Vše musí mít kulatý tvar.

Hydraulický výpočet se provádí za účelem stanovení provozních parametrů potrubí vyrobeného z vlnitých dvouvrstvých trubek „FD-plast“. Je nutné znát průtoky přepravované potrubím a odpovídající tlakové ztráty. Výpočet se provádí v souladu s požadavky:
— SNiP 2.04.03-85 „Kanalizace. Vnější sítě a stavby“
— SP 40-102-2000 „Projektování a montáž vodovodních a kanalizačních potrubí z polymerních materiálů“
— TU2248-001-99718665-2008 „Bnetlakové trubky z polyethylenu, dvouvrstvé, vlnité“ „FD-plast“

Hydraulický výpočet gravitačních kanalizačních potrubí (žlaby, kanály) musí být proveden pro vypočítaný maximální sekundový průtok odpadních vod podle tabulek a grafů sestavených pomocí vzorce:

kde v je rychlost pohybu kapaliny, m/s;
C je koeficient, který závisí na hydraulickém poloměru a drsnosti smáčeného povrchu kanálu nebo potrubí a je určen vzorcem:

kde y = 2,5√n₁ — 0,13 — 0,75R(√n₁ — 0,1),
n1 je součinitel drsnosti používaný pro gravitační kolektory kruhového průřezu 0,014, pro tlakové potrubí – 0,013, pro hydraulicky hladké nebo sklolaminátové trubky 0,01;
R – hydraulický poloměr, m;
i je hydraulický sklon.
R = ω/х — hydraulický poloměr;
ω = π · d 2 /4(β/180° — sin 2 β/2) — plocha průřezu toku;
β je středový úhel v potrubí odpovídající vypočítané náplni.
x = πd β/180° — smáčený obvod;

Tlaková ztráta h podél potrubí je určena vzorcem (viz SNiP 2.04.03-84 a SP 40-102-2000):

v praktických výpočtech h=L•i•k,
kde L je délka potrubí, m;
V — průměrná rychlost vody v průřezu, m/s;
g – gravitační zrychlení, m/s2;
i – hydraulický sklon;
ξ — součinitel lokálního odporu;
j — typ lokálního odporu;
k = 1,1 je koeficient, který zohledňuje tlakové ztráty v důsledku místního odporu (10 %) v dlouhých potrubích a k = 1,2 (20 %) pro potrubí do délky 100 m.

Hydraulický sklon i pro gravitační potrubí, žlaby a kanály lze určit pomocí vzorce:

kde g je gravitační zrychlení, m/s²;
λ je součinitel třecího odporu po délce, který by měl být určen pomocí vzorce, který zohledňuje různé stupně turbulence proudění:

kde Δ je ekvivalentní drsnost, cm;
R — hydraulický poloměr, cm;
a2 — koeficient, který zohledňuje povahu drsnosti trubek a kanálů;
Re je Reynoldsovo číslo.
Aby se zabránilo zanášení kanalizačních sítí, měly by se vypočítané rychlosti pohybu odpadních vod brát v úvahu v závislosti na stupni zaplnění potrubí a kanálů a velikosti suspendovaných látek obsažených v odpadních vodách.
Při maximálním vypočítaném naplnění trubek h_s/d v síti domovní a dešťové kanalizace nejnižší rychlosti V_min by se mělo brát podle tabulky 3, kde h_s— výška naplnění potrubí odpadní vodou.

Tabulka 3.

Poznámky:
1. U průmyslových odpadních vod by měly být nejnižší rychlosti uvažovány v souladu s pokyny pro stavební projektování podniků v jednotlivých odvětvích průmyslu nebo dle provozních údajů.
2. U průmyslových odpadních vod, které mají podobnou povahu jako suspendované látky v domovních odpadních vodách, je nejmenší
Rychlosti by měly být brány v úvahu jako u domácích odpadních vod.
3. Pro odvod dešťové vody při P = 0,33 roku by měla být brána jako nejnižší rychlost 0,6 m/s.

Experimentální studie plastových trubek o průměru 200 a 225 mm ukázaly, že třecí odpor plastových trubek naplněných vodou. _s/D_y=0,3 odpovídá odporu hydraulicky hladkých trubek. Při hodnotách plnění větších než h_s/D_y=0,3, odpor se může zvýšit v důsledku výskytu lokální turbulence v blízkosti vnitřního povrchu plastových trubek. Pro zohlednění vlivu textury vnitřního povrchu na hydraulický odpor se doporučuje použít bezrozměrný korekční parametr k, v závislosti na náplni potrubí h._s/D_y, uvedené v tabulce 4.

Tabulka 4.

Nejmenší průměry a sklony trubek musí být provedeny v souladu s požadavky SNiP 2.04.03-85 a SP 40-102-2000, v závislosti na stupni plnění a velikosti suspendovaných pevných látek obsažených v odpadních vodách.

Minimální sklony potrubí by měly být stanoveny v závislosti na povolených minimálních průtocích odpadních vod.

Minimální sklony potrubí pro všechny kanalizační systémy by měly být pro potrubí o průměru 200 mm – 0,007.

V závislosti na místních podmínkách, s odpovídajícím zdůvodněním pro jednotlivé úseky sítě, je přípustné přijmout sklony pro potrubí o průměru 200 mm – 0,005.

Sklon napojení od dešťové kanalizace by měl být 0,02.

Pro průměry potrubí nad d=200 mm je nejmenší sklon i_min určeno vzorcem:

kde d je průměr potrubí v mm;
а_i — koeficient převzatý z tabulky 5.

Tabulka 5.

Částečné naplnění gravitačních potrubí zajišťuje odstraňování plynů z nich a také průchod nezaznamenaných odpadních vod.

Nejmenší průměry trubek gravitačních sítí by měly být stanoveny takto, mm: pro uliční sítě – 200, pro vnitroblokové sítě domovní a průmyslové kanalizace – 150; pro dešťové a kombinované uliční sítě – 250, vnitroblokové – 200.

Poznámky:
1. V obydlených oblastech s průtokem do 300 m3/den jsou pro vnitroblokové a uliční sítě povoleny trubky o průměru 150 mm.
2. Pro průmyslovou kanalizaci je s odpovídajícím odůvodněním povoleno použití trubek o průměru menším než 150 mm.

Statické pevnostní charakteristiky potrubí

Interakce mezi půdou a potrubím umístěným v půdě.

Nízkotlaké polyethylenové (HDPE) trubky, v technické terminologii nazývané elastické, se vlivem svislého zatížení deformují (aniž by se změnila jejich struktura) a nabývají tvaru elipsy. Svislý průměr trubky se zmenšuje o hodnotu δ_v (Obrázek 4).

Obrázek 4. Deformace potrubí v důsledku svislého zatížení

Deformující se potrubí působí na půdu a podle principu reakce vyvolává protipůsobení půdy v půdě, což následně snižuje ohybové napětí ve stěnách potrubí.
Síla, s níž zemina kolem potrubí klade odpor tlaku potrubí, závisí na svislém zatížení, typu zeminy a její hustotě (tuhosti).

Čím větší je síla odporu půdy, tím menší je deformace (ohyb) trubky od zatížení.
Vliv půdy v oblasti pokládky potrubí na jeho celkovou pevnost je hlavním ukazatelem, který odlišuje provoz elastického potrubí od chování pevného potrubí; pevné potrubí, například betonové potrubí, přebírá veškeré svislé zatížení na sebe, zatímco elastické potrubí je schopno přerozdělovat zatížení v celém systému „půda-potrubí“.

Pro lepší pochopení interakce mezi obrysovou tuhostí potrubí a tuhostí zeminy použijeme Spanglerův vzorec:

Tento vzorec popisuje relativní výchylku δ_v/D trubky s tuhostí S_r, která je vystavena svislému zatížení q a tuhosti S umístěné v zemině_s, kde D označuje průměr trubky před deformací.

Z tohoto vzorce je zřejmé, že ohyb potrubí lze omezit na přijatelnou hodnotu změnou buď tuhosti potrubí, nebo tuhosti zeminy, nebo obou parametrů současně. Zvýšení jednoho z parametrů lze kompenzovat snížením druhého.

Dá se říci, že čím větší je obrysová tuhost potrubí, tím menší potřebuje pomoc od zeminy a tím menší je riziko překročení povoleného ohybu potrubí, způsobeného například nesprávným provedením práce. Na druhou stranu, pokud potrubí zažívá větší oporu od správně zvoleného zásypového materiálu a jeho správného zhutnění, může se tuhost potrubí snížit.

Metody pro výpočet deformace potrubí

Pevnost polymerních trubek uložených v otevřeném výkopu a zasypaných zeminou se vypočítává metodou okrajových stavů:

• Mezní provozní stav se stanoví porovnáním deformace od zatížení s přípustnými deformacemi;
• Mezní stav únosnosti se stanoví porovnáním kritických napětí způsobujících ztrátu stability v důsledku bočního vybočení způsobeného tlakovými napětími od návrhových zatížení, jakož i porovnáním relativní (obrysové) deformace způsobené ohybem potrubí od zatížení doprovázeného přípustnou deformací.

Dnes se kvůli nedostatku vhodných metod v naší zemi pro výpočet deformace polymerních trubek uložených v zemi používá metoda Molina (E4), nazývaná také skandinávská, jejíž účinnost potvrzuje nejnovější výzkum a třicetileté zkušenosti s její aplikací.

Skandinávská výpočtová metoda popisuje interakci potrubí s okolní zeminou.

Zatížení

Na potrubí položené ve výkopu působí následující síly:
— svislá zatížení (viz.), která způsobují napětí a deformaci v potrubí;
— vodorovná zatížení (qh), která tomu působí proti.

Za normálních provozních podmínek položeného potrubí převyšuje vertikální složka tlaku zeminy (qv) horizontální složku (qh). Rozdíl mezi těmito silami (qv — qh) způsobuje deformaci stěny potrubí, což odpovídá zmenšení horizontálního průměru. Deformující se stěna potrubí způsobuje odezvový odpor zeminy, jehož hodnota závisí na hodnotě vertikálního tlaku a poměru tuhosti zásypu k tuhosti potrubí.

Obrázek 5. Model rozložení tlaku půdy pomocí skandinávské metody.

zpětně

Zatížení potrubí ze zásypu

Svislé zatížení potrubí od zásypu se vypočítá pomocí následujícího vzorce:

kde q_z — vertikální tlak půdy (kN/m2)

q_w — tlak vody (kN/m2)

Y je měrná hmotnost zásypové zeminy (kN/m3) (pro výpočty se používá průměr 19 kN/m3),
Y₁ — měrná hmotnost zásypové zeminy s přihlédnutím k vztlakové síle zeminy (kN/m3) (pro výpočty se Y bere jako průměr₁ = 11 kN/m3),
Y_w — měrná hmotnost vody v půdních pórech (kN/m3)
H — vrstva zeminy nad potrubím (m), u silnic technické kategorie III, IV a V — zatížení třídy B — vzdálenost mezi hladinou podzemní vody a povrchem zeminy.

Obrázek 6. Schéma pokládky potrubí v zemi

zpětně

Vnější zatížení pochází od přilehlých budov a objektů, náspů, silniční a tramvajové dopravy atd.

Zatížení z automobilové a tramvajové dopravy je přijímáno dle stávajících norem (B6, B7).
V případě plošného zatížení od soustředěných břemen se pro výpočet napětí používá metoda superpozice. Pro výpočet zatížení od pozemní dopravy se proto používají koeficienty zohledňující zatížení od několika kol.

Na základě norem by se zatížení od pozemní dopravy mělo brát jako rovnoměrné zatížení od třínápravového vozidla, které vytváří zatížení 60 kN (přední náprava) plus 2 x 120 kN (dvě zadní nápravy).

pro silnice technických kategorií I a II – zatížení třídy A,
pro silnice III., IV. a V. technické kategorie – zatížení třídy B,
pro silnice vyšší technické kategorie – třída zatížení B.

Tlak od kol vozidla je rozložen po obdélníku o rozměrech 20 x 60 cm.

Tabulka 6. Standardní zatížení z pozemní dopravy.

Vzdálenost mezi vozidly (m)

Hydrauliku si nelze představit bez ohýbaných potrubí. Používají se především k přenosu hydraulické energie s minimálními ztrátami. Na rozdíl od ohebných hadicových vedení je lze ohýbat na relativně malé poloměry a vytvářet tuhé vedení.
Ve srovnání s hadicovým vedením nepodléhají potrubí přirozenému stárnutí a během proudění hydraulické kapaliny se pohybují jen málo nebo vůbec. Pokud jsou trubky správně ohnuty a instalovány, pak se zpravidla nepohybují z místa instalace určeného instalací. Díky osvědčeným materiálům, standardizovaným rozměrům a spolehlivým spojům mají trubky v hydraulické technice velký význam.

Před ohýbáním trubky byste měli zjistit požadovanou tloušťku stěny trubky a poloměr ohybu. Správný výběr vhodných rozměrů trubek a ohýbacích nástrojů lze považovat za hlavní podmínku při přípravě procesu ohýbání. Jen tak je možné minimalizovat zploštění trubky a vznik oválného tvaru. Jakákoli nerovnost, ke které dojde během procesu ohýbání, může ovlivnit průtok média a zvýšit účinek tlaku média. Z toho vyplývá, že při výpočtu tloušťky stěny potrubí je třeba vzít v úvahu tlakové a teplotní faktory. Pokud jsou tyto faktory ignorovány, může dojít k přetížení hydraulického potrubí, což může vést k prasklinám nebo selhání potrubí.

Stanovení požadované tloušťky stěny potrubí

Vzhledem k tomu, že během procesu ohýbání je stěna trubky podél vnější hrany značně natažena, měli byste při výběru trubky vzít v úvahu tloušťku stěny s rezervou. Tato rezerva tloušťky stěny závisí také na poloměru ohybu a je vypočtena podle DIN EN 13480-3 pro konstrukci kovových průmyslových potrubí.

Změna tvaru potrubí

Vzhledem k prostorovým omezením a různým úrovním připojení je téměř vždy potřeba ohnout hydraulické potrubí. Během procesu ohýbání se mění tvar trubky, struktura a tloušťka stěny v místě ohybu. Trubka je připevněna na vnější straně ohybu, který podléhá silné deformaci na vnitřní straně ohybu, trubka se drtí a materiál, ze kterého je vyrobena, se stává tenčí. V důsledku toho se tloušťka stěny v tomto místě zmenšuje nebo zvětšuje v závislosti na tom, kterým směrem trubka nabývá více či méně výrazné elipsy. Nekruhový tvar ohýbané trubky je fyzikálně definován jako poměr maximálního vnějšího průměru k minimálnímu vnějšímu průměru po ohnutí, měřený v místě ohybu.

Přípustná hodnota odchylky tvaru odpovídá DIN EN 13480-4 a pohybuje se v rozmezí do deseti procent. Při překročení této maximální hodnoty je zřejmé, že pevnost materiálu trubky je snížena v důsledku natahování vnějších vláken. Současně se zvyšuje průtok, což může vést k nebezpečným poklesům tlaku.

Poloměr ohybu a nástroj

Při pokládání vedení často závisí poloměr ohybu na instalační situaci instalace. Určete vnitřní, vnější a střední („středovou čáru“) poloměru ohybu. Pokud není speciálně určená referenční čára, pak se obvykle mluví o průměrném poloměru ohybu, který se obvykle zadává jako dvojnásobek vnějšího průměru trubky D, (například 2xD) v mm.

Minimální sada nástrojů pro rotační ohýbání obsahuje: ohýbací váleček, upínač a vedení. Pomocí této minimální sady nástrojů pro ohýbání silnostěnných trubek na relativně velké poloměry lze dosáhnout dobrých výsledků ohýbání. Pro ohýbání tenkostěnných trubek a malých poloměrů ohybu je nutné použít přídavné ohýbací trny a zařízení proti vráskám, aby se zabránilo příčnému řezu nebo vráskám.

Pečlivost a preciznost výroby ohýbacích nástrojů, stejně jako jejich instalace na ohýbačku, má rozhodující vliv na to, zda bude proces ohýbání trubek úspěšný či nikoli.

Centrum ohýbání trubek HANSA-FLEX

Vzhledem k tomu, že CNC ohýbačky vyžadují značné investice a velké plochy pro umístění až 7,5 metru, ohýbání trubek se ve většině podniků neprovádí, např. HANSA-FLEX v Schönebecku.

Odborníci z HANSA-FLEX Schönebeck sladí specifikace zákazníka s potřebnými parametry, jako je teplota, tlak, průtokové médium, rychlost proudění, odolnost proti korozi a podmínky instalace, a následně vyberou pro zákazníka vhodnou trubku. Dále je učiněno konečné rozhodnutí o způsobu ohýbání trubky v závislosti na velikosti, účelu instalace a objemovém průtoku proudící kapaliny.

Tlakové ohýbání trubek pomocí ručního nářadí nebo malých mechanických zařízení se používá například pro ohýbání trubek do průměru 18 mm a je nutné především při opravách u zákazníka. Opakovatelná přesnost ohybu se počítá na milimetr. V ostatních případech se ohýbání provádí pomocí CNC strojů. Zpravidla mluvíme o ohýbačce trubek s trnem. V tomto případě je přesnost ohybu vypočtena s přesností na milimetr, je vždy reprodukována identicky a je možná v libovolném množství.