Hvordan beregnes rørstyrken og andre viktige parametere?

Ved installering av husholdningsrørledninger utføres ikke beregningen, da standardrør brukes til disse formål, hvis styrke er nok til å motstå presset av vann, gass osv. Men i de fleste tilfeller er det vanskelig å bygge industrielle rørledninger uten en bestemt beregning, da dette kan føre til rask svikt i systemet og andre ubehagelige konsekvenser.

I denne artikkelen vil vi se på det grunnleggende om hvordan du skal beregne styrken til et rør, samt noen andre parametere som du trenger å vite før du bygger en struktur.

Styrkeberegning

Jeg må si at beregningen av rørets styrke er nødvendig, ikke bare for å sikre at linjen er pålitelig. Dette vil også unngå overforbruk, fordi overdreven styrke vil føre til høyere byggekostnader. Derfor er utformingen ikke mindre viktig stadium av konstruksjonen av rørledningen enn installasjonen.

Så, denne beregningen innebærer definisjonen av flere grunnleggende parametere:

• Rørets indre diameter avhengig av strømningshastigheten til det transporterte fluidet;
• Innvendig diameter avhengig av hydraulisk motstand;
• Veggtykkelse.

Hver parameter bestemmes av visse formler, som vi vil undersøke nedenfor.

Beregning av den indre diameteren

Bestem den optimale innvendige diameteren til røret ved en gitt flytvolum i rørledningen, og strømmen kan gjøres med hendene med formelen - D = 4Q3600v? Y m, hvor:

• Q - væskestrøm, målt i mg / h.
• v - mengden av væskestrøm i rørledningen målt i m / s.
• y er væskens spesifikke tyngdekraft med de angitte parametrene, målt i kg / m3. Denne verdien er tatt i referansebøker.

Hastigheten til bevegelse av forskjellige væsker og gasser bestemmes ved beregninger, og bekreftes også av praktiske eksperimenter. Derfor kan du i beregningene bruke følgende data:

Fra den ovennevnte formel følger det at diameteren av rørledningens tverrsnitt avhenger av strømningshastigheten av fluidet. Jo høyere det er, desto mindre skal strømningsområdet være henholdsvis, vil byggekostnadene til strukturen også være lavere.

Hydraulisk motstand

Når en væske eller gass beveger seg gjennom rørledningen, oppstår motstand nødvendigvis som et resultat av friksjon av produktet som transporteres mot rørveggene og forskjellige hindringer i systemet. Denne motstanden kalles hydraulisk. Jo høyere strømningshastighet og tetthet fluidet er, desto større er den hydrauliske motstanden.

Diameteren av rørledningen kan bestemmes ved et gitt trykkfall.

Instruksjonene for å utføre denne beregningen er som følger - D =? L? P • y • v2g kgf / cm2, hvor:

• ?p = P1-P2 er det spesifiserte eller tillatte trykkfallet mellom start og sluttpunkt av rørledningen målt i kgf / cm2.
• L er lengden på stammen.
• ? - Koeffisienten for hydraulisk motstand kan være 0,02-0,04.
• g - akselerasjon av tyngdekraften, som er lik 9,81 m / s.

Selvfølgelig gjør denne beregningen oss til å bestemme trykkfallet i et rett rør. Når det gjelder bestemmelse av denne indikatoren for forsterkning og beslag, er den funnet ved trykkfall i en rett rørseksjon med tilhørende diameter og med ekvivalent lengde.

Ekvivalent lengde kalles en rettrørseksjon, hvis hydrauliske motstand er lik motstanden til den formede delen under like andre forhold.

Veggtykkelse

Rørets hovedparameter, som påvirker styrken, er veggtykkelsen.

Denne indikatoren avhenger av flere faktorer:

• Innvendig og eksternt trykk på røret;
• Rørdiameter;
• Materialet fra hvilket røret er laget og dets korrosjonsmotstand.

De fleste rørledninger påvirkes kun av internt trykk. Vakuumrørledninger, samt kappede systemer beregnet for dampoppvarming av lettherdende eller krystalliserende produkter, er utsatt for eksternt trykk.

Veggtykkelsen på stålrør, som påvirkes av internt overtrykk, bestemmes ved styrkeberegning og ved tilsetning av tykkelse, som tildeles korrosjonsslitasje.

For å gjøre dette, bruk følgende formel: S = Sp-C,

• Sp er den beregnede tykkelsen målt i mm.
• C - økning i korrosjon. Som regel er det 2-5 mm (for medium aggressive medier).

Den beregnede veggtykkelsen kan oppnås med følgende formel - Sp = pDn230? Tillegg? + P mm, hvor:

• p - overflødig internt trykk i røret, kgf / cm2.
• Dn - ytre diameter av rørledningen.
• ?ekstratilgjengelig stress ved pause, sgc / mm2. Denne indikatoren kan bestemmes ved hjelp av referansebøker, avhengig av temperaturen på den transporterte væsken og stålkvaliteten.
• ? - sveisekoeffisienten. Hvis røret er sømløst, så er koeffisienten? = 1. For sveisede rør kan denne figuren være 0,6-0,8, avhengig av sveisetype og type sveising.

Vær oppmerksom på! Ved installering av rørledningen, så vel som ved reparasjon, er det umulig å installere separate tilfeldige deler laget av uprøvd eller ukjent materiale, da dette kan føre til en ulykke i systemet.

Det må sies at i beregningen av rørledninger er det ikke bare oppmerksom på rørets tykkelse, men også selve materialet. For eksempel, hvis temperaturen der systemet skal drives er mindre enn 450 grader Celsius, blir det brukt rør av stål klasse 20.

Hvis temperaturen på det transporterte produktet i systemet er høyt, velg deretter stål 12H1MF. Dette tillater bruk av rørledninger med tynnere vegger. Følgelig avhenger byggekostnaden av veggtykkelsen.

Pipeline stabilitet

Ved beregning av motorveier i tillegg til styrken på rørledningen er en viktig parameter stabiliteten i lengderetningen.

Denne beregningen utføres fra tilstanden - S? MNcr, hvor

• S er den langsgående ekvivalente aksiale kraften i systemets tverrsnitt.
• m er koeffisienten til systemets driftsforhold. Denne verdien er i referanselitteraturen.
• Ncr-kritisk langsgående kraft hvor rørledningen mister langsgående stabilitet. Denne verdien må bestemmes i henhold til gjeldende regler for konstruksjonsmekanikk, idet man tar hensyn til systemets innledende krumning, tilstedeværelsen av ballast som løser rørledningen og jordens egenskaper. I de oversvømte områdene er det også nødvendig å ta hensyn til vannets hydrostatiske effekt.

Vær oppmerksom på! Longitudinal stabilitet må kontrolleres for buede seksjoner i bøyningsbøyets plan. På rette seksjoner bør den langsgående stabiliteten til underjordiske seksjoner kontrolleres i et vertikalplan, idet radiusen til den innledende krumning antas å være 5000 m.

Den langsgående ekvivalente aksiale kraften skal bestemmes avhengig av konstruksjonsbelastninger og påvirkninger, idet man tar hensyn til hovedlinjens transversale og langsgående bevegelser.

Beregningen utføres i henhold til følgende formel:

S = 100 [(0,5-a) Kc + aE T] F

• ? - koeffisient av lineær ekspansjon av rørmaterialet;
• E - variabel parameter av elastisitet;
• ?t er design temperatur forskjellen;
• ?kc - ringformede påkjenninger fra det indre designtrykket;
• F er tverrsnittsarealet av rørledningen.

Vær oppmerksom på! Ved bestemmelse av stabiliteten til de overliggende motorveiene er det nødvendig å beregne ankerstøttene, buede systemer, ankerfjærerstøtter og andre konstruksjonselementer for mulighet for skjæring og vipping.

Styrklasser av stålrør

Slik at etter å ha utført alle nødvendige beregninger av styrken på rørledningen, var det lettere å velge egnede rør, styrkeklassene av rør ble innført. I dette tilfellet beregnes styrken av produktene ved strekkfastheten til metallet.

Styrkegruppen av rør er betegnet med bokstaven "K" og en standardverdi i kgf / mm2 fra 34 til 65. Eksempelvis gassrørledninger i midterbeltområdene, idet man tar hensyn til gjennomsnittlig omgivelsestemperatur på ca. 0 grader Celsius og et systemdriftstrykk på 5,4 MPa , er laget av rør av styrke klasse K52.

Under forholdene i Fjern nord, hvor gjennomsnittstemperaturen er -20 grader Celsius og operasjonstrykket i systemet er planlagt til 7,4 MPa, er rørledninger laget av rør av styrkeklasse K55-K60.

Beregning av rørets masse

I de fleste tilfeller kan det ved beregning av systemet være nødvendig å bestemme rørets masse, for eksempel å forholde seg til bærestøttens lagerkapasitet eller bare for å forutsi transportkostnader.

Det er sant at det ikke er nødvendig å beregne matematisk hvor mye en bestemt del av et rør veier, siden referanseinformasjonen inneholder nøyaktig vekten av en løpemåler av ulike typer rør.

Det er nok å vite følgende informasjon:

• Rør materiale;
• Ytre diameter;
• Veggtykkelse, etc.

Etter at vekten av en løpende meter er kjent, må denne verdien multipliseres med antall løpemålere.

Overflate

Når du installerer forskjellige motorveier, må de muligvis være isolert, vanntett, malt, etc. For å gjøre dette må du bestemme området for rørledningen, slik at du kan beregne mengden materiale. For å utføre denne beregningen er det nødvendig å formere omkretsen av den ytre delen av rørets lengde.

Formelen for å bestemme sirkelen er som følger - L =? D. Lengden på rørsegmentet betegnes som H.

I dette tilfellet vil området av den ytre omkretsen av røret se ut som følger - St =? DH m2, hvor:

• St er rørets overflate, som måles i kvadratmeter.
• ? - Antallet "pi", som alltid er lik 3,14;
• D er den ytre diameteren;
• H - som nevnt ovenfor, angir rørets lengde i meter.

For eksempel er det et rør 5 meter langt og 30 cm i diameter. Dens overflateareal er St = DH = 3,14 * 0,3 * 5 = 4,71 kvadratmeter.

Basert på de ovennevnte formlene, er det også mulig å beregne volumet av rørledningen og området av dets indre vegger. For å gjøre dette er det bare nødvendig å endre beregningene til verdien av den eksterne diameteren med verdien av den indre. Alle disse parametrene kan være påkrevd når du installerer en innenlands rørledning.

konklusjon

Vi så på grunnleggende om hvordan rørledninger beregnes for styrke og stabilitet. Selvfølgelig, under installasjon av industrielle motorveier, utføres en mye mer komplisert konstruksjon, som innebærer en rekke andre tiltak, derfor utføres dette arbeidet utelukkende av fagfolk. Men når man bygger et husholdningssystem, kan alle nødvendige verdier læres uavhengig.

Fra videoen i denne artikkelen kan du få mer informasjon om dette emnet.