Полиэтиленовый газопровод: как считать
Полиэтиленовые газопроводы обозначают по наружному диаметру, а гидравлика зависит от внутреннего: при SDR 11 стенка равна D/11 (ПЭ 63×5,8 — проход 51,4 мм), при SDR 17,6 — D/17,6 (ПЭ 110×6,3 — 97,4 мм). По табл. Б.1 СП 42-101-2003 для низкого и среднего давления применяют SDR 11 до 63 мм и SDR 17,6 от 75 мм, для высокого давления — SDR 11 во всём ряду до 225 мм. Шероховатость полиэтилена 0,0007 см не растёт со временем (3.28), стенка почти всегда гидравлически гладкая, а под внутренним давлением диаметр увеличивается до 5 % (прил. Б).
Пример: 20 м³/ч природного газа в ПЭ 63×5,8 SDR 11 на 100 м (+10 % на местные): Re = 9 632, Re·n/d ≈ 0,1 ≪ 23 — гладкая стенка, λ = 0,3164/Re^0,25 = 0,0319, потери 17,9 даПа, скорость 2,68 м/с. Стальная 57×3 с почти тем же проходом (51 мм) новая теряет 18,6 даПа, а после десяти лет — 25,9: полиэтилен выигрывает не столько «сейчас», сколько на сроке службы, поскольку его λ не растёт.
При подборе полиэтилена по формуле (15) СП берут B = 0,0446, m = 1,75, m₁ = 4,75 (табл. 7) — это свёрнутая формула Блазиуса для гладких труб — и ближайший меньший стандартный диаметр (3.40). Калькулятор подбирает ПЭ-трубу из сортамента прямым расчётом потерь и скорости: для 20 м³/ч на 300 м при допустимых 60 даПа проходит ПЭ 63×5,8 SDR 11 (53,7 даПа) — тот же типоразмер, что и сталь Сталь 57×3 (55,7 даПа).
Полиэтиленовые трубы низкого и среднего давления (SDR 11 / 17,6)
Проход, потери 20 м³/ч на 100 м и скорость; n = 0,0007 см.
Полиэтиленовые трубы высокого давления (SDR 11)
Стенка толще — проход меньше при том же наружном диаметре.
Полиэтилен против стали при одном проходе
Шероховатость полиэтилена не растёт со временем.
Расчётные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого давления (от источника газоснабжения до наиболее удалённого прибора) принимаются не более 180 даПа, в том числе в распределительных газопроводах 120 даПа, в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах — 60 даПа.— СП 42-101-2003, п. 3.25
Как считать и что проверить
- Считайте по внутреннему диаметру: ПЭ 32 SDR 11 имеет проход всего 26 мм — меньше стали 32×2,5 (27 мм) и заметно меньше стали 33,5×3,2 DN 25.
- Для полиэтилена подбирают ближайший меньший диаметр (3.40), но проверяйте потери и скорость точным расчётом — калькулятор делает это по сортаменту.
- Шероховатость 0,0007 см постоянна — проектируйте без запаса «на старение», который необходим стали (0,01 → 0,1 см).
- Высокое давление — только SDR 11 (стенка толще, проход меньше): ПЭ 110 SDR 11 имеет проход 90 мм против 97,4 у SDR 17,6.
Остальные режимы — на страницах серии ниже и в полном калькуляторе газопровода; водяные сети считаются в гидравлическом расчёте трубопровода, арматура — в расчёте Kv для газа и пара.
- СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб» — расчётные расходы (3.18–3.20, табл. 2–5), допустимые потери (3.25), формулы падения давления (3.27–3.31), скорости (3.38), предварительный диаметр (3.39), сортамент и номограммы (прил. Б). Госстрой России. 2003. ↗ ссылка
- ГОСТ Р 50838-2009 «Трубы из полиэтилена для газопроводов» — ПЭ 80 и ПЭ 100, SDR 11 и SDR 17,6, рабочие давления. Росстандарт. 2009.
- СП 62.13330.2011 «Газораспределительные системы» (актуализированный СНиП 42-01-2002) — категории давления газопроводов, требования к трубам и прокладке. Минрегион России. 2011.
- Альтшуль А. Д. Гидравлические сопротивления — формулы коэффициента трения для гладких и шероховатых труб. Недра. 1982.
