Pages Navigation Menu

ISSN 2227-6017 (ONLINE), ISSN 2303-9868 (PRINT), DOI: 10.18454/IRJ.2227-6017
ПИ № ФС 77 - 51217, 16+

Пред-печатная версия
() Искать в Google Scholar
Цитировать

Цитировать

Электронная ссылка | Печатная ссылка

Скопируйте отформатированную библиографическую ссылку через буфер обмена или перейдите по одной из ссылок для импорта в Менеджер библиографий.
Калякин А. М. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РОСТА ШЕРОХОВАТОСТИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ВОДОПРОВОДНЫХ ТРУБ В НАЧАЛЕ ПРОЦЕССА ЗАРАСТАНИЯ / А. М. Калякин, Т. Н. Сауткина, Е. В. Чеснокова // Международный научно-исследовательский журнал. — 2018. — №. — С. . — URL: https://research-journal.org/technical/prognozirovanie-rosta-sheroxovatosti-vnutrennej-poverxnosti-vodoprovodnyx-trub-v-nachale-processa-zarastaniya/ (дата обращения: 27.05.2019. ).

Импортировать


ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РОСТА ШЕРОХОВАТОСТИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ВОДОПРОВОДНЫХ ТРУБ В НАЧАЛЕ ПРОЦЕССА ЗАРАСТАНИЯ

Калякин А.М.1, Сауткина Т.Н.2, Чеснокова Е.В.3

1Кандидат технических наук, доцент;

2кандидат технических наук;

3ассистент,

Саратовский государственный университет имени Гагарина Ю.А.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РОСТА ШЕРОХОВАТОСТИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ВОДОПРОВОДНЫХ ТРУБ В НАЧАЛЕ ПРОЦЕССА ЗАРАСТАНИЯ

Аннотация

В статье показана необходимость прогнозирования роста шероховатости внутренней поверхности трубопроводов. Сделан анализ зависимости процесса обрастания трубопроводов от шероховатости.

Ключевые слова: шероховатость, обрастание, трубопровод.

Kalyakin A.M.1, Sautkina T.N.2, Chesnokova E.V.3

1Кандидат технических наук, доцент;

2кандидат технических наук;

3ассистент,

Saratov State Technical University named after Gagarin Yu.A.

GROWTH PREDICTION INNER SURFACE ROUGHNESS OF WATER PIPES AT THE BEGINNING OF OVERGROWING

Abstract

The article shows the need to anticipate growth roughness of the internal surface of pipelines. The analysis of process piping fouling roughness.

Keywords: roughness, fouling, pipeline.

Для точных гидравлических расчетов необходимо прогнозировать динамику роста шероховатости внутренней поверхности труб. Шероховатость – это совокупность неровностей; на рисунке 1 представлена приблизительная схема шероховатости поверхности.

Увеличение шероховатости в процессе эксплуатации (в самом ее начале) возможно определить по формуле А.Д. Альтшуля [1]:

08-08-2018 17-56-24,                           (1)

где 08-08-2018 17-58-34 – абсолютная эквивалентная шероховатость, мм, для новых труб (в начале эксплуатации);  08-08-2018 17-59-17– то же, через t лет эксплуатации; α – коэффициент, характеризующий быстроту возрастания шероховатости, мм/год, который зависит от материала труб и физико-химических свойств воды.

08-08-2018 18-00-57

Рис. 1 – Схема шероховатости поверхности

На рисунке 2 показана небольшая часть профиля поверхности, которая получена в сечении шероховатой поверхности плоскостью, перпендикулярной к ней.

08-08-2018 18-02-25

Рис. 2 – Профиль поверхности

Среднее арифметическое отклонение профиля от средней линии в пределах длины l определяется по формуле [2]:

08-08-2018 18-04-41                            (2)

Высота неровностей профиля, которая определяется как среднее расстояние между пятью высшими и пятью низшими точками профиля в пределах длины l, вычисляется по формуле [2]:

08-08-2018 18-05-27                       (3)

Техническая, т.е. существующая в действительности после изготовления труб шероховатость вследствие физических особенностей способов образования является нерегулярной. Она нерегулярна в том смысле, что нет повторяемости выступов как по высоте, так и по порядку расположения – поэтому для описания шероховатости естественно принять теоретико-вероятностные методы.

Но на этом пути слишком много трудностей, преодоление которых не принесет существенных результатов. Поэтому определение шероховатости принято проводить гидравлическими методами и получать при этом интегральную детерминированную составляющую, которая делает все расчеты точными.

Детерминированная составляющая с практической точки зрения является условной. Периодическая составляющая со случайной фазой определяется различными факторами. И детерминированная (в узком смысле) и случайная составляющая оказываются случайными функциями.

Однако несколько попыток определения коэффициента гидравлического сопротивления как функции параметров шероховатости.

Одна из таких зависимостей приведена в работе [3]:

08-08-2018 18-06-27                                    (4)

где 08-08-2018 18-07-11 – средний тангенс угла наклона сторон неровностей; 08-08-2018 18-08-02 – максимальная амплитуда неровностей; 08-08-2018 18-08-33 – число Рейнольдса; 08-08-2018 18-08-55 – внутренний диаметр трубы; 08-08-2018 18-09-26 – показатели, определяемые экспериментально.

В процессе эксплуатации трубопроводы подвергаются обрастанию (обычно обрастание происходит тем быстрее, чем больше внутри шероховатости), которое приводит к уменьшению проходного сечения вплоть до его полной закупорки и прекращения подачи воды на точки водоразбора. В результате такого зарастания гидравлическое сопротивление увеличивается в 8-9 раз по сравнению с расчетным. Все это приводит к дополнительным капитальным затратам на ремонт, перекладке линий и дополнительных трубопроводов, перерасходу энергозатрат, к сокращению срока эксплуатации.

Поэтому, если считать (в действительности так оно и происходит), что обрастание начинается с роста шероховатости, то прогнозирование роста шероховатости имеет решающее значение.

Литература

  1. Альтшуль, А.Д. Гидравлика и аэродинамика / А.Д. Альтшуль, Л.С. Животовский, Л.П. Иванов. – М.: Стройиздат, 1987. – 414 с.
  2. Шероховатость поверхностей (теоретико-вероятностный подход) / А.П. Хусу, Ю.Р. Витенберг, В.А. Пальмов. – М.: «Наука», 1975. – 344 с.
  3. Дунин-Барковский, И.В. О шероховатости пластмассовых труб / И.В. Дунин-Барковский, М.Я. Рузин // Водоснабжение и сантехника. – 1964. – №2. – С. – 22 – 24.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.