dвнРЕ – Х(ПП) – середній внутрішній діаметр провідної труби, мм, що визначається за формулою:
dвнРЕ-Х(ПП) = dnPE-X(ПП) – 2еnPE-X(ПП),(Г.13)
де 2еnPE-X(ПП) – номінальна товщина стінки провідної труби, мм;
,(Г.14)
де λіз – коефіцієнт теплопровідності ізоляції, Вт/м °С, λіз = 0,035 Вт/(м °С);
DnГ – номінальний зовнішній діаметр захисної гофрованої оболонки, мм.
,(Г.15)
де λГР – коефіцієнт теплопровідності ґрунту, Вт/м °С;
h0 – відстань від поверхні ґрунту до осі провідних труб, мм.
,(Г.16)
де A – відстань за горизонталлю між осями трубопроводів, мм.
Для трубопроводів ПП/НМ розрахунки проводяться з використанням формул (Г.10) – (Г.16) без врахування термічного опору оболонки НМ і з урахуванням теплофізичних властивостей повітряного середовища замість ґрунту.
Г.3Розрахункові втрати тепла з одного погонного метра при прокладанні трубопроводів РЕ-Х/ПЕ та ПП/ПЕ , що складаються з пакета з двох чи чотирьох провідних труб в одній ізоляції та одній захисній оболонці
Термічний опір матеріалу провідних труб rРЕ-Х(ПП), м°С/Вт, визначається як сума термічних опорів по кожній із труб, що складають пакет, за формулою:
,(Г.17)
де к – кількість труб у пакеті.
Визначення термічного опору ізоляції rіз, м °С/Вт, проводиться як для однотрубного прокладання попередньо ізольованої умовної труби з еквівалентним діаметром deкв, мм, рівним за площиною перерізу сумі площин перерізу труб у пакеті, за формулою:
(Г.18)
де deкв – еквівалентний діаметр, мм, визначається, як корінь суми квадратів діаметрів труб dnPE-X(ПП)N, що складають пакет, за формулою:
.(Г.19)
Термічний опір ґрунту rіз, м °С/Вт, визначається за формулою:
.(Г.20)
Коефіцієнт теплопровідності пакета труб vе, Вт/м °С, визначається за формулою:
.(Г.21)
Розрахункові втрати тепла з одного погонного метра для прокладання пакета труб в одній ізоляції та в одній захисній оболонці , Вт/м, визначаються за формулою:
,(Г.22)
де tсер – середня температура води, °С, в умовній трубі з діаметром deкв визначається за формулою:
,(Г.23)
де αN – коефіцієнт, що враховує вплив різниці діаметрів труб пакета на середню температуру і, відповідно, на сумарний тепловий потік.
Для пакета труб різного діаметра коефіцієнт αN визначається відношенням площини переізу провідної труби діаметром dnPE-X(ПП)N до площини труби з еквівалентним діаметром deкв за формулою:
.(Г.24)
Для пакета труб рівного діаметра коефіцієнти однакові й визначаються за формулою:
.(Г.25)
Додаток Д
(довідковий)
РОЗРАХУНОК ТРУБОПРОВОДIВ IЗ ПОЛIМЕРНИХ МАТЕРIАЛIВ
Примітка. Додаток викладено з урахуванням рекомендацій [4,5,7].
Д.1Гідравлічний розрахунок трубопроводів із полімерних матеріалів
Гідравлічний розрахунок трубопроводів із ПП/ПЕ (ПП/НМ) полягає у визначенні втрат напору на подолання гідравлічних опорів, що виникають у трубі, у стикових з'єднаннях і з'єднувальних деталях у місцях різких поворотів і змін діаметра трубопроводу.
Гідравлічні втрати напору в трубах визначаються за номограмами на рисунках Д.1. і Д.2.
|
|
|
|
Рисунок Д.1 – Номограма для інженерного гідравлічного розрахунку трубопроводу ПП/ПЕ з провідною трубою SDR 11 |
|
|
Приклад |
|
|
Дано: провідна труба з ПП-80, тип 3 SDR 11, dn = , витрата рідини 1 л/с |
За номограмою: середня швидкість плину рідини 1,84 м/с, втрата напору 140 мм/м |
|
|
|
|
Рисунок Д.2 – Номограма для інженерного гідравлічного розрахунку трубопроводу ПП/ПЕ з провідною трубою SDR 6 |
|
|
Приклад |
|
|
Дано: труба ПП-80, тип 3 SDR6, dn = , витрата рідини 1 л/с |
За номограмою: середня швидкість плину рідини 1,1 м/с, втрата напору 45 мм/м |
Гідравлічні втрати напору в стикових з'єднаннях можна прийняти рівними 10-15 % величини втрат напору в трубах за номограмою. Для внутрішніх водопровідних систем величину втрат напору на місцеві опори, у сполучних деталях і арматурах рекомендується приймати рівною 30 % величини втрат напору в трубах.
Також розрахунок можливо проводити за наступною методикою.
Величина напору HTP, необхідна для подачі води споживачеві, визначається за формулою:
,(Д.1)
де it – питомі втрати напору за температури води t, °С (втрати напору на одиницю довжини трубопроводу), м/м;
L – довжина ділянки трубопроводу, м;
hM.O – втрати напору в стикових з'єднаннях і в місцевих опорах, м;
hГЕОМ- геометрична висота (оцінка найвищої точки розрахункової ділянки трубопроводу), м;
hВ – вільний напір на виливі із трубопроводу, м (для санітарно-технічних приладів приймається за додатком 2 СНиП 2.04.01).
Примітка. Допускається ΣhM.O приймати рівною 20-30 % Σii · L
Втрати напору на одиницю довжини трубопроводу lt без урахування гідравлічного опору стикових з'єднань варто визначати за формулою:
,(Д.2)
де λ – коефіцієнт гідравлічного опору по довжині трубопроводу;
V – середня швидкість руху води, м/с;
g – прискорення вільного падіння, м/с2;
dBH- розрахунковий (внутрішній) діаметр трубопроводу, м.
Коефіцієнт гідравлічного опору λ, варто визначати за формулою:
,(Д.3)
де b – число подоби режимів бігу води;
Reф – число Рейнольдса фактичне;
KE – коефіцієнт еквівалентної шорсткості, м, наводиться в окремих зводах правил, але не менше .
Число подоби режимів бігу води b визначають за формулою:
,(Д.4)
(при b > 2 варто приймати b = 2). Фактичне число Рейнольдса Reф визначається за формулою:
,(Д.5)
де v – коефіцієнт кінематичної в'язкості води, м/с2.
Число Рейнольдса, що відповідає початку квадратичної області гідравлічних опорів при турбулентному русі води, визначається за формулою:
.(Д.6)
Для орієнтовних розрахунків за вищенаведеними формулами можна використовувати номограми, наведені далі.
Номограми на рисунках Д.3 і Д.4 призначені для визначення питомих втрат напору на тертя при транспортуванні води з температурою 10 °С.
За номограмами на рисунках Д.5 і Д.6 визначається поправочний коефіцієнт Kt до величини 1000i10, якщо температура води відмінна від 10 °С.
|
|
|
Рисунок Д.3 – Номограма для визначення втрат напору в трубах діаметром 6- (при КE = 0,00002) |
|
|
|
Рисунок Д.4 – Номограма для визначення втрат напору в трубах діаметром 100 – (при КЕ= 0,00002) |
|
|
|
|
Рисунок Д.5 – Номограма для визначення поправочного коефіцієнта kt на температуру води при розрахунку труб діаметром 6- |
|
|
|
|
Рисунок Д.6 – Номограма для визначення поправочного коефіцієнта Kt на температуру води при розрахунку труб діаметром 100- |
Д.2Гідравлічний розрахунок підземних трубопроводів гарячого водопостачання із труб РЕ-Х із тепловою ізоляцією з пінополіуретану в поліетиленовій оболонці
Гідравлічний розрахунок варто проводити, враховуючи положення частини Д1 цього додатка.
Втрати напору Н на ділянці трубопроводу гарячої води варто визначати за формулою:
,(Д.7)
де L – розрахункова довжина ділянки трубопроводу, м;
it – втрати напору, викликані гідравлічним опором труб, за температури води 75 °С (подавальний трубопровід) і 50 °С (циркуляційний трубопровід);
V – середня швидкість руху води, л/с;
g – прискорення вільного падіння;
– сума коефіцієнтів гідравлічних опорів стикових з'єднань, відводів, трійникових відгалужень, запірних арматур.
При проведенні наближених гідравлічних розрахунків при визначенні it можна користуватися номограмою (рисунок Д.7), складеною для середньої температури води 60 °С. При використанні номограми для гідравлічного розрахунку подавального трубопроводу гарячої води з температурою 75 °С варто ввести поправочний коефіцієнт 0,96, а для циркуляційного трубопроводу з температурою води 50 °С – коефіцієнт 1,025. При проведенні наближених гідравлічних розрахунків гідравлічні опори стикових з'єднань допускається не враховувати.
Для районів із розрахунковою температурою зовнішнього повітря вище мінус 2 °С застосування спеціальних компенсаторів і пристроїв, що компенсують температурні деформації, не передбачається.
Застосування нерухомих опор варто передбачати в місцях приєднання полімерних трубопроводів до сталевих трубопроводів на відгалуженнях, а також на введеннях у будинки і споруди. Установка проміжних нерухомих опор не потрібна.
|
|
|
d – розрахунковий діаметр; q- розрахункова витрата води; V- середня по перерізу швидкість руху води; i – гідравлічний ухил (втрати напору на одиницю довжини трубопроводу) |
|
Рисунок Д.7 – Номограма для гідравлічного розрахунку трубопроводу гарячої води із середньою температурою 60° |
При розрахунку конструкцій нерухомих опор значення осьових зусиль допускається орієнтовно приймати за таблицею 2.
Таблиця 2
|
Зовнішній діаметр труби, мм |
Осьове зусилля, Н |
|
25 |
400 |
|
32 |
400 |
|
40 |
600 |
|
50 |
1000 |
|
63 |
1500 |
|
75 |
2200 |
|
90 |
3500 |
|
110 |
4700 |
Перевірка трубопроводу на стійкість, як правило, не проводиться.
Поворот трубопроводу гарячого водопостачання шляхом його згинання варто передбачати з огляду на наступні радіуси вигину R, м, для зовнішніх діаметрів, мм, ПЕ оболонки: до R ; R ; R .
Д.3Опори й кріплення
У місцях проходу через будівельні конструкції труби з полімерних матеріалів необхідно прокладати в гільзах. Довжина гільзи повинна перевищувати товщину будівельної конструкції на товщину будівельних оздоблювальних матеріалів, а над поверхнею підлоги підніматися на . Розташування стиків труб у гільзах не допускається.
Для трубопроводів із полімерних матеріалів застосовуються рухомі опори, що допускають переміщення труб в осьовому напрямку, і нерухомі опори, що не допускають таких переміщень.
Нерухомі опори на трубах варто виконувати за допомогою приварених або приклеєних (залежно від матеріалу труб) до тіла труби упорних кілець, муфт – для труб діаметром до або сегментів –для труб діаметром більше .
Приклади розміщення опор наведені на рисунку Д.8.
|
|
|
|
|
Рисунок Д.8 – Приклади розміщення нерухомих опор |
Нерухоме кріплення трубопроводу на опорі шляхом стиску труби не допускається.
Як рухомі опори варто застосовувати підвісні опори або хомути, виконані з металу або полімерного матеріалу, внутрішній діаметр яких повинен бути на 1- (з урахуванням прокладки й теплового розширення) більше зовнішнього діаметра трубопроводу, який монтується.
Між трубопроводом і металевим хомутом варто поміщати прокладку з м'якого матеріалу. Ширина прокладки повинна перевищувати ширину хомута не менше ніж на .
Розміщення нерухомих опор варто приймати таким, щоб температурні зміни довжини ділянок трубопроводів не перевищували їх компенсаційну здатність.
При неможливості встановлення кріплень на розрахунковій відстані з конструктивних міркувань трубопроводи допускається прокладати на суцільній підставці.
Довжина незакріплених горизонтальних трубопроводів у місцях поворотів і приєднання їх до приладів та устаткування фланцевим з'єднанням не повинна перевищувати 0,5 м (рисунок Д.9).
|
|
|
Рисунок Д.9 – Прокладання трубопроводів у шахтах |
Закладення штроб, коробів, отворів у міжповерхових перекриттях і стінах варто виконувати після закінчення всіх робіт з монтажу й випробування трубопроводів.
Д.4Компенсація температурного подовження трубопроводів
Зміна довжини трубопроводів з поліпропілену при перепаді температури визначається за формулою:
,(Д.8)
де l – температурна зміна довжини труби, мм;
0,15 – коефіцієнт лінійного розширення матеріалу труби, мм/м;
L – довжина трубопроводу, м;
t – розрахункова різниця температур (між температурою монтажу й експлуатації), °С.
Величину температурних змін довжини труби можна також визначити за номограмою на рисунку Д.10.
|
|
|
Рисунок Д.10 |
Приклад
t1 =20 °С, t2 = 75 °С, L = 6,5м.
За формулою (2.1) l = 0,15 · 6,5 · (75 – 20) = ; t = 75 – 20 = 55 °С. За номограмою l = .
Трубопровід повинен мати можливість вільно подовжуватися або коротшати без перенапруження матеріалу труб, з'єднувальних деталей і з'єднань трубопроводу. Це досягається за рахунок компенсуючої здатності елементів трубопроводу (самокомпенсація) і забезпечується правильним розміщенням опор (кріплень), наявністю відводів у трубопроводі в місцях повороту, інших гнутих елементів і установкою температурних компенсаторів. Нерухомі кріплення труб повинні спрямовувати подовження трубопроводів у бік цих елементів.
Відстань між опорами при горизонтальному прокладанні трубопроводу визначається з табл. 2.1.
При проектуванні вертикальних трубопроводів опори встановлюються не рідше ніж через для труб зовнішнім діаметром до і не рідше ніж через для труб великого діаметра.
