Изчисления и избор на тръби
Тръбите за транспортиране на течности са неразделна част от устройства и инсталации с различно предназначение. Изборът на тръби и конфигурацията на тръбите зависят от цената на тръбите и фитингите. Крайната цена на изпомпването на среда през тръбата се определя в голяма степен от размерите на тръбите (техния диаметър и дължина). За изчисляване на тези размери се прилагат специални формули, чийто вид зависи от крайното местоназначение на тръбата.
Тръбата е кух цилиндър, изработен от метал, дърво или друг материал, който се използва за транспортиране на течни, газообразни или сухи среди. Транспортираната среда може да бъде вода, природен газ, пара, петролни производни и др. Тръбите се използват универсално, както в промишлен мащаб, така и в битови.
За производството на тръби се използва широка гама от материали: стомана, чугун, мед, цимент и пластмаси, по-специално ABS, PVC, PVC хлорид, PB, полиетилен и др.
Основните размери на тръбата са: диаметърът (външен, вътрешен и т.н.) и дебелината на стената му, които се измерват в милиметри или инчове. По същия начин се използва така нареченият номинален диаметър, който съответства на номиналната стойност на вътрешния диаметър на тръбата, който също се измерва в милиметри (маркиран като Dn) или в инчове (маркиран като DN). Номиналните диаметри са стандартизирани и представляват ключовите критерии за избор на тръби и фитинги.
Вижте по-долу съответствието между номиналните стойности на диаметъра в mm и в инчове:
| петнадесет | ½ | 400 | 16. |
| двайсет | ¾ | 450 | 18. |
| 25 | 1 | 500 | двайсет |
| 40 | 1½ | 600 | 24 |
| петдесет | две | 650 | 26 |
| 80 | 3 | 700 | 28 |
| 100 | 4 | 750 | 30 |
| 150 | 6 | 800 | 32 |
| 200 | 8 | 900 | 36 |
| 250 | 10 | 1000 | 40 |
| 300 | 12 | ||
| 350 | 14. |
Тръбите с кръгло сечение се използват повече от тръбите с други геометрични напречни сечения поради редица причини:
- Кръгът се характеризира с минимална връзка между периметъра и повърхността. В случай на тръба, това означава, че при еднакъв капацитет на тръбите с различна форма, производството на кръгли тръби изисква по-малко материал от тръбите с друга форма. По същия начин това позволява да се минимизират разходите за изолация и защитно покритие;
- Кръглото напречно сечение е най-изгодното от хидродинамична гледна точка за транспортиране на течна или газообразна среда. По същия начин, благодарение на минимизирането на вътрешната повърхност на тръбата по отношение на нейната дължина, триенето между транспортираната среда и тръбата е сведено до минимум.
- Кръглата форма е най-устойчива на вътрешен и външен натиск;
- Производството на кръгли тръби е съвсем просто.
Диаметърът и конфигурацията на тръбите варират значително в зависимост от тяхното използване и обхват на приложение. Така, например, магистралните тръби за транспортиране на вода или петролни производни могат да имат диаметър малко под 50 сантиметра, като конфигурацията им е доста проста, нагревателните бобини от своя страна имат намален диаметър и форма, усложнена с множество завои.
Нито един индустриален клон не може да се справи без тръби. Изчисляването на тръба включва избор на материали за тръбите, разработване на спецификациите с всички данни за дебелината и размера на тръбите, трасето на тръбата и др. Суровината, полуготовият продукт и/или крайният продукт преминават през различни етапи на производство, като се движат между различни устройства и съоръжения, свързани помежду си чрез тръби и клапани. Правилните изчисления, избор и монтаж на тръбите са от съществено значение, за да се гарантира надеждността на процеса, безопасността на изпомпването на средата, както и плътността на системата и предотвратяването на изтичането на изпомпваното вещество в атмосферата.
Няма нито формула, нито универсални правила, които да служат за избор на тръбата за каквото и да е приложение или обработена среда. Използването на тръби във всяка конкретна зона е обусловено от редица фактори, които трябва да бъдат взети под внимание, тъй като те значително влияят на изискванията към тръбите. Така например, в случай на изпомпване на утайки, голяма тръба оскъпява съоръженията и възпрепятства нормалната им работа.
Обикновено изборът на тръби се извършва чрез оптимизиране на материалните и оперативните разходи. Колкото по-голям е диаметърът на тръбата, тоест колкото по-високи са първоначалните инвестиции, толкова по-малък е спадът на налягането и оперативните разходи. Чрез намаляване на размерите на тръбата, ние намаляваме първоначалните инвестиции в тръби и фитинги за тръби. С нарастваща скорост обаче ще видим как загубите нарастват и ще се окажем принудени да харчим допълнителна енергия за изпомпване на средата. Правилата за скорост, определени за различни области на приложение, се основават на оптимални условия за изчисление. Размерите на тръбите се изчисляват въз основа на тези стандарти, като се отчита обхватът им на приложение.