Trykkrørsystemer. Hydraulisk dimensjonering. Formeloversikt. Mai 2007 Teknisk håndbok, side 16. Pipelife Norge AS. q v = v 1 A 1 = v 2 A 2

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Trykkrørsystemer. Hydraulisk dimensjonering. Formeloversikt. Mai 2007 Teknisk håndbok, side 16. Pipelife Norge AS. q v = v 1 A 1 = v 2 A 2"

Oddvin Dahle
8 år siden
Visninger:

1 Trykkrørsystemer Pipelife har trykkrørsystemer i PVC og PE. For PVC benyttes muffeskjøter og oerganger til flensedeler - for eksempel flensespiss, flensemuffe eller spareflens. PE-rør skjøtes enten med speilseis, elektromuffeseis, flens eller annen mekanisk kobling. Trykkrørsystemer a termoplast har en stor markedsandel i det norske markedet. Årsakene til dette er mange, men konkurransedyktighet, leetid, egnethet, tilgjengelighet og korrosjonsbestandighet kan nenes som sentrale punkter. Det lar seg ikke gjøre å lage et ann med alkalitet og Ph-erdi som er korrosjonsennlig for betong, støpejern eller kobber samtidig! Således kommer annerk med plastrør i hoedledningsnettet gunstig ut i og med at de kan tilrettelegge annkaliteten slik at kobberkorrosjonen minimeres. I fremtiden ser man for seg at det benyttes plast både i oerføringsledninger, fordelingsnett, stikkledninger og i hus, slik at annets egenskaper som menneskeføde er det eneste man trenger å ta hensyn til. Hydraulisk dimensjonering Formeloersikt Kontinuitetsligningen q = 1 A 1 = A q : annføring [m 3 /s] A : terrsnittsareal [m²] : annhastighet [m/s] Kontinuitetsligningen Utgangspunktet er at annføringen ed snitt 1 er den samme som ed snitt. En endring i terrsnitt (A) må derfor medføre en endring i annhastighet (). Bernoullis ligning m g h 1 + m p 1 ρ m + 1 = m g h + m p ρ m + + m g h t [J] eller h 1 + p1 ρ g + 1 g = h + p ρ g + g + h t [m] Mai 007 Teknisk håndbok, side 16

Årsakene til dette er mange, men konkurransedyktighet, leetid, egnethet, tilgjengelighet og korrosjonsbestandighet kan nenes som sentrale punkter.

2 Stillingsenergi: Trykkenergi: p V = Beegelsesenergi: m g h eller h m m p ρ eller eller g p ρ g Energibalansen m: masse [kg] g : tyngdeaksellerasjonen: 9,81 m/s h : trykkhøyden [m] p : æsketrykk [N/m ] V : olum [m 3 ] ρ : mediets densitet [kg/m 3 ] : hastighet [m/s] h t : friksjonstap [m] En gammel traer i sammenheng med dimensjonering a ledninger. Det må ære likeekt mellom de to uttrykkene på her sin side a er lik -tegnet. Kapasitetsberegninger Å beregne annføringskapasiteten til et rør ed hjelp a formler er en omstendig affære. Det går som regel fint til man skal putte inn riktig friksjonskoeffisient. Den enkleste formelen i så måte er Darcy- Weisbach s formel, her oppgitt med et tillegg for singulærtap: h t = f L d i g + ξ g h t : friksjonstap [m] f : friksjonskoeffisent (Moody s diagram) d i : innendig diameter på rør [m] g : hastighetshøyde [m] L : ledningslengde [m] ξ : singulærtapskoeffisent Man må kjenne absolutt ruhet (k), regne ut relati ruhet (k/d i ) og regne ut Reynolds tall (Re) for å finne friksjonskoeffisienten (f) i Moody s diagram. I praksis bruker man dataprogrammer eller diagrammer ed dimensjonering. Reynolds tall Re = d i υ [ ] : middelhastigheten i rørterrsnittet [m/s] d i : innendig diameter [m] υ : kinetisk/kinematisk iskositet [m²/s] Mai 007 Teknisk håndbok, side 17

Det må ære likeekt mellom de to uttrykkene på her sin side a er lik -tegnet. Kapasitetsberegninger Å beregne annføringskapasiteten til et rør ed hjelp a formler er en omstendig affære.

3 Det kan oppstå to typer rørstrømning laminær eller turbulent. Laminær strømning kjennetegnes ed jen hastighet og regelmessige strømlinjer. Turbulent strømning kjennetegnes a uregelmessige strømlinjer samt hastighetsfluktasjoner. Det normale innen VA-teknikken er turbulent strømning. Reynolds tall og relati ruhet trenger du for å finne friksjonskoeffisienten i Moody s diagram. Turbulent strømning ed Re > 30 Absolutt ruhet k t = k α T [mm] k t : ruhet etter tiden t (bruksruhet) k : ny ruhet [mm] α : ruhetstilekst pr. år [mm/år] T : antall år [år] Virkelig ruhetserdi er eldig anskelig å anslå. Dessuten er det for innfløkt å dimensjonere anlegg helt i detalj. Derfor benyttes anbefalte bruksruhetserdier ahengig a anleggets beskaffenhet. Dette tas til følge i åre kapasitetsdiagrammer. Relati ruhet K rel = k t /d i [ ] Relati ruhet er rett og slett absolutt ruhet diidert med innendig diameter. Relati ruhet og Reynolds tall trenger du for å finne friksjonskoeffisienten i Moody s diagram. Energigradient I = L h f [mm/m, m/km. ] h f : energitap/trykkhøydeforskjell [mm, m] L : Ledningslengde [m, km] Energigradient - eller tilgjengelig fall - er en særdeles iktig opplysning ed dimensjonering a ledninger. Ved å tegne et snitt a ledningstraseen får man detaljkunnskap om høybrekk og labrekk i tillegg. Ved bruk a kapasitetsdiagrammer er energigradient - eller fall - stort sett det eneste man trenger å regne på, men se opp for soner med undertrykk og store oertrykk på grunn a ujen ledningstrasé. Veggtykkelse i trykkrør e min = p d σ s e + p [mm] e min : eggtykkelse [mm] p : innendig trykk [MPa] d e : utendig diameter [mm] σ S : dimensjonerende spenning [MPa] Rør med innendig anntrykk Mai 007 Teknisk håndbok, side 18

Reynolds tall og relati ruhet trenger du for å finne friksjonskoeffisienten i Moody s diagram.

4 Dimensjonerende annmengder Ved dimensjonering a annledninger brukes Q max (d..s maksimalt timeforbruk i maksimaldøgnet) som dimensjonerende annmengde. Q max = Q mid f max k max + Q brannann + Q industri + Q off. bygg + Q jordbruk Q mid f max k max q h : midlere døgnforbruk (= q h pe) : maksimal døgnfaktor : maksimal timefaktor : midlere spesifikt døgnforbruk pr pe, eentuelt inkludert lekkasjeann pe : antall personekialenter Q brannann : brannesenets kra til annmengde Q industri : lokal industris beho for ann Q off. bygg : beho for ann til offentlige bygg (skole, rådhus o.s..) Q jordbruk : beho for ann til ulike primærnæringer Behoet for ann til ulike formål må kartlegges ed hert enkelt tilfelle. Det kan imidlertid ære anskelig å forutsi utiklingen i dette behoet. Derfor anslås behoet ut fra ønsket om utikling a samfunnet. D..s. befolkningsekst, utikling m.h.p. lekkasjer, utikling a industri o.s.. Ruhetsfaktor Nyproduserte plastrør har la ruhetsfaktor og betraktes ofte som hydraulisk glatte. Men skjøter og litt belegg innendig i rørene il føre til at den irkelige erdien oer tid øker noe. Vi anbefaler å benytte følgende k-erdier både for trykkrør a PE og PVC for annforsyning: Dimensjon k - erdi [mm] d 00mm 0,01 d > 00mm 0,05 Disse erdiene gjelder rør uten mange bend, tilknytninger og entiler. His det er mye utstyr på nettet brukes 5-10 % laere disponibelt trykktap (energigradient). Se neste asnitt. Ved hastigheter oer,0 m/s og marginal dimensjonering anbefaler i å utføre en beregning a singulærtapene. I trykkrør for spillann (kloakkpumpeledninger) il det dannes en kloakkhud som il øke ruheten ytterligere. Inntaks- og utslippsledninger i saltann kan få kraftig begroing og dermed eldig høye k- erdier. Korrosjon i metallrør og mangan i råannet il også gi høye k-erdier. For aløpsledninger a plast benyttes høyere bruksruhetsfaktorer. Her følger i den gamle eiledningen fra SFT som sier: Type ledning k - erdi [mm] Oerføringsledninger 0,5 Rørledning med bend og tilknytninger 0,40 For korrugerte drensrør (keildrens) reduseres kapasiteten med ca. 30 % i f.t. innendig glatte rør. Mai 007 Teknisk håndbok, side 19

bygg + Q jordbruk Q mid f max k max q h : midlere døgnforbruk (= q h pe) : maksimal døgnfaktor : maksimal timefaktor : midlere spesifikt døgnforbruk pr pe, eentuelt inkludert lekkasjeann pe : antall

5 Dimensjonering a annledninger Ved anlig dimensjonering benyttes kapasitetsdiagrammer. Nødendige data er: - disponibel trykkhøyde (h f ) [m] - ledningens lengde (L) [km] - ønsket annmengde (Q max ) [l/s] eller innendig diameter på eksisterende rør (d i ) [mm] - kra om annhastighet () [m/s] Skisse a en rørledning som skal transportere en ønsket annmengde fra kilde til høydebasseng eller forbrukssted. I h f = : L Disponibel trykkhøyde (h f ) diidert med ledningens lengde (L) gir oss energigradient (I)- også kalt disponibelt trykktap eller fall [, m/km, mm/m]. Total trykkhøyde diidert på ledningens lengde er ledningens irkelige fall [, m/km, mm/m]. Beregninger basert på denne erdien gir maksimal kapasitet, men med null trykk på annet ed endepunktet. Normalt anbefales annhastigheter mellom 0,5 -,0 m/s i kommunale annledninger. Vannhastigheter inntil 3,5 m/s kan i enkelte tilfeller godtas. Ønsket trykk ed utløpet er normalt mer enn bar. Ved trykk større enn 4 bar ed en bygning må det monteres trykkreduksjonsentiler. Utstyr i hus er beregnet for trykk mindre enn 4 bar. Mai 007 Teknisk håndbok, side 0

[m/s] Skisse a en rørledning som skal transportere en ønsket annmengde fra kilde til høydebasseng eller forbrukssted.

6 Vannføringsdiagram for trykkrør, k=0,01 mm Vannføringsdiagram for plastrør fra d i 0 mm til d i 00 mm. k = 0,01 mm Mai 007 Teknisk håndbok, side 1

7 Vannføringsdiagram for trykkrør, k=0,05 mm Vannføringsdiagram for plastrør fra d i 00 mm til d i 000 mm. k = 0,05 mm Mai 007 Teknisk håndbok, side

Like dokumenter

NOTAT VEDLEGG 9 INNTAKSLEDNING VESTFJELLDAMMEN INNHOLD

NOTAT VEDLEGG 9 INNTAKSLEDNING VESTFJELLDAMMEN INNHOLD Oppdragsgiver: Hammerfest kommune Oppdrag: Vedlegg 9 Hovedplan vann 2011 2014, Hammerfest kommune Del: Inntaksledning Vestfjelldammen Dato: 2009-06-29 Skrevet av: Torgrim Fredeng Kemi Kvalitetskontroll: