لوله های توزیع بخار

در بریتانیا، لوله‌کشی مطابق با استاندارد EN 10255 (لوله‌ها و لوله‌های فولادی مناسب برای پیچ شدن با رزوه‌های BS 21) در کاربردهایی که لوله به جای فلنج پیچ می‌شود نیز استفاده می‌شود. این لوله‌ها معمولاً به دلیل علائم شناسایی نواری شکل خود، «نوار آبی» و «نوار قرمز» نامیده می‌شوند. رنگ‌های مختلف به گریدهای خاصی از لوله اشاره دارند:

• باند قرمز، به دلیل سنگین بودن، معمولاً برای کاربردهای لوله بخار استفاده می‌شود.
• باند آبی، به عنوان یک ماده با درجه متوسط، معمولاً برای سیستم‌های توزیع هوا استفاده می‌شود، اگرچه گاهی اوقات برای سیستم‌های بخار کم‌فشار نیز به کار می‌رود.

نوارهای رنگی ۵۰ میلی‌متر عرض دارند و محل قرارگیری آنها روی لوله، طول آن را نشان می‌دهد. لوله‌هایی با طول کمتر از ۴ متر فقط در یک انتها دارای نوار رنگی هستند، در حالی که لوله‌های با طول ۴ تا ۷ متر در هر دو انتها دارای نوار رنگی هستند.

اندازه گیری خط لوله

اهمیت تعیین سایز خط لوله

هدف هر سیستم توزیع سیال، رساندن سیال با فشار صحیح به نقطه مصرف است. بنابراین، افت فشار در سیستم توزیع یک ویژگی مهم است.

اندازه گیری خط لوله برای مایعات

قضیه برنولی (دانیل برنولی ۱۷۰۰ – ۱۷۸۲) در بلوک ۴ – جریان‌سنجی مورد بحث قرار گرفته است. دارسی (دارسی تامپسون ۱۸۶۰ – ۱۹۴۸) اضافه کرد که برای وقوع جریان سیال، باید انرژی بیشتری در نقطه ۱ نسبت به نقطه ۲ وجود داشته باشد (شکل ۱۰.۲.۳ را ببینید). این اختلاف انرژی برای غلبه بر مقاومت اصطکاکی بین لوله و سیال در حال جریان استفاده می‌شود.

برنولی تغییرات در کل انرژی یک سیال در حال جریان را به اتلاف انرژی مرتبط می‌کند که یا بر حسب افت هد hf (m) یا افت انرژی ویژه g hf (J/kg) بیان می‌شود. این به خودی خود، بدون توانایی پیش‌بینی افت فشاری که در شرایط خاص رخ می‌دهد، چندان مفید نیست.

در اینجا، یکی از مهم‌ترین مکانیسم‌های اتلاف انرژی در یک سیال در حال جریان، یعنی اتلاف کل انرژی مکانیکی به دلیل اصطکاک در دیواره یک لوله یکنواخت حامل جریان ثابت سیال، معرفی می‌شود.

افت انرژی کل سیال در یک لوله دایره‌ای باید به موارد زیر بستگی داشته باشد:

L = طول لوله (متر)

D = قطر لوله (متر)

u = سرعت متوسط جریان سیال (متر بر ثانیه)

μ = ویسکوزیته دینامیکی سیال (kg/m3 = Pas)

italic-p – متن بدنه.jpg= چگالی سیال (کیلوگرم بر متر مکعب)

kS = زبری دیواره لوله * (متر)

* از آنجایی که اتلاف انرژی با تنش برشی در دیواره لوله مرتبط است، ماهیت سطح دیواره تأثیرگذار خواهد بود، زیرا یک سطح صاف به شیوه‌ای متفاوت از یک سطح ناهموار با سیال تعامل خواهد داشت.

همه این متغیرها در معادله دارسی-وایسباخ (که اغلب به عنوان معادله دارسی شناخته می‌شود) گرد هم آمده و به صورت معادله 10.2.1 نشان داده شده‌اند. این معادله همچنین یک عبارت بدون بعد به نام ضریب اصطکاک را معرفی می‌کند که زبری مطلق لوله را به چگالی، سرعت و ویسکوزیته سیال و قطر لوله مرتبط می‌کند.

اصطلاحی که چگالی، سرعت و ویسکوزیته سیال و قطر لوله را به هم مرتبط می‌کند، عدد رینولدز نامیده می‌شود که به نام آزبورن رینولدز (۱۸۴۲-۱۹۱۲، از کالج اوونز، منچستر، بریتانیا) نامگذاری شده است، که در حدود سال ۱۸۸۳ پیشگام این رویکرد فنی به تلفات انرژی در سیالات جاری بود.

معادله دارسی (معادله 10.2.1):

خوانندگان در برخی از نقاط جهان ممکن است معادله دارسی را به شکلی کمی متفاوت، همانطور که در معادله 10.2.2 نشان داده شده است، تشخیص دهند. معادله 10.2.2 مشابه معادله 10.2.1 است اما شامل ثابت 4 نمی‌شود.

دلیل این تفاوت، نوع ضریب اصطکاک مورد استفاده است. ضروری است که نسخه صحیح معادله دارسی با ضریب اصطکاک انتخاب شده استفاده شود. تطبیق معادله اشتباه با ضریب اصطکاک اشتباه منجر به خطای ۴۰۰٪ خواهد شد و بنابراین مهم است که ترکیب صحیح معادله و ضریب اصطکاک استفاده شود. بسیاری از کتاب‌های درسی به سادگی مشخص نمی‌کنند که کدام ضرایب اصطکاک تعریف شده‌اند و گاهی اوقات قضاوت باید بر اساس مقادیر ذکر شده باشد.

معادله 10.2.2 معمولاً توسط کسانی که به طور سنتی با واحدهای امپریال کار می‌کنند استفاده می‌شود و هنوز هم حتی زمانی که اندازه لوله‌ها بر اساس متریک بیان می‌شود، توسط متخصصان در ایالات متحده و مناطق حاشیه اقیانوس آرام مورد استفاده قرار می‌گیرد. معادله 10.2.1 معمولاً توسط کسانی که به طور سنتی با واحدهای SI کار می‌کنند استفاده می‌شود و بیشتر توسط متخصصان اروپایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای عدد رینولدز و زبری نسبی یکسان، «ضریب اصطکاک مبتنی بر امپریال» دقیقاً چهار برابر بزرگتر از «ضریب اصطکاک مبتنی بر SI» خواهد بود.

ضرایب اصطکاک را می‌توان یا از نمودار مودی تعیین کرد یا برای جریان‌های آشفته، می‌توان از معادله 10.2.3، که توسعه‌ای از فرمول کولبروک-وایت است، محاسبه کرد.

با این حال، استفاده از معادله 10.2.3 دشوار است زیرا ضریب اصطکاک در دو طرف معادله ظاهر می‌شود و به همین دلیل است که احتمالاً محاسبات دستی با استفاده از نمودار مودی انجام می‌شود.

در نمودار مودی به سبک SI، مقیاس ضریب اصطکاک معمولاً بین 0.002 تا 0.02 متغیر است، در حالی که در نمودار مودی به سبک امپریال، این مقیاس ممکن است بین 0.008 تا 0.08 باشد.

به عنوان یک قاعده کلی، برای جریان آشفته با اعداد رینولدز بین ۴۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰، ضرایب اصطکاک «مبتنی بر SI» به ترتیب پیشنهاد شده توسط معادله ۱۰.۲.۴ خواهند بود، در حالی که ضرایب اصطکاک «مبتنی بر امپریال» به ترتیب پیشنهاد شده توسط معادله ۱۰.۲.۵ خواهند بود.

ضریب اصطکاک مورد استفاده تعیین می‌کند که آیا از معادله دارسی ۱۰.۲.۱ یا ۱۰.۲.۲ استفاده شود.

برای ضرایب اصطکاک «مبتنی بر SI»، از معادله 10.2.1 و برای ضرایب اصطکاک «مبتنی بر امپریال»، از معادله 10.2.2 استفاده کنید.

مثال ۱۰.۲.۱ لوله آب

سرعت، ضریب اصطکاک و اختلاف فشار بین دو نقطه با فاصله ۱ کیلومتر از هم در یک سیستم لوله‌کشی افقی با قطر داخلی ثابت ۱۵۰ میلی‌متر را در صورتی که دبی آب ۴۵ متر مکعب بر ساعت در دمای ۱۵ درجه سانتیگراد باشد، تعیین کنید.

در اصل، ضریب اصطکاک به عدد رینولدز (Re) مایع در حال جریان و زبری نسبی (kS/d) داخل لوله بستگی دارد؛ عدد رینولدز از معادله 10.2.6 و عدد 10.2.7 محاسبه می‌شوند.

عدد رینولدز (Re)

زبری لوله یا مقدار «kS» (که اغلب در برخی متون به صورت «curly-e – body text.jpg» ذکر می‌شود) از جداول استاندارد گرفته شده است و برای «لوله فولادی تجاری» معمولاً 0.000 045 متر در نظر گرفته می‌شود.

از این طریق، ناهمواری نسبی تعیین می‌شود (همانطور که نمودار مودی این را الزامی می‌داند).

اکنون می‌توان ضریب اصطکاک را از نمودار مودی و افت فشار اصطکاکی را که از معادله دارسی مربوطه محاسبه می‌شود، تعیین کرد.

از نمودار مودی اروپا (شکل 10.2.4)،

که در آن: kS/D = 0.000 3 Re = 93 585: ضریب اصطکاک (f) = 0.005

از نمودار مودی ایالات متحده/استرالیا (شکل 10.2.5)،

که در آن: kS/D = 0.000 3 Re = 93 585 ضریب اصطکاک (f) = 0.02

با استفاده از ضرایب اصطکاک مختلف و معادلات دارسی مربوطه، همان افت فشار اصطکاکی به دست می‌آید.

در عمل، چه برای لوله‌های آب و چه برای لوله‌های بخار، تعادلی بین اندازه لوله و افت فشار برقرار می‌شود.

اندازه گذاری خطوط لوله در بخار

لوله‌کشی با قطر بزرگ به این معنی است:

• لوله‌ها، شیرآلات، اتصالات و غیره گران‌تر از حد لازم خواهند بود.
• هزینه‌های نصب بالاتری از جمله کارهای پشتیبانی، عایق‌بندی و غیره متحمل خواهید شد.
• برای لوله‌های بخار، به دلیل اتلاف حرارت بیشتر، حجم بیشتری از میعانات تشکیل می‌شود. این به نوبه خود به این معنی است که یا:

– به تله بخار بیشتری نیاز است، یا

– بخار مرطوب به محل استفاده تحویل داده می‌شود.

در یک مثال خاص:

• هزینه نصب لوله‌های بخار ۸۰ میلی‌متری ۴۴٪ بیشتر از هزینه لوله‌های ۵۰ میلی‌متری بود که می‌توانست ظرفیت کافی داشته باشد.
• گرمای از دست رفته توسط لوله‌های عایق‌بندی شده در خط لوله ۸۰ میلی‌متری حدود ۲۱٪ بیشتر از لوله ۵۰ میلی‌متری بود. هر قسمت عایق‌بندی نشده لوله ۸۰ میلی‌متری، به دلیل سطح انتقال حرارت اضافی، ۵۰٪ بیشتر از لوله ۵۰ میلی‌متری گرما از دست می‌داد.

لوله‌کشی با قطر کوچک به این معنی است:

• ممکن است در محل استفاده فشار کمتری وجود داشته باشد که می‌تواند عملکرد تجهیزات را مختل کند.
• به دلیل افت فشار بیش از حد، خطر کمبود بخار وجود دارد.
• به دلیل افزایش ذاتی سرعت بخار، خطر فرسایش، ضربه قوچ و سر و صدا بیشتر است.

همانطور که قبلاً ذکر شد، تعیین ضریب اصطکاک (f) می‌تواند دشوار باشد و خود محاسبه آن، به خصوص برای جریان بخار آشفته، زمان‌بر است. در نتیجه، نمودارها، جداول و قواعد لغزشی متعددی برای ارتباط اندازه لوله‌های بخار با نرخ جریان و افت فشار وجود دارد.

یکی از روش‌های تعیین افت فشار که در طول زمان جواب داده است، روش «ضریب فشار» است. در معادله 10.2.8 از جدولی از مقادیر ضریب فشار برای تعیین ضریب افت فشار برای یک نصب خاص استفاده شده است.

مثال ۱۰.۲.۲

سیستم نشان داده شده در شکل 10.2.6 را در نظر بگیرید و اندازه لوله مورد نیاز از دیگ بخار تا خط انشعاب واحد گرمایش را تعیین کنید. بار بخار واحد گرمایش = 270 کیلوگرم بر ساعت.

اگرچه واحد گرمایش فقط به ۲۷۰ کیلوگرم در ساعت نیاز دارد، اما به دلیل تلفات حرارتی از لوله، دیگ بخار باید بیش از این مقدار را تأمین کند.

هزینه اتصالات لوله

طول مسیر از دیگ بخار تا واحد گرمایش مشخص است، اما باید برای مقاومت اصطکاکی اضافی اتصالات، مقداری در نظر گرفته شود. این مقدار معمولاً بر حسب «طول معادل لوله» بیان می‌شود. اگر اندازه لوله مشخص باشد، مقاومت اتصالات را می‌توان محاسبه کرد. از آنجایی که اندازه لوله در این مثال هنوز مشخص نیست، می‌توان بر اساس تجربه، از اضافه کردن طول معادل استفاده کرد.

• اگر طول لوله کمتر از ۵۰ متر است، برای اتصالات ۱۰٪ تا ۲۰٪ به آن اضافه کنید.

• اگر لوله بیش از ۱۰۰ متر طول داشته باشد و مسیر آن نسبتاً مستقیم و دارای اتصالات کمی باشد، ۵ تا ۱۰ درصد اتصالات در نظر گرفته می‌شود.

• طول لوله مشابه، اما با اتصالات بیشتر، میزان مجاز را به سمت 20٪ افزایش می‌دهد.

در این مثال، طول اصلاح‌شده = ۱۵۰ متر + ۱۰٪ = ۱۶۵ متر

از جدول 10.2.2 (گزیده‌ای از جدول کامل ضریب فشار، جدول 10.2.5، که در پیوست انتهای این ماژول موجود است) می‌توان با یافتن ضرایب فشار F1 و F2 و جایگزینی آنها در معادله 10.2.8، ‘PDF’ را تعیین کرد.

از جدول ضریب فشار (به جدول 10.2.2 مراجعه کنید):

P1 = 7.0 بار g، F1 = 56.38 P2 = 6.6 بار g، F2 = 51.05

با جایگذاری این ضرایب فشار (P1 و P2) در معادله 10.2.8، مقدار PDF تعیین می‌شود:

با دنبال کردن ستون سمت چپ جدول ضرایب ظرفیت و افت فشار خط لوله (جدول 10.2.6 – گزیده‌ای که در جدول 10.2.3 نشان داده شده است)؛ نزدیکترین دو قرائت حول الزام 0.032، 0.030 و 0.040 هستند. ضریب پایین‌تر بعدی همیشه انتخاب می‌شود؛ در این مورد، 0.030.

اگرچه می‌توان مقادیر را درون‌یابی کرد، اما جدول دقیقاً با یک نمودار خط مستقیم مطابقت ندارد، بنابراین درون‌یابی نمی‌تواند کاملاً صحیح باشد. همچنین، تعیین اندازه هر لوله تا حد ظرفیت آن، رویه نادرستی است و داشتن مقداری فاصله برای در نظر گرفتن تغییرات اجتناب‌ناپذیر آینده در طراحی مهم است.

از ضریب ۰.۰۳۰، با دنبال کردن ردیف ارقام به سمت راست، مشاهده خواهد شد که:

• یک لوله ۴۰ میلی‌متری ۲۲۹.۹ کیلوگرم بر ساعت را منتقل خواهد کرد.

• یک لوله ۵۰ میلی‌متری، ۵۰۱.۱ کیلوگرم بر ساعت را منتقل خواهد کرد.

از آنجایی که این کاربرد به ۲۷۰ کیلوگرم بر ساعت نیاز دارد، لوله ۵۰ میلی‌متری انتخاب می‌شود.

با تعیین اندازه لوله با استفاده از روش افت فشار، در صورت لزوم می‌توان سرعت را بررسی کرد.

اگر به صورت جداگانه بررسی شود، این سرعت ممکن است در مقایسه با حداکثر سرعت‌های مجاز کم به نظر برسد. با این حال، این لوله اصلی بخار به گونه‌ای طراحی شده است که افت فشار را محدود کند و لوله با اندازه کوچکتر بعدی، فشار نهایی کمتری از حد مورد نیاز ۶.۶ بار در گرم ایجاد می‌کرد که غیرقابل قبول است.

همانطور که مشاهده می‌شود، این روش نسبتاً پیچیده است و می‌توان آن را با استفاده از نوموگرام نشان داده شده در شکل 10.2.9 (در پیوست این ماژول) ساده کرد. روش استفاده در مثال 10.2.3 توضیح داده شده است.

مثال ۱۰.۲.۳

با استفاده از داده‌های مثال ۱۰.۲.۲، اندازه لوله را با استفاده از نوموگرام نشان داده شده در شکل ۱۰.۲.۷ تعیین کنید.

روش:

• نقطه‌ای را روی خط بخار اشباع در فشار ۷ بار گرم انتخاب کنید و نقطه A را علامت بزنید.
• از نقطه A، یک خط افقی به دبی بخار ۲۷۰ کیلوگرم بر ساعت رسم کنید و نقطه B را علامت بزنید.
• از نقطه B، یک خط عمودی به سمت بالای نوموگرام (نقطه C) رسم کنید.
• یک خط افقی از 0.24 بار/100 متر روی مقیاس افت فشار (خط DE) رسم کنید.
• نقطه‌ای که خطوط DE و BC همدیگر را قطع می‌کنند، اندازه لوله مورد نیاز را نشان می‌دهد. در این حالت، لوله ۴۰ میلی‌متری خیلی کوچک است و از لوله ۵۰ میلی‌متری استفاده می‌شود.

با این حال، شایان ذکر است که اگر طول لوله‌ها بسیار زیاد و در شرایط روباز باشد، بررسی بار کاری لوله که در ماژول 2.12 – “مصرف بخار لوله‌ها و گرم‌کن‌های هوا” – پوشش داده شده است، ارزشمند است. سپس بار کاری باید به مصرف بخار اضافه شود تا بار کل بخار به دست آید و لوله انتخاب شده بررسی شود تا از اندازه صحیح آن اطمینان حاصل شود.

چرا سرعت در تعیین سایز لوله‌ها مهم است؟

از دانش به دست آمده در ابتدای این ماژول، و به ویژه یادداشت‌های مربوط به معادله دارسی (معادله 10.2.1)، اذعان می‌شود که سرعت عامل مهمی در تعیین اندازه لوله‌ها است. بنابراین، اگر بتوان از سرعت معقولی برای سیال خاصی که از لوله‌ها عبور می‌کند استفاده کرد، می‌توان از سرعت به عنوان یک عامل تعیین اندازه عملی استفاده کرد. به عنوان یک قاعده کلی، وقتی بخار اشباع واسطه باشد، از سرعت 25 تا 40 متر بر ثانیه استفاده می‌شود.

۴۰ متر بر ثانیه باید به عنوان یک حد عملی در نظر گرفته شود، زیرا بالاتر از این سرعت، به ویژه اگر بخار مرطوب باشد، سر و صدا و فرسایش رخ می‌دهد. برخی از استانداردهای ملی سرعت‌هایی تا ۷۶ متر بر ثانیه را برای بخار اشباع ذکر می‌کنند. این سرعت تنها در صورتی امکان‌پذیر است که بخار خشک باشد، لوله عایق‌بندی بسیار خوبی داشته باشد، نسبتاً کوتاه، مستقیم و افقی باشد و بتواند فشار مورد نیاز را در نقطه استفاده تأمین کند.

حتی این سرعت‌ها می‌توانند از نظر تأثیر بر افت فشار زیاد باشند. در خطوط انتقال طولانی‌تر، اغلب لازم است سرعت‌ها به ۱۵ متر بر ثانیه محدود شوند تا از افت فشار زیاد جلوگیری شود. توصیه می‌شود خطوط لوله با طول بیش از ۵۰ متر، صرف نظر از سرعت، همیشه از نظر افت فشار بررسی شوند.

با استفاده از جدول 10.2.4 به عنوان راهنما، می‌توان اندازه لوله‌ها را از داده‌های معلوم؛ فشار بخار، سرعت و دبی، انتخاب کرد.

به عنوان یک روش جایگزین، می‌توان اندازه لوله را به صورت حسابی محاسبه کرد. اطلاعات زیر مورد نیاز است و روش مورد استفاده برای محاسبه در زیر شرح داده شده است.

اطلاعات مورد نیاز برای محاسبه قطر لوله مورد نیاز:

مثال ۱۰.۲.۴

یک فرآیند به ۵۰۰۰ کیلوگرم بر ساعت بخار اشباع خشک در فشار ۷ بار نیاز دارد. برای اینکه سرعت جریان از ۲۵ متر بر ثانیه تجاوز نکند، اندازه لوله را تعیین کنید.

از آنجایی که سرعت بخار نباید از ۲۵ متر بر ثانیه تجاوز کند، اندازه لوله باید حداقل ۱۳۰ میلی‌متر باشد؛ نزدیکترین اندازه تجاری موجود، یعنی ۱۵۰ میلی‌متر، انتخاب خواهد شد.

باز هم، یک نوموگرام برای ساده‌سازی این فرآیند ایجاد شده است، به شکل 10.2.8 مراجعه کنید.

مثال ۱۰.۲.۵

با استفاده از اطلاعات مثال ۱۰.۲.۴، از شکل ۱۰.۲.۸ برای تعیین حداقل اندازه قابل قبول لوله استفاده کنید.

فشار ورودی = 7 بار گرم

دبی بخار = ۵۰۰۰ کیلوگرم بر ساعت

حداکثر سرعت = ۲۵ متر بر ثانیه

روش:

• یک خط افقی از خط دمای اشباع در ۷ بار گرم (نقطه A) روی مقیاس فشار تا دبی جرمی بخار ۵۰۰۰ کیلوگرم بر ساعت (نقطه B) رسم کنید.
• از نقطه B، یک خط عمودی به سرعت بخار ۲۵ متر بر ثانیه (نقطه C) رسم کنید. از نقطه C، یک خط افقی در امتداد مقیاس قطر لوله رسم کنید (نقطه D).
• لوله‌ای با قطر داخلی ۱۳۰ میلی‌متر مورد نیاز است؛ نزدیکترین اندازه موجود در بازار، یعنی ۱۵۰ میلی‌متر، انتخاب خواهد شد.

اندازه گذاری لوله ها برای بخار فوق گرم

بخار سوپرهیت را می‌توان به عنوان یک گاز خشک در نظر گرفت و بنابراین هیچ رطوبتی ندارد. در نتیجه، احتمال فرسایش لوله به دلیل قطرات آب معلق وجود ندارد و سرعت بخار می‌تواند تا 50 تا 70 متر بر ثانیه باشد، اگر افت فشار اجازه دهد. نوموگرام‌های موجود در شکل‌های 10.2.9 و 10.2.10 را می‌توان برای کاربردهای بخار سوپرهیت نیز استفاده کرد.

مثال ۱۰.۲.۶

با استفاده از گرمای تلف شده از یک فرآیند، یک دیگ بخار/سوپرهیتر 30 تن در ساعت بخار فوق گرم با فشار 50 بار و دمای 450 درجه سانتیگراد برای ارسال به نیروگاه همسایه تولید می‌کند. اگر قرار باشد سرعت از 50 متر بر ثانیه تجاوز نکند، مقدار زیر را تعیین کنید:

۱. اندازه لوله بر اساس سرعت (از شکل ۱۰.۲.۱۰ استفاده کنید).

۲. افت فشار اگر طول لوله، شامل مقادیر مجاز، ۲۰۰ متر باشد (از شکل ۱۰.۲.۹ استفاده کنید).

قسمت ۱

• با استفاده از شکل 10.2.8، یک خط عمودی از دمای 450 درجه سانتیگراد روی محور دما رسم کنید تا خط 50 بار (نقطه A) را قطع کند.
• از نقطه A، یک خط افقی به سمت چپ بکشید تا مقیاس «دبی جرمی» بخار یعنی 30000 کیلوگرم بر ساعت (30 تن بر ساعت) را قطع کند (نقطه B).
• از نقطه B، خطی را به صورت عمودی به سمت بالا رسم کنید تا جایی که با سرعت ۵۰ متر بر ثانیه در مقیاس «سرعت بخار» (نقطه C) تقاطع پیدا کند.
• از نقطه C، یک خط افقی به سمت راست بکشید تا مقیاس «قطر داخلی لوله» را قطع کند.

مقیاس «قطر داخلی لوله» لوله‌ای با قطر داخلی حدود ۱۲۰ میلی‌متر را توصیه می‌کند. از جدول ۱۰.۲.۱ و با فرض اینکه لوله از نوع لوله رده ۸۰ باشد، نزدیکترین اندازه ۱۵۰ میلی‌متر خواهد بود که قطر داخلی آن ۱۴۶.۴ میلی‌متر است.

قسمت ۲

• با استفاده از شکل 10.2.7، یک خط عمودی از دمای 450 درجه سانتیگراد روی محور دما رسم کنید تا خط 50 بار (نقطه A) را قطع کند.
• از نقطه A، یک خط افقی به سمت راست بکشید تا مقیاس «دبی جرمی بخار» یعنی 30000 کیلوگرم بر ساعت (30 تن بر ساعت) را قطع کند (نقطه B).
• از نقطه B، خطی را به صورت عمودی به سمت بالا بکشید تا مقیاس «قطر داخلی لوله» که تقریباً ۱۴۶ میلی‌متر است (نقطه C) را قطع کند.
• از نقطه C، یک خط افقی به سمت چپ بکشید تا مقیاس «افت فشار بر حسب بار/۱۰۰ متر» (نقطه D) را قطع کند.

مقیاس «افت فشار بر حسب بار/۱۰۰ متر» حدود ۰.۹ بار بر ۱۰۰ متر را نشان می‌دهد. طول لوله در این مثال ۲۰۰ متر است، بنابراین افت فشار عبارت است از:

این افت فشار باید در کارخانه فرآوری قابل قبول باشد.

استفاده از فرمول‌ها برای تعیین دبی بخار بر اساس افت فشار

فرمول‌های تجربی برای کسانی که ترجیح می‌دهند از آنها استفاده کنند، وجود دارد. معادلات 10.2.9 و 10.2.10 در زیر نشان داده شده‌اند. این معادلات طی سال‌های متمادی آزمایش و بررسی شده‌اند و به نظر می‌رسد نتایجی نزدیک به روش ضریب فشار ارائه می‌دهند. مزیت استفاده از این فرمول‌ها این است که می‌توان آنها را در یک ماشین حساب علمی یا یک صفحه گسترده برنامه‌ریزی کرد و در نتیجه بدون نیاز به جستجوی جداول و نمودارها از آنها استفاده کرد. معادله 10.2.10 مستلزم مشخص بودن حجم خاص بخار است، به این معنی که لازم است این مقدار را از جدول بخار جستجو کرد. همچنین، معادله 10.2.10 باید به حداکثر طول لوله 200 متر محدود شود.

معادله ۱۰.۲.۹ فرمول افت فشار ۱ 

معادله ۱۰.۲.۱۰ افت فشار در فرم ۲ (حداکثر طول لوله: ۲۰۰ متر)

تابستانی

• انتخاب جنس لوله و ضخامت دیواره مورد نیاز برای یک نصب خاص در استانداردهایی مانند EN 45510 و ASME 31.1 تصریح شده است.
• انتخاب اندازه مناسب لوله (قطر اسمی) برای یک کاربرد خاص بر اساس شناسایی دقیق فشار و دبی است. اندازه لوله ممکن است بر اساس موارد زیر انتخاب شود:

– سرعت (معمولاً لوله‌هایی با طول کمتر از ۵۰ متر).

– افت فشار (به عنوان یک قاعده کلی، افت فشار معمولاً نباید از 0.1 بار در 50 متر بیشتر شود.