Kaip pagrindinis skysčių perdavimo sistemų komponentas, žarnų projektavimo principai apima medžiagų mokslą, mechaninę analizę ir inžinerinę praktiką, kad būtų pasiekta pusiausvyra tarp atsparumo slėgiui, lankstumo, atsparumo korozijai ir ilgo tarnavimo laiko. Jo pagrindinė konstrukcija turi visapusiškai atsižvelgti į skysčio charakteristikas, darbo aplinką ir funkcinius reikalavimus, užtikrinant patikimumą optimizuojant konstrukciją ir pasirenkant medžiagas.
Medžiagos parinkimas yra esminis žarnos veikimo veiksnys. Vidinis žarnos sluoksnis tiesiogiai liečiasi su transportuojamu skysčiu, o gumos arba sintetinės medžiagos turi būti parenkamos atsižvelgiant į skysčio savybes (pvz., koroziją, temperatūrą ir klampumą). Pavyzdžiui, nitrilo butadieno kaučiukas (NBR) dažnai naudojamas naftai transportuoti, o etileno propileno dieno monomeras (EPDM) naudojamas aukštai -temperatūrai atspariam garui. Armatūros sluoksnį paprastai sudaro keli didelio stiprumo pluoštų (tokių kaip plieninė viela arba aramidas) arba metalinių spiralių sluoksniai, apvynioti radialiai ir ašine kryptimi, kad atlaikytų vidinį slėgį. Pynės kampas ir tankis tiesiogiai veikia žarnos plyšimo slėgį ir lenkimo stiprumą. Išorinis žarnos sluoksnis turi būti atsparus trinčiai, UV spinduliams ir cheminiam poveikiui ir dažniausiai yra pagamintas iš chloropreno gumos (CR) arba poliuretano dangos.
Konstrukcinis projektas turi pasiekti mechaninę pusiausvyrą. Žarnos paprastai naudoja sudėtinę laminato struktūrą, kurią sudaro vidinis vamzdis, armatūros sluoksnis ir išorinis vamzdis. Spiralinis arba pintas armatūros sluoksnio išdėstymas paverčia vidinį slėgį lanko įtempimu per įtempimo -paskirstymo mechanizmą, užkertant kelią vietiniam plyšimui. Kritinis trūkimo slėgis turi būti apskaičiuotas projektuojant. Formulė paprastai grindžiama Laplaso dėsniu, kuris susieja slėgį su armatūros sluoksnio įtempimo ir vamzdžio sienelės storio santykiu. Be to, lankstumas pasiekiamas kontroliuojant armatūros sluoksnio standumą ir vidinio vamzdžio tamprumo modulį. Per didelis standumas padidina lenkimo spindulį, o tai turi įtakos montavimo galimybėms.
Funkcinis prisitaikymas lemia taikymo sritį. Aukšto slėgio žarnoms (pvz., naudojamoms hidraulinėse sistemose) reikalingas didelis sutvirtinimo sluoksnių skaičius ir didesnis vielos skersmuo, o maistinėms žarnoms reikia, kad vidinio sluoksnio medžiaga atitiktų FDA standartus ir išvengtų plastifikatoriaus migracijos. Aplinkos dizainas taip pat apima atsparumą žemos temperatūros trapumui (pvz., pridedant silikoninės gumos) arba antipireno apdorojimui (pvz., naudojant halogeno{10}}modifikuotus junginius).
Galutinis žarnos dizaino tikslas – užtikrinti patikimumą ir{0}}ekonominį efektyvumą. Imituojant įtempių pasiskirstymą taikant baigtinių elementų analizę (FEA) ir tikrinant gyvenimo prognozavimo modelius atliekant pagreitinto senėjimo bandymus, šiuolaikinė žarnų konstrukcija gali tiksliai atitikti sudėtingų scenarijų, pvz., aviacijos ir naftos chemijos, poreikius, tapdama nepakeičiamu lanksčiu prijungimo sprendimu pramoninėse sistemose.
