Радиус трубы: Упс… Кажется такой страницы нет на сайте

Таблица диаметров стальных труб | Размеры

Диаметры электросварных круглых труб ГОСТ 10704

Диаметр трубы водогазопроводной ВГП ГОСТ 3262-75

Условный проход, внутренний диаметр мм	Наружный диаметр, мм	Сталь	Толщина стенки, мм
Ø 6 ду	Ø 10,2	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	1,8; 2; 2,5
Ø 8 ду	Ø 13,5	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	2; 2. 2; 2,8
Ø 10 ду	Ø 17,0	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	2; 2.2; 2,8
Ø 15 ду	Ø 21,3	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	2,35; 2,5; 2,8; 3,2
Ø 20 ду	Ø 26,8	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	2,35; 2,5; 2,8; 3,2
Ø 25 ду	Ø 33,5	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	2,8; 3,2; 4
Ø 32 ду	Ø 42,3	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	2,8; 3,2; 4
Ø 40 ду	Ø 48,0	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	3; 3,5; 4
Ø 50 ду	Ø 60,0	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	3; 3,5; 4,5
Ø 65 ду	Ø 75,5	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	3,2; 4; 4,5
Ø 80 ду	Ø 88,5	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	3,5; 4; 4,5
Ø 90 ду	Ø 101,3	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	3,5; 4; 4,5
Ø 100 ду	Ø 114,0	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	4; 4,5; 5
Ø 125 ду	Ø 140,0	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	4; 4,5; 5,5
Ø 150 ду	Ø 165,0	ст20, ст10, ст1-3 сп/пс	4; 4,5; 5,5

Диаметры бесшовных труб ГОСТ 8732-78 и ГОСТ 8734-75

Строительство, сельское хозяйство, пищевая и химическая промышленность, бытовые и гражданские нужды – вот далеко не полный список сфер, в которых используются стальные трубы. Стальные трубы могут иметь не только круглую форму, они могут иметь квадратное, овальное или прямоугольное сечение. Несмотря на это, данная продукция имеет две общие характеристики: геометрические и технические.

Геометрические характеристики выражаются следующими показателями:

• длина труб;
• толщина их стенок;
• диаметры внутренний/внешний.

Характеристики, размеры труб, требования к их производству и эксплуатации, устанавливаются специальными стандартами. ГОСТы разрабатываются и принимаются с учетом материалов, используемых при изготовлении проката, а также технологии его производства.

В России диаметры трубы измеряются и указываются в миллиметрах, однако в таблицах можно увидеть обозначение диаметра труб в дюймах: 1 дюйм = 25,4 мм. Дюймовое обозначение диаметра обычно используется либо на импортной продукции, либо для обозначения размера на ВПГ-трубах.

Трубный прокат по ГОСТ

Диаметр труб – основная характеристика трубного проката, благодаря которой производятся необходимые расчеты. Диаметр металлических труб регламентируется ГОСТ 10704-91, который разделяет изделия на несколько категорий:

• Малого – изделия, которые имеют следующее значение: не более 114 мм.
• Среднего диаметра – прокат величиной от 114 до 530 мм.
• Большого диаметра – труба, размер которой превышают 508 мм. Классификация производится в соответствии с внешним диаметром трубы.

Диаметр стальной трубы определяют таким образом:

• Для бесшовных и электросварных видов труб – по наружному диаметру.
• Для водогазонапорных труб в соответствии с показателем условного прохода – приближенного до значений стандартного ряда номинального размера внутреннего диаметра. Величина условного диаметра металлических труб определяется параметрами, изложенными в ГОСТ 355-52.

Условный проход является условной величиной (Dy – в прошлом, DN – сейчас), которая применяется при стандартизации диаметра трубного проката, когда при одинаковом наружном диаметре труб, внутренний размер значительно различается. DN не просто определяет пропускную способность трубного проката, но и дает возможность правильно подбирать к трубным системам фитинги и другую арматуру. ГОСТ 28338-89 классифицирует трубы именно по значению DN.

Как самостоятельно узнать размеры изделия

Стандарты внешних диаметров и толщины стенок, используемые в системе водогазопровода, устанавливает ГОСТ З262-75, на электросварные трубы – стандарт 10705-80/10704-91. Значение внутреннего диаметра можно узнать, посмотрев на маркировку изделия. Однако в том случае, если необходимо провести ремонт систем коммуникаций, а данные о внутреннем диаметре уже установленных труб неизвестны, для проведения расчетов диаметра можно использовать формулу:

• d = D — 2*S
• Где d — показатель диаметра трубы (внутренняя часть)
• D – показатель наружного диаметра
• 2S – удвоенная толщина стенки

Итак, чтобы самостоятельно рассчитать параметры, необходимо измерить сантиметром или рулеткой толщину стенки трубы и ее окружность.

ГОСТ 17365-71; Справочник по холодной штамповке

Источник: ГОСТ 17365-71; Справочник по холодной штамповке

Минимальные радиусы гибки труб R должны быть:

• для труб с наружным диаметром до 20 мм, не менее…2,5D
• для труб с наружным диаметром свыше 20 мм, не менее…3,5D (где D – наружный диаметр трубы).

Утонение стенок в местах изгиба труб и переходов криволинейных участков в прямолинейные не должно превышать:

• для стальных труб–20% от исходной толщины стенки
• для труб алюминиевых сплавов–25% от исходной толщины стенки.

Утонение стенок труб, штампованных из листов, не должно превышать 15% от исходной толщины листа.

К оглавлению

Радиус гиба трубы — оптимальные размеры и методы получения

Автор Монтажник На чтение 11 мин Просмотров 11.6к. Обновлено 21.12.2020

При монтаже трубопроводов из различного вида материалов его изгиб позволяет уменьшить количество разборных или сварных соединений, понижающих надежность магистрали. При проведении трубогибочных работ полезно знать допустимый радиус гиба трубы, обеспечивающий безопасность и надежную эксплуатацию трубопроводной системы в соответствии с технической документацией.

Чаще всего изгибаемые трубы выполнены из стали и коррозионно-стойких металлов: нержавейки, меди, алюминия, латуни, при устройстве бытовых систем отопления и водопроводов изгибают изделия из пластика и металлопластика. Методы сгибания труб по радиусу различны в зависимости от материала их изготовления и могут быть выполнены ручным или электромеханическим способом на специальных станках.

