Как измеряется давление воды в трубопроводах

Давление воды в трубопроводе обычно измеряется в паскалях (Па) или в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). В инженерной практике часто также применяется измерение в атмосферах (атм) или бар, где 1 атм соответствует давлению 101325 Па.

Измерительные приборы, такие как манометры, позволяют точно указывать давление в системе, что важно для ее нормальной работы и предотвращения аварийных ситуаций. Правильные измерения помогают оптимизировать водоснабжение и энергозатраты на его транспортировку.

Свойста воды и водяного пара

Основные показатели, которые характеризуют трубопроводы пара и го­рячей воды — давление и температура.

Давление — отношение силы к площади, на которую она действует. Дав­ление, отсчитываемое от абсолютного нуля, называется абсолютным, дав­ление, оказываемое атмосферой, — атмосферным. Избыточное давление отсчитывается от уже имеющегося атмосферного давления:

где РИ зб — избыточное давление;

Ра6с — абсолютное давление;

Рзты — атмосферное (барометрическое) давление.

В международной системе единиц СИ единицей измерения давления является паскаль (Па). Один паскаль — это давление, оказываемое силой в 1 ньютон на площадь в 1 квадратный метр: 1 Па = 1 Н/м 2 .

Также на практике широко применяется внесистемная единица изме­рения давления — килограмм-сила на сантиметр квадратный — кгс/см 2 . В эксплуатации находится большое число показывающих манометров, про­градуированных в кгс/см 2 . В Западной Европе как единица измерения дав­ления применяется бар (bar). Один бар равен 100 ООО Па, что приблизитель­но равно 1 кгс/см 2 . Паскаль очень мал, на практике применяют кратные ему единицы:

• 1 кПа (килопаскаль) = 1000 Па;
• 1 МПа (МегаПаскаль) = 1 000 000 Па х 10 кгс/см 2 .

Соответственно, 1 кгс/см 2 ≈ 0,1 МПа.

Температурой называется величина, характеризующая степень нагрето- сти вещества. В международной системе единиц СИ за нуль шкалы при­нимается температура абсолютного нуля. Абсолютная шкала температуры начинается от абсолютного нуля и градуируется в кельвинах (К), принятых за единицу температуры в системе единиц СИ.

На практике чаще всего температуру измеряют по международной 100-градусной шкале в градусах Цельсия (°С). Эта шкала имеет две постоянные точки: температуру кипе­ния воды при нормальном атмосферном давлении и температуру ее замер­зания. Температура замерзания воды принята равной 0°С, температура ки­пения равна 100 °С. Температура выше 0°С обозначается со знаком плюс (+), а ниже 0°С — со знаком минус (—). Абсолютная температура Т связана с температурой по Цельсию t следующим соотношением:

где t — температура, измеренная в градусах Цельсия;

Т— температура, измеренная в градусах Кельвина.

Трубопроводы пара и горячей воды характеризуются следующими основ­ными параметрами:

• рабочее давление — максимальное избыточное давление в трубопрово­де на входе в него, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса;
• расчетное давление — давление в трубопроводе, на которое производит­ся расчет на прочность;
• пробное давление — давление, при котором проводится испытание тру­бопровода на прочность и плотность;
• температура рабочей среды — максимальная температура пара или го­рячей воды в трубопроводе при нормальном протекании процесса.

Удельная теплоемкость показывает, какое количество теплоты необхо­димо передать единице массы вещества, для того чтобы его температура по­высилась на один градус. В системе единиц СИ теплоемкость измеряется в джоулях на килограмм на градус — Дж/(кг- град). Возможно использование внесистемной единицы — калория на килограмм на градус (кал/(кг-град)).

При температуре 20 °С и нормальном атмосферном давлении удельная тепло­емкость воды равна 4183 Дж/(кг-град) или 1 ккал/(кг-град). Среди доступ­ных жидкостей вода имеет наибольшую теплоемкость. Изменение давления и температуры воды существенно влияет на ее удельную теплоемкость.

Переход воды из жидкого состояния в газообразное называется парообра­зованием, из газообразного в жидкое — конденсацией. Кипение — это процесс интенсивного парообразования по всей поверхности жидкости. При нор­мальном атмосферном давлении температура кипения составляет 100 °С, с увеличением давления температура кипения возрастает (таблица ниже) .

Отношение Абсолютного давления к температуре кипения

Абсолютное давление, МПа

Источник3: www.teploenergoplast.ru

Давление

Давление – физическая величина, определяемая отношением величины перпендикулярно приложенной к поверхности силы к единице поверхности.

Разновидности единиц измерения давления

Давление в теплоснабжении, металлургии может выражаться в следующих величинах:

• КГС/см²;
• Атмосфера;
• Паскаль (как правило, используется мегапаскаль, 1МПа=106 Па);
• Бар.

В неточном приближении, соотношение единиц измерения следующее:

1 кгс/см² = 1 атм = 0,1 МПа = 1 бар.

Определения давления

Условное (номинальное) давление — внутреннее неизменное избыточное давление субстанции, выдерживаемое трубопроводами и соединительными элементами на протяжении всего срока службы, при температуре субстанции 20°С. Обозначение Ру применялось до 1986 г, позднее были введены аналоги Р ном либо PN. Все из перечисленных способов обозначения условного (номинального) давления применимы до настоящего времени.

Рабочее давление — наибольшее значение избыточного давления, обеспечивающего установленный режим работы соединительной арматуры, трубопроводов.

Пробное давление – это давление, используемое для тестирования соединительных элементов, трубопровода.

Расчетное давление – это давление, при котором производится расчет на прочность.

Систематизация трубопроводов, в соответствии с показателями давления и температуры

Согласно п. 1.1.3 ПБ 10-573-03, выделяют 4 категории трубопроводов:

Таким образом, теплотрасса, производимая в соответствии с ГОСТ 30732-2006, относится к 4 категории и имеет рабочее давление не более 1,6 МПа.

Гидравлические испытания трубопроводов

Согласно п. 2.11 ГОСТ 10705-80, пробное гидравлическое давление, выдерживаемое электросварными трубами, составляет:

• 6,0 МПа при диаметре
• 3,0 МПа при диаметре ≥102 мм;
• Испытание труб, относящихся к группам А и В согласно п. 2.2 ГОСТ 10705-80, регламентируется ГОСТ 3845-75.

Испытание бесшовных труб по п. 1.9.а ГОСТ 8731-74 производится согласно ГОСТ 3845-75, при этом давление ограничивается 20 МПа. По согласованию с потребителем возможно испытательное давление и выше, чем 20 МПа.

Гидравлическому испытанию в соответствии с пунктом 4.12.1 ПБ 10-573-03 подвергаются трубопроводы всех категорий, а также детали и блоки трубопроводов. Испытания не являются обязательными в случае предварительной 100% проверки при помощи ультразвука, радиографии. Стальные электросварные трубы ГОСТ 10704-91, 10705-80, используемые при производстве труб в ППУ изоляции на основании ГОСТ 30732-2006, в соответствии с приложением 5 таблица 3 ПБ 10-573-03 должны быть с гидроиспытаниями.

Установка системы трубопровода должна оканчиваться обязательными гидравлическими испытаниями. В качестве наименьшего значения пробного давления используется 1,25 рабочего давления в трубопроводе, согласно п. 4.12.3 документа ПБ 10-573-03, но не менее 0,2 МПа. Трубопровод испытывают на протяжении 10 минут и более, температурный диапазон субстанции «плюс» 5°С — «плюс» 40°С.

Источник4: www.teploenergoplast.ru