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        系統設計

          同其它種類的管道一樣,PE管道系統在設計時應綜合考慮埋理條件、流體性質、工作條件、溫度范圍、安裝技術和工種費用等多種設計因素,但是其中重要的設計為強度設計和水力計算兩個部分。

        強度計算

        聚乙烯管道的工作壓力可由下式計算
        PN二2σse/(D—e)二2σs/(SDR—1)
        其中
        σs=MRS/Fd
        這里:
        PN二管材公稱壓力
        σs=設計應力,MPa
        D=平均外徑,mm
        e=小壁厚,mm
        SDR=標準尺寸化
        MRS=小要求強度(20℃,50年),MPa
        Fd=設計系數

        20℃時,MRS設計應力σs和設計系數之間的對應關系如下表:


        小要求強度MRS(MPa)


        設計應力σs
        (MPa)

        10

        8

        6.3

        設計系數Fd

        8

        1.25



        6.3

        1.6



        5

        2


        1.25

        4

        2.5


        1.6

        3.2

        3.2


        2

          作為供水用PE管道系統,設計系數Fd一般選擇1.25,對于PE80級別的PE管材,對應的設計應力Qs為6.3MPa。例如-SDR17的PE100管道,由上述計算可知,該管道的公稱壓力為PN10.此外,聚乙烯管道的耐壓強度與溫度有關,當管道的工作溫度偏離20℃時,大工 作壓力(MOP)應按下列公式計算: MOP=PN*Ft Ft為溫度折減系數

        溫度

        20℃

        30℃

        40℃

        折減系數Ft

        1.00

        0.87

        0.74

        水力計算

        壓力損失計算

         管道的壓力可按照達西—威斯巴赫公式進行計算:hf=入(Lj/d)(V2/2g)
        式中:
         hf=摩擦損失:L=管道長度:dj=管道計算內徑 g=重力加速度;V=平均流速; 入二摩阻系數
         紊流狀態下,摩阻系數入可由阿里特蘇里公式計算:入=0.11(K/dj+68/Re)0.25
        式中:
         K=管內壁粗糙度(mm),對于PE管;K=0.01mm Re=雷諾數;dj=管道計算內徑(mm)
         管件局部阻力水頭損失按下式計算:h=KV2/2g
        式中:
         h=局部水頭損失:m v=水流速度,m/s g=重力加速度,m/s2 K=各種管件的摩阻系數

        常見管件摩阻系數K值如下:

        管件類型

        K值

        管件類型

        K值

        90彎頭

        1.00

        閘閥:開

        0.12

        45彎頭

        0.4

        閘閥:1/4關閉

        1.00

        22.5彎頭

        0.2

        閘閥:1/2關閉

        6.00

        90°正三通(主流管方向)

        0.35

        閘閥:3/4關閉

        24,00

        90°正三通(主流管方向)

        1.20

        蝶閥(關)

        0.30

        通常在設計過程中,為了簡化設計,局部水頭損失宜按下列管網沿途水頭損失的百分數采用:
        生活給水管網25—30%;
        生產給水管網,生活、消防共用給水管網,生活、生產、消防共用給水管網均為20%。
        消火栓系統消防給水管網為10%;
        生產、消防共用給水管網為15%。

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