Рис. 1 Углы гиба медных труб и изделий из латуни

Требования стандартов к радиусу изгиба

При сгибе трубных элементов их стенки не должны изменять свой профиль, сечение и пропускную способность (изменение внутреннего диаметра) — это достигается за счет определенного радиуса разворота, который установлен стандартами.

При определении минимальных пределов закругления учитывают способы его получения — наилучшие показатели в сторону уменьшения обеспечивают дорновые трубогибы с технологией наматывания и температурная обработка, позволяющая уменьшить размеры окружности.

Показатель также зависит от материала изготовления и размеров изделия: наружного диаметра (Dn) и толщины стенок (S), в таблицах также приводится длина прямого участка, которая необходима для получения указанных значений.

При работах важно знать размеры ырагмента, на котором получены данные значения радиуса — они исчисляются суммированием длин двух прямых участков и дуги, рассчитываемой по специальной формуле.

Рис. 2 Минимальный радиус гиба трубы стальных трубопроводов и расчет длины дуги

Данные, приведенные в таблицах, гарантируют при соблюдении размерных параметров требуемую ГОСТ эллипсность и овальность до 12,5%.

Согласно ГОСТ 17365-71В на трубопроводы для агрессивных сред, указан следующий минимальный радиус гиба труб:

• для элементов с наружным диаметром D до 20 мм. — не менее 2,5 D;
• при D, больше 20 мм. радиус не должен быть меньше 3,5 D.

При этом утоньшение стенок в зоне гиба не должно превышать 20% для стали и 25% для алюминия.

Методы сгибания труб и их преимущества

Сгибание труб является технологией, где нужный поворот в направлении трубопроводной линии создается путем физического воздействия на заготовку, метод имеет следующие преимущества:

• Уменьшенная металлоемкость, в магистрали отсутствуют переходные фланцы, муфты и патрубки.
• Пониженные трудозатраты при монтаже трубопроводов по сравнению со сварными соединениями.
• Низкие гидравлические потери из-за неизменного профильного сечения.

Рис. 3 Дорны для трубогибов

• Неизменная структура металла, его физические и химические параметры по сравнению со сваркой.
• Высокое качество герметизации, линия имеет однородную структуру без разрывов и стыков.
• Эстетичный внешний вид магистрали

Существуют две основных технологии гибки — горячая и холодная, приспособления и методы можно разбить на следующие категории:

1. По типу физического воздействия трубогибный агрегат может быть ручной и электрический с механическим или гидравлическим приводом.
2. По технологии сгибания — дорновые (гиб при помощи специальных внутренних протекторов), бездорновые, и вальцовочные установки с роликами.
3. По профилю — установки для металлопропрофильных прямоугольных или круглых изделий.

Рис. 4 Горячие способы гибки труб

Горячая гибка

Популярная в быту технология применяется в случаях, когда отсутствует трубогибный аппарат или нет возможности произвести работы холодным способом, процесс состоит из нескольких операций:

1. Заготовка заполняется речным мелкозернистым сеяным песком без посторонних вкраплений в сухом виде. Для этого с одного конца вставляют заглушку, засыпают песок и закрывают отверстие с другой стороны.
2. Место изгибания нагревается до температуры не более 900 градусов во избежание пережога и производится постепенное плавное механическое наматывание  детали вокруг округлого шаблона.
3. По окончании процесса заглушки извлекаются и из заготовки высыпается песок.

Холодные методы сгибания круглых труб

Холодные способы имеют неоспоримые преимущества перед горячими технологиями: они не нарушают структуру металла, более производительны и требуют меньше затрат. При холодном сгибе возникают следующие дефекты:

1. уменьшение сечения трубы с внешней стороны профиля;
2. искривления в загибе в виде гофры с внутренней стороны;
3. изменение профильной формы в местах изгиба труб с круглой на овальную.

Рис. 5 Сгибание заготовок из металлопрофиля в быту

Чаще всего подобные дефекты возникают при деформации тонкостенных труб, поэтому при операциях с ними используется внутренний протектор — дорн, вставляемый во внутреннюю полость.

Дорн представляет собой устройство, состоящее из жесткого стержня с подвижными сегментами на краю шарообразной или полусферической формы. Перед работой устройство помещается во внутреннюю полость заготовки таким образом, чтобы его подвижные элементы располагались в точке гиба, по окончании процедуры дорн извлекают из готового элемента и процесс повторяют.

Изгибание профиля квадратного или прямоугольного сечения хотя и применяется в промышленности, гнутый металлопрофиль более востребован в быту. При сооружении перекрытий теплиц требуется арочный профиль, который можно сделать с использованием несложного устройства. Принцип действия этого приспособления заключается в прокатке профильной заготовки через систему из трех вращающихся валков, два крайних из которых являются неподвижными, а третий перемещается в продольном направлении, задавая угол изгиба.

Если необходимо получить в прямоугольном профиле меньший радиус закругления, используют термический нагрев металлопрофиля паяльной лампой или газовой горелкой с одновременным физическим воздействием.

Рис. 6 Рычажные гибы в ручных приспособлениях

Радиус гиба трубы — приспособления для получения в быту и промышленности

На строительном рынке можно обнаружить большое количество приспособлений индивидуального использования для изгибания труб, от простейших пружин до сложных электромеханических станков с гидравлической подачей.

Ручные трубогибы

Трубогибы данного класса обладают невысокой стоимостью, имеют простую конструкцию, малый вес и габариты, процесс изгибания заготовки происходит за счет физического усилия работника. По принципу работы ручные агрегаты, выпускаемые промышленностью, можно разбить на следующие категории.

Рычажные. Изгибание производится за счет большого рычага, позволяющего уменьшить прилагаемое мышечное усилие. В таких устройствах заготовка вставляется в оправку заданной формы и размера (пуансон) и с помощью рычага происходит огибание шаблонной поверхности изделием — в результате получается элемент заданного профиля. Рычажные устройства позволяют получать радиус закругления в 180 градусов и подходят для труб из мягких металлов небольшого диаметра (до 1 дюйма). Для получения закруглений различного размера используют сменные пуансоны, для облегчения проведения работ многие модели оснащаются гидроприводом.

Рис. 7 Арбалетные приспособления ручного типа, чтобы получить нужный радиус гиба трубы

Арбалетные. При работе заготовка помещается на два валика или упора, а изгибание происходит давлением на ее поверхность между упорами пуансона заданной формы и сечения. Агрегаты имеют сменные пуансонные насадки и передвижные упоры, позволяющие задавать радиус изгиба стальной трубы или заготовок из цветных металлов.

Гибочный башмак установлен на штоке, который может перемещаться с помощью винтовой передачи, гидравлического давления жидкости при ручном нагнетании или посредством гидравлики с электроприводом. Подобные устройства позволяют производить изгибание труб из мягких материалов диаметром до 100 мм.

Трехроликовые агрегаты (трубогибочные вальцы). Являются самым распространенным типом трубогибочных агрегатов в быту и промышленности, работают по принципу холодной вальцовки. Конструктивно выполнены в виде двух роликов, в ручьи которых устанавливается заготовка, третий ролик постепенно подводят к поверхности, одновременно прокатывая изделие в разные стороны. В результате происходит деформация заготовки без складкообразования большего сечения, чем в других ручных трубогибах.

Отличительной особенностью агрегата является невозможность получения малого радиуса закругления (обычное значение 3 — 4 величины внутреннего диаметра).

Все перечисленные устройства являются бездорновыми агрегатами, поэтому неэффективны при гибке тонкостенных изделий, также их нежелательно использовать при работе с заготовками со сварным стыком стенок — при пластический деформации возможно раскрытие отдельных участков шва.

Рис. 8 Трубогибочные вальцы

Электромеханические трубогибы

Электромеханические агрегаты в основном используются в промышленности и обеспечивают выполнение следующих технологических процессов.

• Бездорновая гибка. Станки применяются при работе с заготовками, для радиусов гиба 3 — 4 D., способны изгибать толстостенные трубы для мебельной и строительной отрасли, магистральных трубопроводов. Станки имеют самую простую конструкцию и управление по сравнению с другими видами, отличаются малыми габаритными размерами и весом.
• Бустерная обработка. Агрегаты, работающие по специальной технологии продвижения каретки с деталью дополнительным узлом, разработаны для получения сложных гибов без утоньшения стенок. Применяются для изготовления змеевиков различной формы в тепловой энергетике, котельной и водонагревательной индустрии.
• Дорновая гибка. Агрегаты данного типа позволяют производить высококачественное изгибание тонкостенных элементов с наружным диаметром до 120 мм. Промышленные станки могут иметь автоматическое или полуавтоматическое исполнение с числовым программным управлением.
• Трехвалковая гибка. Конструкция широко используется для изгибания любых металлов и сплавов, отличается универсальностью: отлично справляется с профилем круглого или прямоугольного сечения, уголками и плоскими пластинами. Многофункциональность агрегата достигается за счет смены валков с различным видом рабочих поверхностей и размеров.

При помощи данного агрегата удобно гнуть элементы большой длины с одинаковым большим радиусом закругления на всем протяжении.

Рис. 9 Промышленные трубогибы

Применение гидравлики — преимущества

Во многих ручных и практически во всех промышленных трубогибочных агрегатах используется гидравлический привод, имеющий следующие преимущества перед винтовым механическим:

• бесступенчатая подача привода к сгибаемому изделию;
• возможность развивать большие статические усилия при возвратно-поступательном движении, недостижимые при использовании только одних электроприводов;
• малые габариты основных узлов;
• высокое быстродействие;
• надежность и долговечность;
• отсутствие трущихся узлов и хорошая смазываемость.

Рис. 10 Способ гибки стальной металлической заготовки

Методы гибки труб без заводских приспособлений

В бытовых условиях нередко возникает необходимость в изгибании трубных заготовок при проведении строительных работ или монтаже газовых трубопроводов. При этом экономически нецелесообразно тратить финансовые средства на приобретение заводских трубогибов для разовых операций, многие применяют для  этих целей простые самодельные приспособления.

Стальные трубы

Сталь относится к довольно жестким и прочным материалам, с большим трудом поддающимся деформации, основным методом изменения ее конфигурации является сгиб в нагретом состоянии с наполнителем при одновременном физическом воздействии. Для труб из тонкостенной нержавейки для получения длинного участка с небольшим радиусом изгиба применяют следующую технологию:

1. Устанавливают заготовку вертикально, закрывают ее с одного конца пробкой и внутрь засыпают очень мелкий сухой песок, после полного заполнения вставляют пробку с другой стороны.
2. Находят трубу или низкий вертикальный столб нужного диаметра и жестко закрепляют трубный конец на его поверхности.
3. Оборачивают деталь вокруг трубной оси, поворачивая шаблон или обходя его вокруг.
4. После навивки освобождают конец и извлекают изогнутую деталь из шаблона, снимают пробки и высыпают песок.

Рис. 11 Как получают нужный радиус гиба трубы из меди

Медные трубы

Медь относится к более мягким материалам, чем сталь, ее также удобно гнуть при нагревании или с помощью засыпанного внутрь песка. Можно также использовать для изгибания бытовой заменитель дорна — стальную пружину с плотными толстыми витками и сечением чуть меньше обрабатываемой детали. При проведении работ элемент вставляется внутрь и находится в точке, где производится деформация, а после проведения необходимых операций легко извлекается наружу. Но намного проще изгибать медные трубы специальным пружинным трубогибом (данные изделия можно приобрести в торговой сети), которые эффективны на коротких трассах и работают за счет равномерного распределения прилагаемого усилия на поверхность. Пружинное устройство работает следующим образом:

1. Пружина одевается поверх трубы в нужное место, после чего ее вручную изгибают вместе с трубой.
2. При дальнейшем изгибании пружину перемещают и производят загиб в другой точке.
3. По завершении операции пружинный сегмент легко извлекается наружу без применения подсобных средств.

Другой популярный материал – алюминий, проще изгибать с нагреванием горелкой.

Рис. 12 Как гнут трубы без станка из  алюминия

Металлопластиковые трубы

Да изгибания металлопластиковых труб в бытовом хозяйстве используется внутренняя или наружная пружина (кондуктор). Технология проведения работ аналогична операциям с медной трубой, при сгибке следует соблюдать допустимые ограничения по радиусу во избежание повреждения изделия.

