Диапазон давления теплоносителя в подающем трубопроводе: Какое давление в системе отопления многоэтажного дома должно быть

Разное

Содержание

Какое давление в системе отопления многоэтажного дома должно быть

Давление, которое должно быть в системе отопления многоквартирного дома, регламентируется СНиПами и установленными нормами. При расчете берут во внимание диаметр труб, типы трубопровода и отопительных приборов, расстояние до котельной, этажность.

Виды давления

Говоря о давлении в системе отопления, подразумевают 3 его вида:

  1. Статическое (манометрическое). При выполнении расчетов его принимают равным 1атм или 0,1 МПа на 10 м.
  2. Динамическое, возникающее при включении в работу циркуляционного насоса.
  3. Допустимое рабочее, представляющее собой сумму двух предыдущих.

В первом случае это сила давления теплоносителя в радиаторах, запорной арматуре, трубах. Чем выше этажность дома, тем большее значение приобретает этот показатель. Чтобы преодолеть подъем столба воды применяют мощные насосы.

Второй случай — это давление, возникающее в процессе движения жидкости в системе. А от их суммы — максимального рабочего давления, зависит работа системы в безопасном режиме. В многоэтажном доме его величина достигает 1 МПа.

Требования ГОСТ и СНиП

В современных многоэтажных домах монтаж системы отопления осуществляют, опираясь на требования ГОСТа и СНиП. В нормативной документации оговорен диапазон температур, которые центральное отопление должно обеспечить. Это от 20 до 22 градусов С при параметрах влажности от 45 до 30%.

Чтобы достичь этих показателей, необходим просчет всех нюансов в работе системы еще при разработке проекта. Задача теплотехника — обеспечить минимальную разность значений давления жидкости, циркулирующей в трубах, между нижними и последними этажами дома, сократив тем самым теплопотери.

Этажность Рабочее давление, атм
До 5 этажей 2-4
9-10 этажей 5-7
             От 10 и выше 12

На реальную величину давления влияют следующие факторы:

  • Состояние и мощность оборудования, подающего теплоноситель.
  • Диаметр труб, по которым теплоноситель циркулирует в квартире. Бывает, что желая повысить температурные показатели, хозяева сами меняют их диаметр в большую сторону, снижая общее значение давления.
  • Расположение конкретной квартиры. В идеале это не должно иметь значения, но в действительности существует зависимость от этажа, и от удаленности от стояка.
  • Степень износа трубопровода и нагревательных приборов. При наличии старых батарей и труб не следует ожидать, что показатели давления останутся в норме. Лучше предупредить возникновение нештатных ситуаций, заменив отслужившую свое теплотехнику.

Как меняется давление от температуры

Проверяют рабочее давление в высотном доме при помощи трубчатых деформационных манометров. Если при проектировании системы конструкторы заложили автоматическую регулировку давления и его контроль, то дополнительно устанавливают датчики разных типов. В соответствии с требованиями, прописанными в нормативных документах, контроль осуществляют на наиболее ответственных участках:

  • на подаче теплоносителя от источника и на выходе;
  • перед насосом, фильтрами, регуляторами давления, грязевиками и после этих элементов;
  • на выходе трубопровода из котельной или ТЭЦ, а также на вводе его в дом.

Обратите внимание: 10% разницы между нормативным рабочим давлением на 1 и 9 этаже — это нормально.

Давление в летний период

В период, когда отопление бездействует как в теплосети, так и в системах отопления поддерживается давление, величина которого превышает статическое. В противном случае в систему попадет воздух и трубы начнут коррозировать.

Минимальное значение этого параметра определяется высотой здания плюс запас от 3 до 5 м.

Как поднять давление

Проверки давления в отопительных магистралях многоэтажных домов нужны обязательно. Они позволяют анализировать функциональность системы. Падение уровня давления даже на незначительную величину, может стать причиной серьезных сбоев.

При наличии централизованного отопления систему чаще всего испытывают холодной водой. Падение давления за 0,5 часа на величину большую, чем 0,06 МПа указывает на наличие порыва. Если этого не наблюдается, то система готова к работе.

Непосредственно перед стартом отопительного сезона выполняют проверку водой горячей, подаваемой под максимальным давлением.

Изменения, происходящие в системе отопления многоэтажного дома, чаще всего не зависят от хозяина квартиры. Пытаться повлиять на давление — затея бессмысленная. Единственное, что можно сделать, устранить воздушные пробки, появившиеся из-за неплотных соединений или неправильно выполненной регулировки клапана спуска воздуха.

На наличие проблемы указывает характерный шум в системе. Для отопительных приборов и труб это явление очень опасно:

  • Расслаблением резьбы и разрушениями сварных соединений во время вибрации трубопровода.
  • Прекращением подачи теплоносителя в отдельные стояки или батареи в связи со сложностями с развоздушиванием системы, невозможностью регулировки, что может привести к ее размораживанию.
  • Понижением эффективности системы, если теплоноситель прекращает движение не полностью.

Чтобы предотвратить попадание воздуха в систему необходимо перед ее испытанием в рамках подготовки к отопительному сезону осмотреть все соединения, краны на предмет пропускания воды. Если услышите характерное шипение при пробном запуске системы, немедленно ищите утечку и устраняйте ее.

Можно нанести на стыки мыльный раствор и там, где герметичность нарушена, будут появляться пузырьки.

Иногда давление падает и после замены старых батарей на новые алюминиевые. На поверхности этого металла от контакта с водой появляется тонкая пленка. Побочным продуктом реакции является водород, за счет его сжимания давление снижается.

Вмешиваться в работу системы в этом случае не стоит — проблема носит временный характер и со временем уходит сама по себе. Это происходит исключительно в первое время после монтажа радиаторов.

Повысить напор на верхних этажах высотного здания можно путем установки циркуляционного насоса.

Внимание: самой удаленной точкой трубопровода является угловая комната, следовательно, давление здесь самое меньшее.

Минимальное давление

Из условия, когда перегретая вода в системе отопления не вскипает, принимается минимальное давление.

Температура воды,

градусов С

Минимальное давление ,

атм

130 1,8
140 2,7
150 3,9

Определить его можно следующим образом:

К высоте дома (геодезической) добавляют запас приблизительно 5 м, чтобы избежать завоздушивания, плюс еще 3 м на сопротивление системы отопления внутри дома. Если на подаче давление недостаточное, то батареи на верхних этажах останутся непрогретыми.

Если взять 5-этажный дом, то на подаче минимальное давление должно иметь значение:

5х3+5+3=23 м = 2,3 ата = 0,23 Мпа

Перепад давления

Чтобы отопительная система нормально выполняла свои функции, перепад давлений, представляющий собой разность между его величинами на подаче и обратке, должен быть определенной и постоянной величины. В числовом выражении он должен быть в пределах от 0,1 до 0,2 МПа.

Отклонение параметра в меньшую сторону свидетельствует о сбое в циркуляции теплоносителя по трубам. Колебание в сторону увеличения показателя — о завоздушивании отопительной системы.

В любом случае нужно искать причину изменения, иначе отдельные элементы могут выйти со строя.

Если давление упало, то проверяют на наличие утечек: отключают насос и наблюдают изменения статического давления. Если оно продолжает снижаться, то ищут место повреждения путем последовательного выведения из схемы разных участков.

В случае, когда статический напор не меняется, то причина кроется в неисправности оборудования.

Стабильность перепада рабочего давления изначально зависит от проектировщиков, от выполненных ими расчетов по гидравлике, а затем правильного монтажа магистрали. Нормально функционирует отопления многоэтажки, при монтаже которого учтены следующие моменты:

  • Подающий трубопровод, за редким исключением, находится вверху, обратный внизу.
  • Разливы выполнены из труб сечение от 50 до 80 мм, а стояки и подвод к батареям — от 20 до 25 мм.
  • В отопительную систему в байпасную линию насоса или перемычку, соединяющую подачу и обратку врезаны регуляторы, гарантирующие, что даже при резких перепадах давления завоздушивание не появится.
  • В схеме теплоснабжения присутствует запорная арматура.

Идеальных условий эксплуатации отопительной системы не существует. Всегда есть потери, снижающие показатели давления, но все же они не должны выходить за пределы регламентированными Строительными нормами и правилами РФ СНиП 41-01-2003.

какое должно быть, в чем измеряется, как проверить и нормализовать

Постоянное и оптимальное давление в трубах отопления необходимо для того, чтобы теплоноситель постоянно циркулировал по системе, проходя через все радиаторы. Этот параметр должен поддерживаться в заданных пределах как для поддержания в помещениях комфортной температуры, так и для предотвращения поломки, разрушения отдельных элементов или всей системы в целом. Рассмотрим значение этого понятия, основные параметры автономного и центрального отопления, правила монтажа системы, проблемы и способы их устранения.

В чем измеряется давление в трубах?

Этот показатель измеряется в паскалях и в атмосферах. Наиболее часто используется вторая шкала. Для обогрева объектов различного предназначения и высоты применяются индивидуальные подходы.

Так, нормой считается:

  • автономный котел — 1,5-2 атмосферы;
  • дома 3-5 этажей — 2-4 атмосферы;
  • девятиэтажные здания — 5-7 атмосфер;
  • высотные строения — 10 атмосфер;
  • подземные подающие магистрали — 12 атмосфер.

Регулировка давления проводится с помощью автоматических и ручных клапанов, расширительных баков, регуляторов и предохранительных мембран. Контроль состояния отопительной системы осуществляется манометрами, установленными на трубах с определенным интервалом.

Как правило, контрольные приборы монтируются на входе в здание и в его самой высокой точке.

На что влияет давление в трубах?

Далеко не все осознают, насколько важно поддержание нужного напора в трубопроводе, по которому движется теплоноситель.

Создаваемое в системе давление определяет такие показатели:

  1. Температуру в помещении. Если жидкость движется по магистрали медленно, то она не попадает в теплообменники. Кроме этого, до достижения поворотного участка контура она успевает сильно остыть.
  2. Наличие воздушных пробок. При недостаточном напоре образуются воздушные пузыри, препятствующие циркуляции. В результате прекращается ток воды по всему стояку.
  3. Целостность трубопровода. При чрезмерном напоре происходит разрыв прокладок, срыв резьбы на фитингах и разрушение батарей. Просмотр видео поможет наглядно представить последствия нарушения технологии отопления зданий и сооружений.

При снижении скорости тока теплоносителя увеличиваются расход энергии на нагрев, что приводит к росту материальных расходов.

Виды давления в системе отопления

Различают несколько типов давления, которое поддерживается в отопительной системе. Все они берутся в расчет при планировании строительства, эксплуатации и обслуживании магистрали.

Остановимся конкретно на видах:

  1. Статическое. Оно не зависит от того, с какой силой работает насос и температуры жидкости. Показатель определяется объемом воды находящимся в системе, то есть гравитационным воздействием на стенки магистрали столба жидкости.
  2. Динамическое. Оно создается напорными нагнетателями, подающими теплоноситель в трубопровод. Кроме этого, напор создается за счет такого явления как конвекция. Регулировка динамического давления осуществляется шаровыми кранами и другими приспособлениями.
  3. Максимальное. Указывает на предельную прочность системы. Его превышение недопустимо, так как приводит к возникновению аварийной ситуации. Учитывая то, что температура теплоносителя близка к точке кипения, прорыв трубопровода представляет угрозу не только для интерьера, но для жизни и здоровья людей.

Как правило, в летний период вода из системы отопления многоквартирного дома сливается для проведения регламентных работ, установки котлов, замены батарей и стояков.

Какое должно быть нормальное давление

Под понятием «нормальное» подразумевается показатель, при котором образуется оптимальная циркуляция теплоносителя и не возникает угроза возникновения аварийной ситуации. Каждый элемент системы отопления имеет расчетную прочность и устойчивость к определенной температуре.

Существуют такие критерии нормального давления (в атмосферах):

  • стальные трубы без шва —20;
  • стальные трубы со швом —16;
  • полипропиленовые армированные изделия — 5;
  • алюминиевые радиаторы — 6;
  • панельные батареи — 9;
  • чугунные секции — 15.

Во всех случаях перед принятием решения о замене радиаторов, обвязки и стояков в квартире необходимо проконсультироваться со специалистами.

Целесообразно приобретать изделия, рассчитанные на двойное динамическое давление. Это нужно потому, что гидродинамические удары в системе не являются редкостью при неисправностях насосного оборудования.

Нормы и требования ГОСТ и СНИП

Требования к системам отопления изложены в СНиП 2. 04.05-91 с изменениями от 21 января 1994 г. N 18-3, 15 мая 1997 г. N 18-11 и 22 октября 2002 г. N 137.

ГОСТ и СНиП регламентируют такие положения относительно системы отопления:

  • климатические и метеорологические условия;
  • уровень шума и вибрации оборудования;
  • ремонтопригодность магистрали;
  • безопасность конструкции;
  • площадь и объем помещений;
  • экономическое обоснование;
  • устойчивость материала к коррозии;
  • использование изделий разрешенных для строительства;
  • количества тепла на единицу площади.

СНиП рекомендует использовать в качестве теплоносителя воду с присадками или без. Применение других материалов допускается в случае наличия расчетов экономического обоснования.

Заполнение магистрали токсичными жидкостями запрещается.

Минимальное давление

Под этим понятием подразумевается такой напор, при котором поддерживается продвижение теплоносителя по магистрали. При этом должно обеспечиваться его поступление в каждый радиатор, независимо от этажа. Данное значение необходимо знать для проверки системы на герметичность после ее сборки, обслуживания или замены отдельных деталей.

Причины перепадов давления

Предпосылок к возникновению этого явления несколько. Перепады возникают в магистралях, установленных в частных домах и многоэтажных строениях.

Причины снижения и критического повышения напора в трубопроводе могут быть следующими:

  1. Засорение магистрали. Со временем на ее внутренних стенках образуется известковый налет. Стальные конструкции меняют свои параметры из-за коррозии. Нередко в трубопровод попадают куски прокладок, мусор и пакля.
  2. Сбой в работе насосного оборудования. Речь идет об отказе автоматики или резком изменении напряжения в сети. Нагнетательная система может выйти из строя полностью, что приводит к полному отсутствию напора и прекращению циркуляции теплоносителя.
  3. Протечки и прорывы. Происходит утечка воды, снижается динамическое и статическое давление, система, если не оснащена обратным клапаном, теряет теплоноситель и заполняется воздухом.

Как показывает практика, ухудшение циркуляции воды по трубопроводу возникает по причине субъективного фактора.

В многоэтажных домах некоторые совладельцы прикручивают краны подачи с целью сэкономить на оплате коммунальных услуг.

Как бороться с перепадами давления

Падение или рост давления приводит к снижению или повышению температуры в помещении, что вызывает ухудшение самочувствия у людей, изменения влажности воздуха, появление грибка и плесени.

Существуют такие методы поддержания оптимальных параметров работы отопительной системы:

  1. Обнаружение и ликвидация протечек. Найти их можно путем визуального осмотра всей обвязки и батарей. Ликвидация осуществляется самостоятельно наложением хомутов или специалистами. Если прорыв произошел внутри стены, то целесообразно сделать обводной канал, чтобы не портить отделку.
  2. Засоры, накипь и налет устраняются механическим способом. Трубы прочищаются ершиком или в них заливается специальная жидкость. В квартирах с автономным отоплением целесообразно использовать присадки для смягчения воды.
  3. Отрегулировать напор в каждом радиаторе. Для этого на них устанавливаются манометры и регуляторы. Таким образом выравнивается давление на каждой батарее, независимо от уровня, на котором она установлена.

Как поднять давление

Сделать это можно несколькими способами. В некоторых случаях может потребоваться помощь профессионалов.

Достижение данной цели осуществляется следующими путями:

  1. Установкой вспомогательного насоса. Такой подход выбирается для многоэтажного частного дома. Выбирается агрегат с минимальным уровнем шума, чтобы не нарушать комфортность жителей.
  2. Отключением невостребованных теплообменников. В домах есть комнаты, которые пустуют и не нуждаются в прогреве. Если их перекрыть, то насосная система обеспечит нужный напор для остальных комнат.
  3. Настройкой давления отдельно для каждого радиатора. Так производится распределение горячей воды в зависимости от потребностей владельцев недвижимости.

Во всех случаях целесообразно установить на каждом стояке краны для стравливания воздуха.

Проверка герметичности

Данное мероприятие проводится после монтажа трубопровода, его ремонта, модернизации и перед началом каждого отопительного сезона. Во время пробного запуска в системе создается давление, минимум в 1,5 раза превышающее расчетное динамическое.

Проверка герметичности магистрали проводится в такой последовательности:

  1. Внешний осмотр. Обследуются обвязка, батареи, фитинги и котел. Признаками протечки являются следы потеков и ржавчина.
  2. Холодный этап. Подается вода, стравливается воздух, давление повышается до минимального рабочего значения. Система выдерживается в таком состоянии не менее 30 минут.
  3. Горячий этап. Проводится после соединение трубопровода с котлом. В магистрали создается максимальный напор, теплоноситель нагревается до максимального значения.

Проверка герметичности должна выполняться под постоянным контролем. Если мероприятие прошло успешно, то систему можно вводить в эксплуатацию.

Заключение

Создание и поддержание нужного давления в системе отопления необходимо для продления срока ее службы, создания в доме комфортного микроклимата и снижения расходов на оплату счетов. Достичь нужных показателей можно с помощью периодического тестирования магистрали, установки современных приборов регулировки и контроля.

Нормы, ГОСТ, причины перепадов между подачей и обраткой, регулировка, образцы жалоб

Отопительная система многоэтажного дома представлена сложным устройством для обогрева квартир. Незначительные колебания ее параметров отражаются холодными батареями централизованной подачи горячего теплоносителя. Одним из условий постоянства является рабочее давление в системе отопления здания. Несоблюдение правила может вызвать серьезные проблемы, вплоть до разрушения целостности и работоспособности конструкции.

Уважаемые посетители!

Наши статьи носят информационный характер о решении тех или иных юридических вопросов. Вместе с тем каждая ситуация индивидуальна.

Для решения конкретной задачи заполните форму ниже, либо задайте вопрос онлайн-консультанту во всплывающем окне справа внизу экрана или звоните по бесплатным номерам указанным на сайте (круглосуточно и без выходных).

Это быстро и бесплатно!

Признаки и причины неполадок в подаче тепла.

СодержимоеПоказать

Нормативная база, регулирующая рабочее давление в системе отопления

БЕСПЛАТНАЯ консультация юриста!

Не разобрались с материалом статьи или нужна помощь? Задайте вопрос нашему штатному юристу через форму «Онлайн-консультанта» или оставьте комментарий. Мы обязательно ответим!Задать вопрос >>>

Абсолютно все многоэтажные дома страны, независимо от их ввода в эксплуатацию, имеют принудительную подачу теплоносителя. Благодаря рабочему напору обогревательной системы гарантируется попадание горячей воды в трубы, радиаторы каждой квартиры, чем добивается высокая производительность отопления. Действие помогает избежать лишних теплопотерь, доставляя во все квартиры воду с одинаковой температурой, которая получается при нагреве котельной.

Работоспособность структуры оговаривается стандартом номер 12.1.00588, 565012015, СНиП 41-01-2003, СП 60.13330.2012, СП 60.13330.2016 , гл. VI приложения 1 Постановления Правительства №354. Документы указывают, что при нормальном давлении, комнатная температура будет составлять от 20 до 22°C, при существующей влажности не более 45%.

Разная этажность строения обусловливается различными показателями давления:

  • 5-эт. дом – 2-4,0 атмосферы;
  • 10 – 4-7,0;
  • свыше 10 эт. – 8,0-12,0 атм.

Задача системы – равномерный обогрев квартир, которые располагаются на разных ярусах. Приемлемым считается фактор, когда различие между рабочим давлением на первом этаже высотного дома и последнем выражается не более 10%.

Летом в системе устанавливаются минимальные показатели. Напор высчитывается так:

0,1(H×3 + 5 + 3),

где H равно количеству этажей.

Кроме высоты строения, коэффициент зависит от показателя температуры входящего в дом носителя.

Закон устанавливает минимальные функции:

  • при нагреве 130°C, давление составляет 1,70-1,90 атм;
  • 140° — 2,60-2,70;
  • 150°C – 3,80 атмосферы.

Систематическая проверка необходимых показателей осуществляется во время проведения отопительных сезонов и между ними. Зимой контроль происходит по манометрам, которые установлены в доме на подаче и обрате.

Вход должен соответствовать законодательным нормам, а перепад в первом узле и на выходе колебаться в пределах 0,10-0,20 единицы. Если последний показатель не выявляется, это говорит об отсутствии движения горячего носителя на верхних этажах. Увеличение же разницы указывает на существующие утечки теплоэлемента.

Летом тестирование системы проводится посредством гидравлической опрессовки батарей с помощью холодной воды, подаваемой насосом. При падении значения более 0,070 мПа в ближайшие полчаса, фиксируется разгерметизация отопительной конфигурации. Приемлемым считается снижение давления за 90-120 мин. на 0,020 мПа.

Посмотрите видео: «Почему падает давление в системе отопления и что нужно делать.»

Функция напора в отопительной системе

Рабочее давление в системе отопления служит для поддержания высокого КПД контура искусственного обогрева. Условие обеспечивает доставку горячей воды с котельной к конструкции жилого дома, пока радиаторы не возьмут на себя некоторое количество тепловой энергии.

Напор отопительных сетей насчитывает несколько видов:

  • статический – определяющий давление на внутренние стенки трубопроводов в зависимости от этажности строения, причем жидкость остается неподвижной;
  • динамический – формируется вследствие запуска центробежного насоса и подаваемого носителя;
  • рабочий, представляется суммой первых двух давлений, обеспечивающий беспрерывное функционирование всех элементов отопительной системы.

Последняя включает циркуляционный насос, генератор тепла, расширительный бак и трубы.

Норма давления

По сравнению с теплотрассой, где напор воды составляет 12 атм, давление в отопительной системе здания несколько меньше – около 10 единиц. Плохо отрегулированная конфигурация, потери снижают до 5,5 атмосферы.

Между отопительными периодами в трубах поддерживается индекс, превышающий статический показатель. Это предохраняет разводку от попадания кислорода и процесса коррозии. Минимальное значение приведенного условия зависит от высоты жилого строения с запасом 3-5 метров.

Различия между статическим и динамическим давлением

Напор искусственного обогрева МКД насчитывает несколько основных типов.

Таковыми представлены:

  1. Статическое давление. Указывает усилие, с которым столб воды надавливает на внутренние стенки труб, радиаторов, в зависимости от их высоты расположения. При расчетах за ноль (0) принимается поверхностный напор жидкости.
  2. Динамический показатель возникает вследствие движения горячего носителя внутри трубопроводов, батарей.
  3. Рабочее состояние состоит из двух предыдущих показателей, которые обеспечивают безаварийную деятельность всех элементов отопительной конструкции.

Последняя характеристика имеет свои условия, которые выражаются коэффициентами:

  • малоэтажные постройки с закрытым типом циркуляции – 0,20-0,40 mPA;
  • одноэтажные строения с естественным обращением горячего носителя и открытой моделью – 0,10 mPa на каждые 10,0 м столба воды;
  • высотные здания – приблизительно 1,0 мПа.

Роль статического натиска выражается давлением жидкости в закрытой схеме отопления на батареи квартиры и ее разводку в зависимости от количества этажей. Если принять эту формулу за основу, то на каждые 10 метров высоты приходится по одной дополнительной атмосфере.

Откуда берется тепло в батареях.

Добавочным давлением является динамическое. Последнее обусловливается натиском воды на трубопроводы, батареи при движении горячего носителя. Монтируя закрытую схему искусственного обогрева здания с центробежным насосом, необходимо учитывать совместный – статический и динамический напор, особенность оборудования. Например, чугунный радиатор рассчитан на рабочее использование 0,6 mPa.

Перепад между подачей и отводом

Работоспособность любой отопительной коммуникации выражается стабильной и определенной величиной разницей напора. Перепад давления в системе отопления между подачей и обраткой не должен быть меньше 0,20 МПа. Если же подобное снижение существует, это объясняется проходом горячей воды через радиаторы без их нагрева до необходимой степени.

Если же показатель превышен, указывает на завоздушивание схемы отопления. Резкие изменения давления отрицательно сказываются на оборудовании искусственного обогрева квартиры, вплоть, до его поломки.

Пиковое значение

Схема отопления закрытой формы обусловливается прохождением жидкости по замкнутому циклу, без сообщения с внешней атмосферной средой. Герметичность первой обеспечивается оборудованной мембранной расширительной емкостью. Она может устанавливаться на произвольном участке схемы, в противоположность обычному бачку. Мембранными расширителями оборудовано большинство настенных отопительных котельных устройств.

Циркулируя по замкнутому пространству, жидкость создает определенный натиск. Для частных домов нормальным считается давление до 2 атм, у более высоких коттеджей оно сильнее. Предел работоспособности вычисляется по самому слабому элементу схемы. Таким обычно является отопительный котел.

Наиболее устойчивые к нагрузкам выдерживают не больше 3 атм. Однако, в небольших по размеру домах устанавливаются бюджетные модели, где показатель уменьшен вдвое. Высотные строения допускают пиковые характеристики до 20 и более единиц. Но не рассчитанные на такое давление старые батареи и трубы разрушаются под влиянием гидроударов. Поэтому многоэтажные строения принято оборудовать трубопроводами и радиаторами выдерживающих напор до сотни атмосфер.

Факторы неустойчивого напора

Показатели стабильного натиска высотных зданий зависят как от этажности, так и других условий.

Отклонение от законодательно установленных норм происходит по таким причинам:

  • засорение внутренних стен трубопроводов и радиаторов мусором, накипью, известковыми отложениями, приводит к тому, что давление в системе отопления в многоквартирном доме становится неустойчивым;
  • непредусмотренное отсутствие электрического тока в котельной, оборудованной центробежными насосами, либо их выход из строя, что приводит к снижению напора;
  • разгерметизация схемы и последующая утечка теплоносителя;
  • низкая температура помещения элеваторного узла может повлиять на повышение натиска;
  • самовольная установка жителями дополнительных секций отопительных устройств, теплообменного оборудования высокой тепловой отдачи, труб ненормированного диаметра, вывод их на балкон;
  • воздушные пробки, формирующиеся вследствие несвоевременной проверки батарей перед началом сезона;
  • несоответствующее качество теплоносителя, поступающего из котельной, приводит к неустойчивости напора;
  • гидроудары – мгновенное непредусмотренное повышение натиска, на который не рассчитаны образцы радиаторов прошлого века, предназначенные для котельных низкого давления.

Производя замену старых батарей новыми, нужно обратить внимание на запас прочности последних, они должны иметь не менее 13 атмосфер.

Во время подготовительных работ перед началом зимы либо после ремонта, схема искусственного обогрева проходит опрессовка. При этом давление в системе отопления многоэтажного дома увеличивается почти в полтора раза. Этот период характеризуется частыми перепадами напора горячего носителя.

БЕСПЛАТНАЯ консультация юриста!

Не разобрались с материалом статьи или нужна помощь? Задайте вопрос нашему штатному юристу через форму «Онлайн-консультанта» или оставьте комментарий. Мы обязательно ответим!Задать вопрос >>>

Влияющие на давление факторы

Измерительные приборы помещения элеваторного узла отмечают любое нарушение подачи или отвода воды из строения.

Повышенное давление в отопительных батареях многоквартирного дома могут создавать такие факторы:

  • температура горячего ресурса завышена против установленной нормы;
  • диаметр трубной разводки уменьшен из-за самовольной реконструкции жильцами схемы квартирного обогрева;
  • формирование воздушных пробок в концевых радиаторах этажей;
  • использование центробежных насосов большей мощности, чем предусмотрено планом;
  • часть системы не работает или перекрыта.

Снижение напора агента также указывает на неполадки в схеме обогрева.

При падении натиска необходимо обратить внимание на такие возможные аспекты:

  • аварийные ситуации, когда происходит разрыв подающих трубопроводов;
  • неисправность или неудовлетворительная работа циркуляционного насоса;
  • выход из строя блока безопасности;
  • разрыв резонатора расширительного бака.

Виды систем теплоснабжения.

Заиливание или засорение фильтра перед элеваторным узлом также способствует падению напора.

Утечка

Вытекание воды из отопительной схемы является наиболее распространенным фактором снижения натиска теплоносителя. Чаще всего разрывы происходят на участке стыкования труб с котлом и отопительным оборудованием.

Возможен порыв и в других произвольных местах, если владелец квартиры или дома не провел визуальный осмотр перед началом сезона, либо установил бракованные элементы.

Утечка горячего агента может проходить несколькими способами:

  1. Через разрыв диффузора бачка расширения. Подобную аварию невозможно визуально определить из-за нахождения воды внутри емкости. Для проверки необходимо нажать пальцем на клапан, производящий подкачку воздуха в бачок. При вытекании из золотника воды можно говорить о мембранной трещине.
  2. При закипании ресурса в теплообменнике – через сбросной клапан.
  3. Микротрещины, коррозийные участки измерительных приборов, неплотные соединения также могут способствовать падению напора и вытеканию воды.

Верный метод определения возможной утечки – отключение циркуляционного насоса. Показатель статического напора при этом будет отличаться от расчетных характеристик.

Выход воздуха

После наполнения системы искусственного обогрева водой её натиск уменьшается при выходе из схемы воздуха. Избежать подобной проблемы поможет докотельная подготовка – деаэрация воды химическими реагентами.

Последние уменьшают количество углекислоты и кислорода в теплоносителе до расчетного уровня. Заполняется отопительная схема медленной подачей снизу – через сбросной вентиль, холодной водой.

Алюминиевые радиаторы

Установка батарей облегченного типа – алюминиевых, приводит к реакции кислорода с металлом, формируя при этом окислительную пленку. Выделившийся водород уходит через автоматический воздухоотвод.

Подобный процесс наблюдается часто в только что установленных алюминиевых батареях, и реакция прекращается после покрытия пленкой всей внутренней поверхности радиатора. Поэтому проведя установку нового отопительного оборудования, следует обратить внимание на то, что давление в центральном отоплении, возможно, упадет и придется дополнить объем теплового агента.

Регулировка напора в отоплении

Установка профессионального устройства над контролем напора жидкости в трубах, подразумевает его дальнейшее обслуживание и регулировку.

Циферблат манометра насчитывает несколько измерительных зон:

  • белая – говорит о падении натиска воды;
  • зеленая, о том, что напор нормальный;
  • красная – увеличенное количество атмосфер.

Для уравновешивания больших скачков давления теплового агента, необходимо прибегнуть к помощи нагнетающего и стравливающего клапанов. Они расположены в зоне измерительного прибора.

Путь тепла.

При низкой подаче горячего носителя нужно открыть вентиль, и после уравновешивания – закрыть. Если напор увеличен, открывается сбросной клапан. Под него нужно подставить пустую емкость для сброса воды. Однако приведенные меры не являются полными при частых перепадах, последние необходимо искать в конструкции самого отопительного контура.

Алгоритм освидетельствования схемы центрального отопления высотного дома следующий:

  • перед началом сезона проверяется магистраль холодной водой на герметичность;
  • если в течение 30 мин. натиск упал на 0,06 mPa, или ближайшие два часа – 0,02, следует искать порыв контура;
  • при отсутствии нарушений в работе схема заполняется горячим ресурсом, создавая максимальное статическое давление в центральном отоплении.

Для проверки пластиковой разводки напор увеличивают в полтора раза выше рабочего и выдерживают 30 мин., после чего уменьшают вдвое. Если в ближайшие 90 минут показатели не изменились, значит, схема находится в исправном состоянии.

Адаптация процесса давления в отоплении

После реконструкции старого или установки нового отопительного контура, первые несколько дней будут обусловливаться устойчивым снижением напора носителя. Это считается нормальным из-за выхода из радиаторов и труб воздуха. После принудительного обезвоздушивания схемы давление стабилизируется.

Если же последнее будет в течение 30 суток постоянно снижаться, нужно обратить внимание на расширительный бачок, неправильный расчет его вместимости. Аварийный клапан емкости может постоянно срабатывать и вызывать тем самым сброс агента и его остывание, что приводит к уменьшению натиска.

При исправном состоянии мембранного расширительного бака и падении атмосфер, необходимо проверить герметичность системы.

Профилактика перепадов в системе отопления

Своевременное исполнение профилактических осмотров и работ предупредит появление перепадов давления в отопительных трубах многоэтажного дома.

Комплекс мероприятий заключается в следующем:

  • установке предохранительного клапана на оборудовании, для сброса лишнего напора;
  • проверка натиска за диффузором расширительной емкости и подкачка воды, если давление бачка не соответствует расчетной норме – 1,5 атм;
  • промывка фильтров, удерживающих загрязнения, ржавчину, накипь.

Отслеживание исправного состояния запорной и регулировочной арматуры представлено таким же обязательным условием.

БЕСПЛАТНАЯ консультация юриста!

Не разобрались с материалом статьи или нужна помощь? Задайте вопрос нашему штатному юристу через форму «Онлайн-консультанта» или оставьте комментарий. Мы обязательно ответим!Задать вопрос >>>

Подача жалоб, образцы претензий по вопросам отопления

Жители многоквартирного здания вправе подать жалобу за несоответствие рабочего давления в контуре отопления. Первоначально ходатайство направляется управляющей организации, где излагается суть проблемы. Письмо составляется в произвольном виде, однако, без ошибок, исправлений и подчисток. Жалоба не должна содержать оскорблений, ругательств, непонятных сокращений слов. Реквизиты жилищного предприятия можно найти на бланке организации.

Обратиться к жилищной инспекции гражданин вправе после отрицательного ответа управляющей структуры или ее бездействия. ГЖИ контролирует работу хозяйственных организаций.

Местные исполнительные структуры власти могут рассмотреть обращение жителей по поводу несоблюдения температурного режима жилого строения. Подача заявления в исполком обусловливается отсутствием полномочий у компании для проведения крупных работ по ремонту отопительной схемы. Образцы жалоб можно скачать на портале муниципалитета.

Служба защиты потребителей вправе обратить внимание на претензию жильцов, если местные институты власти бездействуют, либо ограничиваются отписками.

Судебная инстанция представляется последней, где жители могут обжаловать бездействие теплосети и подать иск для выплаты моральной или материальной неустойки. Последняя может образоваться из-за отсутствия напора теплового агента и причинения убытка.

Рабочее давление в системе отопления многоквартирного дома должно соответствовать установленным законодательством нормативам. Его несоблюдение приводит к выходу оборудования из строя, порыву трубопроводов и радиаторов. При обращении к управляющей организации или ее бездействии, жители вправе обратиться к государственным институтам власти.

Посмотрите видео: «Какое давление в системе отопления многоэтажного дома должно быть.»

Какое давление должно быть в системе отопления?

Давление в системах отопления — главная причина, правильной слаженной и эффективной коммуникаций труб и подачи тепла помещению или дому, а так же долгосрочности использования агрегатов.

Давление рабочее — это общая слаженная работа насоса, труб: генератора, теплоотдачи и бака, которая считается, если сложить все показатели вместе.

В основном даление измеряется в единице БАР. Так же существуют, такие единицы как: атмосфера, джоули и так далее. В большинстве случаев единица бар указывается на устройствах теплоотдачи.

Почему система должна быть под давлением?

Давление отопительной системы — важный показатель. Основные причины учёта давления в системе:

  • Правильная подача тепла. При грамотном распределении давления, тепло будет учитывать расход и экономить бюджет, а также обеспечивать достаточный уровень тепла без перебоев;
  • Долговечность приборов отопления. Эффективное давление не повредить агрегаты и инструменты отопительной системы: радиаторы, трубы, краны, котлы и так далее. Отопительные системы закладываются на начальных уровнях строительства и ремонт или переделка повлечёт за собой огромные расходы и потери времени и комфорта.
  • Безопасность. Уровень давления в системе поможет избежать чрезвычайных случае в виде: пожара, водных затоплений или взрыва газовых приборов.

Давление в закрытой системе

Закрытая система — это система с мембранным расширительным баком в котельной, вместо открытого на крыше. Так же такие системы зачастую работают с помощью принудительной циркуляции.

В закрытой системе процесс нагрева, происходит быстрее чем в открытой, поэтому уровень давления больше, чем у открытой. За счёт этого используются более качественные трубы и радиаторы, что влечёт более дорогостоящую систему отопления.

Если в доме установлена закрытая система отопления, она требует большего внимания к себе при подготовке к зимнему периоду.

У закрытой системы теплоотдачи есть свои особенности. Чтобы отопление работало наиболее эффективно, в закрытой системе, желательно установить максимальное давление, допустимое техникой безопасности- это 2 БАРА. В среднем нормальным считается давление в 1-1,5 бара.

Когда давление указывает на уровень больше, чем 2, то следует выявить причину такой ситуации. Это может быть связано с перегревом системы, неправильно рассчитанном расширительном баке или с его неправильной работой.

Давление в открытой системе

Принцип работы такой системы связан с простыми законами физики. Теплоноситель в таких системах чаще всего движется без помощи специальных насосов.Уникальность системы открытой подачи тепла — естественное движение теплоносителя.

В основном теплоноситель в открытой системе отопления — вода, хотя бывают и индивидуальные случаи.

Слаженную схему работы обеспечивает бачок, который следует пополнять водой, для регулировки нужной температуры и давления.

Причины установки открытой системы теплоотдачи:

  • Лёгкий монтаж;
  • Бюджетный вариант;
  • Достаточная подача тепла которая экономит бюджет;
  • Возможность использования без насоса.

Алгоритм открытой системы тепловой отдачи, позволяет автоматически контролировать давление в баке, при правильном монтаже и настройке всех схем.

Рабочее давление в котле

Стандарт 1.5-2 бара

До 2 этажей 1,5-2 бара

Более — до 4 атмосфер.

Газовые системы отопления, одна из надёжных систем теплоснабжения, используемая в современном мире и частных домах. Многие люди, перед тем, как планируют построение дома, заранее ищут местность с газицифированным ресурсом. Газовые системы отопления- наиболее автоматизированные и лёгкие в монтаже, а также в долгосрочности использования.

Принцип работы — газ, как носитель, который не подвергается замерзания и не требует слива в канализацию.

Отопительный системы на газу, имеют большой выбор на рынке, как со стороны генераторов теплоотдачи и со стороны системы.

Уровень давления в расширительном баке

Стандартный показатель уровня давления в баке- это 1.5 бар, стоит учитывать индивидуальный паспорт каждого производителя. У разных заводов свои инструкции и применение.

В небольших помещениях до 200 метров, давление в баке составляет 0.7-1 бар и достигает уровня 2 бар в индивидуальных случаях.

Давление в многоквартирных домах

Многоэтажные сооружения с отдельными квартирами требуют тщательной и детальной проверки и регулировки давления в тепловой системе. Следовать стоит специальной таблице, нормативов и показателей давления. Также нужно разбираться в разных видах показателей.

Рабочее давление в помещении, где отопление должно эффективно работать на множество семей и контролируется городскими службами, детально контролируется на протяжении необходимого периода отопления.

У каждого жилого здания или комплексы, уже установлены свои показатели, заданные инженером. Вот стандартные цифры давления в многоквартирном доме:

  1. 5 этажей и выше. 2-4 атмосферы.
  2. 6 и до 10 этаже. 5-7 атмосфер.
  3. Выше 10 этажей. 12 и более атмосфер, зависит от уровня радиаторов, труб и так далее.
    Контроль давления в многоквартирных домах- сложный процесс и требует детальной схемы и тщательной эксплуатации.

Давление тепловых систем, независимо от выбора, требует детального наблюдения и обслуживания. Лучший способ, заранее заложить правильные схемы в архитектурный проект и прописать плюсы и минусы и учитывать бюджет, местность и другие причины.

Читайте так же:

Роль статического давления в системе отопления: Инструкция +Видео

Статическое давление в системе отопления и его расчет. Давление рабочего типа в отопительной системе является самым важным параметром, от которого и зависит работа всей сети. Отклонение в любую сторону от значений, которые предусмотрены в проекте, не только понижает эффективность контура отопления, но и в значительной мере сказывается на работоспособности оборудования, а в отдельных случаях иногда даже выводит оборудование из строя.

Обратите внимание, что определенные перепады в отопительной системе обусловлены принципом устройства, и заключается это в разнице давлений в обратном и подающем трубопроводе. При наличии скачков, которые больше этого значения, следует принимать незамедлительные меры.

Общие сведения

Вопросы по термину

Давление в сети можно разделить на две главные составляющие:

  1. Статическое давление в системе отопления. Такая составляющая будет зависеть от высота водного столба или любого другого теплоносителя, который есть в емкости и трубах. Такое давление есть даже в том случае, если все находится в состоянии покоя.
  2. Динамическое давление. Оно представляет собой особую силу, которая может воздействовать на внутренние поверхности системе при движении водной или другой среды.

Также есть отдельное понятие, как предельное рабочее давление. Это величина, максимальная допустимая, и если ее превысить, это будет чревато разрушением некоторых элементов сети.

Какое давление в отопительной системе можно считать оптимальным

Во время проектирования отопительной системы давление воды (теплоносителя) внутри системы рассчитывают по этажности здания, общей длине труб и суммарного количества радиаторов. Как правило, для коттеджей и частных домов оптимальные показания давления среды в контуре отопления расположены в диапазоне т 1.5-2 атм.

Для домов, в которых много квартир и их высота ограничивается пятью этажами, а также те, которые подключены к системе центрального отопления, давление в сети колеблется от 2 до 4 атм. Для домов в 9-10 этажей считается нормальным давлением от 5 до 7 атм, а при постройках, которые выше 10 этажей, нормой будет давление от 7 до 10 атм.

Для тех потребителей, которые находятся на разной высоте и на разном расстоянии от котельной, напор в сети можно скорректировать. Для снижения давления используют особые регуляторы давления, а для того, чтобы повысить – станции с насосами. Но все же следует учитывать, что неисправный регулятор иногда становится причиной повышения давления на определенных участках системы. В определенных случаях, если падает температура, такие приборы могут в полной мере перекрыть запорную арматуру на трубопроводе подающего типа, который идет от котельной установки. Чтобы избежать таких ситуаций, следует скорректировать настройки регулятором так, чтобы клапана не были полностью перекрыты.

Автономные отопительные системы

Если в доме нет централизованного снабжения теплом, то обычно устанавливать автономные отопительные системы, которые отличаются от центрального теплоснабжения тем, что теплоноситель прогревается благодаря работе индивидуального котла малой мощности. Если система выполнена так, что она сообщается с атмосферой через бачок расширения и теплоноситель циркулирует благодаря естественной конвекции, ее можно называть открытой.

Если нет никакого пути сообщения с атмосферой, а рабочая среда циркулирует за счет насоса, система называется закрытой. Как уже было упомянуто, для нормальной работы такой системы давление должно быть от 1.5 до 2 атм. Такой показатель обусловлен небольшой протяженностью трубопровода, а еще малым количеством приборов и арматуры, в результате чего получается относительно небольшое гидравлическое сопротивление. Помимо этого, из-за малой высоты домов статическое давление в системе отопления  на нижнем участке контура редко превышает 0,5 атм.

При запуске автономной системы ее следует заполнить холодной водой или другим теплоносителем, и выдержать минимальное давление в закрытой системе на 1.5 атм. Не бейте тревогу, если спустя какое-то время после того, как контур заполнится, давление станет ниже. Потеря давления в этом случае обусловлена тем, что из воды выходит воздух, который был при заполнении трубопровода. Контур требуется развоздушить и полностью залить водой, а после довести давление до 1.5 атм. После того, как теплоноситель будет разогрет в отопительной системе, его давление немного увеличится и достигнет расчетного рабочего значения.

Меры безопасности

Так как при проектировании автономных отопительных систем для экономии закладывают небольшой запас прочности, но даже небольшой скачок давления до 3 атм может привести к разгерметизации отдельных элементов или их соединения. Для того, чтобы сглаживать перепады давления из-за нестабильности работы насоса или изменения температурного показателя теплоносителя, в закрытую систему отопления следует установить расширительный бачок. В отличие от похожего устройства, которое используют в системе открытого типа, в этом случае нет сообщения с атмосферой. Одна или даже несколько стенок делают из упругого материала, за счет чего бачок играет роль демпфера во время гидроударов или скачков давления.

То, что установлен расширительный бачок, не всегда может дать гарантию на поддержание оптимального показателя давления.

В определенных случаях оно может даже превышать максимально допустимые значения:

  1. При неправильном выборе емкости в качестве расширительного бачка.
  2. Во время сбоев при работе циркулярного насоса.
  3. Во время перегревания теплового носителя, и это бывает из-за нарушения в работе автоматической коробки котла.
  4. Из-за неполного открытия арматуры для запора после проведения профилактических или ремонтных работ.
  5. Из-за образования воздушной пробки (это может и спровоцировать рост давления, а может и падение).
  6. Во время снижения пропускной способности грязевого фильтра из-за загрязненности.

По этой причине чтобы избежать аварийные ситуации при создании отопительных систем закрытого типа, следует обязательно устанавливать предохранительный клапан, который будет сбрасывать лишний теплоноситель при превышении допустимого значения давления.

Что делать, если в системе упало давление

Во время использования отопительных систем автономного типа самыми частными являются такие аварийные ситуации, во время которых давление будет резко или плавно снижаться.

Они бывают вызваны по двум причинам:

  • Разгерметизация системных элементов или соединений.
  • Неполадки в работе котла.

Если речь идет о первом случае, следует обнаружить место утечки и восстановить герметичность.

Это можно сделать двумя способами:

  1. Визуальный осмотр. Данный метод можно использовать в тех случаях, когда контур отопления проложен открытым способом (не путайте  с системой открытого типа), т.е. все приборы, трубопроводы и арматура на виду. Для начала следует хорошо осмотреть пространство под трубами и радиаторами, а также постараться найти следы воды или лужи. Помимо этого, места протечек можно легко определиться по коррозии – на местах соединений или радиаторах во время нарушения герметичность появляются характерные потеки ржавчины.
  2. При помощи особого оборудования. Если не получилось ничего обнаружить во время визуального осмотра, а трубы проложены скрытым методом и их невозможно осмотреть, тогда следует обратиться за помощью к специалистам, который имеют особое оборудование. При помощи него они смогут обнаружить утечку и устранить, если владелец дома не может сделать это сам. Локализация места разгерметизации выполняется очень просто – сливаем воду из отопительного контура, и для этого в нижней части контура при монтажных работах следует врезать кран, а после закачивают воздух в трубы при помощи компрессоры. Так, у вас получится обнаружить место утечки по звуку просачивающегося воздуха. Перед тем, как запустить компрессор, следует изолировать радиаторы и котел при помощи запорной арматуры.

Если проблемное место – это одно из множества соединений, его следует дополнительно уплотнить пи помощи пакли или ФУМ ленты, а после подтянуть его. Лопнувший трубопровод нужно вырезать и приварить на место нового. Узлы, которые не подлежат ремонту, следует просто заменить. Если герметичность трубопровода и прочих элементов не вызвала ни доли сомнения, а давление в закрытой отопительной системе падает, следует начать поиск причины в котле. Провести диагностику своими руками не получится, так как это работа специалистов, которые имеют особое образование.

Чаще всего в котле можно найти такие дефекты:

  • Заводской брак.
  • Образование микроскопических трещин вследствие гидроударов в теплообменнике.
  • Выход из строя крана подпитки.

Достаточно распространенной причиной, из-за которой падает давление внутри системы, является неверный выбор емкости для расширительного бачка. Хотя в разделе выше говорилось, что это может стать причиной повышения давления, противоречий нет, так как когда растет статическое давление в отопительной системе, сразу же сработает клапан предохранительного типа. При этом теплоноситель будет сброшен и его количество в контуре уменьшится, из-за чего спустя определенное время давление понизится.

Контроль давления

Для контроля давления визуально в сети отопления все чаще стали использовать стрелочные виды манометров с трубкой Бредана. В отличие от приборов цифрового типа, такие манометры не требуют подключения электропитания. В системах, которые автоматизированы, используются электронноконтактные датчики. Не забудьте, что на отводе к измерительному контрольному прибору следует обязательно установить трехходовой кран, который дает возможность изолировать манометр от сети во время проведения профилактических или ремонтных работ, а еще используется для того, чтобы удалить воздушную пробку или сбросить прибор на ноль.

Правила и инструкции, в которых регламентируется эксплуатация системы отопления, причем и автономная, и централизованная, рекомендуют установку манометра в следующих точках:

  1. Перед котельной установкой/котлом, а также на выходе из нее. В этой точке вы получите точное значение давления в котле.
  2. Перед насосом для циркуляции и после него.
  3. На вводе магистрали отопительной системы в здание/строение.
  4. До регулятора давления и после него.
  5. На выходе и входе фильтра грубой очистки для того, чтобы контролировать уровень загрязненности.

Учтите  и то, что все измерительные контрольные приборы должны быть регулярно проверены, чтобы точность выполняемых ими измерений была подтверждена.

Нормальное рабочее давление в системе отопления

Централизованные системы отопления, подающие тепло в квартиры многоэтажек — сложны технически, проектируются с учетом всех норм и требований, и монтируются профессионалами. И все же в процессе эксплуатации отопительной системы нередки накладки, одна из которых, не вызывающая аварий, но крайне неприятная — это холод в квартире, подключенной к центральному отоплению. Так или иначе все аварии и снижение эффективности системы связаны с давлением. Нормальное рабочее давление системы — залог полноценной циркуляции теплоносителя и обеспечение требуемой отдачи тепла в квартиру, но не менее важен факт, что только при постоянном нормальном давлении система будет работать безаварийно и надежно. Возможна ли проверка нормы давления, выяснения причин понижения и повышения фактического давления в системе? Эти вопросы начинают волновать владельцев квартир, обогреваемых централизованным отоплением, когда этот обогрев становится явно недостаточным для комфорта жизни.

Автономная отопительная система индивидуального дома требует полного контроля со стороны владельца, с этой целью в системы интегрирован блок контроля: самое простое — это обязательные манометры и термометры, датчики параметров и система сигнализации, но современные системы значительно ближе к автоматической регулировке. Контуры, в которых давление создается естественно — за счет разниц удельного веса нагретого и остывшего теплоносителя — для частных домов все еще не редкость, но более современные системы с циркуляционными насосами, или с принудительной циркуляцией, постепенно вытесняют старую схему, и одна из причин — возможности контроля системы.

Кратко о норме давления отопительной системы

Норму давления в системе подразделяют на рабочую и опрессовочную.

Централизованная система проверяется после завершения монтажа и/или ремонта и восстановления созданием давления теплоносителя, которое называется опрессовочным давлением. Кроме того, опрессовку проводят и перед очередным отопительным сезоном. Опрессовка — меры, включающие создание повышенного давления теплоносителя в системе на нормативный период времени. Система и каждый ее элемент должны эту повышенную нагрузку выдержать; результат проверки покажет, насколько отопление работоспособно; соединения контуров надежны; трубы и радиаторы целы; снижения проходимости нет. Возможность перепадов давления и гидравлических ударов при работе отопления возможна, и проверка опрессовочным давлением служит испытательным мероприятием.

Рабочее давление — это постоянное давление в системе весь отопительный период. Причем система испытывает и статическое и динамическое давление:

  1. Статическая составляющая — это результат естественного напора теплоносителя, который поднимается по стоякам, и зависит от высоты здания, от его этажности.
  2. Динамическое давление — это результат и «цель» работы системы; динамическую составляющую рабочего давления создают циркуляционные насосы.

Многоэтажные дома имеют сложные отопительные системы, часто с подпиткой снизу первых этажей при верхней разводке, или состоящие из двух и более поэтажных контуров. Верхняя разводка встречается чаще, при этом теплоноситель подается насосами на верхний этаж, и давление со скоростью потока при этом немалые. К примеру, отопление девятиэтажного дома проектируется по норме давления 0,5-0,7 МПа, или шесть и более атмосфер. Дома выше девяти этажей имеют центральные системы отопления, работающие с давлением свыше 8-9 атм. При этом показатель рабочего давления в трубопроводах первого и самого высокого этажа также нормируется, и разница не должна быть больше чем на 1/10. Аналогично разница величин давлений опрессовки не должна быть больше 1/5.

Понятно, что давление в подающем и обратном трубопроводах контура отопления многоэтажки значительно отличается — если на подачу идет давление в 6,0 атм, то обратка работает при давлении всего 4,0-4,5 атм. Но эти показатели — всего лишь статистика, на конкретную цифру влияют многие факторы, один из важнейших — пропускная способность системы. Например, у черных водогазопроводных труб, применяемых и сегодня наряду с современными металлопластиковыми, полиэтиленовыми и РРR-трубами, немало достоинств, но их коррозия крайне негативно влияет на чистоту внутренних проходов в магистралях и контурах, и соответственно — на рабочее давление системы в целом.

Причины перепадов давления в отопительной системе:

  • Банальная и самая распространенная причина снижения давления, с которой трудно бороться — это известковые наслоения на стенках труб и приборов отопления и засоры теплоносителя.
  • Циркуляционный насос или группа насосов — устарели, котельную давно пора переоборудовать: износ оборудования снижает КПД всего отопительного механизма. Возможен и форс-мажор, когда насосы выходят из строя и циркуляция замирает, или — как вариант, надолго отключена электроэнергия.
  • Давление неминуемо упадет при разгерметизации системы, в результате утечки теплоносителя.
  • Централизованные отопительные системы оборудуются элеваторными узлами, главная цель которых — распределить теплоноситель по стоякам. Если помещение элеватора холодное, и температура воздуха часто снижается до отрицательной, то реакция элеваторного узла возможна такая — повышение рабочего давления системы.
  • Тот участок отопительной системы, что находится в квартире (по сути, цель всей работы обогрева) так же требует внимания и ответственности. Если трубы заменены самовольно и неграмотно, например, врезаны участки трубопровода с расширением или сужением сечения прохода, или на радиаторах установлены запорные вентили без байпасной перемычки (в квартире верхнего этажа было жарко по причине наличия схемы с верхней разводкой), или на существующий байпас был поставлен кран — все это вызовет реакцию системы, то есть снижение и (реже) повышение давления. Подобные действия неправомерны и смешны, но удивляет то, что до сих пор находятся люди, которые живя в многоквартирном доме предпринимают поистине удивительные меры, чтобы повысить свой комфорт. Один из анекдотов сантехника — установка в квартире нескольких батарей отопления с выводом для обогрева балкона; или монтаж прибора с заведомо завышенной тепловой мощностью; или — как минимум, добавление значительного числа секций на радиаторы.
  • Воздух в отопительной системе — враг нормального давления и работы. Радиаторы должны быть снабжены воздухоотводчиками, воздух должен своевременно стравливаться, а обязанность хозяев — своевременная проверка и «сброс воздуха». Сейчас радиатор, не оборудованный даже элементарным, проверенным временем краном Маевского, сложно встретить и в старых домах, а новые системы обогрева высоток проектируются с автоматическими воздухоотводчиками, регулировочными (балансировочными) клапанами, или редукторами давления, и конечно, с терморегуляторами и счетчиками тепловой энергии.
  • Очень важен теплоноситель, его вид и качество. При низком качестве и засорах очень возможна нестабильность давления.

Гидравлические удары — это реакция системы, предвидеть время и локализацию которой невозможно. Давление повышается местно и резко, но на краткое время. При покупке новых радиаторов следует уточнить все их параметры, и убедиться в имеющемся запасе прочности приборов. К примеру, если опрессовочное давление системы дома 10 атм ( эти данные общедомовые и в доступе), то радиатор рациональнее брать с характеристикой давления, равной 14-15 атм, то есть с запасом.

Еще один, «законный» перепад давления — это опрессовка. Когда проводятся подготовительные работы и систему готовят к отопительному сезону, то обязательно проверяют ее на повышенное нормативное опрессовочное давление. Выясняя уязвимость системы по участкам и отсутствие в ней слабых звеньев по теплу, до морозов — снимают глобальную проблему зимних ремонтов и отключений жилья от тепла. Так же будут перепады в результате испытательной нагрузки (и значительные — от 0,5 до 1,5 раза и более) в тех случаях, если систему проверяют после ремонта или модернизации.

Контролируют давление и температуру системы общедомовые КИПы (контрольно-измерительные приборы) теплового пункта, установленные в элеваторных узлах. Для квартиры контроль состояния личного участка теплораздачи возможен и приветствуется — специальные контрольные приборы монтируют по согласованию, обычно на входы теплоносителя в радиаторы.

Централизованное отопление. Меры против перепадов давления в индивидуальном тепловом пункте с элеваторным узлом

Основные мероприятия по стабилизации давления центрального домового отопления — задача управляющих компаний. Понятно, что от теплоэлектроцентрали в домовую котельную приходит теплоноситель с высокой температурой и под высоким давлением, в квартиру же подается теплоноситель со сниженными до безопасных параметрами, по нормативам. Все настройки производятся в тепловых пунктах, точнее в элеваторных узлах. В элеваторах магистральная горячая вода смешивается с остывшей водой из обратного трубопровода, для непрерывной подачи в отопительный контур. Кратко о конструкции элеваторного узла: состоит узел из смесительной камеры, имеющей сопло определенного размера, от этих размеров и зависит подача тепла в систему домового отопления. Кроме того, магистральный теплоноситель высокой температуры попадает в систему обогрева дома только после смешивания с «холодной» обраткой — эти операции также выполняются в элеваторе.

Работа теплосетей, устройство теплового пункта многоэтажного дома и элеваторного узла — сфера специалистов и для непрофессионала «темный лес», но принцип работы теплопункта и его упрощенная схема знакомы практически всем. Основные узлы, трубопроводы и детали:

  • Подача и обратка центрального магистрального трубопровода.
  • Для отключения внутридомовой системы от магистрального теплоносителя — задвижки, ручные и автоматические, работающие на электроприводах.
  • Соединения — фланцы.
  • Чтобы предотвратить засор циркулирующего в домовом контуре теплоносителя, включают в систему фильтры, или грязевики. Центральная магистраль имеет большее сечение труб, чем внутренняя теплосеть, и нерастворимый мусор и включения могут стать проблемой для трубопровода домовой сети. Система фильтров эту проблему решает.
  • Для контроля давления — группы манометров, причем отдельно на магистральную трубу до элеватора, и отдельно — после элеватора (после раздачи). Разница показаний и дает значение уровня давления внутридомовой теплосети.
  • Для контроля температуры — группы термометров, также установленные на подающий и возвратный трубопроводы.
  • Собственно водоструйный элеваторный узел со смесительной камерой, для приведения параметров теплоносителя к нормативным для конкретного здания. Остывший теплоноситель направляется по трубе-перемычке из обратного трубопровода в смесительную камеру элеватора. чтобы отключить элеватор от внутридомового теплового контура, в случае необходимости профилактики или ремонта, имеется группа задвижек.
  • Подающая и обратная трубы внутридомового теплового контура.

Основные проблемы недостатка, избытка и стабилизации рабочего давления должны решаться специалистами, для этого существуют плановые техосмотры и профилактика, замена КИПов в случае из повреждения или износа. Инновационные регулировочные системы в наше время внедряются стремительно, но, тем не менее, проверенные временем несложные и надежные элеваторы проектируются и строятся. Правильная регулировка элеваторных узлов и контроль их работы — основной метод стабилизации давления в отопительной системе, но владельцы квартир также могут повлиять на данный процесс, как негативно, так и очень грамотно и позитивно:

  • По стандарту внутридомовая отопительная сеть имеет стояки с Ду (диаметр условного прохода) от 25 до 33 мм. И трубы отопления в квартире должны быть того же диаметра, что и подающий и обратный стояки. При ремонтах и врезках новых труб нельзя сужать или расширять сечение прохода на локальном участке — трубу следует приобретать точно такую же, как основной трубопровод.
  • Регулярный осмотр всех труб внутриквартирной разводки, соединений с радиаторами, приборов контроля и их соединений — необходим.
  • Удаление воздуха из отопительных приборов с теплоносителем. Для квартиры на верхнем этаже это крайне важно. Современный радиатор оснащен встроенным воздухоотводчиком, ручным или автоматическим, но если по какой-либо причине крана или вентиля для стравливания воздуха нет — его следует поставить, хотя бы самый бюджетный вариант кран Маевского.
  • Гидравлические удары возможны и случаются, в основном при опрессовке и пробном пуске системы в порядке испытания перед отопительными сезонами. Если вмонтировать на подающий стояк при входе в квартиру редуктор давления, то негатив в виде резкого скачка давления и гидроудара, опасный для соединений труб и радиаторов, будет минимизирован.

Автономная система отопления для квартиры в многоэтажке — сложный технически, дорогостоящий, трудный и долгий в контексте узаконивания, но реально выгодный шаг; и опыт владельцев квартир это подтверждает. Главное преимущество автономных методов обогрева квартиры — оплачивать придется только то тепло, которое необходимо и подключено лично хозяевами, то есть по факту потребления. Важно и то, что холодным летом или весной при отключенной центральной системе можно жить в тепле и комфорте.

Регулировка и учет тепла реализуются, в числе прочих мер, и установкой дополнительного оборудования — счетчиков тепла, терморегуляторов на каждый радиатор и необходимых для корректной работы автоматических (динамических) балансировочных клапанов. Новое поколение клапанов с оптимальным сочетанием технических характеристик, надежности и цены, позволяет выполнить несложную наладку отопительной системы квартиры посредством монтажа балансировочных клапанов на каждом поэтажном коллекторе.

Далее — о контроле и стабилизации давления в автономных системах частных домов и квартир.

Уравнение энергии — потеря напора в воздуховодах, трубах и трубах

Полная энергия на единицу массы в данной точке потока жидкости состоит из энергии возвышения (потенциальной), скорости (кинетической) энергии и энергии давления.

Уравнение энергии утверждает, что энергия не может исчезнуть — энергия вверх по потоку в потоке жидкости всегда будет равна энергии вниз по потоку в потоке и потерям энергии между двумя точками.

E 1 = E 2 + E потеря (1)

где

E 1 = энергия до tu lb (Дж / кг, Дж / кг, )

E 2 = энергия ниже по потоку (Дж / кг, БТЕ / фунт)
потеря

= потеря энергии (Дж / кг, БТЕ / фунт)

Энергия в определенной точке потока

E поток = E давление + E кинетическая + E потенциал (2)

где

E давление = p / ρ = энергия давления (Дж / кг, БТЕ / фунт)

E кинетическая = v 2 /2 = скорость (кинетическая) энергия (Дж / кг, БТЕ / фунт )

E потенциал = gh = высота (потенциальная) энергия (Дж / кг, БТЕ / фунт)

E потеря = Δ p 9000 потери / ρ = большие и второстепенные потери энергии в потоке жидкости (Дж / кг, БТЕ / фунт)

p = давление в жидкость (Па (Н / м 2 ), фунт / дюйм (фунт / дюйм 2 ))

Δ p потеря = большая и малая потеря давления в потоке жидкости (Па (Н / м 2 ), фунт / дюйм (фунт / дюйм 2 ))

ρ = плотность жидкости (кг / м 3 , пробок / фут 3 )

v = скорость потока (м / с, фут / с)

г = ускорение свободного падения ( м / с 2 , фут / с 2 )

ч = высота (м, фут)

Ур.1 и 2 можно объединить, чтобы выразить равные энергии в двух разных точках на линии потока как

p 1 / ρ + v 1 2 /2 + gh 1 = p 2 / ρ + v 2 2 /2 + gh 2 + Δp убыток / ρ (3)

или альтернативно

p 1 + ρ v 1 2 /2 + ρ gh 1 = p 2 + ρ v 2 2 /2 + ρ gh 2 + Δp потери (3b)

Для горизонтального установившегося потока v 1 = v 2 и h 1 = h 2 , — и (3b) банка быть с применяется к:

Δ p потеря = p 1 — p 2 (3c)

Потери давления делятся на

  • 9033 из-за трения и
  • незначительные потери из-за изменения скорости в изгибах, клапанах и т.п.

Основные потери на трение в трубе или трубе зависят от скорости потока, длины трубы или воздуховода, диаметра трубы или воздуховода и коэффициент трения, основанный на шероховатости трубы или воздуховода, а также от того, является ли поток турбулентным или ламинарным — число Рейнольдса потока.Потеря давления в трубе или воздуховоде из-за трения, большая потеря, может быть выражена как:

Δ p major_loss = λ (l / d h ) (ρ v 2 /2) (4)

где

Δ p major_loss = основная потеря давления на трение (Па, (Н / м 2 ), фунт / фут 2 )

λ = коэффициент трения

l = длина воздуховода или трубы (м, фут)

d h = гидравлический диаметр (м, фут)

Ур. (3) также называется уравнением Д’Арси-Вейсбаха. (3) действительно для полностью развитого, устойчивого несжимаемого потока.

Незначительные или динамические потери зависят от скорости потока, плотности и коэффициента для фактического компонента.

Δ p minor_loss = ξ ρ v 2 /2 (5)

где

Δ p minor давление потери (Па (Н / м 2 ), фунт / фут 2 )

ξ = коэффициент малых потерь

Напор и потеря напора

Уравнение энергии может быть выражено в термины напора и потери напора путем деления каждого члена на удельный вес жидкости.Полный напор в потоке жидкости в трубе или канале может быть выражен как сумма вертикального напора, скоростного напора и напора.

Примечание ! Напоры в приведенных ниже уравнениях основаны на самой жидкости в качестве эталонной жидкости. Подробнее про голову здесь.

p 1 / γ + v 1 2 /2 g + h 1 = p 2 / γ + v 2 2 /2 g + h 2 + Δh потеря (6)

где

Δ h потеря = потеря напора (м «жидкость», фут «жидкость»)

γ = ρ g = удельный вес жидкости (Н / м 3 , фунт / фут 3 )

Для горизонтального установившегося потока v 1 = v 2 и p 1 = p 2 , — (4) можно преобразовать в:

h loss = h 1 — h 2 (6a)

Вт здесь

Δ h = p / γ = напор (м «жидкость», фут «жидкость»)

Основные потери напора на трение в трубе или воздуховоде из-за трения могут можно выразить как:

Δ h major_loss = λ (l / d h ) (v 2 /2 g) (7)

где

Δ ч потеря = потеря напора (м, фут)

Незначительная или динамическая потеря напора зависит от скорости потока, плотности и коэффициента для фактического компонента.

Δ p minor_loss = ξ v 2 / (2 г) (8)

Коэффициент трения — λ

Коэффициент трения зависит от расхода — если он

  • ламинарный,
  • переходный или
  • турбулентный

и шероховатость трубы или воздуховода.

Чтобы определить коэффициент трения, мы сначала должны определить, является ли поток ламинарным, переходным или турбулентным, а затем использовать соответствующую формулу или диаграмму.

Коэффициент трения для ламинарного потока

Для полностью развитого ламинарного потока шероховатостью воздуховода или трубы можно пренебречь. Коэффициент трения зависит только от числа Рейнольдса — Re — и может быть выражен как:

λ = 64 / Re (9)

где

Re = безразмерное число Рейнольдса

Поток

  • ламинарный, когда Re <2300
  • переходный процесс, когда 2300
  • турбулентный, когда Re> 4000
Коэффициент трения для переходного потока

переходный — 2300

Коэффициент трения для турбулентного потока

Для турбулентного потока коэффициент трения зависит от числа Рейнольдса и шероховатости стенки канала или трубы. В функциональной форме это может быть выражено как:

λ = f (Re, k / d h ) (10)

где

k = абсолютная шероховатость трубы или стенка воздуховода (мм, фут)

k / d h = относительная шероховатость — или коэффициент шероховатости

Шероховатость материалов определяется экспериментально.Абсолютная шероховатость для некоторых распространенных материалов указана в таблице ниже

29

7 1 — 16,7

Коэффициент трения 9492 9492 λ — можно рассчитать по формуле Коулбрука :

1 / λ 1/2 = -2,0 log 10 [(2,51 / (Re λ 1/2 )) + (k / d h ) / 3,72] (11)

Поскольку коэффициент трения — λ — находится на обеих сторонах уравнения, его необходимо решать путем итераций.Если мы знаем число Рейнольдса и шероховатость, то можно рассчитать коэффициент трения — λ — в конкретном потоке.

Графическое представление уравнения Коулбрука — это диаграмма Муди :

С диаграммой Муди мы можем найти коэффициент трения, если мы знаем число Рейнольдса Re — и

Относительная шероховатость Соотношение k / d h

На диаграмме мы можем увидеть, как коэффициент трения зависит от числа Рейнольдса для ламинарного потока — как коэффициент трения не определен для переходного потока — и как зависит коэффициент трения. от коэффициента шероховатости турбулентного течения.

Для гидравлических гладких труб — коэффициент шероховатости ограничен нулем, а коэффициент трения более или менее зависит только от числа Рейнольдса.

Для полностью развитого турбулентного потока коэффициент трения зависит только от степени шероховатости.

Пример — потеря давления в воздуховодах

Воздух при 0 o C течет в оцинкованном канале 10 м 315 мм диаметром — со скоростью 15 м / с .

Число Рейнольдса можно вычислить:

Re = d h v ρ / μ (12)

где

Re = число Рейнольдса

2 v = скорость (м / с)

ρ = плотность воздуха (кг / м 3 )

μ = динамическая или абсолютная вязкость ( Нс / м 2 )

Рассчитанное число Рейнольдса:

Re = (15 м / с) (315 мм) (10 -3 м / мм) (1.23 кг / м 3 ) / (1,79 10 -5 Нс / м 2 )

= 324679 (кгм / с 2 ) / Н

= 324679 ~ Турбулентный поток

Турбулентный поток указывает на то, что уравнение Коулбрукса (9) должно использоваться для определения коэффициента трения — λ -.

С шероховатостью — ε для оцинкованной стали 0,15 мм , коэффициент шероховатости можно рассчитать:

Коэффициент шероховатости = ε / d h

= (0 .15 мм) / (315 мм)

= 4,76 10 -4

Используя графическое представление уравнения Коулбрукса — диаграмму Муди — коэффициент трения — λ — можно определить как:

λ = 0,017

Основные потери для воздуховода 10 м можно рассчитать с помощью уравнения Дарси-Вайсбаха (3) или (6):

Δp потерь = λ (л / д ч ) (ρ v 2 /2)

= 0.017 ((10 м) / (0,315 м)) ((1,23 кг / м 3 ) (15 м / с) 2 /2)

= 74 Па (Н / м 2 )

Теплообменники | Справочник по переработке молочных продуктов

Цели термической обработки

К концу XIX века термическая обработка молока стала настолько распространенной, что большинство молочных заводов использовали этот процесс для тех или иных целей, например, для молока, предназначенного для производства сыра и масла.
До того, как была введена термическая обработка, молоко было источником инфекции, поскольку это идеальная среда для роста микроорганизмов.Иногда через молоко передаются такие болезни, как туберкулез и тиф.
Термин «пастеризация» связан с именем Луи Пастера, который в середине XIX века провел фундаментальные исследования смертельного воздействия тепла на микроорганизмы и использования термической обработки в качестве консерванта. Пастеризация молока — это особый тип термической обработки, который можно определить как «любую термическую обработку молока, обеспечивающую определенное разрушение туберкулезной палочки (T.B.), не оказывая заметного влияния на физические и химические свойства молока».
Рассматривая историю пастеризации, стоит упомянуть, что, хотя ученые повсюду довольно близко согласились с необходимой степенью термической обработки, в коммерческой практике долгое время этот процесс очень слабо контролировался. Молоко часто было либо перегретым, либо недогретым, так что оно либо имело привкус вареной, либо было обнаружено, что оно содержит жизнеспособный туберкулез
В середине 1930-х годов (JDR: 6/191) Кей и Грэм объявили об обнаружении фермента фосфатазы. Этот фермент всегда присутствует в сыром молоке и разрушается комбинацией температуры и времени, необходимой для эффективной пастеризации.Кроме того, его наличие или отсутствие легко подтверждается (тест на фосфатазу). Отсутствие фосфатазы указывает на то, что молоко достаточно нагрето.

К счастью, все обычные патогенные организмы, которые могут встречаться в молоке, уничтожаются сравнительно мягкой термической обработкой, которая очень незначительно влияет на физические и химические свойства молока. Наиболее устойчивым организмом является туберкулезная палочка (T.B.), которую можно убить, нагревая молоко до 63 ° C в течение 10 минут.Полная безопасность может быть обеспечена нагреванием молока до 63 ° C в течение 30 минут. Т. поэтому считается индексным организмом для пастеризации: любая тепловая обработка, разрушающая T.B. можно положиться на уничтожение всех других патогенов в молоке.
Помимо патогенных микроорганизмов, молоко также содержит другие вещества и микроорганизмы, которые могут испортить вкус и сократить срок хранения различных молочных продуктов. Следовательно, вторичная цель термической обработки используется для уничтожения как можно большего количества этих других организмов и ферментных систем.Это требует более интенсивной термической обработки, чем необходимо для уничтожения патогенов.
Эта вторичная цель термической обработки становится все более и более важной по мере того, как молочные заводы становятся больше и меньше. Более длинные интервалы между поставками означают, что, несмотря на современные методы охлаждения, у микроорганизмов больше времени для размножения и развития ферментативных систем. Кроме того, компоненты молока разлагаются, падает pH и т. Д. Чтобы преодолеть эти проблемы, необходимо как можно быстрее проводить термическую обработку после того, как молоко поступит на молочный завод.

Очень хорошо, что ни один из основных патогенов молока не образует споры.

Комбинация время / температура

Рис. 6.1.1

Смертельное действие на бактерии.

Комбинация температуры и времени выдержки очень важна, так как она определяет интенсивность термообработки. На рис. 6.1.1 показаны кривые летального эффекта для бактерий группы кишечной палочки, тифа и туберкулезных бактерий. Согласно этим кривым, бактерии группы кишечной палочки погибают, если молоко нагревается до 70 ° C и выдерживается при этой температуре около одной секунды.При температуре 65 ° C время выдержки составляет 10 секунд, чтобы убить бактерии группы кишечной палочки. Эти две комбинации, 70 ° C / 1 с и 65 ° C / 10 с, следовательно, имеют одинаковый летальный эффект.
Туберкулезные палочки более устойчивы к термической обработке, чем бактерии группы кишечной палочки. Время выдержки составляет 20 секунд при 70 ° C или около 2 минут при 65 ° C, чтобы гарантировать, что все они будут уничтожены. В молоке тоже могут быть термостойкие микрококки, но, как правило, они совершенно безвредны.

Ограничивающие факторы для термической обработки

Интенсивная термическая обработка молока желательна с микробиологической точки зрения.Но такое лечение также сопряжено с риском неблагоприятного воздействия на внешний вид, вкус и пищевую ценность молока. Белки в молоке денатурируются при высоких температурах. Это означает, что сыродельные свойства молока резко ухудшаются из-за интенсивной термической обработки. Интенсивное нагревание вызывает изменение вкуса; сначала приготовленный ароматизатор, а затем пригоревший аромат. Таким образом, выбор комбинации времени / температуры является вопросом оптимизации, при которой необходимо учитывать как микробиологические эффекты, так и аспекты качества.
Поскольку термическая обработка стала наиболее важной частью переработки молока, а знания о ее влиянии на молоко стали более понятными, были начаты различные категории термической обработки, как показано в таблице 6.1.1.

Таблица 6.1.1

Основные категории термической обработки в молочной промышленности

Поверхность Абсолютная шероховатость — k
(10 -3 м) (фут)
Медь, свинец, латунь, алюминий (новые) 0,001 — 0,002 3,3 — 6,7 10 -6
ПВХ и пластиковые трубы 0,0015 — 0,007 0.5 — 2,33 10 -5
Труба из эпоксидной, винилэфирной и изофталевой смолы 0,005 1,7 10 -5
Нержавеющая сталь, пескоструйная обработка 0,001 — 0,01950 0,001 — 0,019 ) 10 -3
Нержавеющая сталь, точеная 0,0004 — 0,006 (0,00131 — 0,0197) 10 -3
Нержавеющая сталь, электрополированная 0.0001 — 0,0008 (0,000328 — 0,00262) 10 -3
Стальная коммерческая труба 0,045 — 0,09 1,5 — 3 10 -4
Растянутая сталь 0,01550 5751

-5
Сварная сталь 0,045 1,5 10 -4
Оцинкованная сталь 0,15 5 10 -4 907 .15 — 4 5 — 133 10 -4
Новый чугун 0,25 — 0,8 8 — 27 10 -4
Изношенный чугун 0,8 — 1,5 2,7 — 5 10 -3
Ржавый чугун 1,5 — 2,5 5-8,3 10 -3
Листовой или асфальтированный чугун 0,01 — 0,015 3,33 — 5 -5
Цемент шлифованный 0.3 1 10 -3
Обычный бетон 0,3 — 1 1 — 3,33 10 -3
Грубый бетон 0,3 — 5
Хорошо строганая древесина 0,18 — 0,9 6-30 10 -4
Обычная древесина 5 16,7 10 -3
Процесс Температура, ° C Время
Термизация
LTLT пастеризация молока 63 молока

75 15-20 с
HTST пастеризация сливок и т. Д. > 80 1–5 с
Ультра пастеризация 125–138 2–4 с
UHT (проточная стерилизация) обычно 135–140 несколько секунд за несколько секунд Стерилизация в контейнере 115-120 20-30 мин
Термизация

На многих крупных молочных заводах невозможно пастеризовать и обработать все молоко сразу после получения.Некоторое количество молока необходимо хранить в силосных резервуарах в течение нескольких часов или дней. В этих условиях даже глубокого охлаждения недостаточно, чтобы предотвратить серьезное ухудшение качества.
Поэтому многие молочные предприятия предварительно нагревают молоко до температуры ниже температуры пастеризации, чтобы временно подавить рост бактерий. Этот процесс называется термизацией. Молоко нагревается до 63-65 ° C в течение примерно 15 секунд, комбинация время / температура, которая не инактивирует фермент фосфатазу. Двойная пастеризация запрещена законом во многих странах, поэтому термизация не должна соответствовать условиям пастеризации.
Чтобы предотвратить размножение аэробных спорообразующих бактерий после термической обработки, молоко необходимо быстро охладить до 4 ° C или ниже, и его нельзя смешивать с необработанным молоком. Многие специалисты считают, что термизация благоприятно влияет на некоторые спорообразующие бактерии. Тепловая обработка заставляет многие споры возвращаться в вегетативное состояние, что означает, что они разрушаются при последующей пастеризации молока.
Термизацию следует применять только в исключительных случаях.Задача должна заключаться в пастеризации всего поступающего молока в течение 24 часов с момента прибытия на молочный завод.

LTLT пастеризация

Первоначальный тип термообработки представлял собой периодический процесс, при котором молоко нагревали до 63 ° C в открытых чанах и выдерживали при этой температуре в течение 30 минут. Этот метод называется методом держателя или методом длительной низкой температуры (LTLT).
В настоящее время молоко почти всегда подвергается термообработке в непрерывных процессах, таких как термическая обработка, пастеризация методом высокотемпературной термической обработки или ультрапастеризация.

HTST пастеризация

HTST — это сокращение от High Temperature Short Time. Фактическая комбинация времени / температуры варьируется в зависимости от качества сырого молока, типа обрабатываемого продукта и требуемых характеристик хранения.

Молоко

Рис. 6.1.2

Кривые летального воздействия и кривые время / температура для разрушения некоторых ферментов и микроорганизмов.

Процесс HTST для молока включает нагревание до 72–75 ° C с выдержкой 15–20 секунд перед охлаждением.Фермент фосфатаза разрушается этой комбинацией времени / температуры. Поэтому тест на фосфатазу используется для проверки правильности пастеризации молока. Результат теста должен быть отрицательным; активность фосфатазы не должна быть обнаружена (рисунок 6.1.2).

Сливки и культивированные продукты

Тесты на фосфатазу не следует использовать для продуктов с содержанием жира выше 8%, поскольку некоторая реактивация фермента происходит довольно быстро после пастеризации. Термическая обработка также должна быть более жесткой, так как жир плохо проводит тепло.
Пероксидаза, другой фермент, поэтому используется для проверки результатов пастеризации сливок (тест на пероксидазу по Шторчу). Продукт нагревают до температуры выше 80 ° C, выдерживая около пяти секунд. Этой более интенсивной тепловой обработки достаточно, чтобы инактивировать пероксидазу. Тест должен быть отрицательным — в продукте не должно быть обнаруживаемой активности пероксидазы (рисунок 6.1.2).
Поскольку тест на фосфатазу также нельзя использовать для подкисленных продуктов, контроль нагрева основан на ферменте пероксидазе.Молоко, предназначенное для производства кисломолочных продуктов, обычно подвергается интенсивному нагреванию для коагуляции белков сыворотки и повышения его водосвязывающих свойств, то есть предотвращения образования сыворотки.

Ультра пастеризация

Ультра пастеризация может использоваться, когда требуется определенный срок хранения. Некоторым производителям достаточно двух дополнительных дней, в то время как другие стремятся к дополнительным 30-40 дням сверх 2-16 дней, которые традиционно связаны с пастеризованными продуктами. Фундаментальный принцип — уменьшить основные причины повторного заражения продукта во время обработки и упаковки, чтобы продлить срок хранения продукта.Это требует чрезвычайно высоких уровней производственной гигиены и температуры распределения не выше 7 ° C; чем ниже температура, тем дольше срок хранения.
Нагревание молока до 125–138 ° C в течение 2–4 секунд и охлаждение до <7 ° C - основа продления срока хранения. ESL, увеличенный срок хранения, - это общий термин для термически обработанных продуктов, которым тем или иным образом были приданы улучшенные свойства хранения. Тем не менее, продукты ESL должны храниться в холодильнике во время распространения и в розничных магазинах.

UHT-обработка

UHT — это сокращение от Ultra High Temperature. УВТ-обработка — это метод сохранения жидких пищевых продуктов путем их кратковременного интенсивного нагревания, обычно до температур в диапазоне 135–140 ° C. Это убивает микроорганизмы, которые в противном случае уничтожили бы продукты.
UHT-обработка — это непрерывный процесс, который происходит в закрытой системе, что предотвращает загрязнение продукта переносимыми по воздуху микроорганизмами. Продукт быстро проходит стадии нагрева и охлаждения.Асептическое розлив, чтобы избежать повторного заражения продукта, является неотъемлемой частью процесса.

Используются два альтернативных метода ультрапастеризации:

  • Непрямое нагревание и охлаждение в теплообменниках,
  • Прямое нагревание путем впрыска пара или вливания молока в пар и охлаждение путем расширения под вакуумом.
Стерилизация

Первоначальная форма стерилизации, которая используется до сих пор, — это стерилизация в контейнере, обычно при 115–120 ° C в течение примерно 20–30 минут.
После стандартизации жира, гомогенизации и нагревания примерно до 80 ° C молоко упаковывают в чистую тару; обычно стеклянные или пластиковые бутылки для молока и банки для сгущенного молока. Еще горячий продукт подается в автоклавы при серийном производстве или в гидростатическую башню при непрерывном производстве.

Отопление и охлаждение — самые важные операции на молочном заводе.

Предварительный нагрев

Обычно желаемые температуры обработки достигаются сразу после пастеризации, но иногда необходимо временно охладить и хранить молоко перед окончательной обработкой.Ниже приведены некоторые примеры.
Сырное молоко предварительно нагревается до 30–35 ° C перед помещением в чан, где перед добавлением сычужного фермента производится окончательная регулировка температуры. В качестве теплоносителя используется горячая вода. Теплая сыворотка из предыдущей партии также может использоваться на первом этапе предварительного нагрева, чтобы сократить расходы на нагрев.
Йогуртовое молоко предварительно нагревается до 40–45 ° C перед бродильным чаном, где происходит добавление культуры. В качестве теплоносителя используется горячая вода.
Молоко также можно предварительно нагреть перед добавлением других ингредиентов (таких как шоколадный порошок, сахар или жиры) при производстве различных пищевых продуктов на основе молока.

Процессы теплопередачи на молочном заводе

Одним из важнейших требований современного молочного производства является возможность контролировать температуру продуктов на каждом этапе производственного процесса. Поэтому нагрев и охлаждение являются очень распространенными операциями на молочном заводе.

Отопление

В качестве теплоносителя для нагрева молока используется горячая вода или иногда пар низкого давления. Определенное количество тепла передается от теплоносителя к молоку, так что температура последнего повышается, а температура теплоносителя соответственно падает.

Охлаждение

Непосредственно после доставки на молочный завод молоко часто охлаждается до низкой температуры (5 ° C или ниже), чтобы временно предотвратить рост микроорганизмов. После пастеризации молоко снова охлаждают примерно до 4 ° C.
Если под рукой есть естественная холодная вода, ее можно использовать для предварительного охлаждения после пастеризации и регенеративного теплообмена. Во всех случаях тепло передается от молока к охлаждающей среде. Температура молока снижается до желаемого значения и соответственно повышается температура охлаждающей жидкости.Охлаждающей средой может быть холодная вода, ледяная вода, рассол или спиртовой раствор, такой как гликоль.

Регенеративное нагревание и охлаждение

Во многих случаях продукт необходимо сначала нагреть для определенной обработки, а затем охладить. Примером может служить пастеризация молока. Охлажденное молоко нагревается от 4 ° C до температуры пастеризации 72 ° C, выдерживается при этой температуре в течение 15 секунд, а затем снова охлаждается до 4 ° C.
Тепло пастеризованного молока используется для нагрева холодного молока.Поступающее холодное молоко предварительно нагревается выходящим горячим молоком, которое одновременно предварительно охлаждается. Это экономит энергию на отопление и охлаждение. Процесс происходит в теплообменнике и называется регенеративным теплообменом или, чаще, рекуперацией тепла. От 94 до 95% теплоты пастеризованного молока можно использовать повторно.

Теплопередача

Два вещества должны иметь разную температуру, чтобы передавать тепло от одного к другому. Тепло всегда перетекает от более теплого вещества к более холодному.При большой разнице температур тепловой поток идет быстро. Во время передачи тепла разница температур постепенно уменьшается, а скорость передачи замедляется, полностью прекращаясь, когда температуры выравниваются.

Тепло может передаваться тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением.

  • Проводимость означает передачу тепловой энергии через твердые тела и через слои жидкости в состоянии покоя (без физического потока или перемешивания в направлении теплопередачи).На рисунке 6.1.3 показан пример теплопроводности чайной ложки в чашке горячего кофе. Тепло передается ручке за счет теплопроводности, которая затем становится теплее.
  • Конвекция — это форма передачи тепла, которая возникает, когда частицы с высоким содержанием тепла смешиваются с холодными частицами и передают им свое тепло за счет теплопроводности (рисунок 6.1.4). Следовательно, конвекция предполагает перемешивание. Если чайную ложку ополоснуть проточной холодной водой, тепло передается от ложки к воде, которая при этом нагревается.Нагретая вода заменяется холодной водой, которая, в свою очередь, поглощает тепло ложки. Теплообмен за счет конвекции продолжается до тех пор, пока температура ложки и проточной воды не станет одинаковой.
  • Радиация — это излучение тепла от тела, которое аккумулировало тепловую энергию (рис. 6.1.5). Тепловая энергия преобразуется в лучистую энергию, которая излучается телом и поглощается другими телами, на которые оно ударяет.

Рис. 6.1.3

Теплопроводность. Пример: тепло передается от чаши ложки к ручке.

Рис. 6.1.4

Теплообмен за счет конвекции. Пример: ложку ополаскивают в проточной холодной воде. Вода поглощает тепло, и ложка охлаждается, пока ложка и вода не достигнут одинаковой температуры.

Рис. 6.1.5

Передача тепла излучением. Пример: крыша накапливает солнечное тепло днем ​​и излучает тепло ночью.

Почти все вещества излучают лучистую энергию.

Принципы теплопередачи

Вся теплопередача на молочных заводах происходит в форме конвекции и теплопроводности.Используются два принципа: прямой и косвенный нагрев.

Прямой нагрев

Прямой нагрев означает, что теплоноситель смешивается с продуктом.
Этот метод используется для:

  • Нагрева воды, когда пар впрыскивается непосредственно в воду и передает тепло воде путем конвекции и теплопроводности.
  • Нагревание продуктов, таких как творог, при производстве некоторых видов сыра (путем смешивания горячей воды с творогом) и стерилизации молока прямым методом (впрыск пара или настаивание молока в паре).Прямой метод передачи тепла эффективен для быстрого нагрева. Он предлагает определенные преимущества, которые будут рассмотрены в главе 9, посвященной производству молока длительного хранения. Однако при этом необходимо смешивать продукт с теплоносителем, и это требует определенных шагов в последующем процессе. Также предъявляются строгие требования к качеству теплоносителя. В некоторых странах прямой нагрев запрещен законом на том основании, что он приводит к попаданию посторонних веществ в изделие.
Косвенный нагрев

Рис.6.1.6

Тепло передается от теплоносителя к холодному продукту на другой стороне перегородки.

Непрямая теплопередача является наиболее часто используемым методом на молочных заводах. В этом методе между продуктом и теплоносителем помещается перегородка. Затем тепло передается от среды через перегородку к продукту (рисунок 6.1.6).
Предположим, что теплоносителем является горячая вода, текущая с одной стороны перегородки, и холодное молоко с другой.Таким образом, перегородка нагревается на стороне теплоносителя и охлаждается на стороне продукта. В пластинчатом теплообменнике пластина является перегородкой.
С каждой стороны перегородки есть пограничный слой. Скорость жидкости снижается за счет трения почти до нуля на пограничном слое, контактирующем с перегородкой. Слой непосредственно за граничным слоем замедляется только жидкостью в пограничном слое и поэтому имеет низкую скорость. Скорость постепенно увеличивается и достигает максимума в центре канала.
Точно так же самая высокая температура горячей воды находится в середине канала. Чем ближе вода к перегородке, тем больше она охлаждается холодным молоком с другой стороны. Тепло передается пограничному слою путем конвекции и теплопроводности. Переход от пограничного слоя через стенку к пограничному слою на другой стороне почти полностью происходит за счет теплопроводности, тогда как дальнейший переход к молоку в центральной зоне канала осуществляется как за счет теплопроводности, так и конвекции.

Теплообменник

Рис. 6.1.7

Температурные профили теплопередачи в теплообменнике.

Теплообменник используется для передачи тепла косвенным методом.
Несколько различных типов будут описаны позже. Можно упростить теплопередачу, символически представив теплообменник в виде двух каналов, разделенных трубчатой ​​перегородкой.
Горячая вода (красная) течет по одному каналу, а молоко (синее) — по другому.Тепло передается через перегородку. Горячая вода поступает в канал с температурой t i2 и охлаждается на выходе до температуры t 02 . Молоко поступает в теплообменник с температурой ti1 и нагревается горячей водой до температуры на выходе t 01 . Изменения температуры при прохождении через теплообменник показаны кривыми на рисунке 6.1.7.

Размеры теплообменника

Необходимый размер и конфигурация теплообменника зависят от многих факторов.Расчет очень сложен и в настоящее время обычно выполняется с помощью компьютера.

Факторы, которые необходимо учитывать:

  • Расход продукта
  • Физические свойства жидкостей
  • Температурная программа
  • Допустимые перепады давления
  • Конструкция теплообменника
  • Требования к чистоте
  • Требуемое время работы

Общая формула для расчета необходимого размера (площади теплообмена) теплообменника:

Формула 6.1.1

Расход продукта

Расход V определяется запланированной производительностью молочного завода. Чем выше скорость потока, тем больше потребуется теплообменник.

Пример: Если расход продукта на установке должен быть увеличен с 10.000 до 20.000 л / ч, теплообменник должен быть увеличен вдвое по сравнению с исходным размером, при условии, что скорость потока рабочей среды также удвоится, другие факторы остаются постоянными.

Физические свойства жидкостей

Показатель плотности ρ определяется продуктом.
Показатель удельной теплоемкости cp также определяется продуктом. Удельная теплоемкость показывает, сколько тепла необходимо подвести к веществу, чтобы повысить его температуру на 1 ° C. Еще одно важное физическое свойство — вязкость. Это будет обсуждаться ниже в разделе об общем коэффициенте теплопередачи.

Температурная программа

Целью теплопередачи является нагрев или охлаждение заданного количества продукта, например молока, от заданной температуры на входе до заданной температуры на выходе.Это достигается в теплообменнике с помощью рабочей среды, например воды. В случае нагрева молоко нагревается горячей водой, температура которой соответственно падает.
Необходимо учитывать несколько аспектов температурной программы: изменение температуры, разность температур между жидкостями и направление потока жидкостей.

Изменение температуры

Температура продукта на входе и выходе определяется предыдущей и последующей стадиями процесса.Изменение температуры продукта обозначено буквой Δt в приведенной выше общей формуле. Его можно выразить как:
Δt 1 = t o1 — t i1 . См. Также рисунок 6.1.7.
Температура на входе рабочей среды определяется условиями обработки. Температуру исходящей рабочей среды можно рассчитать путем расчета энергетического баланса.
Для современного теплообменника потерями энергии в окружающий воздух можно пренебречь, так как они очень малы. Таким образом, тепловая энергия, выделяемая горячей жидкостью, равна тепловой энергии, поглощаемой холодной жидкостью, т.е.е. энергетический баланс. Его можно выразить следующей формулой:

Формула 6.1.2

Пример: Сырное молоко объемом 20 000 л / ч (V 1 ) необходимо нагреть с 4 ° C до 34 ° C с помощью 30 000 л / ч горячей воды (V 2 ) при 50 ° C. Плотность (ρ) и удельная теплоемкость (c p ) для молока составляют около 1020 кг / м 3 и 3,95 кДж / кг, K и для воды 990 (при 50 ° C) и 4,18 кДж / кг.
Затем можно рассчитать изменение температуры горячей воды:
20.000 x 1020 x 3,95 x (34 — 4) = 30,000 x 990 x 4,18 x Δt 2
Δt 2 = 19,5 ° C. Температура горячей воды упадет на 19,5 с 50 до 30,5 ° C.

Средняя логарифмическая разность температур (LMTD)

Уже упоминалось, что для передачи тепла между двумя средами должна быть разница в температуре. Разница температур является движущей силой. Чем больше разница температур, тем больше тепла передается и тем меньше требуется теплообменник.Однако для чувствительных продуктов существуют пределы использования большой разницы.
Разница температур может изменяться через теплообменник. Для расчета используется среднее значение LTMD. В приведенной выше общей формуле он называется Δtm. Его можно рассчитать по следующей формуле, используя номиналы на рисунке 6.1.8.

Формула 6.1.3

В примере с нагревателем для сырного молока средняя логарифмическая разница температур Δtm может быть рассчитана как 20.8 ° С.
Важным фактором при определении среднего перепада температур является направление потока в теплообменнике. Есть два основных варианта: противоток или параллельный поток.

Противоток

Разницу температур между двумя жидкостями лучше всего использовать, если они протекают в противоположных направлениях через теплообменник (рисунок 6.1.8). Затем холодный продукт встречает холодный теплоноситель на входе и все более теплый продукт по мере прохождения через теплообменник.Во время прохождения продукт постепенно нагревается, так что температура всегда лишь на несколько градусов ниже температуры теплоносителя в соответствующей точке. Такой тип устройства называется противоточным.

Рис. 6.1.8

Температурные профили теплопередачи в теплообменнике с противотоком.

Параллельный поток

При противоположном расположении, параллельный поток (рисунок 6.1.9), обе жидкости входят в теплообменник с одного конца и текут в одном направлении.В параллельном потоке невозможно нагреть продукт до температуры выше, чем та, которая была бы получена, если бы продукт и теплоноситель были смешаны. Это ограничение не применяется в противотоке; продукт можно нагреть с точностью до двух или трех градусов от температуры теплоносителя на входе.

Рис. 6.1.9

Температурные профили теплопередачи в теплообменнике с параллельным потоком.

Общий коэффициент теплопередачи

Этот коэффициент, k, является мерой эффективности теплопередачи.Он показывает, сколько тепла проходит через 1 м2 перегородки на 1 ° C разницы температур. Тот же коэффициент используется для расчета изоляции зданий, хотя в этом случае цель состоит в том, чтобы сделать k как можно меньше, тогда как в теплообменнике оно должно быть как можно большим.

Этот коэффициент зависит от:

  • Допустимые перепады давления для жидкостей
  • Вязкости жидкостей
  • Форма и толщина перегородки
  • Материал перегородки
  • Наличие загрязняющих веществ
Допустимое давление капли

Чтобы увеличить значение k и улучшить теплопередачу, можно уменьшить размер канала, по которому течет продукт.Это сокращает расстояние, на которое тепло должно передаваться от перегородки к центру канала.

В то же время, однако, площадь поперечного сечения потока уменьшается. Это дает два результата:
a Скорость потока через канал увеличивается, что, в свою очередь, означает
b Поток становится более турбулентным.

Чем больше перепад давления продуктов и рабочих сред, тем больше тепла передается и тем меньше требуется теплообменник.
Продукты, чувствительные к механическому перемешиванию (например, молочный жир), могут, однако, быть повреждены в результате агрессивного обращения. Падение давления в теплообменнике также увеличивается, поэтому давление продукта перед теплообменником должно быть увеличено, чтобы заставить продукт проходить через более узкие каналы. В этом случае может потребоваться установка подкачивающего насоса. В некоторых странах установка подкачивающего насоса предусмотрена законодательными требованиями, в основном для обеспечения более высокого давления на стороне продукта и, таким образом, для предотвращения утечки непастеризованного продукта в пастеризованный продукт.

Вязкость

Вязкости продукта и рабочей среды важны для определения размеров теплообменника. Жидкость с высокой вязкостью развивает меньшую турбулентность при прохождении через теплообменник по сравнению с продуктом с более низкой вязкостью. Это означает, что требуется теплообменник большего размера, если все остальное остается неизменным. Например, для сливок требуется теплообменник большего размера, чем для молока, если производительность и температурные программы идентичны.
Особое внимание следует уделять продуктам с неньютоновскими характеристиками текучести. Для этих продуктов кажущаяся вязкость зависит не только от температуры, но и от скорости сдвига. Продукт, который в резервуаре кажется довольно густым, может течь намного легче, если его перекачивать по трубам или теплообменнику. Характеристики текучести таких продуктов необходимо измерять специальными приборами, чтобы можно было сделать правильные расчеты. (См. Также главу 3, Реология.)

Форма и толщина перегородки

Перегородка часто гофрирована для создания более турбулентного потока, что приводит к лучшей теплопередаче.На рисунке 6.1.10 показаны три различных дизайна.
Пластины с разным рифлением согласно A ) и B ) на рисунке, имеют разные термические свойства и перепады давления. С этими двумя типами пластин можно сформировать три разных канала. Это дает возможность оптимизировать соотношение теплопередачи / падения давления для определенного режима работы.
Рисунок C) показывает пластину с совершенно другим гофром. Количество точек контакта уменьшено, чтобы можно было пропускать жидкости с частицами или волокнами ограниченного размера.
Толщина тоже важна. Чем тоньше перегородка, тем лучше теплоотдача. Но при этом необходимо учитывать необходимость того, чтобы перегородка была достаточно прочной, чтобы выдерживать давление жидкостей. В современных пластинах предусмотрены точки контакта металла с металлом, что обеспечивает хорошее сопротивление давлению даже для тонких пластин.
Теплопередача в трубчатых теплообменниках может быть улучшена путем гофрирования внутренних трубок (рисунок 6.1.11). Однако это также приведет к большему падению давления.Гладкие или гофрированные трубы выбираются для того, чтобы оптимизировать соотношение теплопередачи / перепада давления.

Рис. 6.1.10

Форма перегородки в пластинчатом теплообменнике может различаться в зависимости от обрабатываемого продукта и требований к тепловому КПД.

Рис. 6.1.11

Турбулентность будет намного более интенсивной, если поверхность рифленая, чем гладкая.

Материал перегородки

Для пищевой промышленности обычным материалом является нержавеющая сталь, которая имеет довольно хорошие характеристики теплопередачи.

Наличие загрязняющих веществ

Большинство молочных продуктов чувствительны к нагреванию, поэтому при нагревании необходимо соблюдать осторожность, чтобы не допустить изменений в продуктах. Белки сворачиваются и покрываются коркой внутри горячей кастрюли, если ее использовать для нагрева молока. То же самое происходит в теплообменниках, если поверхность теплопередачи слишком горячая.
Следовательно, разница температур между теплоносителем и продуктом должна быть как можно меньше, обычно на 2–3 ° C выше температуры пастеризации.Если поверхность слишком горячая по отношению к продукту, существует риск того, что белки в молоке будут свертываться и оседать тонким слоем на перегородках. Затем через этот слой должно передаваться тепло, что приведет к падению значения общего коэффициента теплопередачи k.
Разница температур между теплоносителем и продуктом больше не будет достаточной для передачи того же количества тепла, что и раньше, и температура на выходе продукта упадет.Это можно компенсировать увеличением температуры теплоносителя, но при этом также повышается температура поверхности теплопередачи, так что на поверхности коагулируется больше белка, толщина корки увеличивается, а значение k еще больше падает.
На значение k также влияет увеличение или уменьшение расхода через теплообменник, так как это влияет на характеристики потока. Увеличение скорости потока делает поток более турбулентным и увеличивает значение k.Дросселирование потока делает его менее турбулентным и снижает значение k. Поэтому обычно желательно избегать изменений скорости потока через теплообменник, но по экономическим причинам может быть необходимо принять некоторые изменения в определенных типах производства.
Пример: В ранее рассмотренном случае нагревателя сырного молока коэффициент теплопередачи можно принять равным примерно 5000 Вт / м2, K, если используется пластинчатый теплообменник из тонкой нержавеющей стали и пластины не сильно загрязнены. .

Другими факторами в формуле, показанной ранее в разделе «РАЗМЕРНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ТЕПЛООБМЕННИКА», являются:
Расход, л / ч = 20 000
Плотность, кг / м 3 = 1 020
Удельная теплоемкость, кДж / кг , K = 3.95
Изменение температуры, ° C = 30
Температурный перепад, ° C = 20.8
Коэффициент теплопередачи, Вт / м 2 , K = 5,000

Необходимую поверхность теплопередачи можно рассчитать как:

Формула 6.1.4

Это значение следует рассматривать как теоретическое. На практике также необходимо учитывать чувствительный характер продукта и требования процесса. Два таких фактора, не включенных в формулу, — это требования к чистоте и времени работы.

Требования к чистоте

Теплообменник на молочном заводе необходимо очищать в конце производственного цикла.Это достигается за счет циркуляции моющих средств так же, как и молока. Процесс очистки описан отдельно в главе 21.
Для достижения эффективной очистки теплообменник должен быть спроектирован не только так, чтобы соответствовать требуемой температурной программе, но и с учетом очистки.
Если некоторые проходы в теплообменнике очень широкие, т. Е. Имеют несколько параллельных каналов, турбулентности во время очистки может быть недостаточно для эффективного удаления загрязняющих отложений. С другой стороны, если некоторые проходы очень узкие, т.е.е. несколько параллельных каналов, турбулентность может быть настолько высокой, что перепад давления будет очень большим. Такой большой перепад давления может снизить скорость потока очищающего раствора, тем самым снизив его эффективность. Таким образом, теплообменник должен быть спроектирован так, чтобы обеспечить эффективную очистку.
Когда текут жидкости с частицами или волокнами, во время очистки обычно требуется обратная промывка. Обратная промывка означает, что на некоторых этапах программы очистки поток меняется на противоположный.

Требуемое время работы

Некоторое загрязнение всегда происходит, когда молочные продукты нагреваются до температуры выше 65 ° C.Это означает, что всегда будет ограниченное время работы перед остановкой пастеризатора для очистки.
Продолжительность рабочего времени сложно, если не сказать невозможно, предсказать, так как она определяется количеством образовавшегося загрязнения.

Скорость образования отложений зависит от многих факторов, таких как:

  • Разница температур между продуктом и теплоносителем
  • Качество молока
  • Содержание воздуха в продукте
  • Условия давления в секции нагрева

Это особенно важно Важно, чтобы содержание воздуха было как можно ниже.Избыточный воздух в продукте значительно усугубит засорение. При определенных условиях время работы также может быть ограничено ростом микроорганизмов в нижней части регенеративной секции пластинчатого теплообменника. Однако это бывает редко; когда это происходит, это обычно связано с предварительной обработкой молока.
Все это вместе делает важным возможность регулярной очистки при составлении производственных планов пастеризаторов.

Регенерация

Метод использования тепла горячей жидкости, такой как пастеризованное молоко, для предварительного нагрева холодного поступающего молока называется регенерацией.Холодное молоко также служит для охлаждения горячего, тем самым экономя воду и энергию. Эффективность регенерации до 95% может быть достигнута на эффективных современных установках пастеризации.
В качестве примера можно взять простейший рабочий профиль — термическую обработку сырого молока. По формуле:

Формула 6.1.5

где Значения в этом примере
R = эффективность регенерации,%
t r = температура молока после регенерации, ° C 68
t i = температура сырого входящего молока, ° C 4
t p = пастеризация температура, ° С 72

выдержка

Рис.6.1.12

Спиральная удерживающая трубка с кожухом для длительного хранения.

Для правильной термообработки необходимо, чтобы молоко выдерживалось в течение определенного времени при температуре пастеризации. Это делается во внешней камере содержания.
Ячейка для содержания обычно состоит из трубы, расположенной по спирали или зигзагообразной схеме, и часто закрывается металлическим кожухом, чтобы предотвратить ожоги людей, если они прикоснутся к ней. Кожух также уменьшит тепловые потери в окружающий воздух. Длина трубы и расход рассчитываются таким образом, чтобы время в ячейке выдержки было равно требуемому времени выдержки.
Точный контроль расхода очень важен, поскольку удерживающее оборудование рассчитано на указанное время выдержки при заданном расходе. Время выдержки изменяется обратно пропорционально скорости потока в ячейке выдержки.
Удерживающие секции, встроенные в пластинчатый теплообменник, использовались раньше, но в настоящее время почти исключительно используются внешние удерживающие ячейки.

Расчет времени выдержки

Рис. 6.1.13

Зигзагообразная удерживающая трубка.

Подходящую длину трубы для требуемого времени выдержки можно рассчитать, если известны часовая производительность и внутренний диаметр удерживающей трубы.Поскольку профиль скорости в удерживающей трубке неоднороден, некоторые молекулы молока будут двигаться быстрее, чем в среднем. Чтобы обеспечить достаточную пастеризацию даже самой быстрой молекулы, необходимо использовать коэффициент эффективности. Этот коэффициент зависит от конструкции удерживающей трубы, но часто находится в диапазоне 0,8–0,9, если поток является турбулентным. Для более вязких жидкостей поток может быть ламинарным, и тогда коэффициент полезного действия будет ниже.

Данные, необходимые для расчета:
Q = расход при пастеризации, л / ч
HT = время выдержки в секундах
L = длина удерживающей трубки в дм, соответствующая Q и HT
D = внутренний диаметр удерживающей трубки в дм , должно быть известно или адаптировано к другому трубопроводу
V = объем молока в л или дм3, соответствующий Q и HT
η = коэффициент полезного действия

Пример: При пастеризации требуется время выдержки (HT) 15 секунд установка производительностью (Q) 10 000 л / ч.Внутренний диаметр (D) трубы, которая будет использоваться, составляет 48,5 мм = 0,485 дм. Рассчитайте длину (L) удерживающей трубы с коэффициентом полезного действия 0,85.

Формула 6.1.6

Длина удерживающей трубы должна быть около 26,5 м.

Различные типы теплообменников

Самым распространенным типом оборудования в конце 19 века был нагреватель, один из типов которого показан на рис. 6.1.14. Несмотря на свои многочисленные недостатки, эта модель теплообменника все еще использовалась на некоторых молочных предприятиях даже в 1950-х годах.
В 1878 году немцу Альберту Дракке был выдан патент на устройство, в котором одна жидкость могла охлаждать другую, каждая текла слоем на противоположных сторонах ряда пластин. Неизвестно, исчезли ли когда-либо такие патенты, один из которых касается теплообменника, показанного на рис. 6.1.15. Однако в начале 1920-х годов старые немецкие идеи были переоценены, и на их основе был запущен регенеративный теплообменник. С тех пор пластинчатые теплообменники стали играть доминирующую роль для отопления и охлаждения в молочной промышленности.

В настоящее время наиболее широко используются следующие три типа теплообменников:

  • Пластинчатый теплообменник
  • Трубчатый теплообменник
  • Скребковый теплообменник

Рис. 6.1.14

Этот тип мгновенного пастеризатора с турбинной мешалкой производился и продавался компанией AB Separator в период с 1896 по 1931 год.

Рис. 6.1.15

Пластинчатый теплообменник был запатентован в 1890 году немецкими изобретателями Лангеном и Хундхаузеном.

Пластинчатые теплообменники

Большая часть термической обработки молочных продуктов осуществляется в пластинчатых теплообменниках. Пластинчатый теплообменник (часто сокращенно ПТО) состоит из пакета пластин из нержавеющей стали, зажатых в раме.
Рама может содержать несколько отдельных пакетов пластин — секций, на которых проходят различные стадии обработки, такие как предварительный нагрев, окончательный нагрев и охлаждение. Нагревательной средой является горячая вода, а охлаждающей средой — холодная вода, ледяная вода или пропилгликоль, в зависимости от требуемой температуры продукта на выходе.
Пластины имеют гофрированный рисунок, предназначенный для оптимальной теплопередачи. Пакет пластин сжимается в раме. Опорные точки на гофрах удерживают пластины друг от друга, так что между ними образуются тонкие каналы.
Жидкости входят в каналы и выходят из них через отверстия в углах пластин. Различные формы открытых и глухих отверстий направляют жидкость из одного канала в другой.
Прокладки по краям пластин и вокруг отверстий образуют границы каналов и предотвращают внешнюю утечку и внутреннее перемешивание.

Рис. 6.1.16

Принципы потока и теплопередачи в пластинчатом теплообменнике.

Схемы потоков

Продукт вводится через угловое отверстие в первый канал секции и течет вертикально через канал. Он выходит с другого конца через отдельный угловой проход с уплотнением. Расположение угловых каналов таково, что продукт протекает через другие каналы в пакете пластин.
Рабочая (нагревающая или охлаждающая) среда вводится на другом конце секции и таким же образом проходит через чередующиеся пластинчатые каналы.Следовательно, каждый канал продукта имеет каналы среды обслуживания с обеих сторон.
Для эффективного теплообмена каналы между пластинами должны быть как можно более узкими; но как скорость потока, так и перепад давления будут высокими, если через эти узкие каналы должен проходить большой объем продукта. Ни один из этих эффектов нежелателен, и для их устранения прохождение продукта через теплообменник можно разделить на несколько параллельных потоков.
На рисунке 6.1.17 синий поток продукта разделен на два параллельных потока, которые четыре раза меняют направление на участке.Каналы для красного теплоносителя разделены на четыре параллельных потока, дважды меняющих направление.
Эта комбинация записывается как 4 x 2/2 x 4, то есть количество проходов, количество параллельных потоков для синего продукта, количество проходов и количество параллельных потоков для красной служебной среды. Это называется группировкой пластин.

Рис. 6.1.17

Система параллельных потоков для каналов продукта и теплоносителя / теплоносителя. В этом примере комбинация записывается как 4 x 2/2 x 4.

Трубчатые теплообменники

Трубчатые теплообменники (THE) в некоторых случаях используются для пастеризации и высокотемпературной обработки молочных продуктов. Трубчатый теплообменник (рисунок 6.1.18), в отличие от пластинчатых теплообменников, не имеет точек контакта в канале для продукта и, таким образом, может обрабатывать продукты с частицами до определенного размера. Максимальный размер частиц зависит от диаметра трубки. Трубчатый теплообменник также может работать дольше между чистками, чем пластинчатый теплообменник при UHT-обработке.
По сравнению с пластинчатым теплообменником требуется более высокая скорость потока для создания эффективной теплопередачи в трубчатом теплообменнике.
Трубчатые теплообменники выпускаются двух принципиально разных типов; мульти / моно трубка и концентрическая трубка.

Рис. 6.1.18

Трубки трубчатого теплообменника собраны в компактный блок.

Многотрубный / монотрубный

Многотрубный трубчатый теплообменник работает по классическому кожухотрубному принципу, при котором продукт протекает через группу параллельных трубок, а рабочая среда между трубками и вокруг них.Турбулентность для эффективной передачи тепла создается спиральными гофрами на трубках и кожухе.
Поверхность теплопередачи состоит из пучка прямых гофрированных или гладких труб (1), приваренных к трубным пластинам с обоих концов (рисунки 6.1.19 и 6.1.20). Трубные пластины, в свою очередь, уплотнены относительно внешней оболочки двойным уплотнительным кольцом (2) (плавающая конструкция). Такая конструкция позволяет извлекать трубки с продуктом из корпуса путем отвинчивания концевых болтов. Это позволяет разобрать устройство для проверки.
Плавающая конструкция поглощает тепловое расширение, а пучки труб с продуктом в кожухе можно менять, что позволяет использовать различные комбинации для различных применений.
Рекуперация тепла от продукта к продукту может быть использована в многотрубке специальной конструкции. Это связано с тем, что трубные вкладыши можно вынуть для проверки также со стороны кожуха.
Однотрубная версия — это версия только с одной внутренней трубкой, которая пропускает частицы диаметром до 50 мм.
Мульти / моно трубки хорошо подходят для процессов, работающих при очень высоких давлениях и высоких температурах.

Рис. 6.1.19

Конец многотрубного трубчатого теплообменника.

  1. Трубы с продуктом, окруженные охлаждающей средой
  2. Двойное кольцевое уплотнение

Рис. 6.1.20

Конец однотрубного трубчатого теплообменника.

Рис. 6.1.21

Конец концентрического трубчатого теплообменника.

Концентрическая трубка

Поверхность теплообменника концентрического трубчатого теплообменника, показанного на рисунке 6.1.21, состоит из концентрически расположенных прямых труб разного диаметра. Такая конструкция обеспечивает эффективное нагревание или охлаждение, поскольку по обе стороны от кольцевого канала для продукта имеется теплоноситель. Канал для продукта доступен с разной глубиной для соответствия требованиям для продуктов с частицами.
Концентрическая трубка сконструирована с плавающими трубками для поглощения теплового расширения и обеспечения возможности проверки каналов как продукта, так и среды.
Концентрическая труба особенно хорошо подходит для высоковязких жидкостей с сильным неньютоновским течением.

Скребковый теплообменник

Скребковый теплообменник (рисунок 6.1.22) предназначен для нагрева и охлаждения вязких, липких и комковатых продуктов, а также для кристаллизации продуктов. Также можно обрабатывать все продукты, которые можно перекачивать.
Скребковый теплообменник состоит из цилиндра (1), через который продукт перекачивается в противотоке рабочей среде в окружающей рубашке. Сменные роторы (2) различного диаметра и различные конфигурации штифта / лопасти (3) позволяют адаптироваться к различным приложениям.Роторы меньшего диаметра позволяют более крупным частицам проходить через цилиндр, в то время как роторы большего диаметра приводят к более короткому времени пребывания и улучшенным тепловым характеристикам.
Продукт входит в вертикальный цилиндр через нижнее отверстие и непрерывно течет вверх через цилиндр. При запуске процесса весь воздух перед продуктом полностью удаляется, что позволяет полностью и равномерно покрыть поверхность нагрева или охлаждения продуктом.
Вращающиеся лопасти постоянно удаляют продукт со стенки цилиндра (Рисунок 6.1.23), чтобы обеспечить равномерную теплопередачу к изделию. Кроме того, на поверхности не должно быть отложений.
Продукт выходит из цилиндра через верхнее отверстие. Поток продукта и скорость вращения ротора меняются в зависимости от свойств продукта, протекающего через цилиндр.
При остановке, благодаря вертикальной конструкции, продукт может вытесняться водой с минимальным перемешиванием, что помогает обеспечить восстановление продукта в конце каждого цикла. После этого полный дренаж облегчает CIP и замену продукта.
Как упоминалось выше, ротор и лопасти взаимозаменяемы, операция, которая возможна благодаря автоматическому гидравлическому подъемнику, который облегчает подъем и опускание узла ротор / лопасти (рисунок 6.1.24).
Типичными продуктами, обрабатываемыми в скребковом теплообменнике, являются джемы, сладости, заправки, шоколад и арахисовое масло. Он также используется для жиров и масел для кристаллизации маргарина, шортенингов и т. Д.
Скребковый теплообменник также доступен в версиях, предназначенных для асептической обработки.
Два или более вертикальных теплообменника со скребковыми поверхностями могут быть соединены последовательно или параллельно для получения большей поверхности теплопередачи в зависимости от требуемой производительности.

Рис. 6.1.22

Скребковый теплообменник вертикального типа.

Рис. 6.1.23

Сечение скребкового теплообменника.

  1. Цилиндр
  2. Ротор
  3. Лезвие

Рис. 6.1.24

Снятие лопастей с ротора в опущенном положении.

Спиральный теплообменник

В спиралевидном трубчатом теплообменнике продукт протекает через змеевидную трубку, а среда течет по трубке для нагрева или охлаждения продукта. Уникальной особенностью спиральной конструкции является то, что она создает вторичный поток с высокой скоростью, что значительно увеличивает эффективность теплопередачи. Этот вторичный паттерн течения называется эффектом Дина.
При ламинарном потоке в прямых трубках теплопередача жидкости поддерживается исключительно за счет теплопроводности жидкости.Поэтому эффективность теплопередачи ниже, чем в турбулентном потоке, где происходит интенсивное перемешивание, что значительно увеличивает теплопередачу.
В спиральных трубах вихри Дина будут действовать как «внутренние смесители», транспортирующие жидкие элементы от стенки трубки к центру трубки и наоборот. Процедура смешивания значительно сократит время, необходимое для достижения желаемой теплопередачи, тем самым уменьшив длину и необходимую поверхность нагрева теплообменника. Кроме того, время пребывания и, следовательно, объемы продукта будут уменьшены.
Величина улучшения теплопередачи зависит от конструкции змеевика, скорости жидкости и физических свойств жидкости. Улучшение основано на числе Дина, которое должно превышать 100, чтобы дать какой-либо значительный эффект. Высокие числа Дина обычно достигаются за счет высоких скоростей продукта в сочетании с плотно свернутой трубкой.
Спиральный однотрубный агрегат длиной от 30 до 100 метров имеет только одно входное и одно выходное соединение. Это обеспечивает бережную механическую обработку и гарантирует отличную целостность частиц диаметром до 25 мм.Устройство разработано для обеспечения высокой гигиены и простоты обслуживания с плавающими концами через верхний и нижний фланцы.
Спиральная труба для продукта помещается в вертикальную камеру, в которой протекает нагревающая или охлаждающая среда. Нижнее и верхнее соединения трубок с продуктом герметизированы уплотнительными кольцами, чтобы создать систему, которая позволяет перемещаться между трубой с продуктом и оболочкой среды. Эта конструкция поглощает эффекты теплового расширения и предотвращает растрескивание трубки. Агрегат снабжен изоляцией для минимизации тепловых потерь и обеспечения безопасности оператора.Размер теплообменника выбирается для каждого конкретного применения — количество блоков зависит от желаемой мощности и требуемой площади теплопередачи.
Типичными продуктами, обрабатываемыми в спиральном теплообменнике, являются десертные пудинги на молочной основе, томатная паста, кетчуп, фруктовые пюре и продукты с частицами.

Рис. 6.1.25

Спиральный теплообменник

Рис. 6.1.26

Схема течения вихрей Дина

Число Дина — De — является функцией нормального числа Рейнольдса и квадратного корня из отношения диаметра трубы к диаметру рулона:

De = Re√ (D t / D c )

D t диаметр трубы м
D c диаметр змеевика м
Re Reynolds No.= D t vρ / μ —
v скорость жидкости м / с
ρ плотность жидкости кг / м 3
μ динамическая вязкость жидкости Па

Удельная теплоемкость — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Удельная теплоемкость ( s ) — это особый вид теплоемкости. Удельная теплоемкость — это термодинамическое свойство, которое определяет количество тепла, необходимое для того, чтобы одна единица массы вещества поднялась на один градус температуры. [1] Для веществ наблюдаются различные диапазоны значений удельной теплоемкости в зависимости от степени, в которой они поглощают тепло. Термин теплоемкость может вводить в заблуждение, поскольку тепло q — это термин, относящийся к добавлению или отведению энергии через барьер к веществу или системе в результате повышения или понижения температуры соответственно. Температурные изменения — это на самом деле изменения энергии. Следовательно, удельная теплоемкость и другие формы теплоемкости являются более точными показателями способности вещества поглощать энергию при повышении температуры вещества.

Единицы очень важны для выражения любого термодинамического свойства; то же самое верно и для теплоемкости. Энергия в виде тепла выражается в джоулях (Дж) или килоджоулях (кДж), которые являются наиболее распространенными единицами, связанными с энергией. Одна единица массы измеряется в граммах или килограммах с учетом удельной теплоемкости. Один грамм — это стандартная форма, используемая в таблицах значений удельной теплоемкости, но иногда встречаются ссылки с использованием одного килограмма. Один градус температуры измеряется по шкале Цельсия или Кельвина, но обычно по Цельсию.Наиболее часто встречающимися единицами измерения удельной теплоемкости являются Дж / (г • ° C).

Факторы, определяющие удельную теплоемкость [изменение | изменить источник]

Температура и давление [изменить | изменить источник]

Два фактора, которые изменяют удельную теплоемкость материала, — это давление и температура. Удельная теплоемкость определяется при стандартном постоянном давлении (обычно атмосферном) для материалов и обычно указывается при 25 ° C (298,15 K). Используется стандартная температура, поскольку удельная теплоемкость зависит от температуры и может изменяться при различных значениях температуры. [2] Удельная теплоемкость упоминается как интенсивное свойство (en: Интенсивные и экстенсивные свойства интенсивное свойство). Пока температура и давление находятся на стандартных эталонных значениях и не происходит фазового перехода, значение удельной теплоемкости любого материала остается неизменным независимо от массы присутствующего материала. [1]

Энергетические степени свободы [изменить | изменить источник]

Значительный фактор в величине теплоемкости материала лежит на молекулярном уровне в энергетической области: степени свободы (физика и химия), степени свободы, доступные для материала в фазе (твердое тело, жидкость или газ), в которой нашлось.Энергетические степени свободы бывают четырех типов: поступательные, вращательные, вибрационные и электронные. Для достижения каждой степени свободы требуется минимальное количество энергии. Следовательно, количество энергии, которое может храниться в веществе, зависит от типа и количества энергетических степеней свободы, которые вносят вклад в вещество при данной температуре. [2] Жидкости обычно имеют больше низкоэнергетических мод и больше энергетических степеней свободы, чем твердые тела и большинство газов. Этот более широкий диапазон возможностей в пределах степеней свободы обычно приводит к большей удельной теплоемкости жидких веществ, чем твердых тел или газов.Эту тенденцию можно увидеть в en: Теплоемкость # Таблица удельных теплоемкостей Таблица удельных теплоемкостей и сравнение жидкой воды с твердой водой (лед), медью, оловом, кислородом и графитом.

Удельная теплоемкость используется для расчета количества тепла, поглощаемого при добавлении энергии к материалу или веществу за счет повышения температуры в определенном диапазоне. Расчет количества тепла или энергии, добавляемой к материалу, является относительно простым процессом, если записаны начальная и конечная температуры материала, указана масса материала и известна удельная теплоемкость.Удельная теплоемкость, масса материала и шкала температуры должны быть в одних и тех же единицах, чтобы точно выполнить расчет тепла.

Уравнение для расчета тепла ( q ) выглядит следующим образом:

Q = с × м × Δ T

В уравнении с — удельная теплоемкость в (Дж / г • ° C). м — масса вещества в граммах. Δ T относится к изменению температуры (° C), наблюдаемому в веществе. Согласно принятому соглашению начальная температура материала вычитается из конечной температуры после нагрева, так что Δ T составляет T Final -T Initial в уравнении. Подстановка всех значений в уравнение и умножение на них отменяет единицы массы и температуры, оставляя соответствующие единицы джоулей для тепла. Подобные расчеты полезны в en: Калориметрия калориметрия

  1. 1.0 1,1 Ebbing, Darrell D .; Гаммон, Стивен Д. Общая химия. Бельмонт: Брукс / Коул, 2013. Печать. п. 242.
  2. 2,0 2,1 Engel, Thomas .; Рид, Филипп. Физическая химия. Бостон: Пирсон, 2013. Печать. С. 25-27.

Приборы для измерения давления: выбор и применение

1. Введение

Давление жидкости определяется как мера силы на единицу площади, прилагаемой жидкостью, действующей перпендикулярно любой поверхности, с которой она контактирует.Измерения давления и давления могут быть чрезвычайно сложными и сложными. Однако при использовании надлежащих методов можно получить точные измерения давления.

Выбор прибора для измерения давления для конкретного применения должен выполняться тщательно, принимая во внимание различные аспекты, такие как условия процесса, включая требования металлургии, требования к диапазону изменения, точность, требования к установке и т. Д.

При выборе прибора для измерения давления для конкретного применения необходимо правильно определить данные процесса, такие как фаза жидкости, давление, температура, плотность и вязкость для всех рабочих условий, включая запуск, аварийные операции и расчетные условия.

Типичный случай — компрессор, который отключился без сброса давления.

В таких условиях давление всасывания компрессора будет выше, чем нормальное рабочее давление всасывания, и преобразователь должен быть откалиброван для соответствия этому значению давления. Такое давление называется «устоявшимся давлением».

Еще один важный параметр для выбора — это требования к диапазону изменения, на основе которых мы можем выбрать прибор давления, соответствующий максимальным и минимальным условиям в пределах заданных пределов точности.

В дополнение к вышесказанному, требования к установке выбранного прибора давления должны быть тщательно рассмотрены с учетом видимости и доступности, поскольку эти требования могут повлиять на компоновку трубопроводов.

2. Категоризация приборов, работающих под давлением

Наиболее часто используемыми устройствами для измерения давления в промышленности являются манометры и преобразователи давления.

Манометры, т.е. местный прибор

Манометры можно разделить на две категории

а) Манометр

б) Манометр дифференциального давления

Преобразователи

Преобразователи

можно разделить на две категории

a) Датчик давления

б) Датчик дифференциального давления (DPT).DPT используются для измерения перепада давления, измерения уровня, измерения расхода.

2.2 Выбор материала

Все смачиваемые части датчиков, манометров и т. Д., Включая вспомогательное оборудование, должны быть как минимум из нержавеющей стали типа AISI 316L, а для указанных условий жидкости / процесса требуются другие материалы.

Основываясь на практическом опыте, выбор смачиваемых частей должен быть как минимум идентичен выбору трима клапана, упомянутому в соответствующей спецификации материала трубопровода.Совместимость материалов должна быть рассмотрена более подробно для сенсора и смачиваемых частей прибора для измерения давления по сравнению с трубкой и клапаном, работающими под давлением, поскольку сенсор представляет собой диафрагму толщиной несколько «мм».

Части приборов, работающие под давлением, должны быть совместимы с конструкцией / условиями эксплуатации.

Там, где это применимо, весь инструментальный материал и компоненты в кислых процессах должны быть сертифицированы в соответствии с NACE MR 01-75 (последнее издание) / ISO 15156.

Особое внимание следует уделять коррозии из окружающей атмосферы инструментов и вспомогательного оборудования. Многочисленные среды, в которых может использоваться измеритель, затрудняют определение совместимости технологической жидкости для каждой возможной комбинации материалов. Разницу в химическом составе большинства сред можно охарактеризовать четырьмя переменными. Это галоген (например, хлор), концентрация, pH, химический потенциал и температура.

Специальные сервисные приложения, такие как кислородное обслуживание, требуют особых требований / инструкций по очистке из-за высокой степени окисления, и это следует тщательно учитывать.

Работа с водородом требует особого внимания из-за высокой проникающей способности (из-за малых атомных / молекулярных размеров). Материал мембраны сенсора или материал разделительной диафрагмы должны быть покрыты золотом.

При использовании приборов для измерения давления с фланцевым разделителем диафрагмы важно проверить

Рейтинг P-T (давление — температура), где материал фланца диафрагмы — нержавеющая сталь AISI 316, а технологический соединительный фланец — из углеродистой стали.

2.3 Калибры

2.3.1 Манометр

Обычно используются манометры с трубкой Бурдона с защитной конструкцией в соответствии с EN 837-1. В нефтегазовом секторе обычно используются детали, контактирующие со средой, в качестве материала конструкции, как минимум, из нержавеющей стали 316L, с белым циферблатом диаметром 100 мм с черной меткой и черной стрелкой. Инструменты меньшего размера могут использоваться для пневматического питания. (В некоторых случаях размер циферблата может составлять 150 мм в зависимости от проекта). Для применений с высоким давлением манометры должны иметь прочную переднюю конструкцию, продувку сзади и уплотнения там, где это требуется.Определение высокого давления может варьироваться от проекта к проекту, и это необходимо проверить, прежде чем указывать это конкретное требование. Если не указано иное, манометры должны иметь нижнее соединение ½ дюйма NPT (M) и должны быть прямого монтажа. На хвостовике указывается тип резьбы. Они должны быть изолированы от процесса с использованием двойной блок и спускной клапан (DBB) или единичного блока и выпускной клапан (SBB). Изоляция процесса зависит от философии изоляции проекта. Кроме того, на конце манометра может использоваться моноблочная сборка, если это предусмотрено философией проектного оборудования.Манометры должны быть снабжены внешним механизмом регулировки нуля. Материал корпуса должен быть либо фенольным, либо из нержавеющей стали AISI 316 минимум, стекло должно быть небьющимся безопасным стеклом, удерживаемым при помощи резьбового или байонетного лицевого кольца в комплекте с подходящей прокладкой. Манометры должны иметь как минимум IP 65 или IP 54 (степень защиты от проникновения может меняться от проекта к проекту).

В случаях, когда возможна чрезмерная вибрация, следует использовать заполненные жидкостью демпфирующие устройства.

Должны быть предусмотрены демпферы для работы в режиме пульсации / колебания.Устройства защиты от превышения диапазона должны быть предусмотрены там, где расчетное давление в емкости / системе превышает максимальное давление в диапазоне. Типичный пример чрезмерной вибрации — манометр, установленный на выходе из насоса.

Диапазоны манометров должны быть выбраны таким образом, чтобы нормальное рабочее давление составляло «от 50 до 75» процентов шкалы.

На основе стандартных диапазонов, доступных у известных поставщиков, обычно указываются следующие диапазоны. Однако это не ограничение. ASME B40.100 рекомендует ограничивать нормальное рабочее давление 25% -75% шкалы. Если в процессе присутствует пульсация, максимальное рабочее манометрическое давление не должно превышать 50% от полного диапазона.

  • · Для давлений выше атмосферного.

0 / 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 20; 25; 40; 60; 100; 160; 200; 250; 300; 400; 600 и 1000 бар изб.

-1/0 бар изб.

  • · Для комбинированных манометров и вакуумметров

-1 / 0 / 0,6; -1 / 0 / 1,5; -1/0/3; -1/0/9 Bar-g.

Манометры

должны иметь точность, равную 1% диапазона, включая гистерезис, линейность и повторяемость. Эта точность должна поддерживаться после кратковременного превышения давления и циклического изменения давления до 1,25 раза превышающего максимальное полномасштабное давление.

Если манометры с трубкой Бурдона непригодны из-за коррозии, закупоривания и т. Д., Используются манометры с разделительной диафрагмой.

Стандартный манометр со сплошной передней панелью

Типичный манометр

2.3.2 Принадлежности для манометров

Принадлежности для манометров следующие:

(i) Разделительная диафрагма

Манометры / преобразователи с разделительной диафрагмой используются в приложениях, где манометры с трубкой Бурдона не подходят из-за коррозионных, вязких, парафинистых, липких, закупоривающих и т.д. Также в случае, если температура жидкости при любом нормальном или ненормальном рабочем состоянии превышает максимально допустимую температуру чувствительного элемента

Разделительная диафрагма обычно должна быть встроена в прибор.Применение разделительных диафрагм с расширением капилляров должно быть сведено к минимуму. Весь узел разделительной диафрагмы должен иметь сварную конструкцию. Резьбовые соединения использовать нельзя. Для датчиков капиллярная трубка должна быть приварена непосредственно к обоим концам датчика. Мембранные разделители следует заказывать как неотъемлемую часть прибора.

Мембранный разделитель с капилляром

Фланец заподлицо PT

Типовой фланец заподлицо Мембрана

мембрана без дублирующего фланца

Межфланцевое разделительное кольцо

Особое внимание следует уделять мембранным разделителям в приложениях с низким перепадом давления и давления.Для измерения низкого давления рекомендуется увеличить размер чувствительного элемента, чтобы зафиксировать незначительные изменения. Обычно для измерения низкого давления с разделительной диафрагмой размер диафрагмы должен быть минимум 3 дюйма.

Когда требуется разделительная диафрагма, следует применять диафрагму максимального размера и минимального размера капилляров. Обычно следует использовать диафрагму минимум 2 дюйма, однако необходимо соблюдать минимально допустимый размер в соответствии со спецификациями проекта. Мембранные разделители следует заказывать как неотъемлемую часть прибора.

Материал капиллярных трубок должен быть из AISI 316SS и экранирован гибкими трубками из нержавеющей стали с покрытием из неопрена или ПВХ в соответствии со стандартами производителя.

Длина капиллярной трубки должна соответствовать области применения, но должна быть не менее 1 метра.

Для применений с перепадом давления с двумя удаленными уплотнениями две части капиллярной трубки должны быть одинаковой длины, чтобы исключить погрешность, вызванную различными условиями окружающей среды.

Если капиллярная трубка подвергается воздействию прямых солнечных лучей или резких колебаний температуры (например,грамм. арктических условиях), следует учитывать теплоизоляцию и, при необходимости, отслеживание капиллярных трубок, чтобы уменьшить ошибки измерения в результате изменения температуры окружающей среды и воздействия солнечного излучения.

Жидкости для заливки должны выбираться по согласованию со стороной, ответственной за разработку процесса, и с Производителем. Жидкость для заполнения затвора должна соответствовать верхнему и нижнему пределу давления и температуры процесса / конструкции / окружающей среды и не должна влиять на процесс в случае разрыва мембраны.Жидкости для заполнения капсул и разделительной диафрагмы не должны представлять опасности для окружающей среды в случае выхода из строя диафрагмы.

Особое внимание следует уделять мембранным разделителям, используемым в условиях вакуума, то есть в условиях с более низким расчетным давлением ниже атмосферного. Заполняющие жидкости и соединения должны подходить для работы в вакууме, а также особое внимание следует уделять использованию разделительных диафрагм, работающих с небольшими диапазонами (обычно 50 мбар или меньше), и измерению уровня на границе раздела фаз.

Должны быть предоставлены средства для тестирования и калибровки преобразователей с разделительной диафрагмой в рабочих условиях.

В случае типа пластин или диафрагм уплотнения с резервным фланцем, резервный фланцем не является увлажненной частью, возможно, должны быть проверен, чтобы использовать резервный фланец с материалом конструкции из углеродистой стали. Такое расположение является экономичным и приемлемым в промышленности. Однако проверка номинальных значений давления и температуры должна быть проведена тщательно до завершения технической оценки

.

(ii) Устройство экономии

Устройство защиты от избыточного давления, также известное как устройство защиты от избыточного давления и предназначенное для защиты манометра от избыточного давления.Хранитель манометра имеет предопределенную уставку, при которой он не будет позволять течь какой-либо среде. Уставка обычно может быть изменена для максимального диапазона 10% от уставки давления.

Устройство экономии

(iii) Демпфер (демпфер пульсации)

Демпферы

(демпферы пульсаций) используются с манометрами, где присутствуют резкие скачки давления и колебания, которые вызывают быстрое колебание стрелки, что затрудняет снятие показаний манометра. Демпферы значительно уменьшают пульсации и, следовательно, облегчают считывание показаний манометра, а также увеличивают срок службы манометра.

Демпфер

(iv) Сифон

Сифон используется для пара или высоких температур. Сифон образует барьер для воды / жидкости в змеевике, предотвращая воздействие высоких температур на датчик давления и паяные соединения Бурдона.

Сифон

2.3.3 Манометры дифференциального давления

Большинство требований идентичны требованиям манометра для дифференциального давления

Датчик также. Однако в зависимости от области применения описаны дополнительные функции.

Манометры дифференциального давления должны быть оснащены диафрагменными или сильфонными элементами, если иное не указано в техническом паспорте проекта.

Манометры

должны выдерживать избыточное давление с обеих сторон диафрагмы без повреждений или смещения калибровки. Подобно манометрам, манометры дифференциального давления также должны иметь прочную переднюю конструкцию, если давление в линии высокое, даже если диапазон перепада может быть небольшим.

Для манометра дифференциального давления требуется коллектор.Однако в зависимости от конструкции коллектора может потребоваться внешний монтаж.

Преобразователи

2,4 Преобразователи

Как правило, датчики давления должны быть электронного типа SMART с протоколом связи HART и / или протоколом FF, если этого требует проектная спецификация.

Следует свести к минимуму использование пневматических передатчиков для локальных шлейфов. Если в связи с каким-либо конкретным требованием проекта предполагается использование пневматических преобразователей, инженер должен довести это до сведения ведущего инженера / технического специалиста.

Элементы и корпус датчика давления / перепада давления должны быть изготовлены как минимум из нержавеющей стали AISI 316 L SS, если иное не предусмотрено условиями процесса.

Нормальное давление должно считываться не более чем на 75% откалиброванного диапазона для датчиков, считывающих установившееся давление. Для нестабильных условий эксплуатации нормальное давление должно считываться на уровне 60% калиброванного диапазона.

Датчики перепада давления

, используемые для измерения расхода, должны иметь возможность конфигурирования для квадратного корня или линейного выхода.

Для диапазонов низкого давления от -1 бар изб. До +2 бар изб. Для измерения давления должны использоваться приборы дифференциального давления. Соединение низкого давления должны быть открыты для атмосферы или подключен к опорному ноль (Как правило, дюкер могут быть соединены, чтобы избежать пыли / попадания воды).

Обычно передача электрического сигнала осуществляется по 2-проводной системе, от 4 до 20 мА, 24 В постоянного тока. Если проект требует, передатчики с протоколом Foundation Fieldbus (FF) должны использоваться для управления и мониторинга (подключены к системе DCS).При выборе передатчиков FF необходимо соответствующим образом учитывать следующие возможности:

(i) Функциональные блоки

(ii) Активный планировщик каналов (LAS)

(iii) Функциональный блок расширенного управления

(iv) Блок компенсации массового расхода

(v) Расширенная диагностика

Для системы ESD следует использовать протокол HART

.

Передатчики

, подключенные к системе ESD, должны быть выбраны с минимальным сертификатом SIL2.

Диапазон передачи пневматического сигнала должен составлять от 0,2 до 1 бар изб.

При наличии пульсации процесса должен использоваться датчик с внутренним демпфированием и регулируемым демпфером. Преобразователи должны иметь общую точность, включая повторяемость, как минимум 0,25% от калиброванного диапазона.

Номинальное давление преобразователя должно составлять минимум 100 бар изб.

Датчики перепада давления

должны быть способны выдерживать избыточное давление с обеих сторон чувствительного элемента, по крайней мере, равное номинальному значению корпуса, без повреждений или смещения калибровки.Например: диапазон калибровки от 0 до 10 000 мбар, номинальное значение корпуса 100 бар изб.,

Давление в трубопроводе (макс.) 60 бар изб.

Присоединение к процессу должно иметь внутреннюю резьбу ½ «NPT, а соединение для выпуска и слива — внутреннюю резьбу ¼» NPT.

Корпус должен иметь степень защиты IP 66 как минимум с кабельным вводом M20 x 1,5 мм. Материал корпуса должен быть из нержавеющей стали для тяжелых условий эксплуатации. В качестве альтернативы можно рассмотреть алюминий с эпоксидной окраской, подходящий для морской среды, после получения официального разрешения от Заказчика.

Как правило, все электронные преобразователи должны иметь встроенный индикатор (если не указано иное). Они должны быть жидкокристаллическими дисплеями (ЖКД) и конфигурироваться для чтения в процентах или технических единицах.

Встроенные индикаторы должны соответствовать местоположению и классификации опасной зоны.

Конструкция индикатора должна обеспечивать непрерывность работы прибора в случае отказа индикатора.

Особое внимание следует уделять датчикам, установленным в условиях окружающей среды при температуре ниже -20 градусов. C. Необходимо предусмотреть обогреваемые кожухи или обогреваемые изоляционные кожухи, чтобы предотвратить замерзание местного ЖК-индикатора ниже -20 градусов. С.

2.4.1 Принадлежности преобразователя

(vi) Двухклапанный коллектор

Для датчиков давления используются двухклапанные блоки. Обычно эти коллекторы устанавливаются непосредственно на датчик давления (встроенный монтаж).Материал конструкции коллекторов должен быть как минимум AISI 316SS или выше в зависимости от применения. Материал упаковки выбирается в зависимости от предельных температур процесса.

Двухклапанный вентильный блок

(vii) Трехклапанный коллектор

Для преобразователей дифференциального давления используются трехклапанные блоки. Обычно эти коллекторы устанавливаются непосредственно на D.P.T. (Встроенный монтаж). Однако всякий раз, когда используются трехклапанные манифольды, важно уведомить группу по подключению, чтобы внешний слив / вентиляционные отверстия можно было рассматривать в массовом МТО.

Для манометра дифференциального давления интегральный тип коллектора не рассматривается.

Следует использовать коллектор внешнего монтажа.

Материал уплотнения выбирается в зависимости от предельных температур процесса.

(viii) Пятиклапанный коллектор

Для преобразователей дифференциального давления используются пять вентильных блоков. Обычно эти коллекторы устанавливаются непосредственно на D.P.T. (Встроенный монтаж).

(ix) Капельные кольца

Капельные кольца

называются промывочными кольцами. Эти кольца требуются только при использовании разделительной диафрагмы. Калибровка на месте также возможна при использовании капельных колец.

Размер и номинал капельного кольца должны соответствовать выбранному разделителю. Он должен состоять из 2 шт. Соединений для вентиляции и слива. Типичный размер соединения составляет ½ дюйма, однако другое торцевое соединение может быть резьбовым или фланцевым, в зависимости от требований проекта.

Материал конструкции капельных колец должен быть идентичен материалу обвязки резервуара или указанному в Спецификации материалов трубопровода.

В качестве хорошей инженерной практики рекомендуется получить подтверждение выбора материала конструкции от специалиста по металлургии.

Иллюстрации являются типичными, и требования могут варьироваться от проекта к проекту.

Руководство по типам насосов

— Найдите подходящий насос для работы

Технологические насосы

Насосы

Подкачивающие насосы

Подкачивающие насосы

Насосы с герметичным корпусом

Насосы-измельчители

Рабочее колесо насоса

Насосы-измельчители

Циркуляционные насосы

Циркуляционные насосы

Бочковые насосы

Перечисленные насосы

Горизонтальные насосы с разъемным корпусом

Струйные насосы

Магниты

В многоступенчатых насосах

Регенеративные турбинные насосы

Насосы

Самовсасывающие насосы

Погружные насосы

Насосы для мусора

В вертикальных отстойниках

Насос

Насосы

Мембранные насосы

Насос

Насосы с гибким рабочим колесом

Лопастные насосы

Насос

Дозирующие насосы

Насос

Поршневые насосы

Насос

Плунжерные насосы

Насос

Винтовые насосы

Ротор

В винтовых насосах

В пластинчатых насосах

Тип насоса Базовое описание Основные характеристики Используемые приложения Рекомендуемая среда (жидкость) Преимущества Диапазоны расхода Диапазоны полного напора (давления) Диапазоны мощности
Центробежные насосы Общее название насосов с одним или несколькими рабочими колесами.Множество типов и конфигураций для разных приложений. См. Ниже конкретные типы центробежных насосов. Одно или несколько рабочих колес. Кожух спиральный или диффузорный. Обычно приводится в действие электродвигателем, но доступны и другие типы приводов. Центробежные насосы могут перекачивать любые жидкости. Самый высокий расход среди всех типов насосов. Работает с чистыми или грязными жидкостями и жидкостями с низкой вязкостью. Жидкость не должна содержать воздуха или паров. Вода и относительно жидкие жидкости (более густые масла не перекачиваются).Может перекачивать жидкости с твердыми частицами или без них, если выбран правильный тип рабочего колеса. Доступен в сплавах для агрессивных сред. Лучший выбор насоса для жидкостей с низкой вязкостью (жидких) и высоких расходов. Никаких пульсаций, которые могут быть у некоторых поршневых насосов прямого вытеснения.

5 — 200 000 галлонов в минуту

———

19 — 757 080 л / мин

10 — 7500 футов

———

3 — 2 286 м

0.125 — 5000 л.с.
Технологические насосы ANSI ANSI являются единственным типом насосов стандартного размера в насосной промышленности США (например, сравнимые размеры всех производителей имеют одинаковые габариты и размеры интерфейса). Технологические насосы ANSI по определению являются горизонтальными одноступенчатыми насосами с торцевым всасыванием. Насос соответствует ANSI B73.1 (ASME B73.1). Считается насосом с торцевым всасыванием на раме. Обычно поставляется с открытыми рабочими колесами.Габаритно-стандартные размеры поставляются всеми производителями. Доступен в широком спектре сплавов и неметаллов для многих агрессивных сред. Применения для перекачки и обработки на химических предприятиях, целлюлозно-бумажных комбинатах, нефтеперерабатывающих заводах, предприятиях пищевой промышленности, а также общие услуги на производственных предприятиях всех типов. Вода и относительно жидкие жидкости (более густые масла не перекачиваются). Может перекачивать жидкости с твердыми частицами или без них, если выбран правильный тип рабочего колеса. Доступен в сплавах для агрессивных сред. Стандартизация размеров позволяет завершить проектирование трубопроводов, фундамента и здания до выбора поставщика насоса. Кроме того, это позволяет менять марку насоса в полевых условиях без необходимости переналадки труб или модификации двигателя, муфты или фундаментной плиты. У этого типа насоса больше вариантов материала, чем у других типов.

10–5 000 галлонов в минуту

———

38 — 18 927 л / мин

50-750 футов

———

22 — 325 фунтов на кв. Дюйм

1-250 л.с.
Технологические насосы API Тип насоса API применяется к насосам, построенным в соответствии со стандартом API 610 для насосов для нефтеперерабатывающих заводов, трубопроводов и других приложений для переработки углеводородов.Он включает торцевое всасывание, горизонтальный разъемный корпус, вертикальную турбину и другие типы. Соответствует стандарту API 610 для работы с углеводородами. Включает закрытые рабочие колеса с заблокированными компенсационными кольцами. Обычно устанавливается по средней линии для минимизации теплового движения. Услуги по перевалке и переработке углеводородов на нефтеперерабатывающих заводах, в трубопроводах и заводах по переработке углеводородов. Сырая нефть и все виды углеводородов. Отвечает требованиям API 610, обеспечивая безопасность и надежность при работе с углеводородами при высоком давлении и температуре.

10–10 000 галлонов в минуту

———

38 — 37 854 л / мин

50 — 7500 футов

———

22 — 3251 фунт / кв. Дюйм

1 — 5000 л.с.
Насосы с осевым потоком Axial Flow — это насосы с очень высоким расходом и низким напором. Также называется пропеллерным насосом. Одноступенчатое рабочее колесо с высокой удельной скоростью для высокого расхода и низкого напора. Осушение паводков, циркуляционный водяной насос электростанции, услуги испарителя и орошение. Вода и относительно жидкие жидкости. Может перекачивать жидкости с твердыми частицами или без них, если выбран правильный тип рабочего колеса. Этот тип насоса — лучший тип для достижения очень высокого расхода при очень низком напоре, что является гидравлическим требованием, необходимым для определенных применений, таких как водоотведение.

5,000 — 200,000 галлонов в минуту

———

18,927 — 757,08 л / мин

10-30 футов

———

4-13 фунтов на кв. Дюйм

10 — 1500 л.с.
Бустерные насосы используются для дальнейшего повышения давления в системе.Это может быть торцевое всасывание, линейный циркуляционный насос, горизонтальный разрезной корпус или вертикальная турбина в корпусе насоса. почти всегда являются многоступенчатыми (имеют более одного рабочего колеса). Все остальные функции весьма специфичны для приложения. Распределение питьевой воды, усилитель орошения, усилитель охлаждающей воды, обслуживание технологического усилителя Вода и относительно жидкие жидкости (более густые масла не перекачиваются). Обычно не используется для жидкостей, содержащих твердые частицы.Доступен в сплавах для агрессивных сред. Позволяет создавать дополнительное давление, необходимое для перемещения жидкости на большие расстояния или использования высокого давления для распыления или других услуг.

5 — 10 000 галлонов в минуту

———

19 — 37 854 л / мин

200 — 7500 футов

———

87 — 3,251 фунтов на кв. Дюйм

1 — 5000 л.с.
Герметичные моторные насосы — это центробежные насосы без уплотнения.Рабочее колесо прикреплено непосредственно к ротору двигателя, а ротор, находящийся в контакте с жидкостью, отделяется от статора двигателя. Насос и двигатель тесно соединены, поэтому механическое уплотнение отсутствует. Ротор насоса включает в себя канал циркуляции перекачиваемой жидкости для смазки подшипников скольжения и упорных поверхностей. Эти участки износа изготовлены из керамики, карбида кремния или карбида вольфрама. Перекачивание химикатов, углеводородов или других жидкостей, которые трудно герметизировать или где последствия утечки серьезны.Перекачивание жидкостей-теплоносителей, имеющих высокую температуру или склонных к дорогостоящим потерям при испарении, с помощью традиционных механических уплотнений. Все типы жидких (невязкие жидкости). Устраняет механическое уплотнение, одно из самых больших затрат на техническое обслуживание насоса. Кроме того, насос гарантированно герметичен.

5 — 1500 галлонов в минуту

———

19 — 5678 л / мин

25 — 400 футов

———

11 — 173 фунтов на кв. Дюйм

0.5 — 300 л.с.
Насосы измельчителя — это центробежные насосы, которые предназначены для измельчения твердых и волокнистых материалов при перекачивании. Он доступен в конфигурации с вертикальной стойкой и с торцевым всасыванием. содержит шлифовальные зубья для тяжелых условий эксплуатации, а многие из них имеют сменные изнашиваемые пластины в корпусе, позволяющие измельчать твердые частицы во время работы насоса. используются в приложениях, которые закрывают обычные насосы для сточных вод, перекачивающих твердые частицы, на промышленных, химических и перерабатывающих предприятиях. Жидкости, содержащие твердые частицы и вязкий материал, которые иначе было бы трудно перекачивать. Может перекачивать жидкости, содержащие длинные волокнистые материалы или другие твердые вещества, которые могут забиться в других типах насосов.

50 — 10 000 галлонов в минуту

———

189 — 37 854 л / мин

15-200 футов

———

7 — 87 фунтов на кв. Дюйм

1 — 500 л.с.
Циркуляционные насосы обычно представляют собой насосы с прямыми всасывающими и напорными фланцами. Прямые соединения всасывающего и нагнетательного трубопроводов. Насос может быть оснащен традиционным двигателем и муфтой или может иметь двигатель с мокрым ротором, который устраняет уплотнение. используются в системах HVAC в зданиях (циркуляция охлажденной воды, циркуляция горячей воды, циркуляция питьевой воды). Также циркуляция охлаждающей воды в растениях. Вода и относительно жидкие жидкости. Линейный дизайн экономит занимаемую площадь.

5-750 галлонов в минуту

———

19 — 2 839 л / мин

20 — 180 футов

———

9 — 78 фунтов на кв. Дюйм

1-50 л.с.
Криогенные насосы Криогенные насосы используются для перекачивания жидкостей с очень низкими температурами. Специальные материалы, уплотнения и зазоры, выдерживающие очень низкие температуры. Низкотемпературные применения в перерабатывающей промышленности, поставках СПГ и производстве полупроводников. Идеально для жидкостей с очень низкими температурами. Способен переносить низкие температуры в определенных областях применения.

5 — 1,000 галлонов в минуту

———

19 — 3785 л / мин

25 — 1000 футов

———

11 — 434 фунтов на кв. Дюйм

0.5-500 лс
Барабанные насосы используются для откачки небольшого количества жидкости из бочек и бутылок. Насос очень тонкий, чтобы поместиться в отверстие барабана. Обычно поставляется как центробежный насос, но для более густых жидкостей и паст доступны поршневые насосы прямого вытеснения. Трубка малого диаметра, окружающая вал, подходит к отверстию бочки на 55 галлонов. Обычно имеет двигатель с ручным спуском. Перекачивание небольшого количества жидкости из бочек на 55 галлонов и больших бутылок. Широкий выбор жидких и густых жидкостей, включая коррозионные жидкости. Очень практичный способ перекачки небольших количеств различных жидкостей, хранящихся в бочках или бутылях.

0,5 — 70 галлонов в минуту

———

2 — 265 л / мин

20-75 футов

———

9-33 фунтов на кв. Дюйм

0,25 — 1 л. С.
Концевые всасывающие насосы Насосы с односторонним всасыванием — это распространенный тип центробежных насосов.Имеет горизонтальный вал с консольным рабочим колесом. Поток проходит через конец кожуха и выходит через верх. Горизонтальный вал, одно рабочее колесо (см. Категорию многоступенчатых для насосов с большим количеством рабочих колес). Различные типы крыльчатки для чистых и грязных работ, множество вариантов материалов Любая перекачка или циркуляция жидкости. Работает с чистыми или грязными жидкостями и жидкостями с низкой вязкостью. Жидкость не должна содержать воздуха или паров. Вода и относительно жидкие жидкости (более густые масла не перекачиваются).Может перекачивать жидкости с твердыми частицами или без них, если выбран правильный тип рабочего колеса. Доступен в сплавах для агрессивных сред. Самый дешевый вариант с первоначальной стоимостью для большинства приложений. У большинства дистрибьюторов есть стандартные размеры.

5-7 000 галлонов в минуту

———

19 — 26 498 л / мин

10-750 футов

———

4 — 325 фунтов на кв. Дюйм

0.125 — 250 л.с.
Пожарные насосы Центробежный насос, используемый для пожаротушения в зданиях, на заводах и других местах.Может соответствовать стандартам UL / NFPA для пожарных насосов. Обычно это горизонтальный раздельный корпус или вертикальный турбинный насос для служб UL / FM. Насосы, не указанные в перечне, могут быть с односторонним всасыванием. соответствуют требованиям UL / FM для противопожарных служб. Противопожарные службы всех типов, внесенные в списки UL / FM и не внесенные в списки. Вода Отвечает требованиям UL / FM для пожарных насосов. Поставщики часто включают полную систему, включая двигатель и элементы управления.

20 — 5000 галлонов в минуту

———

76 — 18 927 л / мин

100 — 1200 футов

———

43-520 фунтов на кв. Дюйм

10-800 л.с.
Шлифовальные насосы насосы Grinder представляют собой тип погружного насоса сточных вод, который имеет режущие зубы, включенные на рабочее колесо, чтобы размолоть сточные воды для канализационного давления применений. Также доступны винтовые насосы прямого вытеснения. Зубья шлифовальные на входе крыльчатки погружного электродвигателя. Бытовые напорные канализационные системы. Канализация и прочие сточные воды. Этот тип насоса для сточных вод позволяет использовать канализационные трубопроводы меньшего диаметра, чем обычные канализационные системы с самотечным дренажем. Кроме того, линии канализации могут повторять контур земли, поскольку они не должны непрерывно стекать в точку сбора.

5–50 галлонов в минуту

———

19 — 189 л / мин

50 — 150 футов

———

22-65 фунтов на кв. Дюйм

0.5-5 лс
Горизонтальные насосы с разъемным корпусом представляют собой тип центробежных насосов, которые имеют одно рабочее колесо с двойным всасыванием, установленное между подшипниками. Корпус разделен по горизонтали для обслуживания. Фланцы всасывания и нагнетания расположены напротив друг друга. Рабочее колесо с двойным всасыванием обеспечивает лучший NPSH и меньшее осевое усилие. Корпус обычно имеет двойную спиральную камеру для уменьшения радиальных нагрузок на подшипник. Насос имеет два уплотнения, оба уплотняющие давление всасывания. Обычно для применений с более высоким расходом, чем для насосов с односторонним всасыванием. Используется для охлаждающей воды, подпиточной воды, распределения питьевой воды, пожарных насосов, трубопроводов и других основных технологических потоков. Вода и относительно жидкие жидкости (более густые масла не перекачиваются). Обычно не используется для жидкостей, содержащих твердые частицы. Доступен в сплавах для агрессивных сред. Этот тип насоса допускает гораздо более высокий расход, чем насосы с торцевым всасыванием. Рабочее колесо с двойным всасыванием не имеет осевых осевых нагрузок и имеет меньшую вероятность кавитации.

100–100 000 галлонов в минуту

———

379 — 378 540 л / мин

50 — 1500 футов

———

22 — 650 фунтов на кв. Дюйм

3 — 5000 л.с.
Струйные насосы — это тип водяных насосов для дома, которые используются при более низких расходах, чем типы с вертикальными турбинами. Это горизонтальный всасывающий насос с концевым всасыванием, в котором используется эжектор для увеличения потока. Горизонтальный односторонний всасывающий насос с эжектором, установленный на насосе (для эксплуатации в неглубоких скважинах) или расположенный внизу в скважине. Колодцы бытовые Вода Более дешевый бытовой скважинный насос, чем погружной.

1–70 галлонов в минуту

———

4 — 265 л / мин

20-200 футов

———

9 — 87 фунтов на кв. Дюйм

0.5-5 лс
Насосы с магнитным приводом Насосы с магнитным приводом представляют собой центробежные насосы без уплотнений. Он передает крутящий момент от двигателя к крыльчатке посредством вращающегося внешнего магнита, который передает магнитный поток через баллон на внутренний магнит, прикрепленный к крыльчатке. Таким образом, внутренняя часть банки изолирована без проникновения вала и устранено уплотнение. обычно изготавливаются из керамики, самария, кобальта или неодима.Втулки и упорные поверхности внутри банки изготовлены из карбида кремния или карбида вольфрама или керамики для обработки потенциально абразивной жидкости, циркулирующей внутри банки. Большинство из них должны быть защищены от потери потока, что может серьезно повредить насос из-за повышения температуры из-за магнитного потока. Перекачивание химикатов, углеводородов или других жидкостей, которые трудно герметизировать или где последствия утечки серьезны. Перекачивание жидкостей-теплоносителей, имеющих высокую температуру или склонных к дорогостоящим потерям при испарении, с помощью традиционных механических уплотнений. Все типы жидких (невязкие жидкости). Устраняет механическое уплотнение, одно из самых больших затрат на техническое обслуживание насоса. Кроме того, насос гарантированно герметичен.

5 — 4000 галлонов в минуту

———

19-15 142 л / мин

25 — 1000 футов

———

11 — 434 фунтов на кв. Дюйм

0,5 — 300 л.с.
Многоступенчатые насосы используется несколько рабочих колес с диффузорами или улитками, которые создают больший напор, чем одноступенчатые насосы (с одним рабочим колесом).Доступны в горизонтальной и вертикальной ориентации. Кожух может быть разделен по радиусу или по оси. Осевое усилие может быть сбалансировано или не сбалансировано в зависимости от конструкции. Рабочие колеса закрытого типа с диффузором или спиральным корпусом. Услуги высокого давления, такие как питательная вода для котлов, конденсат, трубопроводы, обратный осмос и удаление накипи. Вода и относительно жидкие жидкости (более густые масла не перекачиваются). Обычно не используется для жидкостей, содержащих твердые частицы. Доступен в сплавах для агрессивных сред. Лучшие способы получить высокое давление с помощью центробежного насоса. Осевые нагрузки могут быть ниже, чем у одноступенчатых конструкций.

5 — 10 000 галлонов в минуту

———

19 — 37 854 л / мин

200 — 7500 футов

———

87 — 3,251 фунтов на кв. Дюйм

1 — 5000 л.с.
Регенеративные турбинные насосы не считаются истинными центробежными, но работают по тому же кинетическому принципу, что и центробежный насос.Вместо крыльчатки с лопатками у крыльчатки турбины есть лопатки, похожие на турбины, которые образуют напор. Обычно это одноступенчатое всасывание с односторонним всасыванием, хотя доступны и многоступенчатые версии. Обычно одноступенчатый, хотя доступен и многоступенчатый. Насос имеет очень узкие внутренние зазоры, поэтому перекачиваемая жидкость должна быть достаточно чистой. У насоса очень крутая кривая напора-производительности, поэтому насос необходимо защитить от возможной работы из-за закрытого клапана. Малые питательные насосы для котлов для химчисток, пекарен и аналогичных небольших коммерческих котлов.Также используется в OEM-приложениях, таких как чиллеры и лазерное охлаждение. Тонкие прозрачные жидкости. Очень компактный насос для применений с низким расходом и высоким напором. Это может привести к экономии места и снижению затрат на питательные насосы для небольших котлов. Этот тип насоса справляется с паром и воздухом, смешанными с жидкостью, лучше, чем традиционные центробежные насосы.

1–200 галлонов в минуту

———

4 — 757 л / мин

50 — 1200 футов

———

22-520 фунтов на кв. Дюйм

0.5-75 лс
Шламовые насосы Шламовый насос — это общий термин для насоса, который перекачивает абразивный шлам. Их можно рассматривать как насос с торцевым всасыванием, насос с вертикальной колонной или погружной насос. изготавливаются либо из чугуна с высоким содержанием никеля (белого чугуна), чтобы выдерживать абразивный износ шламов, либо насос покрыт резиной для шлама с более круглыми краями. Насосы часто имеют сменные износостойкие пластины на одной или обеих сторонах рабочего колеса. Добыча, переработка полезных ископаемых, транспортировка шламов на переработку и дноуглубительные работы. Также насосы используются для подачи шлама на угольных электростанциях, сталелитейных заводах, цементных заводах и т. Д. Очень абразивные жидкости всех типов. Обычные насосы не выдержат абразивного износа, вызываемого шламом на деталях насоса. Шламовые насосы предназначены для перекачивания абразивных шламов и обеспечивают максимально долгий срок службы насосов.

10 — 30 000 галлонов в минуту

———

38 — 113 560 л / мин

30 — 250 футов

———

13-108 фунтов на кв. Дюйм

1-2000 л.с.
Самовсасывающие насосы представляют собой центробежные насосы, которые могут быть расположены над всасывающим резервуаром без внешней системы всасывания.Конфигурация с торцевым всасыванием, но увеличенный корпус для поддержки заливки. Нет необходимости во внешней заливке или донных клапанах. Погружные насосы и устройства для осушения. Транспортные услуги, при которых насос должен быть расположен над всасывающим резервуаром. Вода и относительно жидкие жидкости (более густые масла не перекачиваются). Может перекачивать жидкости с твердыми частицами или без них, если выбран правильный тип рабочего колеса. Доступен в сплавах для агрессивных сред. Нет необходимости во внешней заливке

5-7 000 галлонов в минуту

———

19 — 26 498 л / мин

10 — 350 футов

———

4 — 152 фунт / кв. Дюйм

1 — 150 л.с.
Погружные насосы включают в себя погружной двигатель с одноступенчатым насосом, тесно соединенным с ним, что позволяет всей установке работать под водой. Погружной двигатель, заполненный воздухом или маслом. Различные рабочие колеса предназначены для приема твердых частиц различного размера. Услуги дренажных насосов, сточных вод и сточных вод, начиная от товаров для дома и заканчивая основными очистными сооружениями. Вода и относительно жидкие жидкости (более густые масла не перекачиваются). Может перекачивать жидкости с твердыми частицами или без них, если выбран правильный тип рабочего колеса. Устраняет вал колонки и подшипники, обнаруженные в отстойнике колонны.Более компактный, сниженная стоимость установки поддона. Может располагаться в зонах, подверженных наводнениям.

5 — 7,500 галлонов в минуту

———

19 — 28 391 л / мин

10-200 футов

……..

4 — 87 фунтов на кв. Дюйм

0.25 — 250 л.с.
Насосы для мусора — это тип самовсасывающих центробежных или погружных центробежных насосов, предназначенных для перекачивания горных пород и других твердых частиц во время обезвоживания. Открытые или закрытые рабочие колеса без забивания, предназначенные для прохождения камней и другого мусора. Насосы могут быть самовсасывающими. Уплотнения обычно имеют закаленные поверхности. Обезвоживание строительных площадок, шахт и хозяйственных котлованов. Грязная вода, содержащая грязь, камни, камни и другой мусор. Предназначен для перекачивания твердых частиц и абразивов, используемых во многих системах обезвоживания.

5 — 1,000 галлонов в минуту

……..

19 — 3785 л / мин

25 — 150 футов

———

11-65 фунтов на кв. Дюйм

0.25-50 лс
Вертикальные отстойники используется вертикальный вал, поддерживаемый центральной колонной. Одиночное рабочее колесо, открытое или закрытое, перекачивает насос через спиральный корпус и затем выходит из выпускной трубы колонны. Различные типы крыльчаток для чистых и грязных работ. Подшипники скольжения в трубе колонны необходимо смазывать водой из поддона или снаружи водой или консистентной смазкой. Услуги дренажных насосов. Вода и относительно жидкие жидкости (более густые масла не перекачиваются).Может перекачивать жидкости с твердыми частицами или без них, если выбран правильный тип рабочего колеса. Доступен в сплавах для агрессивных сред. Относительно недорогой отстойник. Для большинства конструкций уплотнение вала не требуется, поскольку колонна вала не находится под давлением.

5 — 7,500 галлонов в минуту

———

19 — 28 391 л / мин

15 — 150 футов

———

7-65 фунтов на кв. Дюйм

0,5 — 250 л.с.
Вертикальные турбинные насосы Вертикальные турбинные насосы — это насосы с вертикальным валом, предназначенные для установки в скважине.Может также откачивать из открытого резервуара, реки, водозаборного сооружения или резервуара или может быть установлен в бочке для применения подкачивающего насоса. Насос может иметь одно или несколько рабочих колес и чаши диффузора, в зависимости от требований к общему напору. Доступны с открытыми и закрытыми рабочими колесами. Подшипники скольжения в чашах диффузора насоса смазываются перекачиваемой жидкостью. Вертикальный двигатель большой тяги, установленный сверху для подшипников трансмиссионного вала, смазываемых продуктом, или погружной электродвигатель, установленный под насосом, для устранения подшипников трансмиссионного и трансмиссионного валов. Орошение, питьевое водоснабжение, подпиточная вода для растений, охлаждающая вода, пожарные насосы, распределение питьевой воды, бустерные насосы, технологические насосы. Вода и относительно жидкие жидкости (более густые масла не перекачиваются). Может перекачивать жидкости с твердыми частицами или без них, если выбран правильный тип рабочего колеса. Доступен в сплавах для агрессивных сред. Единственный практичный способ качать из глубокого колодца. Широкий диапазон расхода и напора. Низкое использование площади. Погружной насос исключает заливку.Герметичная версия насоса отлично подходит для работы с низким NPSH

50 — 150 000 галлонов в минуту

———

189 — 567 810 л / мин

15 — 2000 футов

———

7-867 фунтов на кв. Дюйм

1 — 5000 л.с.
Скважинные насосы Тип вертикального турбинного насоса, разработанный специально для использования в пробуренных скважинах. Кроме того, для более низких расходов обратитесь к типу струйного насоса выше. Доступны с открытыми и закрытыми рабочими колесами. Подшипники скольжения в чашах диффузора насоса смазываются перекачиваемой жидкостью. Вертикальный двигатель большой тяги, установленный сверху для подшипников трансмиссионного вала, смазываемых продуктом, или погружной электродвигатель, установленный под насосом, для устранения подшипников трансмиссионного и трансмиссионного валов. Орошение, питьевое водоснабжение, подпиточная вода для растений, охлаждающая вода, пожарные насосы, распределение питьевой воды Вода и относительно жидкие жидкости. Может перекачивать жидкости с твердыми частицами или без них, если выбран правильный тип рабочего колеса. Единственный практичный способ качать из глубокого колодца. Широкий диапазон расхода и напора. Низкое использование площади. Погружной насос исключает заливку.

50-20 000 галлонов в минуту

———

189 — 75 708 л / мин

20 — 1000 футов

———

9 — 434 фунтов на кв. Дюйм

1 — 3000 л.с.
Поршневые насосы Насос прямого вытеснения (PD) — это общее название типа насоса, который не имеет крыльчаток, а полагается на вращающиеся или возвратно-поступательные части для непосредственного проталкивания жидкости в замкнутом объеме до тех пор, пока не будет создано достаточное давление для перемещения жидкости. в сливную систему.Это включает в себя множество конкретных типов для конкретных приложений, как описано ниже. работает по принципу прямого вытеснения роторного или возвратно-поступательного типа. См. Ниже особенности определенных типов. Все виды услуг во многих отраслях промышленности, в которых поршневые поршневые насосы предпочтительнее центробежных насосов из-за высокой вязкости, наличия хрупких или чувствительных к сдвигу твердых частиц или необходимости низкого расхода и высокого давления. Жидкости с высокой вязкостью, некоторые более жидкие жидкости, жидкости, содержащие твердые частицы, особенно хрупкие твердые частицы, и жидкости, чувствительные к сдвигу. Лучший выбор для работы с более высокой вязкостью и для бережного перемещения жидкостей. Также может потребоваться для комбинации с низким расходом, высоким давлением или в других сферах применения. Некоторые типы по своей природе являются самовсасывающими, а некоторые — герметичными.

0,1 — 15 000 галлонов в минуту

———

,38 — 56,781 л / мин

10 — 100 000 фунтов на кв. Дюйм

———

,7 — 6,895 бар

0.5 — 5000 л.с.
Насосы AODD AODD представляют собой поршневые диафрагменные насосы любого типа, содержащие две диафрагмы и приводимые в действие воздухом вместо электродвигателя. Воздушная секция с челночным клапаном поочередно подает воздух на две диафрагмы. Каждая диафрагма имеет набор обратных клапанов. Многие приложения в общем обслуживании предприятий, где нет электричества, или где перекачиваемая жидкость имеет высокое содержание твердых частиц или высокую вязкость. Широкий спектр жидкостей, включая жидкости, содержащие твердые частицы, и агрессивные жидкости. Может использоваться при отсутствии электричества при наличии сжатого воздуха. Доступен в различных металлических и неметаллических материалах в зависимости от перекачиваемой жидкости. Может перекачивать жидкости, содержащие крупные твердые частицы. Насос не имеет уплотнений и может работать всухую.

0,25 — 300 галлонов в минуту

———

1 — 1136 л / мин

10 — 125 фунтов на кв. Дюйм

———

.7-9 бар

0,25 — 30 л. С.
Бетононасос Бетононасосы — это тип поршневого поршневого насоса, который специально разработан для перекачивания бетона и других растворов смешанных заполнителей. Нагнетатель высокого давления для перекачки бетона на большие расстояния или на большие высоты. Материалы конструкции, которые могут обрабатывать абразивный заполнитель. Заливка бетона, строительные объекты. Бетон и другие заполнители. Лучший способ перемещать бетон на большие расстояния и на высоту во время заливки.

10–1 000 галлонов в минуту

———

38 — 3785 л / мин

25 — 1000 фунтов на кв. Дюйм

———

2 — 69 бар

10-500 л.с.
Мембранные насосы — это тип поршневого насоса прямого вытеснения, в котором жидкость перекачивается с помощью возвратно-поступательной диафрагмы, которая приводится в действие соленоидом, механическим приводом или гидравлическим приводом.Другие версии с пневматическим приводом (см. Тип AODD ниже). Насос имеет обратные клапаны на входе и выходе. содержит возвратно-поступательную диафрагму, а также впускные и выпускные обратные клапаны. Много применений на заводе общего назначения, где перекачиваемая жидкость имеет высокое содержание твердых частиц или высокую вязкость. Широкий спектр жидкостей, включая жидкости, содержащие твердые частицы, и агрессивные жидкости. Перекачивает широкий спектр жидкостей, включая жидкости, содержащие твердые частицы.Насос не имеет уплотнений и может работать всухую без повреждения насоса.

1 — 1,800 галлонов в минуту

———

4 — 6814 л / мин

25-15 000 фунтов на кв. Дюйм

———

2 — 1,034 бар

0,5 — 2000 л.с.
Насосы с гибким рабочим колесом представляют собой тип роторного поршневого насоса, который имеет вращающееся резиновое рабочее колесо с лопатками, которые изгибаются, а затем выпрямляются, когда рабочее колесо вращается, чтобы соответствовать внутреннему кулачку в корпусе насоса. Доступны различные резиновые материалы для обеспечения правильной совместимости с перекачиваемой жидкостью. Используется в качестве трюмных и балластных насосов на малых и средних морских судах. Также встречается в других применениях на заводах, где жидкости содержат твердые частицы. Вода, морская вода и другие жидкие жидкости, включая жидкости, содержащие некоторые твердые частицы. Относительно недорогой способ перемещения жидкостей, содержащих некоторое количество твердых частиц.

5 — 150 галлонов в минуту

———

19 — 568 л / мин

10-60 фунтов на кв. Дюйм

———

.7-4 бар

0,25 — 10 л. С.
Шестеренные насосы Шестеренные насосы — это тип роторного поршневого насоса, в котором жидкость перекачивается, проходя между двумя зацепляющими шестернями и окружающим корпусом. Есть внутренние и внешние зубчатые передачи. Типы внутренних и внешних зубчатых колес. Обычно не работает с твердыми частицами или абразивными жидкостями. Самый распространенный насос для чистых масел и других вязких жидкостей. Масла и другие жидкости с высокой вязкостью.Обычно подходит только для чистых жидкостей (без твердых частиц). Наиболее широко используется для очистки нефти. Мало движущихся частей, простая конструкция.

1–1 500 галлонов в минуту

———

4 — 5678 л / мин

10 — 2,500 фунтов на кв. Дюйм

———

,7 — 138 бар

0,5 — 2000 л.с.
Лопастные насосы включают в себя два кулачка привода вала, которые входят в зацепление друг с другом, но не соприкасаются из-за использования синхронизирующих шестерен.Это позволяет бережно перекачивать жидкости, содержащие мягкие или хрупкие твердые частицы, или вязкие жидкости. оснащен синхронизирующими шестернями, поэтому лопасти не соприкасаются друг с другом во время перекачивания. Доступны в санитарных вариантах для пищевых, фармацевтических и биотехнологических услуг. Доступен в санитарных вариантах для продуктов питания, напитков, фармацевтики и биотехнологий. Вязкие жидкости, содержащие хрупкие твердые частицы или чувствительные к сдвигу. Это обычный насос для санитарных применений, перекачивающих вязкие жидкости или жидкости, содержащие хрупкие твердые частицы.Нет контакта металла с металлом внутри насоса.

25 — 3000 галлонов в минуту

———

95 — 11 356 л / мин

50-450 фунтов на кв. Дюйм

———

3 — 31 бар

1 — 500 л.с.
Дозирующие насосы — это тип поршневого поршневого диафрагменного насоса, который имеет очень низкий расход (обычно измеряется в галлонах в час или в день, а не в минуту).Скорость потока регулируется. , как правило, представляет собой мембранный тип, хотя более старые конструкции являются плунжерными. Диафрагма приводится в действие соленоидом, механическим или гидравлическим приводом. Насос включает впускной и выпускной обратные клапаны. Обычно содержит регулировку длины хода для изменения скорости потока, а некоторые насосы также могут управлять скоростью потока. Используется для измерения или дозирования очень малых расходов с высокой точностью. Чаще всего применяется химическая обработка воды в котлах, градирнях, питьевой воды и т. Д. Широкий выбор жидких и густых жидкостей, включая коррозионные жидкости. Точное и воспроизводимое измерение объемного расхода. Возможность легко регулировать скорость потока, регулируя длину хода или скорость.

.01 — 20 галлонов в минуту

———

.038 — 76 л / мин

10 — 30 000 фунтов на кв. Дюйм

———

,7 — 2,068 бар

0.125 — 60 л.с.
Перистальтические насосы (шланговый насос) Перистальтические насосы или шланговые насосы — это тип роторного поршневого насоса, в котором есть ролик или башмак, который сжимает трубку или шланг во время вращения.Сжимающее действие перемещает жидкость по трубке. Включает сменный шланг, который должен быть совместим с перекачиваемой жидкостью. Этот шланг обычно можно заменить при износе. Этот тип насоса используется для перекачки хлора и других дезинфицирующих средств в коммерческих плавательных бассейнах, на винодельнях, на очистных сооружениях и во многих OEM-приложениях, где перекачивание без уплотнения является плюсом. Широкий спектр жидкостей, включая жидкости, содержащие твердые частицы, и агрессивные жидкости. Этот тип насоса не требует уплотнения и удерживает жидкость внутри трубки, что исключает утечку.

0,2 ​​- 200 галлонов в минуту

———

0,78 — 757 л / мин

10 — 250 фунтов на кв. Дюйм

———

,7 — 17 бар

0.125 — 40 л. С.
Поршневые насосы — это тип поршневого насоса прямого вытеснения, который имеет поршни двустороннего действия. включает один или несколько поршней двойного действия, уплотненных уплотнительными кольцами напротив стенок цилиндра. Насос имеет впускной и выпускной обратный клапан для каждого поршня. Используется в производстве масла, при мойке, мойке под давлением, автомойках, обратном осмосе и других областях, где необходимо высокое давление. Вода и другие жидкие жидкости, включая жидкости, содержащие абразивы. Может быть лучшей альтернативой плунжерному насосу в определенных областях применения, таких как абразивные жидкости.Более низкие скорости могут означать меньшее обслуживание.

5-700 галлонов в минуту

———

19 — 2650 л / мин

50-5 000 фунтов на кв. Дюйм

———

3 — 345 бар

1 — 500 л.с.
Плунжерные насосы — это тип поршневого поршневого насоса, который обычно имеет три или пять поршневых поршней одностороннего действия. включает в себя один или несколько плунжеров одностороннего действия, уплотненных уплотнением напротив стенок цилиндра. Насос имеет обратный клапан на входе и выходе для каждого плунжера. Используется в производстве масла, при мойке, мойке под давлением, автомойках, обратном осмосе и других областях, где необходимо высокое давление. Вода и другие жидкие углеводороды, сырая нефть. Лучший способ добиться очень высокого давления при перекачке.

5 — 1,200 галлонов в минуту

……..

19 — 4543 л / мин

50–100 000 фунтов на кв. Дюйм

……..

3 — 6 895 бар

1 — 5000 л.с.
Винтовые насосы представляют собой тип роторного поршневого насоса, в котором ротор винтовой формы с одной резьбой вращается внутри резинового статора с двухзаходной спиралью. Это создает прогрессирующую полость, которая перемещает жидкость через насос и создает в ней давление. представляет собой посадку с натягом внутри электрометрического статора для минимизации утечки (скольжения). Из-за этого пусковой крутящий момент может быть выше рабочего. Используется для перекачивания полимеров и обезвоженного осадка при очистке сточных вод и перекачивания вязких или содержащих твердые вещества жидкостей на промышленных предприятиях, таких как целлюлозные, нефтехимические и химические заводы. Широкий выбор жидких и густых жидкостей, включая коррозионные жидкости и жидкости, содержащие твердые частицы. Иногда считается насосом последней инстанции, так как он может работать с трудными жидкостями, которые являются вязкими или содержат твердые частицы и которые другие типы насосов не могут принять.

10 — 2400 галлонов в минуту

———

38 — 9 085 л / мин

50 — 2000 фунтов на кв. Дюйм

———

3 — 138 бар

1 — 500 л.с.
Винтовые насосы используются два винта, приводимых в действие синхронизирующими шестернями, которые перемещают масла и другие вязкие жидкости.Также доступен с тремя винтами, один заворачивающий другой. В двух винтовых насосах используются синхронизирующие шестерни, поэтому винты зацепления не вращают друг друга. Типы с тройным винтом имеют один винт, приводящий в движение два других, и не включают зубчатые колеса. Перекачка топлива, лифты и другие приложения, требующие относительно высоких расходов вязких жидкостей. Масла, топливо и другие жидкости с высокой вязкостью. Также работает с двухфазными смесями жидкость / газ. Самый высокий расход поршневых насосов прямого вытеснения.

50-15 000 галлонов в минуту

———

189 — 56 781 л / мин

50 — 4500 фунтов на кв. Дюйм

———

3 — 310 бар

5 — 5000 л.с.
Пластинчатые насосы используется ротор с лопатками, расположенными в пазах, вращающимися внутри корпуса эксцентрической формы. По мере вращения ротора лопатки входят в пазы и выходят из них. Скользящие лопатки часто изготавливаются из углерода. Альтернатива шестеренному насосу для перекачки масел и других вязких жидкостей. Также подходит для более жидких жидкостей. Масла и другие жидкости с высокой вязкостью. Обычно подходит только для чистых жидкостей (без твердых частиц). Также подходит для жидких жидкостей, таких как бензин и вода. Подходит как для густых, так и для жидких жидкостей, поэтому его часто выбирают для терминалов и разгрузки грузовиков, где обрабатываются многие типы жидкостей.

5 — 2,500 галлонов в минуту

———

19 — 9 464 л / мин

20-200 фунтов на кв. Дюйм

———

1-14 бар

1-300 л.с.

Типы трубопроводов, о которых должен знать каждый инженер-нефтяник

Трубопроводы, используемые в нефтегазовой отрасли, различаются в зависимости от многих факторов, таких как «продукт», который необходимо транспортировать, стадия доставки, а также от того, является ли он частью сектора добычи, переработки или переработки.Если вы опытный инженер по горячей установке, вы уже будете в курсе этих вопросов. Но для всех остальных ниже приведены краткие описания основных типов трубопроводов и их общего назначения.

1. ТРУБОПРОВОДЫ СБОРА

Для чего они используются? — Сборные трубопроводы используются для доставки нефти или газа от источника к перерабатывающим предприятиям или резервуарам для хранения. Обычно они питаются от «отводных трубопроводов», каждый из которых подключен к отдельным скважинам в земле.Кроме того, в эту категорию включены подводные трубы, используемые для сбора продуктов с глубоководных добывающих платформ.

Типичные продукты, транспортируемые по сборным трубопроводам, включают: природный газ, сырая нефть (или комбинация этих двух продуктов), сжиженные природные газы, такие как этан, бутан и пропан. В сборном трубопроводе неочищенный газ обычно транспортируется под давлением примерно 715 фунтов на квадратный дюйм.

Какого размера собирают трубопроводы? — По сравнению с другими трубопроводами, длины в этой категории относительно короткие — около 200 метров.Как правило, они намного меньше, чем трубопроводы для передачи, обычно диаметром менее 18 дюймов (но для сырой нефти обычно 2-8 дюймов), однако недавние разработки в области добычи сланца показали, что собирающие трубопроводы используются с диаметром до 20 дюймов.

Регулируются ли трубопроводы сбора? — В Соединенных Штатах сборные трубопроводы подлежат регулированию в умеренно и густонаселенных районах, но в меньшей степени в «сельских» районах. По мере развития новых населенных пунктов они часто пересекаются с этими районами, создавая потенциальные проблемы с безопасностью.Поэтому в 2006 году PHMSA (Управление по безопасности трубопроводов и опасных материалов) пересмотрело правила, касающиеся трубопроводов для сбора газа в «сельских» районах в пределах мили от «США» (необычно уязвимая зона). Определение США — это территория, которая включает источник питьевой воды или зону экологических ресурсов, которая необычно чувствительна к ущербу окружающей среде от утечки опасной жидкости из трубопровода.

Изображение любезно предоставлено GAO через Flikr.com

2.ТРАНСМИССИОННЫЕ ТРУБЫ

Для чего они используются? — Магистральные трубопроводы используются для транспортировки сырой нефти, ШФЛУ, природного газа и нефтепродуктов на большие расстояния между штатами, странами и континентами.

Они используются для перемещения продукта из производственных регионов в распределительные центры. Передающие трубопроводы работают при высоком давлении от 200 до 1200 фунтов на квадратный дюйм, причем каждая линия передачи использует компрессорные станции (для газовых линий) и насосные станции (для сырой нефти. и жидкие продукты).

Что вызывает выход из строя линий электропередачи? — Типичные причины выхода из строя линий электропередачи включают разрывы швов труб, коррозию, разрушение материала и дефектную сварку.

Какого размера трубопроводы передачи? — Эти большие трубы имеют диаметр до 42 дюймов, большинство из которых имеют диаметр более 10 дюймов.

3. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ

Для чего они используются? — Распределительные трубопроводы — это система, состоящая из «магистральных» и «служебных» линий, используемых распределительными компаниями.Вместе они доставляют природный газ к домам и предприятиям.

Магистральные трубопроводы — Распределительные трубопроводы, классифицируемые как «магистральные», представляют собой ступеньку между линиями электропередачи высокого и низкого давления. Материалы, используемые для этих труб, включают сталь, чугун, пластик и медь. Давление может значительно варьироваться и доходить примерно до 200 фунтов на квадратный дюйм.

Сервисные трубопроводы — Сервисные трубопроводы подключаются к счетчику и поставляют природный газ индивидуальным потребителям.Материалы, используемые для трубопроводов, включают пластик, сталь или медь. Давление газа в этих трубах низкое — около 6 фунтов на квадратный дюйм.

Какого размера бывают распределительные газопроводы? — «Магистральные» распределительные трубопроводы малых и средних размеров (диаметром от 2 до 24 дюймов). В «служебных» трубопроводах используются узкие трубы (обычно диаметром менее 2 дюймов).

4. FLOWLINES

На активно добывающем нефтяном месторождении выкидные трубопроводы соединяются с одним устьем.Их цель — перемещение сырого продукта от устья скважины к линиям сбора. Они несут смесь нефти, газа, воды и песка и обычно имеют диаметр не более 12 дюймов.

Важность технического обслуживания выкидных трубопроводов — Вытяжные трубопроводы подвержены утечкам метана, и, согласно EPA (Агентство по охране окружающей среды) США, они являются одним из крупнейших источников выбросов в газовой промышленности. Агентство по охране окружающей среды рекомендует проверять выкидные трубопроводы ежегодно, чтобы снизить потери газа.Регулярное техническое обслуживание помогает предотвратить увеличение объема небольших утечек со временем.

5 . ПИТАТЕЛЬНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ

Питающие трубопроводы используются для перемещения продукта от перерабатывающих предприятий и резервуаров для хранения к магистральным трубопроводам. Продуктом может быть сырая нефть, природный газ или сжиженный природный газ. Линии подачи обычно имеют диаметр от 6 до 12 дюймов.

Какие машины доступны для строительства и обслуживания трубопроводов? — Переносные станки, перечисленные ниже, могут использоваться для таких проектов, как; шлифовка уплотнительных поверхностей на поврежденных фланцах, резка и снятие фаски (для подготовки к сварке фланца) и врезание в линию под напряжением для добавления дополнительных секций.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *