لوله کشی

[Amin 6457]

با سلام .دوستان قصد داریم در این تاپیک در مورد طراحی خطوط لوله و سیستمهای لوله کشی و تحلیل تنشهای وارده بر لوله استفاده ار تکیه گاههای مناسب و ................ بحث کنیم .از دوستانی که در این زمینه مهارت دارند و مطلبی در این زمینه دارند خواهش میکنم که اینجا بیان کنند

[Amin 6457]

سيالات موادي هستند كه شكل ظرفي را كه درون آنها قرار دارند، به خود مي‌گيرند و لذا براي انتقال آنها، به محيطي واسطه نياز داريم. بشر از ديرگاه براي انتقال سيال بصورت پيوسته از لوله استفاده مي‌نمود. لوله ها در طولها، اشكال و اندازه‌هاي مختلف بكار ميروند . آيا تا به حال به شكل لوله ها توجه كرده‌ايد ؟ زياد شدن طول لوله يا قطر لوله ها چه اثري بر روي انتقال سيال و ميزان مصرف انرژي خواهد گذاشت؟ چرا لوله ها را به صورت مستقيم استفاده مي‌كنند؟ اگر لوله ها را خم كنند يا حتي بپيچانندچه تغييري در جريان مشاهده مي‌كنيم؟

گاهي از اوقات لوله حاوي سيال را گرم و يا سرد مي‌كنند و با اين عمل ، از لوله يك مبادله گر حرارتي ميسازند. با توجه به اين موضوع به سوالات بالا چنين پاسخ مي‌دهيم.

لوله در اينجا مجرايي است كه سيال در داخل آن جريان مييابد و همزمان گرم يا سرد نيز مي‌شود. هنگامي كه سيال لزجي وارد مجرايي ميشود ، لايه مرزي، در طول ديواره تشكيل خواهد شد. لايه مرزي بتدريج در كل سطح مقطع مجرا توسعه مييابد و از آن به بعد به جريان، كاملا توسعه يافته (فراگير ) گفته مي‌شود. معمولا اگر طول لوله بلندتر از 10 برابر قطر لوله باشد آنگاه جريان توسعه يافته شده است.

اگر ديواره مجرا گرم يا سرد شود، لايه مرزي گرمايي نيز در طول ديواره مجرا توسعه خواهد يافت.

اگر گرمايش يا سرمايش، از ورودي مجرا شروع شود ، هم نمودار توزيع سرعت و هم نمودار توزيع دما بصورت همزمان توسعه مي‌يابند. مسأله انتقال گرما در اين شرايط ، به مسأله طول ورودي هيدرو ديناميكي و گرمايي تبديل مي‌شود كه در بر گيرنده چهاذ حالت مختلف است و به اينكه هر كدام از دو لايه مرزي سرعت و دما در چه وضعيتي بسر مي‌برند(( كاملا توسعه يافته و يا در حال توسعه)) بستگي دارد.

در ناحيه كاملا توسعه يافته در داخل لوله ، عملا لايه مرزي وجود ندارد چون دو ناحيه مختلف، كه يكي با سرعت جريان آزاد و ديگري تحت تاثير ديواره باشد ، وجود نخواهد داشت و در سرتاسر لوله ، تمام نواحي تحت تاثير ديواره قرار دارند. از آنجا لايه مرزي، مقاومتي در برابر انتقال حرارت است، لذا بيشترين ميزان ضريب انتقال حرارت جابجايي در ابتداي لوله، يعني در جايي كه ضخامت لايه مرزي صفر است، مشاهده مي‌شود. مقدار اين ضريب به تدريج همزمان با افزايش ضخامت لايه مرزي و در نتيجه افزايش مقاومت در برابر انتقال حرارت، كاهش مي‌يابد تا به مقدار آن در ناحيه كاملا توسعه يافته برسد كه تقريبا مقداري ثابت است.

حال اثر تغيير شكلي خاص در لوله را روي ويژگي‌هاي سرعت و انتقال حرارت بررسي مي‌كنيم.

كويلهاي حلزوني و مارپيچ ، لوله‌هاي خميده اي هستند كه بعنوان مبادله گرهاي گرماي لوله خميده در كاربردهاي مختلف ايتفاده مي‌شوند.

