(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Расчет расхода газа по давлению и диаметру трубы


Определение пропускной способности трубопроводов ГРС

Б.К. Ковалев, заместитель директора по НИОКР

В последнее время все чаще приходится сталкиваться с примерами, когда оформление заказов на промышленное газовое оборудование ведут менеджеры, не имеющие достаточного опыта и технических знаний в отношении предмета закупок. Иногда результатом становится не вполне корректная заявка или принципиально неверный подбор заказываемого оборудования. Одной из наиболее распространенных ошибок является выбор номинальных сечений входного и выходного трубопроводов газораспределительной станции, сориентированный только на номинальные значения давления газа в трубопроводе без учета скорости потока газа. Цель данной статьи – выдача рекомендаций по определению пропускной способности трубопроводов ГРС, позволяющих при выборе типоразмера газораспределительной станции проводить предварительную оценку ее производительности для конкретных значений рабочих давлений и номинальных диаметров входного и выходного трубопроводов.

При выборе необходимых типоразмеров оборудования ГРС одним из основных критериев является производительность, которая в значительной мере зависит от пропускной способности входного и выходного трубопроводов.

Пропускная способность трубопроводов газораспределительной станции рассчитывается с учетом требований нормативных документов, ограничивающих максимально допустимую скорость потока газа в трубопроводе величиной 25м/с. В свою очередь, скорость потока газа зависит главным образом от давления газа и площади сечения трубопровода, а также от сжимаемости газа и его температуры.

Пропускную способность трубопровода можно рассчитать из классической формулы скорости движения газа в газопроводе (Справочник по проектированию магистральных газопроводов под редакцией А.К. Дерцакяна, 1977):

где W- скорость движения газа в газопроводе, м/сек; Q - расход газа через данное сечение (при 20°С и 760 мм рт. ст.), м3/ч; z - коэффициент сжимаемости (для идеального газа z = 1); T = (273 + t °C) - температура газа, °К; D - внутренний диаметр трубопровода, см; p = (Pраб + 1,033) - абсолютное давление газа, кгс/см2 (атм); В системе СИ (1 кгс/см2 = 0,098 МПа; 1 мм = 0,1 см) указанная формула примет следующий вид:

где D - внутренний диаметр трубопровода, мм; p = (Pраб + 0,1012) - абсолютное давление газа, МПа.

Отсюда следует, что пропускная способность трубопровода Qmax, соответствующая максимальной скорости потока газа w = 25м/сек, определяется по формуле:

Для предварительных расчетов можно принять z = 1; T = 20?С = 293 ?К и с достаточной степенью достоверности вести вычисления по упрощенной формуле:

Значения пропускной способности трубопроводов с наиболее распространенными в ГРС условными диаметрами при различных величинах давления газа приведены в таблице 1.

Рраб.(МПа) Пропускная способность трубопровода (м?/ч), при wгаза=25 м/с; z = 1; T= 20?С = 293?К DN 50 DN 80 DN 100 DN 150 DN 200 DN 300 DN 400 DN 500

Примечание: для предварительной оценки пропускной способности трубопроводов, внутренние диаметры труб приняты равными их условным величинам (DN 50; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500).

Примеры пользования таблицей:

1. Определить пропускную способность ГРС с DNвх=100мм, DNвых=150мм, при PNвх=2,5 – 5,5 МПа и PNвых=1,2 МПа.

Из таблицы 1 находим, что пропускная способность выходного трубопровода DN=150мм при PN=1,2 МПа составит 19595 м3/ч, в то же время входной трубопровод DN=100мм при PN=5,5 МПа сможет пропустить 37520 м3/ч, а при PN=2,5 МПа - только 17420 м3/ч. Таким образом, данная ГРС при PNвх=2,5 – 5,5 МПа и PNвых=1,2 МПа сможет максимально пропустить от 17420 до 19595 м3/ч. Примечание: более точные значения Qmax можно получить из формулы (3).

2. Определить диаметр выходного трубопровода ГРС, производительностью 5000 м3/ч при Pвх=3,5 МПа для выходных давлений Pвых1=1,2 МПа и Pвых2=0,3 МПа.

Из таблицы 1 находим, что пропускную способность 5000м3/час при Pвых=1,2 МПа обеспечит трубопровод DN=80мм, а при Pвых=0,3 МПа - только DN=150мм. При этом на входе ГРС достаточно иметь трубопровод DN=50мм.

www.gazprommash.ru

Расчёт диаметра газопровода и допустимых потерь давления

Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 

Главная Недвижимость Проект газопровода высокого давления от ГРС с. Яренск до ГРП №1

< Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ Следующая >
   

Перейти к загрузке файла

При проектировании трубопроводов для транспорта газа выбор параметров труб осуществляется на основании гидравлического расчёта, который производится для определения внутреннего диаметра трубы с целью пропуска необходимого количества газа при допустимых для конкретных условий потерях давления

Пропускная способность газопроводов может приниматься из условий создания при максимально допустимых потерях давления газа наиболее экономичной и надежной в эксплуатации системы, обеспечивающей устойчивость работы газорегуляторных пунктов (ГРП) и газорегуляторных установок (ГРУ), а также работы горелок потребителей в допустимых диапазонах давления газа.

Расчетные внутренние диаметры газопроводов определяются исходя из условия обеспечения бесперебойного газоснабжения всех потребителей в часы максимального потребления газа.

Расчет газопровода в данном проекте заключается в расчете двух участков трубы протяженностью 600 м. Расход газа для участков различен и составляет 24931,5 м3/ч на первом участке и 24810,9 м3/ч на втором. Расчетная схема представлена на рисунке 1.

При выполнении гидравлического расчета газопроводов расчетный внутренний диаметр газопровода следует предварительно определять по формуле:

, (2.10)

где dp - расчетный диаметр, см;

А, В, m, m1 - коэффициенты, определяемые по таблицам 1.2 и 1.3 в зависимости от категории сети (по давлению) и материала газопровода;

Q0 - расчетный расход газа, м3/ч, при нормальных условиях;

0 - плотность газа при нормальных условиях, кг/м3;

Руд - удельные потери давления (Па/м - для сетей низкого давления, МПа/м - для сетей среднего и высокого давления), определяемые по формуле.

Таблица 2.2 - Значение коэффициента А в зависимости от категории сети (по давлению)

Категория сети

А

Сети низкого давления

106 / (162 2) = 626

Сети среднего и

высокого давления

А =P0/ (Pm·162·р2)

где P0 = 0,101325МПа,

Pm - усредненное давление газа (абсолютное) в сети.

1) Произведем расчет для первого участка газопровода длиной 600 м:

Среднее (усредненное) давление газа в сети определяем по формуле:

, (2.11)

где Pн - давление газа в начале трубопровода; Pн=0,6 МПа

Pк - давление газа в конце участка трубопровода. Принимаем Pк=0,58 МПа

МПа

Определим значение коэффициента А:

;

Таблица 2.3 - Значение коэффициента В в зависимости от материала газопровода

Материал

В

m

m1

Сталь

0,022

2

5

Полиэтилен

,

v - кинематическая вязкость газа при нормальных условиях, м2/с.

1,75

4,75

По представленным таблицам определили В=0,022; m = 2; m1 = 5.

Удельные потери давления определяются по формуле:

, (2.12)

где Рдоп - допустимые потери давления (Па - для сетей низкого давления, МПа/м - для сетей среднего и высокого давления); Рдоп=0,05 МПа (для стали)

L - расстояние до самой удаленной точки, м.

= = 1,193•10-5 МПа.

Тогда расчетный внутренний диаметр газопровода:

см.

Внутренний диаметр газопровода принимается из стандартного ряда внутренних диаметров трубопроводов: ближайший больший - для стальных газопроводов.

Принимаем наружный диаметр трубопровода =219мм. Толщину стенки принимаем равной 6мм.

Тогда внутренний диаметр газопровода будет равен:

Dв1=219-2·6=207мм,

Результаты расчёта диаметров газопровода по участкам оформим в табличном виде (см. таблицу 2.4).

Таблица 2.4 - Результаты расчета для первого участка газопровода

Участок газопровода

Часовой расход, м3/ч

Длина участка, м

Расчетный диаметр, мм

Диаметр по ГОСТ 10704-91, мм

1

4270

3,81

196,5

219

Т.к. расчётный диаметр отличается от принятого диаметра, поэтому делаем проверку по допустимому падению давления.

Падение давления на участке газовой сети можно определять:

- для сетей среднего и высокого давлений по формуле

, (2.13)

где Рн - абсолютное давление в начале рассматриваемого участка газопровода, МПа;

Рк - абсолютное давление в конце рассматриваемого участка газопровода, МПа;

Р0 - атмосферное давление, МПа, Р0 = 0,101325 МПа;

- коэффициент гидравлического трения;

l - расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м;

d - внутренний диаметр газопровода, см;

0 - плотность газа при нормальных условиях, кг/м3;

Q0 - расход газа при нормальных условиях, м3/ч..

Коэффициент гидравлического трения определяется в зависимости от режима движения газа по газопроводу, характеризуемого числом Рейнольдса,

, (2.14)

где v - коэффициент кинематической вязкости газа, м2/с, при нормальных условиях;

Q0 - обозначение то же, что и в формуле (2.13);

d - обозначение то же, что и в формуле (2.13);

Re - число Рейнольдса.

Гидравлическая гладкость внутренней стенки газопровода, определяемой по условию:

, (2.15)

где Re - обозначение то же, что и в формуле (1.14);

n - эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы, см, принимаемая равной для новых стальных 0,01 см, для бывших в эксплуатации стальных 0,1 см, для полиэтиленовых независимо от времени эксплуатации - 0,0007 см, n = 0,01;

d - обозначение то же, что и в формуле (2.13).

Для данных участков газопровода будут использоваться новые стальные трубы:

Условие выполняется. Значит, труба на участке относится к гидравлически гладким.

В зависимости от значения числа Рейнольдса коэффициент гидравлического трения определяется:

- для ламинарного режима движения газа Re 2000

, (2.16)

- для критического режима движения газа Re = 2000-4000

, (2.17)

- при Re > 4000 - в зависимости от выполнения условия (2.16);

- для гидравлически гладкой стенки (неравенство (2.16) справедливо);

- при 4000 < Re < 100 000 по формуле:

, (2.18)

- при Re > 100 000

, (2.19)

Находим число Рейнольдса:

;

Тогда коэффициенты гидравлического трения для участков будут соответственно равны:

;

Для определения давления в конце каждого участка газопровода выразим из формулы 1.13 конечное давление:

Давление в конце участка газопровода:

= 0.59МПа

Рассчитав потери давления в газопроводе, можно уточнить диаметры труб по приведенным ранее формулам.

1) Произведем расчет для первого участка газопровода длиной 600 м:

Определяем среднее (усредненное) давление газа в сети:

МПа

Определим значение коэффициента А:

;

Тогда расчетный внутренний диаметр газопровода:

см.

Таблица 2.5 - Результаты расчета после уточнения давления

Участок газопровода

Часовой расход, м3/ч

Длина участка, м

Расчетный диаметр, мм

Диаметр по ГОСТ 10704-91, мм

1

4270

3810

19,24

219 (стенка 6мм)

studbooks.net

Расчет диаметра газопровода по расходу газа

РАСЧЕТ ДИАМЕТРА ГАЗОПРОВОДА И ДОПУСТИМЫХ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ

3.21 Пропускная способность газопроводов может приниматься из условий создания при максимально допустимых потерях давления газа наиболее экономичной и надежной в эксплуатации системы, обеспечивающей устойчивость работы ГРП и газорегуляторных установок (ГРУ), а также работы горелок потребителей в допустимых диапазонах давления газа.

3.22 Расчетные внутренние диаметры газопроводов определяются исходя из условия обеспечения бесперебойного газоснабжения всех потребителей в часы максимального потребления газа.

3.23 Расчет диаметра газопровода следует выполнять, как правило, на компьютере с оптимальным распределением расчетной потери давления между участками сети.

При невозможности или нецелесообразности выполнения расчета на компьютере (отсутствие соответствующей программы, отдельные участки газопроводов и т.п.) гидравлический расчет допускается производить по приведенным ниже формулам или по номограммам (приложение Б), составленным по этим формулам.

3.24 Расчетные потери давления в газопроводах высокого и среднего давления принимаются в пределах категории давления, принятой для газопровода.

3.25 Расчетные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого давления (от источника газоснабжения до наиболее удаленного прибора) принимаются не более 180 даПа, в том числе в распределительных газопроводах 120 даПа, в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах – 60 даПа.

3.26 Значения расчетной потери давления газа при проектировании газопроводов всех давлений для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых предприятий и организаций коммунально-бытового обслуживания принимаются в зависимости от давления газа в месте подключения с учетом технических характеристик принимаемого к установке газового оборудования, устройств автоматики безопасности и автоматики регулирования технологического режима тепловых агрегатов.

3.27 Падение давления на участке газовой сети можно определять:

– для сетей среднего и высокого давлений по формуле

– для сетей низкого давления по формуле

– для гидравлически гладкой стенки (неравенство (6) справедливо):

– при 4000 100000

3.29 Расчетный расход газа на участках распределительных наружных газопроводов низкого давления, имеющих путевые расходы газа, следует определять как сумму транзитного и 0,5 путевого расходов газа на данном участке.

3.30 Падение давления в местных сопротивлениях (колена, тройники, запорная арматура и др.) допускается учитывать путем увеличения фактической длины газопровода на 5-10%.

3.31 Для наружных надземных и внутренних газопроводов расчетную длину газопроводов определяют по формуле (12)

3.32 В тех случаях когда газоснабжение СУГ является временным (с последующим переводом на снабжение природным газом), газопроводы проектируются из условий возможности их использования в будущем на природном газе.

При этом количество газа определяется как эквивалентное (по теплоте сгорания) расчетному расходу СУГ.

3.33 Падение давления в трубопроводах жидкой фазы СУГ определяется по формуле (13)

С учетом противокавитационного запаса средние скорости движения жидкой фазы принимаются: во всасывающих трубопроводах – не более 1,2 м/с; в напорных трубопроводах – не более 3 м/с.

3.34 Расчет диаметра газопровода паровой фазы СУГ выполняется в соответствии с указаниями по расчету газопроводов природного газа соответствующего давления.

3.35 При расчете внутренних газопроводов низкого давления для жилых домов допускается определять потери давления газа на местные сопротивления в размере, %:

– на газопроводах от вводов в здание:

– на внутриквартирной разводке:

3.37 Расчет кольцевых сетей газопроводов следует выполнять с увязкой давлений газа в узловых точках расчетных колец. Неувязка потерь давления в кольце допускается до 10%.

