THE MAXIMUM ALLOWABLE THICKNESS OF THE SEDIMENT LAYER ON THE WALLS OF METAL WATER PIPES OF INFRASTRUCTURE ENGINEERING NETWORKS TO STOP THEIR FURTHER OPERATION
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
A specific example shows the calculation of the maximum allowable thickness of the layer of internal sediments in metal pipes of engineering systems from a hydraulic point of view, which affects the values of the characteristics of their hydraulic potential and the actual energy consumption of pumping units transporting water or heat to consumers. Graphs of dependencies are presented, demonstrating a significant discrepancy between the magnitude of the hydraulic slope and the energy consumption of pumps in new and worn-out metal pipelines of water supply and heat supply systems.
The subject of the study is the definition of a quantitative criterion for assessing the limiting condition of metal pipelines of engineering networks (water supply and heat supply). Such a criterion is the maximum allowable thickness of the layer of internal deposits on the walls of metal pipelines, if exceeded, their further operation becomes impractical.
Materials and methods: The methodology is based on analytical dependencies for the hydraulic calculation of pipelines based on the formulas of Professor F.A. Shevelev, clarified by the authors taking into account the reduction in the live section of the pipe due to deposits. The method includes the calculation of the actual internal diameter, flow velocity, hydraulic slope and energy consumption of pumping units depending on the thickness of the sediment layer (δ).
Results: A concrete example shows that with the thickness of deposits in a steel pipe, the hydraulic slope increases, and the energy consumption of pumps increases compared to a new pipeline. The maximum allowable thickness of the sediment layer is calculated, after which operation becomes ineffective.
Conclusions: Based on the results, it is concluded that it is necessary to monitor the thickness of internal deposits to justify the decommissioning of networks. The authors recommend developing a scale of maximum allowable thicknesses for the entire range of pipes and making appropriate requirements in updated versions of codes of rules for outdoor networks.
Article Details
References
Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. Справочное пособие. // М.: ООО «Издательский Дом «Бастет». 2020. – 428 с.
Продоус О.А., Шипилов А.А., Якубчик П.П. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб из стали и серого чугуна с внутренними отложениями. Справочное пособие I-е издание 2021. // Издательство ООО «Перо», Санкт-Петербург – Москва. 2021. – 238 с. ил.
Продоус О.А. Якубчик П.П. Смолин Е.С. Сравнительный анализ зарубежной и отечественной расчетных зависимостей для гидравлического расчета металлических водопроводных труб с внутренними отложениями. // Журнал «Водоснабжение и санитарная техника». 2023. N 1. – С. 56-60. // DOI:10/35776/VST/2023.01.08
Продоус О.А., Якубчик П.П. Новый подход к гидравлическому расчету металлических трубопроводов водоснабжения с отложениями на внутренних стенках. // Журнал «Инженерные системы АВОК Северо-Запад». № 1. 2022. – С. 28-30.
Продоус О.А. Якубчик П.П. Шлычков Д.И. Зависимость энергопотребления насосных агрегатов напорных коллекторов водоотведения от толщины слоя осадка на внутренней поверхности труб. // Журнал «Сантехника, отопление, кондиционирование». № 05 (245)/2022. – С. 28-30.
Продоус О.А., Шлычков Д.И., Якубчик П.П., Пархоменко С.В. Влияние толщины слоя внутренних отложений в трубопроводах систем водоснабжения и водоотведения на продолжительность периода их остаточной эксплуатации. // Научно-технический журнал по строительству и архитектуре «Вестник МГСУ», Том 17, выпуск 6/2022. – С. 738-746. // DOI: 10.22227/1997-0935.2022.6.738-746
Продоус О.А., Шлычков Д.И. Гидравлический расчет сетей водоотведения с внутренними отложениями. Монография. // Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ). Москва. 2022. – 120 с. ил.
Абрамов Н.Н. Расчет водопроводных сетей. // М.: «Стройиздат», 1976. 304с.
Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. // М.: Наука. 1978. ¬– 400 с.
Койда Н.У. и др. Вариационные методы гидравлического расчета трубопроводов. // Минск. Высшая школа. 1968. – 36 с.
Гальперин Расчет кольцевой водопроводной сети с учетом действительных условий. // Водоснабжение и санитарная техника. 1992. № 5. – С. 26-27.
Григоровский Е.П., Койда Н.У. Автоматизация расчета многоконтурных сетевых систем. // Киев. Высшая школа. 1977. – 192 с.
Джонс Дж. Методы проектирования. // М.: Мир. 1986. – 326 с.
Дмитриев А.В., Кетаев А.Б. Городские инженерные сети. // М.: Стройиздат. 1988. – 175 с.
Зайцев И.Д., Вайнер В.С. К вопросу оптимизации трубопроводных сетей на стадии проектирования. // Экономика и математические методы. 1979. Т. 15. – С. 171-176.
Ильин Ю.А. Вопросы надежности магистральных трубопроводов. // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. 1976. № 1. – С. 122-124.
Калицун В.И., Ласков Ю.М. Гидравлика, водоснабжение и канализация: учебник для вузов. М.: Стройиздат. 2000. – 417 с.
Кикачейшвили Г.Е. Расчет оптимальных параметров систем подачи и распределения воды. // Тбилиси: Сабчота Сакартвело. 1980. – 199 с. ил.
Меренков А.П., Хасилев В.Я. Теория гидравлических цепей / Москва : Наука, 1985. – 278 с.
Николадзе Г.И., Сомов М.А. Водоснабжение. // М.: Стройиздат. 1995. – 688 с.
Оводов В.С. Сельскохозяйственное водоснабжение и обводнение. М.: Колос. 1984. – 480 с.
Абрамов Н.Н. и др. Расчет водопроводных сетей. // М.: Стройиздат. 1983. – 278 с.
СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». Госстрой СССР. М.: Стройиздат. 1985. – 136 с.
Мошнин Л.Ф. Современные методы расчета систем подачи и распределения воды. // Водоснабжение и санитарная техника. 1984. № 10. – С. 7-10.
Сумароков С.В. Математическое моделирование систем водоснабжения. Новосибирск: Наука. 1983. – 167 с.
Теплов А.В. Расчет железнодорожной водопроводной сети. М.: Трансжелезнодориздат. 1946. – 127 с.
Хасилев В.Я. Элементы теории гидравлических цепей. // Известия АН СССР, Энергетика и транспорт. 1964. № 1. – С. 69-88.
Чарный И.А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах. М.: Недра. 1975. – 296 с.
Чупин В.Р., Мелехов Е.С., Чупин Р.В. Моделирование и оптимизация трубопроводных систем коммунального хозяйства. // Вестник Ир ГТУ. 2008. – С. 15-24
Kloss H., Roman M. Ogolne problemy niezawodnosci systemow wodociagowych. // Gaz Woda i Technika Sanitarna, 2008. № 9. – р. 34-51.