Инженерные Расчёты
1.ИЗМЕРЕНИЕ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ
Ниже указана формула по расчёту толщины стенки труб ISO 161-1
| Нормальное Давление | (Bar) | |
| s | Тол. стенки | (mm) |
| S | Серия Трубы | (-) |
| σs | Круговое Напряжение | (N/mm2) |
| SDR | Стандартный Размер | |
| da | Наружный Диаметр Трубы | (mm) |
Измерение кругового напряжения зависит от фактора безопасности. MRS: Минимальная Требуемая Сила (Minimum Required Strength)
2. КРУГОВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ
| ПЭ КЛАСС |
MRS
(N/mm2)
|
НАПРЯЖЕНИЕ σ
(N/mm2)
|
ФАКТОР БЕЗОПАСНОСТИ
(C)
|
WALL THICKNESS s
(mm)
|
WEIGHT
(kg/m)
|
| PE 63 | 6.3 | 5.0 | 1.25 | 10.0 | 3.14 |
| PE 80 | 8.0 | 6.3 | 1.25 | 8.1 | 2.62 |
| PE 100 | 10.0 | 8.0 | 1.25 | 6.6 | 2.17 |
ДАВЛЕНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ
Трубы, проложенные под землёй, подвергаются к большим нагрузкам в отличии от труб над землёй. Этот случай с дноуглубительными трубами, когда трубы укладывается прямо в море они подвергаются нагрузке грунтовой воды. Кроме этого, расчёт стабильного давления должна быть также проделана в проектах, которые подвергаются перенапряжению в следствии бетонного заполнения труб при муфтовом соединении или дополнительные нагрузки в вакуумных трубах, которые имеют функцию поглощения. Измерение Давления Стабильности для ПЭ Труб
| Pk | Давление Критического Коллапса | (bar) |
| Ec | Модуль Эластичности | (N/mm2) |
| Колличество Поперечных Термопластов | (-) | |
| s | Толщина Стенки | (mm) |
| rm | Средний Радиус Трубы | (mm) |
3. Приемлемое Измерение Давления Стабильности для Полиэтиленовых Труб
| Pk,zul | Приемлемое Критическое Давление Коллапса | (bar) |
| fr | Коеффициент Уменьшения | (-) |
| s | Коеффициент Безопасности | (-) |
Измерение Давления Стабильности для ПЭ Труб
| σk | Давление Стабильности | (N/mm2) |
| Pk | Давление Критического Коллапса | (bar) |
| rm | Средний Радиус | (mm) |
| s | Толщина Стенки | (mm) |
4.ИЗМЕРЕНИЕ ДИАМЕТРА ТРУБЫ
Определение участка трубы; баланс непрерывности устанавливается если скорость потока воды на проходе постоянна.
Q=0.0036 . A . v
Q : Amount of Load
A : Pipe Section
V : Скорость Потока
Если скорость потока воды постоянна в газовых и паровых проходах, тогда баланс непрерывности устанавливается. Используется нижеуказанная формула:
m=0.0036 . A . v . ρ
m : Скорость Потока
ρ : Плотность Проходимого Материала
5.ПОТЕРИ ДАВЛЕНИЯ
Измерение Отдельных Потерь Давления
Для того, чтобы измерить высокую энергетическую потерю или потерю давления из-за обьёма потока, скорость потока и давление уменьшают в трубах ПНД, изпользуемая формула указана ниже:
a) Формула Darc-Weisbach
di : Внутренний Диаметр Трубы (mm)
I : Длина Водопровода (mm)
V : Средняя Скорость Потока Жидкости (m/s)
p : Плотность Жидкости (kg/m3)
I : Коэффициент Трения (-)
Высокие энергетические потери поступают от повышения различий, предназначенные для желаемой скорости потока в линии.
b) Colebrook-White Формула
Re : Число Рейнольдса
v : Кинематическая Текучесть Воды
k : Значение Гидравлической Гладкости Внутренней Поверхности Трубы
Формула такова;
V :Скорость Потока g :Гравитационное Ускорение
Je :Центрирование Энергетической Линии : Кинематическая Твёрдость
Kb : Рабочая Гладкость d : Диаметр Трубы
Имются два значения плавности:
· Гладкость плиты ‘k’
· Рабочая гладкость ‘kb’
6.ВОЗДЕЙСТВИЕ ДАВЛЕНИЯ
При включении или выключения задвижек или насосов, происходит воздействие давления. Таким образом, значение Ps:
a : Скорость Распространения Волны Давления (m/s)
vo : Скорость Потока Жидкости(m/s)
p : Плотность Жидкости (kg/m3)
На практике значение Ps может быть как положительным так и негативным. Положительное значение наблюдается при отключении арматуры и включении насоса. Негативное значение Ps наблюдается при выключенном насосе или при внезапном изменении гидравлического свойства. Скорость распространения волны давления вычисляется по следующей формуле:
Em : Модуль Эластичности Жидкости (Esu)
p : Плотность Жидкости (kg/m3)
Er :Модуль Эластичности Трубы (N/m2)
Dm: Средний Диаметр Трубы(m)
e : Толщина Стенки Трубы(m)
Кратковременные изменения в давлении и влияние эффекта давления не наносит вреда трубам ПНД.
7.РАСШИРЕНИЕ
Коэффициент удлинения, зависящий от изменчивости тепла, должен учитываться при прокладке труб ПНД. Длина трубы при высокой температуре будет увеличиваться и при низкой температуре длина будет уменьшаться. В 1-метровой длине будет уменьшение или увеличение в 0,18мм. Часть трубы ПЭ изменяется при каждой температуры ‘K’ .
| МАТЕРИАЛ | FACTOR mm/m.K |
| HDPE | 0.18 |
| PP | 0.15 |
| PVDF | 0.14 |
| PB | 0.12 |
| PVC | 0.07 |
| GFK | 0.02 |
Таблица коэффициента удлинения для различных пластиковых материалов
Например, в линии, выполненной из полиэтиленовых труб, когда длина трубы уменьшается или увеличивается в зависимости от температуры происходит дислокация в водопроводе, не в определённой точке, а в поворотах трубы. Предположим, что для 12-метровой трубы нормальная рабочая температура Tv=20 oC, максимальная рабочая температура T1=65 oC и минимальная рабочая температура T2=10 oC. Таким образом, изменение длины в зависимости от температуры расчитывается следующим образом:
Увеличение длины в зависимости от повышения температуры:
Уменьшение длины в зависимости от падения температуры :
Ls : Диапазон Крепления (mm)
d : Наружный Диаметр Трубы(mm)
k : Коэффициент (26 for HDPE, 30 for PP, 33.5 for PVC)
8. ЭЛАСТИЧНОСТЬ
Максимальный радиус изгиба для полиэтиленовых труб:
R : Радиус Изгиба(mm) E : Модуль Эластичности Трубы(N/mm2)
Dm : Средний Радиус(mm) σ : Напряжение (N/mm2)
| КЛАСС ПНД | КРУГОВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ N/mm2 |
| PE 63 | 5 |
| PE 80 | 6.3 |
| PE 100 | 8 |
Возможность разрушения является критической точкой при расчёте диаметра изгиба для тонко-стенных труб. Для толсто-стенных труб при расчёте диаметра изгиба критической точкой является предел растяжения и сжатия. Приведённая ниже формула используется при расчёте допустимого радиуса изгиба для толсто-стенных труб:
rm : Средний радиус трубы (mm)
s : Толщина стенки(mm)
Нижеуказанная формула используется при вычислении приемлемого радиуса изгиба для толсто-стенных труб:
ra : Наружный Радиус Трубы (mm) E : Скорость Растяжения (%)