Пластиковые трубы. Руководство для инженеров. Выбор подходящих труб и фитингов. Часть 4

Номинальный перепад давления в трубе определяется снижением кратковременных давлений при сжатии. Давления при сжатии должны быть отрегулированы для температур, отличных от комнатной температуры. Для этой цели может использоваться таблица коррекции температуры давления , используемая для регулировки номинального давления в трубе. Клеевые соединения с используем клея и растворителя рекомендуются для применения в вакууме при использовании ПВХ. Трубы Georg Fischer из PVC-U будут работать даже в условиях полного вакуума. Лабораторные испытания проводились на трубах из ПВХ для определения производительности в вакууме при температурах, превышающих рекомендуемые условия эксплуатации. Трубы диаметром до 150 мм не показывают деформации при температурах до +76 °C. 150 мм труба показывает лишь небольшую деформацию при +73 °C. Выше этой температуры могут происходить сбои из-за деформации резьбы, поэтому резьбовые трубы для эксплуатации в условиях вакуума не рекомендуются.

Серьёзную проблему представляют перенапряжения труб, вызванные гидравлическими ударами. Гидроудары являются основным фактором, способствующим выходу из строя труб в системах транспортировки жидкостей. Поток движущейся жидкости внутри трубопровода, благодаря своей массе и скорости, содержит немалую энергию. Поскольку жидкости по существу несжимаемы, эта энергия не может быть поглощена жидкостью, когда клапан внезапно закрывается. Результатом является мгновенный скачок давления, обычно называемый гидравлическим ударом. Пять факторов, которые определяют серьезность гидравлического удара: скорость (основной фактор чрезмерного гидравлического удара), модуль упругости материала, из которого изготовлена труба, внутренний диаметр трубы, толщина стенки трубы, а также время закрытия клапана.

Максимальные скачки давления, вызванные гидравлическим ударом, можно рассчитать с помощью специальных уравнений. Импульсное давление должно быть добавлено к существующему линейному давлению, чтобы достичь максимального значения рабочего давления. При расчётах используются такие параметры, как Ps — перенапряжение,V — скорость транспортируемой жидкости (в метрах в секунду), Di — внутренний диаметр трубы (в мм), E — модуль упругости материала трубы (в барах), t — толщина стенки трубы (в мм). Расчетное давление, предполагающее мгновенное закрытие клапана, можно рассчитать для любого материала, используя значения E (модуль упругости), приведенные в таблицах свойств материалов.

Однако для поддержания давления гидравлического удара в разумных пределах обычной практикой является проектирование клапанов для времен закрытия, значительно превышающих 2 л / с. При этом в расчётах должны использоваться такие параметры, как Tc — время закрытия клапана (в сек.), L — длина (в мм), C — скорость давления. Другая формула, которая точно предсказывает эффекты гидравлического удара, основана на теории упругих волн. Для расчёта здесь используются простые уравнения с такими параметрами, как p — максимальное импульсное давление (в барах), v — скорость жидкости (в метрах в секунду), C — волновое давление воды при комнатной температуре. Следует отметить, что рассчитанное давление гидравлического удара должно являться максимальным повышением давления для любой скорости жидкости, такой как можно было бы ожидать от мгновенного закрытия клапана. Поэтому получилось бы несколько консервативное значение для использования с клапанами с медленным закрытием. Для жидкостей, более тяжелых, чем вода, следует сделать следующую поправку к константе C и использовать значение C1 — скорректированную константу волнового давления. Также для большей точности можно использовать значение удельного веса. В следующей части продолжим рассказ о гидравлических ударах.