بياييد كويلهاي مارپيچ يا حلزوني را تحليل كنيم. سيالي را در درون اين لوله ها در نظر مي‌گيريم. آنچه در ابتدا نظرمان را به خود جلب مي‌كند اينست كه چون لوله ها بصورت مارپيچ (دايروي) پيچيده شده‌اند، لذا در اثر حركت دوراني و محوري، نيرويي به آنها وارد مي‌شود و اين خود باعث مي‌شود تا شتاب سيال صفر نشود، حال سؤالي كه اينجا مطرح مي‌شود اينست كه با وجود اين نيرو، آيا جريان داخل مارپيچ، كاملا توسعه يافته است يا جرياني در حال توسعه است و پروفايل سرعت تغيير مي‌كند. آيا دليل بيشتر بودن h (ضريب انتقال حرارت جابجايي) در ناحيه، نيبت به لوله مستقيم نيز،اين است(مي‌دانيم كه h در ناحيه كاملا توسعه يافته كوچكتر از h در ناحيه در حال توسعه است)؟ يا هيچكدام از اينها صحيح نيست و دليل بزرگتر بودن ضريب انتقال حرارت جابجايي در اين ناحيه چيز ديگري است؟

در اولين نگاه بنظر مي رسد كه جريان داخل كويل كاملا توسعه يافته نيست و دليل بيشتر بودن h نيز همين است. با اين حساب اين جمله را چگونه توجيه كنيم كه : داده‌هاي محدود راجع به جريان آشفته در حال توسعه ، نشان مي‌دهد كه جريان ، در نيم دور اول كويل كاملا توسعه مي‌يابد؟ اگر اينطور باشد پس دليل افزايش h چيست؟

 

جريان داخل لوله را در مختصات استوانه‌اي در نظر بگيريد كه داراي سه مولفه Ө ,z ,r است. هنگاميكه لوله مستقيم است، سرعت در دو راستاي Ө ,r صفر بوده و فقط در راستاي z سرعت داريم : و هنگاميكه لوله را خميده يا مارپيچ مي‌كنيم، بدليل وجود نيروي گريز از مركز و شتاب حاصل از آن (وساير مولفه‌هاي شتاب ايجاد شده)، سرعت مولفه ديگري علاوه بر مي‌يابد: كه تابع r شعاع انحنا مارپيچ نيز هست. اين مولفه جديد سرعت ، ميل دارد حركت چرخشي (Spiral) به سيال بدهد، يعني سيال همزمان كه در طول لوله به جلو مي‌رود، حول خط مركزي لوله دوران هم مي‌كند اما عليرغم ميلش هميشه موفق به اين كار نمي‌شود. بنابراين نيروي گريز از مركز عامل توسعه يافته نشدن جريان نخواهد بود بلكه در زماني كه بيشترين اثر را بر روي رژيم جريان بگذارد، آن را به سمت ناپايداري مي‌برد (تا پايداري جريان مصادف است با آشفته شدن آن) و حركتي گردشي به سيال مي‌دهد و بهر حال ، وجود نيروي گريز از مركز با اينكه جريان در نيم دور اول كويل كاملا توسعه يافته شود، هيچ منافاتي باهم ندارد.

باز هم اين سوال باقي مي‌ماند كه دليل افزايش h چيست؟ مي‌دانيم كه ضريب انتقال حرارت در جريان آشفته(Turbulent) و نيز جريان آشوبناك (Chaotic) ، بيش از ضريب انتقال حرارت در جريان آرام است، پس هر ابزاري كه كمك كندجريان به سمت آشفته شدن يا آشوبناك شدن پيش رود باعث افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي مي‌شود، خواه در مورد جريان در داخل لوله و خواه در مورد جريان بر روي لوله . وقتي لوله را بصورت مارپيچ در مي‌آوريم با افزودن يك مولفه سرعت كه مي‌تواند پايداري جريان را در معرض خطر قرار دهد،جريان بسمت آشفته شدن پيش برده و باعث افزايش h شده‌ايم. اينكه كويل ما بصورت افقي يا قائم قرار گيرد نيز بر روي ضريب انتقال حرارت جابجايي ما موثر است بخصوص در سمت خارج لوله چون انتقال حرارت باعث تغيير چگالي سيال و ايجاد يك حركت انتقالي در اثر نيروي ارشميدس مي‌شود كه اين حركت اگر تقويت شده، به سمت توربولان شدن پيش ميرود و يا روي حركت كلي جريان تاثير گذاشته، انرا به سمت توربولان شدن پيش برد، باعث افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي (h) مي‌شود.

بحث ديگري كه امروزه به منظور افزايش h بر همين مبنا مطرح است بحث استفاده از مبدل‌هاي حرارتي آشوبناك است. به اين معني كه براي افزايش ضريب انتقال حرارت و غالبا در كويلها، جريان را آشوبناك مي‌كنند. عقيده اين گروه بر اين است كه توربولان (آشفتگي) حالتي خاص از پديده آشوب Chaos است و نيز در اين جريان ميزان تلفات انري بالاست. آنچه مسلم است و تجربه نيز گواه آن، اينست كه بروز هر دو پدرده (آشفتگي و آشوبناكي) در جريان سيال باعث افزايش ضريب انتقال حرارت جابجايي مي‌شود.

نكات كليدي :

1- ضخامت لايه مرزي به تدريج در طول لوله افزايش مي‌يابد و بعد از به هم پيوستن لايه هاي مرزي اطراف لوله جريان كاملا توسعه يافته مي‌شود. هرچند بصورت نظري، نزديك شدن به نمودار توزيع سرعت كاملا توسعه يافته به شكل مجانبي است و تعيين محلي معين و دقيق كه در آنجا جريان در مجرا كاملا توسعه يافته است، غير ممكن مي‌باشد. با اينحال براي تمام كاربردهاي عملي طول ورودي هيدروديناميكي محدود است.

2- به فاصله‌اي كه در طي آن سرعت كاملا توسعه يافته مي‌شود طول ورودي هيدروديناميكي ميگويند.

3- به فاصله‌اي كه در طي آن نمودار توزيع دما كاملا توسعه يافته مي‌شود طول ورودي گرما ميگويند.

مقاله.نت

[M!Zare 48037]

سلام.مبحث جالبی را شروع کرده اید.چرا دیگر ادامه ندادید؟

[Amin 6457]

ادامه میدیم انشالله .کمی کارم زیاد شد اما حتما این کارو ادامه میدیم .با توجه به اینکه رشته خودم جامدات هستش کمی زمان میبره تا بخوام مباحث را باز کنم .دوستان باید همکار یکنند تا بتونیم بهتر پیش بریم .

[Amin 6457]

انواع مختلف لوله ها :

لوله ها در سایزهای مختلف با ضخامت های مختلف ساخته می شوند که سایز لوله ها از 1/2 و 3/4 و 1 و ..و 2 و 3و 5و 6و 7و 8و 9و .... اینچ ساخته میشوند و از 3 اینچ به بعد به صورت زوج بالا میرود و غیر از 5 اینچ که کاربرد کمتری دارد .قدرت لوله ها بیشتر توسط ضخامت و بحمل فشار آنها شناسایی می شود .

لوله ها ا با توجه به الیاژ ان و رعایت چهار استاندارد ذیل می سازند :

1-انجمن استاندارد ملی امریکا (a.n.s.i(

2-انجمن نفت امریکا a.p.i

3-انجمن مهندسین مکانیک امریکا a.s.m.e

4-انجمن تست و مواد امریکا a.s.t.m

انواع مختلف لوله عبارتند از :

1-لوله های فولادی

2-لوله های سربی

3-لوله های پلاستیکی

4-لوله های لاستیکی

5-لوله های مسی

6-لوله های المینیومی

7-لوله های شیشه ای

7-لوله های p.v.c

[Amin 6457]

در مورد لوله ها واقعا میشه سالیان سال صحبت کرد .به لینک زیر مراجعه کنید در واقع کلیاتی در مورد لوله و سیستم های لوله در اختیار شما قرار میده .نخواستم مطالب را کپی کنم چون ترجیح میدم بیشتر اینجا بحث کنیم و البته مطلب هم بذاریم اما به صورت فارسی .

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[M!Zare 48037]

مطالعات پروژه های آبرسانی شامل 4 مرحله است:

مرحله صفرم(فاز شناسایی)=دلایل کافی برای راه اندازی پروژه وجود داشته باشه،جمعیت،تعداد خانوار،میزان مصرف

مرحله اول(تعیین گزینه های ممکن و انتخاب گزینه برتر)

مرحله دوم(تعیین نقشه های اجرائی گزینه برتر)

مرحله سوم(نظارت بر اجرای نقشه های گزینه برتر)

[M!Zare 48037]

عوامل موثر در انتخاب گزینه برتر:

عوامل اقتصادی

عوامل فنی و طراحی :این عوامل حداقل استانداردها را رعایت میکند.

مسائل اجرایی و بهره برداری

بهترین گزینه باید علاوه بر رعایت مسائل فنی و حداقل استانداردها تا جائیکه ممکن است کمترین هزینه را هم داشته باشد.

در هر پروژه به هر کدام از سه عامل بالا امتیازی داده میشود و گزینه برتر گزینه ای است که مجموع امتیازات ان بیشترین باشد

[M!Zare 48037]

ابتدا تفاوت Tube &Pipe ؟

به نظر شما این دو کلمه با هم تفاوتی دارند؟

معنی هردو میشود لوله.............اما

Pipe برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگری با فاصله نسبتا زیاد بکار میرود.

Tube برای گردش سیال در داخل یک سیستم یا ماشین محدود به منظور انتقال انرژی بکار میرود.

[M!Zare 48037]

انواع لوله ها و کاربرد آن

1.لوله های چدنی:جهت انتقال آب و فاضلاب در فشارهای کم بکار میرود.

2.لوله های مسی و آلیاژهای آن:از این لوله ها در سیستمهای آب و فاضلاب،سوخت رسانی و رو غن موتور و دستگاههای تهویه استفاده میشود.البته بعلت گرانی در تاسیسات آب و فاضلاب کمتر مورد استفاده قرار میگیرد.ولی بدلیل قابلیت خوب انتقال حرارت در مبدلهای حرارتی کاربرد فراوانی دارد

3.لوله های سربی:در سیستمهای فاضلاب،حمل مواد شیمیایی،هواکشها،واحدهای تولید یا بازیافت اسید سولفوریک،گازهای اسیدی،مواد شیمیایی خورنده و سوداو....کاربرد دارد.

4.لوله های آلومینیومی:برای سوخت رسانی و انتقال روغن در موتور هواپیما بدلیل سبک بودن و هم چنین در واحدهای صنایع شیمیایی و رساندن هوای خشک به دستگاههای ابزار دقیق کاربرد دارد.

5.لوله های سوفالی:برای مجرای زیر زمینی فاضلاب کاربرد دارد

[M!Zare 48037]

6.لوله های سیمانی:مخصوص مجراههای آب و فاضلاب کاربرد دارد.

7.لوله های پلاستیکی:برای حمل آب و فاضلاب و مواد شیمیایی و گاز در فشار کم کاربرد دارد.

از مزایای لوله پلاستیکی:

پایین بودن قیمت،مقاوم بودن در برابر زنگ خوردگی،سبک بودن و سهولت حمل و نقل،یکنواختی جداره داخلی لوله،عدم نیاز به ماشین آلات سنگین برای نصب،تعمیر آسان،عدم نیاز به عایقکاری،امکان تولید طول زیاد با قطر داخلی کم

8.لوله فولادی و آلیاژهای آن:نوع تجاری آن برای تاسیسات حرارت مرکزی،تهویه مطبوع،انتقال نفت و روغن در فشارهای پایین و نوع گالوانیزه آن برای آبرسانی کاربرد دارد.

[M!Zare 48037]

مطالعات مرحله اول

-تعریف پروژه:انتقال آب از یک یا چند منبع تغذیه به قسمتهایی که آب مورد نیاز است.

از کجا؟به کجا؟برای چه سالی؟

-مطالعات مربوط به منبع آب

-مطالعات جمعیتی

جمعیت گذشته را بدست می آوردندو با استفاده از ضریب رشد جمعیت چند سال آینده را تخمین میزنند.

P0(جمعیت در مبدا،خانوارها،بعد خانوار متوسط)

Pn(جمعیت انتهای طرح)

بعد خانوار=تعداد متوسط اعضا خانواده،ممکن است اعشار باشد

n=دوره طرح

 

دوره طرح بستگی به عمر مفید تاسیسات مکانیکی دارد

[M!Zare 48037]

تاسیسات انتقال آب:

مخزن بتنی:بالای 30 سال معمولا جواب میدهد.

خطوط لوله:

اکثرا فلزی یا آزبست هستند ودر بهترین شرایط بالای 25 سال عمر مفید دارند.

ایستگاه پمپاژ:

-تاسیسات مکانیکی:بالای 25 سال عمر مفید

-تاسیسات برقی

-ساختمان:بالای 30 سال عمر مفید

فعلا روی تاسیسات برق کار نمیکنیم.برای اجزایی که عمر مفید کوتاهی دارند دوره را به چند مرحله تقسیم میکنیم.

