При обычных условиях затвор (клапан, задвижка, кран и т. д.) либо полностью открыт, либо полностью закрыт; промежуточные положения могут иметь место лишь как исключение и не являются основными рабочими положениями затвора.
В связи с этим наибольший интерес представляют собой величины сопротивления затворов в открытом положении.
Величина коэффициента сопротивления ζ зависит от его размеров, конструкции и конфигурации внутренних полостей, определяющих прямолинейность потока, постоянство сечений и т. д. ζ определяется для каждой конструкции опытным путем.
С определенной степенью точности можно считать, что каждое из изделий в арматуре представляет собой систему последовательно установленных элементов, создающих сопротивления (поворот струи, расширение, сужение, снова поворот и т. д.
), поэтому потеря напора в арматуре будет примерно равна сумме потерь напора в каждом из элементов арматуры.
Общий коэффициент сопротивления изделия приближенно можно рассматривать как сумму аналогичных коэффициентов отдельных элементов, отнесенных к одной и той же скорости среды в трубопроводе, т. е.
ζ = ζ l + ζ 2 + ζ 3 +… + ζ i,
Ниже приводятся данные о сопротивлении наиболее часто встречающихся элементов арматуры в зависимости от их формы и соотношения размеров. При расчете необходимо значения ζ относить именно к тем сечениям и скоростям, относительно которых они получены.
Внезапное расширение струи (рис. 1, а) создает наибольшие потери напора. В этом случае скорость частиц жидкости теряется на образование завихрений, перемешивание жидкости, нагревание ее и т. д. Приближенная зависимость коэффициента местного сопротивления от соотношения площади сечения трубы до и после расширения потока выражается формулами:
где ζ и ζ’ — коэффициенты сопротивления, отнесенный к скорости среды в трубе до и после расширения (табл. 1).
Рисунок 1 – Схема движения жидкости в переходах при расширении: а) внезапное; б) постепенное
Таблица 1 — Значение ζ при внезапном расширении
| f/F | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,2 | 0,1 |
| ζ | 0,01 | 0,04 | 0,09 | 0,16 | 0,25 | 0,36 | 0,49 | 0,64 | 0,81 |
Постепенное расширение струи — диффузор (рис. 1, б) обычно вызывает значительно меньшие потери напора, чем в случае внезапного; поэтому там, где это возможно, переход с внезапным расширением следует заменять конусным переходом с возможно большей длиной l конусной части, т. е. с возможно малой величиной φ. При малых углах (φ ≤ 12°) можно приближенно принимать
- где f и F — площадь сечения трубы до и после расширения соответственно.
- φ — угол конуса в переходной части.
- Общие потери давления в диффузоре состоят из потерь на расширение и на трение, в соответствии с этим
при величине φ = 0 ÷ 25°
здесь k = 1 ÷ 2 – коэффициент, учитывающий влияние условий входа на коэффициент сопротивления
где λ — коэффициент сопротивления трения единицы длины диффузора, зависящий от числа ReD и степени шероховатости стенок.
Диффузоры с углом φ > 40° дают большое сопротивление, поэтому применение их нецелесообразно. В случае необходимости установки короткого диффузора с φ > 40° более целесообразно выполнить внезапное расширение.
Постепенное сужение потока (рис. 2, а) создает обычно небольшие потери напора.
- Рисунок 2 – Схема движения жидкости в переходах при расширении: а) внезапное; б) постепенное
- При небольшом угле конусности (φ < 5°) и при хорошо закругленном переходе потеря напора имеет место лишь на трение.
- При этом можно принимать ζ’= 0,06 ÷ 0,005.
- ζ’, отнесенный к скорости среды после сужения, можно определить по формуле
Значения η — коэффициента смягчения входа — приведены в таблице 2.
Таблица 2 — Значения коэффициента смягчения входа η
| φ° | η при l/D | φ° | η при l/D | ||||
| 0,25 | 0,60 | 1,00 | 0,25 | 0,60 | 1,00 | ||
| 5 | 0,80 | 0,70 | 0,60 | 45 | 0,20 | 0,13 | 0,10 |
| 10 | 0,67 | 0,45 | 0,31 | 50 | 0,18 | 0,12 | 0,10 |
| 15 | 0,55 | 0,32 | 0,23 | 55 | 0,17 | 0,12 | 0,10 |
| 20 | 0,45 | 0,27 | 0,19 | 60 | 0,16 | 0,12 | 0,10 |
| 25 | 0,35 | 0,22 | 0,16 | 65 | 0,16 | 0,13 | 0,10 |
| 30 | 0,30 | 0,19 | 0,12 | 70 | 0,17 | 0,14 | 0,10 |
| 35 | 0,26 | 0,16 | 0,11 | 75 | 0,18 | 0,15 | 0,11 |
| 40 | 0,22 | 0,14 | 0,10 | 80 | 0,19 | 0,16 | 0,12 |
Внезапное сужение потока (рис. 2, б) создает сопротивление, зависящее от отношения сечений f/F.
ζ’, отнесенный к скорости потока, после сужения определяется по формуле
Рисунок 3 – Поворот трубы: а – плавный; б — резкий
Плавный поворот трубы (рис. 3, а) создает сопротивление, зависящее от величины D/R, т. е. от ее отношения диаметра к радиусу закругления и от ее угла поворота в месте закругления.
В связи с действием сил трения, сил инерции и разности скоростей движения жидкости в трубе по внутреннему и внешнему закруглениям в ее повороте образуются поперечные потоки жидкости. Эти поперечные потоки создают дополнительные сопротивления и увеличивают площади мертвой зоны в потоке при повороте.
В арматуре целесообразно при поворотах потока создавать сечения, приближающиеся к прямоугольным с малой стороной прямоугольника по направлению радиуса закругления.
Для круглой трубы постоянного сечения при повороте на 90° и условии D 2R 5D (табл. 3)
Таблица 3 — Значения коэффициента местного сопротивления при повороте трубы
Запорная арматура — применение и рекомендации по выбору
Пищевая арматура из нержавеющей стали предназначена для управления рабочей средой. С ее помощью частично либо полностью открывают и закрывают поперечное сечение трубы, изменяют направление, разделяют или смешивают потоки.
По функциональности арматура делится на несколько основных видов: запорная, обратная, предохранительная, распределительная, смесительная, регулирующая, фазоразделительная, отключающая. Есть и комбинированные виды. Самой распространенной является запорная. К ней относится около 80% всех используемых устройств.
В процессе проектирования трубопровода важно правильно выбрать арматуру как по виду, так и по типу, то есть, по основным конструктивным особенностям, в частности, по направлению движения запирающего органа относительно потока рабочей среды.
Если узел не будет соответствовать условиям работы, то он быстро выйдет из строя. Если нужное изделие, например, клапан обратный, не будет поставлено в необходимом месте, то в цехе вообще может произойти авария.
С другой стороны, точное определение того, какой должна быть арматура, станет предпосылкой ее долгого и надежного функционирования.
Общие рекомендации по выбору арматуры
Для того, чтобы правильно выбрать трубопроводную арматуру, надо знать следующие параметры:
- Назначение и условия работы.
- Способ управления – ручной, электрический либо другой.
- Гидравлические характеристики: класс герметичности, удельный расход и прочие.
- Монтажные условия: допустимая масса и размеры, вид соединения с трубопроводом, условный диаметр прохода.
- Дополнительные требования, если имеются.
По этим данным выбирается вид и тип арматуры, а также материал, из которого она должна быть сделана. В пищевой промышленности самой популярной является нержавеющая сталь, поскольку она лучше других отвечает технологическим и санитарно-гигиеническим требованиям. Конкретное изделие выбирается по каталогам, с учетом номенклатурных данных.
Рекомендации по выбору запорной арматуры
Вся пищевая запорная арматура делится на четыре типа.
рис. 1
Задвижка (рис. 1). Затвор выполнен в форме диска, шибера (параллельный) либо клина (клиновидный). Он перемещается вдоль уплотняющих колец, которые расположены в седле корпуса.
Клиновый затвор (КЗ) делается разной конструкции, от чего зависит его применение. Цельный КЗ обеспечивает полную герметизацию, может функционировать под высоким давлением. Но рабочая среда должна быть неагрессивной, без механических примесей. Упругий КЗ, кроме аналогичного давления, выдерживает еще и высокие температуры жидкости. Напор для составного КЗ должен быть не выше среднего.
Затвор дисковый нержавеющий не дает такой абсолютной герметизации, как клиновый. Зато давление может быть больше. Для такого рабочего органа допускается, чтобы жидкость была с небольшим количеством примесей. Подобные затворы могут быть одно- или двухдисковыми. Последние перекрывают сечение трубы более плотно.
Эластичное уплотнение дисковых затворов обеспечивает практически полное запирание потока. Но давление обязано быть не слишком высоким, а температура рабочей среды – чем ниже, тем лучше. Если жидкость агрессивная, то на внутреннюю поверхность наносят гуммированное покрытие. Шток может быть, как выдвижной, так и невыдвижной.
Задвижки применяются в тех случаях, когда высота устройства не играет большой роли. К их достоинствам можно отнести дешевизну, широкий ассортимент по проходному диаметру, малые строительную длину и гидравлическое сопротивление.
Это простая в обслуживании проходная арматура, способная работать с вязкой рабочей средой. В то же время, для жидкостей со значительным загрязнением, кристаллизирующихся или агрессивных, они не подходят.
Перепад давления на задвижке допускается значительно меньший, чем на вентиле. В трубах может произойти гидроудар.
рис. 3 рис. 2
Задвижки применяются только как запорная арматура. При ручном управлении, время полного закрытия достаточно большое. Конструкции этого типа не рекомендуется ставить на тех линиях, где требуется часто открывать и закрывать проход.
Чтобы ускорить работу узла, выбирают модели с электроприводом (рис. 2). Задвижки допускаются к применению в системах холодильной техники. Для работы с жидкостью при температуре более 600 град С или с вакуумом, нужны модели специальной конструкции.
Использовать такую арматуру для ядовитых сред или при рабочем давлении от 40 МПа нельзя.
По конструкционно-монтажным требованиям задвижка хороша там, где требуется малое гидравлическое сопротивление и полнопроходность.
Она не годится для труб с ДУ до 20 мм, зато вполне подходит для средних ДУ (до 200 мм) и больших (от 300 мм).
Не рекомендуется в местах, где нужны малые высота и масса, ценится высокая герметичность затвора, такие же ремонтопригодность и удобство обслуживания. Под землей не ставится.
рис. 4
Вентиль (рис. 3). Этот самый распространенный тип запорной арматуры часто называют клапаном. Более подробно его устройство показано на рис. 4. Поворачивая вручную маховик с резьбовым шпинделем, оператор опускает затвор в седло и тем самым перекрывает трубу.
Главная особенность данного типа арматуры заключается в том, что запорный элемент движется прямолинейно, параллельно потоку жидкости. Затвор обычно делается в виде тарелки, плоской либо конусной. Иногда встречается конусная игла. Бывают клапаны с гладким штоком.
В этом случае поступательное движение передается от привода. Соединение с трубопроводом сварное, фланцевое, муфтовое или штуцерное. Другие типы вентилей менее популярны.
Привод, кроме указанного выше ручного, может быть механическим, электрическим либо электромагнитным.
Вентиль применяется не только для полного закрытия или полного открытия проходного сечения, но также и для регулирования потока. Он может быть не только сальниковый, но и сильфонный (рис. 5), что является важной его особенностью.
Применение вентиля основано на его достоинствах и недостатках. Из преимуществ надо указать на большую надежность. Клапан хорошо работает с агрессивными рабочими средами, не боится высоких давлений и температур, коррозионностойкий.
Он подходит даже для вакуума (только сильфонный). Ход затвора небольшой, из-за чего строительная высота также невелика. Герметичность достаточно высокая. Положение, в которое установлен затвор, держится надежно.
Трение на уплотнителях практически отсутствует, поэтому задиров не бывает.
рис. 5
Поскольку запорный элемент движется параллельно потоку, гидроудары исключены. Привод даже малой мощности вполне справляется с управлением вентилем. В загрязненной среде лучше использовать клапаны с конусным уплотнением, с плоскими кольцами – ставить не желательно.
Есть у вентиля и недостатки. При относительно простой конструкции механизма, форма корпуса достаточно сложная, в ней имеются застойные зоны, в которых накапливаются механические отложения.
Поскольку направление струи, при переходе от входного штуцера к выходному, изменяется, то клапан отличается достаточно высоким гидравлическим сопротивлением. Жидкость должна течь только в определенную сторону.
И, кроме всего прочего, этот тип арматуры подходит только для труб относительно малого внутреннего диаметра.
Вентиль рекомендуется использовать в системах холодильной и криогенной (второе – специальной конструкции) техники, при температурах рабочей среды до + 600 град С, при работе с вакуумом (только сильфонный), рабочем давлении от 6,4 МПа и даже от 40 МПа (второе – только сальниковый, специальной конструкции), а также при необходимости частого срабатывания (только сальниковый). Нельзя применять вентиль для вязких сред. Сильфонный клапан не годится для температур более + 600 град С (сальниковый специальной конструкции – допускается) и при высокой цикловой нагрузке.
По конструкционным и монтажным условиям, вентили рекомендуются для труб с ДУ до 20 мм, для ДУ до 200 мм сальниковый можно, сильфонный – допускается, для ДУ более 300 мм должна быть специальная конструкция.
Сильфонный лучше сальникового по удобству обслуживания, зато второй лучше первого там, где нужна хорошая ремонтопригодность. Оба вида клапанов обеспечивают высокую герметичность затвора.
По надежности и долговечности сальниковый ценится заметно выше сильфонного.
рис. 6
Кран (рис. 6). В зависимости от формы затвора, различают конусный, шаровый либо цилиндрический. Первый и третий называют пробковыми (рис. 7).
У конусного запорный элемент делается без подъема или с подъемом пробки, со смазкой. Шар бывает плавающий или на опорах. Привод для всех категорий ручной либо электрический. Отдельную группу составляют пневмо- и гидроприводы.
При ручном, в качестве управляющей детали выступает маховик, рычаг или квадрат под ключ.
Кран – это запорная арматура с поворачивающимся рабочим органом. В затворе есть отверстие для потока жидкости. Когда кран открыт, ось отверстия совпадает с осью трубы. Для закрытия шпиндель поворачивается на 90 град, после чего указанные оси становятся взаимно перпендикулярными.
рис. 7
По применению кранов, следует учитывать, что они подходят для ДУ до 50 мм (современные модели могут иметь больший диаметр) и давления рабочей среды до 40 кГс / кв. см. Кроме того, у каждой категории имеются особенности, обусловленные конструкцией.
Краны цилиндрические полную герметичность не обеспечивают, поэтому применяются, в основном, для регулировки. Конусные со смазанными пробками стоят недорого, отличаются простотой конструкции. У них малое гидравлическое сопротивление. С другой стороны, в пространстве между корпусом и затвором со временем накапливаются отложения, а при ручном управлении, усилие требуется довольно большое.
рис. 9 
рис. 8
Кран пробковый проходной (рис. 8) используется для открытия и закрытия трубопровода. Для прижатия конусной пробки к корпусу в нем предусмотрена накидная гайка. Если ее затянуть недостаточно сильно, арматура не обеспечит герметичное закрытие.
Кран пробковый трехходовой (рис. 9) применяется для перенаправления и распределения потоков рабочей среды. В его запирающем конусе сделано Т-образное отверстие, благодаря чему можно соединить между собой, либо все три трубопровода, либо любые два из этих трех.
рис. 10
Краны шаровые (рис. 10) на сегодняшний день самые популярные. Они обеспечивают высокую степень герметичности и не нуждаются в смазке. Пожалуй, главным их недостатком является относительно высокая цена. Причина в том, что запирающий элемент надо делать очень точно, поэтому оборудование должно быть высоко технологичным.
Краны могут работать с вязкими средами, если это специальная конструкция с обогревом. Пробковые для холодильной и криогенной техники, а также для вакуума, не рекомендуются. Температура рабочей среды – до 200 град С. Шаровые подходят для холодильной и допускаются для вакуума. Обе категории можно применять там, где требуется быстродействие или при закрытии возникает большой перепад давлений.
По конструкционно-монтажным условиям, краны ставятся на тех участках, где нужны малые масса, высота и гидравлическое сопротивление. А также – высокая ремонтопригодность и удобное обслуживание. При необходимости обеспечить полную герметичность, лучше брать шаровый, чем пробковый. Краны – едва ли не единственный вид запорной арматуры, который допускает возможность подземной установки.
рис. 12 рис. 11
Заслонка (рис. 11). Отличительной особенностью этого типа запорной арматуры является рабочий орган в виде диска, который поворачивается на оси, установленной перпендикулярно потоку жидкости. Диск может быть двустворчатым (баттерфляй), а рукоятка – с защелкой (рис. 12).
Достоинства заслонок заключаются в том, что они недорогие, достаточно надежные, имеют простую конструкцию. Рабочая среда может содержать механические примеси. Из основных недостатков следует отметить то, что данные изделия не обеспечивают полную герметизацию и не рассчитаны на большое давление жидкости.
Заслонки допускаются для холодильной техники, не рекомендуются для работы с вязкой средой и на тех участках, где при закрытии возникает большой перепад давлений. Для малых диаметров не рекомендуются. Температурный диапазон рабочей среды достаточно большой, нагрев может доходить до 600 град С.
Запорная арматура для пищевой промышленности, сделанная из высококачественной нержавеющей стали, отвечает самым строгим требованиям, как технологическим, так и гигиеническим. Ее правильный выбор обеспечивает длительную безаварийную эксплуатацию трубопроводов.
Гидравлическое сопротивление труб
ГлавнаяСтатьи и материалыГидравлическое сопротивление труб
Любая трубопроводная коммуникация имеет не только прямолинейные участки, но и повороты, ответвления, для создания которых используются различные фитинги.
А для регулирования потока рабочей среды устанавливается запорная арматура. Всё это создаёт сопротивление, поэтому очень важно перед тем, как приступать к монтажу трубопровода, необходимо выполнить ряд расчётов, в том числе определить гидравлическое сопротивление.
Это позволит в будущем сократить теплопотери и, соответственно, избежать лишних энергозатрат.
Гидравлический расчёт выполняется с целью:
- Вычисления потерь давления на конкретных отрезках системы отопления;
- Определения оптимального диаметра трубопровода с учётом рекомендованной скорости перемещения рабочего потока;
- Расчёта тепловых потерь и величины наименьшего давления в трубопроводе;
- Правильного выполнения увязки параллельно расположенных гидравлических ветвей и закреплённой на ней запорной арматуры.
Во время движения по замкнутому контуру рабочему потоку приходится преодолевать определённое гидравлическое сопротивление. Причём с увеличением его значения, должна увеличиваться мощность насоса.
Только правильные расчёты помогут выбрать оптимальный вариант насоса.
Нет смысла покупать слишком мощное оборудования для трубопроводов с низким гидравлическим сопротивлением, ведь, чем больше мощность, тем выше энергозатраты.
А если мощность будет, наоборот, недостаточной, то насосное оборудование не сможет обеспечить достаточный напор теплоносителя, что приведёт к увеличению тепловых потерь.
- Это безмерная величина, показывающая, каковы потери удельной энергии.
- Ламинарное перемещение рабочего потока
- При ламинарном (равномерном) перемещении рабочей среды по трубопроводу круглого сечения потери давления по длине вычисляется по формуле Дарси-Вейсбаха:
- Где:
- — потери давления по длине;
- — коэффициент гидравлического сопротивления;
- v – скорость движения рабочей среды;
- g – ускорение силы тяжести;
- d – диаметр трубопроводной магистрали.
- Практически определено, что на коэффициент гидравлического сопротивления непосредственное влияние оказывает число Рейнольдса (Re) – безмерная величина, которая характеризует поток жидкости и выражается отношением динамического давления к касательному напряжению.
- Если Re меньше, чем 2300, то для расчёта применяется формула:
- Для трубопроводов в форме круглого цилиндра:
- Для трубопроводных коммуникаций с другим (не круглым) сечением:
- Где А=57 – для квадратных труб.
- Турбулентное течение рабочего потока
- При турбулентном (неравномерном, беспорядочном) перемещении рабочего потока коэффициент сопротивления вычисляют опытным путём, как функцию от Re. Если необходимо определить коэффициент гидравлического сопротивления для магистрали круглого сечения с гладкими поверхностями при
- В случае турбулентного перемещения рабочей среды на величину коэффициента трения влияет число Рейнольдса (характер течения) и насколько гладкая внутренняя поверхность трубопроводной коммуникации.
- Коэффициент местного сопротивления
- Это безмерная величина, которая устанавливается экспериментальным путём с помощью формулы:
- Где:
- – коэффициент местного сопротивления;
- – потеря напора;
- – отношение скорости потока к ускорению силы тяжести – скоростной поток.
- При неизменной скорости перемещения рабочей среды по всему сечению применяется формула:
– энергия торможения.
Для фитингов из ППР:
| Муфта | 0,25 | |
| Муфта переходная | Уменьшение на 1 размер | 0,40 |
| Уменьшение на 2 размер | 0,50 | |
| Уменьшение на 3 размер | 0,60 | |
| Уменьшение на 4 размер | 0,70 | |
| Угольник 90° | 1,20 | |
| Угольник 45° | 0,50 | |
| Тройник | Разделение потока | 1,20 |
| Соединение потока | 0,80 | |
| Крестовина | Соединение потока | 2,10 |
| Разделение потока | 3,70 | |
| Муфта комб. вн. рез. | 0,50 | |
| Муфта комб. нар. рез | 0,70 | |
| Угольник комб. вн. рез. | 1,40 | |
| Угольник комб. нар. рез. | 1,60 | |
| Тройник комб. вн. рез. | 1,40 — 1,80 | |
| Вентиль | 20 мм | 9,50 |
| 25 мм | 8,50 | |
| 32 мм | 7,60 | |
| 40 мм | 5,70 |
Для полиэтиленовых труб
| Сталь новая 133×5 | 60 | 1,4 | 3,6 |
| Сталь старая 133×5 | 60 | 1,4 | 6,84 |
| ПЭ 100 110×6,6 (5ЭР 17)/td> | 60 | 2,26 | 4,1 |
| ПЭ 80 110×8,1 (ЗйР 13,6) | 60 | 2,41 | 4,8 |
| Сталь новая 245×6 | 400 | 2,6 | 4,3 |
| Сталь старая 245×6 | 400 | 2,6 | 7,0 |
| ПЭ 100 225×13,4 (50 В 17) | 400 | 3,6 | 4,0 |
| ПЭ 80 225×16,6 (ЗЭК 13,6) | 400 | 3,85 | 4,8 |
| Сталь новая 630×10 | 3000 | 2,85 | 1,33 |
| Сталь старая 630×10 | 3000 | 2,85 | 1,98 |
| ПЭ 100 560×33,2 (ЗЭК 17) | 3000 | 4,35 | 1,96 |
| ПЭ 80 560×41,2 (ЗЭК 13,6) | 3000 | 4,65 | 2,3 |
| Сталь новая 820×12 | 4000 | 2,23 | 0,6 |
| Сталь старая 820×12 | 4000 | 2,23 | 0,87 |
| ПЭ100 800×47,4 (ЗЭК 17) | 4000 | 2,85 | 0,59 |
| ПЭ 80 800×58,8 (ЗЭР 13,6) | 4000 | 3,0 | 0,69 |
Для бесшовных стальных труб
| Ламинарный | или | |
| Переходный |  |
Проектирование трубопроводов не рекомендуется |
| Турбулентный | 1-я область | (ф-ла Блазиуса) Бф-ла Конакова) |
| 2-я область |  |
 (ф-ла Альтшуля) |
| 3-я область |  (ф-ла Альтшуля) (ф-ла Никурадзе) |
Для металлопластиковых труб
| Тройник разделения потока | 7,6 |
| Тройник проходной | 4,2 |
| Тройник противоположные потоки при разделении потока | 8,5 |
| Тройник противоположные потоки при слиянии потока | 8,5 |
| Угол 90° | 6,3 |
| Дуга | 0,9 |
| Редукционный переход | 6,3 |
| Установочный уголок | 5,4 |
С точки зрения гидравлического сопротивления, наиболее оптимальными являются трубопроводные системы с гладкой внутренней стенкой:
Пластиковые трубы произведенные в Германии, широкого спектра применения.
Система отлично подходит для систем горячего и холодного водоснабжения и отопления, как в частных, так и промышленных масштабах. Так же используется для транспортировки химических сред.
Имеет гладкую внутреннюю стенку, что обеспечивает низкий коэффициент гидравлического сопротивления.
- Пластиковые трубы произведенные в Германии, широкого спектра применения.
- Трубопроводная система из инновационного материала fusiolen, специально разработанная для систем холодоснабжения, обогрева поверхностей, транспортировки агрессивных сред и сжатого воздуха, а также для систем геотермальной энергетики.
- Имеет гладкую внутреннюю стенку, что обеспечивает низкий коэффициент гидравлического сопротивления.
Помогите рассчитать потерю давления на газопроводе с начальным диаметром dn80, через 0,1 м становиться dn32 и тянется 10 м Уважаемый Андрей! Информация направлена на вашу почту! Добрый день, помогите рассчитать сопротивление резиновых трубопроводов. Уважаемый Николай! Информация направлена на Вашу почту. Что такое м/100м (в потерях напора)? Уважаемый Павел! Данная колонка с данными отображает потери напора в метрах, на 100 метров прямого трубопровода (м/100м).
Виды водозапорной арматуры используемой в быту — отличительные особенности, плюсы и минусы задвижки, вентиля и шарового крана
- В этом материале речь пойдёт о водозапорной арматуре используемой в бытовом водопроводе, давайте постараемся разобраться какой кран и для каких целей наиболее подходит, узнаем на что нужно обратить внимание при их выборе, а так же рассмотрим плюсы и минусы этих устройств
-
Под понятие запорная арматура попадает большой перечень устройств предназначенных для перекрытия различной среды, а в нашем случае воды. - Смесители расположенные в санузлах и клапана смывного бачка унитаза тоже являются запорной арматурой, но разговор пойдет не о них, а о так называемых кранах, вентилях и задвижках используемых в бытовом водопроводе.
- Рассмотрим эти типы устройств по возрастанию их популярности использования при монтаже бытового водопровода.
- При проектировании домашнего водопровода, многие задаются вопросом — Какой кран лучше?
- Ответить на этот вопрос однозначно нельзя, можно сказать так — лучшее это то что необходимо в конкретной монтажной схеме, поскольку определённое устройствоможет быть наиболее подходяще в одном месте водопроводного узла, а в другом совершенно не подходить по своим параметрам и специфике конструкции.
Краны могут иметь разный тип запирания. Ещё за долго до появления всеми известного шарового крана в бытовом водопроводе использовались задвижки и вентильные клапаны.
Задвижка
- Так называемая задвижка представляет из себя устройство в котором при повороте маховика, проходное отверстие для жидкости перекрывается перпендикулярно расположенной задвижкой.
-
- Не будем особо вдаваться в конструктивные особенности запорных органов этого устройства, а просто их перечислим.
- В задвижках существуют следующие виды запоров :
- Клиновый
- Параллельный
- Шиберный и
- Шланговый
Данный вид запорной арматуры по сей день широко используется в коммунальном хозяйстве и на различных предприятиях, а вот в быту, он используются гораздо реже.По поводу задвижек часто происходят споры, одни утверждают что задвижки одинаково хороши как для запорных так и для регулировочных целей.Другие говорят что устройство с задвижкой всё время должно быть либо полностью открытым либо полностью закрытым, поскольку длительное пребывание задвижки в среднем состоянии может привести механизм к быстрому износу. Однако ассортимент устройств представленный на рынке запорной арматуры говорит о том, что в большинстве технических описаний к задвижкам говорится о этих изделиях именно как о запорно- регулировочной арматуре, что соответственно расходится с многими мнениями.На самом деле, любое изделие может быть изготовлено как качественным и будет долго служить не принося ни каких проблем , так и оказаться дешёвым ширпотребом быстро приходящим в негодность.
- В любом случае, задвижка имеет как свои плюсы так и минусы, которые весьма ощутимы при использовании их в быту.
-
плюсы
- Основным плюсом задвижки, считается малое гидравлическое сопротивление, по причине того что большинство изделий являются полнопроходными, то есть диаметр в месте самого запорного устройства не заужается, а проход в кране является прямым не создающим дополнительных завихрений.
- Ёще одним плюсом такого запора является небольшая строительная длинна крана и его ремонтопригодность.
минусы
- Слабое место задвижки, это потеря герметичности запирающего механизма в следствии загрязнения седла или затвора, которые в большинстве своём «лечятся » прочисткой седельных поверхностей.
- Еще одно слабое место, это возможная течь из под штока которую можно устранить либо подзатяжкой сальниковой гайки либо заменой сальниковой втулки если вы ее найдёте в продаже.
- Так же, минус такого крана в том что он имеет большую строительную высоту что может сказаться при его монтаже в тесных местах с ограниченным пространством.
- Еще один минус данного устройства в том, что многих не устраивает то что, для полного закрытия или открытия задвижки требуется много времени поскольку приходится делать несколько полных оборотов маховика.
- Вполне вероятно, что именно по этой причине, задвижка довольно редко используется в домашнем водопроводе.
Вентиль или запорный клапан
- Вентиль по своему внешнему виду очень похож на задвижку.
-
- Принцип работы вентиля достаточно прост, при повороте маховика передаётся вращение шпинделю расположенному в корпусе устройства и имеющему сальник, благодаря червячной передаче происходит поступательное смещение шпинделя.
- На другом конце шпинделя закреплен запирающий золотник оборудованный прокладкой, в случае закрытия вентиля, золотник доходя до крайнего нижнего положения упирается в седло, благодаря чему происходит герметичное перекрытие потока жидкой или иной среды.
- Отсюда и название самого запирающего устройства — запорный клапан.
- Запорные клапана широко используются в водопроводных и отопительных системах и являются запорно-регулировачными устройствами которые могут иметь различный внешний вид, конструкцию и применение.
У клапанов тоже есть как свои плюсы, так и недостатки
- Из плюсов, клапан имеет возможность плавной регулировки потока и в большинстве случаев ремонтопригоден, при его ремонте самым распространенным вариантом случается замена прокладки золотника или замена и подтяжка сальниковой прокладки.
-
- Вентиль по своей конструкции имеет меньше трущихся деталей расположенных в рабочей среде и соответственно обладает большим ресурсом по сравнению с задвижкой.
- Из недостатков — Главный недостаток вентиля это увеличенное гидравлическое сопротивление для пропускаемой среды которое обуславливается особенностями конструкции клапана, благодаря чему увеличивается вероятность образования застойных зон в которых могут скапливаться примеси способствующие процессу коррозии в корпусе изделия.
- Небольшим исключением из правил наверное можно назвать прямоточные вентиля имеющие наклонное расположение шпинделя где достигается меньшее гидравлическое сопротивление благодаря более развернутому расположению седла по отношению к потоку.
- Вентиля могут иметь определенную направленность относительно движения потока которую нужно учитывать при их монтаже.
Так же, при эксплуатации вентиля существует вероятность отрыва при залипании или «усыхание» прокладки золотника, что приводит к потере герметизации и необходимости ремонта. Такая ситуация может происходить в случаях длительного положения вентиля в закрытом или открытом состоянии, а так же при оставлении системы с вентилем на длительное время без рабочей среды.
Поэтому многие сантехнике при установке вентилей могут Вам посоветовать хоты бы раз в году произвести полное закрытие и открытие вентиля в профилактических целях.
В любом случае, в некоторых ситуациях без вентиля не обойтись, например в коллекторной системе благодаря расположенным в коллекторной гребенке вентилям можно производить плавную регулировку потока для отдельных точек водоразбора или отрегулировать систему тёплого пола , а например термо-вентиль расположенный в системе отопления помогает регулировать поток теплоносителя в радиаторах отопления.
Шаровой кран
- Этот вид запорной арматуры в последнее время определенно стал хитом по сравнению с другими видами хотя сама идея далеко не нова и известна уже более 100 лет, но лишь только с появлением современных уплотнителей таких как фторопласт и тефлон смог стать конкурентным и быстро занял свою нишу среди запорной арматуры.
-
- Шаровой кран представляет из себя устройство внутри которого расположен запорный элемент в форме шара с проходным отверстием, последний в свою очередь соединен штоком проходящим через корпус с ручкой или рычагом.
- Открытие шарового крана происходит следующим образом, при повороте ручки происходит поворот шара внутри корпуса, и появившееся проходное отверстие расположенное в шаре открывает путь для среды.
- Шаровые краны бывают полнопроходными и редуцированные (стандартнопроходные) отличие их в том что полнопроходной кран имеет проходное отверстие в шаре равно диаметру внутреннему диаметру подсоединяемого водопровода что исключает гидравлическое сопротивление на данном участке, а редуцированные имеют уменьшенное проходное отверстие в шаре по сравнению с внутренним диаметром подсоединяемого водопровода.
-
Такие устройства используются везде, в водопроводе, отоплении и даже в газоснабжении.В бытовом водопроводе шаровой кран очень сильно потеснил своих старших собратьев задвижку и вентиль.Как и в предыдущих устройствах рассмотрим плюсы и минусы шарового крана.
-
Наверное первым плюсом такой арматуры стоит озвучить его универсальность, так как сфера применения его очень широка, а модификаций шаровых кранов насчитывается огромное множество, есть варианты с внутренней и наружной резьбой, есть готовые водоразборные решения с изливом, а шаровой кран с (американкой ) даёт возможность быстрого разъединения, угловой, трёхходовой и даже со встроенным фильтром. - Ещё один плюс шарового крана в том что он имеет небольшие габариты — небольшую строительную длину и высоту, что позволяет его широко использовать в условиях с ограниченным пространством.
Нельзя не учесть в плюс и надёжность конструкции.
И бесспорно большим плюсом является быстрое время открытия — закрытия. По сравнению с задвижкой или вентилем, шаровой кран имеет преимущество в способности перекрывать поток среде за пол оборота то есть от открытия до закрытия нужно сделать оборот всего на 90 градусов.
При всех своих неоспоримых достоинствах, шаровой кран имеет и свои недостатки и ограничения которые необходимо учитывать при проектировании и монтаже водопровода.
Один самых больших минусов шарового крана ограниченность в его применении, так как данное устройство является лишь только запорной арматурой и не имеет возможности регулировки потока, использование такого крана для регулировки неверно, поскольку повёрнутый не до конца шар расположенный в корпусе устройства, позволяет мусору и шламу забиваться под уплотнения что в дальнейшем может привести к потере герметичности и выходу из строя самого крана.
- Ещё один минус в том что большинство шаровых кранов являются неразборной конструкцией в связи с чем при поломке подлежат полной замене.
-
- Можно ли это назвать минусом, сказать сложно, но шаровой кран как и вентиль требует периодического открытия и закрытия в связи с тем что при длительном состоянии покоя на поверхности шара и в пространстве между шаром и корпусом могут откладываться соли создающие в дальнейшем препятствие для нормального поворота шара, а в некоторых случаях и к повреждению уплотнения.
-
И всё таки при всех перечисленных недостатках шаровый кран занимает лидирующее положение по использованию в бытовых нуждах и в частности в домашнем водопроводе.
- Поэтому делать выбор в пользу того или иного запорного устройства при проектировании и монтаже домашнего водопровода, нужно исходя из требуемого функционала и самих возможностей и характеристик запорных устройств, поскольку одни например (шаровой кран) являются идеальным запорным устройством, а другие (вентильный кран) способны производить плавную регулировку потока.
- Как говориться — Каждому свое.
Смотрите видео — Маркировка водопроводной арматуры
| Маркировка шарового крана или вентиля |
| Узел ввода домашнего водопровода |
| Душевые кабины Конструктивные особенности и отличия душевых кабин… Подробнее |
| Остекление балконов: «за» и «против» В настоящее время многим приходит мысль о расширении площади комнат за счет остекления балконов стеклопакетами. Задача эта непростая, ведь требуется учитывать большое количество нюансов при осуществлении данной идеи… Подробнее |
| Применение ФК фанеры и ее преимущества На сегодняшний день незаменимым материалом в строительной отрасли является фанера ФК (Ф-фанера, К-карбидный клей), которая обладает рядом отличительных качеств и характеристик. Подробнее |
| Особенности гидроизоляции фундамента Фундамент основа любого здания, его корни, которые буквально вгрызаются в почву, обеспечивая устойчивость и надежность. Подробнее |
| Что такое экологическая безопасность? Подробнее |
| Освещение в гараже Мало кто решится построить гараж и не провести к нему электричества. Чтобы сделать это правильно, нужно знать, какие материалы используются, что входит в схему проводки. Важно определиться с электроприборами, которые будут находиться в гараже… Подробнее |
| Фактурные штукатурки: виды, преимущества, применение Декоративная штукатурка – это отличная альтернатива традиционным видам отделки стен. Материал позволяет преобразить интерьер в короткие сроки и без высоких затрат. Подробнее |
| Преимущества раздвижных дверей Подобная конструкция двери наиболее оптимально для тесных проходов и помещений, где такая дверь, не будет доставлять неудобств, при открытии. Подобными помещениями, как правило, выступают тесные коридоры либо же узкий проем прохода в комнате, при подходе к шкафу с подобным механизмом дверей… Подробнее |
| Уют в спальне своими руками Спальня – это уголок интима и уединения. Это место предназначено для того, чтобы набираться сил после бурной вечеринки или перед трудовой неделей… Подробнее |
| Крупные трещины на фасаде дома, как с ними бороться Как правильно заделать большие трещины на фасаде, если они проходят до самого основания… Подробнее |
Загрузка...
