Теплоотдача металлопластиковой трубы: Извините, но по Вашему запросу ничего не найдено. %25D1%2585%25D0%25B0%25D1%2580%25D0%25B0%25D0%25Ba%25D1%2582%25D0%25B5%25D1%2580%25D0%25B8%25D1%2581%25D1%2582%25D0%25B8%25D0%25Ba%25D0%25B8 %25D0%25Bc%25D0%25B5%25D1%2582%25D0%25B0%25D0%25Bb%25D0%25Bb%25D0%25Be%25D0%25Bf%25D0%25Bb%25D0%25B0%25D1%2581%25D1%2582%25D0%25B8%25D0%25Ba%25D0%25Be%25D0%25B2%25D1%258B%25D1%2585 %25D1%2582

Содержание

Выбор труб для теплого пола

Теплые водяные полы – это удобный и недорогой способ обогрева дома или квартиры. При этом наиболее надежны и экономичны теплые водяные полы, подключенные к системе отопления или отдельному отопительному контуру с питанием от котла. Затраты при выполнении такого пола вполне оправданы, ведь в процессе эксплуатации они окупаются очень быстро. При этом значительную часть затрат составляют затраты на трубы для выполнения греющего контура.

Выбор труб для теплого пола

Какие трубы лучше для теплого пола? Это зависит от нескольких факторов: от способа укладки, длины контура, способа выполнения стяжки и финишного покрытия. Существует несколько видов применяемых труб:

  • Медные;
  • Металлопластиковые;
  • Трубы из сшитого полиэтилена.

Все они имеют свои особенности, которые необходимо учесть при выборе.

Медные трубы

Их отличает высокое качество, отличная теплоотдача, прочность и долговечность, но при этом максимальная из возможных вариантов цена и некоторая сложность в монтаже: гибку труб необходимо производить по шаблону, а для стыков использовать сварку. Кроме того, если греющий контуртеплого пола подключен к системе отопления с алюминиевыми или стальными радиаторами, возможно возникновение гальванической пары, что приведет к электрохимической коррозии радиаторов.

Медные трубы для теплого пола

Медные трубы для теплого пола применяют обычно там, где требуется максимально быстрый прогрев помещения при минимальных тепловых потерях. Это актуально для домов, в которых ввиду невозможности установки газового котла теплоноситель получают более дорогостоящим способом: с помощью дизельного или электрического котла. Затраты на медные трубы в 5-7 раз выше, чем на металлопластиковые или полиэтиленовые. При этом температуру теплоносителя для медных труб можно поддерживать на 5-10 градусов меньше, что в конечном итоге приведет к их окупаемости  в течение двух-трех  лет.

Для теплого пола применяют медные трубы диаметром 20 мм, стараясь сделать минимальное количество стыков. Из-за высокой теплоотдачи температура в начальной части контура может быть значительно выше, чем в конце, из-за чего пол прогревается неравномерно в разных зонах. Поэтому предпочтительнее укладывать медные трубы «улиткой» или «двойной змейкой», чтобы рядом проходили как прямая, так и обратная части контура.

Укладка труб на пол методом змейки и методом улитки

Металлопластиковые трубы

Металлопластиковые трубы состоят из термостойкого пластика, армированного сплошным или сетчатым металлическим слоем. Их внутренняя поверхность гладкая, на ней не образуется отложений, что позволяет сохранить постоянный рабочий просвет в течение всего срока службы. Для теплого пола необходимо выбирать трубы, предназначенные именно для горячего теплоносителя.

Структура металлопластиковой трубы

Металлопластиковые трубы для теплого пола – самый простой вариант для самостоятельного монтажа. Присоединение греющего контура к прямому и обратному коллектору производится с помощью обжимных фитингов без применения специального инструмента, к тому же трубы при гибке сохраняют форму, и их можно укладывать силами одного человека. При этом металлопластиковые трубы имеют два существенных недостатка:

  • фитинги в процессе эксплуатации требуют периодической затяжки, поэтому необходимо обеспечить беспрепятственный к ним доступ;
  • при выполнении стяжки нужно следить, чтобы не смять трубы и не сузить их просвет.

Теплоотдача у металлопластиковых труб несколько ниже, чем умедных, однако это компенсируется их невысокой стоимостью и удобством монтажа. Наиболее удобно монтировать металлопластиковые трубы на специальные теплоизолирующие маты с бобышками – их просто укладывают в промежутки между бобышками, создавая необходимый контур, а поверх заливают бетонную стяжку. При таком способе укладки вероятность их повреждения минимальна.

Укладка труб на специальные теплоизолирующие маты

При выборе производителя металлопластиковых труб лучше отдать предпочтение проверенным фирмам, а сами трубы выбрать с кислородонепроницаемым слоем – это продлит срок службы стальных элементов греющего контура. Диаметр труб для греющего контура – 20 мм.

Полиэтиленовые трубы

Один из самых популярных видов выполнения теплого пола подразумевает использование труб из шитого полиэтилена. Эти трубы наиболее дешевые, легко монтируются, обладают упругостью и не боятся  сминания при выполнении стяжки. Теплоотдача у полиэтилена  ниже, чем у медных или металлопластиковых труб,  при этом однослойная структура обладает высокой надежностью. Также стоит остановить на них свой выбор в случае использования в качестве теплоносителя антифризов – полиэтилен обладает очень высокой устойчивостью к агрессивным жидкостям. Еще одним достоинством полиэтиленовых труб является минимальный радиус изгиба, что позволяет выполнить контур любой формы без образования участков с напряжением материала.

Комплект полиэтиленовых труб

Наиболее распространенным способом укладки полиэтиленовых труб является подвязка их хомутами к арматурной сетке – трубы эти упруги, не держат форму, и укладка их в определенный контур без закрепления невозможна. Как правило, их применяют под бетонную стяжку, однако возможна и укладка полиэтиленовых труб в специальные теплораспределительные пластины. Контур не должен содержать соединений – именно в местах стыков чаще всего происходят повреждения. Качественные полиэтиленовые трубы должны выдерживать давление не менее 6 бар, температуру теплоносителя не менее 90°С с пиковым повышением до 100-110°С. Также полиэтиленовые трубы должны обладать антикислородным барьером, особенно при подключении теплого пола к системам отопления с использованием стальных и алюминиевых радиаторов. Диаметр для полиэтиленовых труб теплого пола обычно выбирают 16-20 мм, толщину стенки – 2 мм.

Схема укладки труб для туплого пола

Выбирая производителя медных, металлопластиковых или полиэтиленовых труб, следует обратить внимание на заявленные технические характеристики и гарантийный срок – для всех видов труб он должен быть не менее 10 лет. Срок эксплуатации при отсутствии резких скачков температуры и гидроударов, как правило, составляет не менее 25 лет, что позволит создать комфорт в вашем доме на долгие годы.

теплоотдача полиэтиленовых труб, способы укладки

Содержание:

Труба, изготовленная из сшитого полиэтилена, является представителем нового поколения трубопроводов. Она стала популярной при сборке систем, поставляющих горячую и холодную воду, а также систем отопления, работающих в режиме низких температур, включая систему теплого пола. Востребованность трубы для теплого пола из сшитого полиэтилена обусловлена такими свойствами, как простое использование, хорошие показатели гибкости, надежность и доступная цена.


Устройство «теплого пола»

Установка в квартире системы теплого пола помогает избежать лишних расходов, связанных с покупкой дополнительных приборов отопления. Нормальное функционирование системы обеспечивается поддержанием температурного показателя теплоносителя в пределах 33-550С. На эти показатели напрямую влияет назначение помещения, толщина стяжки и тип используемой трубы.

Трубные изделия являются основными элементами, ее правильный выбор обеспечивает безупречное функционирование и долгий период использования всей системы.


Не менее важными составляющими теплого водяного пола можно назвать следующее:

  • Материал для теплоизоляции.
  • Крепежные элементы для деталей нагревательного контура.
  • Гидроизоляционный материал.
  • Распределительный коллектор.
  • Материалы, способствующие максимальному проведению тепла.

Принцип обогрева помещения системой теплого пола заключается в передаче тепла воды в нагревательном контуре в воздух. Сборка таких систем обогрева выполняется в строгом соответствии с нормативной документацией. Длина трубы и шаг между витками определяется в зависимости от размеров комнаты, мощности устройства для нагрева воды, вида теплоизоляционного материала, а также материала, из которого изготовлены пол и стены.

Эффективная работы обеспечивается равномерной подачей тепла по всей площади. При этом не стоит допускать слишком сильного нагрева отдельных участков.

Отличительные особенности материала

Производство полиэтилена нового поколения подразумевает применение химического или физического способа. В процессе изготовления молекулы этилена связываются своеобразными поперечинами, образуя объемную структуру в виде сетки с ячейками.

 В зависимости от метода изготовления выделяют следующие виды этого полимера:

  • PE-Xa – полимерное соединение, образованное в результате нагревания с участием пероксидов.
  • PE-Xb – полиэтилен, полученный путем обработки влагой с катализатором и силаном.
  • PE-Xc получается в результате электронной атаки молекул полимера.
  • PE-Xd – очень редкий полимер, для изготовления которого применяется азотная технология.

Сшитый полиэтилен имеет очень высокую прочность, которая возникает еще  на молекулярном уровне, значит, деформировать такую связь будет достаточно сложно.

Полиэтилен с маркировкой PE-Xa  — это оптимальный вариант для системы теплого пола.

Нормативы, которым должны соответствовать трубы теплого водяного пола

Каждый элемент системы должен соответствовать определенным требованиям. Трубные элементы, используемые при монтаже, должны обладать высокой устойчивостью к нагрузкам механического типа, иметь большой период эксплуатации и хорошую устойчивость к образованию коррозии, не представлять опасности для экологии и здоровья человека.

Немаловажными характеристиками труб считаются: высокий коэффициент теплоотдачи, хорошее шумопоглощение и эластичность.

Все эти свойства в определенной степени имеют трубные элементы из полиэтилена, медных сплавов, металлопластика, полипропилена, а также гофрированные стальные трубы. Медные элементы для теплого пола параллельно с этим имеют высокую стоимость. А для их монтажа необходима дополнительная соединительная фурнитура и полимерные защитные оболочки.


Стальные гофрированные трубы характеризуются меньшим расходом по сравнению с медными элементами, но располагаются в аналогичных ценовых рамках.


Цена на трубы полиэтиленовые для теплого пола сравнительно ниже, они имеют малый вес, легко и просто монтируются, но отличаются значительным линейным расширением при нагревании. Использование таких материалов для укладки в бетонную стяжку предполагает предварительное армирование алюминием или стекловолокном.

Металлопластик получил хорошую рекомендацию при обустройстве системы теплого пола. Однако делая выбор, металлопластиковые трубы или сшитый полиэтилен, стоит учитывать незначительный минус первого варианта – образование накипи внутри резьбовых фитингов.

Положительные характеристики сшитого полиэтилена

Сшитый полиэтилен идеален для системы теплого пола, так как обладает полным набором необходимых характеристик, включая высокие показатели эластичности, обратную усадку и способность выдерживать нагревание до +1200С. Стоит учесть, что другие полимерные изделия сохраняют определенные свойства при температуре рабочей среды до +800С. Читайте также: «Как устанавливать полиэтиленовые трубы для отопления – нюансы монтажа из практики».

Уникальным свойством сшитого полиэтилена является его самовосстановление после воздействия сильных нагрузок. Другие аналогичные материалы, функционируя в таких условиях, быстро деформируются, что неизбежно приводит к разрыву контура.


При выполнении укладки контура с использованием труб из сшитого полиэтилена допускается изгиб материала по большому радиусу без возможного риска излома. Помимо этого материалу свойственны повышенные эксплуатационные сроки, он не выделяет вредные вещества, не подвержен воздействию гнили и коррозии.

Используя трубы из сшитого полиэтилена для системы теплого пола, можно существенно снизить уровень шума в комнате, так как материалу свойственно поглощать вибрацию теплоносителя.


Единственным минусом таких изделий можно назвать пропускание кислорода, что может привести к образованию коррозийных процессов в материалах, расположенных поблизости. Уменьшить показатели помогает специальное напыление. Трубные элементы из сшитого полиэтилена плохо держат форму, поэтому рекомендуется закреплять их в процессе укладки. Для этой цели используются специальные скобки с защелками или рейки, имеющие пазы для укладки трубы.

Разновидности трубных изделий

Изделия такого типа производятся в строгом соответствии со стандартами европейского уровня, по которым сортамент труб PE-X представляет 19 типоразмеров. Среди них максимальные значения могут быть следующими: 25 см – пропускной диаметр, 2,8 см – толщина стенок.

При сборке систем теплого пола используются труба диаметром от 12 до 32 мм. Такие параметры трубы не усложняют процесс заливки бетонной стяжки. В идеале монтаж пола должен проводиться с использованием изделий, имеющих диаметр 16 мм. При выполнении этого условия достигается максимальная теплоотдача трубы из сшитого полиэтилена и не увеличивается слой стяжки.


При выборе изделий из полиэтилена нового поколения стоит обратить внимание на степень сшивания материала, так как от этого зависят технические параметры трубных элементов, эксплуатационный период и их цена.

Лидирующие позиции в производстве элементов для монтажа системы теплого пола занимает фирма Rehau. Трубы от этого производителя представлены большим выбором типоразмеров и моделей (прочитайте также: «Как правильно выполнить монтаж труб РЕХАУ – от подготовки до завершения установки»). Трубопроводы из универсальных специализированных изделий Stabil, Flex, His, Pink могут безупречно функционировать долгое время в режиме высоких температур. Не меньшим спросом пользуются трубы, представленные фирмами Uponor, Wirsbo. Читайте также: «Какие бывают трубы Рехау по материалу изготовления и способам использования».

Сборка системы

Укладывать трубу сборке системы теплого пола можно по спирали или в виде двойной или одинарной змейки. Упрощенным способом считается змейка, но такая укладка обеспечивает неравномерное нагревание поверхности. Промежутки между линиями контура не могут  быть более 35 см. Но нужно понимать, что расстояние между трубами теплого водяного пола в каждом отдельном случае может отличаться. Труба для системы имеет допустимые нормы длины, не более 120 метров. Средний размер трубы для укладки должен составлять около 60 м. В противном случае могут наблюдаться высокие теплопотери, и вода будет возвращаться с более низкой температурой.

Перед укладкой трубы необходимо уложить слой теплоизоляционного материала. Для этого можно использовать пенополистирол, пенопласт или отражатель на основе вспененного полиэтилена. Крепить теплоизоляцию рекомендуется с помощью специальных клипс или забивных дюбелей. Отдельные модели утеплителя имеют специальный профиль для крепления трубы и разметку.


В процессе заливки бетонной стяжки нельзя забывать о компенсационных швах, которые предотвращаю деформацию вследствие линейного расширения изделий.

Запуск системы в работу начинают после того, как бетонная стяжка станет полностью твердой. При этом нельзя резко повышать температуру теплоносителя, лучше всего ежедневно увеличивать этот параметр на 3-50С.

При наличии на сшитом полиэтилене наружной антидиффузионной защиты сборку системы следует начинать только при отсутствии повреждений на поверхности трубы.

Стыковка труб

Соединять трубные элементы из сшитого полиэтилена рекомендуется с помощью фитингов компрессионного характера. Этот способ считается менее сложным по сравнению с элементами напрессовочного типа.

Чтобы установить компрессионный фитинг на трубный элемент, нужно надеть обжимную гайку резьбой в направлении другой соединительной части. Затем на коммуникации размещают разрезанное кольцо, отступая от места среза на 1 мм. Далее на трубу насаживают соединительный элемент и закручивают обжимную гайку, пользуясь гаечными ключами. Читайте также: «Способы монтажа труб из сшитого полиэтилена – варианты соединений».


Стыковка труб с применением напрессовочных фитингов получается неразъемной. Чтобы выполнить стыковку труб таким способом, нужно иметь под руками специальное устройство.

Теплый водяной пол – это более выгодный вариант отопительной системы. Трубы из полиэтилена нового поколения повысят эффективность ее работы и продлят эксплуатационный срок.


Теплоотдача 1 м стальной трубы – проводим расчет

Расчёт теплоотдачи трубы требуется при проектировании отопления, и нужен, чтобы понять, какой объём тепла потребуется, чтобы прогреть помещения и, сколько времени на это уйдёт. Если монтаж производится не по типовым проектам, то такой расчёт необходим.

Стальная труба

Для каких систем нужен расчёт?

Коэффициент теплоотдачи считается для тёплого пола. Всё реже эта система делается из стальных труб, но если в качестве теплоносителей выбраны изделия из этого материала, то произвести расчёт необходимо. Змеевик – ещё одна система, при монтаже которой необходимо учесть коэффициент отдачи тепла.

Радиатор из стальных труб

Регистры – представлены в виде толстых труб, соединённых перемычками. Теплоотдача 1 метра такой конструкции в среднем – 550 Вт. Диаметр же колеблется в пределах от 32 до 219 мм. Сваривается конструкция так, чтобы не было взаимного подогрева элементов. Тогда теплоотдача увеличивается. Если грамотно собрать регистры, то можно получить хороший прибор обогрева помещения – надёжный и долговечный.

Как оптимизировать теплоотдачу стальной трубы?

В процессе проектирования перед специалистами встаёт вопрос, как уменьшить или увеличить теплоотдачу 1 м. стальной трубы. Для увеличения требуется изменить инфракрасное излучение в большую сторону. Делается это посредством краски. Красный цвет повышает теплоотдачу. Лучше, если краска матовая.

Расчет

Другой подход – установить оребрение. Оно монтируется снаружи. Это позволит увеличить площадь теплоотдачи.

В каких же случаях требуется параметр уменьшить? Необходимость возникает при оптимизации участка трубопровода, расположенного вне жилой зоны. Тогда специалисты рекомендуют утеплить участок – изолировать его от внешней среды. Делается это посредством пенопласта, специальных оболочек, которые производятся из особого вспененного полиэтилена. Нередко используется и минеральная вата.

Производим расчёт

Формула, по которой считается теплоотдача следующая:

Q = K*F*dT, где

  • К – коэффициент теплопроводности стали;
  • Q – коэффициент теплоотдачи, Вт;
  • F – площадь участка трубы, для которого производится расчёт, м2 dT – величина напора температуры (сумма первичной и конечной температур с учётом комнатной температуры), ° C.

Коэффициент теплопроводности K выбирается с учётом площади изделия. Зависит его величина и от количества ниток, проложенных в помещениях. В среднем величина коэффициента лежит в пределах 8-12,5.

dT называется также температурным напором. Чтобы параметр высчитать, нужно сложить температуру, которая была на выходе из котла, с температурой, которая зафиксирована на входе в котёл. Полученное значение умножается на 0,5 (или делится на 2). Из этого значения вычитается комнатная температура.

dT = (0,5*(T1 + T2)) — Tк

Если стальная труба изолирована, то полученное значение умножается на КПД теплоизоляционного материала. Он отражает процент тепла, который был отдан при прохождении теплоносителя.

Рассчитываем отдачу для 1 м. изделия

Посчитать теплоотдачу 1 м. трубы, выполненной из стали, просто. У нас есть формула, осталось подставить значения.

Q = 0,047*10*60 = 28 Вт.

Здесь

  • К = 0.047, коэффициент теплоотдачи;
  • F = 10 м2, площадь трубы;
  • dT = 60° С, температурный напор.

Об этом стоит помнить

Хотите сделать систему отопления грамотно? Не стоит подбирать трубы на глазок. Расчёты теплоотдачи помогут оптимизировать траты на строительство. При этом можно получить хорошую отопительную систему, которая прослужит долгие годы.

Выбор трубы для теплого пола

Что вызывает тепловое расширение?

Изменения температуры вызывают изменение формы, площади или объема объекта или вещества. Трубы обычно расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Это вызвано расширением молекулярной структуры из-за увеличения кинетической энергии при более высокой температуре, что приводит к большему перемещению молекул.

Скорость теплового расширения обычно зависит от трех ключевых факторов:

  1. Материал трубы — разные материалы расширяются с разной скоростью.Таким образом, разные типы пластиковых труб (например, ПП, ПВХ, ПЭ и т. Д.) И разные типы металлических труб (например, стальные, медные, железные) будут иметь разные коэффициенты расширения. Поэтому важно рассчитать скорость расширения для каждого отдельного типа устанавливаемой трубы.
  2. Длина трубы — чем длиннее труба, тем больше она будет расширяться и сжиматься.
  3. Минимальная и максимальная температура — диапазон температур, которому будет подвергаться труба, или, другими словами, разница между самой холодной и самой высокой температурой, которой будет подвергаться труба.

В таблице ниже приведен пример степени расширения для 50-метровых труб с перепадом температур + 50 °. Как видите, пластиковые трубы обычно расширяются значительно больше, чем металлические. Например, полиэтиленовая труба длиной 50 м с перепадом температур + 50 ° расширится на 500 мм.

Проектирование трубопроводных систем с учетом теплового расширения

Очень важно, чтобы вопросы расширения и сжатия трубопроводов учитывались на стадии проектирования проекта, чтобы избежать возникновения серьезных проблем.

Такие проблемы, как искривление труб или напряжение на стыках труб, в конечном итоге могут привести к утечкам или разрыву труб и всем связанным с этим повреждениям, которые может вызвать отказ.

Итак, каковы решения проблемы теплового расширения трубы?

Расширение и сжатие трубы обычно можно компенсировать двумя способами:

  • Естественным способом, используя существующие отводы или петли расширения
  • Разработанным способом, например, с использованием компенсаторов

Использование отводов и расширительных петель

Часто предпочтительнее компенсировать расширение естественным путем, используя расширительные петли, поскольку компенсаторы добавляют значительные силы в систему труб.Расширительные контуры компенсируют тепловые перемещения за счет установки участков трубопровода, проходящих перпендикулярно системе трубопроводов. Хотя эти петли полужесткие, они допускают некоторое движение, тем самым снижая нагрузку на анкерные точки в системе трубопроводов. Точка крепления используется для обеспечения того, чтобы расширение было направлено в петлю расширения, где сила и движение контролируются.

Крепления для труб или «направляющие» между точкой крепления и расширительной петлей только направляют трубу в правильном направлении.При использовании расширительной петли важно расстояние между первым направляющим зажимом и петлей. Чем меньше расстояние, тем больше будет сила для изгиба трубы. Эта сила передается на точку крепления.

Петли расширения могут занимать много места при компоновке системы трубопроводов, поэтому чаще всего используются в наружных системах. В более ограниченном пространстве могут быть изготовлены гибкие петли, в которых используются гофрированные металлические шланги в сборе для каждой ветви петли. Эти гибкие петли более компактны, чем трубные петли, но требуют конструктивных опор для предотвращения провисания.Такие типы петель обычно используются там, где требуется сейсмическая защита.

Использование компенсаторов для компенсации теплового движения

Если нет места для расширительной петли, следует использовать компенсатор с осевым перемещением. Примером такого продукта могут быть компенсирующие сильфоны.

При использовании компенсатора необходимо учитывать давление в трубе. Например, стандартная труба 200NB с осевым сильфоном создает более 2 мм.5 тонн силы. Труба удерживается выровненной, но огромные силы передаются в других областях.

В результате создаваемых огромных сил для эффективной работы сильфонной системы необходима хорошая точка крепления. При неправильной опоре и установке вдоль всей системы трубопроводов сильфонная система все равно может выйти из строя.

Можно соблюдать простые правила, чтобы обеспечить эффективную установку сильфонной системы с использованием основных направляющих и анкеров.

Точки крепления:

Иногда конструкции могут быть переоценены и все равно терпят неудачу, если не применяются фундаментальные принципы.Дизайн должен быть простым и соответствовать основным правилам дизайна, упомянутым выше. Представленный ниже дизайн представляет собой простое и эффективное решение.

Как Walraven может помочь в тепловом расширении трубопроводных систем?

Во-первых, и это наиболее важно, вам необходимо уметь рассчитать коэффициент теплового расширения для вашей системы трубопроводов, чтобы иметь возможность определить лучшее решение для ваших нужд. Мы создали загрузку, чтобы вы могли рассчитать скорость расширения вашей трубы.Он включает метод расчета и несколько примеров.

Скачать информацию о расчете теплового расширения

Наша группа технической поддержки может помочь вам произвести расчеты, если это необходимо, и спроектировать для вас подходящую систему поддержки.

У нас есть продукты, которые помогут вам установить расширительные петли и сильфоны, в том числе:

  • Анкерные точки
  • Узлы крепления
  • Консоли Fixpoint
  • Направляющая опора для направления бокового движения
  • Пружинные подвески для любого вертикального перемещения
  • Шарнирные шарнирные подвески
  • Хомуты скользящие
  • Роликовые кронштейны

Вы можете связаться с нашей технической командой за советом по электронной почте: [адрес электронной почты защищен] или по телефону 01295 753400.

Чтобы увидеть только один пример того, как наша техническая группа спроектировала установку, в которой тепловое расширение труб было ключевым фактором, прочтите наше тематическое исследование об установке мостового трубопровода.

Учебник по физике

На предыдущих страницах этого урока мы узнали, что тепло — это форма передачи энергии от места с высокой температурой к месту с низкой температурой. Три основных метода теплопередачи — теплопроводность, конвекция и излучение — подробно обсуждались на предыдущей странице.Теперь исследуем тему скорости теплопередачи. Эта тема имеет большое значение из-за частой необходимости увеличивать или уменьшать скорость теплового потока между двумя точками. Например, те из нас, кто живет в более холодном зимнем климате, постоянно ищут способы сохранить тепло в своих домах, не тратя слишком много денег. Тепло уходит из домов с более высокой температурой на улицу с более низкой температурой через стены, потолки, окна и двери. Мы прилагаем все усилия, чтобы уменьшить потери тепла, улучшая изоляцию стен и чердаков, конопатая окна и двери и покупая высокоэффективные окна и двери. В качестве другого примера рассмотрим производство электроэнергии. Бытовая электроэнергия чаще всего производится с использованием ископаемого топлива или ядерного топлива . Метод предполагает выработку тепла в реакторе. Тепло передается воде, и вода переносит тепло к паровой турбине (или другому типу электрического генератора), где электроэнергии вырабатывается . Задача состоит в том, чтобы эффективно передавать тепло воде и паровой турбине с минимально возможными потерями.Следует обратить внимание на увеличение скоростей теплопередачи в реакторе и турбине и уменьшение скоростей теплопередачи в трубопроводах между реактором и турбиной.

Итак, какие переменные могут повлиять на скорость теплопередачи? Как можно контролировать скорость теплопередачи? Эти вопросы будут обсуждаться на этой странице Урока 1. Наше обсуждение будет ограничено переменными, влияющими на скорость теплопередачи за счет проводимости . После обсуждения переменных, влияющих на скорость теплопередачи, мы рассмотрим математическое уравнение, которое выражает зависимость скорости от этих переменных.

Разница температур

При теплопроводности тепло передается от места с высокой температурой к месту с низкой температурой. Передача тепла будет продолжаться до тех пор, пока существует разница в температуре между двумя точками. Как только в двух местах достигается одинаковая температура, устанавливается тепловое равновесие и передача тепла прекращается. Ранее в этом уроке мы обсуждали передачу тепла для ситуации, когда металлическая банка с водой высокой температуры была помещена в чашку из пенополистирола с водой низкой температуры.Если две пробы воды оснащены датчиками температуры, которые регистрируют изменения температуры во времени, то строятся следующие графики.

На графиках выше наклон линии представляет скорость, с которой изменяется температура каждой отдельной пробы воды. Температура меняется из-за передачи тепла от горячей воды к холодной. Горячая вода теряет энергию, поэтому ее наклон отрицательный. Холодная вода набирает энергию, поэтому ее наклон положительный.Скорость изменения температуры пропорциональна скорости передачи тепла. Температура образца изменяется быстрее, если тепло передается с высокой скоростью, и менее быстро, если тепло передается с низкой скоростью. Когда два образца достигают теплового равновесия, теплопередача прекращается и наклон равен нулю. Таким образом, мы можем рассматривать наклоны как меру скорости теплопередачи. Со временем скорость теплопередачи снижается. Первоначально тепло передается с высокой скоростью, что отражается на более крутых склонах.Со временем уклон линий становится менее крутым и более пологим.

Какая переменная способствует снижению скорости теплопередачи с течением времени? Ответ: разница температур между двумя емкостями с водой. Первоначально, когда скорость теплопередачи высока, горячая вода имеет температуру 70 ° C, а холодная вода имеет температуру 5 ° C. Разница температур в двух контейнерах составляет 65 ° C. Когда горячая вода начинает охлаждаться, а холодная вода начинает нагреваться, разница в их температурах уменьшается, и скорость теплопередачи уменьшается. По мере приближения к тепловому равновесию их температуры приближаются к одному и тому же значению. Когда разница температур приближается к нулю, скорость теплопередачи приближается к нулю. В заключение отметим, что на скорость кондуктивной теплопередачи между двумя местоположениями влияет разница температур между двумя местоположениями.

Материал

Первая переменная, которая, как мы определили, влияет на скорость кондуктивной теплопередачи, — это разница температур между двумя местами.Вторая важная переменная — это материалы, участвующие в передаче. В предыдущем описанном сценарии металлическая банка с водой с высокой температурой была помещена в чашку из пенополистирола, содержащую воду с низкой температурой. Тепло передавалось от воды через металл к воде. Важными материалами были вода, металл и вода. Что было бы, если бы тепло передавалось от горячей воды через стекло к холодной воде? Что бы произошло, если бы тепло было передано от горячей воды через пенополистирол к холодной воде? Ответ: скорость теплопередачи была бы другой.Замена внутренней металлической банки стеклянной банкой или чашкой из пенополистирола изменит скорость теплопередачи. Скорость теплопередачи зависит от материала, через который передается тепло.

Влияние материала на скорость теплопередачи часто выражается числом, известным как теплопроводность. Значения теплопроводности — это числовые значения, которые определяются экспериментально. Чем выше значение для конкретного материала, тем быстрее будет передаваться тепло через этот материал.Материалы с относительно высокой теплопроводностью называют теплопроводниками. Материалы с относительно низкими значениями теплопроводности называют теплоизоляторами. В таблице ниже приведены значения теплопроводности (k) для различных материалов в единицах Вт / м / ° C.

Материал

к

Материал

к

Алюминий (-ы)

237

Песок

0.06

Латунь (и)

110

Целлюлоза (и)

0,039

Медь (и)

398

Стекловата (и)

0.040

Золото

315

Вата (и)

0,029

Чугун (чугуны)

55

Овечья шерсть

0.038

Выводы

35,2

Целлюлоза (и)

0,039

Серебро

427

Пенополистирол (-ы)

0.03

Цинк (ов)

113

Дерево (-и)

0,13

Полиэтилен (HDPE)

0.5

Ацетон (л)

0,16

Поливинилхлорид (ПВХ)

0,19

Вода (л)

0.58

Плотный кирпич (и)

1,6

Воздух (г)

0,024

Бетон (низкая плотность)

0.2

Аргон (г)

0,016

Бетон (высокая плотность)

1,5

Гелий (г)

0.142

Лед

2,18

Кислород (г)

0,024

Фарфор (и)

1.05

Азот (г)

0,024

Источник: http://www.roymech.co.uk/Related/Thermos/Thermos_HeatTransfer.html

Как видно из таблицы, тепло обычно передается за счет теплопроводности со значительно более высокой скоростью через твердые вещества (а) по сравнению с жидкостями (l) и газами (g).Передача тепла происходит с максимальной скоростью для металлов (первые восемь пунктов в левом столбце), потому что механизм проводимости включает в себя подвижные электроны (как обсуждалось на предыдущей странице). Некоторые твердые вещества в правом столбце имеют очень низкие значения теплопроводности и считаются изоляторами. Структура этих твердых тел характеризуется карманами захваченного воздуха, которые разбросаны между волокнами твердого тела. Поскольку воздух является отличным изолятором, воздушные карманы, расположенные между этими твердыми волокнами, придают этим твердым телам низкие значения теплопроводности.Одним из таких твердых изоляторов является пенополистирол, который используется в изделиях из пенополистирола. Такие изделия из пенополистирола производятся путем вдувания инертного газа под высоким давлением в полистирол перед впрыском в форму. Газ заставляет полистирол расширяться, оставляя заполненные воздухом карманы, которые способствуют изоляционным свойствам готового продукта. Пенополистирол используется в холодильниках, изоляторах для пластиковых банок, термосах и даже пенопластах для утепления дома. Еще один твердый изолятор — целлюлоза.Целлюлозный утеплитель используется для утепления чердаков и стен в домах. Он изолирует дома от потери тепла, а также от проникновения звука. Его часто выдувают на чердаки как рыхлый утеплитель из целлюлозы . Он также применяется в качестве войлока из стекловолокна (длинные листы изоляции на бумажной основе) для заполнения промежутков между стойками 2х4 внешних (а иногда и внутренних) стен домов.

Площадь

Другой переменной, влияющей на скорость теплопередачи, является площадь, через которую передается тепло.Например, передача тепла через окна домов зависит от размера окна. Через окно большего размера дом теряет больше тепла, чем через окно меньшего размера того же состава и толщины. Больше тепла будет потеряно из дома через большую крышу, чем через меньшую крышу с такими же изоляционными характеристиками. Каждая отдельная частица на поверхности объекта участвует в процессе теплопроводности. У объекта с большей площадью больше поверхностных частиц, которые проводят тепло.Таким образом, скорость теплопередачи прямо пропорциональна площади поверхности, через которую проходит тепло.

Толщина или расстояние

Последней переменной, которая влияет на скорость теплопередачи, является расстояние, на которое тепло должно проходить. Тепло, выходящее через чашку из пенополистирола, будет уходить через чашку с тонкими стенками быстрее, чем через чашку с толстыми стенками. Скорость теплопередачи обратно пропорциональна толщине чашки.То же самое можно сказать и о тепле, проводимом через слой целлюлозной изоляции в стене дома. Чем толще изоляция, тем ниже коэффициент теплопередачи. Те из нас, кто живет в более холодном зимнем климате, хорошо знают этот принцип. Нам говорят, что перед выходом на улицу нужно одеваться слоями. Это увеличивает толщину материалов, через которые передается тепло, а также задерживает воздушные карманы (с высокой изоляционной способностью) между отдельными слоями.

Математическое уравнение

На данный момент мы узнали о четырех переменных, которые влияют на скорость теплопередачи между двумя точками. Переменными являются разность температур между двумя местоположениями, материал, присутствующий между двумя местоположениями, площадь, через которую будет передаваться тепло, и расстояние, на которое оно должно быть передано. Как это часто бывает в физике, математическая связь между этими переменными и скоростью теплопередачи может быть выражена в форме уравнения.Рассмотрим передачу тепла через стеклянное окно изнутри дома с температурой T 1 наружу с температурой T 2 . Окно имеет площадь А и толщину d. Значение теплопроводности оконного стекла составляет k. Уравнение, связывающее скорость теплопередачи с этими переменными, равно

.

Ставка = k • A • (T 1 — T 2 ) / d

Единицы измерения скорости теплопередачи — Джоуль / секунда, также известная как ватт.Это уравнение применимо к любой ситуации, в которой тепло передается в том же направлении через плоскую прямоугольную стенку . Он применяется к проводимости через окна, плоские стены, наклонные крыши (без какой-либо кривизны) и т. Д. Несколько иное уравнение применяется к проводимости через изогнутые стены, такие как стенки банок, стаканов, стаканов и труб. Мы не будем здесь обсуждать это уравнение.

Пример задачи

Чтобы проиллюстрировать использование приведенного выше уравнения, давайте вычислим скорость теплопередачи в холодный день через прямоугольное окно, равное 1.2 м шириной и 1,8 м высотой, имеет толщину 6,2 мм, значение теплопроводности 0,27 Вт / м / ° C. Температура внутри дома 21 ° C, а температура снаружи -4 ° C.

Чтобы решить эту проблему, нам нужно знать площадь окна. Будучи прямоугольником, мы можем вычислить площадь как ширину • высоту.

Площадь = (1,2 м) • (1,8 м) = 2,16 м 2 .

Также нужно будет обратить внимание на единицу по толщине (d).Он указывается в сантиметрах; нам нужно будет преобразовать в единицы метры, чтобы единицы были совместимы с единицами k и A.

d = 6,2 мм = 0,0062 м

Теперь мы готовы рассчитать коэффициент теплопередачи, подставив известные значения в приведенное выше уравнение.

Скорость = (0,27 Вт / м / ° C) • (2,16 м 2 ) • (21 ° C — -4 ° C) / (0,0062 м)
Скорость = 2400 Вт (округлено от 2352 Вт)

Полезно отметить, что значение теплопроводности окна дома намного ниже, чем значение теплопроводности самого стекла.Теплопроводность стекла составляет около 0,96 Вт / м / ° C. Стеклянные окна представляют собой двух- и трехкамерные окна со слоем инертного газа низкого давления между стеклами. Кроме того, на окна наносятся покрытия для повышения эффективности. В результате возникает ряд веществ, через которые должно последовательно проходить тепло, чтобы выйти из дома (или в него). Как и электрические резисторы, включенные последовательно, ряд термоизоляторов оказывает аддитивное влияние на общее сопротивление, оказываемое потоку тепла.Накопительный эффект различных слоев материалов в окне приводит к общей проводимости, которая намного меньше, чем у одиночного стекла без покрытия.

Урок 1 этой главы по теплофизике посвящен значениям температуры и тепла. Особое внимание было уделено развитию модели частиц материалов, которая способна объяснить макроскопические наблюдения. Были предприняты попытки развить твердое концептуальное понимание темы в отсутствие математических формул.Это прочное концептуальное понимание сослужит вам хорошую службу по мере того, как вы подойдете к уроку 2. По мере того, как мы исследуем вопрос: как можно измерить количество тепла, выделяемого системой или получаемого ею, глава станет немного более математической? Урок 2 будет относиться к калориметрии.

Проверьте свое понимание

1. Предскажите влияние следующих изменений на скорость передачи тепла через прямоугольный объект, заполнив пробелы.

а. Если площадь, через которую передается тепло, увеличивается в 2 раза, то скорость передачи тепла ________________ (увеличивается, уменьшается) в _________ раз (число).

г. Если толщина материала, через который передается тепло, увеличивается в 2 раза, то скорость теплопередачи составляет ________________ в _________ раз.

г. Если толщина материала, через который передается тепло, уменьшается в 3 раза, то скорость теплопередачи составляет ________________ в _________ раз.

г. Если теплопроводность материала, через который передается тепло, увеличивается в 5 раз, то скорость теплопередачи составляет ________________ в _________ раз.

e. Если теплопроводность материала, через который передается тепло, уменьшается в 10 раз, то скорость передачи тепла составляет ________________ в _________ раз.

ф. Если разница температур на противоположных сторонах материала, через который передается тепло, увеличивается в 2 раза, то скорость теплопередачи составляет ________________ в _________ раз.

2. Используйте информацию на этой странице, чтобы объяснить, почему слой жира толщиной 2–4 дюйма на белом медведе помогает согреть белых медведей в холодную арктическую погоду.

3. Рассмотрим приведенный выше пример проблемы. Предположим, что место, где расположено окно, заменено стеной с толстым утеплителем. Теплопроводность той же площади будет уменьшена до 0,0039 Вт / м / ° C, а толщина увеличится до 16 см.Определите коэффициент теплопередачи через эту площадь 2,16 м 2 .

Открытые учебники | Сиявула

Математика

Наука

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Класс 7A

        • Марка 7Б

        • 7 класс (A и B вместе)

      • Африкаанс

        • Граад 7А

        • Граад 7Б

        • Граад 7 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Марка 8A

        • Сорт 8Б

        • Оценка 8 (вместе A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 8А

        • Граад 8Б

        • Граад 8 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Марка 9А

        • Марка 9Б

        • 9 класс (A и B вместе)

      • Африкаанс

        • Граад 9А

        • Граад 9Б

        • Граад 9 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Класс 4A

        • Класс 4Б

        • Класс 4 (вместе A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 4А

        • Граад 4Б

        • Граад 4 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Марка 5А

        • Марка 5Б

        • Оценка 5 (вместе A и B)

      • Африкаанс

        • Граад 5А

        • Граад 5Б

        • Граад 5 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

    • Читать онлайн
    • Учебники

      • Английский

        • Марка 6А

        • Марка 6Б

        • 6 класс (A и B вместе)

      • Африкаанс

        • Граад 6А

        • Граад 6Б

        • Граад 6 (A en B saam)

    • Пособия для учителя

Наша книга лицензионная

Эти книги не просто бесплатные, они также имеют открытую лицензию! Один и тот же контент, но разные версии (брендированные или нет) имеют разные лицензии, как объяснено:

CC-BY-ND (фирменные версии)

Вам разрешается и поощряется свободное копирование этих версий.Вы можете делать ксерокопии, распечатывать и распространять их сколько угодно раз. Вы можете скачать их на свой мобильный телефон, iPad, ПК или флешку. Вы можете записать их на компакт-диск, отправить по электронной почте или загрузить на свой веб-сайт. Единственное ограничение заключается в том, что вы не можете адаптировать или изменять эти версии учебников, их содержание или обложки каким-либо образом, поскольку они содержат соответствующие бренды Siyavula, спонсорские логотипы и одобрены Департаментом базового образования. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Непортированный.

Узнайте больше о спонсорстве и партнерстве с другими, которые сделали возможным выпуск каждого из открытых учебников.

CC-BY (версии без марочного знака)

Эти небрендовые версии одного и того же контента доступны для вас, чтобы вы могли делиться ими, адаптировать, трансформировать, изменять или дополнять их любым способом, с единственным требованием — дать соответствующую оценку Siyavula. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution 3.0 Unported.

Почему трубопроводы из ХПВХ более энергоэффективны, чем металлические трубопроводы

Минимизация затрат на электроэнергию — одна из основных возможностей для владельцев заводов, стремящихся увеличить свою прибыль.

На макроуровне, по данным Управления энергетической информации США (EIA), промышленный сектор потребляет больше энергии, чем любой другой сектор, потребляя около 54% ​​от общего объема поставляемой энергии в мире.

Инженеры

всегда ищут способы оптимизации системных процессов для повышения энергоэффективности и снижения затрат на электроэнергию. Правильный выбор материала трубопровода — это одна из возможностей ограничить потребление энергии.

Посмотрите, как трубопроводы из ХПВХ сравниваются с металлическими трубопроводами с точки зрения энергоэффективности на протяжении всего жизненного цикла системы, даже до того, как труба будет установлена.

Преимущества транспортировки ХПВХ

Еще до того, как установка будет завершена и система начнет обрабатываться, преимущества в энергопотреблении уже заметны при использовании ХПВХ.

Меньший расход топлива при транспортировке и доставке

Между ХПВХ и стальными трубами существует значительная разница в весе и . Шестидюймовая таблица 80 из ХПВХ Corzan весит около шести фунтов на фут. Стальной эквивалент весит от 25 до 29 фунтов на фут — в шесть раз больше.

С точки зрения энергопотребления, грузовики для доставки и другие транспортные средства должны работать в шесть раз тяжелее, чтобы перемещать стальные трубопроводы с места на место. По данным Министерства энергетики США, на каждые 100 дополнительных фунтов веса расход топлива увеличивается на 1-2%. Когда разница в весе может составлять тысячи фунтов, преимущество в стоимости оказывается значительным.

Системы CPVC работают с более высоким уровнем эффективности

Повышение эффективности систем CPVC не заканчивается при установке, но признается на протяжении всего жизненного цикла системы.

Теплопроводность ХПВХ повышает энергоэффективность

Инженеры оценивают теплопроводность трубопроводов с помощью R-значения — показателя того, насколько хорошо объект на единицу своей открытой площади сопротивляется проводящему потоку тепла. Например, материал трубопровода с более низкой теплопроводностью будет поддерживать более низкую температуру поверхности при транспортировке горячих жидкостей.

ХПВХ

гораздо менее проводящий, чем металл, с показателем R и коэффициентом теплопередачи примерно на 1/300 от стали.Это означает, что скорость передачи тепла через ХПВХ обычно на 50-60% меньше.

В условиях низких температур металлические трубопроводы требуют дорогостоящей изоляции для сохранения тепла жидкости. На жарком солнце или в жаркой окружающей среде он нагревает внешнюю трубу и передает это тепло внутрь, значительно нагревая технологические жидкости. Это означает, что чиллеры и / или нагреватели работают дольше и усерднее только для поддержания температуры жидкости.

Короче говоря, ХПВХ лучше поддерживает желаемую температуру обрабатываемого материала.

ХПВХ менее подвержен потерям давления

Потеря давления в системе зависит от диаметра трубы и гладкости ее внутренних стенок. Большие трубы с более грубыми стенками страдают от потери давления, что требует более мощных насосов и большей отдачи энергии. Меньшие трубы с гладкими стенками лучше выдерживают давление с меньшими усилиями.

Мерилом гладкости материала является его коэффициент С Хазена Вильямса — чем выше значение, тем более гладкий материал трубы.

Для сравнения: новая чугунная труба имеет коэффициент C 120 при установке, но может упасть до 60 или 70 в течение срока службы. Однако Corzan CPVC имеет C-фактор 150 при установке и поддерживает его на протяжении всего жизненного цикла. Поскольку трубопроводы из ХПВХ менее подвержены коррозии, они могут непрерывно переносить потоки и сохранять гладкие стенки, даже если эти потоки содержат агрессивные химические вещества.

Металлические системы подвержены коррозии, в результате чего поверхность становится более шероховатой, что приводит к большему трению жидкости.Еще одна важная проблема — образование накипи, которое будет накапливаться внутри трубы, создавая неровные поверхности и сужая диаметр трубы. Каждая из этих проблем требует большей отдачи энергии от насосов.

Металлические трубопроводы (слева) по сравнению с трубами из ХПВХ (справа) после многих лет эксплуатации.

Присущая ХПВХ гладкость по сравнению с металлом, а также его способность противостоять коррозии и образованию накипи с течением времени позволяют создавать меньшие насосы, требующие меньше энергии.

Чтобы определить, совместим ли ваш процесс с CPVC, просмотрите таблицу химической стойкости Corzan CPVC, в которой анализируется устойчивость Corzan CPVC к более чем 400 химическим веществам и соединениям.

CPVC — это энергоэффективный вариант трубопроводов

С учетом всех факторов, ХПВХ предпочтительнее для тех, кто хочет оптимизировать потребление энергии и соответствовать экологическим стандартам или превосходить их.

Чтобы узнать, как сравниваются ХПВХ и металлические трубы в других категориях, помимо энергоэффективности, просмотрите нашу электронную книгу — Metal v.Трубопроводные системы из ХПВХ: какой материал трубопроводов лучше всего подходит для промышленного применения.

Общие сведения о трубах и трубопроводах

Трубы и трубопроводы традиционно относятся к трубчатым транспортным средствам, используемым для передачи жидкостей на большие и короткие расстояния в ряде промышленных, коммерческих и жилых помещений — от транспортировки газа до канализации. Но термин «труба» также имеет структурное значение в архитектурных условиях, где это слово применяется к таким приложениям, как поручни и колонны, или в строительных условиях, где труба может использоваться для создания столбов знаков, бамперных столбов или для установки в качестве обсадной трубы.

Отчасти проблема понимания труб и трубопроводов связана с тем фактом, что номенклатура, используемая для описания различных продуктов, иногда может частично совпадать и непоследовательна среди поставщиков и производителей. Например, труба обычно считается жестким изделием, определяемым номинальным размером и толщиной стенки, тогда как труба в основном определяется по фактическому внешнему размеру и толщине стенки и часто является гибкой или изгибаемой. В некоторых случаях трубка может рассматриваться как продукт, используемый для передачи жидкости или газа, тогда как в других контекстах слово трубка может иметь более структурный оттенок.И там, где труба обычно продается прямолинейными отрезками, трубы также могут поставляться в длинных бухтах.

Труба изготавливается из различных материалов, таких как металл или пластик, с помощью различных процессов, таких как сварка или литье. Трубы давно стандартизированы по размерам и отраслям; Трубы для жилищного строительства подпадают под другие коды, чем трубы, используемые на энергетических или химических заводах, где материалы могут подвергаться воздействию технологических жидкостей под высоким давлением. Проектирование трубопроводов само по себе является инженерной специальностью, охватывающей многие аспекты машиностроения, от процессов сварки до контроля коррозии, от определения падения давления до защиты от сейсмических нагрузок.Имея это в виду, эта статья представляет собой обзор в качестве отправной точки для всех, кто хочет понять или купить трубку.

Большая часть этой статьи будет относиться к трубам в контексте обработки и передачи жидкостей, с минимальным упоминанием структурных аспектов труб и трубопроводов.

Чтобы узнать больше о трубной арматуре, используемой для соединения секций трубы, обратитесь к нашему соответствующему руководству по трубопроводной арматуре.

Типичный рендеринг конвейера

Изображение предоставлено: cherezoff / Shutterstock.ком

Материалы и процессы производства труб

Чугун

За исключением самых ранних трубопроводов, построенных из дерева, бетона и т. Д., Чугунная труба, вероятно, имеет самую долгую историю существования любой из форм, поскольку многие, многие мили материала, закопанного под землей, передают воду, газ, сточные воды и т. Д. Сегодня его в основном производят с помощью центробежного процесса, при котором расплавленный металл вводится во вращающуюся оболочку, а центробежное действие вынуждает жидкость двигаться наружу к внутренней части оболочки, создавая бесшовную стенку трубы.Похожий процесс используется для производства труб из высокопрочного чугуна, продукта, который во многих сферах применения вытеснил чугун из-за его более высокой прочности. (На самом деле, ковкий чугун технически по-прежнему является чугунным — когда спецификация требует чугуна, обычно подразумевается серый чугун.) Чугунная труба обычно изготавливается с раструбом и гладким концом, так что отрезки труб могут быть соединены. Сквозное уплотнение с использованием старой школы свинца и дуба или более современных методов уплотнения. Чугун по-прежнему популярен для изготовления грунтовых труб, особенно в многоквартирном строительстве, благодаря своим шумоизоляционным характеристикам, огнестойкости и т. Д., тогда как во многих частных домах трубы ПВХ выбирают из соображений экономии и простоты монтажа. Чугун обладает отличной коррозионной стойкостью, что делает его идеальным для использования под землей.

Типовой литой фитинг для использования с фланцевыми трубами из чугуна с шаровидным графитом

Изображение предоставлено: Promus / Shutterstock.com

Сталь и стальные сплавы

Стальные трубы производятся различными методами для производства сварных и бесшовных разновидностей стальных труб с относительно толстыми стенками, используемых для содержания жидкостей и газов под давлением.Обычные типы, такие как трубы из углеродистой стали, подвержены коррозии и доступны в различных классах или сортах в зависимости от общего процентного содержания углерода в трубе. В таблице 1 ниже приведены типичные процентные содержания углерода в углеродистой стали по маркам.

Таблица 1 — Марки или классы углеродистой стали

Класс

% Углерод

Сверхвысокий углерод

1.00–2,00

Высокоуглеродистый

0,60 — 0,99

Средний углерод

0,30 — 0,59

Низкоуглеродистый

0,16 — 0,29

Углерод мягкий

0,05 — 0,15

Труба из черной углеродистой стали, получившая свое название от покрытия из темного оксида железа, которое присутствует на поверхности трубы, иногда ошибочно принимается за оцинкованную трубу, но на самом деле она не оцинкована; однако его покрытие действительно обеспечивает некоторую степень коррозионной стойкости или защиты.Черная стальная труба обычно используется в газовых установках, а также для транспортировки пара высокого давления, например, в паровых котлах систем отопления.

Оцинкованная труба — это стальная труба, на которую нанесено цинковое покрытие для обеспечения внешнего защитного барьера от коррозионных веществ. Этот тип трубопровода, который иногда называют оцинкованным методом горячего цинкования, используется в коммерческих и жилых линиях водоснабжения и газа и рассчитан на давление до 250 фунтов на кв. Стандартная длина, например оцинкованная труба 20 футов или 12 футовДоступны оцинкованные секции труб, которые могут иметь предварительно нарезанную резьбу, чтобы обеспечить готовую установку со стандартной трубной арматурой, или могут быть нарезаны и нарезаны резьбой на месте с использованием трубных резьбонарезных головок.

Помимо оцинкованной трубы, стальная труба может изготавливаться с индивидуальным покрытием трубы с целью обеспечения устойчивости к коррозии в условиях окружающей среды, таких как соленая вода, воздействие химикатов, защита от механического истирания или катодная защита. Обычные вещества для покрытия могут включать битумный асфальт, каменноугольную эпоксидную смолу, полиуретан, стекло (фарфоровая эмаль) или цементный раствор, и это лишь некоторые из них.

Гофрированная труба или гофрированная стальная труба (CSP) — это разновидность стальных труб, которые направляют ливневые стоки и находят широкое применение в системах водопропускных труб и ливневых канализаций.

Конструкция из стальных труб

Описание производства этих стальных труб приведено ниже.

Продольно сварная труба состоит из плоских пластин, которые нагреваются и пропускаются через ролики, изгибающие стенки вверх и навстречу друг другу, образуя цилиндр. Затем либо электрическая дуга (контактная сварка), либо индукционный нагреватель (высокочастотный индукционный нагрев) нагревает кромки до температуры плавления, и кромки свариваются.Через внутреннюю часть пропускается оправка, чтобы удалить часть сварного шва с аналогичной отделкой, примененной к внешнему шву. Для труб большого диаметра часто применяется сварка под флюсом. В сварной спиральной трубе используется непрерывная пластина, намотанная по спирали и непрерывно сваренная по спиральному шву.

Труба стальная бесшовная изготавливается также в различных моделях. В одном способе нагретая заготовка протягивается между двумя коническими роликами, и прошивная оправка вводится в центр заготовки.В результате получается толстостенная бесшовная труба, которую затем пропускают через прокатный стан для уменьшения диаметра и толщины стенки. В другом методе используется плунжер для погружения штампа в нагретую заготовку, чтобы получить чашеобразный цилиндр. Этот цилиндр проталкивается через все более мелкие матрицы до тех пор, пока не сформируется труба желаемой длины, закрытая с одного конца. Бесшовная труба также может быть изготовлена ​​методом ковки. В одном методе слитку выковывают до грубой цилиндрической формы, затем доводят до конечного внешнего диаметра и растачивают до конечного внутреннего диаметра.В другом методе чашеобразный цилиндр отливают, затем протыкают и протягивают через оправку на горизонтальном волочильном станке. Конечный наружный диаметр повернут, закрытый конец обожжен, а внутренний размер очищен от окалины.

Сварные и бесшовные трубы подвергаются гидроиспытаниям в процессе производства. По мере увеличения рабочего давления и температуры бесшовные трубы становятся все более желательными из-за возможности разрушения сварной трубы в месте стыка.

Исторически сварные трубы были популярны до тех пор, пока не были усовершенствованы бесшовные методы производства.Затем стали популярны бесшовные трубы. По мере совершенствования технологии сварки сварные трубы снова приобрели известность. Правильно выполненный стыковой шов считается таким же прочным, как и основной металл. Конечно, «правильно выполненный» — это загвоздка: именно здесь в игру вступают рентгеновские лучи, пенетранты красителей и другие методы неразрушающего контроля.

Среди наиболее распространенных обозначений стальных труб — ASTM A106 и A53, которые представляют собой трубы из углеродистой стали, рассчитанные на давление 2500 и 600 фунтов на кв. Дюйм, соответственно. Другие марки ASTM охватывают бесшовные и сварные трубы для высокотемпературных, низкотемпературных и агрессивных сред.Специалисты по трубам должны ознакомиться с соответствующими стандартами ANSI, касающимися различных спецификаций труб ASTM.

Стальные трубы, как правило, продаются с произвольной одинарной и двойной произвольной длиной, которые в среднем составляют 20 и 40 футов, соответственно, с любой одинарной произвольной длиной от 17-1 / 2 до 22-1 / 2 фута и любой двойной длины. — случайная длина от 37-1 / 2 до 42-1 / 2 фута.

Когда требуется коррозионная стойкость к сильным кислотам (таким как серная кислота), часто используется труба из сплава 20, известная как аустенитная сталь.Аустенитная сталь — это форма нержавеющей стали, которая содержит большое количество элементов, таких как хром и никель, присутствие которых придает сплаву высокую стойкость к коррозии.

Труба из закаленной стали может быть получена путем термической обработки трубы, при которой металл подвергается повышенной температуре, что изменяет свойства или характеристики материала в результате изменения металлургической структуры.

Труба цветная

Красная латунь — это обычная форма для латунных труб, которая используется для транспортировки агрессивных жидкостей и, как и в случае с медными трубами, доступна в стандартных номинальных диаметрах от 1/8 до 12 дюймов.

Алюминиевая труба обычно изготавливается из сплава алюминия, где к алюминию добавляются другие металлы для увеличения прочности готовой алюминиевой трубы. В таблице 1 приведено краткое изложение стандартных обозначений сплавов вместе с первичным легирующим элементом для каждого класса. Обычно сплавы классифицируются как термически обрабатываемые или нетермообрабатываемые, а сплавы серий от 1000 до 5000 считаются нетермообрабатываемыми.

Доступна бесшовная алюминиевая труба для различных применений, связанных с перекачкой жидкости, со сплавами и спецификациями в зависимости от требований к давлению и требований к коррозионной стойкости.

Таблица 2 — Обозначения алюминиевых сплавов

Обозначение серии сплава

Первичный легирующий элемент (-ы)

1000

Нет (минимальное содержание алюминия 99%)

2000

Медь

3000

Марганец

4000

Кремний

5000

Магний

6000

Магний и кремний

7000

цинк

Стандартные размеры алюминиевых труб находятся в диапазоне от 1/8 дюйма до 12 дюймов и включают стандартные размеры, такие как 3/8 дюйма, 3/4 дюйма и 1 дюйм.Спецификации алюминиевых труб доступны для большинства размеров труб, включая спецификации 5, 10, 40, 80 и 160.

Алюминиевая труба большего диаметра, например, 3 или 6 дюймов, находит применение в орошении. сточные воды, горнодобывающая промышленность и строительство. Его небольшой вес упрощает установку или перемещение по мере необходимости, а график различной толщины стенок делает его пригодным для работы с различным рабочим давлением.

Медно-никелевая труба или труба из мельхиора, иногда сокращенно называемая трубой cuni, известна своей работой с морской водой и предлагает преимущества в морских и морских применениях.Добавление никеля и других элементов, включая железо и марганец, позволяет сплаву проявлять превосходную коррозионную стойкость. Типичные применения включают морские трубопроводы для распределения морской воды, в теплообменниках для береговых электростанций и на химических предприятиях, которые производят охлаждающие растворы, которые имеют тенденцию быть солеными или солоноватыми. Еще одним преимуществом этого материала для использования на море является высокая стойкость сплава к биообрастанию, что снижает затраты на техническое обслуживание по сравнению с другими материалами с меньшим сопротивлением, такими как сталь.Хотя первоначальная стоимость материала может быть выше, медно-никелевый сплав также имеет более высокую стоимость лома, что означает возможность некоторого дополнительного возмещения затрат в конце срока службы трубопровода.

Медная труба является стандартом для использования в системах питьевой воды в коммерческом и жилом строительстве. Медная труба, которую иногда называют медной трубкой, доступна в стандартных номинальных диаметрах от 1/4 дюйма до 8 дюймов и традиционно продается в стандартной твердой длине, такой как 10 футов или 20 футов. При упаковке в виде катаных мягких рулонов, Медная труба обычно называется медной трубкой или медной трубкой и предлагается длиной, например, 60 футов.или 100 футов катушки.

Типы медных труб включают тип K, тип L или тип M, которые разработаны в соответствии с требованиями ASTM B88-16. Основные различия в типах заключаются в толщине стенки, при этом тип K предназначен для подземных заглублений. , функционирующая, например, как подпитка для хозяйственно-питьевого водоснабжения от главной улицы до жилого дома.

Бетонная труба

Бетонная труба закладывается в траншею перед захоронением.
Обратите внимание на концы трубы с буртиком.

Изображение предоставлено: участник sakoat / Shutterstock.ком

Бетонная труба используется в крупномасштабных гражданских проектах, таких как контроль ливневых вод. Его производят с помощью нескольких различных процессов в зависимости от диаметра трубы. Бетонную трубу обычно армируют продольной или спиральной арматурной проволокой, чтобы лучше выдерживать нагрузки, связанные с захоронением. Некоторое количество арматуры может выступать из концов, чтобы обеспечить возможность сшивания секций трубы вместе. Концы труб могут быть колоколообразными или заплечиками и обычно соединяются резиновыми прокладками на стыках.Производители регулярно подвергают образцы циклическим испытаниям с помощью разрушающих испытаний, чтобы гарантировать, что производственная труба будет выдерживать эксплуатационные испытания.

В системах ливневого дренажа водосборные бассейны используются как средство для улавливания и удержания твердых частиц и мусора, чтобы они не засоряли дренажные и канализационные трубы. Регулярный уход за ними имеет решающее значение для удаления твердых частиц и обеспечения свободного попадания ливневой воды в дренажную систему. Без обслуживания стоячая вода может скапливаться вдоль дорог и на стоянках, создавая дополнительную опасность для населения.

Водосборные бассейны улавливают мусор, попадающий в дренажные трубы, но их необходимо обслуживать для поддержания беспрепятственного потока

Изображение предоставлено: Service Pumping & Drain Co., Inc.

Пластиковая труба

Пластиковые трубы нашли применение во многих областях за последние полвека, и сегодня они используются в самых разных отраслях промышленности, от транспортировки газа до водоснабжения. Основные материалы, которые относятся к пластиковым трубам, часто известны под сокращенными названиями — ПВХ, ПП, ПЭ, ПЭХ и АБС.

Труба из ПВХ

(или труба из поливинилхлорида) — это материал, который имеет самое широкое применение и находит применение в различных системах трубопроводов, в том числе для:

  • Охлажденная вода и охлаждение
  • Горячая и холодная вода
  • Слив, отходы и вентиляция (DWV)
  • Производство и лаборатория высокой чистоты
  • Технологический трубопровод для агрессивных сред (труба из ПВХ с двойной изоляцией)
  • Канализация и ливневая канализация
Пластиковая труба со сплошными стенками (ПВХ) большого диаметра, ожидающая монтажа и соединения
с пластиковым переходным тройником на заднем плане.

Изображение предоставлено: Чак Вагнер / Shutterstock.com

Хотя чаще всего доступны профили с круглым поперечным сечением и стандартные спецификации, такие как перечень 40 и 80, существуют и другие профили, включая овальные и прямоугольные сечения. Требования к пищевой и другой высокой чистоте могут диктовать использование труб из ПВХ с низкой степенью извлечения. Кроме того, некоторые сорта труб из ПВХ производятся для использования в конструкциях, таких как архитектурные колонны, или в качестве элементов для использования в производстве мебели из ПВХ.Хотя большая часть ПВХ имеет белый цвет, дополнительные цвета продаются для декоративного использования, а функциональные добавки, такие как ингибиторы ультрафиолетового излучения, используются для производства серых труб из ПВХ, обычно используемых в электрических системах. Прозрачная труба из ПВХ или труба из ПВХ используются там, где необходимо видеть содержимое трубы во время технологических операций.

Полипропиленовая труба или полипропиленовая труба часто используется для отвода химических отходов или других применений, где важна химическая стойкость материала.Материал также находит применение при более высоких температурах, так как полипропиленовая труба может использоваться при температуре до 180 градусов по Фаренгейту в условиях гравитационного потока или до 150 градусов по Фаренгейту в условиях повышенного давления.

Полиэтиленовая труба или полиэтиленовая труба, также известная как труба HDPE (полиэтилен высокой плотности), представляет собой прочную гибкую трубу, которая обычно используется в спринклерных и ирригационных системах. Обычно он продается в бухтах, он легкий, легко режется по длине и прост в установке с помощью ряда доступных фитингов и адаптеров.

Труба

PEX представляет собой форму полиэтиленовой трубы (иногда сокращенно XPE или XLPE), в которой полиэтилен высокой плотности подвергают одному из трех методов обработки, чтобы вызвать химическую реакцию между цепями полиэтиленового полимера, известную как сшивание. Этот процесс увеличивает прочность материала и улучшает его устойчивость к растрескиванию или хрупкости при воздействии низких температур. Типы труб PEX включают PEX-a, PEX-b и PEX-c, каждый из которых соответствует разному процессу сшивки.PEX стал конкурентоспособной альтернативой медным трубам для использования в системах горячего и холодного водоснабжения, а также для систем отопления в системах водяного и лучистого отопления.

Труба из АБС-пластика (труба из акрилонитрил-бутадиен-стирола) — это форма трубы из термопласта, которая широко используется в системах слива, сточных вод, вентиляции (DWV) или канализации. Труба выпускается с монолитной стенкой или с ячеистой (пенопластовой) конструкцией. Несмотря на то, что он имеет более широкий диапазон рабочих температур, чем трубы из ПВХ, АБС менее жесткий, чем ПВХ, и по кодам не предназначен для использования в системах с повышенным давлением.АБС также подвержен разложению под воздействием ультрафиолета и солнечного света. Его больший температурный диапазон и гибкость означают, что он предлагает преимущества при использовании в подземных применениях, где могут наблюдаться более низкие температуры. Труба из АБС-пластика также имеет гладкую поверхность, которая снижает любое трение, что делает ее идеальным вариантом для систем канализации и ливневой канализации.

Конструкция пластиковых труб

Пластиковая труба, как правило, изготавливается методом экструзии и изготавливается одной из трех форм. В трубе с массивными стенками используется один материал для образования однородного цилиндра с гладкими внутренними и внешними стенками.Структурные стеновые трубы изменяют форму стенки экструдированной трубы для получения желаемых характеристик, таких как повышенная несущая способность, частым примером которой является гофрированная труба. Барьерные трубы — это гибридные конструкции, в которых используются облицовочные материалы для повышения устойчивости трубы к проникновению, что может быть полезно, например, для водопровода, проходящего через загрязненную почву.

Пластиковая труба особенно подходит для работы с агрессивными жидкостями и может предложить менее дорогую альтернативу нержавеющей стали в определенных областях применения.Химически стойкая труба из ПВХ является преимуществом из-за ее способности не взаимодействовать с жидкостью, перекачиваемой в трубопроводе, например с кислотами.

Из-за того, что пластиковая труба не обладает жесткостью металла, она нуждается в опоре чаще, чем стальная труба того же отрезка. Кроме того, он сильно зависит от температуры: он может легко размягчаться и деформироваться при воздействии температур, которые обычно встречаются на промышленных предприятиях. Он также подвержен ударам и должен быть защищен от непреднамеренных столкновений с вилочными погрузчиками или другим погрузочно-разгрузочным и транспортным оборудованием.

Также широко распространены трубы из армированного волокном пластика. Также доступны стальные трубы с пластиковым покрытием, в которых прочность металла сочетается с коррозионной стойкостью пластика.

Труба из керамической глины

Давно использовавшийся в канализации, VCP все еще используется, несмотря на конкуренцию со стороны высокопрочного чугуна и пластиковых труб. Материал инертен к агрессивному сероводороду и не теряет прочности с возрастом. При его производстве требуется меньше энергии, чем при производстве других материалов для труб, и при его производстве не образуются диоксины.Глиняную трубу обжигают при температуре 2000 ° F, чтобы сплавить минералы в глине в материал с высокой прочностью на выдерживание и сжатие.

Водопроводные трубы в промышленных условиях.

Изображение предоставлено: Base Construction

Приложения и отрасли

Расписания

Начиная с 1930-х годов, трубы были стандартизированы в соответствии с десятью графиками, установленными ANSI. До этого времени труба обозначалась одним из трех весов: стандартная, сверхпрочная и двойная сверхпрочная.Расписания содержат постоянные значения OD для любого заданного размера. В общем, трубы Schedule 30 и 40 соответствуют стандартной трубе, а Schedule 80 — особо прочной. Нет соответствующего расписания для двойного сверхсильного. Не все расписания выпускаются коммерчески, хотя списки 40, 80 и 160 используются повсеместно.

В дополнение к спецификации, труба обозначается стандартными номинальными размерами, так называемыми NPS, для номинального размера трубы. NPS примерно соответствует внутреннему диаметру трубы до NPS 12 включительно, после чего обозначение NPS и наружный диаметр совпадают.Эти большие трубы иногда называют «трубами с наружным диаметром». Внешний диаметр остается неизменным независимо от номера спецификации; изменение толщины стенок от спецификации к спецификации компенсируется изнутри.

Таблицы различных расписаний и их характеристик можно найти во многих технических справочниках. Размер графика, необходимый для конкретного проекта, может быть определен по формуле 1000 x P / SE, где P — рабочее давление в фунтах на кв. Дюйм, а SE — допустимый диапазон напряжений, умноженный на эффективность соединения в фунтах на квадратный дюйм.В таблицах ANSI приведены значения SE в зависимости от марки трубы и максимальной рабочей температуры.

Трубопровод высокого давления

ANSI / ASME B31.1 предписывает рекомендуемые методы и меры безопасности для трубопроводов, используемых в условиях высокого давления. Кодекс различает трубопроводы электропитания, трубопроводы промышленного газа и воздуха, трубопроводы нефтеперерабатывающих заводов, трубопроводы для транспортировки нефти, трубопроводы охлаждения, технологические трубопроводы химической промышленности и трубопроводы для передачи и распределения газа. В ANSI B31.1 перечислены классы давления 150, 300, 600, 900, 1500 и 2500 фунтов на квадратный дюйм.

Способы соединения труб

Сборка труб для изготовления трубопроводов почти такая же разнообразная, как и сами трубы. Как уже упоминалось, чугунная грунтовая труба обычно собирается с раструбом, когда конец одной секции входит в начало следующей секции, а соединение герметично. Аналогичный метод можно использовать для соединения сборных железобетонных труб. Чугунная труба также может быть соединена с резьбовыми фитингами до номинального размера 12 дюймов. Резьба обычно NPT или NPS, в зависимости от приложения.Также могут использоваться фланцевые фитинги, охватывающие весь диапазон диаметров, вплоть до трубы с наружным диаметром.

Ожидается установка трубы со свободными фланцами и прокладками.

Изображение предоставлено junrong / Shutterstock.com

Труба из ковкого чугуна, используемая в коммунальном водоснабжении и канализации, соединяется с раструбом и прокладкой. В сейсмических зонах швы можно заблокировать механически. Труба с прямым концом из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом также может быть соединена с помощью различных механических муфт, в которых используются компрессионные кольца для фиксации муфты на трубе и болты для стягивания труб.Существует множество других запатентованных систем соединений, в некоторых из которых используются канавки и заклинивание в сочетании с прокладками для создания механических соединений без утечек.

Стальные трубы, используемые в системах с повышенным давлением, можно сваривать или соединять с помощью фланцев с уплотнением. Часто сборочные узлы труб производятся в заводских условиях с использованием автоматических или ручных методов сварки, а затем соединяются на месте сертифицированными сварщиками или сварочными аппаратами. Фланцевые соединения соответствуют нескольким различным конструкциям кодов ANSI, включая литые или кованые на самом конце трубы, резьбовые, притертые и сварные.Резьбовые соединения используются при низком давлении, в то время как цельные, притертые и приварные фланцы рассчитаны на более высокое давление. Доступны также различные фланцевые облицовки, от выступов до шпунтов и пазов, и они служат для удержания прокладки на месте в рабочих условиях. Фланцы с выступом особенно подходят для клапанных установок, поскольку клапаны можно снимать с трубопроводов без необходимости раздвигать прилегающие концы труб. Фланцы рассчитаны на давление и температуру; ANSI B16.1 перечислены классы давления 150, 300, 600, 900, 1500 и 2500 фунтов на квадратный дюйм.

Трубы из нержавеющей стали, используемые в фармацевтике, пищевой промышленности и других санитарных областях, обычно свариваются TIG и часто снабжены санитарными фитингами для быстрого отсоединения и повторной сборки для очистки внутри трубы между технологическими циклами. Он также используется в различных архитектурных декорациях, таких как поручни.

Трубопровод из нержавеющей стали, установленный в санитарном исполнении.
Обратите внимание на приварные фитинги и быстроразъемные зажимы за клапанами.

Изображение предоставлено: Nordroden / Shutterstock.com

Пластиковая труба обычно сваривается в растворителях или при нагревании. Фитинги — сварные и резьбовые — доступны для производства трубопроводов практически любой длины. Трубы большого диаметра часто соединяются с помощью механических муфт, которые также доступны для перехода от одного вида труб к другому, например, от чугуна к ПВХ. Пластиковая труба, поскольку она намного легче металлической трубы, может изготавливаться большей длины, а меньший диаметр продаваться в бухтах.Это исключает установку множества полевых подключений.

Особое внимание уделяется трубам, используемым в архитектурных сооружениях, например перилам. Соединения должны быть гладкими, но сами трубы не подвергаются тому же внутреннему давлению, которое испытывают трубопроводы, работающие с жидкостями. Фитинги можно сваривать, прикреплять штифтами и т. Д. И зачищать для получения стыков без швов.

Опора трубы

Для труб, работающих под давлением, необходимо внимательно рассмотреть опоры, скобы и т. Д.которые позволяют леске расширяться и сжиматься, предотвращают провисание и напряжение соединений, а также укрепляют ее от нежелательного шума и вибрации. Нормы обычно запрещают поддерживать вес трубы клапанами, и клапаны обычно также должны иметь независимую опору. В продаже имеются многочисленные конструкции пружинных и роликовых опор.

Обозначение трубопровода

ANSI B13.1 устанавливает цветовую кодировку труб на промышленных предприятиях и объектах.Эти коды охватывают легковоспламеняющиеся жидкости (желтый с черными буквами), сжатый воздух (синий с белыми буквами) и т. Д. Код также резервирует несколько определяемых пользователем цветовых схем для особых ситуаций, но пользователям сообщается, что такие схемы могут быть непонятны любой, кто не был специально обучен для этого завода или объекта.

Специализированные приложения

Применение

Pipe может распространяться на специализированные отрасли и области применения. Бурильная труба используется в нефтегазовой промышленности для соединения наземного оборудования буровой установки с буровым долотом и компоновкой низа бурильной колонны.Это обеспечивает прохождение бурового раствора или смазочно-охлаждающей жидкости к долоту и разрешает механическое перемещение или вращение долота.

Аналогичным образом, дноуглубительные трубы или дноуглубительные трубы используются при дноуглубительных работах для транспортировки и сбора твердых материалов или шламов от места дноуглубительных работ к месту разгрузки.

Криогенная труба включает коллекторы с вакуумной изоляцией и транспортные линии с вакуумной рубашкой, которые специально разработаны для минимизации теплопередачи сжиженным газам, используемым в криогенном оборудовании, таких как жидкий водород, азот, кислород, гелий, аргон, криптон или ксенон.

Труба для пожаротушения производится и используется в коммерческих и жилых зданиях для распределения воды для тушения пожара. Как стальные, так и некоторые типы пластиковых труб находят применение в спринклерных системах и системах пожаротушения.

Co nsiderations / Attributes

Стандартный размерный коэффициент — это отраслевой термин, применяемый к пластиковой трубе, который соотносит диаметр трубы и толщину стенки как средство определения номинального давления трубы независимо от ее диаметра.ASTM определяет серию SDR от 32,5 до 7,3. Эти SDR увеличивают или уменьшают толщину стенки примерно на 25% между каждым шагом. Соотношение размеров — это просто внешний диаметр, деленный на толщину стенки. Чем больше SDR, тем тоньше стена и ниже номинальное давление.

Отводы труб производятся в соответствии со спецификациями и обычно называются кратными диаметрам трубы. Например, изгиб 5D в 10-дюймовой трубе будет иметь радиус изгиба в пять раз больше диаметра.Также указывается угол изгиба. Отводы — это стандартные фитинги, которые также классифицируются как отводы. Но отводы изготавливаются со стандартными углами изгиба, такими как 45 ° и 90 °, и классифицируются как с длинным или коротким радиусом. Для получения дополнительной информации см. Руководство Thomas Buyers Guide for Pipe Fittings.

Другие ресурсы

Помимо организаций, спонсирующих стандарты для труб и трубопроводов, таких как ASTM, ANSI и ASME, следующие торговые организации могут предоставить полезную информацию о различных специализированных трубах, производстве трубопроводов и т. Д.

http://www.cispa.org

Торговая организация, предоставляющая информацию о чугунных грунтовых трубах.

http://www.fpi.com

Организация, занимающаяся производством труб и особенно их сваркой.

http://www.plasticpipe.org

Организация, занимающаяся пластмассовыми трубами.

http://www.awwa.org

Сайт Американской ассоциации водопроводных сооружений.

http://www.opuspiping.org

Сайт, разработанный Образовательным и исследовательским фондом подряда в области машиностроения (MCERF) в качестве интерактивной онлайн-замены Руководства по установке качественных трубопроводов.

http://www.ncpi.org

Торговая организация производителей глиняных труб.

Сводка

Это руководство дает общее представление о материалах труб, их производстве, конкретных типах, их применениях и особенностях использования. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к нашим руководствам по другим продуктам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Общие сокращения

ABS — акрилонитрилбутадиенстирол DWV — слив, отходы и сброс

MEP — механическая, электрическая, сантехническая

NPS — прямая трубная резьба National; также, номинальный размер трубы

NPT — трубная коническая резьба национального стандарта

PCCP — предварительно напряженная бетонная цилиндрическая труба

PE — полиэтилен (PEX, сшитый)

P&ID — Схема трубопроводов и КИП

PP — полипропилен

ПВХ — поливинилхлорид

SDR — стандартный размерный коэффициент

Другие источники:

Трубы прочие изделия

Больше из Насосы, клапаны и аксессуары

Какие металлы лучше всего проводят тепло? | Metal Supermarkets

Теплопроводность измеряет способность металла проводить тепло.Это свойство различается в зависимости от типа металла, и его важно учитывать в приложениях, где часто встречаются высокие рабочие температуры.

В чистых металлах теплопроводность остается примерно такой же при повышении температуры. Однако в сплавах теплопроводность увеличивается с температурой.

Какие металлы лучше всего проводят тепло?

Обычные металлы, ранжированные по теплопроводности
Рейтинг Металл Теплопроводность [БТЕ / (ч · фут⋅ ° F)]
1 Медь 223
2 Алюминий 118
3 Латунь 64
4 Сталь 17
5 бронза 15

Как видите, из наиболее распространенных металлов медь и алюминий имеют самую высокую теплопроводность, а сталь и бронзу — самую низкую.Теплопроводность — очень важное свойство при выборе металла для конкретного применения. Поскольку медь является отличным проводником тепла, она хороша для теплообменников, радиаторов и даже днища кастрюль. Поскольку сталь плохо проводит тепло, она подходит для использования в высокотемпературных средах, таких как двигатели самолетов.

Вот некоторые важные области применения, для которых требуются металлы, хорошо проводящие тепло:

  • Теплообменники
  • Радиаторы
  • Посуда

Теплообменники

Теплообменник — это обычное применение, где важна хорошая теплопроводность.Теплообменники выполняют свою работу, передавая тепло для нагрева или охлаждения.

Медь — популярный выбор для теплообменников в промышленных объектах, систем кондиционирования воздуха, охлаждения, резервуаров для горячей воды и систем теплых полов. Его высокая теплопроводность позволяет теплу быстро проходить через него. Медь имеет дополнительные свойства, желательные для теплообменников, включая устойчивость к коррозии, биологическому обрастанию, нагрузкам и тепловому расширению.

Алюминий также может использоваться в некоторых теплообменниках как более экономичная альтернатива.

Теплообменники обычно используются в следующих ситуациях:

Промышленные объекты

Теплообменники на промышленных объектах включают ископаемые и атомные электростанции, химические предприятия, опреснительные установки и морские службы.

На промышленных предприятиях медно-никелевый сплав используется для изготовления труб теплообменника. Сплав имеет хорошую коррозионную стойкость, что защищает от коррозии в морской среде. Он также обладает хорошей устойчивостью к биологическому обрастанию, чтобы избежать образования водорослей и морского мха.Алюминиево-латунный сплав имеет аналогичные свойства и может использоваться как альтернатива.

Солнечные системы термального водоснабжения

Солнечные водонагреватели — это экономичный способ нагрева воды, в котором для передачи солнечной тепловой энергии воде используется медная трубка. Медь используется из-за ее высокой теплопроводности, устойчивости к воздушной и водной коррозии и механической прочности.

Газовые водонагреватели

Газо-водяные теплообменники передают тепло, выделяемое газовым топливом, воде.Они распространены в жилых и коммерческих котлах. Для газовых водонагревателей предпочтительным материалом является медь из-за ее высокой теплопроводности и простоты изготовления.

Принудительное воздушное отопление и охлаждение

Тепловые насосы, использующие воздух, давно используются для отопления жилых и коммерческих помещений. Они работают за счет теплообмена воздух-воздух через испарительные агрегаты. Их можно использовать в дровяных печах, котлах и печах. Опять же, медь обычно используется из-за ее высокой теплопроводности.

Радиаторы

Радиаторы — это теплообменник, передающий тепло, выделяемое электронным или механическим устройством, в движущуюся охлаждающую жидкость. Жидкость отводит тепло от устройства, позволяя ему остыть до желаемой температуры. Используются металлы с высокой теплопроводностью.

В компьютерах

радиаторы используются для охлаждения центральных процессоров или графических процессоров. Радиаторы также используются в мощных устройствах, таких как силовые транзисторы, лазеры и светодиоды (светодиоды).

Радиаторы предназначены для увеличения площади поверхности, контактирующей с охлаждающей жидкостью.

Алюминиевые сплавы являются наиболее распространенным материалом для теплоотвода. Это потому, что алюминий стоит меньше меди. Однако медь используется там, где требуется более высокий уровень теплопроводности. В некоторых радиаторах используются комбинированные алюминиевые ребра с медным основанием.

Посуда

Металл с хорошей теплопроводностью чаще используется в быту в посуде. Когда вы разогреваете еду, вы не хотите ждать весь день.Вот почему медь используется для изготовления дна высококачественной посуды, потому что металл быстро проводит тепло и равномерно распределяет его по своей поверхности.

Однако, если у вас ограниченный бюджет, вы можете использовать алюминиевую посуду в качестве альтернативы. Для разогрева еды может потребоваться немного больше времени, но ваш кошелек будет вам благодарен!

Metal Supermarkets — крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 85 магазинами в США, Канаде и Великобритании.Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: нержавеющая сталь, легированная сталь, оцинкованная сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь, бронза и медь.

Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая пруток, трубы, листы и пластины. Мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 80+ офисов в Северной Америке сегодня.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.