Фабричная труба высотой 50 м выносит дым при температуре 60 определить перепад давления в трубе

Что такое тяга

Тяга – это движение дымовых газов вверх по дымовой трубе дома, из области повышенного давления в область пониженного давления. В дымоходе(в трубе) установленного диаметра, высотой не менее 5м.

, образуется разрежение, это значит образуется необходимый минимальный перепад давления между нижней частью дымохода и верхней, воздух из нижней части, попадая в трубу, уходит вверх. Это и называют тягой.

Тягу можно замерить специальными чувствительными приборами, либо взять пушинку и поднести ее к трубе.

Соответственно, если взять трубу достаточного диаметра, в которой у воздуха есть возможность двигаться, и вытянуть ее высоко вверх, то воздух от земли начнет постоянно вытекать наверх. Это происходит потому что вверху ниже давление, а разрежение больше, и воздух стремится туда естественным образом. А на его место придет воздух с других сторон.

В системе «топка + дымоход» тяга действует даже если печь в частном доме не работает. При горении дров образуется повышенное давление во внутренней топочной камере и образующиеся при горении дымовые газы требуют выхода. Все топки и печи имеют конструкцию, выводящую дымовые газы в дымоход.

Высота каждого дымохода подобрана так, чтобы создалась тяга, создалось изначальное разрежение. При горении в топочной камере, выделяется тепло, газы и возникает избыточное давление. Газы движутся в дымоходе под воздействием тяги, стремятся идти из области повышенного в область пониженного давления. Работают законы созданные природой.

Почему возникает обратная тяга в печи или дымоходе?

Обратная тяга – это движение дымовых газов из области повышенного давления в область пониженного, но не вверх (как описано ранее), а вниз. Обратная тяга образуется при инверсии давления — когда давление вверху выше, чем внизу.

Причинами становятся самые обыденные вещи: если в частном доме или помещении герметично, стоят стеклопакеты, а вместе с дымоходом работает вытяжка, вытягивающая воздух из помещения. Тут и создается пониженное давление относительно окружающей местности.

Поэтому, при растопке, когда дымоход пока еще холодный, у воздуха в верхней части дымохода большее давление, чем в помещении. Дым конечно пойдет туда, куда ему легче. Это явление называют «холодный столб». При остывании дымохода, внутри образуется воздушная масса низкой температуры, которая давит вниз, возникает обратная тяга.

Если давление в частном доме, не пониженное, то теплый воздух пойдет вверх, в дымоход.

Таким образом, если в доме нет кухонной вытяжки и он не герметичен, никакого застаивания холодного воздуха в топке не будет.

Проверьте: если зимой перед тем, как затопить камин, сперва поджечь газету и занести ее в трубу (минуя топочную часть), то огонь не пойдет в помещение, какой бы ни был столб холодного воздуха. Огонь будет гореть и выходить только в трубу. Это указывает на то, что давление в помещении не пониженное и теплый воздух нормально стремится вверх.

При растопке печи или камина в частном доме иногда дым идёт в помещение.

Связано это с тем, что образующиеся дымовые газы при первоначальной растопке еще не успели нагреться, и, при подъёме вверх соприкасаясь с холодными стенками, сразу охлаждаются. После этого они, естественно, устремятся вниз.

Снова возникает обратная тяга в вентиляции дымохода. Чтобы нормализовать тягу в печке, важно растапливать правильно, понимая происходящие там процессы.

Опрокидывание тяги

Еще один возникающий вопрос – это опрокидывание тяги. В каких случаях это происходит?

Если дымоход протяженный и холодный (зачастую кирпичный), а давление сниженное.

Если соотношение размеров топки и сечения дымохода соответствуют, если в доме нормальное давление, все равно возникает ситуация, когда при растопке пламени не хватает силы и отходящие дымовые газы успевают охладиться в дымоходе и обрушиваются вниз.

Почему нет тяги в дымоходе? Происходит подобное при пасмурной погоде, ветре. Бывает, что огонь нормально разгорается, но потом дым валит внутрь дома.

Почему нет тяги в печи? Почему образуется обратная тяга в дымоходе? Воздух из дома забирается, и давление снижается, притока воздуха нет. А дымовые газы поднимаясь охлаждаются и обрушиваются вниз. Что надо знать в таких ситуациях? Приоткройте форточку, если помещение имеет стеклопакеты и герметично. Важна подготовка дров, их качество.

Как правильно собрать дымоход?

Сэндвич дымоходы (сборные), собираются по дыму и по конденсату.

Существует мнение, что собирать по дыму правильнее. Объясняют тем, что на стыках труб остаются щели, куда забиваются выходящие в трубу дымовые газы. В противоположность этому, считается, что если собрать по дыму, то дым перестанет выходить.

Решить такой спор можно, если в действующей печи дома высверлить в любом месте дымохода отверстие и посмотреть, а что же произойдет. Наиболее интересно сделать это в нижней части. Отверстие высверлите любое, хоть сантиметр в диаметре. Что вы увидите? Из этого отверстия никакого дыма выходить не будет (если не закрывать плотно дымоход сверху).

Способы нормализации тяги

Главное – учесть то, что в каждом дымоходе дома возможно возникновение конденсата, особенно когда он еще холодный и теплые дымовые газы, поднимаясь сильно охлаждаются. На стенках может оседать конденсат, который стекает по трубе.

Если дымоход собран по дыму, то конденсат легко проникает в щели и увлажняет изоляцию, полностью лишая её теплоизолирующих свойств. Тут и до пожара недалеко. Поэтому сборка модульных дымоходов ведётся только по конденсату.

Дымоходы собираются на четкий стык, с герметиком по внутренней трубе. Однако дымоходы сами по себе должны быть качественными, чтобы не оставалось посторонних щелей.

Если щели останутся — через них зайдет воздух, и получается, что все равно тяги не будет.

Но дымоход ведь большой, высокий! Не понимая в чем причина, вызывают мастеров. Мастера используют простой метод: накрывают сверху дымоход и смотрят, откуда пойдет дым. Тут обнаруживаются всевозможные нестыковки в дымоходе, которые и приводят к тому, что подсасывается воздух внутрь дымохода.

Помните? Воздух стремится вверх, туда, где давление ниже. Поэтому, чем больше щелей, тем хуже тяга внизу. Сборка по дыму, к сожалению, не учитывает саму суть тяги. В результате огонь горит, а дым прёт во все стороны.

Хотя логика тут не сложная — дым идет из области повышенного в область пониженного давления, туда, куда ему легче.

В чем измеряется тяга?

Норма тяги для стандартного камина или печи — в среднем 10 Паскаль (Па). Замеряется тяга за дымовым патрубком, так как именно там видны скорость эвакуации дымовых газов и соответствие соотношению размеров топки печи и диаметра дымохода.

Что еще влияет на величину тяги?

В первую очередь, высота дымохода. Минимально необходимая высота – 5 метров. Этого достаточно для возникновения естественного разрежения и начала движения вверх. Чем выше дымоход, тем сильнее тяга. Однако, в кирпичном дымоходе сечением в среднем 140х140мм., при высоте свыше 10-12 метров, тяга уже не возрастает.

Это происходит потому, что значение шероховатости стенок растет с увеличением высоты. Поэтому, избыточная высота не влияет на тягу. Подобный вопрос возникает у желающих использовать под дымоходы каналы в домах. Они бывают большой высоты и узкого сечения, поэтому серьёзный камин редко подсоединяют к такому дымоходу.

Причины влияющие на тягу:

• Температура отходящих дымовых газов. Чем выше температура, тем скорее устремляются дымовые газы вверх, возникает большая тяга.
• Прогреваемость дымохода. Чем быстрее прогревается дымоход, тем быстрее нормализуется плохая тяга.
• Степень шероховатости дымохода, внутренних стенок. Шероховатые стенки тягу снижают, при гладких стенках тяга лучше.
• Форма сечения дымохода. Круглое сечение – это образец; овальное, прямоугольное и так далее. Чем замысловатее форма, тем это сильнее влияет на тягу, снижая ее.
• Важно отметить,что влияет и соотношение размеров топки, диаметра выходного патрубка и диаметра дымоходной трубы. При избыточной высоте проектируемого дымохода, следует подумать о том, чтобы уменьшить сечение дымохода в среднем на 10%. На топку, на дымовой патрубок, установить переходник (например с 200-го диаметра на 180-й) и саму трубу брать 180-ую. Это допускается производителями. Если для примера говорить о «EdilKamin», видно, что он расписывает в инструкциях к топкам, какого диаметра брать дымоход в зависимости от высоты.

Например:

• высота до 3 м – диаметр 250,
• высота от 3 м до 5 м – 200,
• высота от 5 м и выше – 180 или 160. Строгие рекомендации.

Другие производители (как пример, фирма Supra) допускают, что возможны изменения. Некоторые вовсе не допускают. Поэтому руководствуясь инструкциями, не стоит забывать и о происходящих в дымоходе процессах.

Как измеряется тяга?

Вначале затопите печь или камин в доме. Топить не менее получаса, чтобы нормализовались процессы. Затем, проделав отверстие в трубе чуть выше дымового патрубка, вставьте туда специальный датчик депримометра и измерьте тягу. Проверьте, избыточна она или ее не хватает. Факторов, влияющих на тягу, много, рассмотрим еще несколько.

Роза ветров

Ситуация когда господствующие ветра задувают прямо в дымоход и снижают тягу либо разворачивают её. Дымоход ставят с наветренной стороны, конечно если определены направления ветров.

Если дымоход расположен далеко от конька и ниже, нельзя использовать подветренную сторону. Многоэтажные дома и деревья тоже влияют на тягу. Для компенсации порывов ветра и неудачного расположения дымохода используют антиветровые дефлекторы.

По нормативам дымоход выводится на полметра выше конька. Если расстояние от конька 1,5 м — 3 м, то выводится в один уровень с коньком. Если расстояние свыше 3-х метров, то дальше действуют по формуле: от горизонтали, проведенной от конька, 10 градусов вниз.

На практике дымоход делают выше конька, либо в один уровень с коньком. Важно использовать один дымоход для одной печи в доме.

Таблица предельной нагрузки давления для нержавеющих труб

Таблица предельной нагрузки давления для нержавеющих труб 11.02.2019

В таблице результаты тестирования нержавеющих труб следующих стандартов: DIN 17457-11850; NFA 49147-4924-49249; ASTM A 249 — A 269 — A 270.

ДиаметрТолщинаAISI 304-321,316Ti кг/см 2AISI 304L- 316L кг/см 2ДиаметрТолщинаAISI 304-321,316Ti кг/см 2AISI304L- 316L кг/см 2

15	1	116	96	60,3	3,2	92	77
16	1	109	90	60,3	3,6	104	86
16	1,5	163	135	70	1,5	37	31
17,2	1,65	167	139	70	2	50	41
17,2	2	203	168	76,1	1,65	38	31
18	1	97	80	76,1	2	46	38
18	1,5	145	120	76,1	2,6	60	49
19,05	1	91	76	76,1	2,9	66	55
19,05	1,25	114	95	76,1	3,2	73	61
19,05	1,65	151	125	76,1	3,6	82	68
20	1	87	72	83	1,5	31	26
20	1,5	131	108	84	2	41	34
21,3	1,65	135	112	88,9	1,65	32	27
21,3	2	164	136	88,9	2	39	33
21,3	2,6	213	176	88,9	2,6	51	42
22	1	79	66	88,9	2,9	57	47
22	1,5	119	99	88,9	3,2	63	52
25,4	1	69	57	88,9	3,6	71	59
25,4	1,25	86	71	88,9	4	78	65
25,4	1,65	113	94	101,6	1,65	28	23
26,9	1,65	107	89	101,6	2	34	28
26,9	2	130	107	101,6	3	51	43
26,9	2,6	168	140	103	1,5	25	21
28	1	62	52	104	2	34	28
28	1,5	93	77	114,3	1,65	25	21
30	1	58	48	114,3	2	30	25
30	1,5	87	72	114,3	2,6	40	33
32	1	54	45	114,3	2,9	44	37
32	1,5	82	68	114,3	3,2	49	40
33,7	1,65	85	71	114,3	3,6	55	46
33,7	2	103	86	114,3	4	61	51
33,7	2,9	150	124	129	2	27	22
33,7	3,2	165	137	139,7	2	25	21
34	1	51	43	139,7	2,6	32	27
34	1,5	77	64	139,7	3	37	31
38	1	46	38	139,7	4	50	41
38	1,5	69	57	154	2	23	19
40	1	44	36	156	3	34	28
40	1,5	66	54	168,3	2	21	17
42,4	1,65	68	56	168,3	2,6	27	22
42,4	2	82	68	168,3	3	31	26
42,4	2,6	107	89	168,3	3,6	37	31
42,4	2,9	119	99	168,3	4	41	34
42,4	3,2	132	109	204	2	17	14
44,5	1,5	59	49	205	2,5	21	18
44,5	2	78	65	206	3	25	21
48,3	1,65	60	49	219,1	2	16	13
48,3	2	72	60	219,1	2,6	21	17
48,3	2,6	94	78	219,1	3	24	20
48,3	2,9	105	87	219,1	3,6	29	24
48,3	3,2	115	96	219,1	4	32	26
50	1,5	52	43	254	2	14	11
50	2	70	58	256	3	20	17
53	1,5	49	41	273	2	13	11
54	2	65	54	273	2,6	17	14
60,3	1,65	48	40	273	3	19	16
60,3	2	58	48	273	3,6	23	19
60,3	2,6	75	62	273	4	26	21
60,3	2,9	84	69

Давление в трубопроводной системе — характеристика неоднозначная. Сантехники, гидравлики и прочие специалисты, деятельность которых связана с разного рода жидкостными трубопроводами, оперируют следующими понятиями давления:

Рабочее. Это максимальная величина давления в трубах, фиксируемая при стандартных условиях функционирования системы.

Пробное. Так же, как и рабочее, определяется путем замеров давления воды в трубах, только осуществляется в процессе испытания системы. Условное. Данный показатель применяется при производстве расчетов прочностных характеристик трубных систем, работающих при номинальном значении давления и температуре жидкости 20 градусов. Расчетное. Это избыточное максимальное значение, которое способны испытывать элементы трубных систем. Определяется с помощью формулы давления жидкости.

Как подбирать оптимальные трубы

Существует два вида трубных систем — высокого и низкого давления. Трубы низкого давления используются для организации канализационных схем, ливневок и прочих трубных самотечных систем.

Для этих целей сегодня выгоднее использовать полимерные материалы — элементы трубопроводов, выполненные из поливинилхлорида, полипропилена и прочих синтетических веществ. Трубы высокого давления предназначены для организации водопроводов и прочих трубных систем, испытывающих значительные внутренние нагрузки.

Используются такие трубопроводы на различных производственных и гражданских объектах. Существуют и полимерные изделия, способные выдерживать значительное давление, однако на сегодня равных нержавеющим трубам по прочности и другим потребительским характеристикам аналогов не существует, по крайней мере, используемых массово.

Чтобы трубопровод высокого давления функционировал эффективно, отсутствовала турбулентность жидкости, сопровождаемая характерным шумом, необходимо правильно рассчитывать диаметр нержавеющей трубы. Для этого надо применять формулу расчетного давления.

Только правильно рассчитав трубную систему, можно получить надежную, долговечную и работоспособную трубную систему, обеспечивающую эффективную подачу воды либо другой жидкости по разветвленной схеме с одновременным включением нескольких потребителей.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Фабричные трубы высотой менее 40 Рј должны иметь РѕРґРёРЅ СЃРїСѓСЃРє, Р° РїСЂРё большей высоте — РЅРµ менее РґРІСѓС… СЃРїСѓСЃРєРѕРІ.

 [1]

Фабричные трубы из железобетона также должны быть снабжены спусками. Если имеется два спуска, то один из них должен проходить вблизи скоб для влезания.

Если имеется два ряда скоб влезания, то каждый ряд снабжается спуском. Все металлические части, подверженные действию дымовых газов, должны быть снабжены защитным покрытием.

Р’СЃРµ заземленные металлические части, например котлы, трубопроводы Рё стальные каркасы, расположенные РІ Р·РѕРЅРµ фабричной трубы, должны быть соединены СЃРѕ СЃРїСѓСЃРєРѕРј или заземляющим устройством РїСЂРё помощи наземных или подземных РїСЂРѕРІРѕРґРѕРІ.  [2]

Фабричные трубы высотой менее 40 Рј должны иметь РѕРґРёРЅ СЃРїСѓСЃРє, Р° РїСЂРё большей высоте — РЅРµ менее РґРІСѓС… СЃРїСѓСЃРєРѕРІ.

Фабричные трубы, выполняемые из железобетона, также должны быть снабжены спусками. Если имеется два спуска, то один из них должен проходить вблизи скоб для влезания.

Если имеется два ряда скоб, то каждый ряд снабжается спуском. Все металлические части, подверженные действию дымовых газов, должны быть снабжены защитным покрытием.

Р’СЃРµ заземленные металлические части, например котлы, трубопроводы Рё стальные каркасы, расположенные РІ Р·РѕРЅРµ фабричной трубы, должны быть соединены СЃРѕ СЃРїСѓСЃРєРѕРј или заземляющим устройством РїСЂРё помощи наземных или подземных РїСЂРѕРІРѕРґРѕРІ.  [3]

Фабричная труба высотой / 50 Рј выносит дым РїСЂРё температуре t 60 РЎ. Определить статическое давление Р , производящее тягу РІ трубе.  [4]

Фабричные трубы высотой менее 40 Рј должны иметь РѕРґРёРЅ СЃРїСѓСЃРє, Р° РїСЂРё большей высоте — РЅРµ менее РґРІСѓС… СЃРїСѓСЃРєРѕРІ.

 [5]

Фабричные трубы, выполняемые из железобетона, также должны быть снабжены спусками. Если имеется два спуска, то один из них должен проходить вблизи скоб для влезания.

Если имеется два ряда скоб влезания, то каждый ряд снабжается спуском. Все металлические части, подверженные действию дымовых газов, должны быть снабжены защитным покрытием.

Р’СЃРµ заземленные металлические части, например котлы, трубопроводы Рё стальные каркасы, расположенные РІ Р·РѕРЅРµ фабричной трубы, должны быть соединены СЃРѕ СЃРїСѓСЃРєРѕРј или заземляющим устройством РїСЂРё помощи наземных или подземных РїСЂРѕРІРѕРґРѕРІ.  [6]

Фабричная труба высотой / 50 Рј выносит дым РїСЂРё температуре 60 РЎ. Определить статическое давление Р , производящее тягу РІ трубе.  [7]

• Фабричные трубы строят высокими для усиления тяги РІ топке.  [8]
• Фабричная труба высоты 50 Рј выносит дым РїСЂРё температуре 60 РЎ.  [9]
• Фабричная труба высоты 50 Рј выносит дым РїСЂРё температуре 60 РЎ.  [10]
• Зачем фабричные трубы етроят, высокими, Рё какие трубы лучше — железные или кирпичные.  [11]
• Зачем фабричные трубы строят высокими, Рё какие трубы лучше — железные или кирпичные.  [12]

Молниезащита фабричных труб осуществляется с помощью молниеотводов, которые изготовляются из сплошных железных стержней диаметром около 25 мм.

РџСЂРё установке молниеотводы опускают РѕС‚ вершины трубы РІРЅРёР· РЅР° 3 Рј СЃ таким расчетом, чтобы РїСЂРѕРІРѕРґ для СЃРїСѓСЃРєР° Рє заземляющему устройству, приваренный Рє молниеприемнику, РЅРµ находился РІ сфере действия дымовых газов.  [13]

Для грозозащиты фабричных труб используются молниеотводы. Они изготовляются из сплошных железных стержней диаметром около 25 мм.

РџСЂРё установке молниеотводов РёС… опускают РѕС‚ вершины трубы РІРЅРёР· РЅР° 3 Рј СЃ таким расчетом, чтобы СЃРїСѓСЃРє, приваренный Рє молниеприемнику, РЅРµ находился РІ сфере действия дымовых газов.  [14]

Для грозозащиты фабричных труб используются молниеотводы. Они изготовляются из сплошных железных стержней диаметром около 25 мм.

РџСЂРё установке молниеотводы опускают РѕС‚ вершины трубы РІРЅРёР· РЅР° 3 Рј СЃ таким расчетом, чтобы РїСЂРѕРІРѕРґ для СЃРїСѓСЃРєР° Рє заземляющему устройству, приваренный Рє молниеприемнику, РЅРµ находился РІ сфере действия дымовых газов.  [15]

Страницы:      1    2    3

Фабричная труба высотой h = 50 м выносит дым при температуре t1 = 60 0C. Определить перепад давлений в трубе, обеспечивающий тягу

ходит за хозяином

преследовать хозяина кошки могут по нескольким причинам, одна из которых – простое проявление внимания и любви. но все-таки убедитесь, что ваш питомец не голоден.

щурится, когда смотрит  

переглядки с незнакомым человеком кошка расценит как угрозу, своему же хозяину позволит долго смотреть в глаза. если при этом кошка еще и щурится, торжествуйте: такой «кошачий поцелуй» ― знак особого доверия.

ложится на одежду  

отдыхая на вещах хозяина, кошка обменивается с ним запахом. это необходимо животному для максимально тесной связи с человеком. поэтому не ругайте питомца за шерсть на вашей одежде.

ложится на хозяина

если кошка трется о вас мордочкой, пытается улечься на колени или живот, она, как и в случае с одеждой, пытается поделиться своим запахом. такая опознавательная метка на близком и не представляющем опасности человеке животному чувствовать себя уверенно.

приносит «добычу»

все кошки ― прирожденные охотники: им нравится гонять птиц, ловить бабочек и мышей. большее удовольствия они получают, когда приносят свою добычу хозяину. таким образом животные выражают свою хозяину за заботу и внимание.

ревнует к телефону, ноутбуку и книгам

не все кошки готовы делить своего любимого хозяина с компьютером, книгой или телефоном. они просто не понимают, почему вы вот уже 30 минут трогаете не своего котика, а какую-то странную штуку.

мяукает и мурчит

кошки научились мяукать только ради человека. вокализацию они пускают в дело, чтобы привлечь внимание хозяина. например, если им тревожно и голодно, или для того, чтобы за вкусный обед.

ваш питомец точно оценит нежнейший паштет gourmet! радуйте его каждый день разными текстурами (паштет с нежной начинкой из соуса, кусочки в соусе, террин или нежные биточки), и кот будет проявлять свою любовь еще эмоциональнее.

встречает дома

кошки те еще индивидуалисты, но они в человеке, его любви и ласке, не меньше чем собаки. разве питомец не прибегал к вам с радостным «мяу» на звон ключей в дверном проеме?

лижет руки и лицо

кошка вылизывает только близкого и дорогого ей человека. эта нежность еще больше укрепляет связь питомца и его хозяина. но учтите: котик проявляет свою любовь только тогда, когда чувствует себя в полной безопасности.

обнимает лапками

нежные объятия и поглаживания ― признак крепкой связи между кошкой и ее хозяином. высшую же степень любви кошки проявляют, переступая на одном месте с лапки на лапку. если ваша кошка топчется, она чувствует себя в безопасности.

Расчет и подбор трубопроводов. Оптимальный диаметр трубопровода

Трубопроводы для транспортировки различных жидкостей являются неотъемлемой частью агрегатов и установок, в которых осуществляются рабочие процессы, относящиеся к различным областям применения.

При выборе труб и конфигурации трубопровода большое значение имеет стоимость как самих труб, так и трубопроводной арматуры. Конечная стоимость перекачки среды по трубопроводу во многом определяется размерами труб (диаметр и длина).

Расчет этих величин осуществляется с помощью специально разработанных формул, специфичных для определенных видов эксплуатации.

Труба – это полый цилиндр из металла, дерева или другого материала, применяемый для транспортировки жидких, газообразных и сыпучих сред. В качестве перемещаемой среды может выступать вода, природный газ, пар, нефтепродукты и т.д. Трубы используются повсеместно, начиная с различных отраслей промышленности и заканчивая бытовым применением.

Для изготовления труб могут использоваться самые разные материалы, такие как сталь, чугун, медь, цемент, пластик, такой как АБС-пластик, поливинилхлорид, хлорированный поливинилхлорид, полибутелен, полиэтилен и пр.

Основными размерными показателями трубы являются ее диаметр (наружный, внутренний и т.д.) и толщина стенки, которые измеряются в миллиметрах или дюймах.

Также используется такая величина как условный диаметр или условный проход – номинальная величина внутреннего диаметра трубы, также измеряемая в миллиметрах (обозначается Ду) или дюймах (обозначается DN).

Величины условных диаметров стандартизированы и являются основным критерием при подборе труб и соединительной арматуры.

Соответствие значений условного прохода в мм и дюймах:

Трубе с круглым поперечным сечением отдают предпочтение перед другими геометрическими сечениями по ряду причин:

• Круг обладает минимальным соотношением периметра к площади, а применимо к трубе это означает, что при равной пропускной способности расход материала у труб круглой формы будет минимальным в сравнении с трубами другой формы. Отсюда же следует и минимально возможные затраты на изоляцию и защитное покрытие;
• Круглое поперечное сечение наиболее выгодно для перемещения жидкой или газовой среды с гидродинамической точки зрения. Также за счет минимально возможной внутренней площади трубы на единицу ее длины достигается минимизация трения между перемещаемой средой и трубой.
• Круглая форма наиболее устойчива к воздействию внутренних и внешних давлений;
• Процесс изготовления труб круглой формы достаточно прост и легкоосуществим.

Трубы могут сильно отличаться по диаметру и конфигурации в зависимости от назначения и области применения. Так магистральные трубопроводы для перемещения воды или нефтепродуктов способны достигать почти полуметра в диаметре при достаточно простой конфигурации, а нагревательные змеевики, также представляющие собой трубу, при малом диаметре имеют сложную форму с множеством поворотов.

Невозможно представить какую-либо отрасль промышленности без сети трубопроводов. Расчет любой такой сети включает подбор материала труб, составление спецификации, где перечислены данные о толщине, размере труб, маршруте и т.д.

Сырье, промежуточный продукт и/или готовый продукт проходят производственные стадии, перемещаясь между различными аппаратами и установками, которые соединяются при помощи трубопроводов и фитингов.

Правильный расчет, подбор и монтаж системы трубопроводов необходим для надежного осуществления всего процесса, обеспечения безопасной перекачки сред, а также для герметизации системы и недопущения утечек перекачиваемого вещества в атмосферу.

Не существует единой формулы и правил, которые могли бы быть использованы для подбора трубопровода для любого возможного применения и рабочей среды.

В каждой отдельной области применения трубопроводов присутствует ряд факторов, требующих учета и способных оказать значительное влияние на предъявляемые к трубопроводу требования.

Так, например, при работе со шламом, трубопровод большого размера не только увеличит стоимость установки, но также создаст рабочие трудности.

Обычно трубы подбирают после оптимизации расходов на материал и эксплуатационных расходов. Чем больше диаметр трубопровода, то есть выше изначальное инвестирование, тем ниже будет перепад давления и соответственно меньше эксплуатационные расходы.

И наоборот, малые размеры трубопровода позволят уменьшить первичные затраты на сами трубы и трубную арматуру, но возрастание скорости повлечет за собой увеличение потерь, что приведет к необходимости затрачивать дополнительную энергию на перекачку среды.

Нормы по скорости, фиксированные для различных областей применения, базируются на оптимальных расчетных условиях. Размер трубопроводов рассчитывают, используя эти нормы с учетом областей применения.

Проектирование трубопроводов

При проектировании трубопроводов за основу берутся следующие основные конструктивные параметры:

• требуемая производительность;
• место входа и место выхода трубопровода;
• состав среды, включая вязкость и удельный вес;
• топографические условия маршрута трубопровода;
• максимально допустимое рабочее давление;
• гидравлический расчет;
• диаметр трубопровода, толщина стенок, предел текучести материала стенок при растяжении;
• количество насосных станций, расстояние между ними и потребляемая мощность.

Надежность трубопроводов

Надежность в конструировании трубопроводов обеспечивается соблюдением надлежащих норм проектирования.

Также обучение персонала является ключевым фактором обеспечения длительного срока службы трубопровода и его герметичности и надежности.

Постоянный или периодический контроль работы трубопровода может быть осуществлен системами контроля, учёта, управления, регулирования и автоматизации, персональными приборами контроля на производстве, предохранительными устройствами.

Дополнительное покрытие трубопровода

Коррозионно-стойкое покрытие наносят на наружную часть большинства труб для предотвращения разрушающего действия коррозии со стороны внешней среды.

В случае перекачивая коррозионных сред, защитное покрытие может быть нанесено и на внутреннюю поверхность труб.

Перед вводом в эксплуатацию все новые трубы, предназначенные для транспортировки опасных жидкостей, проходят проверку на дефекты и протечки.

Основные положения для расчета потока в трубопроводе

Характер течения среды в трубопроводе и при обтекании препятствий способен сильно отличаться от жидкости к жидкости. Одним из важных показателей является вязкость среды, характеризуемая таким параметром как коэффициент вязкости.

Ирландский инженер-физик Осборн Рейнольдс провел серию опытов в 1880г, по результатам которых ему удалось вывести безразмерную величину, характеризующую характер потока вязкой жидкости, названную критерием Рейнольдса и обозначаемую Re.

• Re = (v·L·ρ)/μ
• где: ρ — плотность жидкости; v — скорость потока; L — характерная длина элемента потока;
• μ – динамический коэффициент вязкости.

То есть критерий Рейнольдса характеризует отношение сил инерции к силам вязкого трения в потоке жидкости. Изменение значения этого критерия отображает изменение соотношения этих типов сил, что, в свою очередь, влияет на характер потока жидкости. В связи с этим принято выделять три режима потока в зависимости от значения критерия Рейнольдса. При Re

Сборник задач и вопросов по ТТИиП Кузнецов Н.Д. Чистяков В.С

Емкость в воздухе1 м измерительной части уровнемера С и .п=240 пФ; емкость 1 м ком­пенсационной части (?к.п = 860 пФ.

Показания вторичного прибора про­порциональны отношению Ся/Ск, где Си — емкость измерительной частипреобразователя, Ск — емкость компенсационной части. Диэлектриче­ская проницаемость изменяется с изменением температуры на 0,2 %/К.

Оцените относительное изменение показаний прибора, вызванноеувеличением температуры жидкости на 25 °С при максимальном уровне.4.22.

Следует ли производить переградуировку следящего радиоизо­топного уровнемера, если он был отградуирован на воде, а затем воз­никла необходимость измерять уровень жидкого хлора?4.23. На рис. 4.15 представлена схема буйкового уровнемера.

Рассчитайте плечо I подвеса буйка уровнемера, предназначенногодля измерения уровня в сосуде под давлением в интервале —250-™-H-f-250 мм относительно номинального значения.

Плотность жидкостир ж = 1300 кг/м3, средняя объемная плотность буйка рб=2000 кг/м3, диа­метр буйка D=20 мм, максимальное перемещение заслонки относитель­но сопла х=0,1 мм, расстояние от сопла до точки опоры а=20 мм, рас­стояние от точки опоры до уравновешивающей пружины 6=100 мм,упругость пружины Ц7=20 Н/мм, начальная сила натяжения пружиныi r o=10 Н.

Расстояние от точки опоры до места подвеса буйка / можетустанавливаться в предел'ах от 0,2 до 1,5 м.ГлавапятаяИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДАРасход жидкостей, газов и пара является одним из важных пока­зателей многих технологических процессов. Практически все методы из­мерения расхода, применяемые в промышленных и лабораторных уста­новках, достаточно подробно рассмотрены в [15].

Отметим некоторые«особенности наиболее распространенных методов измерения расхода.Перепад давления Ар, образующийся в комбинированной напорнойтрубке, равен динамическому напору.

Скорость v, соответствующая это­му перепаду, определяется из уравненияv = &т I /,Vргде /гт — коэффициент трубки (для правильно изготовленных трубок'близок к единице).Напорные трубки измеряют скорость в конкретной точке сеченияпотока.

Поэтому для определения расхода необходимо знать соотно­шение между местной скоростью v и средней скоростью и с , которое оп­ределяется распределением скоростей по сечению трубопровода.

При осе«имметричном потоке распределение скоростей определяется числомРейнольдеа Re и степенью шероховатости трубы.

Установлено [15], чтов широком диапазоне чисел Re от 4-Ю3 до 3-Ю6 v/vc= 1 ±0,005 на рас­стоянии 0,762 R от центра трубы.

При ламинарном режиме это отноше­ние имеет место на расстоянии 0,707/? от центра трубы, где R — радиуструбы.В настоящее время наиболее распространенным в промышленности.

методом является измерение расхода с помощью сужающих устройств.Правила применения и расчета сужающих устройств регламентирова­ны [16].Взаимосвязь между объемным Q0 или массовым QM расходом и пе­репадом Ар на сужающем устройстве определяется уравнениямирасхода:Q0 = aeF 0 1/.

— Ар ;ГPQM = a&Fu VlpAp ,где F0— площадь отверстия сужающего устройства, м3; р — плотностьизмеряемой среды перед сужающим устройством, кг/м 3 ; а — коэффици­ент расхода; е — поправочный множитель на расширение измеряемойсреды.Коэффициент расхода а зависит от относительной площади (моду­ля) сужающего устройства т и числа Рейнольдса Re.

При Re>Re r pа слабо зависит от Re и в основном определяется значением т.

Дейст­вительный коэффициент расхода а определяется через исходный а и поформуле (для промышленных расходомеров)где km — поправочный множитель на шероховатость трубопровода;kn — поправочный множитель на притупление входной кромки диаф­рагмы (для сопл /гл = 0).

При использовании этого метода измерения часто имеют место по­грешности, вызванные несоответствием расчетных и действительных зна­чений параметров в уравнениях расхода.

Например, при отклонении• температуры среды t от расчетной tp изменяется плотность среды, чтовызывает изменение показаний расходомера.

Для сухого газа новоезначение плотности р определяется через плотность р н при нормальныхусловиях по формулеР = Рн— ,ряТкгде р и Г — действительное давление и абсолютная температура среды;р я и 7'н — параметры среды при нормальных условиях; к — коэффици­ент сжимаемой среды, определяемый по [16].

Для жидкости плотность р при температуре t может вычислятьсяпо формулеp = ppli-B(*—fp)bгде рр — плотность жидкости при расчетной температуре / р ; (3 — сред­ний коэффициент объемного теплового расширения жидкости в интер­вале температур от tp до t.

Средняя квадратическая относительная погрешность измерения рас­хода показывающим дифманометром определяется по формуле°Q = У< + °l + °Re + ^р/4 + а£- .Составляющие подкоренного выражения определяются по [16].Электромагнитные расходомеры применимы для измерения расходаэлектропроводящих сред.

Поэтому они не могут быть использованы для .измерения расхода газов, нефтепродуктов, масел и других непроводя­щих сред.

Конструкция измерительного преобразователя расходомерапрактически не изменяет форму и сечение трубопровода и поэтомуможет широко использоваться для измерения загрязненных жидкостейи пульп. Это один из немногих методов, позволяющих измерять расходыжидких металлов.Ультразвуковые расходомеры позволяют измерять расход без не­посредственного контакта с измеряемой средой.

Этот метод пока при­меняется только для измерения расхода жидкостей. Схема ультразву­кового расходомера достаточно сложна. Поэтому они пока не нашлиширокого применения в промышленности.

Некоторое распространение получили тепловые расходомеры (кало­риметрические, термоанемометрические), работа которых основана назависимости теплообмена между нагреваемым элементом и потокомот скорости (расхода) измеряемой среды.5.1.

Какие единицы измерения приняты для расхода в системе СИи как они связаны между собой?5.2.

По трубе диаметром D=100 мм движется поток жидкости сосредней скоростью ис = 1,5 м/с.Определите массовый расход жидкости, если ее плотность р ==990 кг/м3.5.3. В трубе с движущимся потоком установлены две напорныетрубки (рис. 5.1).

Какое давление (статическое, динамическоеили полное) установится в каждой из этих тру­бок и чему будет равна разность этих давлений?5.4. Для условия задачи 5.3 определите, какбудет изменяться давление в напорных трубкахпри изменении скорости потока при неизменномстатическом давлении?5.5.

Определите перепад давления, создава­емый напорными трубками, если поток воды дви­жется со скоростью 0,1 м/с, плотность воды р == 985 кг/м3, коэффициент трубки &т=0,97.5.6. Определите расход дымовых газов через цилиндрический тру­бопровод, если перепад давления на напорной трубке Др=50 кгс/м2.

Диаметр трубопровода D=200 мм, коэффициент трубки &т=0,98,плотность газов р=0,405 кг/м3.

Трубка установлена на расстоянии23,8 мм от стенки трубопровода. Кинематическая вязкость газов v ==93,6-Ю- 6 м 2 /с5.7. Какие сужающие устройства называются стандартными и прикаких условиях возможно их применение для измерения расхода?5.8.

Возможно ли измерение расхода воды в трубопроводе диамет­ром 30 мм с помощью диафрагм?5.9. Чем определяются значения коэффициентов расхода и могутли они изменяться в процессе эксплуатации?5.10.

При установке диафрагмы в трубопроводе предполагалось,что номинальный расход среды составляет 230 т/ч, диафрагма быларассчитана на QMaKC=250 т/ч, а дифманометр — на Др М акс=4 кПа.

Од­нако в процессе эксплуатации выяснилось, что расход среды будет ра­вен 380 т/ч. Сменить диафрагму не представляется возможным.Подберите дифманометр, с помощью которого можно было бы из­мерить расход 380 т/ч.5.11.

Расход воды в трубопроводе диаметром Z) = 80 мм измеряетсябронзовой диафрагмой с отверстием диаметром d=58 мм. Температу­ра воды 150 °С, давление воды 2 МПа, перепад давления на диафрагме0,04 МПа.

Определите, как изменится действительное значение расхода, еслитемпература воды станет 20 °С.

Диаметр трубопровода, коэффициентрасхода и перепад давления на диафрагме считаем неизменными k' _==1,0023.5.12. Сопло Вентури (длинное) используется на насосной станциив схеме регулирования расхода воды. Относительная площадь соплат = 0,25.

Автоматический регулятор поддерживает постоянным перепаддавления на сопле, равный 35 кПа. Расчетная температура воды 20 °С,однако в дневное время температура воды поднимается до 27 °С, а вночное время опускается до 10 °С.

-*Определите, на сколько процентов будет увеличиваться или умень­шаться действительное значение расхода в дневное и ночное время.Давление воды 0,6 МПа.5.13.

Через диафрагму, установленную в трубопроводе, протекаетсернистый газ, расходные характеристики для которого были полученыпри нормальных условиях: /Н = 20°С, рв = 101,322 кПа и влажности