Пластиковые трубы

Основным элементом для изменения конфигурации пластиковых труб является строительный или бытовой фен, для облегчения работ можно использовать песок. Изделия сложной формы гнут следующим образом:

• На деревянную плиту с помощью шуруповерта вкручивают саморезы по нужной конфигурации заготовки.
• Вставляют трубный конец между двумя шурупами и производят нагрев стенки трубы феном, обеспечивая направление изделия с поворотами и гибкой по заданному маршруту.
• По окончании работ выкручивают саморезы и извлекают заготовку.

Рис. 13 Способы гибки труб из металлопластика наружным и внутренним кондуктором

Можно воспользоваться еще одной простой технологией:

• Насыпают в пластиковую трубу песок и плотно закрывают ее концы.
• Помещают изделие на некоторое время в кипящую воду и затем извлекают на поверхность.
• Придают заготовке нужную форму, фиксируя ее в нужном положении и дожидаясь охлаждения.

Рис. 14 Как сгибают пластиковые элементы

Существующие промышленные и бытовые методы получения необходимого радиус гиба трубы, что позволяет проводить данные операции с любыми материалами различных диаметров. Для проведения работ применяют специальные приспособления ручного или электромеханического принципа действия, в которых часто используются гидравлические узлы. В бытовом хозяйстве эффективными методами гибки является применение специальных пружин и нагрев изделий газовыми горелками или бытовым феном (при изгибании пластика).

28. Что такое гидравлический радиус трубы?

Гидравлическим радиусом R потока называется часто используемая в гидравлике величина, представляющая собой отношение площади живого сечения S к смоченному периметру c:

При напорном движении в трубе круглого сечения гидравлический радиус будет равен:

,

т.е. четверти диаметра, или половине радиуса трубы.

Для безнапорного потока прямоугольного сечения с размерами гидравлический радиус можно вычислить по формуле

29. Чем отличается траектория частицы жидкости от линии тока? Когда они совпадают?

Траекторией называется путь, проходимый данной частицей жид­кости в пространстве за определенный промежуток времени.

Линия тока — кривая, проведенная через ряд точек в движущейся жидкос­ти таким образом, что в каждой из этих точек в данный момент време­ни векторы скорости являются касательными к кривой.

При установившемся движении линии тока совпадают с траекто­риями частиц жидкости. При неустановившемся движении они не сов­падают, так как каждая частица жидкости лишь одно мгновение нахо­дится на линии тока, которая сама существует лишь одно мгновение. 

30. Каков геометрический смысл членов уравнения Бернулли?

Для двух произвольных сечений 1-1 и 2-2 потока идеальной жидкости уравнение Бернулли имеет следующий вид:

Каждый член уравнения имеет линейную размерность. z1 и z2 – геометрические высоты сечений 1-1 и 2-2 над плоскостью сравнения;

— пьезометрические высоты;

— скоростные высоты в указанных сечениях.

В этом случае уравнение Бернулли можно прочитать так: сумма геометрической, пьезометрической и скоростной высоты для идеальной жидкости есть величина постоянная.

31. Каков энергетический смысл слагаемых уравнения Бернулли?

С энергетической точки зрения каждый член уравнения представляет собой определенные виды энергии:

z1 и z2 – удельные энергии положения, характеризующие

потенциальную энергию в сечениях 1-1 и 2-2;

— удельные энергии давления, характеризующие потенциальную энергию давления в тех же сечениях;

-удельные кинетические энергии в тех же сечениях.

Следовательно, согласно уравнению Бернулли, полная удельная энергия идеальной жидкости в любом сечении постоянна.

32. От чего зависит численное значение коэффициента Кориолиса

Уравнение Бернулли для реальной жидкости будет иметь вид:

Потерянная высота складывается из линейных потерь, вызванных силой трения между слоями жидкости, и потерь, вызванных местными сопротивлениями (изменениями конфигурации потока)

Коэффициенты Кориолиса зависят от режима течения жидкости (α = 2 для ламинарного режима, α= 1 – для турбулентного режима)

33. Чем отличаются уравнения Бернулли для идеальной и реальной жидкости, для элементарной струйки и потока.

При движении реальной вязкой жидкости возникают силы трения, на преодоление которых жидкость затрачивает энергию. В результате полная удельная энергия жидкости в сечении 1-1 будет больше полной удельной энергии в сечении 2-2 на величину потерянной энергии

47. При Re>Re_кр в жидкости возникают вихри, это конечные объемы жидкости (конгломераты), которые вследствие различных причин движутся произвольным образом в пространстве занятом течением — вихревые моли. Вихревые моли зарождаясь у стенок трубы (пристенная турбулентность) и внутри потока (струйная турбулентность) своим перемещением нарушают существовавшее до того упорядоченное движение , характерное для ламинарного режима.

Траектории частиц, проходящих через данную неподвижную точку пространства в разные моменты времени, представляют собой кривые линии различной формы, несмотря на прямолинейность трубы. Турбулентное течение всегда является неустановившемся, т.к. значения скоростей и давлений, а также траектории частиц, изменяются со временем. Но его можно считать установившимся при условии, что осредненные по времени значения скоростей и давлений, а также расход потока не изменяются со временем. Распределение скоростей при турбулентном течении более равномерное, а нарастание скорости у стенки более крутое, чем у ламинарного, для которого характерен параболический закон распределения скоростей.

В турбулентном потоке потери напора на трение по длине значительно больше, чем при ламинарном течении при тех же размерах трубы, расходе и вязкости жидкости.

48. Cкорости течения жидкости при ламинарном и турбулентном движении.

Определим закон распределения скоростей в живом сечении потока при ламинарном режиме. Выделим объем жидкости в виде цилиндра радиусом r и длиной l и составим уравнение равновесия всех действующих сил: πr²(P₁ – P₂) = – 2 π rlt = – 2πrl μdu/dr, где πr²(P₁ – P₂) – разность сил давления в сечениях 1 и 2; – 2πrlμdu/dr – сила трения на боковой поверхности цилиндра.

При равномерном движении жидкости все живые сечения по длине потока одинаковы как по форме, так и по размерам, и скорости в соответственных точках живых сечений также одинаковы. Таким образом, скорость является функцией исключительно одного радиуса:

du= – (P₁ –P₂)r dr /2lμ Т.к. I=(P₁ – P₂)/gl=h_w /l получим: du= – g I r dr /2 μ.

Интегрируя по сечению трубы от r=r до r=r₀ получим:

u= – g I r²/4 μ +C, учитывая, что при r=r_о скорость u=0, тогда

С=g I r₀²/4μ, получим закон распределения скоростей в живом сечении потока:

u=g I (r₀²–r²)/4μ.

Для центральной струйки при r = 0:

u_max=g I r₀²/4μ=g I d²/16μ .

Расход жидкости через трубу при ламинарном движении численно равен объему параболоида скорости (W=1/2*pr₀²h) и определяется из выражения Q=1/2 pr₀²h(P₁ – P₂) r₀²/4μl=(P₁ – P₂) p r₀⁴/8μl,

отсюда средняя скорость v=Q /(π r₀²)= g I r₀²/8μ ,

а соотношение между максимальной и средней скоростью

u_max/v=2.

Отсюда закон распределения скоростей может быть записан таким образом:

u=2v(1– (r/r₀)²).

Турбулентный режим движения жидкости характеризуется беспорядочным движением частиц по произвольным траекториям и с различной скоростью, причем скорость в любой точке потока непрерывно изменяется как по величине, так и по направлению около некоторого среднего значения. Изменение во времени мгновенной местной скорости (u’) называется пульсацией скорости.

Среднюю по времени скорость называют осредненной местной скоростью, или осредненной скоростью (û).

Аналитически связь между осредненной скоростью и мгновенной скоростью может быть выражена зависимостью

где T – период наблюдений.

49. Гидравлические потери — вид потерь энергии в системах гидропривода, в трубопроводах и другом гидрооборудовании, обусловленный работой сил вязкого трения между слоями жидкости, а также силами взаимодействия между жидкостью и контактирующими с ней твёрдыми телами и газами.

Гидравлические потери принято разделять на три вида:

• потери на трение по длине, которые определяются по формуле Дарси-Вейсбаха;

• местные гидравлические потери, для которых коэффициенты потерь (коэффициенты Дарси) вычисляются по эмпирическим формулам; примером местных потерь могут служить внезапное расширение трубы, внезапное сужение трубы, поворот трубы и другие;

• потери в гидрооборудовании; этот вид потерь определяется по принципу автомодельности.

Гидравлические потери выражают либо в потерях напора Δh, либо в потерях давления ΔP (эти две величины отражают величину потерь энергии).

Следует отметить, что гидравлические потери при турбулентном режиме течения жидкости меньше, чем при ламинарном, если все прочие условия (в частности, скорость движения жидкости) одинаковы. Так, например, если бы в системах водоснабжения и отопления при существующих скоростях движения жидкостей возможно было бы поддерживать ламинарный режим течения, то напор насосов можно было бы уменьшить в 5-10 раз. Однако при одинаковом режиме течения жидкостей чем меньше скорость жидкости, тем больше гидравлические потери на том или ином гидравлическом сопротивлении. Поскольку при ламинарном режиме течения скорости течения жидкости меньше чем при турбулентном режиме, то и для данной гидросистемы справедлива закономерность: в одной и той же гидросистеме при ламинарном режиме обычно (но не всегда) гидравлические потери больше, чем при турбулентном режиме.

Для уменьшения гидравлических потерь рекомендуется в конструкциях гидроборудования избегать применения деталей, способствующих резкому изменению направления потока — например, заменять внезапное расширение трубы постепенным расширением (диффузор), придавать телам, движущимся в жидкостях, обтекаемую форму и др.

Все приведённые положения справедливы не только для капельных жидкостей, но и для газов.

50. Понятие гидравлически гладких и шероховатых стенок.

Гидравлически гладкими называются стенки труб если высота выступов шероховатости D меньше, чем толщина ламинарной пленки (D <δв, рис. а). В этом случае все неровности полностью погружены в ламинарной пленке, жидкость в пределах этой пленки ламинарно обтекает выступы шероховатости. Шероховатость стенок не влияет на характер движения, и соответственно потери напора не зависят от шероховатости.

Гидравлически шероховатыми называются стенки когда высота выступов шероховатости превышает толщину ламинарной пленки (D > δв, рис. в), неровности стенок выходят в пределы турбулентного ядра, поток обтекает выступы с отрывом, сопровождающимся интенсивным перемешиванием частиц. В этом случае потери напора зависят от шероховатости. В третьем случае, являющемся промежуточным между двумя выше указанными (рис. б) абсолютная высота выступов шероховатости примерно равна толщине ламинарной пленки (D ≈ δв, рис. б),. В этом случае трубы относятся к переходной области сопротивления.

Толщина ламинарной пленки определяется по формуле: δв≈30d/(Re√λ).

При движении жидкости вдоль одной и той же поверхности с неизменной высотой выступа шероховатости, в зависимости от средней скорости (числа Рейнольдса) толщина ламинарной пленки может изменяться. При увеличении числа Рейнольдса толщина ламинарной пленки уменьшается и стенка, бывшая гидравлически гладкой, сможет стать шероховатой, так как высота выступов шероховатости окажется больше толщины ламинарной пленки и шероховатость станет влиять на характер движения и, следовательно, на потери напора. Влияние выступов с одинаковой высотой Δ будет больше в потоках с меньшими размерами поперечного сечения, чем в потоках с большими размерами. В связи с этим при рассмотрении гидравлических сопротивлений вводится безразмерная величина – относительная шероховатость – отношение абсолютного размера высоты выступа шероховатости к какому-либо характерному поперечному размеру живого сечения (радиусу трубы, гидравлическому радиусу, глубине потока) – Δ/r_о, Δ /R, Δ /h.

Иногда используется обратная величина относительной шероховатости, называемая относительной гладкостью, – r_о/ Δ, R/ Δ, h/ Δ.

51. При турбулентном режиме в зависимости от соотношения Δ и толщины ламинарного слоя δ_л, образующегося непосредственно у стенок трубы, могут быть выделены три зоны гидравлических сопротивлений: 1) зона гидравлически гладких труб при δ_л> Δ, когда выступы шероховатости покрыты ламинарным слоем; 2) зона неполной шероховатости при δ_л = Δ, когда выступы шероховатости того же порядка, что и толщина ламинарного слоя; 3) зона полной шероховатости (квадратичная) при δ_л < Δ, когда выступы шероховатости не сглаживаются полностью ламинарным слоем.

Однако оценка шероховатости только по высоте выступов недостаточна, поскольку она не учитывает характер расположения и форму выступов. Поэтому было введено понятие эквивалентной шероховатости  Δ_э, т. е. такой условной равномерной шероховатости, которая дает при подсчете одинаковую с фактической шероховатостью величину коэффициента гидравлического трения λ и которая определяется по формуле

 Δ_э=φΔ   (2.11)

где   φ– коэффициент, определяющий характер расположения выступов и их форму.

52. При равномерном движении жидкости в трубах потери давления на трение как при ламинарном, так и при турбулентном режимах движения рассчитывают по формуле Дарси–Вейсбаха:

, где  – коэффициент гидравлического трения; l – длина трубопровода;  d – его диаметр; r – плотность жидкости; V – средняя скорость ее течения.

Коэффициент гидравлического трения зависит от режима движения жидкости, значения критерия Рейнольдса: Re=V*d/υ и состояния стенок трубы, которое характеризуется относительной шероховатостью: , где  – эквивалентная равномерно-зернистая шероховатость (т.е. такая высота неровностей, образованных песчинками одинакового размера, которая при расчете дает одинаковое с действительной шероховатостью значение коэффициента гидравлического трения).

При ламинарном режиме течения коэффициент гидравлического трения рассчитывают по формуле λ=64/Re

При турбулентном режиме течения весь диапазон значений чисел Рейнольдса, в зависимости от относительной шероховатости, разбивают на области, каждой из которых соответствует своя формула для расчета коэффициента гидравлического трения:

область гидравлически гладких труб :

– формула Блазиуса;

переходная область :

 – формула А.Д. Альтшуля;

квадратичная область :

 – формула Б.Л. Шифринсона.

В случае течения жидкости по трубам, форма поперечного сечения которых отличается от круга, в приведенных выше формулах используют вместо d эквивалентный диаметр:

,

где S – площадь поперечного сечения трубы; П – полный смоченный периметр трубы.

Коэффициент гидравлического трения при ламинарном течении в трубах различной формы рассчитывают по формуле

,

где А – коэффициент, численное значение которого зависит от формы поперечного сечения трубы Пропускная способность трубопроводов в период эксплуатации снижается. Вследствие коррозии и образования отложений в трубах шероховатость их увеличивается, что в первом приближении можно оценить по формуле

,

где Δ_о – абсолютная шероховатость новых труб, мм; Δ_t – абсолютная шероховатость через t лет эксплуатации, мм; a – коэффициент, характеризующий быстроту возрастания шероховатости, мм/год

Сифоном называют соединяющий два резервуара трубопровод, часть которого расположена выше уровня жидкости в напорном резервуаре. Допускаемое возвышение верхней точки сифона определяют по формуле

,

где – потеря давления на участке от напорного резервуара до верхней точки сифона. Минимально допускаемое давление в верхней точке сифона должно быть выше давления насыщения при данной температуре.

Группа ПОЛИПЛАСТИК купила Radius Systems Ltd, лидера Британского рынка по производству полиэтиленовых труб

Группа ПОЛИПЛАСТИК, крупнейший в России и СНГ производитель полимерных труб и композиционных материалов, приобрела британскую Радиус Системз Лимитед и все ее дочерние предприятия. Стоимость сделки не разглашается.

Группа ПОЛИПЛАСТИК, основанная в 1991 году, владеет 15 заводами, 14 торговыми домами, научно-техническим центром и проектным институтом в России, Украине, Белоруссии и Казахстане. Широкий ассортимент композиционных материалов для различных отраслей промышленности, полимерных труб и фитингов для сетей газо-, тепло-, водоснабжения и канализации стал результатом масштабных инвестиций Группы в современные технологии, систему контроля качества и научные исследования.

Генеральный директор Группы ПОЛИПЛАСТИК Мирон Гориловский отметил, что сделка является частью стратегии Группы по освоению передовых технологий и опыта, накопленного лидерами Европейского рынка. «Мы рады сообщить о своем первом приобретении бизнеса в Европейском Союзе, которое позволит существенно ускорить интеграцию Группы в семью крупнейших европейских полимерных компаний, откроет доступ к инновационным технологиям, позволит расширить рынки сбыта для нашей продукции. Мы приобрели компанию с более, чем полувековой историей, отличной репутацией, лидирующими позициями на британском рынке и активной, нацеленной на масштабные проекты командой менеджеров, профессионалов высокого класса. Это приобретение усилит Группу и станет серьезным стимулом ее дальнейшего развития».

В 2012 общий оборот группы Радиус Системз составил более 100 миллионов Евро, численность работников — 370, производство продукции осуществляется на трех заводах в Хилкоте, Дербишир (головной офис), Бэйнбридже и Лургане (Северная Ирландия). В группу также входит сервисно-монтажное предприятие Радиус ПЛЮС Лимитед.

По мнению генерального директора группы Радиус Системз Лимитед Энди Тэйлора, «завершение сделки является необычайно хорошей новостью, которая придает уверенность всем работникам, клиентам и поставщикам компании. В составе крупной международной Группы перед нами открываются новые перспективы роста – не только в Великобритании и Европейском союзе, но и на рынках России и СНГ. Объединенные усилия в сфере инноваций и технологии производства, а также новый масштаб бизнеса, принесут существенную выгоду как существующим потребителям продукции, так и нашим новым собственникам».

Консультантами покупателя по сделке выступали объединенная команда Московского и Бирмингемского офисов Deloitte, совместно с компанией CMS Cameron Mckenna LLP, отвечающей за правовое сопровождение сделки. Офис Ernst & Young в Бирмингеме консультировал акционеров компании Радиус Системз, совместно с юридической фирмой Eversheds LLP в Манчестере.

Предприятия Группы в Великобритании продолжат ведение бизнеса под существующими брендами Радиус Системз (Radius Systems), Радиус Пластикс (Radius Plastics) и Радиус ПЛЮС (Radius PLUS).

Трубы из сшитого полиэтилена VALTEC PEX-EVOH

Уважаемые читатели! С момента публикации этой статьи в ассортименте нашей компании, практике применения оборудования, нормативных документах могли произойти изменения. Предлагаемая вам информация полезна, однако носит исключительно ознакомительный характер.

На сегодняшний день в российском строительстве растет доля низкотемпературных систем отопления. Современные котлы и отопительные приборы способны полноценно отапливать помещения с температурой теплоносителя до 80 °С. К тому же в последнее время широкое распространение получили системы напольного отопления. Температура и давление теплоносителя в данных системах позволяют использовать более простые и дешевые материалы. Именно поэтому на российском рынке сейчас существует большой спрос на трубопроводы из сшитого полиэтилена. Данный вид трубопроводов сочетает в себе надежность при использовании в низкотемпературных системах отопления, простоту монтажа и низкую стоимость.

Трубопровод из сшитого полиэтилена, или, как его называют, PEX-труба, представляет собой практически монолитную конструкцию, основным материалом которой является молекулярно-сшитый полиэтилен. Обычный полиэтилен состоит из длинных углеводородных молекул, которые никак не связаны друг с другом и не пригоден для использования в качестве основного материала трубопроводов систем отопления из-за низкой термостойкости. Молекулярно-сшитый полиэтилен имеет поперечные связи между цепочками углеводородных молекул, и потому данный материал имеет более высокую прочность и жесткость и что самое главное – более высокую стойкость к температурным воздействиям.

Если говорить о металлополимерных трубопроводах, то под этим термином на сегодняшний день принимаются достаточно обширный класс полимерных трубопроводов, основное отличие которых от обычных трубопроводов заключается в наличии армирующей прослойки из металлической, как правило алюминиевой, фольги между внутренним и наружным слоем полимера. При этом в качестве материала внутреннего и наружного слоев может использоватьсятот же самый материал, что и в PEX-трубах, а именно сшитый полиэтилен. Так же могут использоваться и другие материалы – полиэтилен (PE, PE-HD), полиэтилен повышенной температурной стойкости (PE-RT), полипропилен (PP-R) и т.д.

В то время как характеристики металлополимерных труб зачастую зависят от свойств используемых материалов и качества клеевого слоя, характеристики PEX-труб, как правило, зависят от степени сшивки полиэтилена, толщины стенки трубопровода и способа нанесения кислородонепроницаемых слоев.

Сшивка полиэтилена определяет прочностные и термические характеристики трубопровода. В первую очередь сшивка позволяет добиться долговременной стойкости к высокой температуре и давлению (увеличивает предел логарифмически-пропорциональной релаксации). Сшивка полиэтилена может происходить различными способами и с различной степенью. Различают три основных промышленных способа сшивки полиэтилена: 

• пероксидный метод (PEX-a) является химическим методом сшивки полиэтилена и заключается в сшивке органическими пероксидами и гидропероксидами. Трубопровод, получаемый при данном методе, имеет степень сшивки около 75 %;
• силановый метод (PEX-b) также является химическим. При сшивке данным способом используются органосиланиды. Минимальный коэффициент сшивки данным методом ограничен 65 %;
• радиационная сшивка (PEX-c) производится при помощи потока заряженных частиц. Коэффициент сшивки составляет около 60 %.

Метод сшивки трубопроводов практически не влияет на физические свойства готового трубопровода. На свойства трубопровода в основном влияет степень сшивки. При увеличении степени сшивки возрастает прочность, термостойкость, стойкость к агрессивным средам и ультрафиолетовым лучам. Однако вместе с увеличением степени сшивки увеличивается хрупкость и уменьшается гибкость полученного трубопровода. Если довести степень сшивки полиэтилена до 100 %, то по своим свойствам он будет подобен стеклу.

Так же сшивка полиэтилена дает полученному трубопроводу «эффект памяти формы». Его суть заключается в том, что предварительно деформированный трубопровод после прогрева восстанавливает свою исходную форму. Это свойство проявляется из-за того, что при изгибе и деформации молекулярно-связанные участки сжимаются или растягиваются. После прогрева в местах деформации возникают внутренние напряжения, за счет которыхвосстанавливается изначальная форма (рис. 1).

Излом и восстановление формы после прогрева до 100 °С трубы VALTEC PEX-EVOH (способ сшивки – PEX-b)     

Излом и восстановление формы после прогрева до 100 °С трубы из PEX-a с антидиффузионным слоем

Излом и восстановление формы после прогрева до 100 °С трубы из PEX-с без антидиффузионного слоя (неокрашенный сшитый полиэтилен при высокой температуре становится прозрачным)

Рис. 1. Восстановление формы трубопроводов после деформации

На рис. 1 показано восстановление трубопроводов с различными способами сшивки после залома. При всех способах сшивки трубопроводы восстановили свою первоначальную форму. На трубопроводах, покрытых антидиффузионным слоем, послевосстановления образовались складки. В этих местах антидиффузионный слой отслоился от слоя PEX. Данный дефект практически не влияет на характеристики трубопровода, так как основную несущую способность трубопровода определяет слой PEX, который полностью восстановился. Незначительное отслоение антидиффузионного слоя несущественно увеличивает кислородопроницаемость трубопровода. Трубопровод без антидиффузионного слоя после прогрева становится прозрачным. Данный эффект присущ любому неокрашенному сшитому полиэтилену.

Эффект памяти формы очень полезен при монтаже. Если во время монтажа трубопровода образуется излом, сдавливание или иная деформация, то она легко устраняется прогреванием трубопровода до температуры 100–120 °С. К тому же, при выполнении соединения PEX-трубопровода с фитингом также возникают деформации в бороздках штуцера (рис. 2). При подаче теплоносителя и прогреве трубопровода в этих местах возникают восстанавливающие усилия. За счет данных усилий трубопровод плотнее облегает штуцер, что повышает надежность соединения.

Рис. 2. Соединение PEX-трубы VALTEC с пресс-фитингом

Рис. 3. Изгиб PEX-трубы диаметром 20 мм на радиус 100 мм

Выбор диапазона степени сшивки полиэтилена 68–70 % для трубопроводов VALTEC PEX-EVOH обусловлен оптимальным соотношениемпрочностных характеристик трубопровода и его гибкости. Например, PЕХ-трубу VALTEC можно вручную при комнатной температуре согнуть на радиус, равный пяти диаметрам трубы (рис. 3), а при использовании трубогиба или кондуктора – на радиус, равный трем диаметрам. Трубопровод со сшивкой более 70 % будет иметь радиус изгиба вручную не менее семи диаметров. Большего изгиба трубопровода при такой степени сшивки можно добиться только при использовании строительного фена.

Следует отметить, что PEX-трубопроводы являются достаточно упругими и плохо поддаются изгибанию. После «холодного» изгиба отрезок трубы будет принимать первоначальную форму. Однако если предварительно прогреть трубопровод и дать ему остыть в фиксированном положении, то он сохранит это положение. При повторном прогреве трубопровода отрезок вернется в исходное состояние за счет эффекта памяти формы.

Эффект памяти формы не следует путать с упругой деформацией. В первом случае исходная форма принимается только после прогрева, а во втором сразу же после снятия деформирующих усилий и только в пределах упругой деформации (без изломов).

Трубопроводы PEX-EVOH фирмы VALEC допустимо замоноличивать в строительные конструкции как с кожухом, так и без кожуха. При замоноличивании PEX-EVOH труб в кожухе есть возможность замены небольших участков трубопроводов без вскрытия пола.

Толщина стенки трубопровода напрямую влияет на максимальное давление теплоносителя, которое может выдержать трубопровод. Трубы VALTEC PEX-EVOH изготавливаются с такой же толщиной стенки, как и у металлополимерных трубопроводов – 16 х 2,0, 20 х 2,0 мм. Это позволяет использовать для монтажа трубопровода стандартные пресс-фитинги, выпускающиесядля металлополимерных трубопроводов.

Недостатком материала PEX является то, что он кислородопроницаем. Вода в трубопроводах без защиты от кислорода через определенное время насыщается кислородом, что может привести к коррозии элементов системы. Для уменьшения кислородопроницаемости PEX используется тонкий слой из поливинилэтилена (EVOH). Основной слой PEX и слой EVOH соединяются между собой клеем. Стоит отметить, что слой EVOH не предотвращаетполностью эмиссию кислорода, а лишь уменьшает кислородопроницаемость до значения 0,05–0,1 г/ м³ · сут., что допустимо для систем отопления.

В трубе VALTEC PEX-EVOH антидиффузионный слой выполнен снаружи, т.е. труба имеет трехслойную конструкцию: PEX-клей-EVOH.На рынке также встречаются пятислойные (PEX-клей-EVOH-клей-PEX) трубы (рис. 4).

Рис. 4. Конструкция пяти- и трехслойных PEX-труб с антидиффузионным слоем

Такая конструкция разработана для того, чтобы исключить возможность повреждения слоя EVOH. Однако испытания показали, что трехслойная труба (с нанесенным слоем EVOH снаружи) более надежна, чем пятислойная. Повышенная прочность трехслойной трубы обусловлена тем, что слой PEX является монолитным по всему сечению трубы, в отличие от пятислойной, в которой рабочий слой PEX прерывается слоем EVOH и клеем, из-за чего прерываются внутренние поперечные межмолекулярные связи полиэтилена. Также при данной конструкции возможно расслоение трубы при перегреве ее строительным феном во время изгиба.

Мнение о том, что наружный слой EVOH в трехслойной конструкции подвержен истиранию, ошибочно. Твердость слоя EVOH значительно выше, чем у слоя PEX, поэтому при правильной транспортировке повреждение наружного слоя маловероятно.

Трубопроводы из сшитого полиэтилена рекомендуется использовать при устройстве низкотемпературных систем отопления. Использование PEX-трубопроводов для систем высокотемпературного отопления не запрещается. Но тут следует отметить, что при этом допустимое максимальное давление трубопровода будет намного ниже паспортного. К тому же расчетный срок службы трубопровода в такой системе сократится.

Производители трубопроводов в основном устанавливают максимальную рабочую температуру и давление из расчета срока службы трубопровода – 50 лет. При замоноличивании и скрытой прокладке замену данных трубопроводов можно производить совместно с капитальным ремонтомздания или помещения. Более частая замена замоноличенных трубопроводов повлечет большие финансовые затраты на переделку конструкций здания.

Но температура теплоносителя во время эксплуатации системы различна. Летом и в переходный период температура теплоносителя ниже расчетной. Для оценки применимости трубопроводов к определенному температурному режиму в условиях меняющейся температуры теплоносителянормативами определены классы эксплуатации. Данные классы показывают доли влияния различных температур от всего пятидесяти летнего срока эксплуатации.

На рис. 5 представлен график, показывающий продолжительность влияния различных температур на трубопровод при четвертомклассе эксплуатации (низкотемпературное радиаторное отопление)

Рис. 5

Поэтому при определении типа трубопровода следует руководствоваться допустимым классом эксплуатации данного трубопровода, указанном в паспорте трубы. Трубопроводы из PEX, представленные на российском рынке, подходят для классов эксплуатации 1, 2, 3, 4 и ХВ.

Таким образом, благодаря своей надежности и низкой стоимости трубопроводы из сшитого полиэтилена стали все чаще и чаще применятьсяпри устройстве низкотемпературных систем отопления и систем водоснабжения.

Более подробную информацию по монтажу и применению трубопроводов VALTEC PEX-EVOH можно найти в разделе «Техническая документация».

Автор: Д.В. Жигалов

© Правообладатель ООО «Веста Регионы», 2010
Все авторские права защищены. При копировании статьи ссылка на правообладателя и/или на сайт www.valtec.ru обязательна.

Как согнуть пластиковую трубу?

В случае использования пластиковых труб для этой цели применяются специальные фитинги — уголки, которые позволяют изменять направление трубопровода на 90 градусов или на другой угол. Однако часто случается так, что нужного элемента нет под рукой. Для его покупки приходится тратить время, что может сильно задерживать монтаж. Поэтому у многих монтажников возникает вопрос, как согнуть полипропиленовую или другую пластмассовую трубу.

Необходимо учитывать, что производители пластиковых труб однозначно не рекомендуют их изгибать. В случае выполнения изгиба они полностью отказываются от гарантий по герметичности и сроку службы изделий. Однако фактически существуют методы, как согнуть пластиковую трубу без утраты ее эксплуатационных свойств. Причем сделать это можно своими руками без использования какого-либо сложного оборудования, недоступного обычному домашнему мастеру.

Требования по радиусу загиба труб