مثلا پمپ.سه دوره 10 ساله یا دو دوره 15 ساله در نظر میگیریم.

[M!Zare 48037]

Pn=P0(1+r)^n

p بر حسب نفر میباشد.

r=درصد رشد جمعیت تا سال nام

n=دوره طرح بر حسب سال

 

n شامل دو بخش است:

زمان لازم برای طراحی و اجرای پروژه+زمان بهره برداری

[M!Zare 48037]

ضریب رشد،جمعیت اولیه و نهایی را از جامعه شناس میگیریم.

اما...........

مهمترین بخش پروژه؟

بازدیدهای منطقه ای از طرح است.

با حضور در منطقه و گرفتن یک نقطه بعنوان مبدا با استفاده از gps مسیرهای ممکن را ثبت میکنیم.همه حالات را بررسی میکنیم و در دفترچه یادداشت ثبت مینماییم.از منطقه فیلم و عکس هم میگیریم.

هر سه مختصات x y z برای ما مهم است.

ارتفاع از سطح دریا z مسیر باید به اندازه ای باشد که هم آب را برساند و هم حداقل ارتفاعی داشنه باشد که بتواند هد را نیز تامین کند.

جنس زمین و راههاس دسترسی به مخزن نیز باید بررسی گردد.

[M!Zare 48037]

مثلا مخزن بر روی یک کوه صعب العبور قرار نگیرد که نتوام به آن دسترسی داشت.

4-5 نقطه را برای مخزن در نظر میگیریم.و مزایا و معایب هرکدام را بررسی مینماییم.و سپس از بین آنها بهترین را انتخاب میکنیم.

لوله اگر زیر زمین باشد و به جاده نزدیکتر بهتر است.

در بازدیدهای منطقه ای از طرح باید:

-مسیرهای خط لوله

-محلهای مخازن پیشنهادی

-راههای دسترسی به دکل های برق/تلفن/کابل نوری/خطوط لوله،گاز/جاده ها /راه آهن/حفاطت محیط زیست/مکانهای تاریخی

مورد بررسی قرار بگیرند.

[M!Zare 48037]

کسی سوالی نداره؟من دارم متکلم وحده میشم.

[Amin 6457]

مریم جان امون نمی دی

در مورد بازدیدها من یک سوال داشتم اینکه از چه روشی استفاده میکنند برای اینکه متوجه بشند لوله نشتی داره یا نه ؟

یه چیزای شنیدم که وسیله ایی دایره مانند را به داخل لوله می فرستند که این گلوله مانند مسیر لوله کشی را طی می کنه و اطلاعاتی در مورد لوله میده .نمی دونم دیقیقا جریانش چیه در ادامه بحث هات اگر در این زمینه هم اطلاعاتی بدی ممنون میشم .البته نمی خوام روند مطالب عوض بشه هر جا که لازم دونستی درموردش صحبت کن .

[Amin 6457]

بعد هم اینکه اگر بشه دوست دارم در اخر یک سیستم لوله کشی ساده را طراحی کنیم.(یادمون بدی طراحی کنیم )

[M!Zare 48037]

مریم جان امون نمی دی

در مورد بازدیدها من یک سوال داشتم اینکه از چه روشی استفاده میکنند برای اینکه متوجه بشند لوله نشتی داره یا نه ؟

یه چیزای شنیدم که وسیله ایی دایره مانند را به داخل لوله می فرستند که این گلوله مانند مسیر لوله کشی را طی می کنه و اطلاعاتی در مورد لوله میده .نمی دونم دیقیقا جریانش چیه در ادامه بحث هات اگر در این زمینه هم اطلاعاتی بدی ممنون میشم .البته نمی خوام روند مطالب عوض بشه هر جا که لازم دونستی درموردش صحبت کن .

من این مطالب رو باتوجه به درس سیستم های انتقال آب که این ترم گرفتم در اینجا قرار دادم.بنابراین سوالهایی که شما مطرح میکنید برای من هم بسیار مفید است و در ضمن سعی میکنم با توجه به مبحث جواب آنها رو پیدا کنم.

بنابراین پرسیدن سوال بشدت توصیه میشود.و دوستانی که علاقه مند به این مبحث هستند.خواهشا در بحث شرکت کنند:ws2: