Что прочнее швеллер или профильная труба: Что прочнее швеллер или профильная труба

alexxlab | 17.06.1986 | 0 | Разное

Содержание

Отличия швеллера от двутавра, Что прочнее RMS

Отличия швеллера от двутавра

Швеллер и двутавр – это виды металлических изделий с высокими прочностными характеристиками. Они популярны в строительстве, при изготовлении среднего и тяжелого оборудования, при производстве технологических линий. При одинаковой высоте двутавра и стенок швеллера и сопоставимых размерах полок двутавр имеет показатели высокой прочности и жесткости. Однако многое зависит от условий использования металлопроката, направления приложенных нагрузок и способов крепления.

Металлоизделия с П- и Н-образным профилем применяются именно в тех областях, в которых наиболее полно задействуются их технические характеристики.

Основные характеристики швеллера

Металлопрокат этого типа производится путем горячей прокатки и гибки полосовых заготовок. Согласно таблицам ГОСТ 8240 высота стенки стального швеллера 50-400 мм. Горячекатаный прокат с наклонными внутренними краями полок имеет увеличенную площадь поперечного сечения и по прочностным характеристикам аналогичен аналогам с профилем I. С целью повышения прочности и устойчивости к низким температурам прокат изготавливается из высококачественной стали.

Швеллер удобен для монтажа на ровных поверхностях. Прокат используется для усиления бетонных конструкций, создания каркасных конструкций, в производстве легкой техники и механизмов. В частном строительстве лучший выбор – швеллер, а не двутавр, что объясняется сочетанием достаточной прочности и доступной стоимости П-образного профиля. Двутавр, благодаря своей массивности и высокой прочности, в основном является применяется в крупном промышленном и гражданском строительстве.

Основные характеристики двутавровой балки

Двутавры изготавливаются с наклонными гранями полок по ГОСТ 8239-89, ассортимент продукции с параллельными гранями соответствует таблицам ГОСТ 26020 или СТО АСЧМ 20-93. Продукция отличается высокой жесткостью и прочностью, на величину которой, помимо размеров поперечного сечения, влияют:

  • марка стали, из которой производится металлопродукция, для эксплуатации при высоких нагрузках и в сложных температурных условиях используют низколегированные стали типа 09ГС;
  • длина пролета – чем больше эта величина, тем ниже несущая способность двутавровой балки;
  • способ закрепления балки, направление и характер нагрузки.

Сравнение двутавра и швеллера на прочность, в зависимости от прилагаемой нагрузки

Основное различие свойств двутавра и швеллера – разная реакция на нагрузки, в частности на кручение, что объясняется разницей в нахождении центра тяжести.

Двутавр.Максимальный объем металла, особенно в изделиях серии широких и столбчатых полок, сосредоточен в полках. Фланцы двутавровых балок, расположенные симметрично стене, воспринимают основные вертикальные нагрузки и обеспечивают высокий момент инерции. Стена работает в основном на сжатие. Этот симметричный профиль можно скрутить только тогда, когда на него установлена ​​неравномерно нагруженная пластина.Благодаря своей солидности, дороговизне и прочностным характеристикам двутавровая балка в основном используется в крупногабаритных конструкциях для создания перекрытий при высоких нагрузках.

Швеллер. Его главная характеристика – несовпадение главной оси инерции со стенкой. Эти изделия хорошо подходят для наклонного изгиба. Для создания прочного легкого металлического каркаса швеллер приваривается к коробу с усиленным швом металлическими пластинами. Создание такого металлического изделия требует больших усилий. Канал чаще всего используется для создания каркасных конструкций, изготовления полов небольших построек – дач, гаражей, хозяйственных построек – а также лестниц.

Швеллер 8 применяется в основном для укрепления конструкций внутри зданий бытового и производственного назначения. 

Швеллер 10 широко используется в машиностроении, станкостроении и в других областях промышленности.

Швеллер 12 очень схож со швеллером «восьмеркой», но имеет более высокие прочностные характеристики и несущую способность, что позволяет снижать металлоемкость конструкций, возводимых с его участием.

Швеллер 14 – один из наиболее востребованных типов швеллеров. используется в строительных конструкциях для жесткого армирования несущих деталей, придавая им металлоконструкции особую прочность и жесткость.

Изгиб швеллера | Справочник конструктора-машиностроителя

?В производстве швеллера применяются разные ткани, чаще всего это низколегированная и конструкционная сталь.
Гораздо реже это разноцветные металлы.
Первейшие требования, используемые к швеллеру, – стойкость к влиянию коррозии и крепость.
Благодаря этим качествам швеллера, изделия, сделанные с его использованием, отличаются надежностью и крепостью.


Хочу зделать забор.
Считал в качестве столбов выбрать

швеллера ( десятка ( т.е. центральная зона – 10см ), толщина стали ок 5мм на згибах чуть больше, 1 погонный метр весит – 9, 05кг, цена 1п.м.
– 246р.
) 2, 25м длинной ( заглубить на 50 см в бетон, 175см – надземная часть ) тем паче мне подходит, поскольку швеллера продаются только целиком ( в тех фирмах, где не целиком цена больше ), а 1 швеллер длинной 9 м – как раз получается 4 столба с одного швеллера.
Мне нужно 12 столбов – это как три 9 – и метровых швеллера ( те ни каких останков и соответственно дополнительных расходов ).
Кроме того швеллер удобный для покраски со всех стран ( что – бы не ржавел ), к швеллеру удобно крепить уголок ( если крепить болтами, а не электросваркой ) Но взглянув на противоположные заборчики, я не увидел ни одного где – бы в качестве столбов использовались швеллера, в основном применяют профильные трубы.
Если взять профильную трубу 80 60 4 ( 1 п.м.
весит 8, 07кг, цена 1п.м.
– 245р.
) будет ли она прочнее на изгиб швеллера ( 10см )?
( Кроме того профильная продается только совершенно, а длина ее 6м, те прийдется делать столбы длинной 3м ( заглублять на 1 м, над землей 2м ), а это 6 профильных труб по 6м, те 36м, по монетам это на треть больше )

Хочу зделать забор.
Считал в качестве столбов выбрать швеллера ( десятка ( т.е. центральная зона – 10см ), толщина стали ок 5мм на згибах чуть больше, 1 погонный метр весит – 9, 05кг, цена 1п.м.
– 246р.
) 2, 25м длинной ( заглубить на 50 см в бетон, 175см – надземная часть ) тем паче мне подходит, поскольку швеллера продаются только целиком ( в тех фирмах, где не целиком цена больше ), а 1 швеллер длинной 9 м – как раз получается 4 столба с одного швеллера.
Мне нужно 12 столбов – это как три 9 – и метровых швеллера ( те ни каких останков и соответственно дополнительных расходов ).
Кроме того

швеллер удобный для покраски со всех стран ( что – бы не ржавел ), к швеллеру удобно крепить уголок ( если крепить болтами, а не электросваркой ) Но взглянув на противоположные заборчики, я не увидел ни одного где – бы в качестве столбов использовались швеллера, в основном применяют профильные трубы.
Если взять профильную трубу 80 60 4 ( 1 п.м.
весит 8, 07кг, цена 1п.м.
– 245р.
) будет ли она прочнее на изгиб швеллера ( 10см )?
( Кроме того профильная продается только совершенно, а длина ее 6м, те прийдется делать столбы длинной 3м ( заглублять на 1 м, над землей 2м ), а это 6 профильных труб по 6м, те 36м, по монетам это на треть больше )

При использовании швеллера возрастает возможность увеличения несущих нагрузок конструкции в полном.
Швеллер прекрасно воспринимает осевые нагрузки, дает тонкие показатели работы на изгиб.
Имеются различные типоразмеры и марки этого металлического изделия.

Размерные характеристики швеллера регламентируются ГОСТом.
Размер швеллера варьируется от 4 м до 12 м.
и изготавливается : – равномерной длины ;
– кратной мерной длины ;
– много длины.
Диаметр швеллера может быть от 5 мм до 40 мм.
Но возможно изготовление и нестандартных швеллеров в зависимости от требований заказчика.

Стальной горячекатаный швеллер соответствует ГОСТ 535 – 88 и вероятен с параллельными гранями полок и с наклоном внутренних граней полок.
Наклон не может превышать 10 процентов.
Сортамент швеллера отвечает ГОСТ 8240 – 97.
Нумерация швеллера г/к соответствует размеру « стенки » в см.
Образец : Швеллер 16 обозначает, что расстояние между наружными границами 16 см.
Размеры оставшихся частей швеллера соответствуют ГОСТ ( см.
в справочнике ).
Буква « а » в номере швеллера означает более широкую полку, чем в среднем варианте изготовления, и соответственно, вес погонного метра будет больше.

« У » – обозначение уклона внутренних граней полок швеллера.
« П » – параллельные грани полок.

http://stryr.ru/ бригада сантехников стоимость сантехнических работ.

Мифы о металлических дверях

Так как металлические двери очень распространены на территории России, большинство владельцев считают себя экспертами в этой области. С полной уверенностью в своей правоте они могут утверждать истины, противоположные по сути. Как же разобраться, что из суждений «экспертов» является правдой, а что нет?

Можно выделить несколько самых популярных мифов, которые окружают входные двери металлические.

Первый миф: стальные, железные и металлические двери изготавливают из разных материалов.

Как вы понимаете, это не совсем так. Различие между этими предметами заключается лишь в названии. Все отечественные компании при производстве дверей используют один и тот же черный металл, выпускаемый либо ОАО “Северсталь”, либо ООО «Липецкий сталелитейный завод». Как правило, лист черного металла получают с помощью или горячей, или холодной катанки. Для каркаса используют гнутый профиль или профильную трубу.

Второй миф: двери, в которых используется гнутый профиль, прочнее, чем таковые с профильной трубой внутри.

Это утверждение также можно подвергнуть сомнению, прежде всего, потому что замкнутый контур из трубы намного эффективнее, чем из профиля. То же самое действительно и в отношении решеток. Некоторые считают, что сварные решетки на окна по прочности не уступают литым, однако, для специалистов очевидно: литая конструкция всегда устойчивее и жестче, чем сварная. Решетки могут изготавливаться из различных материалов, от которых и будет зависить их цена. Но нужно помнить, что выбирая недорогой материал, вы рискуете своей безопасностью и сохранностью своего жилища. То же самое касается и верных помощников вашего дома – металлических дверей.

Третий миф: двери, в которых приварены листы снаружи и изнутри, прочнее.

В этом случае также есть повод, чтобы усомниться в верности утверждения.

Полотно является жестким в большей степени благодаря ребрам жесткости, приваренным внутри, а не благодаря листам металла. Кстати, ребра жесткости из профильной трубы намного эффективнее, чем из гнутого профиля. Например, гаражные ворота часто изготавливают, используя листы металла лишь с наружной стороны. Однако никто не сомневается в их прочности, они выглядят внушительно и на самом деле являются жесткой конструкцией. То же самое происходит и с входными дверями. Их устойчивость к силовым нагрузкам зависит от того, насколько эффективно приварены ребра жесткости. Кстати, замки всегда закрываются листами металла с двух сторон. Еще одним аргументом в пользу дверей с листами металла с одной стороны можно считать факт преимущественного использования их в подъездах жилых домов и производственных помещениях.

Профильная труба цена за метр в Нижнем Новгороде

В нашей компании вы можете купить профильную трубу (ГОСТ 13663-86 и ГОСТ 8642-68) прямоугольного и квадратного сечения с толщиной стенки от 1,5 до 12 мм. Ее использование в строительстве обеспечивает прочность, жесткость по периметру каркасной металлоконструкции, надежность. За счет небольшого веса и открытых внутренних полостей общая масса возводимого объекта многократно уменьшается, что снижает нагрузку на фундамент. Использование особенно оправдано в возведении несущего каркаса и балок перекрытия, которые на 30-40% жестче, прочнее двутавра и швеллера и на 50% легче этих двух наименований. Пустоты используются для прокладки труб, разводки электрики на строящемся объекте.

СПРАВОЧНО: вес самой толстостенной профильной трубы, которую можно купить в Нижнем Новгороде у нас, на 30-40% меньше цельнометаллического варианта того же сечения.

Продаем любые объемы

Осуществляем продажу профтрубы, которая используется для производства следующих конструкций:

  • тентов, систем кондиционирования, мебели;
  • каркасов ангаров, торговых павильонов (небольшой площади), беседок;
  • строительных лесов, рекламных стоек и щитов;
  • крупных производственных объектов, торговых павильонов, иных сооружений с высокой нагрузкой.

Вероятность деформации сведена до минимума — нагрузка на каркас из профтрубы, независимо от веса, распределяется равномерно.

Прямые поставки со склада

Организуем прямые поставки профильной трубы в Нижний Новгород, предлагаем купить металлопрокат по минимальной цене за метр погонный. На профильные трубы установлена цена производителя. Для удобства нами внедрена услуга обратного звонка — клиент оставляет в специальной форме свои контактные данные, а сотрудники перезванивают. Предоставляем бесплатную консультацию по выбору размера металлопроката. Решаем организационные вопросы по доставке, способам оплаты. Работаем с клиентом на индивидуальных условиях. Предлагаем выгодную стоимость металлопроката в Нижнем Новгороде. Продажи ведутся оптом и в розницу. Актуальные цены на профильные трубы уточняются по телефону +7 (831) 281-08-40.

Что можно сделать из профильной трубы, арматуры и других видов…

Профильная и круглая труба, арматура, уголок, швеллер и другие виды металлопроката служат отличным материалом для разных металлоконструкций и малых архитектурных форм. Из них создают надежные ограды и ворота, ажурные беседки, практичные и легкие навесы, долговечные скамейки, удобную садовую мебель, качели и многое другое.

Профильная труба и Конструкции

Профильная труба – универсальный рекордсмен. Ее используют не только для устройства заборов, но и в остальных сферах она чувствует себя замечательно.

 

  • Ограждение из профильной трубы эффектно смотрится, надежное и долговечное, не требует усиленного фундамента, монтаж осуществляют без привлечения спецтехники.
  • Мебель из нее идеально подходит для промышленных, торговых и складских помещений, не менее уютно она чувствует себя в саду.
  • Беседка из профильной трубы – уже классика. Кроме того, металл отлично сочетается с другими материалами: деревом, стеклом, камнем, плиткой, что гарантирует интересные декоративные эффекты.
  • Каркасы для теплиц, жилых домов, ларьков, бытовок монтируются как разъемным, так и неразъемным способом.
  • Выставочное оборудование, стенды и витрины могут быть разной формы. Они легкие, просты в монтаже, быстро демонтируются.
  • Кровельные и технические конструкции (станины, стеллажи) устойчивы, мобильны, позволяют снизить нагрузку на стены зданий.

Строительная арматура используется при изготовлении легких оград, ворот и калиток. Этот скромный материал в руках мастера превращается в эффектные декоративные элементы, напоминающие ковку. Уголок и швеллер служат основой для арок, лестниц или навесов. Они легкие, но обеспечат конструкции достаточную жесткость и прочность.

Преимущества конструкций из металлопроката

Срок службы изделий из металлопроката исчисляется десятилетиями, а при тщательной обработке – веками. Они, значительно легче аналогичных изделий из камня, например, и прочнее изделий из пластика. Кроме того, металл – достаточно «гибкий» материал. Это позволяет создавать не только прочные и практичные, но и оригинальные конструкции, которые украсят дом, двор, сад.

Выбор профильной трубы для каркаса забора

Качественный забор должен обладать высокой прочностью и долговечностью. Его основа — это столбы и перекладины, и крайне важно правильно подобрать материал, который будет использован в строительстве. Но перед тем как приступить к работе, стоит разобраться, какие именно трубы вам нужны, в чём их отличие и как правильно рассчитать их необходимое количество.

Профильная квадратная труба – подходящий вариант для главных частей забора — столбов.

Столбы забора из профильной квадратной трубы — это несущий опорный элемент конструкции и располагаются, как правило, на удалении 2.5 м между собой. Возможно и большее расстояние (до 3 м), с условием, что выдержан одинаковый шаг между опорами.

1. Сечение профильной трубы

Обязательно нужно учесть размер сечения трубы. Наиболее оптимальный вариант — это труба сечением 60х60 мм. По стоимости это несколько дороже, чем использовать трубу с сечением 50х50 мм, но этот выбор обеспечит большую мощность и надёжность конструкции.

2. Толщина стенки

Одним из главных параметров профильной трубы является толщина стенки. Именно от неё зависит стоимость за 1 м/пог. Существует несколько типов профильной квадратной трубы, различаемых не только по внешнему сечению, но и по толщине стенок:

Столбы для будущего забора из трубы толщиной всего 1.5 мм могут оказаться чересчур хлипким и через несколько лет вам придется переделывать всю конструкцию заново. Чтобы избежать этого правильнее использовать трубу толщиной 2-3 мм. 3 мм профильная труба дороже, нежели 2-х мм, но позволяет сооружать более высокие конструкции с необходимым запасом прочности.

3. Длина

Высота столба напрямую зависит от высоты желаемого забора. Около 40% от общей длины трубы уйдет в грунт, а остальная часть будет являться столбом для забора. Так, если высота основания планируемого забора составляет 2 м, то, вам необходима длина в 3 м, т.к. необходимо углубить и забетонировать в грунт 80-120 см от общей длины. Постройка забора или ворот из профильной трубы очень универсальна, поскольку позволяет выбрать любую высоту.

4. Оцинкованная или нет?

В ассортименте нашего магазина металлопроката есть профильная оцинкованная труба 50х50 и 60х60 мм сечением 2 мм, которая не боится ржавчины и станет отличным выбором для тех, кто хочет, чтобы столбы были установлены, что называется, «на века». Правда и стоимость такой профильной трубы значительно выше, нежели простой стальной.

Прямоугольная профильная труба для перекладин

Для устройства перекладин идеально подойдет профильная прямоугольная труба сечением 40/20 мм. Толщину трубы правильнее выбрать 2 мм. Такая труба не намного дороже трубы толщиной 1.5 мм, но значительно выигрывает в мощности.

Используя трубы вышеуказанных параметров, вы получите массивный и прочный каркас для забора, который простоит много лет и может быть обшит по вашему предпочтению деревом, профлистом или металловагонкой. А для защиты конструкции от атмосферных осадков достаточно покрасить её «Грунт Эмалью» и установить пластиковые заглушки необходимого диаметра, которые также можно приобрести в нашем магазине металлопроката.

< ПредыдущаяСледующая >

как выбрать наиболее прочный профиль?

У двутавра и швеллера похожие конструкции. Благодаря П-образному сечению балки выдерживают продольные нагрузки, а в других направлениях опоры противостоят меньшим усилиям. Большую часть продукции покупают предприятия, которые возводят сооружения и занимаются машиностроением.

Двутавр прочнее швеллера. «Секрет» повышенной жесткости заключается в конструкции: полки одинаковой высоты, симметричны, выступают с одной и другой стороны. Нагрузка распределяется равномерно, большая часть направлена вдоль длинной оси.

Полки сопротивляются сжимающим усилиям, работают с обеих сторон. Когда зажатая одним концом балка установлена строго вертикально, крутящим моментом пренебрегают (из-за небольшой величины). 

Полки швеллера находятся с одной стороны и работают как два рычага. Металлопрокат испытывает усилия сжатия и скручивания. Если один конец прочно не закреплен, балке не хватает жесткости, чтобы выдержать значительные нагрузки.

Расположение точки действия суммарных сил

Швеллер и двутавр по-разному реагируют на равные боковые нагрузки. Неодинаковое восприятие объясняется расположением центра тяжести.

У швеллера точка приложения сил смещена в сторону торцов полок. Центр тяжести двутавра проходит по стенке, направлен вдоль длинной оси, располагается внутри реального контура.

Назначение обеих конструкций — для восприятия вертикально направленных сил: сжатия и растяжения. По этой причине стержни не противостоят моментам кручения большой величины.

Утверждение справедливо для традиционного применения изделий:

  • балки противостоят нагрузкам;
  • нижняя часть полок опирается на основание.

Чтобы результат отражал реальность, сравнивают несколько похожих профилей, работающих в равных условиях. Расчет показывает, если нагрузка направлена перпендикулярно продольной оси (сбоку балки), большей прочностью обладает швеллер. Полки расположены по одну сторону. Центр тяжести изделия находится за реальным поперечным сечением.

Чтобы металлопрокат противостоял большим поперечным нагрузкам, изделие укладывают стенкой вниз. Способ применяют для строительных элементов малым весом. Второй вариант расположения швеллера — набок. Если действуют большие усилия, желательно, чтобы торцы полок соприкасались с основанием сооружения или крепкими опорами.

Вывод. Если балка нужна для противостояния вертикальным и поперечным нагрузкам, покупают швеллер. Когда профиль работает в условиях повышенного сопротивления сжатию и растяжению, выбирают двутавра.

Для обеих конструкций в расчет закладывают коэффициент запаса (20-30%).

За и против швеллера и двутавра

Когда сравнивают прочность двух конструкций, используют метод сбора всех действующих сил. По формулам вычисляют значения и направленность напряжений. Учитывают характер, длительность, взаимное влияние моментов. Важно использование двутавра по назначения: для возведения колонн, прокладывания рельсовых путей.

На прочность двух конструкций влияют факторы

  • особенности сечения: направление полок и соотношение размеров: толщины, ширины, высоты, радиусов закругления элементов;
  • длина металлоконструкции с учетом нагрузки;
  • марка стали;
  • способ закрепления концов;
  • специфика работы.

Нормативные документы содержат требования к горячекатаным балкам. Максимальные и минимальные размеры профилей разных типов указаны в таблице.

Конструкция

Параметры, мм

Реквизиты норматива

Высота сечения, h

Ширина полки, b

Толщина стенки, s

Двутавры

Уклон полок 6-12 0C

100-600

55-190

4,5-12,0

8239-89

Параллельные грани

100-1013

55-400

4,1-23,0

26020-83

Уклон 12 0C и 16 0C

140-450

80-150

5,5-14,0

19425-74

Швеллеры

180-300

68-87

7,0-9,5

19425-74

Из таблицы видно: размеры сечения двутавров больше, чем у швеллеров.

Особенности работы швеллеров

По сравнению с двутавром, опора выдерживает меньшие нагрузки. Но есть много профилей, которые противостоят сопоставимым усилиям.

Швеллер применяют в случаях:

  • возведения каркасных зданий;
  • сооружения прямых и изогнутых профилей для производственного оборудования и транспорта: автомобилей, судов, железнодорожных вагонов, авиатехники.

К достоинствам швеллерного проката относят удобство использования. Так как полки выступают только с одной стороны, стенку устанавливают вплотную к соседним плоскостям. Металлы сваривают или соединяют метизами. Линия примыкания элементов не имеет зазоров.

Если швеллер подобран правильно, изделие используют как несущую балку. Профиль применяют в местах, где возникают напряжения малой и средней величины. Это сооружения с узкими пролетами, малым шагом и легкими кровлями.

Плюсы и минусы двутавров

По сравнению со швеллером, этот тип проката отличается металлоемкостью. Опоры выдерживают повышенные нагрузки. Профиль устанавливают на значительном расстоянии: шаг и ширина между осями больше, чем у швеллера.

Прокат применяют при возведении спорткомплексов, бассейнов, складов и цехов. Недостаток мощных балок — высокая цена. Продукцию используют на усиленных фундаментах.

Расходы на закупку двутавров оправданы для объектов, работающих при значительных нагрузках. Прокат приобретают для строительства большепролетных сооружений и при планировании расширения производства.

Если профессионально выполненный расчет указывает на малые напряжения, выгоднее купить швеллер.

Как сравнить две нагруженные конструкции?

Чтобы быстро выбрать более прочное изделие и не переплатить деньги, обращаются к стандартам. Кроме масс, размеров и площадей, в таблицах указаны моменты:

  • инерции;
  • кручения по осям «x» и «y».

Если параметры сечений у швеллера и двутавра примерно одинаковые, а прочности разные, выбирают изделие с большим моментом сопротивления: Wx и Wy.

Во всех стандартах перед таблицей размещены эскизы сечений. На чертежах показаны оси: «x» и «y».

Так как балочный профиль предназначен для работы на сжатие и растяжение, численное значение Wx всегда больше Wy. Утверждение справедливо для швеллера и двутавра.

Что такое «момент сопротивления»?

Характеристику используют при расчетах прочности нагруженных сооружений и конструкций. Физическая величина действует под прямым углом к рассматриваемой линии. Момент силы показывает, как металл в месте разреза сопротивляется кручению или изгибу.

Характеристика зависит от массы, геометрии сечения, прочности. Имеет значение расположение центра тяжести, сопротивление конструкции при сжатии и растяжении.

У швеллера и двутавра ось «x» проходит в плоскости сечения, параллельной полкам. Точка приложения усилий — по центру, перпендикулярно длинной оси сечения.

Когда определяют параметр, учитывают моменты:

  • инерции площади сечения;
  • полярный;
  • сопротивления площади сечения.

Ось «y» проходит в плоскости поперечного сечения, перпендикулярно полкам. В месте схода осей «x» и «y» образуется прямой угол.

У двутавра линия совпадает с вертикальной стенкой и центром тяжести, а у швеллера ось проходит параллельно. Так как полки расположены с одной стороны, центр тяжести смещен относительно реального контура профиля.

Параметр Wx показывает сопротивляемость усилиям, направленным перпендикулярно полкам, вдоль стенки. Величина Wy определяет сопротивляемость конструкций противоположным усилиям. Момент направлен перпендикулярно стенке и вдоль полок.

Распределение нагрузок на двутавр:

  • сила давит на стенки;
  • противоположная сторона опирается на кромки полок.

Варианты расположения швеллера — с опорой на кромки полок или поверхность стенки. Вне зависимости от способа, Wy направлена в сторону, противоположную опорной поверхности.

Нагруженные конструкции выдерживают максимальные нагрузки при правильном расположении:

  • стенки располагаются строго вертикально;
  • нагрузка приходится на полки.
Как выбрать более надежную конструкцию?

Чтобы сравнить прочность разных профилей, используют таблицы в стандартах. Из документов выписывают швеллера и двутавры с близкими по значению размерами.

Параметр

Двутавровая балка по ГОСТ 8239-89

Швеллерная конструкция по ГОСТ 8240-97

Номер профиля

№ 20

№ 30Л

Стенка, мм

Высота

200

300

Толщина

5,2

4,8

Полка, мм

Ширина

100

65

Толщина

8,4

7,8

Радиус закругления полки, мм

 

4,0

не определен

Площадь поперечного сечения, см2

 

26,8

24,30

Масса одного погонного метра, кг

 

21,00

19,07

Момент сопротивления по оси, см3

Wx

184,0

212,45

Wy

23,10

17,84

Подбирают несколько профилей разных типов. Сравнивают размерные характеристики и моменты сопротивления.

Самая надежная конструкция имеет больший запас прочности по Wx и Wy.

Что такое стальной уголок и швеллер?

Что такое стальной уголок и швеллер?

Что такое угловая планка?


Уголок , широко известный как уголок, представляет собой длинную сталь с двумя сторонами, перпендикулярными друг другу. Различают равнополочный угол и неравнополочный угол. Ширина двух сторон равнополочного стального уголка одинакова. Спецификация выражается в миллиметрах ширины стороны × ширины стороны × толщины стороны.Например, «∟ 30 × 30 × 3», то есть равнополочный угол с шириной стороны 30 мм и толщиной стороны 3 мм. Это также может быть выражено моделью. Модель представляет собой сантиметр ширины стороны, например ∟ 3 × 3. Модель не представляет размеры различной толщины кромки в одной и той же модели, поэтому размеры ширины кромки и толщины кромки угловой стали должны быть полностью заполнены в договор и другие документы, чтобы не использовать модель в одиночку. Спецификация горячекатаного стального равнополочного уголка составляет 2 × 3-20 × 3.Угловая сталь может использоваться для формирования различных нагруженных элементов в соответствии с различными потребностями конструкции, а также может использоваться в качестве соединения между элементами.

Он в основном используется для изготовления рамных конструкций, таких как башня высоковольтной передачи электроэнергии, рама с обеих сторон главной балки моста со стальной конструкцией, колонна и стрела башенного крана на строительной площадке, колонна и балка мастерской и т. д. , небольшие места, такие как полка в форме цветочного горшка, размещенная на участке дороги, полка с пустой солнечной энергией под окном и т. д.

Тип и спецификация уголка


Уголок стальной для судов


Описание основного продукта угловой стали для судов: из-за плохих условий работы на корабле характеристики угловой стали для судов должны иметь хорошую ударную вязкость, высокую прочность, хорошую коррозионную стойкость, характеристики сварки и характеристики поверхности. Химический состав материала также отличается от обычного уголкового железа. Его основное использование: для внутренних компонентов корпуса и так далее.

Колба плоская стальная


Сферическая плоская сталь

представляет собой сталь со средним профилем, которая в основном используется в области судостроения и мостостроения. Основные характеристики продукта:

  • 1. Форма гладкая и круглая, без линий и ребер, а поверхность других стальных стержней резная или ребристая, что приводит к небольшому сцеплению между плоской сталью и бетоном, в то время как к большому сцеплению между другими стальными стержнями и бетоном.
  • 2.В процессе производства плоской стали с конвертером в качестве сырья в основном используется расплавленное железо, и в расплавленном чугуне меньше вредных элементов. Качество производимого плоского проката относительно гарантировано.
  • 3. Высокая скорость калибровки заготовки непрерывного литья может обеспечить норму калибровки плоского проката и удовлетворить потребности пользователей.

Г-образный профиль стальной


L-образная сталь

, также известная как уголковая сталь с неравной кромкой и неравной толщиной, представляет собой новый тип профиля, подходящий для нужд крупномасштабного судостроения.Помимо крупных кораблей, сталь L-образного сечения также может использоваться в морских инженерных сооружениях и строительных конструкциях с высокими требованиями. Его основные преимущества:

  • 1. Когда высота стальной секции такая же, как у брюшной полости, коэффициент сечения и жесткость стали L-образной секции больше, чем у плоской стали с бульбом.
  • 2. При одинаковом коэффициенте сечения толщина L-образного стального листа немного меньше, чем у сферической плоской стали, что в большей степени способствует улучшению качества сварного шва.
  • 3. При том же коэффициенте сечения увеличивается вместимость корабля и повышается экономическая выгода.

Как правило, сталь с большим углом используется для длины стороны более 12,5 см, сталь со средним углом используется для длины стороны от 12,5 см до 5 см, а сталь с малым углом используется для длины стороны менее 5 см.
Длина поставки угловой стали может быть разделена на фиксированную длину и кратную длину. Диапазон выбора фиксированной длины уголка отечественного производства может составлять 3-9 м, 4-12 м, 4-19 м и 6-19 м в соответствии с номером спецификации.Диапазон длины угловой стали производства Японии составляет 6-15м.
Высота сечения неравнополочного уголка рассчитывается по длине и ширине неравнополочного уголка. Относится к стали с угловым сечением и неравной длиной с обеих сторон. Является одним из угловой стали. Его боковая длина составляет 25 мм × 16 мм · 200 мм × 125 мм. Прокатывается на стане горячей прокатки. Общая спецификация неравнополочного уголка: ∟ 50*32 — ∟ 200*125, толщиной 4-18мм

Расчетная масса уголка


Вес на метр = 0.00785 * (ширина кромки + ширина кромки – толщина кромки) * толщина кромки
Например, 50 * 5 уголка: (50 + 50-5) * 5 * 0,00785 = 3,73 (этот алгоритм может только приблизительно рассчитать вес уголка , а фактическое значение зависит от руководства по аппаратному обеспечению!)

Что такое швеллерная сталь?


Швеллерная сталь представляет собой длинную сталь с канавкой. Стальной профиль с канавкой.

Швеллерная сталь представляет собой разновидность углеродистой конструкционной стали для строительства и машиностроения.Это разновидность стального профиля сложного сечения. Его форма сечения имеет форму канавки. Швеллерная сталь в основном используется в строительных конструкциях, конструкции навесных стен, механическом оборудовании и производстве транспортных средств. При использовании требуется хорошая свариваемость, клепка и всесторонние механические свойства. Сырьем для швеллерной стали является заготовка из углеродистой или низколегированной стали с содержанием углерода не более 0,25%. Готовый швеллер должен поставляться в состоянии горячей штамповки, нормализации или горячей прокатки.Его спецификация выражается количеством миллиметров высоты талии (H) x ширины штанины (b) x толщины талии (d). Например, 100 * 48 * 5,3 означает стальной швеллер с высотой талии 100 мм, шириной ножек 48 мм и толщиной талии 5,3 мм или 10 × стальной швеллер. Для швеллерной стали с одинаковой высотой талии, если есть несколько разных ширины штанин и толщины талии, добавьте B C с правой стороны модели, чтобы различать их, например, 25 × a 25 × B 25 × C и т. д.

Классификация швеллерной стали


Швеллерная сталь

делится на обычную швеллерную сталь и легкую швеллерную сталь.Спецификация горячекатаного обыкновенного швеллера 5-40×3. Спецификация горячекатаного швеллера переменного сечения, поставляемого обеими сторонами по договоренности, составляет 6,5-30×3. Швеллер в основном используется в строительных конструкциях, автомобилестроении, другие промышленные конструкции и стационарные панели и шкафы. Швеллерная сталь часто используется в сочетании с двутавровой балкой.
Швеллерная сталь может быть разделена на четыре типа в зависимости от ее формы: холодноформованная сталь с равными кромками, холодноформованная сталь с неравными кромками, холодноформованная сталь с внутренней завивкой, холодноформованная сталь с наружной завивкой.Согласно теории стальной конструкции, это должно быть напряжение на фланцевой пластине швеллерной стали, то есть швеллерная сталь должна стоять, а не лежать.

Спецификация швеллерной стали


Спецификация швеллерной стали в основном представлена ​​высотой (H), шириной ноги (b), толщиной талии (d). В настоящее время спецификация отечественной швеллерной стали составляет от 5-40, то есть соответствующая высота составляет 5-40 см.
При той же высоте легкая швеллерная сталь имеет более узкие ножки, более тонкую талию и меньший вес, чем обычная швеллерная сталь.18-40 – крупношвеллерная сталь, 5-16 – среднешвеллерная сталь. Импортированная швеллерная сталь должна иметь маркировку с указанием фактических характеристик и размеров и соответствующих стандартов. Заказ на импорт и экспорт швеллерной стали обычно основывается на спецификации, требуемой при использовании, после определения соответствующей марки углеродистой (или низколегированной) стали. Кроме номера спецификации, швеллерная сталь не имеет определенного состава и серии исполнения.
Длина поставки швеллерной стали делится на фиксированную длину и кратную длину, а значение допуска указано в соответствующем стандарте.Диапазон выбора длины отечественного стального швеллера можно разделить на 5-12 м, 5-19 м и 6-19 м в соответствии с номером спецификации. Длина импортной швеллерной стали обычно составляет 6-15 м.

В чем разница между швеллерной и угловой сталью?


Ширина верхней и нижней полки швеллера одинаковая, а сечение в виде паза. Спецификация и модель стального швеллера выражаются в виде высоты (мм) × ширины ноги (мм) × толщины талии (мм).Угловая сталь – это сталь с сечением под прямым углом, толщина и ширина обеих сторон в основном одинаковы. Спецификация угловой стали обычно выражается в виде ширины кромки × толщины кромки.

