sisteme conducte varianta finala curs.pdf

8/17/2019 sisteme conducte Varianta finala curs.pdf

1/248

SISTEME DE CONDUCTE

Daniela Popescu


2/248

SISTEME DE CONDUCTE

Daniela POPESCU

Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” Iaşi

Editura PIMIaşi – 2008


3/248

Referenţi ştiinţifici: Prof. dr. ing. Eugen VOINEA

Prof. dr. ing. Bogdan HORBANIUC

Tehnoredactare: Daniela POPESCU

Imagine copertă: Planetary Engineering Group Earth. District heating: Engine waste heat in the

district heating net (http://live.pege.org/2005-wood/district-heating-net.htm)

Descrierea CIP a Bibliotecii Na&ionale a României

POPESCU, DANIELA

Sisteme de conducte / Daniela Popescu. - Iai : PIM,

2008Bibliogr.

ISBN 978-973-716-907-5

621.643


4/248

Cuvânt înainte

Lucrarea se adresează în primul rând studenţilor secţiei de Maşini şiSisteme Hidraulice şi Pneumatice, dar este utilă şi altor specializări, cum ar fi

Energetică sau Instalaţii în Construcţii.Capitolul 1 cuprinde o descriere succintă, însoţită de desene şi fotografii,a elementelor componente ale sistemelor de conducte. Un accent deosebit este pus pe elementele specifice reţelelor termice. Calculul hidraulic al sistemelor deconducte face obiectul capitolului 2. În cadrul acestui capitol pe lângă problemecu caracter general sunt prezentate şi probleme specifice reţelelor de transport şidistribuţie de apă rece, agent termic, abur, gaze naturale şi aer. În capitolul 3sunt prezentate metode de calcul de rezistenţă atât pentru conducte clasice cât şi pentru conducte preizolate. Capitolul 4 este dedicat calculului termic. Capitolul5 prezintă aspecte generale privind sistemele de alimentare centralizată cuenergie termică.

Lucrarea se încheie cu numeroase anexe, care ofer ă studenţilor interesaţi,informaţii utile pentru întocmirea proiectelor, lucr ărilor de licenţă şi dedisertaţie.

Daniela Popescu


5/248

CUPRINSCapitolul 1. Elemente componente ....................................................................... 9

1.1. Ţevi ........................................................................................................... 101.2. Protecţii.....................................................................................................131.3. Fitinguri.....................................................................................................151.4. Elemente de asamblare ............................................................................. 201.5. Armături....................................................................................................231.6. Suporturi ................................................................................................... 35

1.6.1. Suporturile mobile..............................................................................361.6.2. Suporturi fixe......................................................................................44

1.7. Compensatoare de dilatare........................................................................471.8. Soluţii constructive de amplasare a conductelor de transport a agentuluitermic ............................................................................................................... 52

1.8.1. Reţele termice subterane .................................................................... 521.8.2. Reţele termice supraterane ................................................................. 57

1.9. Telegestiunea sistemelor de conducte ...................................................... 58Capitolul 2. Calculul hidraulic ............................................................................ 60

2.1. Calculul hidraulic al pierderilor de sarcină...............................................602.1.1. Calculul pierderilor de sarcină liniar ă. ...............................................612.1.2. Calculul pierderilor de sarcină locală.................................................66

2.2. Curgerea fluidelor incompresibile în sisteme hidraulice sub presiune.....672.2.1. Conducta simplă .................................................................................692.2.2. Conducte simple montate în serie ...................................................... 712.2.3. Conducte simple montate în paralel...................................................72

2.3. Reţele de conducte....................................................................................732.3.1. Calculul hidraulic al reţelelor de apă..................................................762.3.2. Calculul hidraulic al reţelelor de transport produse petroliere...........792.3.3. Calculul hidraulic al reţelelor termice................................................792.3.4. Graficul piezometric al reţelelor de apă fierbinte .............................. 822.3.5. Graficul piezometric al reţelelor de condensat aferente reţelelor de

abur de presiune medie.................................................................................902.3.6. Calculul hidraulic al reţelelor de abur de presiune medie..................912.3.7. Calculul hidraulic al reţelelor de gaze şi aer ...................................... 92

Capitolul 3. Calculul mecanic ............................................................................. 983.1. Calculul grosimii pereţilor conductelor..................................................1003.2. Determinarea solicitărilor în conducte....................................................101

3.2.1. Solicitări şi tensiuni primare ............................................................101


6/248

3.2.2. Solicitări şi tensiuni secundare.........................................................1033.3. Calculul suporturilor...............................................................................104

3.3.1. Calculul distanţei între suporturi......................................................1043.4. Calculul solicitărilor provenite din deplasări..........................................1103.5.Calculul unei configuraţii natural elastice...............................................112

3.5.1. Metodologia de calcul a configuraţiei naturale în formă de „ L” .....1153.5.2. Metodologia de calcul a configuraţiei naturale în formă de „ Z” .....1173.5.3. Calculul compensatoarelor curbate în formă de „U” ....................... 120

3.5. Calculul mecanic al conductelor preizolate............................................1223.5.1. Condiţii specifice de proiectare a conductelor preizolate ................ 1223.5.2. Pretensionarea conductelor...............................................................1263.5.3. Metodologii ...................................................................................... 1303.5.4. Calculul for ţelor şi a deplasărilor.....................................................1323.5.5. Calculul practic al conductelor preizolate........................................134

Capitolul 4. Calculul termic .............................................................................. 143

4.1. Calculul pierderilor de căldur ă ...............................................................1434.1.1. Pierderi de căldur ă datorate neetanşeităţii sistemului ...................... 1434.1.2. Pierderi de căldur ă prin transfer termic către mediul exterior .........144

4.2. Determinarea grosimii izolaţiei termice ................................................. 1554.2.1. Calculul grosimii izolaţiei pentru o pierdere adimisibilă de căldur ă1554.2.2. Calculul termic pentru o cădere de temperatur ă impusă ..................1564.2.3. Calculul grosimii izolaţiei pentru o temperatur ă impusă la suprafaţaexterioar ă a izolaţiei termice ...................................................................... 1574.2.4. Calculul grosimii optime a stratului de izolaţie termică ..................158

Capitolul 5. Sisteme de alimentare centralizată cu energie termică .................160

5.1. Cogenerarea ............................................................................................ 1605.1.1. Aspecte generale privind promovarea cogener ării...........................1605.1.2. Scheme de principiu pentru surse de producere a căldurii princogenerare...................................................................................................168

5.2. Măsuri tehnice de îmbunătăţire a sistemelor de alimentare centralizată cucăldur ă ............................................................................................................1745.3. Determinare necesarului de căldur ă........................................................179

5.3.1. Determinarea necesarului de căldur ă pentru o clădire.....................1795.3.2. Determinarea necesarului de căldur ă pentru un SACET .................182

5.4. Reglarea parametrilor intr-un sistem de alimentare centralizată cu energie

termică............................................................................................................1855.4.1. Puncte termice .................................................................................. 1855.4.2. Module termice.................................................................................2035.4.3. Consideraţii privind automatizarea SACET.....................................210

Anexa 1..............................................................................................................214Anexa 2..............................................................................................................219Anexa 3..............................................................................................................223Anexa 4..............................................................................................................224


7/248

Anexa 5..............................................................................................................225Anexa 6..............................................................................................................227Anexa 7..............................................................................................................228Anexa 8..............................................................................................................231Anexa 9..............................................................................................................232

Anexa 10............................................................................................................235Anexa 11............................................................................................................237Anexa 12............................................................................................................238Bibliografie........................................................................................................240


8/248


9/248

CUPRINSCapitolul 1. Elemente componente ....................................................................... 9

1.1. Ţevi ........................................................................................................... 101.2. Protecţii.....................................................................................................131.3. Fitinguri.....................................................................................................151.4. Elemente de asamblare ............................................................................. 201.5. Armături....................................................................................................231.6. Suporturi ................................................................................................... 35

1.6.1. Suporturile mobile..............................................................................361.6.2. Suporturi fixe......................................................................................44

1.7. Compensatoare de dilatare........................................................................471.8. Soluţii constructive de amplasare a conductelor de transport a agentuluitermic ............................................................................................................... 52

1.8.1. Reţele termice subterane .................................................................... 521.8.2. Reţele termice supraterane ................................................................. 57

1.9. Telegestiunea sistemelor de conducte ...................................................... 58Capitolul 2. Calculul hidraulic ............................................................................ 60

2.1. Calculul hidraulic al pierderilor de sarcină...............................................602.1.1. Calculul pierderilor de sarcină liniar ă. ...............................................612.1.2. Calculul pierderilor de sarcină locală.................................................66

2.2. Curgerea fluidelor incompresibile în sisteme hidraulice sub presiune.....672.2.1. Conducta simplă .................................................................................692.2.2. Conducte simple montate în serie ...................................................... 712.2.3. Conducte simple montate în paralel ................................................... 72

2.3. Reţele de conducte....................................................................................732.3.1. Calculul hidraulic al reţelelor de apă..................................................762.3.2. Calculul hidraulic al reţelelor de transport produse petroliere...........792.3.3. Calculul hidraulic al reţelelor termice................................................792.3.4. Graficul piezometric al reţelelor de apă fierbinte .............................. 872.3.5. Graficul piezometric al reţelelor de condensat aferente reţelelor de

abur de presiune medie.................................................................................902.3.6. Calculul hidraulic al reţelelor de abur de presiune medie..................912.3.7. Calculul hidraulic al reţelelor de gaze şi aer ...................................... 94

Capitolul 3. Calculul mecanic ............................................................................. 993.1. Calculul grosimii pereţilor conductelor..................................................1013.2. Determinarea solicitărilor în conducte....................................................102

3.2.1. Solicitări şi tensiuni primare ............................................................102


10/248

3.2.2. Solicitări şi tensiuni secundare.........................................................1043.3. Calculul suporturilor...............................................................................105

3.3.1. Calculul distanţei între suporturi......................................................1053.4. Calculul solicitărilor provenite din deplasări..........................................1113.5.Calculul unei configuraţii natural elastice...............................................113

3.5.1. Metodologia de calcul a configuraţiei naturale în formă de „ L” .....1163.5.2. Metodologia de calcul a configuraţiei naturale în formă de „ Z” .....1183.5.3. Calculul compensatoarelor curbate în formă de „U” ....................... 121

3.5. Calculul mecanic al conductelor preizolate............................................1233.5.1. Condiţii specifice de proiectare a conductelor preizolate ................ 1233.5.2. Pretensionarea conductelor...............................................................1273.5.3. Metodologii ...................................................................................... 1313.5.4. Calculul for ţelor şi a deplasărilor.....................................................1333.5.5. Calculul practic al conductelor preizolate........................................135

Capitolul 4. Calculul termic .............................................................................. 144

4.1. Calculul pierderilor de căldur ă ...............................................................1444.1.1. Pierderi de căldur ă datorate neetanşeităţii sistemului ...................... 1444.1.2. Pierderi de căldur ă prin transfer termic către mediul exterior .........145

4.2. Determinarea grosimii izolaţiei termice ................................................. 1564.2.1. Calculul grosimii izolaţiei pentru o pierdere adimisibilă de căldur ă1564.2.2. Calculul termic pentru o cădere de temperatur ă impusă ..................1574.2.3. Calculul grosimii izolaţiei pentru o temperatur ă impusă la suprafaţaexterioar ă a izolaţiei termice ...................................................................... 1584.2.4. Calculul grosimii optime a stratului de izolaţie termică ..................159

Capitolul 5. Sisteme de alimentare centralizată cu energie termică .................161

5.1. Cogenerarea ............................................................................................ 1615.1.1. Aspecte generale privind promovarea cogener ării...........................1615.1.2. Scheme de principiu pentru surse de producere a căldurii princogenerare...................................................................................................169

5.2. Măsuri tehnice de îmbunătăţire a sistemelor de alimentare centralizată cucăldur ă ............................................................................................................1755.3. Determinare necesarului de căldur ă........................................................180

5.3.1. Determinarea necesarului de căldur ă pentru o clădire.....................1805.3.2. Determinarea necesarului de căldur ă pentru un SACET .................183

5.4. Reglarea parametrilor intr-un sistem de alimentare centralizată cu energie

termică............................................................................................................1865.4.1. Puncte termice .................................................................................. 1865.4.2. Module termice.................................................................................2035.4.3. Consideraţii privind automatizarea SACET.....................................213

Anexa 1..............................................................................................................215Anexa 2..............................................................................................................220Anexa 3..............................................................................................................224Anexa 4..............................................................................................................225


11/248

Anexa 5..............................................................................................................226Anexa 6..............................................................................................................228Anexa 7..............................................................................................................229Anexa 8..............................................................................................................232Anexa 9..............................................................................................................233

Anexa 10............................................................................................................236Anexa 11............................................................................................................238Anexa 12............................................................................................................239Bibliografie........................................................................................................241


12/248


13/248

1. Elemente componente

9

Capitolul 1Elemente componente

Sistemele de conducte sunt ansambluri formate din două sau mai multeconducte racordate între ele, utilizate la transportul şi distribuţia aceluiaşi agentde lucru. Agentul de lucru reprezintă materialul în stare fluidă sau fluidizată transportat prin conductă. Caracteristicile fluidului sunt reprezentate de natura, proprietăţile şi parametrii acestuia. Caracteristicile fizico-chimice indică natura,starea de agregare, compoziţia, agresivitatea chimică şi sunt descrise de o seriede mărimi: concentraţia, densitatea, granulaţia, puritatea, viscositatea.Caracteristicile de transport evidenţiază parametrii specifici circulaţiei fluidului:debitul, presiunea, temperatura.

Clasificarea conductelor se face în funcţie de natura fluidelor transportate,de structura şi dimensiunile conductelor, precum şi de soluţiile avute în vedere laamplasarea lor în teren.

După rolul lor tehnologic, păr ţile unui sistem de conducte se încadrează în patru grupe: elemente de conductă, protecţii, suporturi, aparatur ă.

Elementele de conductă se asamblează între ele şi formează, delimitează şi etanşează spaţiul tubular destinat transportării fluidului. Se împart în: ţevi,fitinguri, armături şi elemente de asamblare.

Protecţiile asigur ă şi menţin integritatea suprafeţelor interioare şiexterioare ale conductei.

Suporturile reprezintă elementele mecanice prin intermediul cărorasarcinile statice şi dinamice care apar ţin conductei sunt preluate şi transmise fiestructurii de rezistenţă a construcţiilor, fie fundaţiilor. După modul detransmitere a sarcinilor, acestea se clasifică în suspensii şi reazeme.

Aparatele de măsur ă şi control sunt destinate măsur ării şi interpretării

mărimilor caracteristice de transport ale fluidelor. Din punct de vedere structuralaparatura reuneşte două subgrupe de dotări:

- elementele mecanice, care asigur ă racordarea traductoarelor;- aparatura propriu-zisă formată din traductoare, aparate şi bucle de legătur ă

dintre acestea, care apar ţin instalaţiei de urmărire, control, reglare şi protecţie.


14/248

Sisteme de conducte

10

Fig. 1.1. Elemente componente ale unui sistem de conducte.

1.1. Ţevi

Ţevile sunt utilizate la executarea tronsoanelor rectilinii ale traseelor deconducte. Ţevile pentru conducte se confecţionează din diverse mărci de oţel,fonte, aliaje neferoase sau din materiale nemetalice. Alegerea materialelor

conductelor se face pe baza unor criterii tehnice şi economice care ţin seama decondiţii tehnice de funcţionare, compatibilitatea dintre fluidul transportat şiconductă, proprietăţile mecanice ale materialelor, posibilităţile de prelucrare,sudare şi tratare.

Ţevile din oţel se execută din oţel-carbon şi aliat. Se recomandă să seutilizeze următoarele mărci de oţel:

• OLT 35, OLT 45 – STAS 8183;• OLT 35K, OLT 45K, 16M03 – STAS 8184;• 10TiMoNrCr175, 10TiCr180 – STAS 3583.

Pentru conductele de polietilenă se recomandă utilizarea polietilenei de

înaltă densitate cu structur ă reticular ă Pe-X conform DIN 16892.Sortimentele de ţevi care se utilizează pentru conducte sunt:

• ţevi din oţel f ăr ă sudur ă laminate la cald – STAS 404/1;• ţevi din oţel f ăr ă sudur ă laminate la cald pentru temperaturi ridicate –

STAS 404/3;• ţevi din oţel f ăr ă sudur ă, trase sau laminate la rece STAS 530/1;


15/248


11

• ţevi din oţel f ăr ă sudur ă, trase sau laminate la rece pentru temperaturiridicate STAS 530/3;

• ţevi din oţel sudate longitudinal, pentru instalaţii – STAS 7656;• ţevi din oţel, sudate elicoidal, pentru conducte SR 6898/2.

Pentru conducte de apă caldă menajer ă se pot utiliza conducte de

polietilenă de mare densitate cu structur ă reticular ă rezistentă la temperatur ă, Pe-X.

Alegerea materialelor conductelor se face pe baza unor criterii tehnice şieconomice de funcţionare, compatibilitatea materialului cu fluidul transportat prin conducte, proprietăţile mecanice ale materialelor şi modificarea proprietăţilor acestora cu parametrii de funcţionare ai conductelor, posibilităţilede prelucrare, tratare, sudare. Şirurile tipodimensiunilor specificate apar ţindiametrelor exterioare De şi grosimii pereţilor acestora s. Tipodimensiunileasimilate şi înscrise în nomenclatorul de fabricaţie al producătorilor de ţeviacoper ă integral sau par ţial domeniile standardizate şi sunt periodic actualizate.

Tipurile de ţevi din oţel f ăr ă sudur ă laminate conform STAS 404/1, STAS 404/3,STAS 530/1, STAS 530/3 şi ţevile sudate elicoidal conform STAS 6898 sunt prezentate în anexa 1, iar în anexa 2 sunt prezentate dimensiunile standard aleconductelor uzuale conform normelor europene SR ENV 10220:2003. În anexa3 sunt prezentate gamele de ţevi preizolate – ISOPLUS.

Sistemele de conducte pentru transportul şi distribuţia agentului termicutilizat la încălzire şi preparare a apei calde de consum sunt instalaţii complexece cuprind: conducte, elemente de legătur ă, coturi, ramificaţii, reducţii, armăturide închidere şi reglare, dispozitive de echilibrare, compensatoare de dilatare,dispozitive de aerisire şi golire, reazeme fixe şi mobile, sistem de depistare şi

localizare a avariilor şi alte elemente de construcţii specifice. Conductele detransport sunt constituite din ţevi din oţel (trase sau sudate), izolate termic cuspumă de poliuretan sau cu saltele din vată minerală (fig. 1.2). În ultimii ani seutilizează şi ţevi din polietilenă reticulată (flexibile) cu izolaţie din polietilenă (fig. 1.3).

Fig. 1.2. Conduct ă termică.a - ţ eavă; b - termoizola ţ ie; c - manta.


16/248

Sisteme de conducte

12

Fig. 1.3. Conducte flexibile Pe-X.

În figurile 1.4 şi 1.5 sunt prezentate fotografii ale unor tipuri de conductemetalice preizolate.

Fig. 1.4. Conducte preizolate rigide.

Fig. 1.5. Conducte preizolate flexibile.

Începând cu anul 1960, când au fost construite pentru prima oar ă în

Danemarca, conductele preizolate au înlocuit treptat conductele izolate cu vată minerală. Soluţia este considerată mai avantajoasă din următoarele motive:• conductele pot fi îngropate direct în pământ, soluţie tehnică mai ieftină;• pierderile de căldur ă sunt reduse;• permit detectarea scurgerilor şi zona în care s-au produs;• numărul de puncte fixe şi compensatoare este redus.

Produsele preizolate trebuie să respecte standardele europene: EN 253 –sisteme de conducte preizolate industriale, EN 448 – sisteme de racorduri


17/248


13

preizolate – fitinguri preizolate industriale, EN 489 – postizolarea conductelor preizolate.

Principalele firme producătoare ce livrează conducte preizolate înRomânia sunt: ISOPLUS, ABB, STIZO, THIC Paşcani, Petrotub IzoteromRoman, etc.

Sistemele de conducte termice pot fi pozate fie suprateran, fie subteran încanale sau îngropate direct în pământ. Modalitatea de amplasare depinde desituaţia caracteristică din teren, planurile urbanistice, traseele altor utilităţi(cabluri electrice, apă potabilă, canalizare, telefonie etc.).

1.2. Protecţii

Protecţia anticorozivă Conductele reţelelor se protejează anticoroziv prin măsuri pentru

preîntâmpinarea proceselor de coroziune, prin protecţie pasivă şi prin protecţieactivă electrică. Preîntâmpinarea coroziunii are în vedere alegerea unor traseedeasupra nivelului apei subterane, prevederea de izolaţii hidrofuge ale canalelorşi ale plăcilor acoperitoare, prevederea de instalaţii de evacuare a apelorinfiltrate, ventilarea canalelor. Protecţia pasivă se realizează prin aplicarea pesuprafaţa ţevii a unei acoperiri anticorozive. Protecţia activă electrică aconductelor împotriva coroziunii sub acţiunea curenţilor vagabonzi se realizează prin mărirea rezistenţei electrice de trecere între conducte şi sol folosind un strat protector cu rezistivitate mare, flanşe izolatoare la intrarea reţelelor termice laconsumatori, drenaj direct polarizat sau intensificat, precum şi prin aplicarea

protecţiei catodice cu sursă.

Izolaţia termică Conductele pentru transportul agentului termic sunt fie ţevi din oţel

izolate cu vată minerală, fie ţevi metalice sau din material plastic termoizolate cuspumă poliuretanică. În ambele variante constructive, izolaţia termică esteacoperită cu o manta de protecţie. Termoizolarea zonelor de îmbinare dintreconducte sau dintre acestea şi fitinguri se efectuează local. Grosimea izolaţieitermice se determină prin calcule tehnico-economice.

Izolaţia termică din spumă rigidă de poliuretan se realizează conform

prescripţiilor SR EN 253:2004. Adeziunea optimă între spuma PUR şi ţeava detransport respectiv manta reprezintă un „sistem legat" ce asigur ă o rezistenţă laforfecare optimă, garantând mişcarea unitar ă a sistemului „ţeavă de lucru –spumă PUR – manta”.

Proprietăţile fizice ale spumei de poliuretan trebuie să fie:• coeficientul conductivităţii termice < 0.027 W/mK la 50° C;• densitatea totală medie a spumei de-a lungul ţevii: minim 80 kg / m3;• sistem celular închis în propor ţie de 90%, conform ISO 4590;


18/248

Sisteme de conducte

14

• rezistenţă la compresiune: 0.3 Mpa – SR EN ISO 844/ 1998;• rezistenţa la forfecare axială la temperatura 20° C : > 0.2 Mpa;• absorbţie maximă de apă fierbinte: mai puţin de 10% din volumul iniţial

timp de 90 minute.

Fig. 1.6. Spumă din poliuretan (PUR).

Mantaua conductelor pozate aerian este din aluminiu, iar a celoramplasate subteran din plastic (polietilenă, polipropilenă). Mantaua conductelor preizolate subterane din polietilenă are următoarele caracteristici:

• densitate: minim 944 kg/m3 – SR ISO 1183/1994;• alungire la rupere: minim 350% în conformitate cu ISO 527;• efort la curgere: minim 19 daN/mm2, conform ISO 527;• stabilitate termică şi timp de inducţie: min 20min/200°C – SR ISO/TR

10837/1996;

• nu prezintă deformaţii permanente la variaţia de temperatur ă conf. ISO2506/1981;• rezistenţă la agresiunea agenţilor de mediu conf. ISO 4607/1978.

Mantaua se confecţionează din tuburi PEHD (polietilenă de înaltă densitate) extrudare conform DIN 8074 şi 8075 respectiv SR EN 253, cu prelucrarea suprafeţelor interioare pentru asigurarea adeziunii ridicate a spumeicu mantaua PEHD.

Fig. 1.7. Manta de protec ţ ie din aluminiu pentruconductele preizolate pozate aerian.


19/248


15

Fig. 1.8. Manta de protec ţ ie din PEHD pentru

conductele preizolate pozate subteran.

1.3. Fitinguri

Curbele, coturile, reducţiile şi ramificaţiile constituie elemente deconductă definite cu termenul generic de fitinguri. Gama tipodimensională afitingurilor se corelează cu procedeele de confecţionare a acestora.

Coturile se confecţionează din ţevi îndoite prin procedee de prelucrare lacald sau la rece. Forma lor constructivă este definită de unghiul de îndoire α razade curbur ă R, dimensiunile braţelor B1, B2, lungimea por ţiunii rectilinii m1 ,m2 necesar ă pentru îndepărtarea capetelor de asamblare, lungimea de rabatare L care indică devierea traseului de conductă măsurată faţă de axa acestuia,diametrul exterior De, grosimea peretelui ţevii s (fig. 1.9). Curbele netede seconfecţionează din ţevi laminate cu Dn


20/248

Sisteme de conducte

16

Fig. 1.9. b. Detalii de cot.

Fig. 1.10. Detalii de ţ evi curbate.

Fig. 1.11. a. Teuri egale şi reduse.


21/248


17

Fig. 1.11. b. Teuri egale şi reduse.

Fig. 1.12. Fitinguri în cruce egale şi reduse.

Fig. 1.13. Reduc ţ ii concentrice şi excentrice.


22/248

Sisteme de conducte

18

Coturile conductelor preizolate (fig. 1.14 şi fig. 1.15) se execută din ţevitrase, cu raza de curbur ă de cel puţin 1,5·Dn. Forma conturilor poate fi netedă sau cu pliuri (cute). La diametre mari (în domeniul ţevilor sudate) coturile serealizează în construcţie rigidă, din segmente îmbinate prin sudare. Păr ţilecurbate ale conductelor preizolate din oţel sunt forjate conform DIN 2909/DIN

2605 varianta constructivă 3/R = 1,5 Dn, şi respectă cerinţele EN 448, STAS8804/2 respectiv STAS 8804/1.

Fig. 1.14. Cot preizolat. Fig. 1.15. Cot preizolat dublu.

Fig. 1.16. Reduc ţ ie preizolat ă. Fig. 1.17. Ramifica ţ ie preizolat ă.

Reducţiile (fig. 1.16) conductelor preizolate din oţel sunt forjate, conformcerinţelor EN 448, DIN 2609, STAS 8804/1 respectiv STAS 8804/8-92.

Materialele folosite la coturi, ramificaţii şi reducţii preizolate trebuie să fieidentice cu cele ale ţevilor şi trebuie să aibă extremităţile cur ăţate de spumă pe olungime de 200 mm.

Ramificaţiile (fig. 1.17) conductelor preizolate din oţel sunt forjate,conform cerinţelor EN 448, DIN 2609, STAS 8804/1 respectiv STAS 8804/5,6-92.

În circuitele secundare se mai utilizează şi conducte preizolate flexibile dinPe-X la care conducta centrală este din material plastic, iar mantaua din


23/248


19

polietilenă. Aceste conducte au următoarele avantaje: greutate redusă, rezistenţă mare la coroziune, posibilitatea montării direct în sol f ăr ă elemente decompensare. Menţionăm câteva firme producătoare: WIRSBO – PEX,GIACOFLEX, ECOFLEX, MICROFLEX, BRUGG SYSTEMS, LOGSTORetc. Conductele flexibile utilizează elemente de legătur ă speciale cu ajutorul

cărora etanşarea este realizată în interiorul ţevii. În anexa 4 se găsesccaracteristici tehnice pentru gama de produse Pe-X utilizate la reţelele termicede distribuţie. Figurile 1.18 şi 1.19 prezintă secţiuni prin două conducte înaceeaşi manta.

Fig. 1.18. Conducte flexibile ECOFLEX Thermo Twin.

Fig. 1.19. Conducte flexibile CALPEX DUO (Brugg Systems).


24/248

Sisteme de conducte

20

1.4. Elemente de asamblare

De regulă, îmbinarea conductelor din oţel inclusiv a coturilor şiramificaţiilor, se realizează prin sudur ă, şi prin brazare pentru cazul ţevilor dinoţel zincat. Îmbinările cu flanşe se recomandă la racordarea ţevilor cu armăturile

turnate. Flanşele pot fi îmbinate cu ţevile fie prin sudur ă, fie direct pe ţeava bordurată, fie cu ajutorul unui inel sudat. Îmbinările consolidate cu manşoane serecomandă pentru situaţiile în care trebuie asigurată o calitate şi o siguranţă deosebită (amplasare sub căile ferate, str ăzi cu trafic important).

Conductele amplasate aerian sau în canale sunt susţinute de reazeme fixeşi mobile. Conductele preizolate şi cele flexibile pot fi îngropate direct,sprijinirea fiind în acest caz uniform continuă.

Mufe şi izolări locale pentru conducte preizolateÎmbinarea conductelor preizolate, inclusiv a celor din Pe-X se face prin

mufare. Izolaţia durabilă şi impermeabilă a îmbinărilor sudate se realizează prinintermediul mufelor (manşoanelor) termocontractibile (fig. 1.20 – 1.21) conformstandardului EN 489 pentru conducte preizolate. Materialul mufei este din polietilenă de înaltă densitate (PEHD) termocontractibilă în cazul diametrelornominale de până la 400 mm sau polietilenă de înaltă densitatetermocontractibilă reticular ă pentru diametre nominale peste 400 mm.

Fig. 1.20. Man şon termoductibil. Fig. 1.21. Man şon sudabil.

Fig. 1.22. C ăciul ă de capăt.


25/248


21

Fig. 1.23. C ăciul ă de capăt pentru conducte preizolate duble.

Căciulile de capăt (fig. 1.22 şi fig. 1.23) se folosesc pentru protejarea păr ţii frontale a izolaţiei, împotriva inundării capetelor de ţeavă la intrarea înclădiri, cămine de vizitare, sau în locul unde se îmbină conducta preizolată cuconducta clasică.

Inelele de etanşare se folosesc pentru etanşarea dintre ţeava preizolată şizidul de beton la intrarea în cămine de vizitare, canale de expansiune, respectivclădiri. Sunt confecţionate dintr-un cauciuc cu profil special.

Fig. 1.24. Inel de etan şare.

CuplePentru ramificaţiile conductelor preizolate din Pe-X se utilizează cuple

speciale pentru prinderea conductelor, protejate de cochilii pentru ramificaţiicare sunt umplute cu spumă PUR după montaj. Cuplele se utilizează şi pentruconectarea a două conducte.

Fig. 1.25. Cupl ă de conexiune. Fig. 1.26. Cupl ă pentru schimbare de direc ţ ie.


26/248

Sisteme de conducte

22

Fig. 1.27. Cupl ă de reducere. Fig. 1.28. Cupl ă de capăt.

Fig. 1.29. Cupl ă în T pentru ramifica ţ ie.

Fig. 1.30. Cochilii pentru ramifica ţ ie.


27/248


23

1.5. Armături

Armăturile reprezintă elemente de conductă prin intermediul căroracirculaţia fluidelor este controlată, dirijată, şi reglată.

Fig.1.31. Robinete cu sertar.

Fig. 1.32. Robinet cu sertar.1 - tijă; 2 - inel de ghidare; 3 - capac; 4 - garnitur ă etan şare; 5 - şuruburide fixare a capacului; 6 - corpul robinetului; 7 - sertar; 8 - flan şe.


28/248

Sisteme de conducte

24

Robinete de închidereRobinetul cu sertar (fig. 1.31 şi 1.32) are secţiunile de trecere ale vanei

perpendiculare pe direcţia de curgere a fluidului. Circulaţia fluidului seefectuează f ăr ă modificarea direcţiei şi este permisă în ambele sensuri.

Robinete cu ventilOrificiul de trecere al robinetului este plasat într-un plan orizontal sau

oblic (fig. 1.33). Ambele poziţii impun modificarea corespunzătoare a direcţieide curgere a fluidului.

Circulaţia fluidului este permisă într-un singur sens. De regulă, sensul decurgere a fluidului este cel la care presiunea fluidului la robinetul închisacţionează sub ventil, pentru a se reduce cuplul necesar la deschidere.

Fig. 1.33. Robinet cu ventil.1 - corp; 2 - ventil, 3 - scaunul ventilului; 4 - capac; 5 - tijă.

Robinete cu obturator sfericRobinetul sferic (fig. 1.34) are avantajul că asigur ă o închidere fermă şi

pierderi locale reduse, datorită unei rezistenţe hidraulice reduse.

Fig. 1.34. Robinet sferic.


29/248


25

Robinetul de reglare cu clapetă flutureDispozitivul de reglare se execută sub forma unei clapete care basculează

pe axa tijei de antrenare, Tija este prevăzută cu două lagăre de alunecare şi unulsau două lagăre de rostogolire (fig. 1.35).

Fig. 1.35. Robinet de reglare cu clapet ă fluture.

Robinetul de reţinere cu clapetă Robinetul (fig. 1.36) se deschide prin bascularea clapetei. Sensibilitatea

clapetei poate fi crescută prin echiparea robinetului cu o contragreutateexterioar ă.

Fig. 1.36. Robinet de re ţ inere cu clapet ă.


30/248

Sisteme de conducte

26

Robinete de reglare şi controlUn robinet de control creează o cădere de presiune suplimentar ă în

circuitul hidraulic pentru a realiza debitele cerute. Debitul circulat depinde decăderea de presiune pe robinet conform relaţiei

1000⋅ρ

∆= p K q V (1.1)

unde,

V K - coeficientul de debit;

ρ - densitate [kg/m3];q - debitul [m3/h]; p∆ - căderea de presiune [bar].

Valoare maximă a coeficientului V K se obţine pentru poziţia completdeschis a robinetului. Această valoare corespunde debitului măsurat în m3/h al

unui fluid cu densitatea 3dm/kg1=ρ , care trecând prin robinetul de reglare produce o pierdere de presiune de 1 bar. Robinetele de control se aleg astfelîncât valoarea coeficientului V K să asigure debitul nominal în condiţiile

nominale de funcţionare. Coeficientul de debit VS K este valoarea lui V K la cursanominală a tijei de acţionare (h=100), prevăzută în catalogul producătorului pentru o serie constructivă de robinete.

Pentru calculul coeficientului de debit VS K la deschiderea maximă aventilului trebuie să se cunoască:Q [m3/h] - debitul maxim vehiculat;

∆ pi [daN/cm2] - pierderea de sarcină din instalaţie; ∆ pr [daN/cm

2] - pierderea de sarcină admisă pe robinet; ∆ pS [daN/cm

2] - pierderea disponibilă minimă din sistem în zona de racordare;ρ [kg/dm3] - densitatea fluidului vehiculat.

r

VS p

Q K

∆

ρ= max [m3/h]. (1.2)

Caracteristica intrinsecă a unui robinet de control reprezintă variaţia

debitului funcţie de cursa tijei de acţionare h în condiţiile unei căderi de presiuneconstantă prin robinet, egală cu 10 m H2O (fig. 1.37).Un robinet de control cu o caracteristică liniar ă are teoretic o variaţie

liniar ă când V K variază propor ţional cu variaţia cursei tijei de acţionare. Ladebite mici, caracteristica neliniar ă a radiatoarelor duce la deformareacaracteristicii vanei, caracteristica reală fiind diferită de cea teoretică.Caracteristica intrinsecă este logaritmică când coeficientul V K variază propor ţional cu logaritmul cursei tijei de acţionare.


31/248


27

Fig. 1.37. Compensarea neliniarit ăţ ii caracteristicii unit ăţ ii terminale prinadoptarea unei caracteristici neliniare inverse pentru robinetul de reglare.

Alegerea unui robinet de control se efectuează pentru condiţii nominale de

funcţionare, adică cu robinetele de control în poziţia complet deschis şi ocăderea de presiune min p∆ (fig. 1.38). Pe măsur ă ce robinetul se închide, cădereade presiune creşte, caracteristica devenind neliniar ă. Gradul de distorsionaredepinde de raportul

max

min

p

p

∆∆

=β , (1.3)

denumit autoritatea vanei.

Fig.1.38. Presiunea diferen ţ ial ă aplicat ă robinetului de control depindede gradul de deschidere a acestuia.


32/248

Sisteme de conducte

28

Fig.1.39. Modificarea caracteristicii liniare a unui robinet în func ţ ie deautoritatea sa.

În figura 1.39 este prezentat modul în care o caracteristică liniar ă estedistorsionată în funcţie de valorile diferite ale parametrului β . Literatura de

specialitate recomandă 5.0=β ca o valoare minimă acceptabilă. Cu alte cuvinte,valoarea căderii de presiune înregistrată când robinetul de control este completdeschis şi funcţionează la parametri nominali, trebuie să fie cel puţin jumătatedin valoarea căderii de presiune totală pe circuit. Caracteristica ideală pentru unrobinet de reglare este cea care compensează caracteristicile rezistenţelor localedin circuit. În fig. 1.40 se prezintă o caracteristică logaritmică.

Dacă 5030 ,... ,=β este indicată o caracteristică logaritmică a robinetului.Dacă 8050 ,... ,=β este indicată o caracteristică liniar ă a robinetului.Robinetele de reglare pot fi alese şi în afara acestor limite.

În reţelele secundare şi în instalaţiile termice interioare sunt utilizaterobinete specifice cu rol de reglare sau/şi de echilibrare. Caracterizarea uneivane se efectuează prin determinarea valorii unor parametri specifici.


33/248


29

Fig. 1.40. Modificarea caracteristicii EQM a unui robinet în func ţ ie deautoritatea sa.

Fig. 1.41. Ventil manual pentru radiatoare


34/248

Sisteme de conducte

30

Fig. 1.42. Ventil sferic.

Modernizarea instalaţiilor de încălzire înseamnă în primul rând reglareacantităţii de căldur ă conform cerinţelor consumatorului. În figura 1.41 este prezentat un ventil manual pentru radiatoare, cu posibilitate de presetare adebitului. Pentru închidere/izolare, în instalaţiile de încălzire se recomandă utilizarea ventilului sferic (fig. 1.42).

Ventilele termostat (fig. 1.43) montate pe radiatoare sunt unităţi destinatecontrolului temperaturii în încă peri. Principiul de funcţionare constă în utilizareaunui senzor integrat cu lichid care se dilată la creşterea temperaturii în încă pere,indiferent de sursă, şi acţionează prin intermediul unui capilar spiralat asupragradului de deschidere a robinetului. Temperatura interioar ă dorită se stabileşte prin rotirea capului termostat. Dispozitivul nu necesită energie exterioar ă.

Robinetele de echilibrare cu două căi sunt dispozitive des utilizate pentru echilibrarea reţelelor termice de distribuţie. Robinetul de echilibrarehidraulică se montează pe conducta tur a instalaţiilor de încălzire şi lucrează înconcordanţă cu regulatorul de presiune diferenţială. Acest tip de robinet esteutilizat pentru echilibrare şi presetare precum şi ca punct de măsurare, punctelede măsurare fiind cu autoetanşare (anexa 5).


35/248


31

Fig. 1.43. Ventil termostat.

Regulatorul de presiune diferenţială este un element al sistemuluiautomat, montat pe conducta de retur încălzire pentru a înlocui diafragmele careserveau la echilibrarea reţelei de termoficare. Spre deosebire de diafragme,regulatoarele de presiune diferenţială adaptează căderea de presiune la valoarea

prescrisă în funcţie de presiunile de intrare şi de ieşire din punctul termic.Domeniul de aplicabilitate al regulatoarelor de presiune diferenţială este dat desistemele de încălzire. Regulatoarele de presiune diferenţială au funcţii decontrol a presiunii diferenţiale şi a reglării căderii de presiune. Regulatoarele de presiune pot fi folosite ca punct de măsur ă precum şi pentru închidere sau golire.


36/248

Sisteme de conducte

32

Fig. 1.44. Robinet de echilibrare tip STAD.

Vanele de reglare prezentate în anexa 5 sunt cele mai utilizate pe pia ţaromânească producătorul acestora fiind Tour & Andersson.

Robinetele cu trei căi (anexa 6) permit o reglare eficientă a reţeleitermice înlocuindu-le cu succes pe cele cu două căi. Pot avea două funcţiidistincte: funcţie de amestec şi funcţie de ocolire.

Fig. 1.45. Reglarea cu ajutorul robinetelor cu trei căi cu rol de amestec.

Robinetele cu trei căi având funcţie de amestec sunt utilizate pentrualimentarea unui circuit cu debit constant şi temperatur ă variabilă. Debitul

primar cu temperatura t p este amestecat cu agentul secundar de pe conducta de

retur cu temperatura tr în propor ţia necesar ă pentru a obţine temperatura de

amestec necesar ă ts. Când racordul E se deschide, racordul L se închide în


37/248


33

aceeaşi propor ţie. Al treilea racord r ămâne deschis. Dacă racordul E este închis,

nu poate fi extrasă energie din primar, temperatura ts devenind egală cu tr .

Schema prezentată în figura 1.45 poate fi creată prin utilizarea a două

robinete cu două căi (fig. 1.46). Prin urmare, o vană cu trei căi poate fi

reprezentată de două vane cu două căi lucrând în opoziţie.

Fig. 1.46. Utilizarea robinetelor cu două căi în locul

unui robinet cu trei căi cu rol de amestec.

Fig. 1.47. Sec ţ iune prin robinet cu trei căi cu func ţ ie de amestec.

Robinetele de reglare cu trei căi cu funcţie de ocolire sunt utilizate pentrualimentarea unui circuit cu un debit variabil şi temperatur ă constantă, menţinând

debitul primar constant.


38/248

Sisteme de conducte

34

Fig. 1.48. Reglajul cu ajutorul robinetelor cu trei căi cu rol de ocolire.

Debitul primar este transmis prin racordul E sau bypass-at prin racordul L.În principiu, el este constant. Vana de echilibrare STAD-1 amplasată peconducta cu debit constant, limitează debitul prin crearea unei pierderi de sarcină constantă. Cum vana cu trei căi din circuitul de distribuţie este utilizată pentrumenţinerea constantă a debitului primar pentru evitarea interacţiunii întrecircuite, este logic să se ia orice măsur ă care este necesar ă pentru a satisfaceacest obiectiv. Acest lucru este realizat prin montarea unei vane de echilibrareSTAD-3 în by-pass pentru a crea o pierdere de sarcină echivalentă cu cea a lui C pentru acelaşi debit. Astfel, debitul primar este neschimbat dacă racordul E sauL este complet deschis deoarece rezistenţele hidraulice în serie cu acesteracorduri au aceeaşi valoare.

Vanele cu trei căi sunt, de obicei, proiectate pentru a realiza funcţia de

amestec prin intermediul a două intr ări şi o ieşire. Utilizarea lor pentru ocolire cu

o intrare şi două ieşiri poate genera circulaţia apei într-o direcţie inversă celei

planificate, creând o creştere semnificativă a nivelului de zgomot şi a vibraţiilor

vanei. De aceea, vana cu trei căi cu rol de ocolire se plasează în circuitul de

întoarcere aşa cum se prezintă în figura 1.48.


39/248


35

Fig. 1.49. Sec ţ iune prin robinet cu trei căi cu func ţ ie de ocolire.

1.6. Suporturi

Funcţionarea unei conducte sau a unui sistem de conducte estecaracterizată de apariţia simultană sau succesivă a numeroase for ţe, momente şideplasări: greutatea proprie, greutatea fluidului la parametrii de lucru, reacţiunile provocate de curgerea fluidului, greutatea izolaţiei termice şi a materialului de protecţie aferent, deplasările datorate dilatării şi contracţiei termice, sarcinileexterioare induse de mediul ambiant.

Suporturile se clasifică după:- deplasările permise în suporturi fixe şi mobile;- modul de preluare şi transmitere a sarcinilor în suspensii şi reazeme.

Fig. 1.50. Vedere transversal ă sistem de conducte de termoficare.1 - cămin de vane; 2 - compensator; 3 - aerisire;

4 - punct de colectare scurgeri; 5 - drenare.


40/248

Sisteme de conducte

36

Fig. 1.51. Sistem de conducte de termoficare. P ăr ţ i componente.

1.6.1. Suporturile mobile

Suporturile care permit deplasarea conductei pe una sau mai multe direcţiisunt denumite suporturi mobile. Când deplasarea are loc într-o singur ă direcţie,reazemul este ghidat. Există diverse variante constructive: cu frecare prinalunecare, cu frecare prin rostogolire (reazeme cu role, rulouri) etc. Reazemelemobile sunt utilizate pentru transmiterea greutăţii conductelor termice asupraconstrucţiilor portante, ele asigurând în acelaşi timp libertatea deformaţiilordeterminate de variaţiile de temperatur ă ale agentului termic.

La diametre mici de conductă, 50 ÷ 150 mm, sunt preferate suporturilemobile alunecătoare, având un coeficient de frecare oţel pe oţel de 0,3...0,6. Unasemenea suport este prezentat în fig. 1.52.

Suporturile mobile cu role (rulante) se utilizează pentru conducte cudiametrul de peste 150 mm, montate aerian sau subteran în canale vizitabile.Eforturile longitudinale suportate de construcţii portante sunt mult reduse prinaceastă tehnologie, coeficientul de frecare fiind 0,03...0,1. În figurile 1.53 ÷ 1.56sunt prezentate diverse variante constructive de suporturi mobile cu role şi arc.


41/248


37

Fig. 1.52. Reazem mobil cu frecare prin alunecare.

Conductele de înaltă, medie şi joasă presiune cu diametre de sub 600 mm,montate la înălţime se susţin cu ajutorul suspensiilor. Suspensiile se fixează pe por ţiunile orizontale sau verticale ale traseului de conductă, fie cu eclise sudate,fie cu bride. Conducta se suspendă cu ajutorul unor tiranţi şi cârlige. Suspensiileconductelor ce transportă agent termic pot avea şi dispozitive elastice

suplimentare pentru preluarea deplasărilor pe verticală. Suporturile cu suspensie(articulaţie şi arc) se utilizează în situaţii speciale pentru conducte care facschimburi de direcţie în planul vertical, precum şi în punctele în care conductelefac deplasări după trei direcţii.


42/248

Sisteme de conducte

38

Fig.1.53. Suport dublu mobil cu rol ă.

Fig. 1.54. Suport mobil cu un arc.


43/248


44/248

Sisteme de conducte

40

Fig.1.57. Suspensie monofilar ă Fig.1.58. Suspensie monofilar ă cu ureche, muf ă şi brid ă. cu tijă cu arc şi brid ă.

1- Ureche 1- Tijă cu arc2- Cârlig 2- Cârlig3- Tijă cu filet drept 3- Grindă 4- Muf ă cu filet 4- Tijă cu filet5- Tijă cu filet stâng 5- Bridă 6- Grindă 6- Tirant7- Bridă 7- Piuliţă 8- Tirant

8- Piuliţă


45/248


41

Fig.1.59. Suspensie monofilar ă Fig. 1.60. Suspensie bifilar ă cu ureche, ghidaj cu arc şi brid ă. cu piuli ţă şi suport.

1- Ureche 1- Tijă cu filet2- Cârlig 2- Cârlig3- Ghidaj cu arc 3- Ureche

4- Tijă cu filet 4- Grindă 5- Grindă 5- Suport6- Bridă 6- Piuliţă 7- Tirant8- Piuliţă


46/248

Sisteme de conducte

42

Fig.1.61. Suspensie bifilar ă cu ureche, Fig.1.62. Suspensie bifilar ă ghidaj cu arc, grind ă şi suport. cu piuli ţă , ghidaj cu

arc, consol ă şi dublant ă.

