|
В данном случае описывается расчет диаметра трубы на основе допустимой скорости истечения или имеющегося уровня давления.
Короткие трубопроводы с трубами из нелегированных сталей чаще всего рассчитывают на основе имеющихся опытных данных. Диаметр труб для длинных трубопроводов или трубопроводов высокого давления с трубами из легированных сталей определяют путем расчета экономических параметров, при которых оптимальный диаметр трубы характеризует минимум эксплуатационных расходов и капиталовложений. При выполнении точного расчета следует определять не только минимум затрат на сегодняшний день, но и срок службы трубопровода. Поскольку с затратами на оборудование приходится считаться сразу, а с эксплуатационными расходами только после введения системы в действие, следует основательно проверить, будет ли трубопровод в течение всего срока службы постоянно транспортировать поток одного и того же объема или время от времени он не будет эксплуатироваться. Поэтому магистральные трубопроводы конструируют с учетом среднего срока службы и ожидаемого увеличения объема транспортируемого материала. В отличие от этого при определении диаметра труб, размеров трубопроводов тепловых электростанций следует учитывать то, что электростанция только в течение нескольких лет будет работать с полной нагрузкой, а затем количество часов работы станции в год заметно уменьшится. Следовательно, магистральные трубопроводы следует конструировать несколько больше расчетных размеров, а трубопроводы тепловых электростанций возможно более точно по расчетным размерам. Существует ряд обстоятельных работ по расчету диаметра труб с приведением метода расчета.
Диаметр трубопровода в свету, если задано допустимое падение напора в трубопроводе, рассчитывается с помощью вышеуказанных формул с учетом типичной для данного вида трубопровода и транспортируемой среды скорости движения потока. Расчетом определяют, укладывается или нет падение напора в допустимые пределы. Возможно требуется скорректировать диаметр по результатам расчета и снова определить падение напора.
Расчет диаметра трубы
Типичные скорости движения потока (м/с) следующие:
Масло и вязкожидкие среды.... 0,5-3
Вода........... 1-7
Пар и газ ........ 20-60
Верхний предел скорости во всех средах относится к высоконапорным трубопроводам, которые из экономических соображений конструируются небольшими.
Диаметр трубопровода можно определить, исходя не только из экономических параметров и расчета падения напора, но и из установления скоростей движения потока. Типичным примером этого являются транспортные трубопроводы для осаждающихся суспензий (например, известкового молока). При несоблюдении зависящей от размера фракций минимальной скорости истечения происходит засорение трубопроводов; в трубопроводах для питающей котлы воды с удаляемой солью при превышении скорости потока около 8-10 м/с наблюдаются эрозионные явления; при переходе определенной предельной скорости в газовых трубопроводах и паропроводах шум от истекающего потока становится слишком назойливым. Особую осторожность следует соблюдать при расчете диаметра трубопроводов с бытовой водой, в которых часто образуются отложения. При очень жесткой воде даже умеренный нагрев может привести к значительному засорению труб. Аналогичный эффект дают не всегда устраняемые реакции в трубах, подводимых к декарбонизаторам.
Скорости движения керосина, реактивного топлива, бензина и других легковоспламеняющихся продуктов перегонки нефти в трубопроводах ограничены из-за опасности возникновения электростатического заряда на уровне величин, приведенных ниже:
Диаметр труб, мм....... 10 25 50 100 200 400 600
Скорость движения потока, м/с 8 4,9 3,5 2,5 1,8 1,3 1,0
При транспортировке эфира по трубе диаметром примерно до 12 мм и при подаче сероуглерода по трубе диаметром около 24 мм максимальные скорости составляют 1-1,5 м/с, при увеличении диаметра следует установить меньшую скорость транспортировки. Для сложных эфиров, высоких кетонов и высоких спиртов максимальная скорость 9-10 м/с на практике оказывается достаточно надежной.
|
