Teplotní roztažnost polypropylenových trubek

Jako většina polymerních materiálů je polypropylen náchylný k expanzi, když je vystaven vysokým teplotám. Změny lineárních rozměrů jsou nejtypičtější pro trubky, které mají relativně velkou délku. Plánujete použití polypropylenových trubek v systémech vytápění a zásobování teplou vodou? Ujistěte se, že kompenzujete tepelnou roztažnost.

I mírné prodloužení potrubí může vést k nejvážnějším následkům. Aby se zabránilo deformaci polypropylenových trubek, měly by být použity v kombinaci s kompenzačními zařízeními. K ochraně potrubí se zpravidla používají speciální posuvné podpěry, které umožňují měnit lineární délku potrubí.

Výpočet tepelného prodloužení

Pro určení hodnoty lineárního prodloužení polypropylenových trubek použijte vzorec ve tvaru Δl = 0,15*l*Δt, kde:

• Δl je hodnota lineárního úseku potrubí v milimetrech;
• l je délka úseku potrubí zajištěného pomocí pevných podpěr;
• Δt — rozdíl mezi provozní teplotou a teplotou během instalace potrubí;
• 0,15 je koeficient lineární roztažnosti.

Tento vzorec nám umožňuje s dostatečnou přesností určit změny lineárních rozměrů polypropylenových trubek v širokém teplotním rozsahu. Je třeba si uvědomit, že velikost prodloužení závisí na konstrukci a průměru trubek.

Užitečné informace

Polypropylenové trubky vyztužené fólií jsou mnohem méně náchylné k tepelné roztažnosti. Díky tomu, stejně jako vysoké pevnosti a odolnosti proti opotřebení, jsou takové trubky nejvhodnější pro instalaci v systémech vytápění a zásobování teplou vodou. Použití kompenzačních podpěr umožňuje téměř úplně snížit na nulu nežádoucí prodloužení polypropylenových potrubí.

Nezapomeňte věnovat pozornost specifikacím potrubí. V závislosti na účelu jsou polypropylenové trubky označeny čtyřmi různými indexy. Potrubí PN10 se používá pouze pro studenou vodu; PN 20 a PN 25 – pro libovolné. Některá potrubí s označením PN 20 jsou vyztužena sklolaminátem. Pro vyztužení trubek PN 25 se používá vysoce kvalitní hliník.

Přes takové vlastnosti polypropylenu, jako je vysoká propustnost kyslíku a lineární prodloužení vlivem vysokých teplot, se trubky vyrobené z tohoto materiálu těší rostoucí oblibě. Polypropylenová potrubí jsou levná, mají dlouhou životnost a jsou schopna odolat značnému tlaku. Hladina hluku vodovodních systémů, při jejichž instalaci se používají polypropylenové trubky, je výrazně snížena. Nemělo by se zapomínat na chemickou odolnost – polypropylenové výrobky nijak neovlivňují složení vody.

Podrobné rady a pomoc při výběru trubek vyrobených z polypropylenu a dalších materiálů můžete získat od specialistů společnosti “Business Pipe”. Také u nás můžete zakoupit trubky různých velikostí za přijatelnou cenu.

• Automatické vypouštěcí ventily a zimní ventily
• Rozdíly mezi HDPE trubkami a PVC
• Výběr topných trubek
• PVC trubky a jejich aplikace
• Výpočet průměru potrubí pro pokládku kabelů
• Pažnicové trubky pro studny z PVC a HDPE
• Dvouvrstvé vlnité trubky
• Polyetylenové trubky pro kanalizaci
• Použití pažnicových trubek pro studny
• Historie dýmek Korsis
• Instalace potrubí ve vodovodních a topných systémech
• Teplotní roztažnost polypropylenových trubek
• Polypropylenové trubky: technické vlastnosti a instalační technologie
• Montáž polyetylenových trubek
• Polyetylenové trubky: GOST a oblasti použití
• Kanalizační vlnité trubky Pragma (Pragma)
• Polyetylenové vlnité trubky Korsis
• Jak je uspořádána drenáž a proč je potřeba dešťová kanalizace?
• Odvodnění základů: účel, instalace, odborné poradenství
• Připojení potrubí HDPE
• Aplikace sádrové sítě
• Kulový ventil je druh potrubního ventilu
• Rozsah a vlastnosti použití polypropylenových trubek
• Montáž polyetylenových trubek
• Jak vybrat polypropylenové trubky a tvarovky?
• Uspořádání vnitřní kanalizace
• Polyvinylchloridové trubky pro vnitřní kanalizaci
• Vlastnosti instalace PVC trubek pro vnitřní kanalizaci
• Instalace kanalizace
• Pravidla pro uspořádání vnitřní kanalizace
• Udělej si sám kanalizaci na chatě: doporučení pro stavbu
• Odvodnění základů: jak to udělat sami?

Otázka lineární dilatace vyztužených polypropylenových trubek byla nastolována opakovaně a zdálo by se, že je navždy uzavřena. To však není tento případ.

Asociace potrubních systémů (APTS) provedla měření koeficientu lineární roztažnosti polyetylenových trubek vyztužených skelnými vlákny od různých výrobců, včetně evropských, v renomovaných laboratořích v Rusku. Metoda měření je redukována na zahřátí až na 90 stupňů. v ohřívací skříni potrubního úseku a měření změny délky při ochlazení na pokojovou teplotu (metoda APTS). Metoda byla vyvinuta pro zahrnutí do GOST pro trubky ze skleněných vláken.

Koeficient lineární roztažnosti (dále jen koeficient) jednovrstvé PPRC trubky (bez výztuže) měřený touto metodou je 0,15 mm/(m x stupeň), což je v souladu se všemi referenčními údaji o materiálu a PPRC trubce.

Koeficient pro trubku vyztuženou skelným vláknem (PPRC/GF) měřený metodou APTS pro různé výrobce je v rozmezí 0.54 – 0,85. Tabulka 1 ukazuje příklad výsledků měření koeficientů pro testování metody a snížení chyby byly koeficienty měřeny pro dva vzorky stejného průměru od každého výrobce.

Tabulka 1. Příklad výsledků měření koeficientu pro trubky PPRC/GF různých průměrů.

Téměř každý výrobce PPRC/GF uvádí v montážním návodu a technickém katalogu, že koeficient pro trubku PPRC/GF není větší než 0.05 a pro trubku PPRC – 0,15. Věnujte tomu prosím pozornost.

Přirozeně vyvstala otázka: „Kde je pravda?“, protože rozdíly v tabulce 1 dosahují 70 %.

Respektovaní evropští výrobci uvedli, že používají jinou metodu (dále: evropská), a to: čerpá se voda o teplotě 70-90 stupňů. potrubím dané délky je potrubí v místnosti s pokojovou teplotou a po dosažení ustáleného stavu se měří prodloužení potrubí od výchozí hodnoty. (To znamená, že vnější stěna potrubí je během měření chlazena vzduchem). Celkově je to zcela životaschopná metoda. Pojďme analyzovat korelaci těchto dvou metod a možnosti využití získaných hodnot koeficientů.

Za prvé je okamžitě zřejmé, že koeficient pro trubku PPRC (0,15) byl získán metodou APTS a je porovnán s koeficientem PPRC/GF (0,05), měřeným pomocí „evropské metody“.

Za druhé, koeficient získaný pomocí evropské metody nelze použít, pokud je potrubí izolováno.

Za třetí, výsledek evropské metody závisí na tlaku a vlhkosti vzduchu, což komplikuje samotnou metodu a náklady s ní spojené.

Metoda APTS také není ideální, protože je nutné zadat převodní faktory pro pokládku na vzduchu, ale poskytuje přesný popis součinitele materiálu potrubí.

Jaký je číselný rozdíl mezi hodnotami koeficientů při použití různých metod?

Budeme akceptovat prostup tepla z PPRC dle tabulky 2. (Výběr byl proveden na základě největší korelace výsledků při přepočtu prostupu tepla na ocelovou trubku dle SN 398-69)

Tabulka 2. Přenos tepla z 1 lineárního metru polypropylenové trubky v závislosti na tepelném tlaku.

Je zřejmé, že přenos tepla z vnějšího povrchu potrubí je kompenzován stejným množstvím tepla dodávaného z chladiva přes stěnu potrubí.

Najděte rozložení teploty uvnitř stěny potrubí PPRCSDR=6 při teplotní výšce 70 stupňů pomocí vzorce:

∆T = (QxLn (D2/D1))/ (2 x 3,14 x λ), kde

∆T – rozdíl teplot mezi vnějším a vnitřním povrchem potrubí,

D2 – vnější průměr,

D1 – vnitřní průměr,

λ – tepelná vodivost PPRC (0,23 W/m),

SDR je poměr vnějšího průměru k tloušťce stěny trubky.

Tepelný tlak je rozdíl teplot mezi chladicí kapalinou a vzduchem obklopujícím potrubí.

Graf 1 Rozložení teplot ve stěně potrubí DN 32×5.4 ze současného poloměru.

Graf 2 Rozložení teplot ve stěně potrubí DN 90×15 ze současného poloměru.

Pro přehlednost grafy také ukazují lineární aproximaci a vertikální čáru zprůměrovanou přes plochu průřezu potrubí. Odchylka lineární závislosti od logaritmické v bodě střední části je přibližně 5 %.

∆T byly vypočteny pro potrubí DN 20×3,4 a DN 50×8,3. Na základě těchto výsledků byla získána křivka koeficientu lineární roztažnosti pro trubky různých průměrů, pokud byla měřena pro PPRC trubku „evropskou metodou“.

Pro srovnání je uvedena základní linie s koeficientem 0,15 mm/(m x gr.).

Tito. pro trubky PPRC/GF, aby se získal koeficient naměřený evropskou metodou rovný 0,05, koeficient upravený metodou APTS by se měl rovnat podle tabulky 3:

Hodnoty koeficientu získané z testů APTS podle tabulky 1 jsou větší než hodnoty uvedené v tabulce 3, tzn. koeficient těchto trubek je větší, než je uvedeno v pasech, 0,05 mm/(m x stupeň), a to i při použití evropské metody.

Vypočítali jsme koeficient pro trubky PPRC/GF SDR = 6. U stejných trubek s SDR 7,4 je přepočtený koeficient přibližně o 10 % vyšší.

U trubek vyztužených hliníkem koeficient do značné míry závisí na tloušťce hliníkové vrstvy, proto se těmto trubkám v tomto článku nebudeme moc věnovat. Je však zřejmé, že u trubek vyztužených nahoře bude součinitel výrazně nižší než u trubek vyztužených uprostřed, a to z důvodu výrazného rozdílu teplot na vnějším povrchu trubky a uprostřed stěny trubky, i když podle pasportů pro obě strany je koeficient 0,35 mm/(m x stupeň).

Ještě bych rád poznamenal, že stejně jako u ocelových trubek, přenos tepla trubek výrazně závisí na umístění trubky: vertikální, horizontální, pod stropem, na podlaze, v drážce atd. Pro PPRC je v tabulce uveden přenos tepla horizontálním a vertikálním potrubím. Je jasné, že koeficient bude do značné míry záviset na umístění potrubí.

Se znalostí koeficientu potrubí měřeného metodou APTS je možné získat hodnoty koeficientu pro reálné podmínky, které nebudou vyžadovat značné úsilí.

Je třeba poznamenat, že hlavní charakteristikou trubek PPRC/GF je lineární roztažnost, která nemá žádné další výhody ve srovnání s trubkami PPRC. Proto je důležité pochopit, jak velké tyto výhody jsou.

Je třeba také poznamenat, že plastové trubky se často používají v izolaci (například v energetickém flexu) a v tomto případě je zásadně důležité znát skutečnou lineární roztažnost trubky získanou metodou APTS, která může být výrazně větší než hodnota získaná evropskou metodou.