Projektovanje cjevovoda - MFS - 2013_SS - 01.pdf

  • View
    63

  • Download
    12

Embed Size (px)

Text of Projektovanje cjevovoda - MFS - 2013_SS - 01.pdf

  • Projektovanje cjevovoda1

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    EPO-07

    Projektovanje cjevovoda

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak

    Masinski fakultet Sarajevo

    ljetni semestar 2013

    1. dio

  • Uvod

    Uvodni dio predavanja preuzet iz predmeta

    Transport cijevima

    zimski semestar 2012.

    Projektovanje cjevovoda2

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

  • Projektovanje cjevovoda3

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Cijevi

    Cijevi su cilindricne povrsine od cvrstog materijala, zatvorene u obimnom pravcu, cija je jedna gabaritna dimenzija duza od ostalih dviju; sa strana mogu biti otvorene ili zatvorene.

  • Projektovanje cjevovoda4

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Cijevi

    U vecini slucajeva, poprecni presjek cijevi je ogranicen glatkom krivuljom (obicno kruzni poprecni presjek).

    U slucaju drugih poprecnih presjeka (npr. kvadratni, pravougaoni, otvoreni itd.) govorimo o kanalima, koritima ili zljebovima.

  • Projektovanje cjevovoda5

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Cijevi

    Unutrasnjost cijevi se koristi za: pohranjivanje/skladistenje materijala i/ili transport materijala na srazmjerno veliku

    udaljenost.

    Zidovi (stijenke) cijevi imaju visestruku ulogu: noseca uloga (oslonci), usmjeravanje u transportu (npr. u krivinama), ocuvanje kolicine materijala, odnosno zapremine

    (vazno kod transporta gasovitih materijala), zastita materijala od dejstva vanjskih faktora i

    obrnuto (vazno npr. kod kanalizacije i otpadnih voda),

    izolacija (npr. toplotna) itd.

  • Projektovanje cjevovoda6

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Cijevi

    Zidovi (stijenka) cijevi mogu biti perforirani da bi omogucili razmjenu materijala sa okolinom,

    npr. u SAGD (steam assisted gravity drainage) procesu za dobivanje nafte iz naftnog (uljnog) pijeska.

  • Projektovanje cjevovoda7

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Cijevni sistemi

    Osim cijevi, cijevni sistemi ukljucuju i znatan broj drugih uredjaja, komponenti odn. dijelova, npr.:

    pumpe, ventilatori, kompresori,

    ventili,

    filteri,

    odvajaci materijala,

    spremnici /rezervoari,

    mjerni uredjaji i senzori,

    itd.

  • Projektovanje cjevovoda8

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Projektovanje cjevovoda

    Projektovanje cjevovoda je kontuirani, zatvoreni transport materijala na relativno veliku udaljenost.

    Projektovanje cjevovoda moze biti:

    nadzemni,

    podzemni ili

    podvodni.

    Bazira se na procesu tecenja nekog materijala kroz cijev. Zahtijeva neki fluid kao radni medij, tj. koji djeluje kao posrednik u prenosu snage, odn. energije.

  • Projektovanje cjevovoda9

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Projektovanje cjevovoda

    Transportovani materijal mora zadovoljavati odredjene zahtjeve. Moze biti u jednoj od sljedecih formi:

    fluid (tecnosti i gasovi) ili mjesavina fluida,

    cvrsti materijal ali u sipkoj formi (npr. granulat, prasak, prah itd.) ili

    mjesavina fluida i sipkog cvrstog materijala.

    Uloga transporta cijevima je prenos mase.

    Uloga hidraulike i pneumatike je prenos snage/sile ili prenos signala / informacija.

  • Projektovanje cjevovoda10

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Primjeri transporta cijevima

    transport hrane

    transport hrane, O2, CO2 , H2O

    transport O2, CO2, H2O

  • Projektovanje cjevovoda11

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Primjeri transporta cijevima

    aquaduct

    ovdje se zapravo

    radi o kanalima,

    a ne cijevima

  • Projektovanje cjevovoda12

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Primjeri transporta cijevima

    procesna tehnika i hemijska industrija

  • Projektovanje cjevovoda13

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Primjeri transporta cijevima

    vodovod i kanalizacija

  • Projektovanje cjevovoda14

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Primjeri transporta cijevima

    transport cvrstog materijala

  • Projektovanje cjevovoda15

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Projektovanje cjevovoda

    Ukljucuje razmatranje i analizu u vise razlicitih inzinjerskih disciplina:

    mehanika fluida, mehanika zrnatih materijala

    (diskretnih tijela), elasticnost/plasticnost

    (npr. analiza naprezanja i deformacija cijevi), prenos mase i toplote, termodinamika, tehnika mjerenja, tehnika spajanja (npr. zavarivanje), automatizacija i regulacije i dr.

  • Opte o predmetu

    Sedmino

    2 sata predavanjautorak, 14h-16h

    2 sata vjebisrijeda, 11h-13h , mr. Nijaz Delali

    Projektovanje cjevovoda16

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

  • Projektovanje cjevovoda17

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Metod ispitivanja / ocjenjivanja

    Aktivnost koja se zahtijeva od kandidata:predavanja, vjebe;

    Metod ispitivanja:

    kolokvij, parcijalni ispit, zavrni ispit, zadae;

    - kolokvij na poetku semestra ELIMINACIONI !!!

    - dio zadace u vidu seminarskog rada uslovi za izlazak na ispit:

    minimalno 70% prisutnosti i uredno ocjenjena zadaca;

    Metod ocjenjivanja:kolokvij 10 bodova parcijalni ispit 20 bodovazavrsni ispit 40 bodovazadaca i seminarski rad 30 bodova (10+20)

  • Projektovanje cjevovoda18

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    1. dio Osnove mehanike fluida

  • Projektovanje cjevovoda19

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Fluidi

    fluidi

    materija koja se kontinuirano deformise usljed dejstva smicuceg napona

    poprimaju oblik sistema (npr. neke posude) koji ih sadrzi, dakle imaju nestabilan oblik

    tecnosti stabilna zapremina u otvorenim sistemima

    gasovi nestabilna zapremina u otvorenim sistemima (tendencija sirenja)

  • Projektovanje cjevovoda20

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Fizicke osobine fluida

    fizicke osobine (svojstva) fluida: gustina, stisljivost, viskoznost, specificni toplotni kapacitet, termicka provodljivost, vlaznost (kod gasova), i dr.

    bitno pri proracunu i analizi: vrijednosti fizickih osobina fluida medjusobne relacije i trendovi promjene fizickih

    osobina fluida njihove ovisnosti o drugim fizickim velicinama,

    odnosno uticaj na druge fizicke velicine

  • Projektovanje cjevovoda21

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Referentni uslovi fizickih osobina

    (neke) fizicke osobine fluida variraju zavisno od vanjskih uslova

    referentni uslovi za ustaljeno izrazavanje vrijednosti fizickih osobina:

    normalni uslovi: p=101325 Pa, T0=273 K

    standardni uslovi: p=101325 Pa, T0=293 K

    normalni atmosferski uslovi:

    p=101325 Pa, Tn=288 K

    standardni tehnicki uslovi:

    p=98066.5 Pa, T0=293 K

  • Projektovanje cjevovoda22

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Gustina

    gustina

    kolicina fluida, izrazena njegovom masom, u nekom normiranom (jedinicnom) dijelu prostora:

    r = m / V

    [ kg / m3 ]

    gustina znacajno ovisi o koncentraciji dodatnih materija u nekoj tecnosti ili gasu

    npr. morska voda je znatno gusca nego obicna (izvorska) voda, sto zavisi od stope slanosti (saliniteta)

  • Projektovanje cjevovoda23

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Gustina

    gustina tecnosti: mijenja se sa temperaturom(u iznimnim slucajevima i sa pritiskom)

    gustina gasova: mijenja se sa temperaturom i pritiskom

    za uobicajene pritiske, ovisnost gustine tecnosti o temperaturi:

    rt=r293 / (1 + b (T 293))b koeficijent zapreminskog termalnog sirenja

    gustina realnog gasa (niske temperature, visoki pritisci):

    pabs = r RT Z(p,T) r(podvuceno predstavlja jednacinu stanja idealnog gasa)

    R = Runiv / M specificna gasna konstanta; za suhi zrak: 286.9 J/kgK

  • Projektovanje cjevovoda24

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Gustina

    Z (p,T) faktor kompresibilnosti gasa

    Z = 1 za idealan gas

    Z ne ovisi o vrsti gasa (da li je etan, butan i sl.)

    Tc , pc svojstva u kriticnoj tacci nema medjufaznih granica

    pr = p / pc

    Tr = T / Tc

    idealan gas

  • Projektovanje cjevovoda25

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Gustina

    Ovisno od uslova, realni gas moze imati znatno vecu gustinu od idealnog gasa.

    Npr. u kriticnoj tacci:

    za Tr = T / Tc= 1 i pr = p / pc= 1 Z 0.2

    rrealni gas = ridealni gas / Z

    rrealni gas 5 ridealni gas

  • Projektovanje cjevovoda26

    doc. Dr.-Ing. Muris Torlak2013, SS

    Masinski fakultet Sarajevo

    Stisljivost

    stisljivost

    promjena gustine fluida usljed dejstva pritiska (i/ili temperature)

    gasovi: stisljivi za otvoreni tok i Ma>0.3