1-Ureche 1- Tijă cu filet2- Cârlig 2- Cârlig3- Grindă 3- Consolă 4- Suport 4- Dublantă 5- Ghidaj cu arc 5- Ghidaj cu arc6- Tirant 6- Piuliţă

7- Tirant

În cazul utilizării conductelor preizolate, modul de sprijinire pe reazeme

mobile este similar cu cel menţionat pentru conductele clasice, cu respectarearecomandărilor furnizate de producători. În figura 1.63 sunt prezentateschematic tipurile principale de suporturi mobile utilizate la conductele preizolate.


47/248


43

Tabel 1.1. Exemple de simbolizare a suporturilor rezemate

Tip Simbolizare

Suport fix

Suport glisant

Suport glisant ghidat

Rulant ghidat

Rulant

Suport fix

Suport ghidat


48/248

Sisteme de conducte

44

Fig.1.63. Principalele tipuri de suporturi mobile pentru conducte preizolate.

1.6.2. Suporturi fixe

Suporturile fixe sunt elemente prin care se rigidizează reţelele termice(fixare de elemente de construcţie, stâlpi, estacade, blocuri de ancoraj montate însol).

Fig. 1.64. Suport cu brid ă şi postament fix.


49/248


45

Fig. 1.65. Suport U fix.

Fig. 1.66 . Suport L fix.

Suporturile fixe solidarizează anumite puncte ale conductelor cuconstrucţiile portante şi trebuie prevăzute pe traseul conductelor, astfel încâtîntre două fixări consecutive să existe un singur dispozitiv sau sistem decompensare a dilatării conductelor. Figurile 1.64 ÷ 1.66 prezintă principalele

tipuri de suporturi fixe.Punctele fixe subterane pentru conducte preizolate sunt scuturi din beton

armat încastrate în teren sau în pereţii canalelor (fig. 1.67). Conductele suntlegate rigid cu scutul de beton armat prin intermediul unor plăci opritoare dinoţel, sudate. În cazul amplasării conductelor în canale circulabile sausupraterane, suporturile fixe au forma unor construcţii metalice solidarizate cuconductele respective prin sudur ă sau cu şuruburi.


50/248

Sisteme de conducte

46

În cazul conductelor preizolate utilizarea punctelor fixe esterecomandabilă în următoarele situaţii:

- pentru dirijarea direcţiei deformaţiilor (de exemplu: în faţa curbelor cuunghiuri mici, în cazul configuraţiilor „L” şi „Z” etc.);

- condiţii deosebite de teren (de exemplu: teren cu pantă mare).

Vedere frontal ă.

Vedere lateral ă. Vedere în plan.

Fig.1.67. Suport fix din beton pentru conducte preizolate.


51/248


47

For ţele care acţionează asupra reazemelor fixe sunt: greutateaconductelor, frecarea pe reazemele mobile, reacţiunile elastice dincompensatoarele de dilatare şi for ţele datorate presiunii interne.

1.7. Compensatoare de dilatareDatorită dilatării conductei aflate în exploatare, traseul unei reţele termice

trebuie prevăzut cu compensatoare pentru preluarea deformaţiilor.Compesatoarele pot fi: natural elastice, cu presgarnitur ă sau lenticulare.

Compensatoarele natural elastice sunt trasee de conductă realizate prinschimbări de direcţie. Compensatoarele natural elastice sunt delimitate dereazemele fixe prevăzute de o parte şi de alta a schimbărilor de direcţie, ladistanţe convenabil alese. Pe traseele sistemelor de conducte se pot întâlnicompensatoare în formă de „U”, „L” sau „Z”, capabile să se deformeze în

domeniul elastic sub influenţa variaţiilor de temperatur ă a agentului termic (fig.1.68).

1.68. Compensatoare naturale elastice în formă de „U”, „L” şi „Z”.

În figura 1.69 sunt prezentate soluţii tehnice recomandabile pentrusisteme complexe ce cuprind două conducte de încălzire din ţeavă de oţel

preizolată şi două conducte ce transportă apă caldă de consum din Pe-X.


52/248

Sisteme de conducte

48

Fig.1.69. Detaliu compensator „U” pentru sisteme de conducte preizolate.

Compensatoare cu presgarnitură Se utilizează pentru preluarea deformaţiilor tronsoanelor rectilinii de

conducte, în situaţiile în care nu se dispune suficient spaţiu pentru amplasareacompensatoarelor curbate în formă de „U”. Etanşarea necesar ă pentru aceste

compensatoare se realizează cu ajutorul unei garnituri. Acestea prezintă avantajul unor dimensiuni şi rezistenţe hidraulice reduse (fig. 1.70). Principaluldezavantaj este că necesită întreţineri periodice pentru a se asigura o etanşarecorespunzătoare şi creează posibilitatea încărcării reazemelor fixe cu for ţe de presiune interioar ă.


53/248


49

Fig. 1.70. Compensator axial cu presgarnitur ă:1 – pahar; 2 – corp; 3 – inel fix; 4 – inel mobil,

5 – garnitur ă (azbest); 6 – inel de presiune (presetupă ).

Compensatoare lenticulare (cu burduf)În condiţii dificile de montare a conductelor se utilizează compensatoare

lenticulare în scopul preluării deformaţiilor. Pentru preluarea deformaţiilor într-odirecţie perpendicular ă pe ax se utilizează compensatoare lenticulare axiale (fig.1.71), pentru preluarea deformaţiilor elementului lenticular se recomandă

compensatoare laterale (fig. 1.72), iar pentru preluarea unei rotaţii unghiularecompensatoarele unghiulare (fig. 1.73).

În figura 1.74 şi în tabelul 1.2 este prezentat un compensator pentruconducte preizolate produs de firma ISOPLUS.

Fig. 1.71. Compensator lenticular axial: a – simplu; b – dublu.


54/248

Sisteme de conducte

50

Fig. 1.72. Compensator lenticular lateral:a – articulate cu cuple rotative; b – articulate cu cuple sferice.

Fig. 1.73. Compensator de dilatare lenticular unghiular:a – cu cupl ă de rota ţ ie; b – cu articula ţ ie cardanică.


55/248


51

Fig. 1.74. Compensator pentru conducte preizolate.

Tabel 1.2. Dimensiuni compensatoare ISOPLUS

DN da s da’ Da sD M LL um F A G[mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [N/mm] [cm2] [kg]

20 26,9 3,2 56,0 125 34,5 1000 275 50 176 9,7 1,825 33,7 3,2 56,0 125 34,5 1000 275 50 176 9,7 1,832 42,4 2,6 73,0 140 33,5 1000 275 50 204 15,1 2,040 48,3 2,6 73,0 140 33,5 1000 275 50 177 16,3 2,0

50 60,3 2,9 86,0 160 37,0 1000 275 50 224 25,9 2,465 76,1 2,9 106,0 180 37,0 1000 335 70 219 42,1 3,880 88,9 3,2 122,0 180 29,0 1000 345 70 180 67,8 5,4

100 114,3 3,6 139,7 225 42,6 1200 390 80 212 109,9 7,6125 139,7 3,6 168,3 250 40,8 1200 400 80 226 159,9 9,7150 168,3 4,0 193,7 280 43,1 1200 475 100 261 230,5 15,4200 219,1 4,5 268,0 355 43,5 1200 515 120 361 383,9 24,0250 273,0 5,0 323,9 400 38,0 1200 515 120 362 594,0 31,5300 323,9 5,6 355,6 450 47,2 1400 660 140 353 834,2 51,5350 355,6 5,6 406,4 500 46,8 1400 650 140 617 1004,3 60,0400 406,4 6,3 457,2 560 51,4 1400 650 140 505 1310,0 75,5

450 457,2 6,3 508,0 630 61,0 1400 660 150 528 1656,1 86,0500 508,0 6,3 560,0 670 55,0 1400 660 150 537 2042,8 93,0600 610,0 7,1 675,0 800 62,5 1500 690 150 864 2937,8 162,0


56/248

Sisteme de conducte

52

1.8. Soluţii constructive de amplasare a conductelor detransport a agentului termic

Amplasarea reţelelor termice se poate face subteran în canale termice,subteran direct în sol şi aerian. De regulă, se prefer ă amplasarea subterană.

Montarea supraterană (aeriană) este admisă în următoarele situaţii: în incinte şi pe platforme industriale, în afara ansamblurilor de clădiri civile, în situaţia unuinivel permanent ridicat al apelor freatice, în condiţii locale speciale.

1.8.1. Reţele termice subterane

Conductele termice pot fi îngropate direct în teren sau amplasate în canalecirculabile, semicirculare sau necirculabile. Amplasarea direct în sol seutilizează în cazul conductelor din oţel preizolate termic şi în cazul conductelordin polietilenă Pe-X preizolate. În cazul conductelor din oţel izolate cu vată

minerală sau în cazul în care conductele izolate clasic sunt înlocuite cu conducte preizolate în cadrul unor lucr ări de reabilitare sau modernizare se prefer ă varianta cu montare în canale. Reţelele termice subterane se montează de regulă la adâncimi de 0,6 – 2,5 m.

Canale vizitabileCanalele circulabile sau vizitabile pot cuprinde pe lângă reţeaua termică

propriu-zisă mai multe tipuri de reţele: conducte de alimentare cu apă, cabluri defor ţă, cabluri de telecomunicaţii. Montarea conductelor în canale circulabileasigur ă accesul personalului de întreţinere, însă este o soluţie foarte costisitoare.

Investiţia se justifică numai în cazul unui număr mare de conducte, cu trasee paralele, în incinta marilor întreprinderi industriale şi la limita centralelor determoficare. Pereţii canalelor vizitabile se execută din beton armat, din blocuride beton sau din zidărie de căr ămidă.

