代写工程硕士论文范文：探索塑料类管材在暖通空调工程中的应用方

1、代写工程硕士论文范文：探索塑料类管材在暖通空调工程中的应用方法    代写工程硕士论文范文：探索塑料类管材在暖通空调工程中的应用方法 摘要:塑料类管材近年来在暖通空调工程中得到日益广泛的应用,主要是用于热水地面辐射供暖系统,顶棚或地面冷暖辐射系统,集中供暖计量供热或分户独立热源的住宅内供暖系统等需要。简要分析塑料管材在暖通工程中的应用与计算。 关键词:暖通工程 塑料管材 应用 1塑料管材的种类和应用自2000年6月1日起,在城镇新建住宅建设中,禁止冷镀锌钢管用于室内管道,并根据当地实际情况逐步限时禁止使用镀锌钢管,推广使用铝

2、塑复合管,聚乙烯管,聚丙烯等新型管材,禁止使用和推广应用的对象,局限于城镇新建住宅和室内给水管道。塑料管材生产过程耗能低,污染小,又有较小的水阻力,而且便于施工安装,管材价格下降空间大,在质量和应用得当的条件下有较长使用寿命的特点,在各类建筑中得到越来越广泛的应用。硬质聚氯乙烯管已逐步替代铸铁管广泛应用于排水管道。室外地下埋设的燃气管已开始采用高密度聚乙烯管。室内的冷水管、中水管,可以使用价位较低的承压硬质聚乙烯管、中密度聚乙烯管、均聚聚丙烯管、嵌段共聚丙烯管材。暖通空调工程中应用的管材,应适应输送不同温度热介质的需要。在众多建筑用塑料管中,仅有一部分管材适用于输送热介质。目前主要有:聚氯乙烯

3、耐热管、交联聚乙烯管、非交联耐热聚乙烯管、无规共聚丙烯管、聚丁烯管和铝塑复合管中的部分产品。 2使用塑料管材应进行强度计算不论是金属管材还是塑料管材,在内压作用下,管壁的任何一点都会产生三个方向的力,即:轴间、径向、环向。在这三个应力中,环向应力最大。环向应力由公式(1)计算。=pD/2(1)式中：为环向应力,MPa;p为管内压力,MPa;D为管径,mm;为管壁厚,mm。显然,管材的允许应力D应该不小于管道所承受的环向应力,即D将式(1)变换为可用以确定管壁厚度的形式,可得式(2)。pD/2D(2)在以往的使用过程中,我们习惯使用金属管材,这是因为温度对金属管材的允许设计应力影响不大

4、。金属管材的使用寿命主要取决于腐蚀速度,因此要考虑焊缝因数和腐蚀裕量,管壁厚度计算应按(3)进行。pD/2D+C(3)式中为焊缝因数,1;C为腐蚀裕量,应为年腐蚀量与预期使用年限的乘积。暖通空调系统的工作压力一般不超过1.0MPa,可见焊接钢管的管壁厚度,主要不是满足承受应力,而是满足腐蚀因素的需要。所以,除高压特殊条件下以外,使用钢管一般不需要进行允许设计应力的强度验算。塑料类管道不需要考虑焊缝因素和腐蚀裕量,故仍可按(2)式计算管壁厚度。但是,式(1)(3)中的管径D,对于钢管是指内径,而对于塑料管是指外径减去一个壁厚的中径,(2)式应设为(4)式的形式。p(D-)/2D(4)塑料管材与金

5、属管材在力学性质上的主要区别是:使用温度对允许设计应力的影响极大,冷态下的承压能力不能用以判断在长期使用条件下的耐久性。使用寿命主要取决于不同使用温度对管材的累积破坏作用。 3塑料管材的选择计算塑料类管道强度计算常用式(4)的变通形式:D/pD-/2=S(5)式中:S用于确定塑料类管材的尺寸系列。式(5)中的第一项是管材允许应力与管材应用系统工作压力的比值,第二项内集中了只与管道尺寸有关的参数。用式(5)可以在允许设计应力和系统工作压力既定的条件下,便捷地直接计算S值以确定应该选用的塑料类管材的尺寸系列(S系列),并确定不同管道外径所需要的壁厚。塑料类管道划分为2、2.5、3.2、4

6、.5、6.3、8和10共计8个系列。每一种材质的塑料管,实际上只生产中间的几个系列产品,S2和S10系列一般不生产。 4关于铝塑复合管铝塑复合管是以焊接铝管为中间层,内外层均为塑料,通过挤出成型复合成一体的管材。铝塑复合管是由塑料和铝材两种杨氏模量相差很大的材料组成的多层管,在承受内压时,厚度方向的管环向应力分布是不等值的,无法考虑各种使用温度的积累作用,而且、每一种管径只有一个壁厚,因此不能用S值来选用管材或确定管材的壁厚。早期最典型的铝塑复合管,采用中、高密度聚乙烯塑料的,称为铝塑复合管,采用交联中、高密度聚乙烯塑料的,可以用于输送热介质,称为交联铝塑料复合管。近年来,铝塑料复合

7、管的种类日益繁多,到目前为止,搭接焊式的大致有:PAP聚乙烯或无规共聚聚丙烯/铝/聚乙烯或无规共聚聚丙烯铝塑复合管,XPAP交联聚乙烯/铝合金/交联聚乙烯铝塑复合管;对接焊式的有:PAP3聚乙烯/铝/交联聚乙烯(三型铝塑管),PAP4聚乙烯/铝/聚乙烯(四型铝塑管,可用于输送燃气等气体),RPAP5耐热聚乙烯/铝/耐热聚乙烯(五型铝塑管)。对铝塑复合管的选用,大致有两种方法:a.根据生产厂家提供的长期工作温度和允许工作压力直接选择不同类别的铝塑管以及不同管径的单一壁厚。b.近似根据相应单一塑料材料的许用设计应力,仍用S值来确定壁厚,并与不同管径铝塑复合管的单一壁厚作比较,以确定是否可以满足要求

8、。尽管各种铝塑复合管均称长期工作温度可以达到60或以上,但是,由于长期工作温度这个概念比较模糊,个人认为,仍然只有采用交联聚乙烯塑料,无规共聚聚丙烯塑料和非交联耐热聚乙烯塑料的铝塑复合管,才可以用于输送热介质,而且以第二种方法选用为稳妥。 5各种塑料管的比较从以下几个方面进行各类管材的比较:5.1按照许用设计应力排序。在相同的使用条件等级和有效使用寿命条件下,各类管材的允许设计应力由高到低大致为:聚丁烯管、交联聚乙烯管、无规共聚聚乙烯管、非交联耐热聚乙烯管。铝塑复合管没有允许设计应力数值,如果按照交联铝塑复合管,长期工作温度82允许工作压力0.86MPa推算,公称外径20mm的管道允

9、许设计应力为4.30MPa,公称外径25mm约为4.30MPa,公称外径32mm的约为4.58MPa,大体与聚丁烯管相近。5.2按市场价格的高低排列,大体上也是上述顺序。也就是说,允许设计应力较低的管材具有价格方面的优势。工程应用中,并非一定要选用许用设计应力高的管材。例如,散热器供暖系统的热源为户式燃气热水炉时,工作压力不会超过0.3MPa,如果采用聚丁烯管,S=D/p=4.30MPa、10.3MPa、14.37MPa,按照强度计算可以采用S8系列;如果采用无规共聚聚丙烯管,S=D/p=1.90MPa/0.3MPa=6.33,按照强度计算可以采用S6.3系列,但根据最小壁厚要求,管材宜优于S5系列.价格较高的聚丁烯管就显得“大材小用”了。5.3有效质量控制。据塑料工业