cevi. V jeklenih izdelkih je izdelan z veliko hrapavostjo. PPR cevi nimajo hrapavosti na notranjih stenah. Vendar pa imajo jekleni izdelki hkrati večjo količino vode kot v drugih ceveh istega odseka. Zato, da se prepričate, da je izračun prostornine vode v ceveh pravilen, morate večkrat preveriti vse podatke in rezultat podpreti s spletnim kalkulatorjem.

Notranja prostornina tekočega metra cevi v litrih - tabela

Tabela prikazuje notranjo prostornino linearnega metra cevi v litrih. To pomeni, koliko vode, antifriza ali druge tekočine (hladilne tekočine) je potrebno za polnjenje cevovoda. Notranji premer cevi je od 4 do 1000 mm.

Notranji premer, mmNotranja prostornina 1 m tekoče cevi, litriNotranja prostornina 10 m linearnih cevi, litri
4 0.0126 0.1257
5 0.0196 0.1963
6 0.0283 0.2827
7 0.0385 0.3848
8 0.0503 0.5027
9 0.0636 0.6362
10 0.0785 0.7854
11 0.095 0.9503
12 0.1131 1.131
13 0.1327 1.3273
14 0.1539 1.5394
15 0.1767 1.7671
16 0.2011 2.0106
17 0.227 2.2698
18 0.2545 2.5447
19 0.2835 2.8353
20 0.3142 3.1416
21 0.3464 3.4636
22 0.3801 3.8013
23 0.4155 4.1548
24 0.4524 4.5239
26 0.5309 5.3093
28 0.6158 6.1575
30 0.7069 7.0686
32 0.8042 8.0425
34 0.9079 9.0792
36 1.0179 10.1788
38 1.1341 11.3411
40 1.2566 12.5664
42 1.3854 13.8544
44 1.5205 15.2053
46 1.6619 16.619
48 1.8096 18.0956
50 1.9635 19.635
52 2.1237 21.2372
54 2.2902 22.9022
56 2.463 24.6301
58 2.6421 26.4208
60 2.8274 28.2743
62 3.0191 30.1907
64 3.217 32.1699
66 3.4212 34.2119
68 3.6317 36.3168
70 3.8485 38.4845
72 4.0715 40.715
74 4.3008 43.0084
76 4.5365 45.3646
78 4.7784 47.7836
80 5.0265 50.2655
82 5.281 52.8102
84 5.5418 55.4177
86 5.8088 58.088
88 6.0821 60.8212
90 6.3617 63.6173
92 6.6476 66.4761
94 6.9398 69.3978
96 7.2382 72.3823
98 7.543 75.4296
100 7.854 78.5398
105 8.659 86.5901
110 9.5033 95.0332
115 10.3869 103.8689
120 11.3097 113.0973
125 12.2718 122.7185
130 13.2732 132.7323
135 14.3139 143.1388
140 15.3938 153.938
145 16.513 165.13
150 17.6715 176.7146
160 20.1062 201.0619
170 22.698 226.9801
180 25.4469 254.469
190 28.3529 283.5287
200 31.4159 314.1593
210 34.6361 346.3606
220 38.0133 380.1327
230 41.5476 415.4756
240 45.2389 452.3893
250 49.0874 490.8739
260 53.0929 530.9292
270 57.2555 572.5553
280 61.5752 615.7522
290 66.052 660.5199
300 70.6858 706.8583
320 80.4248 804.2477
340 90.792 907.9203
360 101.7876 1017.876
380 113.4115 1134.1149
400 125.6637 1256.6371
420 138.5442 1385.4424
440 152.0531 1520.5308
460 166.1903 1661.9025
480 180.9557 1809.5574
500 196.3495 1963.4954
520 212.3717 2123.7166
540 229.0221 2290.221
560 246.3009 2463.0086
580 264.2079 2642.0794
600 282.7433 2827.4334
620 301.9071 3019.0705
640 321.6991 3216.9909
660 342.1194 3421.1944
680 363.1681 3631.6811
700 384.8451 3848.451
720 407.1504 4071.5041
740 430.084 4300.8403
760 453.646 4536.4598
780 477.8362 4778.3624
800 502.6548 5026.5482
820 528.1017 5281.0173
840 554.1769 5541.7694
860 580.8805 5808.8048
880 608.2123 6082.1234
900 636.1725 6361.7251
920 664.761 6647.6101
940 693.9778 6939.7782
960 723.8229 7238.2295
980 754.2964 7542.964
1000 785.3982 7853.9816

Če imate določen dizajn ali cev, potem zgornja formula prikazuje, kako izračunati natančne podatke za pravilen pretok vode ali druge hladilne tekočine.

Spletni izračun

http://mozgan.ru/Geometry/VolumeCylinder

Zaključek

Če želite najti natančno številko porabe hladilne tekočine vašega sistema, boste morali malo sedeti. Iščite po internetu ali uporabite kalkulator, ki ga priporočamo. Morda vam bo lahko prihranil čas.

Če imate sistem vodnega tipa, se ne smete truditi in natančno izbrati prostornine. Dovolj je približno oceniti. Natančen izračun je potreben več, da ne bi kupovali preveč in zmanjšali stroške. Ker se mnogi ustavijo pri izbiri drage hladilne tekočine.

Cevovodi za transport različnih tekočin so sestavni del enot in instalacij, v katerih se izvajajo delovni procesi različnih področij uporabe. Pri izbiri cevi in ​​konfiguracije cevovoda so zelo pomembni stroški tako samih cevi kot cevnih priključkov. Končni strošek črpanja medija skozi cevovod je v veliki meri določen z velikostjo cevi (premer in dolžina). Izračun teh vrednosti se izvaja z uporabo posebej razvitih formul, specifičnih za določene vrste operacij.

Cev je votli cilinder iz kovine, lesa ali drugega materiala, ki se uporablja za transport tekočih, plinastih in zrnatih medijev. Prevozni medij je lahko voda, zemeljski plin, para, naftni derivati ​​itd. Cevi se uporabljajo povsod, od različnih industrij do domačih aplikacij.

Za izdelavo cevi se lahko uporabljajo različni materiali, kot so jeklo, lito železo, baker, cement, plastika, kot so ABS, polivinil klorid, klorirani polivinil klorid, polibuten, polietilen itd.

Glavni indikatorji dimenzij cevi so njen premer (zunanji, notranji itd.) in debelina stene, ki se merita v milimetrih ali palcih. Uporablja se tudi taka vrednost, kot je nazivni premer ali nazivna izvrtina - nazivna vrednost notranjega premera cevi, merjena tudi v milimetrih (označeno z Du) ali palcih (označeno z DN). Nazivni premeri so standardizirani in so glavno merilo pri izbiri cevi in ​​fitingov.

Ustreznost nazivnih vrednosti izvrtine v mm in palcih:

Cev s krožnim prečnim prerezom ima prednost pred drugimi geometrijskimi prerezi iz več razlogov:

  • Krog ima minimalno razmerje med obodom in površino, in ko se nanese na cev, to pomeni, da bo pri enaki prepustnosti poraba materiala okroglih cevi minimalna v primerjavi s cevmi drugačne oblike. To pomeni tudi minimalne možne stroške za izolacijo in zaščitni premaz;
  • Krožni prerez je najbolj ugoden za gibanje tekočega ali plinastega medija s hidrodinamičnega vidika. Prav tako je zaradi najmanjše možne notranje površine cevi na enoto njene dolžine trenje med transportiranim medijem in cevjo minimalno.
  • Okrogla oblika je najbolj odporna na notranje in zunanje pritiske;
  • Postopek izdelave okroglih cevi je precej preprost in enostaven za izvedbo.

Cevi se lahko zelo razlikujejo po premeru in konfiguraciji, odvisno od namena in uporabe. Tako lahko glavni cevovodi za premikanje vode ali naftnih derivatov s precej preprosto konfiguracijo dosežejo premer skoraj pol metra, ogrevalne tuljave, ki so tudi cevi, pa imajo zapleteno obliko z veliko zavoji z majhnim premerom.

Nemogoče si je predstavljati katero koli industrijo brez mreže cevovodov. Izračun takšnega omrežja vključuje izbiro materiala cevi, izdelavo specifikacije, v kateri so navedeni podatki o debelini, velikosti cevi, poti itd. Surovine, vmesni izdelki in/ali končni izdelki prehajajo skozi proizvodne faze in se gibljejo med različnimi aparati in inštalacijami, ki so povezani s cevovodom in fitingi. Ustrezen izračun, izbira in montaža cevnega sistema je nujen za zanesljivo izvedbo celotnega procesa, zagotavljanje varnega prenosa medijev ter za tesnjenje sistema in preprečevanje uhajanja črpane snovi v ozračje.

Ne obstaja ena sama formula in pravilo, s katerim bi lahko izbrali cevovod za vsako možno aplikacijo in delovno okolje. Na vsakem posameznem področju uporabe cevovodov obstaja več dejavnikov, ki jih je treba upoštevati in lahko pomembno vplivajo na zahteve za cevovod. Torej, na primer, ko se ukvarjate z blatom, velik cevovod ne bo povečal le stroškov namestitve, temveč bo povzročil tudi operativne težave.

Običajno se cevi izberejo po optimizaciji materialnih in obratovalnih stroškov. Večji kot je premer cevovoda, torej višja je začetna naložba, manjši bo padec tlaka in s tem nižji obratovalni stroški. Nasprotno pa bo majhna velikost cevovoda zmanjšala primarne stroške za same cevi in ​​cevne armature, vendar bo povečanje hitrosti povzročilo povečanje izgub, kar bo povzročilo potrebo po porabi dodatne energije za črpanje medija. Omejitve hitrosti, določene za različne aplikacije, temeljijo na optimalnih konstrukcijskih pogojih. Velikost cevovodov se izračuna na podlagi teh standardov ob upoštevanju področij uporabe.

Oblikovanje cevovoda

Pri načrtovanju cevovodov se za osnovo vzamejo naslednji glavni projektni parametri:

  • zahtevana zmogljivost;
  • vstopna in izstopna točka cevovoda;
  • srednja sestava, vključno z viskoznostjo in specifično težo;
  • topografske razmere trase cevovoda;
  • največji dovoljeni delovni tlak;
  • hidravlični izračun;
  • premer cevovoda, debelina stene, natezna trdnost tečenja materiala stene;
  • število črpališč, razdalja med njimi in poraba energije.

Zanesljivost cevovoda

Zanesljivost pri načrtovanju cevovodov je zagotovljena z upoštevanjem ustreznih projektnih standardov. Prav tako je usposabljanje osebja ključni dejavnik pri zagotavljanju dolge življenjske dobe cevovoda ter njegove tesnosti in zanesljivosti. Stalno ali periodično spremljanje delovanja cevovoda se lahko izvaja s sistemi za spremljanje, obračunavanje, nadzor, regulacijo in avtomatizacijo, osebnimi krmilnimi napravami v proizvodnji in varnostnimi napravami.

Dodatni premaz cevovoda

Na zunanjo stran večine cevi je nanešen korozijsko odporen premaz, ki preprečuje škodljive učinke korozije iz zunanjega okolja. V primeru črpanja korozivnih medijev lahko na notranjo površino cevi nanesemo tudi zaščitni premaz. Pred zagonom se vse nove cevi, namenjene za transport nevarnih tekočin, testirajo na okvare in puščanja.

Osnovne določbe za izračun pretoka v cevovodu

Narava toka medija v cevovodu in pri pretoku okoli ovir se lahko močno razlikuje od tekočine do tekočine. Eden od pomembnih kazalcev je viskoznost medija, za katero je značilen parameter, kot je koeficient viskoznosti. Irski inženir-fizik Osborne Reynolds je leta 1880 izvedel vrsto poskusov, na podlagi katerih je uspel izpeljati brezdimenzionalno količino, ki označuje naravo toka viskozne tekočine, imenovano Reynoldsov kriterij in označeno z Re.

Re = (v L ρ)/μ

kje:
ρ je gostota tekočine;
v je pretok;
L je karakteristična dolžina pretočnega elementa;
μ - dinamični koeficient viskoznosti.

To pomeni, da Reynoldsov kriterij označuje razmerje med vztrajnostnimi silami in silami viskoznega trenja v toku tekočine. Sprememba vrednosti tega merila odraža spremembo razmerja med temi vrstami sil, kar pa vpliva na naravo toka tekočine. V zvezi s tem je običajno razlikovati tri režime pretoka glede na vrednost Reynoldsovega kriterija. Pri 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 opazimo stabilen režim, za katerega je značilna naključna sprememba hitrosti in smeri toka na vsaki posamezni točki, kar skupaj daje izenačitev pretokov po celotnem volumnu. Takšen režim se imenuje turbulenten. Reynoldsovo število je odvisno od višine, ki jo dovaja črpalka, viskoznosti medija pri delovni temperaturi ter velikosti in oblike cevi, skozi katero teče tok.

Profil hitrosti v toku
laminarni tok prehodni režim turbulentni režim
Narava toka
laminarni tok prehodni režim turbulentni režim

Reynoldsov kriterij je kriterij podobnosti za pretok viskozne tekočine. To pomeni, da je z njegovo pomočjo mogoče simulirati resnični proces v zmanjšani velikosti, ki je priročna za študij. To je izjemno pomembno, saj je pogosto izjemno težko, včasih celo nemogoče, preučiti naravo tokov tekočine v resničnih napravah zaradi njihove velike velikosti.

Izračun cevovoda. Izračun premera cevovoda

Če cevovod ni toplotno izoliran, torej je možna izmenjava toplote med transportiranim in okoljem, se lahko narava toka v njem spreminja tudi pri konstantni hitrosti (pretoku). To je mogoče, če ima črpani medij na vstopu dovolj visoko temperaturo in teče v turbulentnem režimu. Po dolžini cevi bo temperatura transportiranega medija padala zaradi toplotnih izgub v okolje, kar lahko privede do spremembe pretočnega režima v laminarni ali prehodni. Temperatura, pri kateri pride do spremembe načina, se imenuje kritična temperatura. Vrednost viskoznosti tekočine je neposredno odvisna od temperature, zato se za takšne primere uporablja parameter, kot je kritična viskoznost, ki ustreza točki spremembe režima pretoka pri kritični vrednosti Reynoldsovega kriterija:

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

kje:
ν kr - kritična kinematična viskoznost;
Re cr - kritična vrednost Reynoldsovega kriterija;
D - premer cevi;
v je pretok;
Q - stroški.

Drug pomemben dejavnik je trenje, ki nastane med stenami cevi in ​​gibajočim se tokom. V tem primeru je koeficient trenja v veliki meri odvisen od hrapavosti sten cevi. Razmerje med koeficientom trenja, Reynoldsovim kriterijem in hrapavostjo je določeno z Moodyjevim diagramom, ki omogoča določitev enega od parametrov, pri čemer poznamo druga dva.


Formula Colebrook-White se uporablja tudi za izračun koeficienta trenja za turbulentni tok. Na podlagi te formule je mogoče narisati grafe, s katerimi se določi koeficient trenja.

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

kje:
k - koeficient hrapavosti cevi;
λ je koeficient trenja.

Obstajajo tudi druge formule za približen izračun izgub zaradi trenja med tlačnim tokom tekočine v ceveh. Ena izmed najpogosteje uporabljenih enačb v tem primeru je Darcy-Weisbachova enačba. Temelji na empiričnih podatkih in se uporablja predvsem pri modeliranju sistemov. Izguba zaradi trenja je funkcija hitrosti tekočine in odpornosti cevi proti gibanju tekočine, izražena z vrednostjo hrapavosti stene cevi.

∆H = λ L/d v²/(2 g)

kje:
ΔH - izguba glave;
λ - koeficient trenja;
L je dolžina odseka cevi;
d - premer cevi;
v je pretok;
g je pospešek prostega padca.

Izguba tlaka zaradi trenja za vodo se izračuna z uporabo Hazen-Williamsove formule.

∆H = 11,23 L 1/C 1,85 Q 1,85 /D 4,87

kje:
ΔH - izguba glave;
L je dolžina odseka cevi;
C je Haizen-Williamsov koeficient hrapavosti;
Q - poraba;
D - premer cevi.

Pritisk

Delovni tlak cevovoda je najvišji nadtlak, ki zagotavlja določen način delovanja cevovoda. Odločitev o velikosti cevovoda in številu črpalnih postaj se običajno sprejme na podlagi delovnega tlaka cevi, črpalne zmogljivosti in stroškov. Največji in najmanjši tlak cevovoda ter lastnosti delovnega medija določajo razdaljo med črpalnimi postajami in potrebno moč.

Nazivni tlak PN - nazivna vrednost, ki ustreza največjemu tlaku delovnega medija pri 20 ° C, pri katerem je možno neprekinjeno delovanje cevovoda z danimi dimenzijami.

Ko se temperatura dvigne, se nosilnost cevi zmanjša, posledično pa tudi dovoljeni nadtlak. Vrednost pe,zul označuje največji tlak (g) v cevnem sistemu, ko se delovna temperatura poveča.

Razpored dovoljenega nadtlaka:


Izračun padca tlaka v cevovodu

Izračun padca tlaka v cevovodu se izvede po formuli:

∆p = λ L/d ρ/2 v²

kje:
Δp - padec tlaka v odseku cevi;
L je dolžina odseka cevi;
λ - koeficient trenja;
d - premer cevi;
ρ je gostota črpanega medija;
v je pretok.

Prenosni mediji

Najpogosteje se cevi uporabljajo za transport vode, lahko pa se uporabljajo tudi za premikanje blata, gnojevke, pare itd. V naftni industriji se cevovodi uporabljajo za črpanje širokega spektra ogljikovodikov in njihovih mešanic, ki se zelo razlikujejo po kemičnih in fizikalnih lastnostih. Surovo nafto je mogoče prevažati na daljše razdalje od kopenskih polj ali naftnih ploščadi na morju do terminalov, smernih točk in rafinerij.

Cevovodi prenašajo tudi:

  • rafinirani naftni proizvodi, kot so bencin, letalsko gorivo, kerozin, dizelsko gorivo, kurilno olje itd.;
  • petrokemične surovine: benzen, stiren, propilen itd.;
  • aromatski ogljikovodiki: ksilen, toluen, kumen itd.;
  • utekočinjena naftna goriva, kot so utekočinjeni zemeljski plin, utekočinjen naftni plin, propan (plini pri standardni temperaturi in tlaku, vendar utekočinjeni s tlakom);
  • ogljikov dioksid, tekoči amoniak (prenaša se kot tekočine pod pritiskom);
  • bitumen in viskozna goriva so preveč viskozna za transport po cevovodih, zato se za redčenje teh surovin uporabljajo destilatne frakcije nafte in povzročijo mešanico, ki se lahko prevaža po cevovodu;
  • vodik (za kratke razdalje).

Kakovost transportiranega medija

Fizične lastnosti in parametri transportiranega medija v veliki meri določajo konstrukcijske in obratovalne parametre cevovoda. Specifična teža, stisljivost, temperatura, viskoznost, točka izlivanja in parni tlak so glavni parametri medija, ki jih je treba upoštevati.

Specifična teža tekočine je njena teža na enoto prostornine. Veliko plinov se po cevovodih prevaža pod povišanim tlakom in ko je dosežen določen tlak, se lahko nekateri plini celo utekočinijo. Zato je stopnja stiskanja medija kritičen parameter za načrtovanje cevovodov in določanje pretočne zmogljivosti.

Temperatura ima posreden in neposreden vpliv na delovanje cevovoda. To se izraža v dejstvu, da se tekočina po povečanju temperature poveča v prostornini, pod pogojem, da tlak ostane konstanten. Znižanje temperature lahko vpliva tudi na zmogljivost in splošno učinkovitost sistema. Običajno, ko se temperatura tekočine zniža, jo spremlja povečanje njene viskoznosti, kar ustvarja dodaten torni upor vzdolž notranje stene cevi, kar zahteva več energije za črpanje enake količine tekočine. Zelo viskozni mediji so občutljivi na temperaturna nihanja. Viskoznost je odpornost medija proti pretoku in se meri v centistokih cSt. Viskoznost ne določa le izbire črpalke, temveč tudi razdaljo med črpalnimi postajami.

Takoj, ko temperatura medija pade pod točko izlivanja, postane delovanje cevovoda nemogoče in za nadaljevanje njegovega delovanja se uporabi več možnosti:

  • ogrevanje medija ali izolacijskih cevi, da se vzdržuje delovna temperatura medija nad njegovo točko tečenja;
  • sprememba kemične sestave medija, preden vstopi v cevovod;
  • razredčitev transportiranega medija z vodo.

Vrste glavnih cevi

Glavne cevi so varjene ali brezšivne. Brezšivne jeklene cevi so izdelane brez vzdolžnih zvarov z jeklenimi profili s toplotno obdelavo za doseganje želene velikosti in lastnosti. Varjene cevi se proizvajajo z več proizvodnimi postopki. Ti dve vrsti se med seboj razlikujeta po številu vzdolžnih šivov v cevi in ​​vrsti uporabljene varilne opreme. Jeklene varjene cevi so najpogosteje uporabljena vrsta v petrokemičnih aplikacijah.

Vsak odsek cevi je zvarjen skupaj, da tvori cevovod. Prav tako se v magistralnih cevovodih, odvisno od uporabe, uporabljajo cevi iz steklenih vlaken, različnih plastičnih mas, azbestnega cementa itd.

Za povezavo ravnih odsekov cevi, kot tudi za prehod med odseki cevovoda različnih premerov, se uporabljajo posebej izdelani povezovalni elementi (kolena, ovinke, vrata).

komolec 90° komolec 90° prehodna veja razvejanost
komolec 180° komolec 30° adapter namig

Za vgradnjo posameznih delov cevovodov in fitingov se uporabljajo posebni priključki.

varjene prirobnica z navojem sklopka

Toplotna ekspanzija cevovoda

Ko je cevovod pod tlakom, je njegova celotna notranja površina izpostavljena enakomerno porazdeljeni obremenitvi, kar povzroča vzdolžne notranje sile v cevi in ​​dodatne obremenitve na končnih nosilcih. Temperaturna nihanja vplivajo tudi na cevovod, kar povzroča spremembe v dimenzijah cevi. Sile v fiksnem cevovodu pri temperaturnih nihanjih lahko presežejo dovoljeno vrednost in povzročijo prevelike obremenitve, ki so nevarne za trdnost cevovoda, tako v materialu cevi kot v prirobničnih povezavah. Nihanja temperature črpanega medija povzročajo tudi temperaturni stres v cevovodu, ki se lahko prenese na ventile, črpalne postaje ipd. To lahko privede do razbremenitve cevnih spojev, odpovedi ventilov ali drugih elementov.

Izračun dimenzij cevovoda s temperaturnimi spremembami

Izračun spremembe linearnih dimenzij cevovoda s spremembo temperature se izvede po formuli:

∆L = a L ∆t

a - koeficient toplotnega raztezka, mm/(m°C) (glej spodnjo tabelo);
L - dolžina cevovoda (razdalja med fiksnimi nosilci), m;
Δt - razlika med maks. in min. temperatura črpanega medija, °С.

Tabela linearnega raztezanja cevi iz različnih materialov

Navedene številke so povprečja za navedene materiale in za izračun cevovodov iz drugih materialov podatkov iz te tabele ne smemo jemati za osnovo. Pri izračunu cevovoda je priporočljivo uporabiti koeficient linearnega raztezka, ki ga navede proizvajalec cevi v priloženi tehnični specifikaciji ali podatkovnem listu.

Toplotno raztezanje cevovodov se odpravi tako z uporabo posebnih kompenzacijskih odsekov cevovoda kot z uporabo kompenzatorjev, ki so lahko sestavljeni iz elastičnih ali gibljivih delov.

Kompenzacijski odseki so sestavljeni iz elastičnih ravnih delov cevovoda, ki so nameščeni pravokotno drug na drugega in pritrjeni z zavoji. Pri toplotnem raztezku se povečanje enega dela kompenzira z deformacijo upogiba drugega dela na ravnini ali deformacijo upogibanja in torzije v prostoru. Če cevovod sam kompenzira toplotno ekspanzijo, se to imenuje samokompenzacija.

Kompenzacija se pojavi tudi zaradi elastičnih upogibov. Del raztezka se kompenzira z elastičnostjo upogibov, drugi del pa se izloči zaradi elastičnih lastnosti materiala odseka za upogibom. Kompenzatorji so nameščeni tam, kjer ni mogoče uporabiti kompenzacijskih odsekov ali kadar je samokompenzacija cevovoda nezadostna.

Glede na zasnovo in načelo delovanja so kompenzatorji štiri vrste: v obliki črke U, leča, valovita, polnilna škatla. V praksi se pogosto uporabljajo ploščati dilatacijski spoji z L-, Z- ali U-obliko. Pri prostorskih kompenzatorjih sta običajno 2 ravna medsebojno pravokotna dela in imajo eno skupno ramo. Elastični dilatacijski spoji so izdelani iz cevi ali elastičnih diskov ali mehov.

Določitev optimalne velikosti premera cevovoda

Optimalni premer cevovoda je mogoče najti na podlagi tehničnih in ekonomskih izračunov. Dimenzije cevovoda, vključno z dimenzijami in funkcionalnostjo različnih komponent, ter pogoji, pod katerimi mora cevovod delovati, določajo transportno zmogljivost sistema. Večje cevi so primerne za večji masni pretok, če so druge komponente v sistemu ustrezno izbrane in dimenzionirane za te pogoje. Običajno daljša kot je dolžina glavne cevi med črpalnimi postajami, večji je padec tlaka v cevovodu. Poleg tega ima lahko velik vpliv na tlak v cevi tudi sprememba fizikalnih lastnosti črpanega medija (viskoznost itd.).

Optimalna velikost - Najmanjša primerna velikost cevi za določeno aplikacijo, ki je stroškovno učinkovita v celotni življenjski dobi sistema.

Formula za izračun zmogljivosti cevi:

Q = (π d²)/4 v

Q je pretok črpane tekočine;
d - premer cevovoda;
v je pretok.

V praksi se za izračun optimalnega premera cevovoda uporabljajo vrednosti optimalnih hitrosti črpanega medija, vzete iz referenčnih materialov, zbranih na podlagi eksperimentalnih podatkov:

Črpal medij Razpon optimalnih hitrosti v cevovodu, m/s
Tekočine Gravitacijsko gibanje:
Viskozne tekočine 0,1 - 0,5
Tekočine z nizko viskoznostjo 0,5 - 1
Črpanje:
sesalna stran 0,8 - 2
Izpustna stran 1,5 - 3
plini Naravna vleka 2 - 4
Majhen pritisk 4 - 15
Velik pritisk 15 - 25
pari pregreta para 30 - 50
Nasičena para pod tlakom:
Več kot 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

Od tu dobimo formulo za izračun optimalnega premera cevi:

d o = √((4 Q) / (π v o ))

Q - podani pretok črpane tekočine;
d - optimalni premer cevovoda;
v je optimalni pretok.

Pri visokih pretokih se običajno uporabljajo cevi manjšega premera, kar pomeni nižje stroške nakupa cevovoda, njegovih vzdrževalnih in montažnih del (označeno s K 1). S povečanjem hitrosti se povečajo izgube tlaka zaradi trenja in lokalnih uporov, kar vodi do povečanja stroškov črpanja tekočine (označujemo K 2).

Za cevovode velikih premerov bodo stroški K 1 višji, stroški med obratovanjem K 2 pa nižji. Če dodamo vrednosti K 1 in K 2 , dobimo skupne minimalne stroške K in optimalni premer cevovoda. Stroški K 1 in K 2 so v tem primeru podani v istem časovnem intervalu.

Izračun (formula) kapitalskih stroškov za plinovod

K 1 = (m C M K M)/n

m je masa cevovoda, t;
C M - stroški 1 tone, rub/t;
K M - koeficient, ki poveča stroške inštalacijskih del, na primer 1,8;
n - življenjska doba, leta.

Navedeni obratovalni stroški, povezani s porabo energije:

K 2 \u003d 24 N n dni C E rub / leto

N - moč, kW;
n DN - število delovnih dni v letu;
C E - stroški na kWh energije, rub/kW*h.

Formule za določanje velikosti cevovoda

Primer splošnih formul za določanje velikosti cevi brez upoštevanja morebitnih dodatnih dejavnikov, kot so erozija, suspendirane trdne snovi itd.:

ime Enačba Možne omejitve
Pretok tekočine in plina pod tlakom
Izguba torne glave
Darcy-Weisbach

d = 12 [(0,0311 f L Q 2)/(h f)] 0,2

Q - prostorninski pretok, gal/min;
d je notranji premer cevi;
hf - izguba torne glave;
L je dolžina cevovoda, čevljev;
f koeficient trenja;
V je pretok.
Enačba za celoten pretok tekočine

d = 0,64 √(Q/V)

Q - prostorninski pretok, gpm
Velikost sesalne cevi črpalke za omejitev izgube glave zaradi trenja

d = √(0,0744 Q)

Q - prostorninski pretok, gpm
Enačba skupnega toka plina

d = 0,29 √((Q T)/(P V))

Q - prostorninski pretok, ft³/min
T - temperatura, K
P - tlak psi (abs);
V - hitrost
Gravitacijski tok
Manningova enačba za izračun premera cevi za največji pretok

d=0,375

Q - prostorninski pretok;
n - koeficient hrapavosti;
S - pristranskost.
Froudeovo število je razmerje med vztrajnostno silo in silo gravitacije

Fr = V / √[(d/12) g]

g - pospešek prostega padca;
v - hitrost toka;
L - dolžina ali premer cevi.
Para in izhlapevanje
Enačba premera parne cevi

d = 1,75 √[(W v_g x) / V]

W - masni pretok;
Vg - specifična prostornina nasičene pare;
x - kakovost pare;
V - hitrost.

Optimalni pretok za različne cevne sisteme

Optimalna velikost cevi je izbrana iz pogoja minimalnih stroškov za črpanje medija skozi cevovod in stroškov cevi. Vendar je treba upoštevati tudi omejitve hitrosti. Včasih mora velikost cevovoda ustrezati zahtevam postopka. Enako pogosto je velikost cevovoda povezana s padcem tlaka. Pri idejnih izračunih, kjer se izgube tlaka ne upoštevajo, je velikost procesnega cevovoda določena z dovoljeno hitrostjo.

Če pride do sprememb v smeri toka v cevovodu, potem to vodi do znatnega povečanja lokalnih pritiskov na površini, pravokotno na smer toka. Tovrstno povečanje je odvisno od hitrosti tekočine, gostote in začetnega tlaka. Ker je hitrost obratno sorazmerna s premerom, tekočine z visoko hitrostjo zahtevajo posebno pozornost pri dimenzioniranju in konfiguraciji cevovodov. Optimalna velikost cevi, na primer za žveplovo kislino, omejuje hitrost medija na vrednost, ki preprečuje erozijo sten v ovinkih cevi in ​​s tem preprečuje poškodbe strukture cevi.

Pretok tekočine z gravitacijo

Izračun velikosti cevovoda v primeru gravitacijskega toka je precej zapleten. Narava gibanja s to obliko toka v cevi je lahko enofazna (polna cev) in dvofazna (delno polnjenje). Dvofazni tok nastane, ko sta v cevi prisotna tekočina in plin.

Glede na razmerje med tekočino in plinom ter njune hitrosti se lahko dvofazni režim toka razlikuje od mehurčastega do razpršenega.

tok mehurčkov (vodoravno) tok projektila (vodoravno) valovni tok razpršeni tok

Gonilno silo za tekočino pri gibanju gravitacije zagotavlja razlika v višinah začetne in končne točke, predpogoj pa je lega začetne točke nad končno točko. Z drugimi besedami, višinska razlika določa razliko v potencialni energiji tekočine v teh položajih. Ta parameter se upošteva tudi pri izbiri cevovoda. Poleg tega na velikost pogonske sile vplivajo pritiski na začetni in končni točki. Povečanje padca tlaka povzroči povečanje pretoka tekočine, kar vam posledično omogoča izbiro cevovoda manjšega premera in obratno.

V primeru, da je končna točka povezana s sistemom pod tlakom, kot je destilacijski stolpec, je treba ekvivalentni tlak odšteti od prisotne višinske razlike, da se oceni dejanski ustvarjeni efektivni diferenčni tlak. Tudi, če bo izhodišče cevovoda pod vakuumom, je treba pri izbiri cevovoda upoštevati tudi njegov vpliv na skupni diferenčni tlak. Končna izbira cevi se izvede z uporabo diferencialnega tlaka, ki upošteva vse zgornje dejavnike in ne temelji samo na višinski razliki med začetno in končno točko.

pretok vroče tekočine

V procesnih obratih se pri delu z vročimi ali vrelimi mediji običajno srečujemo z različnimi težavami. Glavni razlog je izhlapevanje dela toka vroče tekočine, to je fazna preobrazba tekočine v paro znotraj cevovoda ali opreme. Tipičen primer je kavitacijski pojav centrifugalne črpalke, ki ga spremlja točkovno vretje tekočine, čemur sledi nastanek parnih mehurčkov (parna kavitacija) ali sproščanje raztopljenih plinov v mehurčke (plinska kavitacija).

Večji cevovod je prednosten zaradi zmanjšane stopnje pretoka v primerjavi s cevmi manjšega premera pri konstantnem pretoku, kar ima za posledico višji NPSH na sesalni liniji črpalke. Točke nenadne spremembe smeri toka ali zmanjšanja velikosti cevovoda lahko povzročijo tudi kavitacijo zaradi izgube tlaka. Nastala mešanica plina in hlapov ustvarja oviro za prehod toka in lahko povzroči poškodbe cevovoda, zaradi česar je pojav kavitacije med delovanjem cevovoda izjemno nezaželen.

Obvodni cevovod za opremo/instrumente

Oprema in naprave, predvsem tista, ki lahko povzročijo znatne padce tlaka, to so toplotni izmenjevalci, regulacijski ventili ipd., so opremljeni z obvodnimi cevovodoma (da ne bi mogli prekiniti procesa tudi med vzdrževalnimi deli). Takšni cevovodi imajo običajno 2 zaporna ventila nameščena vzporedno z napeljavo in ventil za regulacijo pretoka vzporedno s to instalacijo.

Med normalnim delovanjem tok tekočine, ki poteka skozi glavne komponente aparata, doživi dodaten padec tlaka. V skladu s tem se izračuna izpustni tlak zanj, ki ga ustvari priključena oprema, kot je centrifugalna črpalka. Črpalka je izbrana na podlagi skupnega padca tlaka v instalaciji. Med premikanjem po obvodnem cevovodu ta dodatni padec tlaka ni, medtem ko delujoča črpalka črpa tok enake sile, glede na svoje obratovalne lastnosti. Da bi se izognili razlikam v značilnostih pretoka med aparatom in obvodno cevjo, je priporočljivo uporabiti manjši obvodni vod s regulacijskim ventilom za ustvarjanje tlaka, ki je enak glavni instalaciji.

Linija za vzorčenje

Običajno se za analizo odvzame majhna količina tekočine, da se določi njena sestava. Vzorčenje se lahko izvede v kateri koli fazi procesa, da se določi sestava surovine, vmesnega proizvoda, končnega izdelka ali preprosto transportirane snovi, kot so odpadna voda, tekočina za prenos toplote itd. Velikost odseka cevovoda, na katerem poteka vzorčenje, je običajno odvisna od vrste tekočine, ki se analizira, in lokacije mesta vzorčenja.

Na primer, za pline pod povišanim tlakom zadostujejo majhni cevovodi z ventili za odvzem zahtevanega števila vzorcev. Povečanje premera vzorčne linije bo zmanjšalo delež vzorčenih medijev za analizo, vendar je takšno vzorčenje težje nadzorovati. Hkrati majhna linija za vzorčenje ni primerna za analizo različnih suspenzij, v katerih lahko trdni delci zamašijo pot pretoka. Tako je velikost vzorčne linije za analizo suspenzij močno odvisna od velikosti trdnih delcev in značilnosti medija. Podobni sklepi veljajo za viskozne tekočine.

Velikost vzorčne linije običajno upošteva:

  • značilnosti tekočine, namenjene izbiri;
  • izguba delovnega okolja med selekcijo;
  • varnostne zahteve med izbiro;
  • enostavnost delovanja;
  • lokacija izbirne točke.

kroženje hladilne tekočine

Za cevovode s kroženjem hladilne tekočine so prednostne visoke hitrosti. To je predvsem posledica dejstva, da je hladilna tekočina v hladilnem stolpu izpostavljena sončni svetlobi, kar ustvarja pogoje za nastanek plasti, ki vsebuje alge. Del tega volumna, ki vsebuje alge, vstopi v krožečo hladilno tekočino. Pri nizkih pretokih se alge začnejo rasti v cevovodu in čez nekaj časa povzročajo težave pri kroženju hladilne tekočine ali njenem prehodu v toplotni izmenjevalnik. V tem primeru je priporočljiva visoka stopnja kroženja, da se prepreči nastanek zamašitev alg v cevovodu. Običajno je uporaba hladilne tekočine z visoko cirkulacijo v kemični industriji, ki zahteva velike cevovode in dolžine za oskrbo z energijo različnim toplotnim izmenjevalnikom.

Prelivanje rezervoarja

Rezervoarji so opremljeni s prelivnimi cevmi iz naslednjih razlogov:

  • izogibanje izgubi tekočine (odvečna tekočina vstopi v drug rezervoar, namesto da bi se izlila iz prvotnega rezervoarja);
  • preprečevanje uhajanja neželenih tekočin iz rezervoarja;
  • vzdrževanje nivoja tekočine v rezervoarjih.

V vseh zgoraj navedenih primerih so prelivne cevi zasnovane za največji dovoljeni pretok tekočine, ki vstopa v rezervoar, ne glede na pretok tekočine, ki izstopa. Drugi principi cevovoda so podobni gravitacijskim cevovodom, to je glede na razpoložljivo navpično višino med začetno in končno točko prelivne cevi.

Najvišja točka prelivne cevi, ki je hkrati tudi njena izhodiščna točka, je na priključku na rezervoar (cisterna prelivna cev) običajno blizu samega vrha, najnižja končna točka pa je lahko v bližini odtočnega žleba pri tleh. Lahko pa se preliv konča tudi na višji nadmorski višini. V tem primeru bo razpoložljiva glava diferenciala nižja.

Pretok blata

V primeru rudarjenja se ruda običajno koplje na težko dostopnih območjih. V takih krajih praviloma ni železniške ali cestne povezave. Za takšne situacije se šteje, da je hidravlični transport medijev s trdnimi delci najbolj sprejemljiv, tudi v primeru lokacije rudarskih obratov na zadostni razdalji. Cevovodi za gnojevko se uporabljajo na različnih industrijskih območjih za transport zdrobljenih trdnih snovi skupaj s tekočinami. Takšni cevovodi so se izkazali za najbolj stroškovno učinkovite v primerjavi z drugimi načini transporta trdnih medijev v velikih količinah. Poleg tega njihove prednosti vključujejo zadostno varnost zaradi pomanjkanja več vrst prevoza in prijaznosti do okolja.

Suspenzije in mešanice suspendiranih trdnih snovi v tekočinah so shranjene v stanju periodičnega mešanja, da se ohrani enotnost. V nasprotnem primeru pride do procesa ločevanja, pri katerem suspendirani delci glede na svoje fizikalne lastnosti priplavajo na površino tekočine ali se usedejo na dno. Mešanje zagotavlja oprema, kot je mešalni rezervoar, v cevovodih pa se to doseže z vzdrževanjem pogojev turbulentnega toka.

Zmanjševanje pretoka pri transportu delcev, suspendiranih v tekočini, ni zaželeno, saj se lahko v toku začne proces ločevanja faz. To lahko povzroči zamašitev cevovoda in spremembo koncentracije transportiranih trdnih snovi v toku. Intenzivno mešanje v pretočnem volumnu spodbuja turbulentni pretočni režim.

Po drugi strani pa pretirano zmanjšanje velikosti cevovoda pogosto vodi tudi do blokade. Zato je izbira velikosti cevovoda pomemben in odgovoren korak, ki zahteva predhodno analizo in izračune. Vsak primer je treba obravnavati posebej, saj se različne gnojevke različno obnašajo pri različnih hitrostih tekočine.

Popravilo cevovoda

Med delovanjem cevovoda se lahko v njem pojavijo različne vrste puščanja, ki zahtevajo takojšnjo odpravo, da se ohrani delovanje sistema. Popravilo glavnega cevovoda se lahko izvede na več načinov. To je lahko toliko kot zamenjava celotnega segmenta cevi ali majhnega dela, ki pušča, ali popravek obstoječe cevi. Toda preden se odločite za kakršen koli način popravila, je treba opraviti temeljito študijo vzroka puščanja. V nekaterih primerih bo morda potrebno ne samo popraviti, temveč tudi spremeniti pot cevi, da preprečite njeno ponovno poškodbo.

Prva faza popravil je določitev lokacije odseka cevi, ki zahteva poseg. Nadalje se glede na vrsto cevovoda določi seznam potrebne opreme in ukrepov, potrebnih za odpravo puščanja, ter se zbirajo potrebni dokumenti in dovoljenja, če se odsek cevi, ki ga je treba popraviti, nahaja na ozemlju drugega lastnika. Ker se večina cevi nahaja pod zemljo, bo morda treba del cevi izvleči. Nato se prevleka cevovoda preveri glede splošnega stanja, nato pa se del prevleke odstrani za popravila neposredno s cevjo. Po popravilu se lahko izvajajo različne dejavnosti preverjanja: ultrazvočno testiranje, odkrivanje barvnih napak, detekcija magnetnih delcev itd.

Medtem ko nekatera popravila zahtevajo popolno zaustavitev cevovoda, pogosto zadostuje le začasna zaustavitev, da se popravljeno območje izolira ali pripravi obvoz. Vendar se v večini primerov popravila izvajajo s popolno zaustavitvijo cevovoda. Izolacija odseka cevovoda se lahko izvede z uporabo čepov ali zapornih ventilov. Nato namestite potrebno opremo in izvedite neposredna popravila. Popravila se izvajajo na poškodovanem območju, brez medija in brez pritiska. Po koncu popravila se čepi odprejo in celovitost cevovoda se obnovi.