Transportul fluidelor prin conducte

TRANSPORTUL FLUIDELOR PRIN CONDUCTE

Transportul fluidelor este realizat in genere prin conducte sau retele. Reglarea cantitatilor sau debitelor de fluide care trec prin conducte se realizeaza cu armaturi specifice acestui scop. Gazele umplu toata sectiunea conductei, in timp ce in cazul lichidelor avem de-a face cu doua cazuri:

curgere libera - caz in care umplu sau nu sectiunea conductei;

curgere fortata - caz in care umplu toata sectiunea conductei.

Solidele se transporta fie dupa solubilizare (dizolvare) intr-un solvent lichid, fie prin antrenare intr-un fluid (transport hidrodinamic).

Pentru montarea conductelor se folosesc:

piese de legatura, montate fix sau demontabile (fitinguri);

dispozitive de dirijare si reglare a debitelor (armaturi);

dispozitive de etansare, numite garnituri de etansare.

Elemente caracteristice conductelor

Tevile si accesoriile sunt caracterizate de:

diametrul nominal D_n;

presiunea nominala P_n.

D_n, P_n precum si indicatiile asupra materialului de constructie si lungimea alcatuiesc elementele care se prescriu in comanda de livrare.

Presiunile de lucru trebuie sa fie cel mult egale cu presiunea nominala. Presiunea de incercare este:

2 P_n pentru presiuni mici si

1,5 P_n pentru presiuni peste 310⁵ Pa.

Temperaturile ridicate impun si materiale pentru constructia tevilor speciale. Pentru temperaturi de peste 400sC, tevile si armaturile se produc numai la comenzi speciale. Tevile care se produc sunt standardizate in functie de tehnologia care se aplica in procesul de fabricatie, destinatie, material care se intrebuinteaza pentru constructie, diametrul nominal si grosimea peretelui tevii.

CALCULUL CONDUCTELOR

Elementul de baza pentru o conducta sau o retea de transport a fluidelor este diametrul. Calculul diametrului se face pe urmatoarele principii:

pe baza de viteze optime de circulatie a fluidelor prin conducte (se iau din tabele) si aplicand ecuatia continuitatii:

Q = debitul volumic (m³/s);

ω = viteza fluidului (m/s).

prin calcul economic, stabilindu-se diametrul la care realizarea, exploatarea si intretinerea sunt economice;

tinand seama de pierderile de presiune egale pe ramificatii ale retelei echivalente.

Transportul hidrodinamic al solidelor

Transportul hidrodinamic al solidelor poate fi:

transport hidraulic (cu un lichid uzual, de exemplu apa) - mazarea;

transport pneumatic (cu un gaz) - cereale, fainuri.

Elemente care trebuie avute in vedere la transportul hidrodinamic:

viteza de plutire (viteza curentului de fluid la care particula solida este in stare de nemiscare in plan vertical). Egalitatea dintre forta gravitationala (de sus in jos):

ρ_s = densitatea solidului (kg/m³);

ρ_f = densitatea fluidului (kg/m³).

si forta data de energia cinetica a fluidului, de jos in sus, care are valoare:

unde: A = aria suprafetei proiectiei pe un plan perpendicular pe directia de deplasare a fluidului;

ω = viteza fluidului.

ω_p = viteza de plutire (m/s).

consumul de energie la transportul hidrodinamic in ansamblu se manifesta la fel ca la transportul fluidelor, insa in acest caz trebuie sa se tina seama de ecuatia lui Fanning corectata pentru transportul bifazic:

(pierderi prin frecare de-a lungul conductei)

(pierderile prin rezistentele locale)

unde: μ = coeficientul de concentratie amestec (caracteristic materialului);

α = 0,3 - 2 = coeficient de rezistenta.

In cazul transportului pneumatic trebuie sa se asigure si energia necesara accelerarii particulelor care patrund in conducta impreuna cu aerul (asigurarea energiei cinetice). Consumul de energie provocat de acest fenomen se calculeaza cu relatia:

De asemenea, se realizeaza un consum de energie pentru mentinerea particulelor in suspensie in cazul transportului pe verticala. Consumul de energie provocat de acest fenomen se calculeaza cu relatia: