СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ СРЕДСТВАМИ КРЕПЛЕНИЯ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО УЧАСТКА ТРУБОПРОВОДА В ЗДАНИИ
METHOD FOR DETERMINING THE DISTANCE BETWEEN THE MEANS OF FASTENING A STRAIGHT SECTION OF A PIPELINE IN A BUILDING

Предлагаемый способ относится к области строительства, и может быть использован для определения расстояния между средствами креплений прямолинейного участка трубопровода в здании.
Известен приближенный способ определения расстояния между средствами крепления прямолинейного участка трубопровода, при перемещении в нем жидкости. Согласно п. 6.1.9 Свода правил СП 73.13330.2016 «Внутренние санитарно-технические системы зданий», средства креплений прямолинейных участков трубопроводов (стояков) в жилых и общественных зданиях устанавливают на расстоянии (с шагом), равном половине высоты этажа, а в промышленных зданиях не менее чем 3 м.
Результаты исследований, представленные в:
[Прокофьев, А.Б. Разработка метода комплексного анализа динамики прочности трубопроводных систем с гасителями колебаний рабочей жидкости: дисс. … д-ра техн. наук: 01.02.06 / Прокофьев Андрей Брониславович. – Самара, 2008. – 342 с.],
[Гладких, П.А. Вибрации в трубопроводах и методы их устранения / П.А. Гладких, С.А. Хачатурян. – М.: Машгиз, 1959. – 243 с.],
[Гладких, П.А. Борьба с шумом и вибрацией в судостроении / П.А. Гладких. – Л.: Судостроение, 1971. – 176 с.],
[Макарьянц, Г.М. Разработка методик расчета и исследование виброакустических характеристик трубопроводных систем: дисс. ... канд. техн. наук: 01.02.06 / Макарьянц, Георгий Михайлович. – Самара, 2004. – 191 с.],
показывают, что при закреплении прямолинейного участка трубопровода, заполненного водой, необходимо учитывать возможность возникновения резонанса, обусловленного совпадением собственной резонансной частоты прямолинейного участка трубопровода при перемещении в нем жидкости с частотой вынужденных колебаний жидкости, которая перемещается по трубе, от рабочего колеса насоса. Исследования, проведенные в жилых высотных зданиях, показывают, что вероятность возникновения резонанса возрастает  с увеличением длины прямолинейного участка. В результате резонанса частот  в помещениях, через которые проходит прямолинейный участок трубопровода, возникает шум, свист и т. п., происходит нарушение санитарных требований по уровню шума в помещениях с постоянным пребыванием людей [Санитарные правила и нормы СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования  к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания»].
l
Таким образом, известный способ определения расстояния между средствами крепления прямолинейного участка трубопровода не обеспечивает нахождения предельного расстояния , м между средствами креплений прямолинейного участка трубопровода в здании, при котором исключается возникновение резонанса, обусловленного совпадением собственной резонансной частоты прямолинейного участка трубопровода при перемещении в нем жидкости с частотой вынужденных колебаний жидкости, которая перемещается по трубе,  от рабочего колеса насоса.
Техническая проблема заключается в отсутствии способа определения расстояния между средствами креплений прямолинейного участка трубопровода, в здании, при котором исключается возникновение резонанса, обусловленного совпадением собственной резонансной частоты прямолинейного участка трубопровода при перемещении в нем жидкости с частотой вынужденных колебаний жидкости, которая перемещается по трубе, от рабочего колеса насоса.
n
f
F
d
l
f
1
1
Указанная проблема решается за счет того, что способ определения расстояния между средствами крепления прямолинейного участка трубопровода  в здании, характеризующийся тем, что определяют частоту вращения привода насоса, обеспечивающего пульсирующую подачу и перемещение жидкости  в трубе на прямолинейном участке трубопровода , затем находят первую критическую частоту вынужденных колебаний жидкости от рабочего колеса насоса , далее определяют величину собственной резонансной частоты прямолинейного участка трубопровода при перемещении в нем жидкости , после чего измеряют наружный диаметр трубы на прямолинейном участке трубопровода , далее измеряют толщину стенки трубы на прямолинейном участке трубопровода δ, после чего определяют предельное расстояние между средствами крепления прямолинейного участка трубопровода в зданиях,  при этом первую критическую частоту вынужденных колебаний жидкости  от рабочего колеса насоса , Гц находят из соотношения:
f
n
z
1
= (/ 60) ,
n
где – частота вращения привода насоса, обеспечивающего пульсирующую подачу и перемещение жидкости в трубе на прямолинейном участке трубопровода, оборотов / мин;
z
– число элементов рабочего органа насоса, в зависимости от типа насоса определяется как:
– число лопастей рабочего колеса для центробежного насоса;
– число плунжеров для аксиально-поршневого насоса;
– число зубьев шестерни шестеренного насоса,
F
причем величину собственной резонансной частоты прямолинейного участка трубопровода при перемещении в нем жидкости , Гц, определяют  по выражению:
F
k
f
1
= ,
k
где  – коэффициент запаса;
f
1
– первая критическая частота вынужденных колебаний жидкости от рабочего колеса насоса, Гц,
l
при этом предельное расстояние между средствами крепления прямолинейного участка трубопровода в здании, мопределяют по выражению:
l
F
d
-0,603
0,659
-0,754
= 7,389  δ,
F
где – величина собственной резонансной частоты прямолинейного участка трубопровода при перемещении в нем жидкости, Гц;
d
– наружный диаметр трубы на прямолинейном участке трубопровода, мм;
δ – толщина стенки трубы на прямолинейном участке трубопровода, мм.
Технологическая последовательность определения расстояния между средствами крепления прямолинейного участка трубопровода в здании  по заявленному способу реализуется следующим образом.
n
1  этап: определяют частоту вращения привода насоса, обеспечивающего пульсирующую подачу и перемещение жидкости в трубе на прямолинейном участке трубопровода .
f
1
2  этап: находят первую критическую частоту вынужденных колебаний жидкости от рабочего колеса насоса , Гц из соотношения:
f
n
z
1
= (/ 60) ,
n
где – частота вращения привода насоса, обеспечивающего пульсирующую подачу и перемещение жидкости в трубе на прямолинейном участке трубопровода, оборотов / мин;
z
– число лопастей рабочего колеса в насосе, в зависимости от типа насоса определяется как:
– число лопастей рабочего колеса для центробежного насоса;
– число плунжеров для аксиально-поршневого насоса;
– число зубьев шестерни шестеренного насоса.
F,
3  этап: определяют величину собственной резонансной частоты прямолинейного участка трубопровода при перемещении в нем жидкости Гц  по выражению:
F
k
f
1
= ,
k
где  – коэффициент запаса, рекомендуется принимать равным 1,1;
f
1
– первая критическая частота вынужденных колебаний жидкости от рабочего колеса насоса, Гц.
d
4  этап: измеряют наружный диаметр трубы на прямолинейном участке трубопровода , мм.
5  этап: измеряют толщину стенки трубы на прямолинейном участке трубопровода δ, мм.
l
6  этап: определяют предельное расстояние между средствами крепления прямолинейного участка трубопровода в зданиях, м по выражению:
l
F
d
-0,603
0,659
-0,754
= 7,389  δ,
F
где – величина собственной резонансной частоты прямолинейного участка трубопровода при перемещении в нем жидкости, Гц;
d
– наружный диаметр трубы на прямолинейном участке трубопровода, мм;
δ – толщина стенки трубы на прямолинейном участке трубопровода, мм.
l
Определенное из выражения величина , м, является предельным расстоянием между средствами креплений прямолинейного участка трубопровода в здании, при котором исключается возникновение резонанса, обусловленного совпадением собственной резонансной частоты прямолинейного участка трубопровода при перемещении в нем жидкости с частотой вынужденных колебаний жидкости, которая перемещается по трубе, от рабочего колеса насоса.
l
Таким образом, технический результат заключается в том, что в результате определения расстояния по заявленному способу находится предельное расстояние , м, между средствами креплений прямолинейного участка трубопровода в здании, при котором исключается возникновение резонанса, обусловленного совпадением собственной резонансной частоты прямолинейного участка трубопровода при перемещении в нем жидкости с частотой вынужденных колебаний жидкости, которая перемещается по трубе, от рабочего колеса насоса.