Introducció
La pressió dins d'una canonada de drenatge d'una mina rarament és tan simple com un nombre fix.
Una canonada de mineria HDPE pot funcionar a una pressió relativament estable durant diverses hores i després experimentar un canvi ràpid quan s'engega una bomba, una bomba s'atura, una vàlvula canvia de posició o canvia el nivell d'aigua al sistema.
El drenatge profund de la mina afegeix un altre factor.
La diferència d'elevació entre els punts de bombeig subterranis i la superfície crea pressió estàtica de l'aigua. El bombeig afegeix pressió a la part superior d'aquesta condició hidràulica.
Com a resultat, diferents seccions de la mateixa canonada de mineria HDPE poden experimentar diferents condicions de pressió.
Una canonada a prop del fons d'una secció vertical profunda pot estar sotmesa a una pressió estàtica molt més alta que una canonada a prop del punt de descàrrega.
Per als compradors de mineria, és per això que el requisit de pressió d'una canonada de mineria HDPE no es pot determinar simplement mirant la placa de la bomba.
Cal entendre la pressió real al llarg de la canonada.
La pressió de l'aigua canvia amb l'elevació
La pressió de l'aigua augmenta amb la profunditat a causa del pes de l'aigua que hi ha a sobre.
Per a una columna d'aigua vertical, la relació hidrostàtica es pot expressar com:
P=ρghP=\\rho gh
on PP és la pressió hidrostàtica, ρ\\rho és la densitat de l'aigua, gg és l'acceleració gravitatòria i hh és la capçalera de l'aigua.
La fórmula és senzilla.
La part important per a una canonada de mineria HDPE és el que passa quan la diferència d'elevació es fa gran.
Un sistema de drenatge de mina pot moure l'aigua des d'un nivell subterrani profund cap a la superfície.
La secció inferior de la canonada, per tant, pot experimentar un capçal estàtic substancial.
La pressió de la bomba i el capçal estàtic es combinen en el sistema operatiu real.
És per això que una especificació de canonada basada només en la pressió de descàrrega de la bomba pot ser enganyosa si no es considera el perfil d'elevació.
La pressió no és la mateixa a tot arreu
Una canonada de mineria llarga de HDPE no experimenta una pressió uniforme.
Canvis de pressió al llarg de la canonada.
La pressió a l'estació de bombeig depèn de la bomba i de les condicions locals.
A mesura que l'aigua es mou cap amunt, l'elevació consumeix capçalera hidràulica.
Per tant, la pressió disponible més lluny al llarg de la canonada canvia.
Si la canonada augmenta significativament, les seccions inferiors poden experimentar una pressió més alta.
Això és important a l'hora de seleccionar la classe de pressió.
Una canonada adequada per a una secció pot no ser necessàriament adequada per a una altra si les condicions de pressió són substancialment diferents.
En molts sistemes de drenatge de mines, però, l'ús de diverses classes de pressió al llarg d'una ruta pot no ser pràctic. Per tant, s'ha de tenir en compte el perfil de pressió complet abans d'especificar la canonada de mineria HDPE.
La pressió interna canvia lleugerament la forma de la canonada
Quan la pressió de l'aigua augmenta dins de la canonada de mineria HDPE, la paret de la canonada s'empeny cap a fora.
El diàmetre augmenta lleugerament.
La paret també experimenta tensió circumferencial.
Quan la pressió baixa, la canonada torna cap a les seves dimensions anteriors.
Per a una canonada rígida, aquesta deformació és relativament petita.
El HDPE es comporta de manera diferent perquè el polietilè és més flexible.
Les dades de referència PE100 donen un mòdul-a llarg termini d'aproximadament 200 MPa i una relació de Poisson d'uns 0,45.
Aquestes propietats influeixen en com respon la canonada de la mineria HDPE als canvis de pressió interna.
La canonada no roman absolutament fixada dimensionalment a mesura que canvia la pressió.
Respon.
Aquesta resposta forma part del comportament normal de la canonada de HDPE.
Per què la pressió de funcionament normal no és suficient
Un sistema de drenatge de mina pot tenir una pressió de funcionament normal de, per exemple, diversos MPa.
Aquesta és informació útil, però no necessàriament representa la pressió màxima experimentada per la canonada de mineria HDPE.
Una bomba pot començar.
Es pot tancar una vàlvula.
El flux pot canviar.
La pressió pot moure's temporalment per sobre del valor de funcionament constant.
Aquesta és la mateixa raó per la qual s'ha de considerar el cop d'ariet per separat de la pressió normal.
La guia PE100+ identifica el funcionament de la bomba i el funcionament de la vàlvula com a possibles causes de la pujada de pressió i recomana l'anàlisi de la sobrecàrrega quan les condicions transitòries són significatives.
Per tant, una canonada de mineria HDPE s'ha d'avaluar en funció de l'embolcall de pressió en lloc d'una lectura de calibre constant.
El drenatge profund de la mina crea un problema de pressió diferent
Penseu en una estació de bombeig subterrània a una profunditat substancial.
La canonada s'eleva des del nivell subterrani cap a la superfície.
La bomba ha de superar el desnivell.
La pròpia columna d'aigua crea pressió.
Això significa que la part inferior del sistema pot estar exposada a una pressió interna important fins i tot quan el cabal no és extremadament alt.
Aquesta és una de les raons per les quals els sistemes de drenatge de mines sovint requereixen canonades de mineria d'HDPE de pressió-classificada en lloc de canonades de drenatge de baixa pressió-normals.
La canonada no s'està seleccionant només per la quantitat d'aigua que transporta.
S'està seleccionant per la pressió creada en moure aquesta aigua a través de la mina.
La pressió de la canonada i la capacitat de cabal són diferents
Aquesta distinció és fàcil de perdre's.
Una canonada de mineria de HDPE gran pot portar un cabal elevat mentre funciona amb una pèrdua de fricció relativament baixa.
Una canonada més petita pot requerir més capçal hidràulic per portar el mateix cabal.
Però cap afirmació ens diu si la paret de la canonada pot suportar la pressió del sistema.
La capacitat de cabal depèn fortament del diàmetre intern i de la resistència hidràulica.
La capacitat de pressió depèn de la força del material, el gruix de la paret, el SDR, la temperatura i les condicions de disseny.
Els dos estan relacionats a través de la geometria física de la canonada, però no tenen la mateixa propietat.
És per això que una especificació de canonada minera necessita tant un diàmetre com una classe de pressió.
La temperatura canvia la capacitat de pressió
No s'ha d'ignorar la temperatura quan es parla de la pressió de la canonada de mineria d'HDPE.
Les propietats de referència PE100 es basen generalment en condicions de prova definides.
A mesura que augmenta la temperatura, el polietilè es torna menys rígid i el seu rendiment de pressió a llarg termini -autoritzat pot disminuir.
La guia PE100+ assenyala que pot ser que es requereixi una reducció de la pressió a temperatures elevades en funció de la norma aplicable.
Per al drenatge de la mina subterrània, la temperatura de l'aigua pot romandre relativament estable.
Les canonades de superfície poden experimentar un rang de temperatures molt més ampli.
Una canonada de mineria llarga de HDPE exposada a la llum solar directa pot arribar a temperatures significativament diferents de l'aigua o el sòl circumdant.
Per tant, l'especificació de pressió ha de coincidir amb el rang de temperatura de funcionament real.
Què passa quan la pressió baixa de cop?
La reducció de pressió és una altra condició que mereix atenció.
Si una bomba s'atura o la condició de flux canvia ràpidament, la pressió interna pot baixar.
Depenent del sistema, la pressió pot caure per sota de la pressió atmosfèrica en determinades seccions.
Ara la direcció de càrrega canvia.
En lloc que l'aigua empeny cap a fora contra la paret de la canonada, la pressió externa pot arribar a ser més important.
Si l'aigua subterrània envolta una canonada de mineria HDPE enterrada mentre la pressió interna cau significativament, la canonada pot experimentar una condició de pressió externa.
Això connecta la variació de pressió amb la resistència al pandeig.
Per tant, una canonada ha de sobreviure tant a una pressió interna elevada com a la condició oposada on es redueix el suport intern.
Paràmetres de canonades de mineria HDPE per a la selecció de pressió
|
Paràmetre |
Gamma típica / Referència |
|
Diàmetre nominal |
DN50–DN1200 |
|
Classe de pressió |
PN1.0–PN10 |
|
Longitud estàndard |
9 m / 12 m |
|
PE100 SRA |
10 MPa |
|
Resistència a la tracció a la fluència |
Aproximadament . 23 MPa |
|
Elongació al trencament |
>600% |
|
Mòdul-a llarg termini |
Aproximadament . 200 MPa |
|
Ratio de Poisson |
Aproximadament. 0.45 |
|
Coeficient de dilatació tèrmica |
Aproximadament . 1.3 × 10⁻⁴/grau |
|
Hazen-coeficient de Williams |
Aproximadament. 150–155 |
Aquestes són propietats de referència PE100. La classe de pressió real i la pressió operativa permesa d'una canonada específica de la mineria de HDPE s'han de prendre de l'especificació de producte certificada i de l'estàndard de disseny aplicable.
Classe de pressió i SDR
Per a la canonada PE100, SDR està connectat directament al gruix de la paret en relació amb el diàmetre exterior.
SDR inferior significa una paret més gruixuda.
Un SDR més alt significa una paret més fina.
Les dades de disseny de referència PE100+ proporcionen valors de pressió de funcionament màxims típics sota hipòtesis especificades, il·lustrant la relació entre SDR i capacitat de pressió.
Per a un comprador de drenatge de mines, això és més útil que simplement demanar "tub de paret gruixuda".
La classe de pressió ha d'estar clarament definida.
Si el sistema requereix PN10, la geometria de la canonada ha de correspondre a l'especificació PN10 aplicable.
Si el requisit de pressió és inferior, un SDR diferent pot proporcionar un diàmetre intern més gran amb el mateix diàmetre exterior.
Això pot millorar la capacitat hidràulica.
De nou, la pressió i el flux estan connectats a través de la geometria real de la canonada.
L'estació de bombeig forma part de l'entorn de pressió de la canonada
Una canonada de mineria HDPE no s'ha d'avaluar independentment de l'estació de bombeig.
La bomba determina com es genera la pressió.
Les vàlvules determinen com pot canviar la pressió.
El perfil d'elevació determina quanta capçalera estàtica existeix.
El diàmetre de la canonada determina quanta pèrdua hidràulica es produeix.
La paret de la canonada determina com la canonada conté la pressió resultant.
Aquests components formen un sol sistema.
Això és especialment important a prop de la descàrrega de la bomba.
La primera secció de la canonada de mineria HDPE pot experimentar canvis ràpids de pressió quan la bomba arrenca o s'atura.
La canonada més avall pot experimentar la mateixa ona de pressió en un moment diferent i amb una condició de pressió local diferent.
És per això que les llargues canonades de drenatge de les mines s'han de considerar com a sistemes complets.
Quina informació ha de proporcionar un comprador?
Quan sol·liciteu una canonada de mineria HDPE per al drenatge de mines, diverses dades fan que la selecció sigui molt més fiable.
El DN requerit és necessari.
La pressió de funcionament normal és necessària.
La pressió màxima és encara més important.
El cabal necessari és necessari per comprovar la capacitat hidràulica.
La longitud de la canonada i la diferència d'elevació mostren el capçal hidràulic implicat.
Les condicions d'arrencada i parada de la bomba ajuden a identificar una possible pressió transitòria.
El mètode d'instal·lació és important perquè una canonada enterrada pot experimentar pressió externa del sòl i de les aigües subterrànies.
També s'ha de conèixer la temperatura de funcionament, especialment per a les canonades de superfície exposada.
Aquests detalls permeten que la canonada es faci coincidir amb la mina real en lloc de seleccionar-la a partir d'un número de pressió.
Conclusió
La pressió dins d'una canonada de mineria HDPE no és necessàriament constant.
El drenatge profund de la mina pot crear un capçal estàtic substancial a causa de l'elevació.
Les bombes afegeixen pressió de funcionament.
Les vàlvules i les parades de bombes poden crear pressió transitòria.
La temperatura pot canviar el rendiment de pressió admissible del material PE.
Una reducció sobtada de pressió fins i tot pot canviar el problema de pressió interna a pressió externa.
Per a la canonada de mineria PE100, MRS, SDR, el gruix de la paret i la temperatura de funcionament formen part del disseny de pressió.
És per això que no s'ha de seleccionar una canonada de drenatge de la mina només demanant una mida DN o fent coincidir la pressió normal de la bomba.
La canonada s'ha d'adaptar a l'entorn de pressió complet.
Per a un comprador de mineria, l'especificació útil no és simplement:
"Conducta HDPE per al drenatge de mines".
És una canonada amb un definitDN, classe de pressió, gruix de paret o SDR, requeriment de cabal i condicions de funcionament.
Una vegada que aquestes condicions estiguin clares, la canonada de mineria HDPE es pot seleccionar com una canonada de pressió real en lloc de simplement com una canonada de plàstic amb un diàmetre nominal.
Sol·liciteu un pressupost de canonada HDPE
|
Pas |
Procés |
Detalls |
|
1 |
Envia els requisits |
DN, pressió, medi, temperatura de treball i aplicació |
|
2 |
Confirmació de les especificacions |
Tipus de canonada, grau de material, grau de pressió, gruix de paret/SDR i connexió |
|
3 |
Citació |
Preu, termini de lliurament, embalatge i condicions d'enviament |
|
4 |
Comanda i producció |
Contracte, pagament i producció |
|
5 |
Inspecció i lliurament |
Inspecció de qualitat i enviament |
Per a canonades de mineria HDPE, envieu-nos:
DN + PN/SDR + Mitjà + Temperatura de treball + Mètode d'instal·lació + Longitud de la canonada + Quantitat
Per a aplicacions de drenatge i deshidratació de mines, proporcioneu també:
Aplicació + Pressió de treball + Entorn d'instal·lació
Per a aigua de mina-mineral, si està disponible:
Química de l'aigua / pH + Temperatura + Sòlids en suspensió
Luoyang Zhengju New Materials Technology Co., Ltd.
WhatsApp: +86 19937270645
Correu electrònic:baibaili456@gmail.com
WeChat: +86 19937270645
Obteniu el millor preu per a la vostra canonada de mineria HDPE.
