Допустимая скорость движения воды в трубопроводах
Отправлять сообщения могут только зарегистрированные пользователи.
Допустимая скорость движения воды в трубопроводах
Согласно п. 6.3.10 СП 60.13330.2016 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха (Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003):
Скорость движения теплоносителя в трубопроводах систем внутреннего теплоснабжения следует принимать в зависимости от допустимого эквивалентного уровня звука в помещении:
а) выше 40 дБа:
- не более 1,5 м/с в общественных зданиях и помещениях;
- не более 2 м/с в административно-бытовых зданиях и помещениях;
- не более 3 м/с в производственных зданиях и помещениях;
б) 40 дБА и ниже – по приложению Е.
Допустимая скорость движения воды в трубопроводах (СП 60.
13330.2016 Приложение Е (обязательное))
| Допустимая скорость движения воды, м/с, в трубопроводах при коэффициентах местных сопротивлений узла отопительного прибора или стояка с арматурой, приведенных к скорости теплоносителя в трубах | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| До 5 | 10 | 15 | 20 | 30 | |
| 25 | 1.5 / 1.5 | 1.1 / 0.7 | 0.9 / 0.55 | 0.75 / 0.5 | 0.6 / 0.4 |
| 30 | 1.5 / 1.5 | 1.5 / 1.2 | 1.2 / 1.0 | 1. 0 / 0.8 |
0.85 / 0.65 |
| 35 | 1.5 / 1.5 | 1.5 / 1.5 | 1.5 / 1.1 | 1.2 / 0.95 | 1.0 / 0.8 |
| 40 | 1.5 / 1.5 | 1.5 / 1.5 | 1.5 / 1.5 | 1.5 / 1.5 | 1.3 / 1.2 |
Примечания
|
|||||
Раздел недели: Скоропись физического, математического, химического и, в целом, научного текста, математические обозначения. Математический, Физический алфавит, Научный алфавит. | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Поиск на сайте DPVA Поставщики оборудования Полезные ссылки О проекте Обратная связь Ответы на вопросы. Оглавление Таблицы DPVA.ru – Инженерный Справочник | Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация/ / Оборудование/ / Фланцы, резьбы, трубы, фитинги….Элементы трубопроводов./ Поделиться:
 Введите свой запрос: | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста. | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Коды баннеров проекта DPVA.ru Консультации и техническая | Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator | ||||||||||||||||||||||||||||||||
5 – 0.7Полезная информация о скорости трубопровода
Тщательный расчет и выбор трубопроводов в системе снижает потери на трение и повышает производительность насосов и другого оборудования.
При низких скоростях жидкости текут регулярным образом с постоянной скоростью и без вертикального перемешивания поперек фронта волны. Это называется ламинарным течением. При высоких скоростях жидкости образуются завихрения (потоки), которые приводят к беспорядочному перемешиванию по всему сечению потока. Это называется турбулентным течением. При промежуточных расходах вблизи стенок трубы всегда имеется область ламинарного потока, толщина которой может варьироваться в зависимости от шероховатости материала трубы и общей скорости потока. Точка, в которой течение перестает быть ламинарным и становится турбулентным, называется критической скоростью.
Насосы, и особенно центробежные насосы, работают наиболее эффективно, когда жидкость подается плавным, плавным, ламинарным потоком. Любая форма турбулентности снижает эффективность, увеличивает потери напора и усугубляет износ подшипников, уплотнений и других компонентов насоса.
Как рассчитывается скорость трубы?
Скорость трубы — это усредненное по площади свойство, которое не зависит от распределения потока в поперечном сечении трубы и от того, является ли поток ламинарным или турбулентным.
Например, вдоль центральной оси жидкость может двигаться с удвоенной расчетной скоростью трубы.
Что такое потеря напора?
Внутри трубы фрикционный контакт со стенками означает, что поток жидкости максимален на оси трубы и фактически равен нулю у стенки трубы. Фрикционный контакт приводит к потерям давления и энергии вдоль трубы, причем потери значительно выше при турбулентном течении. В то время как при ламинарном потоке потеря давления пропорциональна скорости трубы, при турбулентном потоке она пропорциональна ее квадрату.
Что такое число Рейнольдса?
Переход от ламинарного течения к турбулентному можно оценить по вычислению числа Рейнольдса. Это безразмерное число, определяемое из диаметра трубы, плотности и вязкости протекающей жидкости и скорости потока:
Число Рейнольдса фактически представляет собой отношение сил массового потока и касательного напряжения из-за вязкости жидкости. Течение в трубе можно считать ламинарным, если число Рейнольдса меньше 2000, и полностью турбулентным, если оно больше 4000.
Характеристики потока непредсказуемы, если значение находится между этими двумя значениями.
Что такое «хорошая» скорость трубы?
Инженер-установщик выбирает насосы и размеры трубопроводов для достижения удовлетворительной скорости потока. Для водоподобных жидкостей, не содержащих твердых частиц (например, химикаты, краски, бензин, напитки), приемлемой считается скорость трубопровода около 1–2 м/с. Если система содержит какие-либо узкие трубы или другие сужения, скорость трубы в этих точках будет намного выше.
Если жидкость чувствительна к сдвигу, может вспениваться или изменять свойства, то при использовании трубопровода большего диаметра можно использовать более низкую скорость в трубопроводе. С другой стороны, если жидкость содержит твердые частицы, которые могут оседать и образовывать засоры при низких скоростях потока, может потребоваться более высокая скорость трубы (5-6 м/с).
В следующей таблице перечислены некоторые типичные скорости трубопровода для ряда распространенных промышленных материалов:
| Жидкость | Типичная скорость трубы (м/с) |
| Вода | 0,9 – 2,4 |
| Четыреххлористый углерод | 1,8 |
| Хлор жидкий | 1,5 |
| Этиленгликоль | 1,8 |
| Соляная кислота | 1,5 |
| Масло смазочное | 1,5 |
| Серная кислота | 1,2 |
Резюме
Насосы, особенно центробежные, работают наиболее эффективно, когда жидкость подается плавным ламинарным потоком без пульсаций.
Любая форма турбулентности снижает эффективность, увеличивает потери напора и усугубляет износ подшипников, уплотнений и других компонентов насоса.
Размер трубы и, следовательно, скорость трубы могут иметь значительное влияние на производительность системы как на стороне всасывания, так и на стороне нагнетания насоса. Для водоподобных жидкостей, не содержащих твердых частиц (например, химикаты, бензин, напитки), считается подходящей скорость трубопровода около 1–2 м/с. Однако при питании, содержащем увлеченные твердые частицы, может потребоваться увеличение потока в трубе, чтобы исключить риск отложения осадка. Следует выбирать такие фитинги, как колена и переходники, чтобы избежать ограничений, которые могут привести к засорению. И наоборот, для жидкостей, содержащих растворенные газы или чувствительных к сдвигу, турбулентность может привести к дегазации и пенообразованию жидкостей, так что может быть рекомендован меньший расход и/или больший размер трубы.
Гидравлический удар и анализ помпажа
Гидравлический удар является частью более крупного предмета анализа нестационарного потока или помпажа.
p = ρcu (pa)
, где
p – это изменение давления
ρ – плотность жидкости
U – это изменение скорости жидкости
C – это скорость звука в трубе
Зоническая скорость. — скорость звука в трубе, определяемая по модифицированной формуле закона крюков, учитывающей жесткость жидкости и стенки трубы.
Где
K Модуль объемного сжатия жидкости
E Модуль Юнга материала трубы
e Толщина стенки трубы
Скорость звука – это также скорость, с которой волны давления, создаваемые гидравлическим ударом, распространяются по трубе.
Для воды в очень жестких трубах скорость звука может достигать 1480 м/с. Но в некоторых пластиковых трубах скорость волны может быть ниже 200 м/с.
Объемный модуль (k) воды составляет 2,19×10 9 Па, однако это предполагает, что в воде нет пузырьков воздуха. Часто в жидкости можно увидеть взвешенные пузырьки микроскопических размеров. Это может существенно повлиять на эффективный объемный модуль и, следовательно, на скорость звука. Часто при гидравлическом ударе может возникать давление ниже атмосферного и кавитация (как объяснено ниже). Это может высвободить растворенный воздух из воды, которая образует пузырьки воздуха, уменьшая эффективный объемный модуль и, таким образом, уменьшая скорость волны.
Пример закрытия клапана гидравлическим ударом.
На рис. 1 показаны начальные условия в трубе. Вход трубы в позиции А соединен с напорным баком, который обеспечивает давление P 1 для управления потоком в трубе.
Другой конец трубы в положении B открыт для атмосферы, и его давление равно P 0
P 1 =ρgh+P 0
Длина трубы L.
На рис. 2 показаны состояние трубы и потока сразу после того, как конец трубы в B был мгновенно закрыт в момент времени t0. Волна давления в точке X движется вверх по трубе со скоростью C (скорость звука). Повышение давления поперек волны равно ρCU (уравнение Жуковского). Перед положением X скорость равна начальной скорости U i . За точкой X скорость равна 0.
Между точками X и B жидкость будет сжиматься, а труба расширяться. Скорость изменения объема трубы и сжатия жидкости такая же, как и скорость потока перед X.
На рис. 3 показаны условия, при которых волна давления достигает положения А в момент времени t1. Давление в трубопроводе было повышено на ρCU и , а скорость жидкости везде равна 0. Это условие неустойчиво, так как давление на входе в трубу задается напором жидкости во входном баке h.
Итак, теперь жидкость должна двигаться в обратном направлении из трубы высокого давления в бак более низкого давления. Это индуцирует первое отражение волны, и оно происходит в момент времени t1.
Где t1=t0+L/C
На рис. 4 показаны условия после первого отражения. Волна давления находится в положении X и движется вниз по трубе со скоростью C. Жидкость между положениями A и X движется в обратном направлении со скоростью –U i . Падение давления на фронте волны равно ρC(-U i ).
На рис. 5 показаны условия, при которых волна давления достигает положения B в момент времени t2. Давление всего трубопровода было снижено, а скорость жидкости -U и повсюду.
Следует отметить, что между точками A и B возникает небольшой отрицательный градиент давления. Это необходимо для преодоления трения между жидкостью и трубой, поскольку поток движется в противоположном направлении. Величина этого градиента давления обычно будет значительно меньше, чем величина, создаваемая изменением скорости (уравнение Жуковского).
Этот градиент трения преувеличен на рисунке по сравнению с эффектом гидравлического удара в демонстрационных целях.
Поскольку конец трубы в точке B закрыт, это состояние нестабильно, поскольку для поддержания потока имеется доступная жидкость. Это индуцирует второе отражение волны в момент времени t2.
Где t2=t1+L/C или t2=t0+2L/C.
На рис. 6 показаны условия после второго отражения. Волна давления находится в положении X и распространяется вверх по трубе со скоростью C’. Жидкость между положениями A и X все еще движется в обратном направлении со скоростью –U i . Жидкость между X и B остановлена.
Падение давления на фронте волны равно ρC’(-U i ). Следует отметить, что в этом случае скорость волны или скорость звука была изменена с C на C’. C’ может быть таким же или меньшим, чем C, это зависит от минимально допустимого давления P3. Отрицательное абсолютное давление невозможно. Минимальное давление в трубопроводе не может быть меньше давления пара жидкости, и часто минимальное давление выше давления пара, потому что в жидкости есть растворенный газ, который выходит из раствора при снижении давления.
При возникновении кавитации или выходе газа из раствора объемный модуль упругости жидкости уменьшается с K до K’. Именно этот объемный модуль уменьшения позволяет уменьшить скорость звука с C до C’. Таким образом, все зависит от минимально возможного давления, величина C’ будет регулироваться так, чтобы P3 не было ниже минимально возможного давления.
Формулы для скорости волны и уравнение Жуковского остаются в силе, когда возникает кавитация, но объемный модуль уменьшается, что обеспечивает последовательность уравнений и отсутствие невозможных давлений.
На рис. 7 показаны условия, при которых волна давления достигает положения А в момент времени t3. Давление всего трубопровода было снижено до P 3 , а скорость жидкости везде равна 0. Это условие нестабильно, так как давление на входе в трубу, устанавливаемое напором жидкости во входном резервуаре h, выше, чем давление в трубе, поэтому теперь жидкость должна двигаться в трубу из напорного резервуара.
Это вызывает отражение третьей волны и происходит в момент времени t3.
Где t3=t2+L/C’ или t3=t0+2L/C+L/C’
На рис. 8 показаны условия после третьего отражения. Волна давления находится в положении X и движется вниз по трубе со скоростью C’. Жидкость между положениями А и Х по-прежнему движется в нормальном направлении со скоростью U i ’. Жидкость между X и B остановлена. Скорость в сечении от A до X показана как U i ’, где U i ’ немного меньше, чем U i . К этому этапу процесс претерпел 3 отражения, и на каждом этапе теряется некоторая часть энергии, поэтому со временем величина волн давления и скорости уменьшаются.
Скорость звуковой волны по-прежнему является приведенной скоростью C’, как показано на рис. 8. Но если ранее воздух или пар выделялись из жидкости, то пар будет повторно конденсироваться, а пузырьки газа уменьшатся в размерах и могут начать вернуться в раствор.
На рис. 9 показаны условия, когда волна давления достигает положения B в момент времени t4.
Как видно, это практически идентично условиям, показанным на рис. 1. Основное отличие состоит в том, что скорость Ui’ немного ниже исходной U и . Поскольку конец трубы закрыт, жидкости в точке В некуда деваться. Таким образом, это вызовет окончательное отражение в момент времени t4, а затем весь процесс повторится.
Где t4=t3+L/C’ или t4=t0+2L/C+2L/C’
На рис. 10 показано состояние после четвертого отражения. Теперь цикл начал повторяться, однако давление гидравлического удара теперь немного уменьшилось с P 2 (рис. 2) до P 2 ’. Это снижение давления имеет две причины. Скорость жидкости была снижена из-за потерь энергии.
Скорость звука C” может быть меньше исходной скорости звука C. Если на предыдущих этапах, показанных на рисунках 8 и 9, из жидкости выделился какой-либо газ, то этот объем газа будет уменьшен, однако для этого требуется время для газ должен быть полностью реабсорбирован, поэтому в жидкости могут быть небольшие пузырьки остаточного газа.