Di perusahaan, serta di apartemen dan rumah pada umumnya, sejumlah besar air. Jumlahnya memang besar, tapi bisakah mereka mengatakan hal lain selain fakta biaya tertentu? Ya mereka bisa. Yakni aliran air yang bisa membantu menghitung diameter pipa. Ini adalah parameter yang tampaknya tidak berhubungan, namun kenyataannya hubungannya jelas.

Bagaimanapun, keluaran sistem pasokan air bergantung pada banyak faktor. Tempat penting dalam daftar ini ditempati oleh diameter pipa, serta tekanan dalam sistem. Mari kita lihat masalah ini lebih dalam.

Faktor-faktor yang mempengaruhi aliran air melalui pipa

Aliran air melalui pipa bulat yang berlubang tergantung dari besar kecilnya lubang tersebut. Jadi, semakin besar maka semakin banyak air yang melewati pipa dalam jangka waktu tertentu. Namun, jangan lupakan tekanan. Bagaimanapun, Anda bisa memberi contoh. Kolom sepanjang satu meter akan mendorong air melalui lubang sentimeter dalam waktu yang jauh lebih singkat per satuan waktu dibandingkan kolom dengan ketinggian beberapa puluh meter. Hal ini jelas. Oleh karena itu, aliran air akan mencapai maksimum pada penampang internal maksimum produk, serta pada tekanan maksimum.

Perhitungan diameter

Jika Anda perlu mendapatkan laju aliran air tertentu di outlet sistem pasokan air, maka Anda tidak dapat melakukannya tanpa menghitung diameter pipa. Bagaimanapun, indikator ini, bersama dengan indikator lainnya, mempengaruhi indikator throughput.

Tentu saja, ada tabel khusus yang tersedia di Internet dan literatur khusus yang memungkinkan Anda melewati penghitungan, dengan fokus pada parameter tertentu. Namun, Anda tidak boleh mengharapkan keakuratan yang tinggi dari data tersebut; kesalahan akan tetap ada, meskipun semua faktor telah diperhitungkan. Oleh karena itu, cara terbaik untuk mendapatkan hasil yang akurat adalah dengan melakukan perhitungan sendiri.

Untuk melakukan ini, Anda memerlukan data berikut:

• Konsumsi konsumsi air.
• Kehilangan tekanan dari titik sumber ke titik konsumsi.

Konsumsi air tidak perlu dihitung - ada standar digital. Anda dapat mengambil data pada mixer yang menyatakan bahwa sekitar 0,25 liter dikonsumsi per detik. Angka ini dapat digunakan untuk perhitungan.

Parameter penting untuk memperoleh data yang akurat adalah kehilangan tekanan di area tersebut. Seperti diketahui, tekanan tekanan pada penambah pasokan air standar berkisar antara 1 hingga 0,6 atmosfer. Rata-rata adalah 1,5-3 atm. Parameternya tergantung pada jumlah lantai dalam rumah. Namun ini tidak berarti bahwa semakin tinggi rumahnya, semakin tinggi pula tekanan dalam sistem. Sangat gedung-gedung tinggi(lebih dari 16 lantai) terkadang sistem dibagi menjadi beberapa lantai untuk menormalkan tekanan.

Mengenai head loss, angka ini dapat dihitung dengan menggunakan pengukur tekanan pada titik sumber dan sebelum titik konsumsi.

Namun jika pengetahuan dan kesabaran tidak cukup untuk melakukan perhitungan mandiri, maka Anda dapat menggunakan data tabel. Dan kalaupun ada kesalahan tertentu, datanya akan cukup akurat untuk kondisi tertentu. Dan kemudian akan sangat sederhana dan cepat untuk menentukan diameter pipa berdasarkan aliran air. Artinya, sistem penyediaan air akan dihitung dengan benar, sehingga memungkinkan Anda memperoleh jumlah cairan yang sesuai dengan kebutuhan Anda.

Metode perhitungan tabel Shevelev hidrolika teoritis SNiP 2.04.02-84

Data awal

Bahan pipa: Baja baru tanpa lapisan pelindung internal atau dengan aspal lapisan pelindung Besi cor baru tanpa lapisan pelindung internal atau dengan lapisan pelindung aspal Baja baru dan besi cor tanpa lapisan pelindung internal atau dengan lapisan pelindung asbes-semen Beton bertulang vibrohydropressed Beton bertulang disentrifugasi Baja dan besi cor dengan internal. lapisan plastik atau semen polimer diaplikasikan dengan sentrifugasi Baja dan besi tuang, dengan lapisan internal pasir semen diaplikasikan dengan penyemprotan Baja dan besi tuang, dengan lapisan internal pasir semen diaplikasikan dengan sentrifugasi Dari bahan polimer(gelas plastik

Perkiraan aliran

L/dtk m3/jam

Diameter luar mm

ketebalan dinding mm

Panjang pipa M

Suhu air rata-rata °C

Persamaan. kekasaran internal permukaan pipa: Sangat berkarat atau dengan endapan besar Baja atau besi tuang Baja galvanis tua yang berkarat. setelah beberapa tahun Baja setelah beberapa tahun Besi tuang baru Baja galvanis baru Baja las baru Baja mulus baru Diambil dari kuningan, timah, tembaga Kaca

Jumlah resistensi lokal

Perhitungan

Ketergantungan kehilangan tekanan pada diameter pipa

HTML5 tidak berfungsi di browser Anda
Saat menghitung sistem pasokan air atau pemanas, Anda dihadapkan pada tugas memilih diameter pipa. Untuk mengatasi masalah ini, Anda perlu membuat perhitungan hidrolik pada sistem Anda, dan bahkan lebih banyak lagi solusi sederhana- Anda dapat gunakan perhitungan hidrolik on line, itulah yang akan kita lakukan sekarang.
Prosedur pelaksanaan:
1. Pilih metode perhitungan yang sesuai (perhitungan menurut tabel Shevelev, hidrolika teoritis atau menurut SNiP 2.04.02-84)
2. Pilih material pipa
3. Mengatur perkiraan aliran air pada pipa
4. Tetapkan diameter luar dan ketebalan dinding pipa
5. Atur panjang pipa
6. Tetapkan suhu rata-rata air
Hasil perhitungannya adalah grafik dan nilai perhitungan hidrolik di bawah ini.
Grafik terdiri dari dua nilai (1 – kehilangan tekanan air, 2 – kecepatan air). Nilai optimal diameter pipa akan ditulis dengan warna hijau di bawah grafik.

Itu. Anda harus mengatur diameternya sehingga titik pada grafik tepat di atas nilai hijau untuk diameter pipa, karena hanya dengan nilai seperti itu kecepatan air dan kehilangan tekanan akan optimal.

Kehilangan tekanan pipa menunjukkan hilangnya tekanan pada suatu bagian pipa. Semakin tinggi kerugiannya, semakin banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk mengalirkan air ke tempat yang tepat.
Karakteristik tahanan hidrolik menunjukkan seberapa efektif pemilihan diameter pipa tergantung pada kehilangan tekanan.
Sebagai referensi:
- jika Anda perlu mengetahui kecepatan cairan/udara/gas dalam pipa di berbagai bagian, gunakan

Pada bagian ini kita akan menerapkan hukum kekekalan energi pada pergerakan zat cair atau gas melalui pipa. Pergerakan zat cair melalui pipa sering kita jumpai dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari. Pipa air memasok air di kota ke rumah-rumah dan tempat-tempat konsumsi. Pada mobil, oli untuk pelumasan, bahan bakar untuk mesin, dan lain-lain mengalir melalui pipa. Pergerakan cairan melalui pipa sering dijumpai di alam. Cukuplah dikatakan bahwa peredaran darah hewan dan manusia adalah aliran darah melalui saluran – pembuluh darah. Sampai batas tertentu, aliran air di sungai juga merupakan jenis aliran cairan melalui pipa. Dasar sungai adalah sejenis pipa untuk mengalirkan air.

Sebagaimana diketahui, zat cair yang diam dalam bejana, menurut hukum Pascal, meneruskan tekanan luar ke segala arah dan ke semua titik volume tanpa perubahan. Akan tetapi, bila suatu fluida mengalir tanpa gesekan melalui suatu pipa yang luas penampangnya berbeda-beda pada bagian yang berbeda, maka tekanan di sepanjang pipa tersebut tidak sama. Mari kita cari tahu mengapa tekanan dalam fluida yang bergerak bergantung pada luas penampang pipa. Tapi pertama-tama mari kita lihat satu fitur penting aliran fluida apa pun.

Misalkan zat cair mengalir melalui pipa horizontal yang penampangnya berbeda-beda di tempat yang berbeda, misalnya melalui pipa yang sebagiannya ditunjukkan pada Gambar 207.

Jika kita secara mental menggambar beberapa bagian di sepanjang pipa, yang masing-masing luasnya sama, dan mengukur jumlah cairan yang mengalir melalui masing-masing bagian tersebut selama periode waktu tertentu, kita akan menemukan bahwa jumlah cairan yang sama mengalir melalui setiap bagian. bagian. Artinya, semua zat cair yang melewati bagian pertama dalam waktu yang sama melewati bagian ketiga, meskipun luasnya jauh lebih kecil daripada bagian pertama. Jika hal ini tidak terjadi dan, misalnya, lebih sedikit cairan yang melewati suatu bagian dengan luas dari waktu ke waktu dibandingkan melalui suatu bagian dengan luas, maka kelebihan cairan tersebut harus terakumulasi di suatu tempat. Tapi cairan memenuhi seluruh pipa, dan tidak ada tempat untuk menumpuk.

Bagaimana cairan yang mengalir melalui bagian yang luas bisa “memeras” melalui bagian yang sempit dalam waktu yang sama? Jelasnya, agar hal ini terjadi, ketika melewati bagian pipa yang sempit, kecepatan pergerakannya harus lebih besar, dan tepat sebanyak luas penampang yang lebih kecil.

Memang, mari kita perhatikan penampang tertentu dari kolom cairan yang bergerak, yang bertepatan di momen awal waktu dengan salah satu bagian pipa (Gbr. 208). Seiring waktu, area ini akan berpindah dengan jarak yang sama dengan kecepatan aliran fluida. Volume V zat cair yang mengalir melalui suatu bagian pipa sama dengan hasil kali luas bagian tersebut dan panjangnya

Volume cairan yang mengalir per satuan waktu -

Volume zat cair yang mengalir per satuan waktu melalui suatu penampang pipa sama dengan hasil kali luas penampang pipa dan kecepatan aliran.

Seperti yang baru saja kita lihat, volume ini harus sama di berbagai bagian pipa. Oleh karena itu, semakin kecil penampang pipa, semakin besar kecepatan geraknya.

Berapa banyak cairan yang melewati satu bagian pipa dalam waktu tertentu, jumlah yang sama harus melewatinya

waktu yang sama melalui bagian lainnya.

Pada saat yang sama, kami percaya bahwa suatu massa zat cair selalu mempunyai volume yang sama, sehingga tidak dapat memampatkan dan memperkecil volumenya (suatu zat cair dikatakan tidak dapat dimampatkan). Misalnya, telah diketahui bahwa di tempat-tempat sempit di sungai, kecepatan aliran air lebih besar daripada di tempat-tempat yang lebar. Jika kita menyatakan kecepatan aliran fluida dalam beberapa bagian dengan luas yang dilaluinya, maka kita dapat menulis:

Dari sini terlihat bahwa ketika zat cair mengalir dari suatu bagian pipa dengan wilayah yang lebih besar penampang ke bagian dengan luas penampang lebih kecil, kecepatan aliran meningkat, yaitu cairan bergerak dengan percepatan. Dan ini, menurut hukum kedua Newton, berarti ada gaya yang bekerja pada zat cair. Kekuatan macam apa ini?

Gaya ini hanya dapat berupa selisih antara gaya tekanan pada bagian pipa yang lebar dan sempit. Jadi, pada bagian pipa yang lebar, tekanan fluida harus lebih besar dibandingkan pada bagian pipa yang sempit.

Hal ini juga mengikuti hukum kekekalan energi. Memang jika kecepatan pergerakan fluida di tempat sempit dalam suatu pipa meningkat, maka energi kinetiknya juga meningkat. Dan karena kita berasumsi bahwa fluida mengalir tanpa gesekan, peningkatan energi kinetik ini harus diimbangi dengan penurunan energi potensial, karena energi total harus tetap. Energi potensial apa yang sedang kita bicarakan di sini? Jika pipa berbentuk horizontal, maka energi potensial interaksi dengan Bumi pada seluruh bagian pipa adalah sama dan tidak dapat berubah. Artinya yang tersisa hanyalah energi potensial interaksi elastis. Gaya tekanan yang memaksa zat cair mengalir melalui pipa adalah gaya tekan elastis zat cair. Ketika kita mengatakan bahwa suatu cairan tidak dapat dimampatkan, yang kami maksud hanyalah bahwa cairan tersebut tidak dapat dikompresi sedemikian rupa sehingga volumenya berubah secara nyata, tetapi kompresi yang sangat kecil, yang menyebabkan munculnya gaya elastis, pasti terjadi. Gaya-gaya ini menciptakan tekanan fluida. Kompresi cairan inilah yang berkurang di bagian pipa yang sempit, mengimbangi peningkatan kecepatan. Oleh karena itu, pada area pipa yang sempit, tekanan fluida harus lebih kecil dibandingkan pada area pipa yang luas.

Inilah hukum yang ditemukan oleh akademisi St. Petersburg Daniil Bernoulli:

Tekanan fluida yang mengalir lebih besar pada bagian aliran yang kecepatan pergerakannya lebih kecil, dan,

sebaliknya, pada bagian yang kecepatannya lebih besar, tekanannya lebih kecil.

Anehnya, tapi ketika cairan “memeras” masuk daerah sempit pipa, kompresinya tidak bertambah, tetapi berkurang. Dan pengalaman menegaskan hal ini dengan baik.

Jika pipa tempat cairan mengalir dilengkapi dengan tabung terbuka yang disolder ke dalamnya - pengukur tekanan (Gbr. 209), maka distribusi tekanan di sepanjang pipa dapat diamati. Pada bagian pipa yang sempit, tinggi kolom zat cair pada tabung bertekanan lebih kecil dibandingkan pada bagian pipa yang lebar. Artinya, tekanan di tempat-tempat ini berkurang. Semakin kecil penampang pipa, semakin tinggi kecepatan aliran dan semakin rendah tekanannya. Tentu saja dimungkinkan untuk memilih bagian di mana tekanannya sama dengan tekanan atmosfer eksternal (ketinggian permukaan cairan dalam pengukur tekanan akan sama dengan nol). Dan jika kita mengambil bagian yang lebih kecil lagi, maka tekanan fluida di dalamnya akan lebih kecil dari tekanan atmosfer.

Aliran fluida ini dapat digunakan untuk memompa udara keluar. Pompa jet air yang disebut beroperasi berdasarkan prinsip ini. Gambar 210 menunjukkan diagram pompa tersebut. Aliran air dialirkan melalui tabung A yang ujungnya berlubang sempit. Tekanan air pada bukaan pipa lebih kecil dari tekanan atmosfer. Itu sebabnya

gas dari volume yang dipompa dialirkan melalui tabung B ke ujung tabung A dan dikeluarkan bersama air.

Segala sesuatu yang telah dikatakan tentang pergerakan zat cair melalui pipa juga berlaku untuk pergerakan gas. Jika kecepatan aliran gas tidak terlalu tinggi dan gas tidak dikompresi terlalu besar sehingga volumenya berubah, dan jika gesekan diabaikan, maka hukum Bernoulli juga berlaku untuk aliran gas. Di bagian pipa yang sempit, di mana gas bergerak lebih cepat, tekanannya lebih kecil dibandingkan di bagian pipa yang lebar dan mungkin menjadi lebih kecil dari tekanan atmosfer. Dalam beberapa kasus, bahkan tidak memerlukan pipa.

Anda dapat melakukan percobaan sederhana. Jika Anda meniup selembar kertas di sepanjang permukaannya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 211, Anda akan melihat bahwa kertas tersebut akan mulai naik. Hal ini terjadi karena adanya penurunan tekanan aliran udara di atas kertas.

Fenomena yang sama juga terjadi saat pesawat terbang. Aliran udara yang berlawanan mengalir ke permukaan atas cembung sayap pesawat terbang, dan akibatnya terjadi penurunan tekanan. Tekanan di atas sayap lebih kecil dibandingkan tekanan di bawah sayap. Hal inilah yang menciptakan daya angkat sayap.

Latihan 62

1. Kecepatan aliran minyak melalui pipa yang diperbolehkan adalah 2 m/detik. Berapa volume minyak yang melewati pipa berdiameter 1 m dalam waktu 1 jam?

2. Ukur jumlah air yang mengalir keluar kran air ledeng untuk waktu tertentu Tentukan kecepatan aliran air dengan mengukur diameter pipa di depan kran.

3. Berapa diameter pipa yang dilalui air per jam? Kecepatan aliran air yang diijinkan adalah 2,5 m/detik.

Pergerakan fluida melalui pipa.
Ketergantungan tekanan fluida pada laju alirannya

Aliran fluida stasioner. Persamaan kontinuitas

Mari kita perhatikan kasus ketika fluida tidak kental mengalir melalui pipa silinder horizontal dengan penampang yang bervariasi.

Aliran fluida disebut tidak bergerak, jika pada setiap titik ruang yang ditempati zat cair, kecepatannya tidak berubah terhadap waktu. Dalam aliran tunak, zat cair dengan volume yang sama dipindahkan melalui setiap penampang pipa dalam selang waktu yang sama.

Cairan praktis tidak dapat dimampatkan, yaitu kita dapat berasumsi bahwa suatu massa zat cair selalu mempunyai volume yang tetap. Oleh karena itu, volume cairan yang melewatinya sama bagian yang berbeda pipa artinya kecepatan aliran fluida tergantung pada penampang pipa.

Misalkan kecepatan aliran fluida stasioner melalui bagian pipa S1 dan S2 masing-masing sama dengan v1 dan v2. Volume zat cair yang mengalir selama periode waktu t melalui bagian S1 sama dengan V1=S1v1t, dan volume zat cair yang mengalir melalui bagian S2 dalam waktu yang sama adalah sama dengan V2=S2v2t. Dari persamaan V1=V2 berikut ini

Hubungan (1) disebut persamaan kontinuitas. Oleh karena itu

Karena itu, dalam aliran fluida stasioner, kecepatan pergerakan partikel-partikelnya melalui berbagai penampang pipa berbanding terbalik dengan luas bagian-bagian tersebut.

Tekanan dalam fluida yang bergerak. hukum Bernoulli

Peningkatan kecepatan aliran fluida ketika berpindah dari bagian pipa yang luas penampangnya lebih besar ke bagian pipa yang luas penampangnya lebih kecil berarti zat cair tersebut bergerak dengan percepatan.

Menurut hukum kedua Newton, percepatan disebabkan oleh gaya. Kekuatan ini masuk pada kasus ini adalah perbedaan gaya tekanan yang bekerja pada zat cair yang mengalir pada bagian pipa yang lebar dan sempit. Oleh karena itu, pada bagian pipa yang lebar tekanan fluidanya harus lebih besar dibandingkan pada bagian pipa yang sempit. Hal ini dapat diamati secara langsung melalui pengalaman. Pada Gambar. Terlihat bahwa pada penampang S1 dan S2 yang berbeda, tabung manometrik dimasukkan ke dalam pipa tempat cairan mengalir.

Pengamatan menunjukkan, ketinggian cairan dalam tabung tekanan di bagian pipa S1 lebih tinggi daripada di bagian S2. Oleh karena itu, tekanan pada fluida yang mengalir melalui suatu bagian yang luasnya S1 lebih besar daripada tekanan pada suatu fluida yang mengalir melalui suatu bagian yang luasnya S2 lebih kecil. Karena itu, selama aliran fluida stasioner, di tempat yang kecepatan alirannya lebih rendah, tekanan dalam cairan lebih tinggi dan sebaliknya, di mana kecepatan aliran lebih tinggi, tekanan dalam cairan lebih rendah. Bernoulli adalah orang pertama yang sampai pada kesimpulan ini, itulah sebabnya hukum ini disebut hukum Bernoulli.

Rincian pemecahan masalah:

TUGAS 1. Air mengalir dalam pipa horizontal dengan penampang variabel. Kecepatan aliran pada bagian lebar pipa adalah 20 cm/s. Tentukan cepat rambat aliran air pada bagian pipa yang sempit yang diameternya 1,5 kali lebih kecil dari diameter bagian lebarnya.

TUGAS 2. Suatu zat cair mengalir dalam pipa mendatar yang luas penampangnya 20 cm2. Di suatu tempat pipa mengalami penyempitan dengan luas penampang 12 cm2. Selisih tinggi zat cair dalam tabung manometri yang dipasang pada bagian pipa yang lebar dan sempit adalah 8 cm. Tentukan laju aliran volumetrik zat cair dalam 1 sekon.

TUGAS 3. Sebuah gaya sebesar 15 N diterapkan pada piston alat suntik yang terletak mendatar. Tentukan kecepatan aliran air dari ujung alat suntik jika luas piston adalah 12 cm2.

Pipa yang menghubungkan berbagai peralatan pabrik kimia. Dengan bantuan mereka, zat ditransfer antar perangkat individu. Biasanya, beberapa pipa individu dihubungkan untuk membuat sistem perpipaan tunggal.

Pipa adalah suatu sistem pipa yang dihubungkan bersama menggunakan elemen penghubung yang digunakan untuk transportasi zat kimia dan bahan lainnya. Di pabrik kimia, pipa tertutup biasanya digunakan untuk memindahkan zat. Jika kita berbicara tentang bagian instalasi yang tertutup dan terisolasi, maka mereka juga mengacu pada sistem atau jaringan perpipaan.

Sistem perpipaan tertutup dapat mencakup:

1. Pipa.
2. Elemen penghubung pipa.
3. Segel penyegel menghubungkan dua bagian pipa yang dapat dilepas.

Semua elemen di atas diproduksi secara terpisah dan kemudian dihubungkan ke dalam satu sistem perpipaan. Selain itu, saluran pipa dapat dilengkapi dengan pemanas dan insulasi yang diperlukan yang terbuat dari berbagai bahan.

Pilihan ukuran pipa dan bahan untuk pembuatannya dilakukan berdasarkan teknologi dan persyaratan desain disajikan dalam setiap kasus tertentu. Namun untuk membakukan ukuran pipa dilakukan klasifikasi dan penyatuannya. Kriteria utamanya adalah tekanan yang diizinkan di mana pipa dapat dioperasikan.

Ukuran nominal DN

Diameter bersyarat DN (diameter nominal) adalah parameter yang digunakan dalam sistem perpipaan sebagai ciri ciri yang dengannya bagian-bagian pipa seperti pipa, fitting, fitting dan lain-lain disesuaikan.

Diameter nominal adalah nilai yang tidak berdimensi, tetapi secara numerik kira-kira sama dengan diameter dalam pipa. Contoh penunjukan diameter nominal: DN 125.

Selain itu, diameter nominal tidak ditunjukkan pada gambar dan tidak menggantikan diameter pipa sebenarnya. Ini kira-kira sesuai dengan diameter bersih bagian-bagian tertentu dari pipa (Gbr. 1.1). Jika kita berbicara tentang nilai numerik transisi bersyarat, maka mereka dipilih sedemikian rupa sehingga throughput pipa meningkat dalam kisaran 60 hingga 100% ketika berpindah dari satu jalur bersyarat ke jalur berikutnya.

Diameter nominal umum:

3, 4, 5, 6, 8, 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2200, 2600, 2800, 3000, 3200, 3400, 3600, 3800, 4000.

Dimensi lintasan nominal ini diatur dengan harapan tidak akan ada masalah dalam pemasangan bagian-bagian tersebut satu sama lain. Penentuan diameter nominal didasarkan pada nilai diameter dalam pipa; dipilih nilai diameter nominal yang paling dekat dengan diameter bening pipa.

Tekanan nominal PN

Tekanan nominal PN adalah nilai yang sesuai dengan tekanan maksimum media yang dipompa pada 20 °C, yang memungkinkan pengoperasian pipa dengan dimensi tertentu dalam jangka panjang.

Tekanan nominal adalah besaran yang tidak berdimensi.

Seperti diameter nominal, tekanan nominal dikalibrasi berdasarkan pengalaman operasional dan akumulasi pengalaman (Tabel 1.1).

Tekanan nominal untuk pipa tertentu dipilih berdasarkan tekanan sebenarnya yang tercipta di dalamnya, dengan memilih nilai terdekat yang lebih tinggi. Dalam hal ini, fitting dan fitting pada pipa ini juga harus sesuai dengan tingkat tekanan yang sama. Ketebalan dinding pipa dihitung berdasarkan tekanan nominal dan harus menjamin pengoperasian pipa pada nilai tekanan yang sama dengan tekanan nominal (Tabel 1.1).

Tekanan operasi berlebih yang diizinkan p e,zul

Tekanan nominal hanya digunakan untuk Suhu Operasional 20°C. Dengan meningkatnya suhu, kapasitas beban pipa menurun. Pada saat yang sama, diperbolehkan tekanan berlebih. Nilai p e,zul menunjukkan tekanan berlebih maksimum yang dapat terjadi dalam sistem pipa ketika suhu operasi meningkat (Gbr. 1.2).

Bahan pipa

Saat memilih bahan yang akan digunakan untuk pembuatan pipa, indikator seperti karakteristik lingkungan yang akan diangkut melalui pipa dan tekanan operasi, diasumsikan dalam sistem ini. Perlu juga mempertimbangkan kemungkinan efek korosif dari media yang dipompa pada material dinding pipa.

Hampir semua sistem perpipaan dan pabrik kimia terbuat dari baja. Untuk penggunaan umum dengan tidak adanya beban mekanis yang tinggi dan efek korosif, besi cor kelabu atau baja struktural murni digunakan untuk pembuatan pipa.

Dalam hal tekanan operasi yang lebih tinggi dan tidak adanya beban korosif, digunakan pipa yang terbuat dari baja temper atau menggunakan baja tuang.

Jika efek korosif lingkungan besar atau kemurnian produk terganggu persyaratan tinggi, maka pipanya terbuat dari stainless steel.

Jika pipa harus tahan terhadap air laut, kemudian paduan tembaga-nikel digunakan untuk pembuatannya. Bisa juga digunakan paduan aluminium dan logam seperti tantalum atau zirkonium.

Semakin banyak digunakan sebagai material pipa. jenis yang berbeda plastik, karena ketahanannya yang tinggi terhadap korosi, bobotnya yang rendah, dan kemudahan pemrosesan. Bahan ini cocok untuk jaringan pipa air limbah.

Perlengkapan pipa

Pipa yang terbuat dari bahan plastik yang cocok untuk pengelasan dipasang di lokasi pemasangan. Bahan-bahan tersebut termasuk baja, aluminium, termoplastik, tembaga, dll. Untuk menyambung bagian pipa lurus, digunakan elemen berbentuk yang dibuat khusus, misalnya siku, tikungan, katup, dan pengurang diameter (Gbr. 1.3). Perlengkapan ini dapat menjadi bagian dari pipa apa pun.

Sambungan pipa

Untuk pemasangan bagian individu pipa dan fitting menggunakan sambungan khusus. Mereka juga digunakan untuk menghubungkan perlengkapan dan perangkat yang diperlukan ke pipa.

Koneksi dipilih (Gbr. 1.4) tergantung pada:

1. bahan yang digunakan untuk pembuatan pipa dan fitting. Kriteria pemilihan utama adalah kemungkinan pengelasan.
2. kondisi pengoperasian: tekanan rendah atau tinggi, serta suhu rendah atau tinggi.
3. persyaratan produksi yang berlaku pada sistem perpipaan.
4. adanya sambungan yang dapat dilepas atau permanen dalam sistem perpipaan.

Beras. 1.4 Jenis sambungan pipa

Ekspansi linier pipa dan peralatannya

Bentuk geometris suatu benda dapat diubah baik dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut maupun dengan mengubah suhunya. Data fenomena fisik mengarah pada fakta bahwa pipa, yang dipasang dalam keadaan tanpa beban dan tanpa paparan suhu, mengalami ekspansi atau kontraksi linier selama operasi di bawah tekanan atau paparan suhu, yang berdampak buruk pada kinerjanya.

Ketika tidak mungkin untuk mengkompensasi ekspansi, terjadi deformasi sistem pipa. Dalam hal ini, kerusakan pada segel flensa dan tempat-tempat di mana pipa-pipa saling terhubung dapat terjadi.

Ekspansi linier termal

Saat memasang pipa, penting untuk memperhitungkan kemungkinan perubahan panjang sebagai akibat dari peningkatan suhu atau yang disebut ekspansi linier termal, dilambangkan dengan L. Nilai ini tergantung pada panjang pipa, yang disebut L o dan perbedaan suhu =ϑ2-ϑ1 (Gbr. 1.5).

Dalam rumus di atas, a adalah koefisien muai panas linier dari bahan ini. Indikator ini sama dengan pemuaian linier pipa sepanjang 1 m dengan kenaikan suhu 1°C.

Elemen kompensasi ekspansi pipa

Tikungan pipa

Berkat tikungan khusus yang dilas ke dalam pipa, ekspansi linier alami pipa dapat dikompensasi. Untuk tujuan ini, kompensasi tikungan berbentuk U, berbentuk Z dan sudut, serta kompensator kecapi digunakan (Gbr. 1.6).

Beras. 1.6 Kompensasi tikungan pipa

Mereka merasakan ekspansi linear pipa karena deformasi mereka sendiri. Namun, metode ini hanya dapat dilakukan dengan batasan tertentu. Dalam pipa dengan tekanan tinggi lutut pada sudut yang berbeda digunakan untuk mengimbangi ekspansi. Karena tekanan yang bekerja pada tikungan tersebut, peningkatan korosi mungkin terjadi.

Sambungan ekspansi pipa bergelombang

Perangkat ini terdiri dari logam berdinding tipis pipa bergelombang, yang disebut bellow dan membentang searah dengan pipa (Gbr. 1.7).

Perangkat ini dipasang di dalam pipa. Preload digunakan sebagai kompensator ekspansi khusus.

Jika kita berbicara tentang sambungan ekspansi aksial, maka sambungan tersebut hanya mampu mengkompensasi ekspansi linier yang terjadi di sepanjang sumbu pipa. Untuk menghindari pergerakan lateral dan kontaminasi internal, cincin pemandu internal digunakan. Untuk melindungi pipa dari kerusakan eksternal, biasanya digunakan lapisan khusus. Sambungan ekspansi yang tidak memiliki cincin pemandu internal menyerap gerakan lateral serta getaran yang mungkin berasal dari pompa.

Isolasi pipa

Jika media bersuhu tinggi bergerak melalui pipa, maka harus diisolasi untuk menghindari kehilangan panas. Ketika media dengan suhu rendah bergerak melalui pipa, isolasi digunakan untuk mencegah pemanasan oleh lingkungan luar. Isolasi dalam kasus seperti itu dilakukan dengan menggunakan bahan isolasi khusus yang ditempatkan di sekitar pipa.

Bahan-bahan berikut biasanya digunakan:

1. Pada suhu rendah Busa kaku seperti polistiren atau poliuretan digunakan hingga suhu 100°C.
2. Pada suhu rata-rata sekitar 600°C, digunakan selubung berbentuk atau serat mineral seperti wol batu atau kain kempa kaca.
3. Pada suhu tinggi di wilayah 1200°C - serat keramik, misalnya alumina.

Pipa dengan diameter nominal di bawah DN 80 dan ketebalan lapisan insulasi kurang dari 50 mm biasanya diisolasi dengan menggunakan alat kelengkapan insulasi. Untuk melakukan ini, dua cangkang ditempatkan di sekitar pipa dan diikat pita logam, dan setelah itu ditutup dengan wadah timah (Gbr. 1.8).

Pipa yang memiliki diameter nominal lebih besar dari DN 80 harus dilengkapi dengan insulasi termal dengan rangka yang lebih rendah (Gbr. 1.9). Rangka ini terdiri dari cincin penjepit, spacer, dan pelapis logam yang terbuat dari baja ringan galvanis atau lembaran baja tahan karat. Ruang antara pipa dan selubung logam diisi dengan bahan isolasi.

Ketebalan insulasi dihitung dengan menentukan biaya pembuatannya, serta kerugian yang timbul akibat kehilangan panas, dan berkisar antara 50 hingga 250 mm.

Insulasi termal harus diterapkan di sepanjang sistem pipa, termasuk area tikungan dan siku. Sangat penting untuk memastikan bahwa tidak ada area yang tidak terlindungi yang dapat menyebabkan hilangnya panas. Sambungan dan perlengkapan flensa harus dilengkapi dengan elemen insulasi berbentuk (Gbr. 1.10). Ini menyediakan akses tanpa hambatan ke titik sambungan tanpa perlu melepas bahan insulasi dari seluruh sistem perpipaan jika terjadi kebocoran.

Jika insulasi sistem perpipaan dipilih dengan benar, banyak masalah yang terpecahkan, seperti:

1. Menghindari penurunan suhu yang kuat pada media yang mengalir dan, sebagai hasilnya, menghemat energi.
2. Mencegah suhu dalam sistem pipa gas turun di bawah titik embun. Dengan cara ini, pembentukan kondensasi dapat dihilangkan, yang dapat menyebabkan kerusakan korosi yang signifikan.
3. Menghindari kondensasi pada saluran uap.