Инженерные Расчёты

1.ИЗМЕРЕНИЕ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ

Ниже указана формула по расчёту толщины стенки труб ISO 161-1

Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

Нормальное Давление(Bar)
sТол. стенки(mm)
SСерия Трубы(-)
σsКруговое Напряжение
(N/mm2)
SDRСтандартный Размер 
daНаружный Диаметр Трубы(mm)


Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

Измерение кругового напряжения зависит от фактора безопасности.

Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

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  636.35.01.2510.03.14
PE  808.06.31.258.12.62
PE  10010.08.01.256.62.17

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

Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

PkДавление Критического Коллапса(bar)
EcМодуль Эластичности(N/mm2)
Колличество Поперечных Термопластов(-)
sТолщина Стенки(mm)
rmСредний Радиус Трубы(mm)

3. Приемлемое Измерение Давления Стабильности для Полиэтиленовых Труб

 Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

Pk,zulПриемлемое Критическое Давление Коллапса(bar)
frКоеффициент Уменьшения(-)
sКоеффициент Безопасности(-)

 Измерение Давления Стабильности для ПЭ Труб

Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

σkДавление Стабильности(N/mm2)
PkДавление Критического Коллапса(bar)
rmСредний Радиус(mm)
sТолщина 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

     : Скорость Потока

ρ       : Плотность Проходимого Материала

 5.ПОТЕРИ ДАВЛЕНИЯ

Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

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

Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

Re       : Число Рейнольдса
  v          : Кинематическая Текучесть Воды
  k          : Значение Гидравлической Гладкости Внутренней Поверхности Трубы

Формула такова;

Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

 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:

Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

  

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:

Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

      

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’ .

Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

МАТЕРИАЛ FACTOR mm/m.K
HDPE0.18
PP0.15
PVDF0.14
PB0.12
PVC0.07
GFK0.02

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:

Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

Уменьшение длины в зависимости от падения температуры : 

Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

Ls       : Диапазон Крепления (mm)

        : Наружный Диаметр Трубы(mm)

 k        : Коэффициент (26 for HDPE, 30 for PP, 33.5 for PVC)

8. ЭЛАСТИЧНОСТЬ

Максимальный радиус изгиба для полиэтиленовых труб:

Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

       : Радиус Изгиба(mm)                                         E        : Модуль Эластичности Трубы(N/mm2)   
Dm    : Средний Радиус(mm)                                       σ         : Напряжение (N/mm2)  

КЛАСС ПНДКРУГОВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ N/mm2
PE 635
PE 806.3
PE 1008

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:

Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

 rm      : Средний радиус трубы (mm)
 s        : Толщина стенки(mm)
 
Нижеуказанная формула используется при вычислении приемлемого радиуса изгиба для толсто-стенных труб:

Качество Труб Кузейбору, Лабораторные тесты и Методы Расчёта

 ra      : Наружный Радиус Трубы (mm)                                 E     : Скорость Растяжения (%)