3.38 При выполнении гидравлического расчета надземных и внутренних газопроводов с учетом степени шума, создаваемого движением газа, следует принимать скорости движения газа не более 7 м/с для газопроводов низкого давления, 15 м/с для газопроводов среднего давления, 25 м/с для газопроводов высокого давления.

3.39 При выполнении гидравлического расчета газопроводов, проведенного по формулам (5)-(14), а также по различным методикам и программам для электронно-вычислительных машин, составленным на основе этих формул, расчетный внутренний диаметр газопровода следует предварительно определять по формуле (15)

Свод правил по проектированию и строительству общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб the general provision and construction gas distribution syst em from steel and Свод правил по проектированию и строительству общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб the general provision and

Источник: textarchive.ru

При проектировании трубопроводов выбор размеров труб осуществляется на основании гидравлического расчета, определяющего внутренний диаметр труб для пропуска необходимого количества газа при допустимых потерях давления или, наоборот, потери давления при транспорте необходимого количества газа по срубам заданного диаметра.

Сопротивление движению газа в трубопроводах слагается из линейных сопротивлений трения и местных сопротивлений: сопротивления трения «работают» на всей протяженности трубопроводов, а местные создаются только в пунктах изменения скоростей и направления движения газа (углы, тройники и т.д.). Подробный гидравлический расчет газопроводов осуществляется по формулам, приведенным в СП 42-101-2003, в которых учтены как режим движения газа, так и коэффициенты гидравлического сопротивления газопроводов. Здесь приводится сокращенный вариант.

Для расчетов внутреннего диаметра газопровода следует воспользоваться формулой:

где dp — расчетный диаметр, см; А, т, т1 — коэффициенты, зависящие от категории сети (по давлению) и материала газопровода; Q0 — расчетный расход газа, м3/ч, при нормальных условиях; йРуд — удельные потери давления (Па/м для сетей низкого давления

Здесь АРдоп — допустимые потери давления (Па); L — расстояние до самой удаленной точки, м. Коэффициенты А, т, т1 определяются по приведенной ниже таблице.

Внутренний диаметр газопровода принимается из стандартного ряда внутренних диаметров трубопроводов: ближайший больший — для стальных газопроводов и ближайший меньший — для полиэтиленовых.

Расчетные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого давления (от источника газоснабжения до наиболее удаленного прибора) принимаются не более 1,80 кПа (в том числе в распределительных газопроводах — 1,20 кПа), в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах — 0,60 кПа.

Для расчета падения давления необходимо определить такие параметры, как число Рейнольдса, зависящее от характера движения газа, и коэффициент гидравлического трения А. Число Рейнольдса — безразмерное соотношение, отражающее, в каком режиме движется жидкость или газ: ламинарном или турбулентном.

Переход от ламинарного к турбулентному режиму происходит по достижении так называемого критического числа Рейнольдса ReKp. При Re ReKp — возможно возникновение турбулентности. Критическое значение числа Рейнольдса зависит от конкретного вида течения. Число Рейнольдса как критерий перехода от ламинарного к турбулентному режиму течения и обратно относительно хорошо действуетдля напорных потоков. При переходе к безнапорным потокам переходная зона между ламинарным и турбулентным режимами возрастает, и использование числа Рейнольдса как критерия не всегда правомерно.

Таблица 5.1. Значения коэффициентов в зависимости от материала газопровода

Методы гидравлического расчета газопроводов Методы гидравлического расчета газопроводов

Источник: tgs.su

Для подсчета внутреннего диаметра газопровода можно использовать формулу:

DР= (626AQ0/ρ0 ΔPуд)1/m1

DP – расчетный диаметр. Q0 – расчетный расход газа (м3/ч). ΔРуд – удельные потери давления (ПA/м)

Внутренний диаметр газопровода берется из стандартных внутренних диаметров трубопроводов:: ближайший меньший – для полиэтиленовых газопроводов и ближайший больший – для стальных.

В газопроводах низкого давления, расчётные суммарные потери давления газа принимаются не больше 1.80*10(в третьей степени) ПА, во внутренних газопроводах и газопроводах-вводах – 0,60*10(в третьей степени) ПА.

Для того чтобы рассчитать падение давления нужно определить такой параметр, как число Рейнольдса, которое зависит от характера движения газа. Также нужно определить «λ» -коэффициент гидравлического трения. Число Рейнольдса является безразмерным соотношением, которое отражает – в каком режиме передвигается газ или жидкость: турбулентном и ламинарном.

Существует, так называемое критическое число Рейнольдса, которое равно 2320. Если число Рейнольдса меньше критического значения, то режим является ламинарным, если больше, то турбулентным.

Число Рейнольдса, как критерий перехода с ламинарного режима на турбулентный и обратно актуален для напорных потоков. Если рассматривать переход к безнапорным потоком, то здесь переходная зона между турбулентным и ламинарным режимом возрастает, поэтому использовать число Рейнольдса как критерий, не особо требуется.

Новости по теме:

Натяжные потолки легко комбинируются с различными цветовыми и фактурными вариантами, к тому же они очень легкие. Главной особенностью натяжного потолка является возможность его монтажа по разным наклоном и углом в различных плоскостях. Потолок снабжен бактериальной пленкой, что послужит хорошей защитой от насекомых и позволит монтировать потолок в медицинских и детских учреждениях. Как у любого материала, кроме недостатков есть и небольшие недостатки, тем более данным материал относится к сегменту класса люкс. Итак, минусы: Невозможность демонтирования потолка и установка его снова в том же помещении, так как физические свойства материала не позволяют осуществить такой процесс. Однако как я уже говорил, установка в другом помещении осуществима, но при меньших размерах. Последний .

Сами камины в своей конструкции уже предусматривают вид топлива, который используется для горения. Это может быть жидкое топливо, газ или твердое топливо. Но в большинстве случаев в домах установлены камины на твердом топливе (дрова, каменный уголь, торфобрикет, антрацит). Твердые породы деревьев (береза, дуб, лещина, боярышник, тис, граб, ясень) горят долго, выделяют много теплоэнергии, и дают ровное длинное пламя, но и колоть их трудно. Тополь и все хвойные относятся к мягким породам: прекрасно раскалываются, горят гораздо быстрее. Но их лучше не использовать, так как они смолосодержащие, и эта смола искрит и выделяет при горении вредные для здоровья пары. Наиболее подходящим вариантом будут дрова из дуба, березы, осины либо ольхи. Березовые поленья дают большее количество .

Художественная ковка, представляет собой один метод обработки поверхности металлического типа, что позволяет тем самым создать уникальные изделия, которые сегодня применяются практически во всех областях. В целом можно сказать, что художественный тип ковки, считается достаточно популярным в силу своей нейтральности, потому как он может выглядеть уместно в совершенно разных областях. Одним из основных направлений, где активно используется художественная ковка, является оформление дизайнов интерьеров и приусадебных участков, где как раз красиво будет установить забор кованый. Такой достаточно широкий план использования ковки художественного типа обеспечивается тем, что в силу своей универсальности, она может стать действительно незаменимым элементом. Сейчас любой тип предмета можно .

Выбор обеденного стола – задача непростая и очень ответственная, ведь именно столовая – место, где собирается вся семья. Именно эта комната – воплощение сердца дома. Необходимо подбор предмета интерьера осуществлять с учетом габаритов комнаты таким образом, чтобы он не казался громоздким, при этом не стоит приобретать слишком маленький предмет. Уделить внимание следует ширине, чтобы стол не оказался слишком узким, что не даст возможности аккуратно и удобно сервировать блюда, не должен он быть и слишком широким, что помешает общению. При размещении стола необходимо учитывать, что требуется некоторое место для того, чтобы выдвинуть стул, на что следует зарезервировать минимум метр с каждой стороны. Не только помещению должны соответствовать размеры стола, но и количеству членов семьи. .

Крайне важно, чтобы в ванной комнате вы чувствовали себя максимально удобно и комфортно. Для этого необходимо правильно подобрать сантехническое оборудование, оформить ванную в соответствии с вашим вкусом. Сегодня мы расскажем, как правильно выбрать такой важный элемент сантехнической зоны, как душевая кабина. Для начала следует определить место – где будет располагаться душевая кабина, замерить расстояние, убедиться, что ничего не помешает открытию дверок, вход будет удобный и свободный. Замерить строительным уровнем ровность пола и стен, чтобы кабина не стояла криво. По материалу рекомендуют выбирать душевые кабины из акрила. Акрил способствует более быстрому нагреванию и более длительному сохранению тепла. Поддон в целях безопасности следует приобретать с рифленой поверхностью, он .

Расчет диаметра газопровода Расчет диаметра газопровода Для подсчета внутреннего диаметра газопровода можно использовать формулу: DР= (626AQ0/ρ0 ΔPуд)1/m1 DP – расчетный диаметр. Q0 – расчетный расход газа (м3/ч).

Источник: www.promteplosoyuz.ru

1. Гидравлический расчет газопроводов следует выполнять, как правило, на электронно-вычислительных машинах с использованием оптимального распределения расчетных потерь давления между участками сети.

При невозможности или нецелесообразности выполнения расчета на электронно-вычислительной машине (отсутствие соответствующей программы, отдельные небольшие участки газопроводов и т.п.) гидравлический расчет допускается производить по приведенным ниже формулам или номограммам, составленным по этим формулам.

2. Расчетные потери давления в газопроводах высокого и среднего давлений следует принимать в пределах давления, принятого для газопровода.

Расчетные потери давления в распределительных газопроводах низкого давления следует принимать не более 180 даПа (мм вод.ст.), в т.ч. в уличных и внутриквартальных газопроводах – 120, дворовых и внутренних газопроводах – 60 даПа (мм вод.ст.).

3. Значения расчетной потери давления газа при проектировании газопроводов всех давлений для промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых предприятий принимаются в зависимости от давления газа в месте подключения, с учетом технических характеристик принимаемых к установке, газовых горелок, устройств автоматики безопасности и автоматики регулирования технологического режима тепловых агрегатов.

4. Гидравлический расчет газопроводов среднего и высокого давлений во всей области турбулентного движения газа следует производить по формуле:

где: P1 – максимальное давление газа в начале газопровода, МПа;

Р2 – то же, в конце газопровода, МПа;

l – расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м;

di – внутренний диаметр газопровода, см;

q – коэффициент кинематической вязкости газа при температуре 0°С и давлении 0,10132 МПа, м 2 /с;

Q – расход газа при нормальных условиях (при температуре 0°С и давлении 0,10132 МПа), м 3 /ч;

n – эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы, принимаемая для полиэтиленовых труб равной 0,002 см;

r – плотность газа при температуре 0°С и давлении 0,10132 МПа, кг/м 3 .

5. Падение давления в местных сопротивлениях (тройники, запорная арматура и др.) допускается учитывать путем увеличения расчетной длины газопроводов на 5-10%.

6. При выполнении гидравлического расчета газопроводов по приведенным в настоящем разделе формулам, а также по различным методикам и программам для электронно-вычислительных машин, составленным на основе этих формул, диаметр газопровода следует предварительно определять по формуле:

где: t – температура газа, °C;

Pm – среднее давление газа (абсолютное) на расчетном участке газопровода, МПа;

V – скорость газа м/с (принимается не болев 7 м/с для газопроводов низкого давления, 15 м/с – среднего и 25 м/с – для газопроводов высокого давления);

di, Q – обозначения те же, что и в формуле (1).

Полученное значение диаметра газопровода следует принимать в качестве исходной величины при выполнении гидравлического расчета газопроводов.

7. Для упрощения расчетов по определению потерь давления в полиэтиленовых газопроводах среднего и высокого давлений рекомендуется использовать приведенную на рис. 1 номограмму, разработанную институтами ВНИПИГаздобыча и ГипроНИИГаз для труб диаметром от 63 до 226 мм включительно.

Пример расчета. Требуется запроектировать газопровод длиной 4500 м, максимальным расходом 1500 м 3 /ч и давлением в точке подключения 0,6 МПа.

^ По формуле (2) находим предварительно диаметр газопровода. Он составит:

0,55 100 = 55 кгс/см 2

Определяем значение Р2 по формуле:

Полученный отрицательный результат означает, что трубы диаметром 110 мм не обеспечат транспорт заданного расхода, равного 1500 м 3 /ч.

Повторяем расчет для следующего большего диаметра, т.е. 160 мм. В этом случае P2 составит:

Полученный положительный результат означает, что в проекте необходимо заложить трубу диаметром 160 мм.

Рис. 1. Номограмма для определения потерь давления в полиэтиленовых газопроводах среднего и высокого давления

8. Падение давления в газопроводах низкого давления следует определять по формуле:

где: Н – падение давления, Па;

n, d, J, Q, r, l – обозначения те же, что и в формуле (1).

Примечание: для укрупненных расчетов вторым слагаемым, указанным в скобках в формуле (3), можно пренебречь.

9. При расчете, газопроводов низкого давления следует учитывать гидростатический напор Нg, мм вод.ст., определяемый по формуле:

где: h – разность абсолютных отметок начальных и конечных участков газопровода, м;

ra – плотность воздуха, кг/м 3 , при температуре 0°С и давлении 0,10132 МПа;

ro – обозначение то же, что в формуле (1).

10. Гидравлический расчет кольцевых сетей газопроводов следует выполнять с увязкой давлений газа в узловых точках расчетных колец при максимальном использовании допустимой потери давления газа. Неувязка потерь давления в кольце допускается до 10%.

При выполнении гидравлического расчета надземных и внутренних газопроводов с учетом степени шума, создаваемого движением газа, следует принимать скорости движения газа не болев 7 м/с для газопроводов низкого давления, 15 м/с – для газопроводов среднего давления, 26 м/с – для газопроводов высокого давления.

11. Учитывая сложность и трудоемкость расчета диаметров газопроводов низкого давления, особенно кольцевых сетей, указанный расчет рекомендуется проводить на ЭВМ или по известным номограммам для определения потерь давления в газопроводах низкого давления. Номограмма для определения потерь давления в газопроводах низкого давления для природного газа с r=0,73 кг/м 3 и J=14,3 10 6 м 2 /с приведена на рис. 2.

В связи с тем, что указанные номограммы составлены для расчета стальных газопроводов, полученные значения диаметров, вследствие более низкого коэффициента, шероховатости полиэтиленовых труб, следует уменьшать на 5-10%.

Рис. 2. Номограмма для определения потерь давления в стальных газопроводах низкого давления

Size: 2.05 Mb.; Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб диаметром до 300 мм

Источник: uchebilka.ru

При проектировании трубопроводов выбор размеров труб осуществляется на основании гидравлического расчета, определяющего внутренний диаметр труб для пропуска необходимого количества газа при допустимых потерях давления или, наоборот, потери давления при транспорте необходимого количества газа по срубам заданного диаметра.

Сопротивление движению газа в трубопроводах слагается из линейных сопротивлений трения и местных сопротивлений: сопротивления трения «работают» на всей протяженности трубопроводов, а местные создаются только в пунктах изменения скоростей и направления движения газа (углы, тройники и т.д.). Подробный гидравлический онлайн расчет газопроводов осуществляется по формулам, приведенным в СП 42-101–2003, в которых учтены как режим движения газа, так и коэффициенты гидравлического сопротивления газопроводов. Здесь приводится сокращенный вариант.

Внутренний диаметр газопровода принимается из стандартного ряда внутренних диаметров трубопроводов: ближайший больший — для стальных газопроводов и ближайший меньший — для полиэтиленовых.

Расчетные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого давления (от источника газоснабжения до наиболее удаленного прибора) принимаются не более 1,80 кПа (в том числе в распределительных газопроводах — 1,20 кПа), в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах — 0,60 кПа. Для расчета падения давления необходимо определить такие параметры, как число Рейнольдса, зависящее от характера движения газа, и коэффициент гидравлического трения λ. Число Рейнольдса — безразмерное соотношение, отражающее, в каком режиме движется жидкость или газ: ламинарном или турбулентном.

Переход от ламинарного к турбулентному режиму происходит по достижении так называемого критического числа Рейнольдса Reкp. При Re Reкp — возможно возникновение турбулентности. Критическое значение числа Рейнольдса зависит от конкретного вида течения. Программы расчета расхода газа сужающими устройствами(диафрагмами). Расчет выполняется на основе данных полученных с традиционных измерительных комплексов (сужающее устройство оборудованное самопишущими приборами по перепаду давления, давлению и температуре или счетчик газа оборудованный самопишущими приборами по давлению и температуре).

Расчет диаметра газопровода онлайн При проектировании трубопроводов выбор размеров труб осуществляется на основании гидравлического расчета, определяющего внутренний диаметр труб для пропуска необходимого количества газа при допустимых

Источник: www.0512.com.ua

Читайте также  Прокладка газопровода под дорогой Поделитесь статьей в соц. сетях:

progazosnabgenie.ru

Самостоятельный гидравлический расчет трубопровода

Содержание: [Скрыть]

Постановка задачи

Гидравлический расчёт при разработке проекта трубопровода направлен на определение диаметра трубы и падения напора потока носителя. Данный вид расчёта проводится с учетом характеристик конструкционного материала, используемого при изготовлении магистрали, вида и количества элементов, составляющих систему трубопроводов(прямые участки, соединения, переходы, отводы и т. д.), производительности,физических и химических свойств рабочей среды.

Многолетний практический опыт эксплуатации систем трубопроводов показал, что трубы, имеющие круглое сечение, обладают определенными преимуществами перед трубопроводами, имеющими поперечное сечение любой другой геометрической формы:

  • минимальное соотношением периметра к площади сечения, т.е. при равной способности, обеспечивать расход носителя, затраты на изолирующие и защитные материалы при изготовлении труб с сечением в виде круга, будут минимальными;
  • круглое поперечное сечение наиболее выгодно для перемещения жидкой или газовой среды сточки зрения гидродинамики, достигается минимальное трение носителя о стенки трубы;
  • форма сечения в виде круга максимально устойчива к воздействию внешних и внутренних напряжений;
  • процесс изготовления труб круглой формы относительно простой и доступный.

Подбор труб по диаметру и материалу проводится на основании заданных конструктивных требований к конкретному технологическому процессу. В настоящее время элементы трубопровода стандартизированы и унифицированы по диаметру. Определяющим параметром при выборе диаметра трубы является допустимое рабочее давление, при котором будет эксплуатироваться данный трубопровод.

Основными параметрами, характеризующими трубопровод являются:

  • условный (номинальный) диаметр – DN;
  • давление номинальное – PN;
  • рабочее допустимое (избыточное) давление;
  • материал трубопровода, линейное расширение, тепловое линейное расширение;
  • физико-химические свойства рабочей среды;
  • комплектация трубопроводной системы (отводы, соединения, элементы компенсации расширения и т.д.);
  • изоляционные материалы трубопровода.

Условный диаметр (проход) трубопровода (DN) – это условная  безразмерная величина, характеризующая проходную способность трубы, приблизительно равная ее внутреннему диаметру. Данный параметр учитывается при осуществлении подгонки сопутствующих изделий трубопровода (трубы, отводы, фитинги и др.).

Условный диаметр может иметь значения от 3 до 4000 и обозначается: DN 80.

Условный проход по числовому определению примерно соответствует реальному диаметру определенных отрезков трубопровода. Численно он выбран таким образом, что пропускная способность трубы повышается на 60-100% при переходе от предыдущего условного прохода к последующему.Номинальный диаметр выбирается по значению внутреннего диаметра трубопровода. Это то значение, которое наиболее близко к реальному диаметру непосредственно трубы.

Давление номинальное (PN) – это безразмерная величина, характеризующая максимальное давление рабочего носителя в трубе заданного диаметра, при котором осуществима длительная эксплуатация трубопровода при температуре 20°C.

Значения номинального давления были установлены на основании продолжительной практики и опыта эксплуатации: от 1 до 6300.

Номинальное давление для трубопровода с заданными характеристиками определяется по ближайшему к реально создаваемому в нем давлению. При этом,вся трубопроводная арматура для данной магистрали должна соответствовать тому же давлению. Расчет толщины стенок трубы проводится с учетом значения номинального давления.

Основные положения гидравлического расчета

Рабочий носитель (жидкость, газ, пар), переносимый проектируемым трубопроводом, в силу своих особых физико-химических свойств определяет характер течения среды в данном трубопроводе. Одним из основных показателей характеризующих рабочий носитель, является динамическая вязкость, характеризуемая коэффициентом динамической вязкости – μ.

Инженер-физик Осборн Рейнольдс (Ирландия), занимавшийся изучением течения различных сред, в 1880 году провел серию испытаний,  по результату которых было выведено понятие критерия Рейнолдса (Re) – безразмерной величины, описывающей характер потока жидкости в трубе. Расчет данного критерия проводится по формуле:

Критерий Рейнольдса (Re) дает понятие о соотношении сил инерции к силам вязкого трения в потоке жидкости. Значение критерия характеризует изменение соотношения указанных сил, что, в свою очередь, влияет на характер потока носителя в трубопроводе. Принято выделять следующие режимы потока жидкого носителя в трубе в зависимости от значения данного критерия:

  • ламинарный поток (Re

    pkfdetal.ru

    Гидравлический расчет газопровода: методы вычислений + пример расчета

    Для безопасной и безотказной работы газоснабжения его нужно спроектировать и рассчитать. Важно безупречно подобрать трубы для магистралей всех типов давления, обеспечивающих стабильную поставку газа к приборам.

    Чтобы подбор труб, арматуры и оборудования был максимально точным, производят гидравлический расчет трубопровода. Как его сделать? Признайтесь, вы не слишком сведущи в этом вопросе, давайте разбираться.

    Мы предлагаем ознакомиться со скрупулезно подобранной и досконально обработанной информацией о вариантах производства гидравлического расчета для газопроводных систем. Использование представленных нами данных обеспечит подачу в приборы голубого топлива с требующимися параметрами давления. Тщательно проверенные данные опираются на регламент нормативной документации.

    В статье предельно обстоятельно рассказано о принципах и схемах производства вычислений. Приведен пример выполнения расчетов. В качестве полезного информативного дополнения использованы графические приложения и видео-инструкции.

    Специфика гидравлического расчета

    Любой выполняемый гидравлический расчет представляет собой определение параметров будущего газопровода. Эта процедура является обязательным, а также одним из важнейших этапов подготовки к строительству. От правильности исчисления зависит, будет ли газопровод функционировать в оптимальном режиме.

    При осуществлении каждого гидравлического расчета производится определение:

    • необходимого диаметра труб, которые обеспечат эффективную и стабильную транспортировку нужного количества газа;
    • будут ли приемлемыми потери давления при перемещении требуемого объема голубого топлива в трубах заданного диаметра.

    Потери давления происходят из-за того, что в любом газопроводе существует гидравлическое сопротивление. При неправильном расчете оно может привести к тому, что потребителям не будет хватать газа для нормальной работы на всех режимах или в моменты максимального его потребления.

    Эта таблица является результатом гидравлического расчета, проведенного с учетом заданных значений. Для выполнения вычислений потребуется внести конкретные показатели в столбцы.

    Начало участкаКонец участкаРасчетный расход м³/чДлина газопроводаВнутренний диаметр, смНачальное давление, ПаКонечное давление, ПаПерепад давления, Па
    1231,341209,742000,001979,3320,67
    2331,341509,741979,331953,4825,84
    3431,341807,961953,481872,5280,96
    4529,46907,961872,521836,236,32
    5619,681208,21836,21815,4520,75
    675,81008,21815,451813,951,5
    489,1414051872,521806,3866,14
    694,137051815,451809,835,62

    Такая операция представляет собой стандартизированную государством процедуру, которая выполняется согласно формулам, требованиям, изложенным в СП 42-101–2003.

    Исчисления обязан проводить застройщик. За основу принимаются данные технических условий трубопровода, которые можно получить в своем горгазе.

    Газопроводы, требующие выполнения расчетов

    Государство требует, чтобы гидравлические вычисления выполнялись для всех типов трубопроводов, относящихся к системе газоснабжения. Так как процессы, происходящие при перемещении газа, всегда одинаковые.

    К указанным газопроводам относятся следующие виды:

    • низкого давления;
    • среднего, высокого давления.

    Первые предназначенны для транспортировки топлива к жилым объектам, всевозможным общественным зданиям, бытовым предприятиям. Причем в частных, многоквартирных домах, коттеджах давление газа не должно превышать 3 кПа, на бытовых предприятиях (непроизводственных) этот показатель выше и достигает 5 кПа.

    Второй тип трубопроводов предназначен для питания сетей, причем всевозможных, низкого, среднего давления через газорегуляторные пункты, а также осуществляющих подвод газа к отдельным потребителям.

    Это могут быть промышленные, сельскохозяйственные, различные коммунальные предприятия и даже отдельно стоящие, или пристроенные к промышленным, здания. Но в двух последних случаях будут существенные ограничения по давлению.

    Перечисленные выше виды газопроводов специалисты условно делят на такие категории:

    • внутридомовые, внутрицеховые, то есть транспортирующие голубое топливо внутри какого-либо здания и доставляющие его к отдельным агрегатам, приборам;
    • абонентские ответвления, использующиеся для поставки газа от какой-то распределительной сети ко всем имеющимся потребителям;
    • распределительные, использующиеся для снабжения газом определенных территорий, например, городов, их отдельных районов, промпредприятий. Их конфигурация бывает различной и зависит от особенностей планировки. Давление внутри сети может быть любым предусмотренным — низким, средним, высоким.

    Кроме того, гидравлический расчет выполняется для газовых сетей с разным количеством ступеней давления, разновидностей которых много.

    Так, для удовлетворения потребностей могут использоваться двухступенчатые сети, работающие с газом, транспортируемым при низком, высоком давлении или низком, среднем. А также нашли применение трехступенчатые и различные многоступенчатые сети. То есть все зависит только от наличия потребителей.

    Гидравлическое сопротивление – это основная причина того, что необходимо выполнять данный вид расчета. Причем, оно зависит и от материала трубы

    Несмотря на большое разнообразие вариантов газопроводов гидравлический расчет в любом из случаев схож. Так как для изготовления используются элементы конструкции со схожих материалов, а внутри труб происходят одинаковые процессы.

    Гидравлическое сопротивление и его роль

    Как указывалось выше, основанием для проведения расчета является наличие в каждом газопроводе гидравлического сопротивления.

    Оно действует на всю конструкцию трубопровода, а также на отдельные ее части, узлы — тройники, места существенного уменьшения диаметра труб, запорную арматуру, различные клапаны. Это приводит к потере давления транспортируемым газом.

    Гидравлическое сопротивление всегда представляет из себя сумму:

    • линейного сопротивления, то есть действующего по всей длине конструкции;
    • местных сопротивлений, действующих у каждой составляющей части конструкции, где происходит изменение скорости транспортировки газа.

    Перечисленные параметры постоянно и существенно влияют на рабочие характеристики каждого газопровода. Поэтому в результате неправильного расчета будут иметь место дополнительные и внушительные финансовые потери по причине того, что проект придется переделывать.

    Правила выполнения расчета

    Выше указывалось, что процедуру любого гидравлического расчета регламентирует профильный Свод правил с номером 42-101–2003.

    Документ свидетельствует, что основным способом выполнения исчисления является использование для этой цели компьютера со специальными программами, позволяющими рассчитать планируемую потерю давления между участками будущего газопровода или нужный диаметр труб.

    Любой гидравлический расчет выполняется после создания расчетной схемы, включающей основные показатели. Более того, в соответствующие графы пользователь вносит известные данные

    Если нет таких программ или человек считает, что их использование нецелесообразно, то можно применять другие, разрешенные Сводом правил, методы.

    К которым относятся:

    • расчет по приведенным в СП формулам — это самый сложный способ расчета;
    • расчет по, так называемым, номограммам — это более простой вариант, чем использование формул, ведь какие-либо исчисления производить не придется, потому что необходимые данные указаны в специальной таблице и приведены в Своде правил, и их просто нужно подобрать.

    Любой из методов расчета приводит к одинаковым результатам. А поэтому вновь построенный газопровод будет способен обеспечить своевременную, бесперебойную подачу планируемого количества топлива даже в часы его максимального использования.

    Вариант вычислений с помощью ПК

    Выполнение исчисления с использованием компьютера является наименее трудоемким — все, что требуется от человека, это вставить в соответствующие графы нужные данные.

    Поэтому гидравлический расчет делается за несколько минут, причем для этой операции не потребуется большого запаса знаний, который необходим при использовании формул.

    Для его правильного выполнения необходимо взять из технических условий следующие данные:

    • плотность газа;
    • коэффициент кинетической вязкости;
    • температуру газа в своем регионе.

    Необходимые техусловия получают в горгазе населенного пункта, в котором будет строиться газопровод. Собственно, с получения этого документа и начинается проектирование любого трубопровода, ведь там содержатся все основные требования к его конструкции.

    Использование специальных программ является простейшим способом гидравлического расчета, исключающим поиск и изучение формул для проведения вычислений

    Далее застройщику необходимо узнать расход газа для каждого прибора, который планируется подключить к газопроводу. К примеру, если топливо будет транспортироваться в частный дом, то там чаще всего используются плиты для приготовления пищи, всевозможные отопительные котлы, а в их паспортах всегда стоят нужные цифры.

    Кроме того, потребуется знать количество конфорок у каждой плиты, которая будет подключена к трубе.

    На следующем этапе сбора необходимых данных отбирается информация о падении давления в местах установки какого-либо оборудования — это может быть счетчик, клапан отсекатель, термозапорный клапан, фильтр, прочие элементы.

    В этом случае нужные цифры найти просто — они содержатся в специальной таблице, приложенной к паспорту каждого изделия. Проектировщику следует обратить внимание на то, что должно указываться падение давления при максимальном потреблении газа.

    Из специальной таблицы, приложенной к паспорту изделий, можно узнать сведения о потере давления при подключении приборов к сети

    На следующем этапе рекомендуется узнать, каково будет давление голубого топлива в точке врезки. Такие сведения могут содержать технические условия своего горгаза, ранее составленная схема будущего газопровода.

    Если сеть будет состоять из нескольких участков, то их необходимо пронумеровать и указать фактическую длину. Кроме того, для каждого следует прописать все изменяемые показатели отдельно — это общий расход любого прибора, который будет использоваться, падение давления, другие значения.

    В обязательном порядке понадобится коэффициент одновременности. Он учитывает возможность совместной работы всех потребителей газа, подключенных к сети. Например, всего отопительного оборудования, расположенного в многоквартирном или же частном доме.

    Такие данные используются программой, выполняющей гидравлический расчет, для определения максимальной нагрузки на каком-либо участке или во всем газопроводе.

    Для каждой отдельной квартиры или дома указанный коэффициент рассчитывать не нужно, так как его значения известны и указаны в приложенной ниже таблице:

    Таблица с коэффициентами одновременности, данные из которой используются при любом виде расчетов. Достаточно выбрать графу, соответствующую конкретному бытовому прибору, и взять нужную цифру

    Если на каком-то объекте планируется использовать более двух обогревательных котлов, печей, емкостных водонагревателей, то показатель одновременности всегда будет равняться 0,85. Что и нужно будет указать в соответствующей графе, используемой для расчета, программы.

    Далее следует указать диаметр труб, а еще понадобятся коэффициенты их шероховатости, которые будут использоваться при строительстве трубопровода. Эти значения стандартные и их легко можно найти в Своде правил.

    Влияние материала труб на расчет

    Для строительства газопроводов можно использовать трубы, изготовленные только из определенных материалов: стали, полиэтилена. В некоторых случаях применяются изделия из меди. Скоро будут массово использоваться металлопластиковые конструкции.

    Каждая труба имеет шероховатость, что приводит к линейному сопротивлению, которое влияет на процесс перемещения газа. Причем, этот показатель значительно выше у стальных изделий, чем у пластиковых

    Сегодня нужные сведения можно получить только для стальных и полиэтиленовых труб. В результате проектирование и гидравлический расчет можно выполнять только с учетом их характеристик, чего требует профильный Свод правил. А также в документе указаны необходимые для исчисления данные.

    Коэффициент шероховатости всегда приравнивается к следующим значениям:

    • для всех полиэтиленовых труб, причем независимо новые они или нет, — 0,007 см;
    • для уже использовавшихся стальных изделий — 0,1 см;
    • для новых стальных конструкций — 0,01 см.

    Для каких-либо других видов труб этот показатель в Своде правил не указывается. Поэтому их использовать для строительства нового газопровода не стоит, так как специалисты горгаза могут потребовать внести коррективы. А это опять же дополнительные расходы.

    Расчет расхода на ограниченном участке

    Если газопровод состоит из отдельных участков, то расчет суммарного расхода на каждом из них придется выполнять отдельно. Но это несложно, так как для вычислений потребуются уже известные цифры.

    Определение данных с помощью программы

    Зная изначальные показатели, имея доступ к таблице одновременности и к техническим паспортам плит и котлов, можно приступать к расчету.

    Для этого выполняются следующие действия (пример приведен для внутридомового газопровода именно низкого давления):

    1. Количество котлов умножается на производительность каждого из них.
    2. Полученное значение умножается на уточненный с помощью специальной таблицы коэффициент одновременности для этого вида потребителей.
    3. Количество плит, предназначенных для приготовления пищи, умножается на производительность каждой из них.
    4. Полученное после предыдущей операции значение умножается на коэффициент одновременности, взятый из специальной таблицы.
    5. Полученные суммы для котлов и плит суммируются.

    Подобные манипуляции проводятся для всех участков газопровода. Полученные данные вводятся в соответствующие графы программы, с помощью которой выполняются исчисления. Все остальное электроника делает сама.

    Расчет с использованием формул

    Этот вид гидравлического расчета схож с описанным выше, то есть потребуются те же данные, но процедура будет длительной. Так как все придется выполнять вручную, кроме того, проектировщику понадобится осуществить ряд промежуточных операций, чтобы использовать полученные значения для окончательного подсчета.

    А также придется уделить достаточно много времени, чтобы разобраться во многих понятиях, вопросах, которые человек не встречает при использовании специальной программы. В справедливости вышеизложенного можно убедиться, ознакомившись с формулами, которые предстоит использовать.

    Расчет с помощью формул сложный, поэтому доступный не всем. На картинке изображены формулы для расчета падения давления в сети высокого, среднего и низкого давления и коэффициент гидравлического трения

    В применении формул, как и в случае с гидравлическим расчетом с использованием специальной программы, есть особенности для газопроводов низкого, среднего и, конечно же, высокого давления. И об этом стоит помнить, так как ошибка чревата, причем всегда, внушительными финансовыми издержками.

    Вычисления с помощью номограмм

    Какая-либо специальная номограмма представляет собой таблицу, где указаны ряд значений, изучив которые можно получить нужные показатели, не выполняя вычислений. В случае с гидравлическим расчетом — диаметр трубы и толщину ее стенок.

    Номограммы для расчета являются простым способом получения нужных сведений. Достаточно обратиться к строкам, отвечающим заданным характеристикам сети

    Существуют отдельные номограммы для полиэтиленовых и стальных изделий. При расчете их использовались стандартные данные, к примеру, шероховатость внутренних стенок. Поэтому за правильность информации можно не переживать.

    Пример выполнения расчета

    Приведен пример выполнения гидравлического расчета с помощью программы для газопроводов низкого давления. В предлагаемой таблице желтым цветом выделены все данные, которые проектировщик должен ввести самостоятельно.

    Они перечислены в пункте о компьютерном гидравлическом расчете, приведенном выше. Это температура газа, коэффициент кинетической вязкости, плотность.

    В данном случае осуществляется расчет для котлов и плит, ввиду этого необходимо прописать точное количество конфорок, которых может быть 2 или 4. Точность важна, ведь программа автоматически выберет коэффициент одновременности.

    На картинке желтым цветом выделены колонки, в которые показатели должен ввести сам проектировщик. Внизу приведена формула для расчета расхода на участке

    Стоит обратить внимание на нумерацию участков — ее придумывают не самостоятельно, а берут из ранее составленной схемы, где указаны аналогичные цифры.

    Далее прописывается фактическая длина газопровода и так называемая расчетная, которая больше. Происходит это потому, что на всех участках, где есть местное сопротивление, необходимо увеличивать длину на 5-10%. Это делается для того, чтобы исключить недостаточное давление газа у потребителей. Программа осуществляет расчет самостоятельно.

    Суммарный расход в кубических метрах, для которого предусмотрена отдельная колонка, на каждом участке исчисляется заранее. Если дом многоквартирный, то нужно указывать количество жилья, причем начиная с максимального значения, как видно в соответствующей графе.

    В обязательном порядке в таблицу вносятся все элементы газопровода, при прохождении которого теряется давление. В примере указаны клапан термозапорный, отсечной и счетчик. Значение потери в каждом случае бралось в паспорте изделия.

    С помощью одной программы можно делать расчеты для всех видов газопроводов. На картинке исчисления для сети среднего давления

    Внутренний диаметр трубы указывается согласно техническому заданию, если у горгаза есть какие-то требования, или из ранее составленной схемы. В этом случае на большинстве участков он прописан в размере 5 см, ведь большая часть газопровода идет вдоль фасада, а местный горгаз требует, чтобы диаметр был не меньше.

    Если даже поверхностно ознакомиться с приведенным примером выполнения гидравлического расчета, то легко заметить, что, кроме внесенных человеком значений, присутствует большое количество других. Это все результат работы программы, так как после внесения цифр в конкретные колонки, выделенные желтым цветом, для человека работа по расчету закончена.

    То есть само вычисление происходит довольно оперативно, после чего с полученными данными можно отправляться на согласование в горгаз своего города.

    Выводы и полезное видео по теме

    Этот ролик дает возможность понять, с чего начинается гидравлический расчет, откуда проектировщики берут нужные данные:

    В следующем ролике приведен пример одного из видов компьютерного расчета:

    Далее можно ознакомиться с примером расчета с использованием компьютерной программы:

    Чтобы выполнить гидравлический расчет с помощью компьютера, как это позволяет профильный Свод правил, достаточно потратить немного времени на ознакомление с программой и сбор нужных данных.

    Но практического значения все это не имеет, так как составление проекта — процедура гораздо более объемная и включает в себя множество других вопросов. Ввиду этого большинству граждан придется обращаться за помощью к специалистам.

    Появились вопросы, нашли недочеты или можете дополнить наш материал ценной информацией? Оставляйте свои комментарии, задавайте вопросы, делитесь опытом в расположенном ниже блоке.

    sovet-ingenera.com

    Уравнение расхода газопровода. Объемный, массовый и коммерческий расход. Падение давления по длине газопровода. Среднее давление.

    Поиск Лекций

    Вывод формулы расхода газопровода: Рассмотрим установившееся течение газа в трубопроводе. Такой режим движения газа принимают при решении целого ряда практических задач, в том числе и при технологическом расчете магистрального газопровода. Для установившегося течения уравнения (3.1) и (3.2) упрощаются, так как пропадают члены, содержащие время. Получим (3.3) (3.4)

    Из (3.4) видно, что – постоянная величина. Поэтому . Учитывая это, приходим к известному уравнению (3.5)Это уравнение говорит о том, что падение давления в трубопроводе складывается из падения давления на трение, на подъем газа по вертикали и на возрастание скорости. Уравнение (3.5) – исходное для вывода основных формул гидравлического расчета газопроводов. Чтобы получить эти формулы, следует из (3.5) исключить переменные и . Это достигается при помощи уравнения неразрывности, которое запишем в виде: , (3.6)

    ( – массовый расход), и уравнения состояния (3.7) Массовый расход, если нет путевых отборов или подкачек, не изменяется по длине газопровода. Объемный расход (м3/с) – это объем газа перекачиваемый за единицу времени. Объемный расход возрастает, так как давление по длине газопровода снижается. При стационарном режиме газопровода массовый расход газа (кг/с) остается одним и тем же во всех сечениях участка газопровода: ,(П2.1) где – плотность газа; – скорость газа в этом сечении; – площадь поперечного сечения трубопровода.

    При этом объемный расход газа (м3/с), изменяется от сечения к сечению. Если , то объемный расход и скорость газа увеличиваются от начала участка к его концу.

    Коммерческим расходом газа (м3/с), называется массовый расход газа, выраженный в стандартных кубических метрах. Очевидна формула: (П2.2) Температуру принимают постоянной. Коэффициент , учитывающий отклонение от законов идеального газа, также считают постоянным, поскольку он в диапазоне обычных для газопроводов условий изменяется мало. Заменив в (3.5) согласно (3.6) и (3.7) на и на и пренебрегая членом (его следует учитывать лишь для газопроводов, проходящих по сильно пересеченной местности), получим и далее после интегрирования где – длина расчетного участка газопровода, начало и конец которого обозначены индексами «н» и «к». Второе слагаемое в скобках , учитывает возрастание кинетической энергии по длине трубопровода. Для магистральных газопроводов эта величина по сравнению с весьма мала. Пренебрегая ею и заменив на , получим (3.8)

    По этой формуле можно определить падение давления в трубопроводе, если задан массовый расход .

    Если расход – искомая величина, то из (5.9) получаем (3.9)

    Здесь должны быть заданы давления и . Разумеется, что остальные величины, входящие в (3.8) или (3.9), также должны быть известны. Формулу (3.9) называют уравнением или формулой расхода, формулу (3.8) – формулой падения квадрата давления.

    В проектных и эксплуатационных организациях определяют, как уже было сказано, коммерческий расход , т. е. объемный расход, приведенный к стандартным условиям.

    Заменим в (5.10) на : . Плотность при стандартных условиях выразим в виде , а газовую постоянную – через газовую постоянную воздуха и относительную плотность : . После таких замен получим, что коммерческий расход: (3.10)

    Где Из уравнения 3.10 следует, что коммерческий расход газа в трубопроводе прямо пропорционально зависит от диаметра трубопровода и разности квадратов давлений в начале и в конце трубы, а также обратно пропорционально зависит от средней температуры газа, длины перегона, коэффициента гидравлического сопротивления и от состава газа (коэффициента сжимаемости и относительной плотности по воздуху).

    Формула для разности квадратов давлений примет вид (3.11)

    Входящие в эти формулы , и подлежат предварительному определению.

    Вычислим, чему равен коэффициент . Имеем: температура = 293 К, давление =101325 Па, газовая постоянная воздуха = 287 . Следовательно,

    Падение давления по длине газопровода:

    Распределение давления по длине трубопровода можно получить из , заменив на : или ,(3.12) если принять для краткости Уравнения (3.12) называется уравнением падения квадрата давления.

    Из (3.12) получаем уравнение распределения давления по длине газопровода (3.13)

    Замечая, что согласно (3.12) , представим уравнение (3.13) в другом виде: (3.14)

    Среднее давление в газопроводе:

    Воспользовавшись формулой (3.14), найдем среднее давление в газопроводе:

    После интегрирования получаем или

    (3.15)

    Среднее давление устанавливается в газопроводе после остановки перекачки. По среднему давлению находят коэффициент сжимаемости , учитывающий отклонение от законов идеального газа, а также определяют количество газа, содержащегося в трубопроводе.

    Рекомендуемые страницы:

    poisk-ru.ru


    Смотрите также