آثار خمشی در لوله پلی اتیلن

طراحی هیدرولیکی لوله های پلی اتیلن

قسمت دوم – آثار خمشی در لوله پلی اتیلن

در فرمول های مربوط به جریان داخل لوله، معمولا لوله گِرد فرض می شود. لوله های پلی اتیلن مدفون، بدلیل خاصیت انعطاف پذیر بودنشان، تحت فشار وارده از زمین قدری بیضی شکل می شوند که باعث افزایش قطر جانبی و متناظر با آن، کاهش قطر عمودی می شود.

تغییر شکل بیضوی باعث کاهش اندک مساحت موجود برای عبور جریان می شود. در عمل، این فرآیند قابل چشم پوشی است چرا که به ظرفیت جریانی لوله ارتباط دارد. محاسبات نشان می دهند که میزانی از تغییر شکل بیضوی که باعث کاهش ۷% قطر عمودی می شود، جریان را فقط در حدود ۱% کاهش می دهد. همچنان با شرکت توسن صنعت آپادانا تولیدکننده و ارائه کننده انواع لوله های پلی اتیلن، لوله آبیاری، نوار آبیاری و لوله دریپردار همراه باشید.

 

اتلاف یا افت هِد در اتصالات

عبور جریان سیال از اتصالات یا شیر، موجب افت فشار اصطکاکی می شود که می توان مستقیما آن را در قالب ضریبی بنام ضریب مقاومت، K΄، بیان کرد. K΄ مقدار افت فشار در اتصال را بر حسب طول معادل لوله با همان قطر (طولی از لوله که افت فشاری معادل افت فشار ایجاد شده در اتصال ایجاد می کند) ارائه می دهد. این کار همانطور که در بحثی که در ادامه می آید گفته شده است، موجب می شود بتوان افت فشار در اتصالات را براحتی در محاسبات جریان سیستم وارد کرد. مقدار ضریب K΄ برای اتصالات مختلف در جدول -۶ ۵ آمده است.

در مواقعی که تعداد زیادی از اتصالات در مجاورت هم روی خط لوله نصب شده اند، این روش ساده پیش بینی افت فشار، بدلیل اثر تجمعی کافی نیست. طراح در مواردی که این موضوع یکی از ملاحظات طراحی است، باید مقدار بیشتری از افت فشار اصطکاکی را لحاظ کند و یا از بررسی های مکانیک سیالات استفاده نماید.

طول لوله معادل، که برای تخمین افت فشار اصطکاکی مورد استفاده قرار می گیرد را می توان از معادله ۶- ۱۶ که در آن LEFF برابر با طول مؤثر لوله برحسب فوت؛ D برابر قطر داخلی لوله برحسب فوت و K΄ از جدول ۶- ۵ بدست آمده است، محاسبه نمود.

منظور از هِد، ارتفاعی از ستون مایع درون مانومتر است که بیانگر فشار می باشد و تغییرات آن در اثر اتلاف اصطکاکی تغیر ارتفاع یا سرعت و … بیانگر تغییرات فشار است.

 

افت هِد فشاری بدلیل تغییرات ارتفاع

تغییرات ارتفاع می تواند موجب افزایش یا کاهش فشار خط لوله شود. فشار حاصل از یک تغییر ارتفاع مشخص در مایعات با استفاده از رابطه زیر بدست می آید:

که در آن:

hE =  هِد تغییر ارتفاع، فوت مایع

h1 = ارتفاع لوله در نقطه ۱، فوت

h2 = ارتفاع لوله در نقطه ۲، فوت

اگر کل خط لوله تحت افزایش یا کاهش یکنواخت ارتفاع در راستای طولش قرار بگیرد، این دو نقطه همان ارتفاع ۲ نقطه انتهایی خط لوله هستند. با این حال در برخی از خطوط لوله بدلیل گذر از نواحی پست و بلند و کوهستانی، تغییرات ارتفاعی متعددی وجود دارد. در این خطوط لوله با استفاده از انتخاب نقاط مناسب که شیب خط لوله در آن ها تغییر می کند و سپس جمع هِد تغییر ارتفاع مربوط به هر قسمت، می توان هِد تغییر ارتفاع کلی لوله را بدست آورد.

در لوله های انتقال مایعات که کاملاً پر از مایع هستند، چه مایع جریان داشته باشد و چه جریان نداشته باشد، فشار ناشی از ارتفاع (فشار هیدرواستاتیک) وجود دارد. در هر نقطه پایین دست خط لوله، فشار داخلی برابر است با حاصلضرب ارتفاع ستون مایع بالای نقطه در وزن مخصوص مایع. اگر مایع در خط لوله در جریان باشد، فشار ارتفاعی با فشار ناشی از افت در اثر جریان جمع شده، فشار در آن نقطه خاص درون لوله را بدست می آید.