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                系统设计

                  同其它种类的管道一样,PE管道系统在设计时应综合考虑埋理条件、流体性质、工作条件、温度范围、安装技术和工种费用等多种设计因素,但是其中重要的设计为强度设计和水力计算两个部分。

                强度计算

                聚乙烯管道的工作压力可由下式计算
                PN二2σse/(D—e)二2σs/(SDR—1)
                其中
                σs=MRS/Fd
                这里:
                PN二管材公称压力
                σs=设计应力,MPa
                D=平均外径,mm
                e=小壁厚,mm
                SDR=标准尺寸化
                MRS=小要求强度(20℃,50年),MPa
                Fd=设计系数

                20℃时,MRS设计应力σs和设计系数之间的对应关系如下表:


                小要求强度MRS(MPa)


                设计应力σs
                (MPa)

                10

                8

                6.3

                设计系数Fd

                8

                1.25



                6.3

                1.6



                5

                2


                1.25

                4

                2.5


                1.6

                3.2

                3.2


                2

                  作为供水用PE管道系统,设计系数Fd一般选择1.25,对于PE80级别的PE管材,对应的设计应力Qs为6.3MPa。例如-SDR17的PE100管道,由上述计算可知,该管道的公称压力为PN10.此外,聚乙烯管道的耐压强度与温度有关,当管道的工作温度偏离20℃时,大工 作压力(MOP)应按下列公式计算: MOP=PN*Ft Ft为温度折减系数

                温度

                20℃

                30℃

                40℃

                折减系数Ft

                1.00

                0.87

                0.74

                水力计算

                压力损失计算

                 管道的压力可按照达西—威斯巴赫公式进行计算:hf=入(Lj/d)(V2/2g)
                式中:
                 hf=摩擦损失:L=管道长度:dj=管道计算内径 g=重力加速度;V=平均流速; 入二摩阻系数
                 紊流状态下,摩阻系数入可由阿里特苏里公式计算:入=0.11(K/dj+68/Re)0.25
                式中:
                 K=管内壁粗糙度(mm),对于PE管;K=0.01mm Re=雷诺数;dj=管道计算内径(mm)
                 管件局部阻力水头损失按下式计算:h=KV2/2g
                式中:
                 h=局部水头损失:m v=水流速度,m/s g=重力加速度,m/s2 K=各种管件的摩阻系数

                常见管件摩阻系数K值如下:

                管件类型

                K值

                管件类型

                K值

                90弯头

                1.00

                闸阀:开

                0.12

                45弯头

                0.4

                闸阀:1/4关闭

                1.00

                22.5弯头

                0.2

                闸阀:1/2关闭

                6.00

                90°正三通(主流管方向)

                0.35

                闸阀:3/4关闭

                24,00

                90°正三通(主流管方向)

                1.20

                蝶阀(关)

                0.30

                通常在设计过程中,为了简化设计,局部水头损失宜按下列管网沿途水头损失的百分数采用:
                生活给水管网25—30%;
                生产给水管网,生活、消防共用给水管网,生活、生产、消防共用给水管网均为20%。
                消火栓系统消防给水管网为10%;
                生产、消防共用给水管网为15%。

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