Основы расчета
1 Расчет толщины стенки
Для расчета необходимой толщины стенки используется формула расчета трубы в ISO 161-1. |
 |
PN: Основное давление (бар), 1 бар = 0,1 Н/мм2 |
s : Толщина стенки (мм) |
S : Серия трубы S=da/2.s |
σs: Растягивающее напряжение (Н/мм2) |
SDR: Стандартный показатель протяженности |
da: Внешний диаметр трубы (мм) |
В соответствии со всеми данными толщина стенки будет следующей: |
 |
|
Т.к. растягивающее напряжение зависит от коэффициента надежности, то этот коэффициент также необходимо учитывать при вычислениях. |
 |
МТП: Минимальная Требуемая Прочность |
Коэффициент надежности выражается в коэффициенте надежности Общим Рабочим Коэффициентом ISO/DIN 12162 и несет в себе множество функций.
С одной стороны, он должен обеспечить точность при расчетах (показателей) на трубу, а также надежность в случае увеличения основного давления в трубе.
Для водной трубы Смин=1.25
Для газовой трубы Смин=2.0
|
2. Расчет упругости для ПВП (полиэтилена высокой прочности)
Таблица 1. Условно предельное растяжение для ПВП
РЕ-Класс |
МТП (Н/ММ2) |
Напряжение as (Н/мм2) |
Коэффициент надежности С |
Толщина стенки (мм) |
Вес (кг/м) |
РЕ 63 |
6.3 |
5.0 |
1.25 |
10.0 |
3.14 |
РЕ 80 |
8.0 |
6.3 |
1.25 |
8.1 |
2.62 |
РЕ 100 |
10.0 |
8.0 |
1.25 |
6.6 |
2.17 |
3. Прочность (критический показатель при изгибах)
В природе существуют нагрузки отличные от нагрузки почвы оказываемой на трубы установленные под землёй.
Подобные нагрузки являются дополнительными, к ним можно отнести грунтовые воды, а также необходимо принять во внимание то,
что трубы могут быть установлены под землёй с прямым выходом в море, в качестве сливных.
Расчёт устойчивости (перепад) давления будет необходим в проектах, где может возникать перенапряжение за счёт увеличения дополнительной нагрузки,
превышающей допустимую, как например цемент используемый для заполнения пространства между трубами вставленных одна в другую методом встраивания
или труб работающих на всасывание в вакууме.
Расчёт устойчивости (перепада) давления для ПЭ труб РЕ 100. |
 |
Рк: Сила потери устойчивости (бар) |
Ес: Модуль эластичности (Н/мм2) |
М: Номер горизонтальной термопластичности 0.4 |
s: Толщина стенки (мм) |
rm: Средний радиус трубы (мм) |
Расчёт допустимой устойчивости (перепада) давления для ПЭ труб РЕ 100 |
 |
Pk, zul: Допустимая сила потери устойчивости (бар) |
fr: Коэффициент понижения (0.9..0.95) |
s: Коэффициент надежности (>=2) |
Расчёт устойчивости (перепада) давления для ПЭ труб РЕ 100 |
 |
σs: Сила потери устойчивости (Н/мм2) |
Рк: Сила потери устойчивости (бар) |
rm: Средний радиус трубы (мм) |
s: Толщина стенки (мм) |
4. Гидравлический расчет диаметра трубы
Определение поперечного сечения; если показатель проходящего потока в потоке жидкости постоянен, то это означает, что баланс продолжительности достигнут |
 |
Q: Показатель течения (мЗ/ч) |
А: Поперечное сечение трубы (мм2) |
v: Скорость потока (м/с) |
Если показатель течения в газовом и паровом потоке постоянен, то баланс продолжительности достигнут. В данном случае используется следующая формула: |
 |
m: Показатель проходящего потока (кг/x) |
р: Плотность транспортируемого материала (кг/мЗ) |
Практичная и выгодная формула для расчёта необходимого поперечного сечения трубы такова (Постоянные числа в данной формуле получены при умножении постоянных чисел из предыдущей формулы) |
 |
di: Внутренний диаметр трубы (мм) |
Q: Передаваемое количество (мЗ/ч) |
v: Передаваемое количество (л/сек) |
5. Потеря давления (разгерметизация)
Значения приведенные ниже высокоэффективны для понижения гидравлического давления:
Протяженность трубопровода;
Диаметр трубы по прямой линии;
Непрерывность трубы;
Соединения трубы (фитинги и арматура);
Плотность потока;
Тип течения (постоянный или непостоянный поток).
Понижение общего давления состоит из суммы каждого и дифференцированного понижения давления, как показано ниже:
Расчет понижения давления каждого и дифференцированного
Следующие формулы используются для расчета понижения высокой энергии (hv), повышающейся от объема потока, скорости течения и понижения давления в трубах из ПВП или для расчета понижения давления (р).
а) Формула Дарси-Вайшбах |
 |
di: внутренний диаметр трубы (мм) |
I: Протяженность трубопровода (мм) |
V: Средняя скорость потока (м/с) |
р : Плотность потока (кг/мЗ) |
А: Коэффициент трения |
g : Сила тяжести (9,81 м/с2) |
Понижение высокой энергии выражает увеличивающиеся различия появляющиеся в трубопроводе для достижения необходимой скорости потока. Коэффициент трения входит в следующую общую формулу.
б) Формула Колебрук-Уайта |
 |
Re: число Рейнольдса =v.d/v |
v: Кинетическое состояние воды = 1,31.16-6 м2/с |
к: Показатель гидравлической однородности внутренней структуры трубы (м) |
После расчета предыдущей формулы: |
 |
Существует два вида показателей однородности: однородность стенки к и рабочая однородность kb |
v: Скорость течения (м/с) |
Je: Тенденция централизации энергетической линии |
kb: Рабочая однородность (мм) |
g: Сила тяжести Нм/с2 |
v: Кинематическая твердость 1,31*106 для канализационной воды при 12° С (м2/с) |
d: Внутренний диаметр трубы (мм) |
Таблица 2. Величина однородности разных трубопроводных линий
Тип трубопровода |
Однородность (мм) |
Сталь, новая |
0.01 ... 0.1 |
Пластичная труба, новая |
0.0001 ... 1 |
Пластичная труба, старая |
0.03 ... 0.2 |
Пластиковая труба, общая |
0.01 ... 0.1 |
ПВП |
0.007 ... 0.5 |
Бетонная труба, новая |
1.0 ... 2.0 |
Керамическая труба |
0.1 ... 1.0 |
Старая труба, исп. для агрессивных жидкостей |
2.0 |
Параметры, определяющее kb рабочую однородность:
Однородность стенок
Ровность трубопровода
Отбойное давление
Дополнительные входящие линии
Колодцы
Депо входа и выхода
Таблица 3. Величина однородности рекомендованная стандартом ATV A 110
Тип, выполняемых работ |
Рекомендуемая кь для ПВП |
КЬ, установленная стандартом ATV A 110 |
Замена понижающих линий, герметичных перекладок без установки колодцев |
0.10 mm 0.25 mm |
0.25 mm 0.50 mm |
Вспомогательные линии колодца соединены в соответствии с АТВ А 241 1.1,5 |
0.25 mm |
0.50 mm |
Связующие линии колодца соединены в соответствии с АТВ А 241 1.1.5 |
0.50 mm |
0.75 mm |
Связующие каналы с дополнительными линиями обода, специальные колодцы с угловыми отводами |
0.75 mm |
1.50 mm |
Понижение давления в фитингах: (Фитинги) ΔpF: |
 |
ζ: Показатель сопротивления фитинга |
р: Плотность потока (кг/мЗ) |
v: Скорость потока (м/с) |
n : Количество фитингов |
Понижение давления в арматурах: (Фитинги) ΔpA: |
 |
ζ: Показатель сопротивления фитинга |
р: Плотность потока (кг/мЗ) |
v: Скорость потока (м/с) |
n : Количество фитингов |
Показатель сопротивления арматуры ( ζ ) находится между 0.5 и 5.0. Этот коэффициент установлен производителем.
Понижение давления в соединениях труб: Δpv
Так как существует множество различных способов соединения труб (сварка, фланцевое и т.д.) невозможно определить точный показатель понижения.
При этом для уверенности необходимо добавить 3-5% дополнительного понижения давления.
с) Формула Хэзен-Виллиамса: |

|
V: Скорость (м/с) |
С: Коэффициент однородности |
d: Внутренний диаметр (м) |
L: Длина трубы (м) |
hf: Понижение гидравлики (м) |
J: Гидравлический наклон. С - для пластиковых труб равен 150. |
d) Общая формула: |
|
Q: Уровень потока (м2/с) |
V: Скорость (м/с) |
К: Коэффициент однородности |
R: Радиус гидравлики (м) |
J: Гидравлический наклон |
К - для пластиковых труб равен 0.015. |
Таблица 4. Таблица потери давления для труб ПЭ100, ПЭ 10 относительно формулы Колебрук-Уайта k=0.015mm
D=75 мм S = 4.5мм Di=66мм |
D=90 мм s = 5.4 мм Di=79.2мм |
D=110 мм s=6.6 мм Di=96.8мм |
D=125 ММ s =7.4 ММ Di=110.2ММ |
Скорость, м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
Скорость, м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
Скорость, м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
Скорость, м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
0.20 |
0.68 |
0.92 |
0.20 |
0.98 |
0.73 |
0.20 |
1.47 |
0.58 |
0.20 |
1.91 |
0.47 |
0.30 |
1.03 |
1.75 |
0.30 |
1.48 |
1.5 |
0.30 |
2.21 |
1.13 |
0.30 |
2.86 |
0.93 |
0.40 |
1.37 |
3.19 |
0.40 |
1.97 |
2.51 |
0.40 |
2.94 |
1.97 |
0.40 |
.381 |
1.61 |
0.50 |
1.71 |
4.51 |
0.50 |
2.46 |
3.47 |
0.50 |
3.68 |
2.87 |
0.50 |
4.77 |
2.45 |
0.60 |
2.05 |
6.03 |
0.60 |
2.95 |
4.87 |
0.60 |
4.41 |
3.92 |
0.60 |
5.72 |
3.34 |
0.70 |
2.39 |
8.37 |
0.70 |
3.45 |
6.49 |
0.70 |
5.15 |
5.3 |
0.70 |
6.67 |
4.35 |
0.80 |
2.74 |
10.35 |
0.80 |
3.94 |
8.32 |
0.80 |
5.88 |
6.66 |
0.80 |
7.63 |
5.62 |
0.90 |
3.08 |
13.28 |
0.90 |
4.43 |
10.35 |
0.90 |
6.62 |
8.39 |
0.90 |
8.58 |
7.04 |
1.00 |
3.42 |
15.71 |
1.00 |
4.92 |
12.8 |
1.00 |
7.36 |
10.05 |
1.00 |
9.53 |
8.44 |
1.10 |
3.76 |
18.32 |
1.10 |
5.42 |
15.02 |
1.10 |
8.09 |
11.85 |
1.10 |
10.49 |
10.13 |
1.20 |
4.10 |
22.08 |
1.20 |
5.91 |
17.65 |
1.20 |
8.83 |
14.08 |
1.20 |
11.44 |
11.77 |
1.30 |
4.45 |
25.12 |
1.30 |
6.40 |
20.48 |
1.30 |
9.56 |
16.17 |
1.30 |
12.39 |
13.53 |
1.40 |
4.79 |
29.46 |
1.40 |
6.89 |
23.51 |
1.40 |
10.30 |
18.73 |
1.40 |
13.35 |
15.62 |
1.50 |
5.13 |
32.92 |
1.50 |
7.39 |
26.07 |
1.50 |
11.03 |
21.11 |
1.50 |
14.30 |
17.62 |
1.60 |
5.47 |
36.56 |
1.60 |
7.88 |
29.45 |
1.60 |
11.77 |
23.62 |
1.60 |
15.25 |
19.97 |
1.70 |
5.81 |
41.69 |
1.70 |
8.37 |
33.02 |
1.70 |
12.50 |
26.62 |
1.70 |
16.21 |
22.2 |
1.80 |
6.16 |
45.75 |
1.80 |
8.86 |
36.78 |
1.80 |
13.24 |
29.46 |
1.80 |
17.16 |
24.82 |
1.90 |
6.50 |
51.44 |
1.90 |
9.36 |
40.73 |
1.90 |
13.98 |
32.82 |
1.90 |
18.11 |
27.29 |
2.00 |
6.84 |
55.91 |
2.00 |
9.85 |
44.87 |
2.00 |
14.71 |
35.91 |
2.00 |
19.07 |
30.17 |
2.10 |
7.18 |
60.56 |
2.10 |
10.34 |
49.2 |
2.10 |
15.45 |
39.12 |
2.10 |
20.02 |
32.87 |
2.20 |
7.52 |
67.03 |
2.20 |
10.83 |
53 |
2.20 |
16.18 |
42.95 |
2.20 |
20.97 |
36 |
2.30 |
7.86 |
72.09 |
2.30 |
11.33 |
0.72 |
2.30 |
16.92 |
46.44 |
2.30 |
21.93 |
38.94 |
2.40 |
8.21 |
79.10 |
2.40 |
11.82 |
58.43 |
2.40 |
17.65 |
50.59 |
2.40 |
22.88 |
42.33 |
2.50 |
8.55 |
84.56 |
2.50 |
12.31 |
63.32 |
2.50 |
18.39 |
54.36 |
2.50 |
23.83 |
45.85 |
2.60 |
8.89 |
90.20 |
2.60 |
12.80 |
67.37 |
2.60 |
19.12 |
58.25 |
2.60 |
24.79 |
49.14 |
2.70 |
9.23 |
97.98 |
2.70 |
13.29 |
72.6 |
2.70 |
19.86 |
62.86 |
2.70 |
25.74 |
52.92 |
2.80 |
9.57 |
104.03 |
2.80 |
13.79 |
78.02 |
2.80 |
20.60 |
67.04 |
2.80 |
26.69 |
56.44 |
2.90 |
9.92 |
112.36 |
2.90 |
14.28 |
83.63 |
2.90 |
21.33 |
71.96 |
2.90 |
27.65 |
60.06 |
3.00 |
10.26 |
118.78 |
3.00 |
14.77 |
89.42 |
3.00 |
22.07 |
76.41 |
3.00 |
28.60 |
64.21 |
Таблица 5. Таблица потери давления для труб ПЭ100, ПЭ 10 относительно формулы Колебрук-Уайта k=0.015mm
D=140 мм s = 8.3 мм Di = 66 мм |
D = 160 мм s = 9.5 мм Di = 141 мм |
D = 180 мм s = 10.7 мм Di = 158.6 мм |
D = 200 мм s = 11.9 мм Di = 176.2 мм |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
0.20 |
2.39 |
0.41 |
0.20 |
3.12 |
0.34 |
0.20 |
3.95 |
0.31 |
0.20 |
4.87 |
0.27 |
0.30 |
3.59 |
0.85 |
0.30 |
4,68 |
0.72 |
0.30 |
5.92 |
0.62 |
0.30 |
7.31 |
0.54 |
0.40 |
4.78 |
1.42 |
0.40 |
6.24 |
1.18 |
0.40 |
7.90 |
1.04 |
0.40 |
9.75 |
0.92 |
0.50 |
5.98 |
2.12 |
0.50 |
7.80 |
1.79 |
0.50 |
9.87 |
1.56 |
0.50 |
12.19 |
1.37 |
0.60 |
7.17 |
2.95 |
0.60 |
9.36 |
2.51 |
0.60 |
11.85 |
2.17 |
0.60 |
14.62 |
1.89 |
0.70 |
8.37 |
3.9 |
0.70 |
10.92 |
3.28 |
0.70 |
13.82 |
2.88 |
0.70 |
17.06 |
2.52 |
0.80 |
9.56 |
4.96 |
0.80 |
12.49 |
42 |
0.80 |
15.80 |
3.64 |
0.80 |
19.50 |
3.2 |
0.90 |
10.76 |
615 |
0.90 |
14.05 |
5.16 |
0.90 |
17.77 |
4.52 |
0.90 |
21.93 |
3.99 |
1.00 |
11.95 |
7.45 |
1.00 |
15.61 |
6.29 |
1.00 |
19.75 |
5.49 |
1.00 |
24.37 |
4.82 |
1.10 |
13.15 |
8.87 |
1.10 |
17.17 |
7.52 |
1.10 |
21.72 |
6.55 |
1.10 |
26.81 |
5.73 |
1.20 |
14.34 |
10.4 |
1.20 |
18.73 |
8.77 |
1.20 |
23.70 |
7.69 |
1.20 |
29.25 |
6.71 |
1.30 |
15.54 |
12.05 |
1.30 |
20.29 |
10.19 |
1.30 |
25.67 |
8.86 |
1.30 |
31.68 |
7.8 |
1.40 |
16.74 |
13.81 |
1.40 |
21.85 |
11.62 |
1.40 |
27.64 |
10.17 |
1.40 |
34.12 |
8.97 |
1.50 |
17.93 |
15.68 |
1.50 |
23.41 |
13.24 |
1.50 |
29.62 |
11.56 |
1.50 |
36.56 |
10.16 |
1.60 |
19.13 |
17.66 |
1.60 |
24.97 |
14.96 |
1.60 |
31.59 |
13.04 |
1.60 |
38.99 |
11.42 |
1.70 |
20.32 |
19.75 |
1.70 |
26.53 |
16.66 |
1.70 |
33.57 |
14.6 |
1.70 |
41.43 |
12.82 |
1.80 |
21.52 |
21.95 |
1.80 |
28.09 |
18.57 |
1.80 |
35.54 |
16.16 |
1.80 |
43.87 |
14.22 |
1.90 |
22.71 |
24.26 |
1.90 |
29.65 |
20.45 |
1.90 |
34.52 |
17.89 |
1.90 |
46.31 |
15.76 |
2.00 |
23.91 |
26.68 |
2.00 |
31.21 |
22.55 |
2.00 |
39.49 |
19.69 |
2.00 |
48.74 |
17.31 |
2.10 |
25.10 |
29.21 |
2.10 |
32.77 |
24.74 |
2.10 |
41.47 |
21.58 |
2.10 |
51.18 |
18.93 |
2.20 |
26.30 |
31.85 |
2.20 |
34.33 |
26.89 |
2.20 |
43.44 |
23.55 |
2.20 |
53.62 |
20.68 |
2.30 |
27.49 |
34.59 |
2.30 |
35.90 |
29.27 |
2.30 |
45.42 |
25.5 |
2.30 |
56.05 |
22.44 |
2.40 |
28.69 |
37.45 |
2.40 |
37.46 |
31.59 |
2.40 |
47.39 |
27.63 |
2.40 |
58.49 |
24.34 |
2.50 |
29.88 |
40.41 |
2.50 |
39.02 |
34.16 |
2.50 |
49.36 |
29.84 |
2.50 |
60.93 |
26.23 |
2.60 |
31.08 |
43.48 |
2.60 |
40.58 |
26.82 |
2.60 |
51.34 |
32.13 |
2.60 |
63.37 |
28.2 |
2.70 |
32.27 |
46.66 |
2.70 |
42.14 |
39.4 |
2.70 |
53.31 |
34.51 |
2.70 |
65.80 |
30.31 |
2.80 |
33.47 |
49.94 |
2.80 |
43.70 |
42.25 |
2.80 |
55.29 |
36.84 |
2.80 |
68.24 |
32.41 |
2.90 |
34.67 |
53.33 |
2.90 |
45.26 |
45.01 |
2.90 |
57.26 |
39.37 |
2.90 |
70.68 |
34.67 |
3.00 |
35.86 |
56.83 |
3.00 |
46.82 |
48.04 |
3.00 |
59.24 |
41.98 |
3.00 |
73.11 |
36.91 |
Таблица 6. Таблица потери давления для труб ПЭ100, ПЭ 10 относительно формулы Колебрук-Уайта k=0.015mm
D = 225 мм s = 13.4 мм Di = 198.2 мм |
D = 250 мм s = 14.8 мм Di = 220.4 мм |
D = 280 мм s = 16.6 мм Di = 246.8 мм |
D = 315 мм s = 18.7 мм Di = 277.6 мм |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/10ООм |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/10ООм |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J
м/10ООм |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/10ООм |
0.20 |
6.17 |
0.23 |
0.20 |
7.63 |
0.20 |
0.20 |
9.56 |
0.18 |
0.20 |
12.10 |
0.15 |
0.30 |
9.25 |
0.48 |
0.30 |
11.44 |
0.42 |
0.30 |
14.34 |
036 |
0.30 |
18.15 |
0.31 |
0.40 |
12.33 |
0.80 |
0.40 |
15.25 |
0.70 |
0.40 |
19.13 |
0.60 |
0.40 |
24.20 |
0.53 |
0.50 |
15.42 |
1.19 |
0.50 |
19.07 |
1.04 |
0.50 |
23.91 |
0.91 |
0.50 |
30.25 |
0.78 |
0.60 |
18.50 |
1.65 |
0.60 |
22.88 |
1.45 |
0.60 |
28.69 |
1.26 |
0.60 |
36.30 |
11.0 |
0.70 |
21.59 |
2.17 |
0.70 |
26.69 |
1.92 |
0.70 |
33.47 |
1.67 |
0.70 |
42.35 |
1.45 |
0.80 |
24.6 |
2.78 |
0.80 |
30.51 |
2.46 |
0.08 |
38.25 |
2.13 |
0.80 |
48.39 |
1.85 |
0.90 |
27.75 |
3.45 |
0.90 |
34.32 |
3.04 |
0.90 |
43.03 |
2.64 |
0.90 |
54.44 |
2.30 |
1.00 |
30.84 |
4.19 |
1.00 |
38.13 |
1.00 |
1.00 |
47.81 |
3.20 |
1.00 |
60.49 |
2.79 |
1.10 |
33.92 |
4.99 |
1.10 |
41.95 |
4.39 |
1.10 |
52.60 |
3.82 |
1.10 |
66.54 |
3.32 |
1.20 |
37.00 |
5.86 |
1.20 |
45.76 |
5.15 |
1.20 |
57.38 |
4.49 |
1.20 |
72.59 |
3.90 |
1.30 |
40.09 |
6.80 |
1.30 |
49.57 |
5.98 |
1.30 |
62.16 |
5.19 |
1.30 |
78.64 |
4.52 |
1.40 |
43.17 |
7.79 |
1.40 |
53.39 |
6.85 |
1.40 |
66.94 |
5.95 |
1.40 |
84.69 |
5.18 |
1.50 |
46.26 |
8.85 |
1.50 |
57.20 |
7.78 |
1.50 |
71.72 |
6.77 |
1.50 |
90.74 |
5.89 |
1.60 |
49.34 |
9.94 |
1.60 |
61.01 |
8.76 |
1.60 |
76.50 |
7.63 |
1.60 |
96.79 |
6.63 |
1.70 |
52.42 |
11.13 |
1.70 |
64.82 |
9.80 |
1.70 |
81.28 |
8.54 |
1.70 |
102.84 |
7.42 |
1.80 |
55.51 |
12.38 |
1.80 |
68.64 |
10.92 |
1.80 |
86.07 |
9.48 |
1.80 |
108.89 |
8.26 |
1.90 |
58.59 |
13.69 |
1.90 |
72.45 |
12.06 |
1.90 |
90.85 |
10.49 |
1.90 |
114.94 |
9.12 |
2.00 |
61.67 |
15.06 |
2.00 |
76.26 |
13.26 |
2.00 |
95.63 |
11.54 |
2.00 |
120.99 |
10.04 |
2.10 |
64.76 |
16.50 |
2.10 |
80.08 |
14.52 |
2.10 |
100.41 |
12.65 |
2.10 |
127.04 |
10.99 |
2.20 |
67.84 |
18.00 |
2.20 |
83.89 |
15.82 |
2.20 |
105.19 |
13.80 |
2.20 |
133.09 |
12.00 |
2.30 |
70.93 |
19.56 |
2.30 |
87.70 |
17.22 |
2.30 |
109.97 |
14.97 |
2.30 |
139.14 |
13.03 |
2.40 |
74.01 |
21.18 |
2.40 |
91.52 |
18.64 |
2.40 |
114.75 |
46.22 |
2.40 |
145.18 |
14.11 |
2.50 |
77.09 |
22.81 |
2.50 |
95.33 |
20.11 |
2.50 |
119.54 |
17.51 |
2.50 |
151.23 |
15.23 |
2.60 |
80.18 |
24.55 |
2.60 |
99.14 |
21.63 |
2.60 |
124.32 |
18.05 |
2.60 |
157.28 |
16.40 |
2.70 |
83.26 |
26.35 |
2.70 |
102.96 |
23.21 |
2.70 |
129.10 |
20.23 |
2.70 |
163.33 |
17.59 |
2.80 |
86.34 |
38.22 |
2.80 |
106.77 |
24.88 |
2.80 |
133.88 |
21.64 |
2.80 |
169.38 |
18.84 |
2.90 |
89.43 |
30.14 |
2.90 |
110.58 |
26.56 |
2.90 |
138.66 |
23.12 |
2.90 |
175.43 |
20.11 |
3.00 |
92.51 |
32.13 |
3.00 |
114.40 |
28.30 |
3.00 |
143.44 |
24.64 |
3.00 |
181.48 |
21.45 |
Таблица 7. Таблица потери давления для труб ПЭ100, ПЭ 10 относительно формулы Колебрук-Уайта k=0.015mm
D = 355 мм s = 21.1 мм Di = 312.8 мм |
D = 400 мм s = 23.7 мм Di = 352.6 мм |
D = 450 мм s = 26.7 мм Di = 396.6 мм |
D = 500 мм s = 29.7 мм Di = 440.6 мм |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/10ООм |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
0.20 |
15.36 |
0.13 |
0.20 |
19.52 |
0.11 |
0.20 |
24.69 |
0.10 |
0.20 |
30.48 |
0.09 |
0.30 |
23.04 |
0.27 |
0.30 |
29.28 |
0.23 |
0.30 |
37.04 |
0.20 |
0.30 |
45.72 |
0.18 |
0.40 |
30.72 |
0.45 |
0.40 |
39.04 |
0.39 |
0.40 |
49.39 |
0.34 |
0.40 |
60.96 |
0.30 |
0.50 |
38.40 |
0.68 |
0.50 |
48.80 |
0.59 |
0.50 |
61.74 |
0.51 . |
0.50 |
76.20 |
0.45 |
0.60 |
46.08 |
0.95 |
0.60 |
58.56 |
0.83 |
0.60 |
74.08 |
0.71 |
0.60 |
91.43 |
0.63 |
0.70 |
53.77 |
1.26 |
0.70 |
68.32 |
1.09 |
0.70 |
86.43 |
0.95 |
0.70 |
106.67 |
0.84 |
0.80 |
61.45 |
1.60 |
0.80 |
78.08 |
1.39 |
0.80 |
98.78 |
1.21 |
0.80 |
121.91 |
1.07 |
0.90 |
69.13 |
1.99 |
0.90 |
87.84 |
1.72 |
0.90 |
111.13 |
1.50 |
0.90 |
137.15 |
1.32 |
1.00 |
76.81 |
2.42 |
1.00 |
97.60 |
2.10 |
1.00 |
123.47 |
1.82 |
1.00 |
152.39 |
1.61 |
1.10 |
84.49 |
2.88 |
1.10 |
107.36 |
2.50 |
1.10 |
135.82 |
2.17 |
1.10 |
167.63 |
1.92 |
1.20 |
92.17 |
3.38 |
1.20 |
117.12 |
2.93 |
1.20 |
148.17 |
2.55 |
1.20 |
182.87 |
2.25 |
1.30 |
99.85 |
3.91 |
1.30 |
126.88 |
3.40 |
1.30 |
160.52 |
2.96 |
1.30 |
198.11 |
2.61 |
1.40 |
107.53 |
4.49 |
1.40 |
136.64 |
3.90 |
1.40 |
172.86 |
3.29 |
1.40 |
216.35 |
3.00 |
1.50 |
115.21 |
5.11 |
1.50 |
146.39 |
4.43 |
1.50 |
185.21 |
3.85 |
1.50 |
228.59 |
3.41 |
1.60 |
122.89 |
5.76 |
1.60 |
156.15 |
4.99 |
1.60 |
197.56 |
4.34 |
1.60 |
243.83 |
3.84 |
1.70 |
130.57 |
6.44 |
1.70 |
165.91 |
5.59 |
1.70 |
209.91 |
4.86 |
1.70 |
259.06 |
4.29 |
1.80 |
138.25 |
7.16 |
1.80 |
175.67 |
6.21 |
1.80 |
222.25 |
5.41 |
1.80 |
274.30 |
4.78 |
1.90 |
145.93 |
7.92 |
1.90 |
185.43 |
6.87 |
1.90 |
234.60 |
5.98 |
1.90 |
289.54 |
5.29 |
2.00 |
153.61 |
8.71 |
2.00 |
195.19 |
7.56 |
2.00 |
246.95 |
6.58 |
2.00 |
304.78 |
5.81 |
2.10 |
161.30 |
9.54 |
2.10 |
204.95 |
8.28 |
2.10 |
259.30 |
7.21 |
2.10 |
320.02 |
6.37 |
2.20 |
168.98 |
10.41 |
2.20 |
214.71 |
9.03 |
2.20 |
271.64 |
7.86 |
2.20 |
335.26 |
6.95 |
2.30 |
176.66 |
11.30 |
2.30 |
224.47 |
9.82 |
2.30 |
283.99 |
8.54 |
2.30 |
350.50 |
7.55 |
2.40 |
184.34 |
12.24 |
2.40 |
234.23 |
10.62 |
2.40 |
296.34 |
9.25 |
2.40 |
365.74 |
8.18 |
2.50 |
192.02 |
13.22 |
2.50 |
243.99 |
11.47 |
2.50 |
308.68 |
9.99 |
2.50 |
380.98 |
8.83 |
2.60 |
199.70 |
14.23 |
2.60 |
253.75 |
12.35 |
2.60 |
321.03 |
10.75 |
2.60 |
396.22 |
9.50 |
2.70 |
207.38 |
15.28 |
2.70 |
263.51 |
13.25 |
2.70 |
333.38 |
11.54 |
2?0 |
411.46 |
10.20 |
2.80 |
215.06 |
16.34 |
2.80 |
273.27 |
14.19 |
2.80 |
345.73 |
12.35 |
2.80 |
426.69 |
10.92 |
2.90 |
222.74 |
17.46 |
2.90 |
283.03 |
15.15 |
2.90 |
358.07 |
13.19 |
2.90 |
441.93 |
11.66 |
3.00 |
230.42 |
18.61 |
3.00 |
292.79 |
16.16 |
3.00 |
370.42 |
14.06 |
3.00 |
457.17 |
12.44 |
Таблица 8. Таблица потери давления для труб ПЭ100, ПЭ 10 относительно формулы Колебрук-Уайта k=0.015mm
D = 560 мм s = 33.2 мм Di = 493.6 мм |
D = 630 мм s = 37.4 мм Di = 555.2 мм |
D = 710 мм s = 42.1 мм Di = 625.8 мм |
D = 800 мм s = 47.4 мм Di = 705.2 мм |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
0.20 |
38.25 |
0.08 |
0.20 |
48.39 |
0.07 |
0.20 |
61.49 |
0.06 |
0.20 |
78.08 |
- |
0.30 |
57.38 |
0.16 |
0.30 |
72.59 |
0.14 |
0.30 |
92.23 |
0.12 |
0.30 |
117.12 |
0.10 |
0.40 |
76.50 |
0.26 |
0.40 |
96.79 |
0.23 |
0.40 |
122.97 |
0.20 |
0.40 |
156.15 |
0.17 |
0.50 |
95.63 |
0.39 |
0.50 |
120.99 |
0.34 |
0.50 |
153.71 |
0.30 |
0.50 |
195.19 |
0.26 |
0.60 |
114.75 |
0.55 |
0.60 |
145.18 |
0.48 |
0.60 |
184.46 |
0.42 |
0.60 |
234.23 |
0.36 |
0.70 |
133.88 |
0.73 |
0.70 |
169.38 |
0.63 |
0.70 |
215.20 |
0.55 |
0.70 |
273.27 |
0.48 |
0.80 |
153.01 |
0.93 |
0.80 |
193.58 |
0.81 |
0.80 |
245.94 |
0.70 |
0.80 |
312.31 |
0.61 |
0.90 |
172.13 |
1.16 |
0.90 |
217.78 |
1.01 |
0.90 |
276.68 |
0.87 |
0.90 |
351.35 |
0.76 |
1.00 |
191.26 |
1.41 |
1.00 |
241.97 |
1.22 |
1.00 |
307.43 |
1.06 |
1.00 |
390.39 |
0.92 |
1.10 |
210.38 |
1.68 |
1.10 |
266.17 |
1.46 |
1.10 |
338.17 |
1.27 |
1.10 |
429.42 |
1.10 |
1.20 |
229.51 |
1.97 |
1.20 |
290.37 |
1.71 |
1.20 |
368.91 |
1.49 |
1.20 |
468.46 |
1.29 |
1.30 |
248.64 |
2.28 |
1.30 |
314.57 |
1.99 |
1.30 |
399.65 |
1.72 |
1.30 |
408.50 |
1.50 |
1.40 |
267.76 |
2.62 |
1.40 |
338.76 |
2.28 |
1.40 |
430.40 |
1.98 |
1.40 |
546.54 |
1.72 |
1.50 |
286.89 |
2.98 |
1.50 |
362.96 |
2.59 |
1.50 |
461.14 |
2.25 |
1.50 |
585.58 |
1.95 |
1.60 |
306.01 |
3.35 |
1.60 |
387.16 |
2.92 |
1.60 |
491.88 |
2.54 |
1.60 |
624.62 |
2.20 |
1.70 |
325.14 |
3.76 |
1.70 |
411.36 |
3.27 |
1.70 |
522.62 |
2.84 |
1.70 |
663.66 |
2.47 |
1.80 |
344.26 |
4.18 |
1.80 |
435.55 |
3.64 |
1.80 |
553.37 |
3.16 |
1.80 |
702.69 |
2.74 |
1.90 |
363.39 |
4.62 |
1.90 |
459.75 |
4.02 |
1.90 |
584.11 |
3.49 |
1.90 |
741.73 |
3.03 |
2.00 |
382.52 |
5.09 |
2.00 |
483.95 |
4.43 |
2.00 |
614.85 |
3.84 |
2.00 |
780.77 |
3.34 |
2.10 |
401.64 |
5.57 |
2.10 |
508.15 |
4.85 |
2.10 |
645.59 |
4.21 |
2.10 |
819.81 |
3.66 |
2.20 |
420.77 |
6.08 |
2.20 |
532.34 |
5.29 |
2.20 |
676.34 |
4.59 |
2.20 |
858.85 |
3.99 |
2.30 |
439.89 |
6.60 |
2.30 |
556.54 |
5.75 |
2.30 |
707.08 |
4.99 |
2.30 |
897.89 |
4.34 |
2.40 |
459.02 |
7.15 |
2.40 |
580.74 |
6.22 |
2.40 |
737.82 |
5.41 |
2.40 |
936.93 |
4.70 |
2.50 |
478.15 |
7.72 |
2.50 |
604.93 |
6.72 |
2.50 |
768.57 |
5.85 |
2.50 |
975.97 |
5.07 |
2.60 |
497.25 |
8.31 |
2.60 |
629.13 |
7.24 |
2.60 |
799.31 |
6.29 |
2.60 |
1015.00 |
5.46 |
2.70 |
516.40 |
8.92 |
2.70 |
653.33 |
7.77 |
2.70 |
830.05 |
6.75 |
2.70 |
1054.04 |
5.86 |
2.80 |
535.52 |
9.55 |
2.80 |
677.53 |
8.32 |
2.80 |
860.79 |
7.23 |
2.80 |
1093.08 |
6.28 |
2.90 |
554.65 |
10.21 |
2.90 |
701.72 |
8.88 |
2.90 |
891.54 |
7.72 |
2.90 |
1132.12 |
6.71 |
3.00 |
573.77 |
10.88 |
3.00 |
725.92 |
9.47 |
3.00 |
922.28 |
8.23 |
3.00 |
1171.16 |
7.15 |
Таблица 9. Таблица потери давления для труб ПЭ100, ПЭ 10 относительно формулы Колебрук-Уайта k=0.015mm
D = 900 мм s = 53.3 мм Di = 793.4 мм |
D = 1000 мм s = 593 мм Di = 881.4 мм |
D = 1200 мм s = 706 мм Di = 1058.8 мм |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
Скорость м/с |
Уровень потока |
J м/1000м |
0.40 |
197.66 |
0.15 |
0.40 |
243.94 |
0.13 |
0.40 |
352.01 |
0.11 |
0.50 |
247.07 |
0.22 |
0.50 |
304.92 |
0.20 |
0.50 |
440.02 |
0.16 |
0.60 |
296.49 |
0.31 |
0.60 |
365.90 |
0.28 |
0.60 |
528.02 |
0.22 |
0.70 |
345.90 |
0.42 |
0.70 |
426.89 |
0.37 |
0.70 |
616.02 |
0.30 |
0.80 |
395.32 |
0.53 |
0.80 |
487.87 |
0.47 |
0.80. |
704.02 |
0.38 |
0.90 |
444.73 |
0.66 |
0.90 |
548.86 |
0.58 |
0.90 |
792.03 |
0.47 |
1.00 |
494.14 |
0.80 |
1.00 |
609.84 |
0.71 |
1.00 |
880.03 |
0.57 |
1.10 |
543.56 |
0.96 |
1.10 |
670.82 |
0.84 |
1.10 |
968.03 |
0.68 |
1.20 |
592.97 |
1.12 |
1.20 |
731.81 |
0.99 |
1.20 |
1056.04 |
0.80 |
1.30 |
642.39 |
1.30 |
1.30 |
792/9 |
1.15 |
1.30 |
1144.04 |
0.93 |
1.40 |
691.80 |
1.50 |
1.40 |
853.78 |
1.32 |
1.40 |
1232.04 |
1.07 |
1.50 |
741.22 |
1.70 |
1.50 |
914.76 |
1.50 |
1.50 |
1320.05 |
1.21 |
1.60 |
790.63 |
1.92 |
1.60 |
975.74 |
1.69 |
1.60 |
1408.05 |
1.37 |
1.70 |
840.05 |
2.15 |
1.70 |
1036.73 |
1.90 |
1.70 |
1496.05 |
1.53 |
1.80 |
889.46 |
2.39 |
1.80 |
1097.71 |
2.11 |
1.80 |
1584.05 |
1.70 |
1.90 |
938.87 |
2.64 |
1.90 |
1158.70 |
2.34 |
1.90 |
1672.06 |
1.88 |
2.00 |
988.29 |
2.91 |
2.00 |
1219.68 |
2.57 |
2.00 |
1760.06 |
2.07 |
2.10 |
1037.70 |
3.19 |
2.10 |
1280.66 |
2.82 |
2.10 |
1848.06 |
2.27 |
2.20 |
1087.12 |
3.48 |
2.20 |
1341.65 |
3.07 |
2.20 |
1936.07 |
2.48 |
2.30 |
1134.19 |
3.78 |
2.30 |
1402.63 |
3.34 |
2.30 |
2024.07 |
2.70 |
2.40 |
1136.53 |
4.09 |
2.40 |
1463.62 |
3.62 |
2.40 |
2112.07 |
2.92 |
2.50 |
1185.95 |
4.42 |
2.50 |
1524.60 |
3.91 |
2.50 |
2200.08 |
3.15 |
2.60 |
1235.36 |
4.76 |
2.60 |
1585.58 |
4.21 |
2.60 |
2288.08 |
3.40 |
2.70 |
1284.78 |
5.11 |
2.70 |
1646.57 |
4.52 |
2.70 |
2376.08 |
3.65 |
2.80 |
1383.60 |
5.47 |
2.80 |
1707.55 |
4.84 |
2.80 |
2464.08 |
3.90 |
2.90 |
1433.02 |
5.84 |
2.90 |
1768.54 |
5.17 |
2.90 |
2552.09 |
4.17 |
3.00 |
1482.43 |
6.23 |
3.00 |
1829.52 |
5.51 |
3.00 |
2640.09 |
4.45 |
6 Перепад давления (отбойное давление)
Во время открытия или закрытия клапана или насосы, в трубопроводе может появиться тройное давление.
Ввиду этого, теоретически возможен перепад давления (ПД):
|
 |
а: скорость диффузии волны давления (м/с) |
Vo: скорость течения потока (м/с) |
р: плотность потока (кг/мЗ) |
Практически показатель может быть отрицательным или положительным:
Положительный - во время закрытия арматуры и включения насоса.
Отрицательный - отключение насоса или внезапная перемена гидравлических свойств (пр. понижение скорости потока).
Скорость диффузии волны давления рассчитывается по следующей формуле: |
 |
Em: модуль эластичности потока (Esu) |
р: плотность потока (р=1000кг/мЗ) |
Еr: Модуль эластичности материала (трубы) (Н/м2) |
dm: средний диаметр трубы (м) |
в: толщина стенки трубы (м) |
В данной формуле будет использован короткий модуль эластичности (Ег=800... 1200 Н/мм2).
Кратковременные перепады давления, а также эффект отбойного давления не повреждают ПВП трубы.
Таблица приведенная ниже указывает новый показатель давления, который формируется из короткого давления при t=20 °C
для коэффициентов надежности, уровень изменений сравнивается с основным давлением.
Повышение давления внутри этих клапанов не повреждает трубу.
Таблица 10. Относительный фактор надёжности и отбойного давления в ПЭ трубах
Общий рабочий коэффициент надежности С |
Эффект временного перепеда для осн давления |
1.25 |
50% |
1.6 |
100% |
7 Растяжение (увеличение длины за счет изменения нагрева)
Во время установки ПВП труб (РЕ-80, РЕ-100) должна быть принята во внимание величина увеличения длины, зависящая от перемены нагрева.
В случае повышения нагрева, происходит увеличение длины; в результате уменьшения нагрева - сокращается длина.
В 1 м ПЭ трубы для каждого показателя "К" перемены нагрева (1К=1°С), происходит увеличение или сокращение на 0.18 мм.
К примеру, в линии ПЭ труб в случае растяжения или сокращения зависящего от нагрева, труба будет отходить от точки поворота,
которая не закреплена. Пусть нормальное рабочее давление для трубы в 12м будет Т1=20°С, максимальный рабочий нагрев Т1=65°С,
а минимальный рабочий нагрев Т2=10°С. В соответствии с этим, изменение длины зависящее от нагрева рассчитываются по следующей формуле:
Увеличение зависящее от повышения нагрева: +ΔL= L*ΔT1*d = 12*45*0,18=97,2 мм
Сокращение зависящее от уменьшения нагрева : -ΔL=L*ΔT2*d= 12*10*0,18=21,60 mm
Таблица 11. Коэффициент увеличения длины для различных пластиковых материалов
Материал |
δ Коэффициент мм/м.К |
ПВП |
0,18 |
ПП |
0,15 |
ПВДФ |
0,14 |
ПБ |
0,12 |
ПВХ |
0,07 |
 |
Ls: расстояние крепление (мм) |
d: внешний диаметр трубы (мм) |
к: коэффициент для ПВП-26, ПП - 30, ПВХ - 33,5 |
Пример: Если AL-97.2M для трубы диаметром 63 мм, тогда показатель равен 26, а расстояние закрепления будет следующим:
Рис 1. Пределы расширения.
7. Эластичность
Максимальный радиус изгиба ПЭ труб: |
 |
R: Радиус сгибания (мм) |
Dm: Средний диаметр трубы (мм) |
Е: Коэффициент эластичности трубы (Н/мм2) |
а: Натяжение (Н/мм2) |
Таблица 12. Растягивающее напряжение ПЭ труб
Класс ПВП |
Растягивающее напряжение |
PE 63 |
5 |
PE 80 |
6.3 |
PE 100 |
8 |
Для минимально приемлемого радиуса изгиба, величина данных в таблице не должна понижаться.
Таблица 13. Радиус сгибания ПЭ труб
Сырье для труб |
Падающая температура |
Минимальный радиус изгиба |
SDR17 |
SDR11 |
PE 80 - PE 100 |
20° C |
30 x da |
20 x da |
|
10° C |
50 x da |
35 x da |
|
0° C |
75 x da |
50 x da |
da: внешний диаметер трубы.
При расчете радиуса изгиба для тонкостенных труб, вероятность поломки формирует критическую точку.
В толстостенных трубах при расчете изгиба рабочего диаметра, растягивающий - сжимающий лимит образует критическую точку.
При расчёте приемлемого радиуса изгиба для тонкостенных труб (принять во внимание коэффициент разрыва) используется следующая формула:
 |
rm: Средний радиус трубы (мм) |
s: Толщина стенки (мм) |
При расчёте радиуса изгиба для толстостенных труб (принять во внимание растягивающе-сжимающий лимит), используется следующая формула:
 |
rа: внешний радиус трубы (мм) |
Е: Растяжение - сжатие (мм) |
*Соотношение растяжение - сжатие не должно превышать 2,5% |
Ряд труб |
СДР |
Приемлемый радиус изгиба R, d - внешний диаметр трубы |
1 |
41 |
50 d |
2 |
33 |
40 d |
3 |
26 |
30 d |
4 |
17.6 |
20 d |
5 |
11 |
20 d |
6 |
7.4 |
20 d |
К приемлемому радиусу изгиба при t ниже 0°С, 2.5 необходимо добавить показатели данные в таблице приведенной выше. Приемлемый радиус изгиба при рабочей t между 0°С -20°С, вычисляется путём расчёта промежуточного показателя.