Sisteme de conducte - PIM Copy

Daniela Popescu
SISTEME DE CONDUCTE
EDITURA PIM
IAŞI, 2008

SISTEME DE CONDUCTE
Daniela POPESCU
Universitatea Tehnică
„Gheorghe Asachi” Iaşi
Editura PIM
Iaşi – 2008

Referenţi ştiinţifici: Prof. dr. ing. Eugen VOINEA
Prof. dr. ing. Bogdan HORBANIUC
Tehnoredactare: Daniela POPESCU
Imagine copertă:
Planetary Engineering Group Earth. District heating: Engine waste heat in the
district heating net (http://live.pege.org/2005-wood/district-heating-net.htm)
Descrierea CIP a Bibliotecii Naţionale a României
POPESCU, DANIELA
Sisteme de conducte / Daniela Popescu. - Iaşi : PIM,
2008
Bibliogr.
ISBN 978-973-716-907-5
621.643

Cuvânt înainte
Lucrarea se adresează în primul rând studenţilor secţiei de Maşini şi
Sisteme Hidraulice şi Pneumatice, dar este utilă şi altor specializări, cum ar fi
Energetică sau Instalaţii în Construcţii.
Capitolul 1 cuprinde o descriere succintă, însoţită de desene şi fotografii,
a elementelor componente ale sistemelor de conducte. Un accent deosebit este
pus pe elementele specifice reţelelor termice. Calculul hidraulic al sistemelor de
conducte face obiectul capitolului 2. În cadrul acestui capitol pe lângă probleme
cu caracter general sunt prezentate şi probleme specifice reţelelor de transport şi
distribuţie de apă rece, agent termic, abur, gaze naturale şi aer. În capitolul 3
sunt prezentate metode de calcul de rezistenţă atât pentru conducte clasice cât şi
pentru conducte preizolate. Capitolul 4 este dedicat calculului termic. Capitolul
5 prezintă aspecte generale privind sistemele de alimentare centralizată cu
energie termică.
Lucrarea se încheie cu numeroase anexe, care oferă studenţilor interesaţi,
informaţii utile pentru întocmirea proiectelor, lucrărilor de licenţă şi de
disertaţie.
Daniela Popescu

CUPRINS
Capitolul 1. Elemente componente ....................................................................... 9
1.1. Ţevi ........................................................................................................... 10
1.2. Protecţii ..................................................................................................... 13
1.3. Fitinguri..................................................................................................... 15
1.4. Elemente de asamblare ............................................................................. 20
1.5. Armături.................................................................................................... 23
1.6. Suporturi ................................................................................................... 35
1.6.1. Suporturile mobile.............................................................................. 36
1.6.2. Suporturi fixe...................................................................................... 44
1.7. Compensatoare de dilatare........................................................................ 47
1.8. Soluţii constructive de amplasare a conductelor de transport a agentului
termic ............................................................................................................... 52
1.8.1. Reţele termice subterane .................................................................... 52
1.8.2. Reţele termice supraterane ................................................................. 57
1.9. Telegestiunea sistemelor de conducte ...................................................... 58
Capitolul 2. Calculul hidraulic ............................................................................ 60
2.1. Calculul hidraulic al pierderilor de sarcină............................................... 60
2.1.1. Calculul pierderilor de sarcină liniară. ............................................... 61
2.1.2. Calculul pierderilor de sarcină locală................................................. 66
2.2. Curgerea fluidelor incompresibile în sisteme hidraulice sub presiune..... 67
2.2.1. Conducta simplă ................................................................................. 69
2.2.2. Conducte simple montate în serie ...................................................... 71
2.2.3. Conducte simple montate în paralel................................................... 72
2.3. Reţele de conducte .................................................................................... 73
2.3.1. Calculul hidraulic al reţelelor de apă.................................................. 76
2.3.2. Calculul hidraulic al reţelelor de transport produse petroliere........... 79
2.3.3. Calculul hidraulic al reţelelor termice................................................ 79
2.3.4. Graficul piezometric al reţelelor de apă fierbinte .............................. 82
2.3.5. Graficul piezometric al reţelelor de condensat aferente reţelelor de
abur de presiune medie................................................................................. 90
2.3.6. Calculul hidraulic al reţelelor de abur de presiune medie.................. 91
2.3.7. Calculul hidraulic al reţelelor de gaze şi aer ...................................... 92
Capitolul 3. Calculul mecanic ............................................................................. 98
3.1. Calculul grosimii pereţilor conductelor.................................................. 100
3.2. Determinarea solicitărilor în conducte.................................................... 101
3.2.1. Solicitări şi tensiuni primare ............................................................ 101

3.2.2. Solicitări şi tensiuni secundare......................................................... 103
3.3. Calculul suporturilor ............................................................................... 104
3.3.1. Calculul distanţei între suporturi...................................................... 104
3.4. Calculul solicitărilor provenite din deplasări.......................................... 110
3.5.Calculul unei configuraţii natural elastice ............................................... 112
3.5.1. Metodologia de calcul a configuraţiei naturale în formă de „L” ..... 115
3.5.2. Metodologia de calcul a configuraţiei naturale în formă de „Z” ..... 117
3.5.3. Calculul compensatoarelor curbate în formă de „U” ....................... 120
3.5. Calculul mecanic al conductelor preizolate............................................ 122
3.5.1. Condiţii specifice de proiectare a conductelor preizolate ................ 122
3.5.2. Pretensionarea conductelor............................................................... 126
3.5.3. Metodologii ...................................................................................... 130
3.5.4. Calculul forţelor şi a deplasărilor..................................................... 132
3.5.5. Calculul practic al conductelor preizolate........................................ 134
Capitolul 4. Calculul termic .............................................................................. 143
4.1. Calculul pierderilor de căldură ............................................................... 143
4.1.1. Pierderi de căldură datorate neetanşeităţii sistemului ...................... 143
4.1.2. Pierderi de căldură prin transfer termic către mediul exterior ......... 144
4.2. Determinarea grosimii izolaţiei termice ................................................. 155
4.2.1. Calculul grosimii izolaţiei pentru o pierdere adimisibilă de căldură155
4.2.2. Calculul termic pentru o cădere de temperatură impusă.................. 156
4.2.3. Calculul grosimii izolaţiei pentru o temperatură impusă la suprafaţa
exterioară a izolaţiei termice ...................................................................... 157
4.2.4. Calculul grosimii optime a stratului de izolaţie termică .................. 158
Capitolul 5. Sisteme de alimentare centralizată cu energie termică ................. 160
5.1. Cogenerarea ............................................................................................ 160
5.1.1. Aspecte generale privind promovarea cogenerării........................... 160
5.1.2. Scheme de principiu pentru surse de producere a căldurii prin
cogenerare................................................................................................... 168
5.2. Măsuri tehnice de îmbunătăţire a sistemelor de alimentare centralizată cu
căldură............................................................................................................ 174
5.3. Determinare necesarului de căldură........................................................ 179
5.3.1. Determinarea necesarului de căldură pentru o clădire ..................... 179
5.3.2. Determinarea necesarului de căldură pentru un SACET ................. 182
5.4. Reglarea parametrilor intr-un sistem de alimentare centralizată cu energie
termică............................................................................................................ 185
5.4.1. Puncte termice .................................................................................. 185
5.4.2. Module termice................................................................................. 203
5.4.3. Consideraţii privind automatizarea SACET..................................... 210
Anexa 1.............................................................................................................. 214
Anexa 2.............................................................................................................. 219
Anexa 3.............................................................................................................. 223
Anexa 4.............................................................................................................. 224

Anexa 5.............................................................................................................. 225
Anexa 6.............................................................................................................. 227
Anexa 7.............................................................................................................. 228
Anexa 8.............................................................................................................. 231
Anexa 9.............................................................................................................. 232
Anexa 10............................................................................................................ 235
Anexa 11............................................................................................................ 237
Anexa 12............................................................................................................ 238
Bibliografie........................................................................................................ 240