Dimensiunile minime ale unui canal circulabil (fig. 1.75) sunt: înălţime1,80 m, lăţime 0,6 m. Canalele vizitabile sunt prevăzute cu iluminat artificial şiventilare pentru ca temperatura din interiorul canalului să nu depăşească 40oC.Pe traseu se prevăd trape şi guri de acces la distanţe de maximum 200 metri, lacapetele de reţea şi la schimbările de direcţie.

Canale semicirculabileCanalele semicirculabile sunt utilizate atunci când să păturile pentrurepararea conductelor sunt excluse sau de evitat (subtraversări de str ăzi, căiferate etc.). Dimensiunile minime ale unui canal semicirculabil sunt: înălţime 1,6m, lăţime 0,5 m (fig. 1.76). Conductele se montează pe suporturi prinse pe radiersau pe pereţii canalului.


57/248


53

Fig. 1.75. Canal circulabil din beton armat monolit.

Fig. 1.76. Canal semicirculabil.

Canale necirculabileCanalele necirculabile (fig. 1.77) reprezintă soluţia cea mai des întâlnită în

ţara noastr ă. De regulă, sunt executate din căr ămidă sau beton armat cu secţiuni

dreptunghiulare, însă pot fi şi ovale sau cilindrice. În canalele nevizitabile cuscuturi de beton pentru suporturi fixe, se prevede o gur ă de vizitare în amonte şigol în scutul de beton pentru scurgerea eventualelor ape de infiltraţie.


58/248

Sisteme de conducte

54

Fig. 1.77. Canal necirculabil.

Montarea canalelor se efectuează în general, deasupra nivelului apelorfreatice. Atunci când această soluţie nu este posibilă este necesar ă izolareahidrofugă cu 50 centimetri deasupra nivelului maxim al apelor. Pentru evitareainfiltraţiilor subterane, în zonele canalelor care se găsesc sub nivelul acestora serecomandă construirea de drenaje şi puţuri absorbante.

Canalele trebuie să aibă pante de scurgere a apelor de infiltraţie în senslongitudinal de minim 2o/oo. La punctele de nivel minim se prevăd legături lacanalizarea generală şi clapete contra refulării. În lungul canalelor termicetrebuie prevăzute rosturi de tasare şi de dilataţie la cel mult 40 metri distanţă.

Instalaţiile anexe ale reţelelor termice montate în canalPrin instalaţii anexe ale reţelelor de termoficare se înţeleg instalaţiile de

golire, instalaţiile de ventilare şi instalaţiile electrice necesare pentru asigurarea

exploatării normale a reţelelor.a) Instalaţii de golireInstalaţiile de golire se compun din legăturile şi armăturile montate în

cuvele amplasate în punctele de golire de pe traseele reţelelor de termoficare şi

din conductele şi tuburile din fontă dintre aceste cuve şi punctele de scurgere a

apei.

b) Instalaţii de ventilareInstalaţiile de ventilare se compun din elementele ce se prevăd pentru

canale termice semicirculabile şi circulabile şi în cămine, pentru a nu se depăşi

temperatura de 35oC în interior.

c) Instalaţii de evacuare a apelor de scurgereCanalele reţelelor termice subterane se prevăd cu instalaţii de evacuare a

apei rezultate din infiltraţii, golirea şi evacuarea conductelor. Canalele se prevăd

cu pantă de minim 5o/oo către punctele de evacuare.


59/248


55

Conducte preizolate montate direct în sol Soluţia este în curs de implementare în ţara noastr ă, în Europa de Vest

fiind preponderentă. Conductele preizolate se montează pe suporturi din poliuretan, saci de nisip, dulapi de lemn, într-un strat de nisip cu granulaţia 0,5 ÷4 mm, care depăşeşte cu minimum 10 cm partea superioar ă a mantalei de

protecţie a conductei cu diametrul cel mai mare. În figura 1.78 şi în tabelulconex 1.3 sunt prezentate informaţii privind amplasarea conductelor preizolateISOPLUS.

Aşa cum rezultă din tabelul 1.3 adâncimea de pozare a conductelor preizolate variază în intervalul 0,97 m ÷ 2,6 m în funcţie de diametrul conductei.Diferenţa între nivelul terenului şi nivelul stratului de nisip este recomandabil să se situeze între 0,8 m ÷ 1,2 m.

Lăţimea şanţului depinde de numărul şi diametrul conductelor. Distanţeleminime dintre conducte sau între conductă şi marginea şanţului variază între 100mm la diametre mici, până la 900 mm la diametre de conductă de 1200 ÷ 1300

mm.

Fig. 1.78. Sec ţ iune transversal ă printr-o re ţ ea de conducte preizolate.


60/248

Sisteme de conducte

56

Tabel 1.3. Indica ţ ii amplasare conducte preizolate

Diametrulconductei

Grosimestrat

acoperireAdâncime sol Minimum

Lăţimesăpătură

Da UH T M B[mm] [m] [m] [mm] [m]65 0,80 0,97 100 0,4375 0,80 0,98 100 0,4590 0,80 0,99 150 0,63

110 0,80 1,01 150 0,67125 0,80 1,03 150 0,70140 0,80 1,04 150 0,73160 0,80 1,06 200 0,92180 0,80 1,08 200 0,96

200 0,80 1,10 200 1,00225 0,80 1,13 200 1,05250 0,80 1,15 200 1,10280 0,80 1,18 300 1,46315 0,80 1,22 300 1,53355 0,80 1,26 300 1,61400 0,80 1,30 400 2,00450 0,80 1,35 400 2,10500 0,80 1,40 400 2,20560 0,80 1,46 500 2,62

630 0,90 1,63 500 2,76670 0,90 1,67 600 3,14710 1,00 1,81 600 3,22800 1,00 1,90 700 3,70900 1,20 2,20 700 3,901000 1,20 2,30 800 4,401100 1,20 2,40 800 4,601200 1,20 2,50 900 5,101300 1,20 2,60 900 5,30

În figura 1.79 se poate observa o variantă de amplasare a unui sistem deconducte de termoficare, ce conţine patru conducte: două tur – retur pentruîncălzire şi două tur – retur pentru apă caldă de consum.


61/248


57

Fig. 1.79. Detaliu de sec ţ iune printr-o re ţ ea termică de distribu ţ ie.

1.8.2. Reţele termice supraterane

Amplasarea supraterană a conductelor termice este o soluţierecomandabilă numai în zone situate în afara perimetrului construibil allocalităţilor, pe platformele şi în incintele industriale, de-a lungul căilor ferate, acăilor de comunicaţii, a râurilor, a canalelor deschise şi în culoare tehnologice.

Amplasarea aeriană se execută pe stâlpi de beton armat sau metalici.Stâlpii de susţinere trebuie să asigure gabaritul de liber ă trecere în zonele de

supratraversare sau pot fi şi de mică înălţime dacă există condiţii, pe construcţiirezultate dintr-o fundaţie din beton simplu şi un cuzinet din beton armat. La pozarea aeriană a reţelelor termice pe suporturi de mică înălţime, distanţaminimă de la sol până la partea inferioar ă a termoizolaţiei finite a conducteloreste de 0,3 m.

Fig. 1.80. Amplasarea aeriană a conductelor la înăl ţ ime mică: 1 – cuzinet.


62/248

Sisteme de conducte

58

Fig. 1.81. Amplasarea aeriană a conductelor termice pe stâlpi prefabrica ţ i din beton armat:

a, b – stâlpi în formă de „T”; c – stâlp dublu „T”; d – stâlp portal;e – stâlp dublu portal.

1.9. Telegestiunea sistemelor de conducte

În vederea unei administr ări economice şi eficiente în condiţii desiguranţă mărită şi protecţie a mediului, sistemele complexe de conducte se prevăd cu sisteme teleinformatice de monitorizare şi conducere operativă de tipSCADA. Unităţile de bază ale unui sistem de control şi monitorizare de acest tipcuprind aparate de comandă, măsur ă, control, semnalizare şi sisteme detransmitere la distanţă a datelor achiziţionate.

Obiectivele generale urmărite de un sistem dispecer de supraveghere şiconducere operativă trebuie să asigure:- furnizarea în timp real a datelor;- optimizarea transportului şi distribuţiei;- depistarea operativă a avariilor;- optimizarea funcţionării instalaţiilor tehnologice;- prelungirea duratei de viaţă a echipamentelor;- asigurarea interfeţei tranzacţionale cu furnizorii şi consumatorii de agent

termic;- îmbunătăţirea calităţii serviciilor furnizorilor în raport cu consumatorii;

- creşterea eficienţei economice.Funcţiile realizate prin intermediul telegestiunii sunt: funcţii operative dereglare, supraveghere, comandă, protecţie şi ghid operator; funcţii semioperativede optimizare, autodiagnoză, programare on-line a sistemului, mentenanţă;funcţii neoperative de documentare, protocolare şi optimizare „off-line”.

Sistemele complexe de conducte se prevăd cu un „dispecer central”,gestionat de un „dispecer coordonator”, care supraveghează şi conduce în timpreal întreaga reţea.


63/248


59

Nivelurile de conducere cuprind:- nivelul 1 de culegere date;- nivelul 2 de conducere distribuită;- nivelul 3 de conducere centralizată.

Detalii privind automatizarea sistemelor de alimentare centralizată cu

agent termic se găsesc în cap. 5.4.3.Sistemul SCADA se utilizează frecvent în ţările vestice, în ţara noastr ă implementarea lui fiind într-o fază de început. În ultimii ani şi în Româniareţelele termice sufer ă un proces de modernizare. Se utilizează sisteme simple desupraveghere, a căror unic scop este prevederea scurgerilor. Sistemul desupraveghere a unui sistem de conducte trebuie să aibă trei funcţiunifundamental distincte: supravegherea reţelei de conducte, localizarea defectului,evaluarea defectului. Detectarea scurgerilor din conducte este posibilă datorită existenţei în interiorul materialului izolator a unor conductori electrici. Laapariţia umezelii rezistenţa electrică dintre conductorii de Cu, montaţi în

materialul izolator în timpul procesului de fabricaţie şi conducta de oţel semodifică, defectul apărut putând fi localizat cu ajutorul unui reflectometru deimpulsuri.

Supravegherea sistemului de conducte se bazează pe precizarea stării deumiditate a materialului izolaţiei termice prin măsurarea rezistentei izolaţiei.Dacă rezistenţa izolaţiei coboar ă sub o limita prestabilită se produce osemnalizare. Pe lângă aceste sarcini specifice de supraveghere sistemul verifică independent dacă circuitul sensibil este închis şi prin aceasta funcţionalitatealanţului de măsurare este garantată. Aparatele de localizare indică loculdefectului în procente din lungimea totală a conductei pe care este instalat

circuitul sensibil. Evaluarea defectelor de umiditate se poate efectua în fazaincipientă şi astfel se asigur ă un interval de timp suficient de mare pentru programarea optimală a măsurilor necesare de remediere. Există aparate speciale pentru supravegherea lucr ărilor de montaj care permit obţinerea de informaţiidiverse asupra calităţii izolaţiei termice încă de la începutul exploatării reţelei.


64/248

Sisteme de conducte

60

Capitolul 2Calculul hidraulic

2.1. Calculul hidraulic al pierderilor de sarcină

Calculul hidraulic al reţelelor, indiferent de natura fluidului (apă rece, apă

fierbinte, abur, gaze, aer comprimat) implică în primul rând calculul pierderilorde sarcină. Pierderea de sarcină exprimă procesul de disipare a energieicurentului de fluid. În literatura de specialitate, subiectul reprezintă o îmbinareîntre abordări teoretice şi experimentale. Pierderea de sarcină se calculează printr-o relaţie de forma

g

V hr 2

2

ζ= , (2.1)

unde ζ este un coeficient adimensional, denumit coeficient de pierderi de

sarcină şi V viteza medie a fluidului în conductă. Pierderile de sarcină suntliniare şi locale. Calculele hidraulice se efectuează respectând principiulsuprapunerii efectelor, pierderile de sarcină totale fiind determinate ca sumadintre pierderile liniare şi cele locale.

Factorii care influenţează pierderile de sarcină liniar ă într-un sistem deconducte sunt:

• Lungimea conductei. Pierderea de sarcină liniar ă este direct propor ţională cu lungimea L a curentului de fluid.

• Raza hidraulică. Pierderea de sarcină este invers propor ţională cu razahidraulică, R. Raza hidraulică este definită ca raportul între secţiuneafluidului şi perimetrul udat. În cazul conductelor circulare

4

D=R , (2.2)

unde D reprezintă diametrul conductei.


65/248

2. Calculul hidraulic

61

• Viteza medie. Legea de variaţie a pierderilor de sarcină liniar ă d h cuviteza medie V depinde de regimul de mişcare: în regim laminar există odependenţă liniar ă între pierderi şi viteza medie, iar în regim turbulent pierderile sunt propor ţionale cu viteza medie la o putere cuprinsă între1,75 şi 2.

• Natura fluidului. Influenţa naturii fluidului este descrisă prin densitatea ρ şi coeficientul dinamic de viscositate .

• Rugozitatea suprafe ţ elor solide. Pierderea liniar ă de sarcină esteinfluenţată de rugozitatea pereţilor. Rugozitatea depinde de naturamaterialului şi de modul de prelucrare a suprafeţelor. Rugozitatea poate ficlasificată în rugozitate artificială (executată în condiţii de laborator printr-un procedeu de lipire a unor granule de nisip de diametru constant pe peretele interior neted al conductei) şi rugozitate naturală sau tehnică (întâlnită în conductele şi canalele reale). Rugozitatea artificială se descrie prin:- rugozitatea absolută 2 / k =∆ care exprimă înălţimea caracteristică a

granulelor de nisip de diametru k fixate cu adeziv pe pereţii netezi aiconductelor, în scopul efectuării de studii experimentale în condiţii delaborator;

- rugozitatea relativă exprimată ca raportul dintre rugozitatea absolută şi raza hidraulică R. Uneori este definită ca raportul între rugozitateaabsolută şi diametrul conductei D.

Rugozitatea naturală este neregulată. Aprecierea înălţimii asperităţilorfiind o problemă dificilă se utilizează noţiunea de rugozitate echivalentă e∆ , pentru a descrie înălţimea asperităţilor artificiale care în condiţii similare decurgere ar produce o pierdere de sarcină egală cu cea produsă de rugozitateanaturală. Rugozitatea variază în timp în funcţie de natura materialului din careeste alcătuită conducta şi de proprietăţile fizico-chimice ale fluidului transportat.În anexa 7 se pot observa valorile rugozităţii absolute pentru diverse tipuri deconducte şi canale.

2.1.1. Calculul pierderilor de sarcină liniară.

Relaţia generală pentru calculul pierderilor de sarcină liniar ă este

g

V fLhd 2

2

⋅=R

[m], (2.3)

unde f este denumirea coeficientului de sarcină liniar ă.


66/248

Sisteme de conducte

62

Pentru conducte circulare, relaţia se întâlneşte sub forma

g

V

D

Lhd 2

2

⋅λ

= [m], (2.4)

cunoscută în literatur ă drept relaţia lui Darcy-Weissbach.

Tabel 2.1. Rela ţ ii pentru calculul pierderilor liniare de sarcină.

Denumire Relaţie de calcul Domeniu de valabilitateFormulaHagen –

Poiseuille D Re

64=λ 2300


67/248


63

Formula luiŞevelev

b

b vc

D

a

υ+⋅=λ -

Formula luiŞevelev pentru

conducte de

transport aapei

b

b v

e

D

d

+⋅=λ 1 -

Tabel 2.2. Valoarea coeficien ţ ilor din formulele lui Ş evelev.

CoeficienţiDomeniu de utilizare

a b c d e

Conducte noi de oţel îmbinate prinsudur ă (k=0.011 mm)

0.312 0.226 61091 −⋅. 0.0159 0.684

Conducte noi de fontă îmbinate

prin mufe sau înfiletare(k=0.2 mm) 0.863 0.284610550 −⋅. 0.0144 2.36

Conducte vechi de oţel sau fontă îmbinate prin mufe sau înfiletare

(k=1 mm) pentru m.v

610081 −⋅≤υ

,

respectiv pentru apă sm.v 21≥

0.021 0.3 11 ≅+=υ

+v

e

vc

Conducte vechi de oţel sau fontă îmbinate prin mufe sau înfiletare

(k=1mm) pentru m.v6

10081 −

⋅>υ

,respectiv pentru apă sm.v 21<

1.0 0.3 6

1051

−

⋅. 0.0179 0.867

O altă formulare a relaţiei de calcul a pierderilor de sarcină liniar ă a fost

determinată prin similitudine

22 V C

Lhd

R = , (2.5)

unde C este coeficientul lui Chézy.Coeficientul de pierderi de sarcină liniar ă este un parametru adimensionalce depinde de regimul de curgere a fluidului, descris prin numărul Re şirugozitatea pereţilor k . Literatura de specialitate cuprinde numeroase metode decalcul a acestui parametru. Până în prezent au fost stabilite peste 140 de formule,multe din ele cu caracter empiric şi cu domeniu limitat de valabilitate. În tabelul2.1 sunt prezentate câteva dintre cele mai uzuale.


68/248

Sisteme de conducte

64

Fig. 2.1. Diagrama Moody.


69/248


65

O altă metodă adeseori preferată de determinare a pierderilor de sarcină liniar ă este utilizarea diagramelor practice de calcul. Analiza diagramei luiMoody, pentru calcule hidraulice în conducte tehnice (fig. 2.1), ofer ă avantajulcă poate furniza explicaţii privind comportarea hidraulică diferită la diversenumere Reynolds ( Re) şi diverse rugozităţi.

Curgerea unui fluid formează în vecinătatea unui perete un strat limită acărui grosime variază în funcţie de regimul de mişcare. În regim laminar,grosimea stratului limită este suficient de mare pentru a acoperi asperităţile,rugozitatea peretelui neinfluenţând curgerea. În acest caz, numai valoareanumărului Re influenţează curgerea, fenomen ilustrat de formula lui Darcy decalcul a coeficientului de pierderi liniare

Re

64=λ . (2.6)

Valorile coeficientului lui Darcy se pot citi de pe dreapta corespunzătorenumerelor Re


70/248

Sisteme de conducte

66

2.1.2. Calculul pierderilor de sarcină locală

Pierderile de sarcină locale caracteristice zonelor de mişcare cu gradridicat de neuniformitate se calculează cu relaţia

g V h locloc 2

2

ζ= [m]. (2.7)

Coeficientul adimensional de pierderi de sarcină locζ depinde de formarezistenţei hidraulice, care generează neuniformitatea şi de structura curentuluide fluid, caracterizată de numărul Re.

Pentru o anumită formă de rezistenţă hidraulică, dependenţa coeficientului

locζ de numărul Re prezintă un caracter complicat, diferit funcţie de tipulrezistenţei. În figura 2.2 se disting trei zone:

- zona mişcării laminare, în care coeficientul locζ variază liniar cu numărul Re;- zona mişcării complet turbulente, în care locζ nu mai depinde de numărul

Re;- zona de tranziţie, în care modul de variaţie este complicat, specific

fiecărui tip de rezistenţă hidraulică.

Fig. 2.2. Dependen ţ a coeficientului de pierderi locale de numărul Re.

Uneori, pentru calculul pierderilor locale de sarcină se foloseşte noţiuneade lungime echi

sisteme conducte varianta finala curs.pdf

Documents