Источник: Китайский производитель уголков — Yaang Pipe Industry Co., Limited (www.steeljrv.com)

(Yaang Pipe Industry является ведущим производителем и поставщиком изделий из никелевого сплава и нержавеющей стали, включая фланцы из супердуплексной нержавеющей стали, фланцы из нержавеющей стали, фитинги для труб из нержавеющей стали, трубы из нержавеющей стали.Продукция Yaang широко используется в судостроении, атомной энергетике, морской технике, нефтяной, химической, горнодобывающей промышленности, очистке сточных вод, природном газе и сосудах под давлением и других отраслях промышленности.)

Если вы хотите получить дополнительную информацию о статье или поделиться с нами своим мнением, свяжитесь с нами по адресу [email protected]

Обратите внимание, что вас могут заинтересовать другие технические статьи, которые мы опубликовали:

Множественный выбор

  • Структура дендритного потока имеет тенденцию развиваться в __________ .

    районы, подстилаемые равномерно расположенными трещинами или разломами
    районы складчатых толщ
    по склонам изолированных вулканов
    районы облупленных осадочных пород

  • Точечные бары отложены _______ .

    на внутренней стороне излучины меандра
    на внешней стороне излучины меандра
    у подножия водопада
    мутными течениями

  • Когда река выходит из берегов во время паводка, она сбрасывает большую часть своих более грубозернистых загружаются немедленно, образуя формы рельефа, называемые ___________.

    дельты
    аллювиальные конусы выноса
    естественные дамбы
    отмели

  • Река впадает в тихое озеро и начинает формировать ____________ .

    дельты
    аллювиальные конусы выноса
    естественные дамбы
    точечные бары

  • Что из следующего обычно уменьшается вниз по течению по длине поток?

    ширина канала
    глубина канала
    градиент
    скорость

  • Какое из следующих утверждений о течении жидкости неверно?

    по мере увеличения скорости потока ламинарный поток может измениться на турбулентный
    вязкость большинства жидкостей увеличивается с повышением температуры
    большинство ручьев и рек являются турбулентными
    чем более вязкая жидкость, тем больше вероятность ламинарного течения

  • Какой тип потока может транспортировать гравий и булыжник?

    ламинарный
    турбулентный
    и А, и В
    ни А, ни В

  • Частицы, катящиеся и скользящие по дну реки, называются _________ .



  • Какой тип материала, скорее всего, будет транспортироваться в виде подвешенного груза?

    глина
    ил
    песок
    зависит от «энергии» потока

  • Подвесной груз включает материал ___________ .

    катятся по дну потока
    временно или постоянно подвешены в потоке
    откладываются на дно потока
    катятся по дну и взвешиваются в потоке

  • Скорость, с которой взвешенные частицы становятся частью донной нагрузки ручья называется _____________.

    скорость нагнетания
    производительность
    скорость осаждения
    компетенция

  • Проточная вода разрушает твердую породу на _________ .

    абразия
    химическое и физическое выветривание
    подрезное действие течений
    все вышеперечисленное

  • На излучине реки _________ происходит снаружи излучины, а ________ происходит на внутренней стороне излучины.

    эрозия ….. отложения
    отложения …… эрозия
    эрозия …….эрозия
    отложения ….. отложение

  • Что из нижеперечисленного не определяет, является ли ручей прямым, извилистым или извилистым?

    объем потока
    количество наносов
    эрозия берегов реки
    длина реки

  • Объем воды, протекающей через точку в данное время, называется __________.

    comptence
    вязкость
    расход
    мощность

  • Какова вероятность 50-летнего наводнения в следующем году?

    2%
    10%
    50%
    по предоставленным данным определить невозможно

  • Форма продольного профиля всех ручьев __________ .

    горизонтальная линия
    прямая линия с наклоном вниз по течению
    вогнутая восходящая кривая
    вогнутая нисходящая кривая

  • Если уровень моря поднимется, наклон продольного профиля многих рек будет _________ .

    увеличить
    уменьшить
    сначала увеличить, затем уменьшить
    сначала уменьшить, затем увеличить

  • Если будет построена плотина, наносы будут ________ на верхней стороне плотины, а наносы будут ________ на нижней стороне плотины.

    накапливаться … накапливаться
    накапливаться … разрушаться
    разрушаться … накапливаться
    разрушаться … разрушаться

  • Террасы являются остатками бывших ___________ .

    поймы
    рек
    пойменные отложения
    аллювиальные конусы выноса

  • Какой тип дренажной системы вы ожидаете найти на вулкане?

    дендритная
    прямоугольная
    радиальная
    радикальная

  • Какой тип дренажной системы вы ожидаете обнаружить там, где быстрое выветривание вдоль трещин в коренных породах контролирует течение ручьев?

    дендритная
    прямоугольная
    радиальная
    коренная

  • Дельта сложена отложениями ____________ .

    отложился в устье реки
    отложился внутри петли меандра
    отложился на склоне горы
    отложился снаружи петли меандра

  • Какой из следующих процессов является наиболее важной эрозионной силой?

    ручьи
    ледники
    ветер
    волны

  • Примерно сколько растворенных материалов переносят реки каждый год?

    2-4 тысячи тонн
    2-4 миллиона тонн
    2-4 миллиарда тонн
    2-4 триллиона тонн

  • С тех пор как человек начал активно воздействовать на окружающую среду, насколько увеличился перенос наносов реками?

    10%
    50%
    100%
    200%

  • Какое из следующих течений, скорее всего, будет турбулентным?

    медленное течение в неглубоком русле
    быстрое течение в мелководном русле
    медленное течение в глубоком русле
    быстрое течение в глубоком русле

  • Какое из следующих утверждений о течении жидкости неверно?

    по мере увеличения скорости течения ламинарное течение может измениться на турбулентное
    вязкость большинства жидкостей увеличивается с повышением температуры
    большинство ручьев и рек турбулентны
    чем более вязкая жидкость, тем больше вероятность ламинарного течения

  • Какой поток может транспортировать гравий и булыжник?

    ламинарный
    турбулентный
    и A, и B
    ни A, ни B

  • Какой тип материала, скорее всего, будет транспортироваться в виде подвешенного груза?

    частицы глины
    частицы песка
    частицы гравия
    все они с одинаковой вероятностью могут быть перенесены в виде взвешенного груза

  • Какое из следующих утверждений о реках неверно?

    для одного и того же расхода ламинарные потоки обычно несут больше наносов, чем турбулентные потоки
    более быстрые течения могут нести более крупные частицы, чем более медленные течения
    более мелкие частицы оседают медленнее, чем более крупные частицы
    базовый уровень – это самый низкий уровень, до которого поток может размываться

  • Частицы размером с гравий переносятся реками в виде ________.

    подвешенный груз
    донный груз
    растворенный груз
    все эти

  • Прерывистое скачкообразное движение песчинок по дну реки называется ______.

    сальтация
    рябь
    взвесь
    меандрирование

  • При турбулентном течении более мелкие зерна не будут _________.

    подхватываться чаще, чем крупные зерна
    прыгать выше, чем крупные зерна
    оседать быстрее, чем крупные зерна
    перемещаться дальше, чем крупные зерна

  • Какая из следующих скоростей потока приведет к самым большим песчаным дюнам?

    низкая
    средняя
    высокая
    очень высокая

  • Выбоины в коренной породе речного дна образуются _____.

    соударение большой скалы, перемещаемой сильным течением, которое образует «кратер»
    шлифовальное действие гальки или булыжника в закручивающемся водовороте
    каскад воды из водопада, который стирает скалу
    ничего из вышеперечисленного

  • Из вариантов show belpw наиболее распространенным юношеским профилем поперечного сечения речной долины является _____? A
    B
    C
    D
  • Из вариантов, показанных ниже, наиболее распространенным профилем зрелой речной долины в поперечном сечении является _____? A
    B
    C
    D
  • Как называется изогнутая песчаная коса, образующаяся на внутреннем изгибе ручья?

    меандр
    точечный бар
    дюна
    старица

  • На этом рисунке стрелка указывает на a(n) _________?

    меандр
    мыс бар
    естественная дамба
    старица

  • естественные дамбы состоят из ___________.

    ил и глина, отложившиеся во время паводка
    песок и гравий, отложившиеся во время паводка
    точечные перекрытия
    точечные отмели изолированные

  • Естественные дамбы сооружены _________.

    бобры
    люди
    наводнения
    эрозия

  • Какое из следующих наводнений для данной реки будет иметь наибольший сток?

    a 5-летний
    20-летний паводок
    100-летний
    нельзя определить из предоставленной информации

  • Какое из следующих утверждений о наводнениях верно?

    50-летнее наводнение обычно имеет большую величину, чем 100-летнее наводнение.
    если существует 20-процентная вероятность наводнения определенной высоты в течение какого-либо одного года, это называется пятилетним наводнением
    повторяемость наводнения определенной высоты не зависит от ширины поймы

  • Какова основная причина, по которой отложения откладываются в виде крупных конусообразных отложений на склонах гор?

    потому что долины ручьев резко расширяются на фронте горы
    потому что долины ручьев резко изгибаются на фронте горы
    потому что долины ручьев становятся намного крутее на фронте горы
    потому что долины ручьев становятся менее крутыми на фронте горы

  • Речные террасы состоят из ________ и образовавшиеся в результате быстрого _______

    коренная порода…. оседание
    коренная порода ….. поднятие
    пойменные отложения ….. оседание
    пойменные отложения ….. поднятие

  • Если ручей прорывается через водораздел и захватывает дренаж конкурирующего ручья это называется

    конкурентный отлов
    конкурентная эрозия
    пиратство на реке
    захват на реке

  • Этот образец больше всего напоминает ________ дренаж

    дендритная
    прямоугольная
    радиальная
    решетчатая

  • На этом виде карты ручей течет _______

    сверху вниз
    снизу вверх
    справа налево
    слева направо

  • Дренажная система _________ образуется там, где быстрое выветривание вдоль трещин в коренных породах контролирует течение ручьев

    дендритная
    прямоугольная
    радиальная
    решетчатая

  • Как далеко большие реки, такие как Амазонка, могут поддерживать течение в море?

    метров
    десятков метров
    сотен метров
    многих километров

  • Дельта сложена отложениями _________

    отложен в устье реки
    отложен внутри меандровой петли
    отложен на горном фронте
    отложен на внешней стороне меандровой петли

  • Какой из следующих пластов в дельте озера состоит из тонких горизонтальных слоев грязь?

    топсет
    форсет
    низ
    все эти

  • Почему дельта Миссипи такая большая?

    потому что река Миссисипи переносит огромное количество наносов
    потому что приливы в Мексиканском заливе не очень сильные
    потому что волны в Мексиканском заливе не очень сильные
    все это

  • Восточное побережье Северной Америки отсутствует дельты, потому что ________

    волны и приливы слишком сильны
    реки вдоль восточного побережья Северной Америки не впадают в воду
    Апплачи слишком устойчивы к эрозии
    реки восточного побережья имеют слишком слабое течение, чтобы нести много наносов

    Попробуйте заполнить пустые поля

    Вернуться на домашнюю страницу физической геологии

  • Разница между круглыми и квадратными трубами

    Физика 8, 94

    Расчеты движения частиц, переносимых жидкостью, протекающей по трубе, обнаруживают удивительный эффект формы трубы.

    Трубопровод. Форма трубы оказывает большое влияние на распространение взвешенных частиц в жидкости, протекающей по трубе. Расчеты показывают, что круглые трубы обеспечивают симметричное растекание вдоль направления потока, тогда как прямоугольные трубы дают асимметрию. Трубопровод. Форма трубы оказывает большое влияние на распространение взвешенных частиц в жидкости, протекающей по трубе. Расчеты показывают, что круглые трубы обеспечивают симметричное растекание вдоль направления потока, а прямоугольные – дают… Показать больше Трубопровод. Форма трубы оказывает большое влияние на распространение взвешенных частиц в жидкости, протекающей по трубе. Расчеты показывают, что круглые трубы обеспечивают симметричное распространение вдоль направления потока, тогда как прямоугольные трубы дают асимметрию. ×

    Новые расчеты распространения частиц, переносимых по трубе жидкостью, показывают, что влияние формы трубы — круглой по сравнению с прямоугольной — более драматичен, чем предполагали исследователи.Частицы распределяются асимметрично в прямоугольной трубе, тогда как они образуют симметричное распределение как в круглой, так и в эллиптической трубе. Удивительно, но поперечное сечение, которое воспроизводит симметричное поведение круглой трубы, представляет собой не квадрат, а прямоугольник с отношением ширины к высоте приблизительно 2:1. Исследователи не могут дать простое физическое объяснение, но считают, что результаты могут помочь в оптимизации формы каналов для доставки лекарств или сосудов для химических реакций.

    Исследователи давно изучают движение частиц в жидкостях [1], например, распространение загрязняющих веществ в реке или рассеивание молекул лекарств в кровотоке. Хорошо известно, что жидкость часто ускоряет процесс растекания по сравнению с чистой диффузией. Например, дым от сигареты заполняет комнату за секунды, но если бы не было потоков воздуха, на его распространение ушли бы дни.

    Экспериментаторы часто изучают эти процессы, вводя каплю красителя в поток и наблюдая, как он распространяется во времени.По сравнению со средней скоростью потока некоторые частицы красителя будут двигаться быстрее, тогда как другие будут отставать. Исследователи определили распределение красителя для двух простейших случаев — круглой трубы и широкого плоского канала — и обнаружили, что распределение по направлению потока (вверх-вниз по течению) симметрично для круглой трубы, но не для канала. Однако никто систематически не рассматривал другие формы, такие как эллиптические трубы и прямоугольные трубы (называемые «воздуховодами») с различным соотношением ширины к высоте.

    Исследователи из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл под руководством Роберто Камассы и Ричарда Маклафлина вывели уравнения и запустили компьютерное моделирование для изучения распределения красителя для различных форм труб. Они обнаружили, что различия более драматичны, чем ожидалось.

    В своих расчетах команда представила, что краситель вводится в виде тонкого листа с поперечным сечением в одном месте внутри воздуховода или трубы. Частицы красителя увлекаются жидкостью, но с разной скоростью в зависимости от их положения.Поток в середине быстрее, чем у стен, поэтому лист краски вытягивается или изгибается посередине. Одним из статистических параметров, рассчитанных исследователями, была асимметрия, которая является мерой асимметрии в направлении вверх/вниз по течению. Нулевая асимметрия означает симметричное распределение (например, идеальную кривую нормального распределения), тогда как отрицательная асимметрия описывает одностороннее распределение с длинным хвостом в восходящем направлении. Положительная асимметрия означает, что длинный хвост находится ниже по течению.

    Для круглых и эллиптических труб асимметрия была нулевой на ранней и промежуточной стадиях течения, которые были в центре внимания данного исследования.С воздуховодами дело обстояло сложнее. Тощие протоки имели отрицательную асимметрию, тогда как толстые, почти квадратные протоки имели положительную асимметрию. Как ни странно, воздуховод с нулевой асимметрией — наиболее похожий на круглую трубу — был не квадратным, а прямоугольным, с отношением ширины к высоте примерно 1,87. Команда планирует провести эксперименты, чтобы проверить этот результат, но обнаружение того, что частицы в прямоугольном канале распространяются более симметрично, чем в квадратном, оставило их «сбитыми с толку», говорит Камасса. Другая загадка заключалась в том, что очень тонкие эллиптические воздуховоды имели нулевую асимметрию, а прямоугольные воздуховоды такой же длины имели отрицательную асимметрию.

    Знание асимметрии может быть важно в определенных ситуациях, говорит Маклафлин. Например, при доставке лекарства через трубку можно хотеть, чтобы оно поступало как острый молоток (отрицательная асимметрия) или чтобы оно постепенно нарастало (положительная асимметрия). Эти асимметрии могут также описывать опыт бактерии, когда она плывет к самой высокой концентрации питательных веществ.

    Эта работа подтверждает предыдущие предположения о важности геометрии воздуховодов, говорит Колм Колфилд из Кембриджского университета в Великобритании.Он считает, что расчеты могут помочь оптимизировать входы в системы химических реакций, в которых два или более реагентов смешиваются вместе. «Четкое предсказание зависящей от времени эволюции [асимметрии и других параметров распределения] потенциально очень важно для обеспечения полной реакции двух разных видов», — говорит Колфилд.

    Это исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters

    – Michael Schirber

    Майкл Ширбер является ответственным редактором Physics из Лиона, Франция.

    Ссылки

    1. Г. Тейлор, «Дисперсия растворимого вещества в растворителе, медленно протекающем через трубку», Proc. Р. Соц. Лондон A 219 , 186 (1953).

    Дополнительная информация


    Тематические области

    Статьи по теме

    Другие статьи

    Z-канал и другие каналы – Johnson Brothers Metal Forming Co.

    Посмотреть дополнительные каналы здесь: Каналы | U-канал и J-канал |
    Канал C и канал Box | Шляпный канал | Распорные каналы |
    Прочие каналы

    Профилированные Z-каналы обычно используются в качестве каркаса, опор, армирования, ребер жесткости для ПВХ-рельсов, направляющих, направляющих и во многих других целях.Они используются во многих отраслях промышленности, таких как: строительство, мезонины, металлические здания, гаражные ворота, заборы, дверные и оконные рамы из ПВХ, витрины и приспособления для магазинов, ящики для инструментов, металлическая мебель, корпуса, шкафы, ящики для хранения, стеллажи и т. д. многие другие отрасли. Z-Bar, Z-Channel, Zee и Purlin — все это термины, описывающие один и тот же тип профиля.

    Когда в верхней части каждой ноги есть возвраты, обычно необходимо изготовить инструмент, если только он не соответствует размеру, для которого у нас уже есть штампы.Для Zees с небольшой перемычкой между опорами также могут потребоваться новые матрицы, хотя эти матрицы не такие дорогие, как матрицы для Zees с более длинными перемычками. При достаточно большом объеме можно также пожертвовать штампы. Прогоны имеют возвраты, которые загнуты внутрь в верхней части каждой ноги с более широкой перемычкой, чем длина ног. Они очень распространены в каркасной и металлургической промышленности. Zees могут иметь такие же внутренние фланцы, но обычно их нет. Их обычно не называют прогонами, когда они используются в других отраслях.Некоторые Zees и Purlins могут быть настолько широкими, что они считаются панелями. Прогоны обычно предварительно обработаны гальваническим покрытием или другим антикоррозийным покрытием и могут быть изготовлены из всех металлов, включая алюминий и нержавеющую сталь.

    В начале 1980-х компания Johnson Bros. произвела Z-Channels для параболических спутниковых антенн размером с приемную станцию, используемых во всем мире. Они были изготовлены из дисперсионно-упрочняемого алюминия 6061-T4. Прогоны двух размеров нужно было согнуть с размахом в жестком направлении по 16 различным радиусам, составлявшим каркас тарелки.Zees могут быть такими сложными или без внутренних фланцев, которые являются очень простыми, простыми, стальными опорами дисплея.

    Возможна поточная обработка, такая как гибка по траектории и резка до конечной длины, а также: отверстия, прорези, тиснение, обработка торцевых частей, профилирование, перфорация, вырезы, гибка колец и многое другое. Готовые длины могут быть столь же короткими, как 4? или до 40 футов. Толщина может быть такой тонкой, как 0,003? или толщиной .125?. Доступны следующие варианты предварительной отделки: оцинкованная (G30, G60, G90, G210, электро, бондеризованная, гладкая краска), предварительно окрашенная, предварительно покрытая, предварительно анодированная, предварительно отполированная, удаляемая с ПВХ-покрытием, предварительно лакированная, предварительно ламинированная виниловая, алюминированная, оцинкованная, гальванизированная и другие.

    Используемые материалы: сталь, нержавеющая сталь, оцинкованный, алюминий, плакированный, высокопрочный, латунь, бронза, медь, сплавы, проволочная ткань, расширенные металлы, фольга, тиснение и перфорация среди других.

    Чтобы узнать больше о нашей продукции, пожалуйста, ознакомьтесь с информацией в нашем каталоге.


    Детали изготавливаются на заказ, а резерв на складе сохраняется только для выпусков крупных объемных заказов. Существующие образцы могут быть доступны или недоступны. Возможны прототипы для крупных заказов.

    Профили поверхности воды для ливневой канализации – Learn Stormwater Studio

    Сколько раз вы рассчитывали класс энергоэффективности для системы ливневой канализации… вручную? Это то, о чем я думал. Я работаю в этом бизнесе уже более 30 лет и могу пересчитать по пальцам одной руки, сколько раз я это делал. Вы можете это сделать, но зачем? У нас есть настольные ПК на наших рабочих столах.Но на всякий случай, если вы из толпы «Вот что я думал» или вы зависели от электронной таблицы для этого, тогда , пожалуйста, , прочитайте эту статью. Его цель:

    1. Обучать вас, чтобы вы знали, о чем говорите, и рецензенты знали это.
    2. Обучите рецензента, чтобы рецензенты знали, что вы знаете, о чем говорите.
    3. Расширение возможностей. Знания – сила в области моделирования ливневых стоков.

    Когда вы закончите читать это, вы опередите своих сверстников, лучше разбираясь в гидравлике ливневой канализации.Вы сможете узнать, правильно ли спроектирована ливневая канализация, просто взглянув на гидравлические профили.

    Эта труба течет выше, на уровне или ниже пропускной способности?

    Мы начнем с обзора гидромеханики (извините, это обязательное условие) и закончим изучением правильного расчета профилей водной поверхности (HGL и EGL) для ливневой канализации. Не волнуйтесь, мы не собираемся делать это вручную. Но вы поймете это так, как если бы делали это своими руками. Начнем…

    Три вещи, которые имеют значение

    У меня есть этот совет для всех, кто работает в области гражданского строительства, особенно для тех, кто занимается застройкой или заканчивает колледж со степенью бакалавра.Если вы помните только три вещи из своего курса «Механика жидкости», пусть это будут они. Без них в вашем наборе инструментов для проектирования дренажа вы будете хромать.

    1. Уравнение непрерывности

    Где:

    Q = расход (куб. футов в секунду)
    V = скорость (фут/с)
    A = площадь поперечного сечения потока (кв. фут)

    Это изящное маленькое уравнение стоит того, чтобы вас никогда не подвести. Вы найдете его наиболее удобным при проектировании или анализе ливневых коллекторов или открытых каналов.В первые годы моей работы в программном бизнесе редко проходил день без звонка в службу технической поддержки по поводу скорости в ливневой канализационной трубе. И, конечно же, мой стандартный ответ включал еще одно введение в уравнение непрерывности.

    Скорость = Q/площадь

    Несмотря ни на что, скорость всегда, всегда равна расходу, деленному на площадь поперечного сечения. Не полагайтесь на уравнение Мэннинга. Убери это. Если вы ищете скорость, смотрите не дальше фактической площади поперечного сечения трубы.Разделите Q на это и альт… правильная скорость гарантирована.

    Как вы узнаете ниже, площадь поперечного сечения редко соответствует тому, что говорит ваш калькулятор Мэннинга. Чтобы знать Район, нужно знать гидравлическую линию уровня (HGL). Продолжайте читать…

    2. Уравнение энергии

    Это дедушка всех уравнений H&H. Вы можете так много сделать с уравнением энергии, что это ошеломляет. Объяснить его полностью выходит за рамки данного урока.Но пока давайте придерживаться H&H для инженеров-строителей. Уравнения отверстия, уравнения плотины, уравнение Бернулли и т. д. — все они выводятся из уравнения энергии.

    И эта энергия состоит из двух частей: потенциальной и кинетической. В нашем мире потенциальная энергия равна высоте напора (HGL) в футах (Y), а кинетическая энергия равна V 2 /2g, она же скоростной напор. Красиво и просто.

    Полная энергия, которую мы называем EGL, представляет собой сумму HGL и скорости напора.

    3. Уравнение Мэннинга

    Я знаю, я только что сказал тебе убрать эту штуку.Вы можете получить его обратно сейчас.

    Каждый инженер-строитель видел это уравнение раз или два, и оно не нуждается в особом представлении, но требует объяснения. Удивительно, но в моем 650-страничном учебнике по гидромеханике его описанию посвящена всего полстраницы. Он был назван в честь ирландца Роберта Мэннинга, который никогда не посещал занятия по гидромеханике. Он не получил никакого образования или формальной подготовки в области гидромеханики или инженерии. У него было бухгалтерское образование.

    Уравнение Мэннинга используется в основном для определения потерь энергии из-за трения, подразумеваемых членом n, коэффициентом шероховатости. Термин А представляет собой фактическую площадь поперечного сечения потока. R представляет собой гидравлический радиус, который равен A, деленному на смоченный периметр этого A. Уравнение надежно до 6-процентного уклона. Это достаточно просто.

    Что озадачивает многих инженеров, так это термин S. S – наклон. Но это не уклон русла или изгиб трубы. Всегда помните об этом… Это наклон линии энергетического класса (EGL).Период.

    Выберите любые две точки, например, вдоль трубы или открытого канала. Сложите кинетическую энергию и потенциальную энергию (Y) в каждой точке. Эта сумма представляет собой полную энергию в этой точке или EGL. S — наклон линии между этими двумя точками. Разница между двумя EGL представляет собой потерю энергии из-за трения, HL. Для проектировщиков ливневой канализации разумно установить уклон трубы равным S. Таким образом, EGL проходит параллельно верхней части трубы. Возможно, но не всегда практично.

    Уравнение Мэннинга определяет HL. Обратите внимание, что наклон Invert отличается от наклона EGL.

    Понимание полной пропускной способности

    Это один из самых неправильно понимаемых терминов в гидравлике ливневой канализации. Итак, давайте установим это прямо. Полная пропускная способность — это просто расход (Q), рассчитанный по уравнению Мэннинга, при котором наклон S равен наклону обратной стороны трубы и площади поперечного сечения на полной глубине. Это не означает, что трубка не может передавать больше или меньше.Трубы могут проходить Q выше, чем «полная пропускная способность». Как показано на рисунке выше, по этой трубе проходит более высокий поток. Контрольным признаком является то, что наклон EGL больше обратного наклона. Опять же, S в уравнении Мэннинга — это наклон EGL.

    Расчет профиля водной поверхности

    Теперь, когда мы прошли базовую механику жидкости, пришло время применить эти знания для расчета профилей поверхности воды в типичной ливневой канализации.Нам нужно знать, не срывают ли наши системы крышки люков или пробивают входные отверстия, верно?

    Ниже представлен профиль существующей трехлинейной ливневой канализации. Он уже спроектирован, установлены скорости потока и т. д., но для более сильного шторма требуется профиль водной поверхности. Мы будем использовать так называемый метод стандартных шагов.

    Мы собираемся рассчитать профиль водной поверхности для этой системы.

    По сути, процесс включает 4 шага в указанном порядке, начиная с нисходящего конца и работая вверх по течению, построчно.(«Линия» — это отрезок трубы с соединением на ее верхнем конце.)

    1. Установите повышение стартовой энергии (EGL Dn).
    2. Расчет энергетического профиля трубы (EGL Up).
    3. Рассчитайте потери напора на стыке вверх по течению.
    4. Добавьте потерю напора из шага 3 к EGL Up из шага 2. (Это становится начальной энергией (EGL Dn) для следующей восходящей линии.)

    Повторяйте шаги 1–4 для каждой линии, пока не получите дошел до конца. Звучит довольно просто.Давайте пройдемся по этим шагам один за другим.

    Шаг 1. Установите пусковой EGL

    Для начальной линии этот шаг довольно прост. Большую часть времени известна поверхность воды ниже по течению, HGL, обычно называемая нижним бьефом (Tw). Стартовый EGL – это просто HGL + Velocity Head (V 2 /2g). Здесь вы разбиваете свое уравнение непрерывности, Q = VA, и вычисляете V на основе площади поперечного сечения A потока в трубе.

    Если Tw неизвестно, можно с уверенностью предположить одно из следующих:

    1. Нормальная глубина — это глубина, определяемая уравнением Мэннинга, где S и наклон обратной считаются равными.Уравнение Мэннинга можно представить в виде: Qn / 1,49S 1/2 = AR 2/3 , где левая часть уравнения представляет собой константу, которую можно вычислить по заданным значениям Q, n и S. На крутых склонах нормальная глубина может быть меньше критической. В этих случаях вместо этого используйте Критическая глубина.
    2. Критическая глубина — это глубина, где Энергия (EGL) для вашего конкретного Q минимальна. Другими словами, для всех возможных комбинаций глубины и результирующего скоростного напора это представляет наименьший EGL.Вода не предпочитает находиться на такой глубине, так как она нестабильна и имеет тенденцию быстро перемещаться на большую или меньшую глубину. По этой причине критическая глубина в качестве начального Tw — не лучший выбор.
    3. Полная глубина – Предположим, что глубина находится на вершине или вершине трубы. Всегда безопасный и консервативный выбор.

    Выше показан начальный EGL в устье, основанный на известной высоте Tw. Для остальных труб определить не так просто. Мы вернемся к этому шагу позже… в конце шага 3.

    Шаг 2. Расчет EGL для трубы

    Здесь мы используем уравнение энергии, но с изюминкой. Мы собираемся добавить потерю головы (HL). То есть потери энергии из-за трения о стенки трубы. Из-за этого мы используем уникальную форму уравнения энергии, полученную из Бернулли, которая включает уравнение Мэннинга.

    Где все термины слева от знака равенства относятся к восходящему концу (EGL Up), а справа относятся к нисходящему концу (EGL Dn).HL дается нам Мэннингом как уклон EGL (S) x длина трубы (L), где:

    Мы уже знаем EGL Dn из шага 1. Теперь цель состоит в том, чтобы найти EGL Up, используя наше новое уравнение энергии. Здесь он в полной форме с S x L вместо HL.

    Где:

    n = коэффициент шероховатости Мэннинга n
    A = площадь поперечного сечения потока
    R = гидравлический радиус
    L = длина трубы
    Q = расход
    г = сила тяжести
    V = скорость

    Для решения этого уравнения требуется итерационная процедура.2/2г. Отсюда и EGL Up. Сравните с EGL Dn + HL. Если они не совпадают в пределах желаемого допуска, например, 0,01 фута, предположение было неверным. Повторите с новым предполагаемым Y.

    Когда глубина потока меньше полной, используйте среднее значение S (наклон EGL), вычислив его для входного и нижнего концов и усреднив его, Sa = (S1 + S2)/2.

    Ваш ключевой вывод здесь заключается в том, что все дело в EGL, а не в HGL, и чтобы знать, что правильный профиль поверхности воды в трубе требует решения уравнения энергии Бернулли.

    Должен быть баланс энергии между двумя концами трубы. EGL в точке 1 должен равняться EGL в точке 2 плюс HL из уравнения Мэннинга. Если наклон EGL больше обратного наклона, это говорит о том, что Q больше, чем «Пропускная способность при полном потоке». Если наклон EGL меньше, вы будете знать, что Q ниже допустимой. В последнем случае вам следует подумать об уменьшении размера трубы, если это новая конструкция.

    Шаг 3. Расчет потерь в соединении

    Расчет потерь напора в верхнем соединении может быть более сложным, чем расчет потерь в трубе.Современный анализ предполагает рассмотрение множества компонентов потоков внутри конструкции. Они подробно описаны в HEC-22 и AASHTO и выходят за рамки данной статьи. Эти потери обычно являются функцией скорости. К ним относятся пошаговые вычисления в восходящем направлении:

    1. Потери на входе – Определяет начальный уровень энергии на основе уравнений управления на входе (водослив и диафрагма) или на выходе (частичный и полный поток).

    2.Дополнительные потери — вносят коррективы в потери на входе и основаны на уступах (форма нижней части конструкции), углах входящих линий и падающих потоках (потоках, падающих из впускных и входящих труб, которые находятся выше вершины выходящей трубы). ).

    Эти корректировки могут быть положительными или отрицательными. Например, бенчмаркинг имеет тенденцию уменьшать потери энергии, и в этом случае вы можете увидеть уменьшение линии EGL на пересечении. Во всех случаях скорректированный уровень энергии не может быть ниже начального уровня энергии, рассчитанного на шаге 1.Прости!

    3. Потери на выходе – Потери на выходе рассчитываются для каждой входной трубы и добавляются к скорректированному EGL на шаге 2. Этот вновь рассчитанный уровень энергии используется в качестве начальной энергии (EGL) для входной линии (линий).

    Вместо ручного подсчета потерь здесь более важно представить, что входит в определение потерь на стыках. Помните, что эти потери являются «энергетическими» потерями, а не прямыми изменениями поверхности воды (HGL).

    Как вы видите на перекрестке выше, EGL увеличивается по всей конструкции по мере движения вверх по течению.На самом деле их два. Первый удар, с которым вы столкнетесь, связан с потерями на входе и дополнительными потерями (корректировками). Второй подъем — это потеря на выходе, которая, наконец, приводит вас к EGL в верхнем конце перекрестка.

    Шаг 4. Настройка EGL Dn для входящей линии

    Только что вычисленный EGL становится начальным EGL для входящих строк. Все они будут использовать этот один EGL. Именно из этого EGL определяется HGL входящей трубы. А не наоборот! Вы можете наткнуться на некоторую онлайн-литературу, в которой описывается иное.Не поддавайтесь на это. Потому что, если вы это сделаете, вы, скорее всего, увидите падение EGL вверх по течению. Отрицательная потеря энергии наверняка вызовет недоумение у критического рецензента.

    HGL является компонентом EGL. Помните, что полная энергия равна потенциальному напору плюс кинетический напор в любой заданной точке. HGL – это EGL минус скоростная головка.

    Вернувшись к рисунку выше, вы заметите, что EGL идет немного по другому пути вверх по течению, чем HGL. Взглянув на это, вы можете легко определить, что восходящая труба имеет более высокую скорость, чем исходящая труба.Это верно, потому что он имеет меньшую площадь поперечного сечения. Входная труба 15 дюймов. Исходящий — 18-дюймовый.

    Резюме

    Вот и все. Базовые навыки и знания о том, как рассчитать профиль зеркала воды для ливневой канализации. Это просто повторение 4-этапного процесса, который начинается на нисходящем конце вашей системы и движется к восходящему концу. Уравнение энергии Бернулли используется для расчета EGL в трубе, а отдельная процедура используется для расчета потерь в соединении.

    Весь процесс регулируется линией энергетического уровня (EGL), а не поверхностью воды. Поверхность воды (HGL) является побочным продуктом EGL, т. е. EGL за вычетом скоростного напора.

    Когда уравнение энергии не работает

    Существуют исключения или особые случаи, когда описанная выше процедура вычисления EGL в конвейере не работает. Будут времена, когда уравнение энергии не сможет сбалансироваться, независимо от того, сколько испытаний или итераций вы выполните. Это происходит с трубами с крутым уклоном, и глубина ниже по течению является докритической, а фактическая глубина потока вверх по течению является сверхкритической, как показано ниже.Другими словами, HL настолько велико, что уравнение Мэннинга не может все это учесть.

    В этом случае HGL не удалось найти с помощью нашего традиционного решения, поэтому мы должны принять критическую глубину вверх по течению и возобновить нашу обычную процедуру. (Обратите внимание, что в соответствии с HEC-22 потери в соединении игнорируются, когда достигается критическая глубина.)

    Мы не можем перепрыгнуть пространство, разделяющее А и А’. Мы должны пройти через точку B.

    Чтобы объяснить, рассмотрим эту кривую зависимости энергии от Y, где Y — глубина потока в трубе, а Yc — критическая глубина.E представляет наш EGL. Точка A — это наша глубина вниз по течению, а точка A’ — это глубина вверх по течению, до которой мы пытаемся добраться, как в приведенном выше примере профиля.

    Наша глубина потока должна следовать вдоль кривой E vs. Y. Мы не можем перепрыгнуть пространство, разделяющее А и А’. Мы должны пройти через точку B. Но всякий раз, когда поверхность воды проходит через критическую глубину, уравнение энергии неприменимо. Он применим только к ситуациям с постепенно меняющимся потоком, а это быстро изменяющееся состояние потока.Таким образом, мы можем рассчитать EGL только в верхней части критической глубины или в нижней части. Но не то и другое одновременно. Их нужно выполнять отдельно.

    Чтобы решить эту проблему, мы принимаем критическую глубину на верхнем конце. Это касается профиля Subcritical выше Yc. Далее мы выполняем точную процедуру, как в шаге 2, но в обратном порядке. Расчеты продвигаются от восходящего потока к нисходящему, потому что наша известная Tw теперь находится на верхнем конце, критической глубине. Этот профиль находится ниже линии Yc и называется профилем сверхкритического .

    Оставаясь по обе стороны от Yc, мы не нарушаем правило «постепенно изменяющегося» потока. Но теперь у нас два профиля! Который правильный?

    У нас действительно есть конфликт между восходящим и нисходящим элементами управления, оба из которых влияют на один и тот же канал.

    Управление выше по потоку вызывает сверхкритический поток, в то время как управление ниже по потоку диктует докритический поток. Этот конфликт может быть разрешен только в том случае, если есть какие-то средства для перехода потока от одного режима к другому.

    Знакомство с гидравлическим прыжком

    Как вы уже узнали, уравнение Мэннинга может учитывать потери энергии из-за трения трубы, таким образом, значение n. Но он не может учитывать потери, возникающие при переходе между режимами течения. Экспериментальные данные показывают, что есть способ пройти через этот переход с помощью явления, известного как гидравлический прыжок. Думайте о гидравлических прыжках как о звуковых ударах, когда реактивный самолет преодолевает звуковой барьер. Процесс, часто сопровождающийся сильной турбулентностью и большими потерями энергии.Как только мы пройдем через это, все вернется на круги своя.

    Задача состоит в том, как смоделировать эту большую потерю энергии. Поскольку уравнение Мэннинга сошло со сцены, нам нужно использовать другую концепцию объединения этих двух профилей… Импульс .

    Ниже по течению и выше по течению
    Принцип импульса идеально подходит для определения глубины и местоположения гидравлических прыжков. Думайте об этом как о соревновании между парнями вверх по течению и парнями вниз по течению. Каждая команда пытается вытолкнуть другую из трубы.Конкурс обычно заканчивается ничьей, где-то посередине.

    Процедура вычисляет импульс (M) в определенных точках трубы, скажем, через каждые 5 футов. Один для докритического профиля (M1) и один для сверхкритического профиля (M2). Оба в одних и тех же местах охвата. По мере продвижения вниз по трубе эти импульсы сравниваются друг с другом. При М1 > = М2 установлено, что в этой точке должен произойти гидравлический скачок.

    Импульс M1 докритического профиля должен быть больше или равен импульсу M2 сверхкритического профиля.

    Где:

    Q = скорость потока
    A = площадь поперечного сечения потока
    Y = расстояние по вертикали от поверхности воды до центра тяжести A

    Место скачка где-то по длине трубы, когда M1 = M2.

    Если M2 продолжает превышать M1, то сила, направленная вверх по течению, больше, чем сила, направленная вниз, и прыжок просто проходит через всю трубу.

    Нет гидравлического прыжка. Побеждают те, кто выше по течению.

    Распечатка


    Узнайте больше о полном пакете программного обеспечения Hydrology Studio для проектирования ливневых стоков.

    • Студия гидрологии
    • Студия ливневых вод
    • Студия водопропускных труб
    • Студия каналов
    • Студия экспресс

    Посетите студию гидрологии сегодня.

    Прямое численное моделирование турбулентного течения в трубе при умеренно высоких числах Рейнольдса

  • 1.

    Альфредссон, П.Х., Сегалини, А., Орлю, Р.: Новое масштабирование интенсивности турбулентности в продольном направлении в турбулентных потоках, ограниченных стенками, и что оно дает нам о «внешнем» пике.физ. Жидкости 23 , 041702 (2011)

    Артикул Google Scholar

  • 2.

    Boersma, B.J.: Прямое численное моделирование турбулентного течения в трубе с числом Рейнольдса до 61 000. Дж. Физ. 318 , 042045 (2011)

    Google Scholar

  • 3.

    Чаухан, К.А., Монкевиц, П.А., Нагиб, Х.М.: Критерии оценки экспериментов в пограничных слоях с нулевым градиентом давления.Динамик жидкости Рез. 41 , 021404 (2009)

    Артикул Google Scholar

  • 4.

    Шевалье, М., Шлаттер, П., Лундблад, А., Хеннингсон, Д.С.: Симсон — Псевдоспектральный решатель для потоков в несжимаемом пограничном слое. Тех. Представитель TRITA-MEK 2007:07, KTH Mechanics, Стокгольм, Швеция (2007)

  • 5.

    Chin, C., Ooi, ASH, Marusic, I., Blackburn, HM: Влияние длины трубы на статистику турбулентности вычисляется по данным прямого численного моделирования.физ. Жидкости 22 , 115107 (2010)

    Артикул Google Scholar

  • 6.

    Коулз, Д.: Закон следа в турбулентном пограничном слое. Дж. Жидкостная механика. 1 , 191–226 (1956)

    MathSciNet Статья МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • 7.

    дель Аламо, Дж. К., Хименес, Дж.: Спектры очень больших анизотропных масштабов в турбулентных каналах. физ.Жидкости 15 , L41–L44 (2003)

    Артикул Google Scholar

  • 8.

    Эггельс, Дж. Г. М., Унгер, Ф., Вайс, М. Х., Вестервил, Дж., Адриан, Р. Дж., Фридрих, Р., Ньюштадт, ФТМ: Полностью развитый турбулентный поток в трубе: сравнение между прямым численным моделированием и эксперимент. Дж. Жидкостная механика. 268 , 175–209 (1994)

    Статья Google Scholar

  • 9.

    Fischer, PF, Lottes, JW, Kerkemeier, SG: веб-страница nek5000. http://nek5000.mcs.anl.gov (2008)

  • 10.

    Фукагата, К., Касаги, Н.: Высокоэнергосберегающий метод конечных разностей для цилиндрической системы координат. Дж. Вычисл. физ. 181 , 478–498 (2002)

    Статья МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • 11.

    Guala, M., Hommema, S.E., Adrian, R.J.: Крупномасштабные и очень крупномасштабные движения в турбулентном потоке в трубе.Дж. Жидкостная механика. 554 , 521–542 (2006)

    Статья МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • 12.

    Хойас, С., Хименес, Дж.: Влияние числа Рейнольдса на бюджет напряжения Рейнольдса в турбулентных каналах. физ. Жидкости 20 , 101511 (2008)

    Артикул Google Scholar

  • 13.

    Хименес, Дж., Хойас, С.: Турбулентные колебания над буферным слоем пристенных течений.Дж. Жидкостная механика. 611 , 215–236 (2008)

    Статья МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • 14.

    Хименес Дж., Хойас С., Сименс М.П., ​​Мизуно Ю.: Турбулентные пограничные слои и каналы при умеренных числах Рейнольдса. Дж. Жидкостная механика. 657 , 335–360 (2010)

    Статья МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • 15.

    Ким, Дж., Мойн, П., Мозер, П.: Статистика турбулентности в полностью развитом течении в канале при низком числе Рейнольдса.Дж. Жидкостная механика. 177 , 133–166 (1987)

    Статья МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • 16.

    Ким К.С., Адриан Р.Дж.: Очень крупномасштабное движение во внешнем слое. физ. Жидкости 11 , 417–422 (1999)

    MathSciNet Статья МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • 17.

    Клевицкий, Дж., Чин, К., Блэкберн, Х.М., Оои, А., Марушич, И.: Возникновение четырехслойного динамического режима в турбулентном течении в трубе.физ. Жидкости 24 , 045107 (2012)

    Артикул Google Scholar

  • 18.

    Ленарс, П., Ли, К., Бретхаувер, Шлаттер, П., Орлю, Р.: Редкий обратный поток и экстремальные нормальные к стенке колебания скорости в пристенной турбулентности. физ. Жидкости 24 , 035110 (2012)

    Артикул Google Scholar

  • 19.

    Мадей, Ю., Патера, А.: Методы спектральных элементов для уравнений Навье-Стокса.В: Нур, А.К. (ред.) Обзоры современного состояния вычислительной механики ASME, стр. 71–143 (1989)

  • 20.

    Марусич И., МакКеон Б.Дж., Монкевиц П.А., Нагиб Х.М., Смитс А.Дж.: Уолл -ограниченные турбулентные течения при высоких числах Рейнольдса: последние достижения и ключевые проблемы. физ. Жидкости 22 , 065103 (2010)

    Артикул Google Scholar

  • 21.

    Монти, Дж.П., Стюарт, Дж.А., Уильямс, Р.К., Чонг, М.С.: Крупномасштабные особенности турбулентных течений в трубах и каналах.Дж. Жидкостная механика. 589 , 147–156 (2007)

    Статья МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • 22.

    Moody, L.F.: Коэффициенты трения для течения в трубах. Транс. ASME 66 , 671–684 (1944)

    Google Scholar

  • 23.

    Нагиб, Х.М., Чаухан, К.А.: Вариации коэффициента фон Кармана в канонических потоках. физ. Жидкости 20 , 101518 (2008)

    Артикул Google Scholar

  • 24.

    Олссон, Дж., Шлаттер, П., Мавриплис, К., Хеннингсон, Д.С.: Метод спектральных элементов и псевдоспектральный метод — сравнительное исследование. В: Rønquist, E. (ed.) Lecture Notes in Computational Science and Engineering, стр. 459–467. Спрингер, Берлин, Германия (2011)

    Google Scholar

  • 25.

    Орланди, П., Фатика, М.: Прямое моделирование турбулентного потока в трубе, вращающейся вокруг своей оси. Дж. Жидкостная механика. 343 , 43–72 (1997)

    Статья МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • 26.

    Орлю, Р., Шлаттер, П.: О флуктуирующем напряжении пристеночного сдвига в турбулентных течениях в пограничном слое с нулевым градиентом давления. физ. Жидкости 23 , 021704 (2011)

    Артикул Google Scholar

  • 27.

    Шлаттер, П., Орлю, Р.: Оценка данных прямого численного моделирования турбулентных пограничных слоев. Дж. Жидкостная механика. 659 , 116–126 (2010)

    Статья МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • 28.

    Шлаттер, П., Орлю, Р.: Турбулентные пограничные слои при умеренных числах Рейнольдса: длина притока и эффекты отключения. Дж. Жидкостная механика. 710 , 5–34 (2012)

    Статья МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • 29.

    Шлаттер, П., Орлю, Р., Ли, К., Бретхаувер, Г., Франссон, Дж. Х. М., Йоханссон, А. В., Альфредссон, П. Х., Хеннингсон, Д. С.: Турбулентные пограничные слои до \({ R}e_\theta=2\text{,}500\) изучено с помощью моделирования и эксперимента.физ. Жидкости 21 , 051702 (2009)

    Артикул Google Scholar

  • 30.

    Смитс, А.Дж., МакКеон, Б.Дж., Марусик, И.: Турбулентность стенки при высоких числах Рейнольдса. Анну. Преподобный Жидкостный Мех. 43 , 353–375 (2011)

    Статья Google Scholar

  • 31.

    Spalart, P.R.: Прямое моделирование турбулентного пограничного слоя до R θ  = 1410.Дж. Жидкостная механика. 187 , 61–98 (1988)

    Статья МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • 32.

    Таламелли, А., Персиани, Ф., Франссон, Дж. Х. М., Альфредссон, П. Х., Йоханссон, А., Нагиб, Х. М., Руеди, Дж., Шринивасан, К. Р., Монкевитц, Пенсильвания: CICLoPE — ответ к необходимости экспериментов с высокими числами Рейнольдса. Динамик жидкости Рез. 41 , 1–22 (2009)

    Статья Google Scholar

  • 33.

    Вагнер, К., Хюттль, Т.Дж., Фридрих, Р.Дж.: Эффекты малых чисел Рейнольдса, полученные в результате прямого численного моделирования турбулентного течения в трубе. Комп. Жидкости 30 , 581–590 (2001)

    Артикул МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • 34.

    Уолпот, Р.Дж.Э., ван дер Гельд, К.В.М., Куэртен, Дж.Г.М.: Определение коэффициентов моделей Ланжевена для неоднородных турбулентных течений с помощью трехмерной велосиметрии отслеживания частиц и прямого численного моделирования.физ. Жидкости 19 , 045102 (2007)

    Артикул Google Scholar

  • 35.

    Wu, X., Baltzer, J.R., Adrian, R.J.: Прямое численное моделирование турбулентного течения в длинной трубе 30 R при R  +   = 685: крупномасштабные и очень крупномасштабные движения. Дж. Жидкостная механика. 698 , 235–281 (2012)

    MathSciNet Статья МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • 36.

    Ву, X., Мойн, П.: Прямое численное моделирование характеристик средней скорости в турбулентном потоке в трубе. Дж. Жидкостная механика. 608 , 81–112 (2008)

    Статья МАТЕМАТИКА Google Scholar

  • 37.

    Загарола, М.В., Смитс, А.Дж.: Масштабирование профиля средней скорости для турбулентного потока в трубе. физ. Преподобный Летт. 78 , 239–242 (1997)

    Статья Google Scholar

  • PEX против.Сравнение трубопроводной системы из ХПВХ | FlowGuard Gold

    PEX и CPVC – это системы пластиковых трубопроводов, используемые в сантехнике жилых домов. Но на этом сходство заканчивается. Итак, какой материал лучше всего подходит для вашего приложения?

    Эти два материала существенно различаются по своему химическому составу, конструкции и эксплуатационным характеристикам. Понимание этих различий может помочь вам повысить надежность и качество воды для ваших клиентов, защищая репутацию вашего бизнеса.

      FlowGuard Gold ® ХПВХ РЕХ
    Стойкость к хлору Стойкий по своей природе Подвержен деградации при определенных условиях
    Скорость потока Полнопроходные фитинги Фитинги с ограниченным потоком
    Выщелачивание Соответствует NSF 61 при любых условиях В зависимости от состояния воды для некоторых марок
    Потенциал роста биопленки Более низкий потенциал роста Более высокий потенциал роста
    УФ-облучение Не влияет на срок службы трубы Ускоряет разложение хлора
    Гарантия Применяется независимо от методов водоподготовки Аннулировано некоторыми водными условиями
    Стоимость Более низкая стоимость Более высокая стоимость
    Установка Простая установка Простая установка

    ХПВХ обладает большей устойчивостью к хлору, чем PEX

    PEX, как и полибутилен, представляет собой европейскую технологию, которая по своей природе не устойчива к химикатам для обработки воды, используемым в США.S. Главным виновником является хлор и его разновидности, такие как хлорамин и диоксид хлора. Хотя производители PEX неоднократно пытались заново изобрести этот материал, чтобы ограничить требования об ответственности за качество продукции, PEX остается восприимчивым к разложению хлором в определенных условиях.

    Это видно по рейтингам PEX. Хотя трубы PEX могут выдерживать номинальные температуру и давление 100 фунтов на квадратный дюйм при 180 ° F, труба не указана для работы в таких условиях в присутствии хлорированной воды. Использование дезинфицирующих средств на основе хлора снижает температурный рейтинг PEX на 40°F (со 180°F до 140°F.).

    Эксплуатация за пределами этих значений может привести к сокращению срока службы, как указано в технической заметке Института пластиковых труб (PPI) за 2018 год. В техническом отчете подчеркивается, что давление более 80 фунтов на квадратный дюйм, температура более 140 градусов по Фаренгейту и/или агрессивное качество воды могут значительно сократить срок службы трубы PEX.

    В присутствии горячей хлорированной воды в PEX возникли точечные утечки и поломки труб, что привело к необходимости полной замены трубы менее чем через 10 лет после установки.ХПВХ FlowGuard Gold естественным образом невосприимчив к хлору из-за включения хлора в его молекулярную структуру, а характеристики материалов не зависят от присутствия хлора. Трубы и фитинги FlowGuard Gold также доказали свою надежность в условиях воды в США на протяжении более 60 лет. ХПВХ даже рекомендуется для обработки концентрированных хлорсодержащих дезинфицирующих средств на водоочистных сооружениях.

    Поскольку системы водоснабжения продолжают расширяться, чтобы обслуживать растущие пригороды и пригороды, водоочистные сооружения переходят на более мощные дезинфицирующие средства на основе хлора, что делает устойчивость к хлору более важной, чем когда-либо.С FlowGuard Gold CPVC домовладельцы, строители и подрядчики по сантехнике могут быть спокойны благодаря присущей ХПВХ невосприимчивости к хлору.

    Трубы из ХПВХ

    обеспечивают лучшее давление воды, чем PEX

    В

    ХПВХ используются фитинги, аналогичные медным, в которых труба вставляется в фитинг. При использовании PEX труба облегает внешнюю часть фитинга, поэтому внутренний диаметр трубы уменьшается на каждом фитинге, даже при использовании полнопроходных компенсационных фитингов.

    В зависимости от используемого фитинга это может уменьшить внутренний диаметр трубы ½” на 21–35 %.При скорости 8 футов в секунду фитинги PEX создают снижение потока от 23% до 54%. Для каждого ½-дюймового фитинга фитинг PEX может привести к падению давления на фитинг от 2 до 3 фунтов на квадратный дюйм. Для сравнения, фитинги FlowGuard Gold того же размера создают перепад давления 0,3 фунта на кв. дюйм. Это приводит к тому, что системы PEX часто увеличиваются, что часто приводит к увеличению затрат и растрате воды.

    Трубы и фитинги

    FlowGuard Gold являются полнопроходными и не вызывают значительных перепадов давления.

    ХПВХ

    более эффективен для поддержания качества воды, чем PEX

    .

    Три фактора влияют на способность сантехнического материала поддерживать качество воды:

    • Потенциал роста биопленки: Биопленки, в том числе Legionella и другие вредные бактерии, могут расти внутри бытовых водопроводных труб.Независимые исследования показывают, что трубы из ХПВХ, такие как трубы и фитинги FlowGuard Gold, неизменно демонстрируют меньший риск образования биопленки, чем PEX.
    • Выщелачивание: Трубопровод PEX известен тем, что выщелачивает регулируемые вещества, включая компоненты бензина, такие как МТБЭ, ЭТБЭ, ТВА и толуол, в питьевую воду в количествах, превышающих некоторые уровни, регулируемые государством. Отраслевым стандартом для предотвращения небезопасного воздействия на здоровье водопроводных систем из-за химического выщелачивания является NSF 61. Хотя некоторые продукты PEX не сертифицированы по NSF 61 при повышенных температурах, FlowGuard Gold CPVC сертифицирован по NSF 61 при любых условиях воды и полностью соответствует всем Государственные нормативы питьевой воды.
    • Проницаемость: PEX является проницаемым материалом, что означает, что загрязняющие вещества, соприкасающиеся с внешней стороной трубы, могут передаваться через стенку трубы, что приводит к загрязнению воды. Агентство по охране окружающей среды США в своем исследовании проникновения и выщелачивания обнаружило, что винилы практически непроницаемы при низких уровнях воздействия, а при высоких уровнях воздействия фактически разрушатся, прежде чем вода загрязнится. Это означает, что трубы и фитинги на виниловой основе, такие как ХПВХ, эффективно снижают риск загрязнения воды в результате проникновения химических веществ.

    Чтобы помочь определить влияние материалов трубопроводов на качество воды, ученые Технологического института Вирджинии изучили влияние различных материалов трубопроводов, включая медь, HDPE, PEX и CPVC. Исследование показало «краткосрочную способность всех материалов для труб, кроме ХПВХ, влиять на качество воды и эстетику». В исследовании отмечается, что «ХПВХ был самым инертным из протестированных материалов и оказал наименьшее влияние на качество воды». Хотя никакая водопроводная система не может улучшить качество воды, FlowGuard Gold CPVC более эффективен, чем PEX, для поддержания качества воды.

    ХПВХ обладает лучшей устойчивостью к ультрафиолетовому излучению

    Ультрафиолетовые лучи могут исходить от солнца или люминесцентных ламп. Они имеют эффект старения на многих поверхностях, начиная от кожи человека и заканчивая пластиковыми трубами. Однако воздействие УФ-старения сильно различается между FlowGuard Gold CPVC и PEX.

    Ультрафиолетовый свет поглощает антиоксиданты, используемые в PEX для защиты от разложения хлора. В некоторых случаях всего 1 месяц воздействия УФ-лучей может сократить время до отказа PEX до 21%.

    Хотя воздействие УФ-излучения может вызвать обесцвечивание или снижение ударопрочности труб и фитингов FlowGuard Gold, это не влияет на способность выдерживать давление и ожидаемый срок службы при нормальных условиях эксплуатации.

    Гарантия ХПВХ допускает использование методов очистки воды

    Страховой институт безопасности бизнеса и дома сообщает, что 65% всех заявлений о неисправности водопроводной системы связаны с неисправностью материала, а не с замерзанием или проблемами, связанными с установкой. Эти отказы часто являются результатом разложения хлора или других агрессивных условий воды и могут произойти с PEX в течение гарантийного периода материала.

    К сожалению, для большинства водопроводных систем PEX гарантия может быть аннулирована из-за воды, для которой труба предназначена. Это связано с тем, что гарантии PEX обычно содержат «исключения» в отношении повреждения системы, вызванного состоянием воды. Таким образом, если труба PEX выходит из строя из-за коррозии или разрушения, вызванного протеканием через нее воды, гарантия не распространяется на какие-либо повреждения или ремонт.

    FlowGuard Gold CPVC — единственная водопроводная система на современном рынке, предлагающая 30-летнюю гарантию на соответствующие установки, которая применяется независимо от методов очистки воды. 1

    Стоимость и установка

    В дополнение к своей превосходной стойкости к хлору и способности поддерживать высокие скорости потока и качество воды, FlowGuard Gold CPVC представляет собой экономичный выбор с точки зрения затрат на материалы и установку.

    Когда ведущий производитель PEX опубликовал сравнение стоимости материалов FlowGuard Gold CPVC и PEX для четырехэтажного здания, мы были удивлены, увидев, что, по их собственным расчетам, FlowGuard Gold CPVC может сэкономить подрядчику более 50% по сравнению с его собственный продукт PEX.

    Кроме того, независимое исследование показало, что CPVC устанавливается примерно на 15 % быстрее, чем PEX в его наиболее распространенной конфигурации. Для PEX также требуются дорогостоящие инструменты для расширения или обжима и фитинги PEX, включая корпус и обжимные кольца, которые обычно стоят в несколько раз дороже, чем аналогичные фитинги из ХПВХ, и требуют в 2-3 раза больше времени для правильной сборки. Мало того, что фитинги PEX дороже, но даже при правильной сборке они могут привести к соединениям, которые были предметом нескольких громких отказов.

    Для подрядчиков, работающих над типичным домом на одну семью, использование FlowGuard Gold CPVC может сэкономить от 38% до 41% на проект. В течение года это выливается в десятки тысяч долларов дополнительной прибыли, в зависимости от объема.

    Внешний вид

    Строители и подрядчики должны быть уверены и гордиться внешним видом и эффективностью каждого продукта, который они используют. Трубы и фитинги FlowGuard Gold обеспечивают прямой профессиональный вид, устраняя беспорядочные участки, которые делают установку непрофессиональной и требуют больше материалов в расчете на один дом.

    Обладая большей надежностью и качеством воды, более низкими затратами и более высоким расходом, FlowGuard Gold CPVC является правильным выбором для каждого сантехнического проекта в жилых домах.

     

    1. Соответствующие требованиям установки устанавливаются подрядчиками, уполномоченными Lubrizol предоставлять гарантии FlowGuard Gold. Вся информация актуальна на момент публикации (январь 2021 г.)

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *