Obliczenia hydrauliczne gazociągu: metody i metody obliczeń + przykład obliczeń

Kodeks postępowania dla projektowania i budowy ogólne przepisy dotyczące projektowania i budowy systemów dystrybucji gazu z rur metalowych i polietylenowych ogólne przepisy i budowa systemu dystrybucji gazu ze stali i

OBLICZANIE ŚREDNICY GAZOCIĄGU I DOPUSZCZALNA STRATA CIŚNIENIA

3.21 Przepustowość gazociągów można zaczerpnąć z warunków stworzenia, przy maksymalnych dopuszczalnych stratach ciśnienia gazu, najbardziej ekonomicznego i niezawodnego w eksploatacji systemu, który zapewnia stabilność pracy urządzeń szczelinowania hydraulicznego i sterowania gazem (GRU) , a także działanie palników konsumenckich w dopuszczalnych zakresach ciśnienia gazu.

3.22 Obliczone średnice wewnętrzne gazociągów ustalane są w oparciu o warunek zapewnienia nieprzerwanego dopływu gazu do wszystkich odbiorców w godzinach maksymalnego poboru gazu.

3.23 Obliczenie średnicy gazociągu powinno być wykonane z reguły na komputerze z optymalnym rozkładem obliczonych strat ciśnienia pomiędzy odcinkami sieci.

Jeżeli wykonanie obliczeń na komputerze jest niemożliwe lub niewłaściwe (brak odpowiedniego programu, wydzielone odcinki gazociągów itp.) dopuszcza się wykonanie obliczeń hydraulicznych według poniższych wzorów lub według nomogramów (Załącznik B ) skompilowane zgodnie z tymi wzorami.

3.24 Szacowane straty ciśnienia w gazociągach wysokiego i średniego ciśnienia przyjmuje się w przyjętej dla gazociągu kategorii ciśnienia.

3.25 Szacowane łączne straty ciśnienia gazu w gazociągach niskiego ciśnienia (od źródła zasilania gazem do najbardziej oddalonego urządzenia) to nie więcej niż 180 daPa, w tym 120 daPa w gazociągach dystrybucyjnych, 60 daPa w gazociągach dolotowych i wewnętrznych gazociągi.

3.26 Wartości obliczonych strat ciśnienia gazu przy projektowaniu gazociągów wszystkich ciśnień dla przedsiębiorstw przemysłowych, rolniczych i gospodarstw domowych oraz użyteczności publicznej są akceptowane w zależności od ciśnienia gazu w punkcie przyłączenia, z uwzględnieniem charakterystyki technicznej przyjęta do instalacji aparatura gazowa, urządzenia automatyki bezpieczeństwa oraz tryb automatyki sterowania procesami bloków cieplnych.

3.27 Spadek ciśnienia na odcinku sieci gazowej można określić:

- dla sieci średniego i wysokiego ciśnienia wg wzoru

- dla sieci niskociśnieniowych wg wzoru

– dla ściany hydraulicznie gładkiej (nierówność (6) obowiązuje):

– przy 4000 100000

3.29 Szacowane zużycie gazu na odcinkach gazociągów zewnętrznych rozdzielczych niskiego ciśnienia wraz z kosztami transportu gazu należy określić jako sumę kosztów tranzytu i 0,5 kosztów podróży gazu na tym odcinku.

3.30 Spadek ciśnienia w rezystancjach lokalnych (kolanka, trójniki, zawory odcinające itp.) można uwzględnić zwiększając rzeczywistą długość gazociągu o 5-10%.

3.31 Dla gazociągów zewnętrznych naziemnych i wewnętrznych szacunkową długość gazociągów określa wzór (12)

3.32 W przypadkach, gdy dostawa gazu LPG jest czasowa (z późniejszym przejściem na dostawy gazu ziemnego), gazociągi projektuje się z możliwością ich przyszłego wykorzystania na gaz ziemny.

W tym przypadku ilość gazu określana jest jako ekwiwalent (pod względem wartości opałowej) szacunkowego zużycia LPG.

3.33 Spadek ciśnienia w rurociągach fazy ciekłej LPG określa wzór (13)

Uwzględniając margines antykawitacyjny przyjmuje się średnie prędkości fazy ciekłej: w rurociągach ssawnych - nie więcej niż 1,2 m/s; w rurociągach ciśnieniowych - nie więcej niż 3 m / s.

3.34 Obliczanie średnicy gazociągu w fazie gazowej LPG odbywa się zgodnie z instrukcją obliczania gazociągów gazu ziemnego o odpowiednim ciśnieniu.

3.35 Przy obliczaniu wewnętrznych gazociągów niskociśnieniowych dla budynków mieszkalnych dopuszcza się określenie strat ciśnienia gazu ze względu na lokalne opory w ilości,%:

- na gazociągach od wejść do budynku:

- na okablowaniu wewnątrz mieszkania:

3.37 Obliczanie sieci pierścieniowych gazociągów należy przeprowadzić z połączeniem ciśnień gazu w punktach węzłowych pierścieni projektowych. Problem utraty ciśnienia w pierścieniu dopuszcza się do 10%.

3.38 Przy wykonywaniu obliczeń hydraulicznych gazociągów naziemnych i wewnętrznych z uwzględnieniem poziomu hałasu generowanego przez ruch gazu należy przyjąć prędkości ruchu gazu nie większe niż 7 m/s dla gazociągów niskiego ciśnienia, 15 m/s dla gazociągów s/c, 25 m/s dla ciśnienia w gazociągach wysokiego ciśnienia.

3.39 Przy wykonywaniu obliczeń hydraulicznych gazociągów, przeprowadzonych według wzorów (5) - (14), a także przy użyciu różnych metod i programów dla komputerów elektronicznych, opracowanych na podstawie tych wzorów, szacunkowa średnica wewnętrzna gazociągu należy wstępnie określić wzorem (15)

Obliczenia hydrauliczne gazociągu: metody i metody obliczeń + przykład obliczeń

Aby zapewnić bezpieczną i bezawaryjną pracę zasilania gazem, należy go zaprojektować i obliczyć

Ważne jest, aby perfekcyjnie dobrać rury do przewodów wszystkich typów ciśnień, zapewniając stabilny dopływ gazu do urządzeń

Aby dobór rur, kształtek i urządzeń był jak najdokładniejszy, przeprowadzane są obliczenia hydrauliczne rurociągu. Jak to zrobić? Przyznaj, że nie masz zbyt dużej wiedzy w tej sprawie, wymyślmy to.

Oferujemy Państwu zapoznanie się ze skrupulatnie dobranymi i dokładnie przetworzonymi informacjami o możliwościach produkcyjnych. obliczenia hydrauliczne dla systemy gazociągów. Wykorzystanie przedstawionych przez nas danych zapewni dostarczenie do urządzeń błękitnego paliwa o wymaganych parametrach ciśnieniowych. Starannie zweryfikowane dane opierają się na regulacji dokumentacji regulacyjnej.

Artykuł szczegółowo opisuje zasady i schematy obliczeń. Podano przykład wykonywania obliczeń. Aplikacje graficzne i instrukcje wideo służą jako przydatny dodatek informacyjny.

Dlaczego konieczne jest obliczenie gazociągu?

Obliczenia prowadzone są na wszystkich odcinkach gazociągu w celu zidentyfikowania miejsc, w których istnieje prawdopodobieństwo pojawienia się ewentualnych oporów w rurach, zmieniających prędkość podawania paliwa.

Jeśli wszystkie obliczenia zostaną wykonane poprawnie, można wybrać najbardziej odpowiedni sprzęt i stworzyć ekonomiczny i wydajny projekt całej konstrukcji systemu gazowego.

Pozwoli to uniknąć niepotrzebnych, zawyżonych wskaźników podczas eksploatacji i kosztów budowy, które mogą wystąpić podczas planowania i instalacji systemu bez obliczeń hydraulicznych gazociągu.

Istnieje lepsza możliwość doboru wymaganego rozmiaru przekroju i materiałów rur, aby zapewnić wydajniejsze, szybsze i bardziej stabilne dostarczanie błękitnego paliwa do planowanych punktów systemu gazociągów.

Zapewniony jest optymalny tryb pracy całego gazociągu.

Deweloperzy uzyskują korzyści finansowe z oszczędności na zakupie wyposażenia technicznego i materiałów budowlanych.

Dokonuje się prawidłowego obliczenia gazociągu z uwzględnieniem maksymalnych poziomów zużycia paliwa w okresach masowego zużycia. Uwzględniane są wszystkie potrzeby przemysłowe, komunalne, indywidualne gospodarstwa domowe.

Wyznaczenie liczby gazowych punktów kontrolnych szczelinowania hydraulicznego

Punkty kontroli gazu mają na celu obniżenie ciśnienia gazu i utrzymanie go na zadanym poziomie, niezależnie od natężenia przepływu.

Przy znanym szacunkowym zużyciu paliwa gazowego, dzielnica miasta określa liczbę szczelinowań hydraulicznych w oparciu o optymalną wydajność szczelinowania hydraulicznego (V=1500-2000 m3/h) według wzoru:

n = , (27)

gdzie n to liczba szczelinowania hydraulicznego, szt.;

V_R — szacunkowe zużycie gazu przez dzielnicę, m3/godz.;

V_Hurt — optymalna wydajność szczelinowania hydraulicznego, m3/godz.;

n=586.751/1950=3.008 szt.

Po ustaleniu liczby stacji szczelinowania hydraulicznego planuje się ich lokalizację na planie generalnym dzielnicy miasta, instalując je w centrum zgazowanego obszaru na terenie kwartału.

Przegląd programu

Dla wygody obliczeń stosowane są amatorskie i profesjonalne programy do obliczania hydrauliki.

Najpopularniejszym jest Excel.

Możesz skorzystać z obliczeń online w Excel Online, CombiMix 1.0 lub kalkulatora hydraulicznego online. Program stacjonarny dobierany jest z uwzględnieniem wymagań projektu.

Główną trudnością w pracy z takimi programami jest nieznajomość podstaw hydrauliki. W niektórych z nich nie ma dekodowania formuł, nie są brane pod uwagę cechy rozgałęzień rurociągów i obliczanie rezystancji w złożonych obwodach.

• HERZ C.O. 3.5 - dokonuje obliczeń zgodnie z metodą określonych liniowych strat ciśnienia.
• DanfossCO i OvertopCO potrafią liczyć systemy obiegu naturalnego.
• „Flow” (Flow) – umożliwia zastosowanie metody obliczeniowej ze zmienną (przesuwną) różnicą temperatur wzdłuż pionów.

Należy określić parametry wprowadzania danych dla temperatury - Kelvin / Celsius.

Teoria obliczeń hydraulicznych systemu grzewczego.

Teoretycznie ogrzewanie GR opiera się na następującym równaniu:

∆P = R·l + z

Ta równość obowiązuje dla określonego obszaru. To równanie jest rozszyfrowane w następujący sposób:

• ΔP - liniowa strata ciśnienia.
• R to specyficzna strata ciśnienia w rurze.
• l to długość rur.
• z - straty ciśnienia na wylotach, zawory odcinające.

Ze wzoru wynika, że ​​im większa strata ciśnienia, tym jest ona dłuższa i tym więcej w niej zagięć lub innych elementów, które ograniczają przepływ lub zmieniają kierunek przepływu płynu. Wywnioskujmy, ile R i z są równe. Aby to zrobić, rozważ inne równanie przedstawiające spadek ciśnienia spowodowany tarciem o ściany rury:

_tarcie

To jest równanie Darcy-Weisbacha. Odszyfrujmy to:

• λ to współczynnik zależny od charakteru ruchu rury.
• d jest wewnętrzną średnicą rury.
• v jest prędkością płynu.
• ρ to gęstość cieczy.

Z tego równania wynika ważna zależność - strata ciśnienia spowodowana tarciem jest tym mniejsza, im większa jest średnica wewnętrzna rur i im mniejsza jest prędkość płynu. Co więcej, zależność od prędkości jest tutaj kwadratowa. Straty na łukach, trójnikach i zaworach określa inny wzór:

P_armatura = ξ*(v²ρ/2)

Tutaj:

• ξ to współczynnik lokalnego oporu (zwany dalej CMR).
• v jest prędkością płynu.
• ρ to gęstość cieczy.

Z tego równania widać również, że spadek ciśnienia wzrasta wraz ze wzrostem prędkości płynu.Warto też wspomnieć, że w przypadku zastosowania chłodziwa niskozamarzającego ważną rolę będzie również odgrywać jego gęstość - im wyższa, tym trudniej pompie obiegowej. Dlatego po przejściu na „przeciw zamarzaniu” może być konieczna wymiana pompy obiegowej.

Z powyższego wyprowadzamy następującą równość:

∆P=∆P_tarcie +∆P_armatura=((λ/d)(v²ρ/2)) + (ξ(v²ρ/2)) = ((λ/α)l(v²ρ/2)) + (ξ*(v²ρ/2)) = R•l +z;

Z tego otrzymujemy następujące równości dla R i z:

R = (λ/α)*(v²ρ/2) Pa/m;

z = ξ*(v²ρ/2) Pa;

Teraz zastanówmy się, jak obliczyć opór hydrauliczny za pomocą tych wzorów.

Wyznaczanie strat ciśnienia w rurach

Opór strat ciśnienia w obwodzie, przez który krąży płyn chłodzący, jest określany jako ich łączna wartość dla wszystkich poszczególnych elementów. Te ostatnie obejmują:

• straty w obwodzie pierwotnym, oznaczane jako ∆Plk;
• lokalne koszty nośnika ciepła (∆Plm);
• spadek ciśnienia w strefach specjalnych, zwanych „generatorami ciepła” pod oznaczeniem ∆Ptg;
• straty wewnątrz wbudowanego układu wymiany ciepła ∆Pto.

Po zsumowaniu tych wartości otrzymujemy żądany wskaźnik charakteryzujący całkowity opór hydrauliczny układu ∆Pco.

Oprócz tej uogólnionej metody istnieją inne sposoby określania spadku ciśnienia w rurach polipropylenowych. Jeden z nich opiera się na porównaniu dwóch wskaźników związanych z początkiem i końcem rurociągu. W takim przypadku stratę ciśnienia można obliczyć po prostu odejmując jej początkowe i końcowe wartości, określone przez dwa manometry.

Inna opcja obliczania pożądanego wskaźnika opiera się na zastosowaniu bardziej złożonej formuły, która uwzględnia wszystkie czynniki wpływające na charakterystykę strumienia ciepła.Podany poniżej stosunek uwzględnia przede wszystkim utratę ciśnienia cieczy z powodu dużej długości rurociągu.

• h to strata cieczy mierzona w metrach w badanym przypadku.
• λ to współczynnik oporu hydraulicznego (lub tarcia), określony innymi metodami obliczeniowymi.
• L to całkowita długość obsługiwanego rurociągu mierzona w metrach bieżących.
• D to wewnętrzny rozmiar rury, który określa objętość przepływu chłodziwa.
• V to natężenie przepływu płynu mierzone w jednostkach standardowych (metr na sekundę).
• Symbol g to przyspieszenie swobodnego spadania, które wynosi 9,81 m/s2.

Bardzo interesujące są straty spowodowane wysokim współczynnikiem tarcia hydraulicznego. Zależy to od chropowatości wewnętrznych powierzchni rur. Stosowane w tym przypadku proporcje obowiązują tylko dla półfabrykatów rurowych o standardowym okrągłym kształcie. Ostateczny wzór na ich znalezienie wygląda tak:

• V - prędkość ruchu mas wody, mierzona w metrach na sekundę.
• D - średnica wewnętrzna, która określa wolną przestrzeń dla ruchu chłodziwa.
• Współczynnik w mianowniku wskazuje lepkość kinematyczną cieczy.

Ten ostatni wskaźnik odnosi się do wartości stałych i znajduje się zgodnie ze specjalnymi tabelami publikowanymi w dużych ilościach w Internecie.

1.4 Rozkład ciśnienia na odcinkach systemu rurociągów

Oblicz ciśnienie w punkcie węzłowym p1 i zbuduj wykres ciśnienia
Lokalizacja włączona ja1 według wzoru (1.1):

 (1.31)

 (1.32)

Wyobrażać sobie
wynikająca z tego zależność pl1=f(ja) w formie tabeli.

Stół
4

l, km	5	10	15	20	25	30	34
p,kPa	4808,3	4714,8	4619,5	4522,1	4422,6	4320,7	4237,5

Oblicz ciśnienie w punkcie węzłowym p6 i zbuduj wykres ciśnienia
na gałęziach ja8 — ja9 według wzoru (1.13):

 (1.33)

 (1.34)

Wyobrażać sobie
wynikająca z tego zależność p(ja8-ja9)=f(ja) w formie tabeli.

Stół
5

l, km	87	90,38	93,77	97,15	100,54	104	107,31
p,kPa	2963,2	2929,9	2897,2	2864,1	2830,7	2796,8	2711
l, km	110,69	114,08	117,46	120,85	124,23	127,62	131
p,kPa	2621,2	2528,3	2431,8	2331,4	2226,4	2116,2	2000

Aby obliczyć koszty na oddział ja2 —ja4 —ja6 orazja3 —ja5 —ja7, używamy formuł (1.10) i
(1.11):

Sprawdzamy:

Obliczenie
zrobione poprawnie.

Ale już
obliczyć ciśnienie w punktach węzłowych gałęzi ja2 —ja4
—ja6 na
wzory (1.2), (1.3) i (1.4):

wyniki
obliczanie ciśnienia przekroju ja2
przedstawione w tabeli 6:

Stół
6

l, km	34	38,5	43	47,5	52	56,5	61
p,kPa	4240	4123,8	4004,3	3881,1	3753,8	3622,1	3485,4

wyniki
obliczanie ciśnienia przekroju ja4
przedstawiono w tabeli 7:

Stół
7

Opcja kalkulacji na PC

Wykonywanie rachunku różniczkowego za pomocą komputera jest najmniej pracochłonne – wystarczy, że wprowadzi niezbędne dane do odpowiednich kolumn.

Dlatego obliczenia hydrauliczne są wykonywane w kilka minut, a operacja ta nie wymaga dużego zasobu wiedzy, który jest niezbędny przy stosowaniu formuł.

Do jego prawidłowej realizacji niezbędne jest pobranie ze specyfikacji technicznej następujących danych:

• gęstość gazu;
• współczynnik lepkości kinetycznej;
• temperatura gazu w twoim regionie.

Niezbędne warunki techniczne uzyskuje się z wydziału gazu miejskiego osiedla, na którym gazociąg będzie budowany. W rzeczywistości projekt dowolnego rurociągu rozpoczyna się od otrzymania tego dokumentu, ponieważ zawiera on wszystkie podstawowe wymagania dotyczące jego projektu.

Następnie deweloper musi ustalić zużycie gazu dla każdego urządzenia, które ma zostać podłączone do gazociągu. Na przykład, jeśli paliwo będzie transportowane do prywatnego domu, to najczęściej używane są tam piece do gotowania, wszelkiego rodzaju kotły grzewcze, a niezbędne numery są zawsze w ich paszportach.

Ponadto będziesz musiał znać liczbę palników dla każdego pieca, który zostanie podłączony do rury.

W kolejnym etapie zbierania niezbędnych danych wybiera się informacje o spadku ciśnienia w miejscach instalacji dowolnego sprzętu - może to być licznik, zawór odcinający, termiczny zawór odcinający, filtr i inne elementy .

W takim przypadku łatwo jest znaleźć potrzebne numery - są one zawarte w specjalnej tabeli dołączonej do paszportu każdego produktu.

Projektant powinien zwrócić uwagę na to, aby wskazywać spadek ciśnienia przy maksymalnym zużyciu gazu.

Na kolejnym etapie zaleca się sprawdzenie, jakie będzie niebieskie ciśnienie paliwa w punkcie podłączenia. Takie informacje mogą zawierać specyfikacje techniczne twojego Gorgaza, wcześniej opracowany schemat przyszłego gazociągu.

Jeśli sieć będzie składać się z kilku odcinków, należy je ponumerować i wskazać rzeczywistą długość. Ponadto dla każdego wszystkie zmienne wskaźniki należy przepisać osobno - jest to całkowite natężenie przepływu dowolnego używanego urządzenia, spadek ciśnienia i inne wartości.

Wymagany jest współczynnik jednoczesności. Uwzględnia możliwość wspólnego działania wszystkich odbiorców gazu przyłączonych do sieci. Na przykład wszystkie urządzenia grzewcze znajdujące się w budynku mieszkalnym lub prywatnym domu.

Dane te są wykorzystywane przez program obliczeń hydraulicznych do określenia maksymalnego obciążenia na dowolnym odcinku lub w całym gazociągu.

Dla każdego mieszkania lub domu określony współczynnik nie musi być obliczany, ponieważ jego wartości są znane i są wskazane w poniższej tabeli:

Jeśli w jakimś obiekcie planuje się użycie więcej niż dwóch kotłów grzewczych, pieców, podgrzewaczy wody akumulacyjnej, wskaźnik jednoczesności zawsze będzie wynosił 0,85.Które będą musiały być wskazane w odpowiedniej kolumnie używanej do obliczania programu.

Następnie należy określić średnicę rur, a także potrzebne będą ich współczynniki chropowatości, które zostaną wykorzystane przy budowie rurociągu. Wartości te są standardowe i można je łatwo znaleźć w Zestawie Zasad.

Przegląd programu

Dla wygody obliczeń stosowane są amatorskie i profesjonalne programy do obliczania hydrauliki.

Najpopularniejszym jest Excel.

Możesz skorzystać z obliczeń online w Excel Online, CombiMix 1.0 lub kalkulatora hydraulicznego online. Program stacjonarny dobierany jest z uwzględnieniem wymagań projektu.

Główną trudnością w pracy z takimi programami jest nieznajomość podstaw hydrauliki. W niektórych z nich nie ma dekodowania formuł, nie są brane pod uwagę cechy rozgałęzień rurociągów i obliczanie rezystancji w złożonych obwodach.

Funkcje programu:

• HERZ C.O. 3.5 - dokonuje obliczeń zgodnie z metodą określonych liniowych strat ciśnienia.
• DanfossCO i OvertopCO potrafią liczyć systemy obiegu naturalnego.
• „Flow” (Flow) – umożliwia zastosowanie metody obliczeniowej ze zmienną (przesuwną) różnicą temperatur wzdłuż pionów.

Należy określić parametry wprowadzania danych dla temperatury - Kelvin / Celsius.

.1 Określenie przepustowości złożonego gazociągu

Aby obliczyć złożony system rurociągów zgodnie z rysunkiem 1 i danymi
W tabeli 1 zastosujemy metodę zastępczą dla równoważnego prostego gazociągu. Do
to, w oparciu o teoretyczne równanie przepływu dla stanu ustalonego
przepływ izotermiczny, tworzymy równanie dla równoważnego gazociągu i
napiszmy równanie.

Tabela 1

Numer indeksu i	Średnica zewnętrzna Di , mm	grubość ściany i , mm	Długość sekcji Li , km
1	508	9,52	34
2	377	7	27
3	426	9	17
4	426	9	12
5	377	7	8
6	377	7	9
7	377	7	28
8	630	10	17
9	529	9	27

Rysunek 1 - Schemat rurociągu

Do fabuły ja1 zanotować
formuła wydatkowa:

 (1.1)

W punkcie węzłowym p1 przepływ gazu podzielony jest na dwa wątki: ja2 —ja4 —ja6 orazja3 —ja5 —ja7 dalej w punkcie p6 te gałęzie
zjednoczyć. Uważamy, że w pierwszym odgałęzieniu przepływ wynosi Q1, a w drugim odgałęzieniu Q2.

Dla oddziału ja2 —ja4 —ja6:

 (1.2)

 (1.3)

 (1.4)

Podsumujmy
parami (1.2), (1.3) i (1.4), otrzymujemy:

 (1.5)

Do
gałęzie ja3 —ja5 —ja7:

 (1.6)

 (1.7)

 (1.8)

Podsumujmy
parami (1.6), (1.7) i (1.8), otrzymujemy:

 (1.9)

Wyrazić
z wyrażeń (1.5) i (1.9) Q1 i Q2 odpowiednio:

 (1.10)

 (1.11)

Konsumpcja
wzdłuż przekroju równoległego jest równa: Q=Q1+Q2.

 (1.12)

Różnica
kwadraty ciśnienia dla przekroju równoległego są równe:

 (1.13)

Do
gałęzie ja8-ja9 piszemy:

 (1.14)

Podsumowując (1.1), (1.13) i (1.14) otrzymujemy:

 (1.15)

Z
Ostatnie wyrażenie może określić przepustowość systemu. Biorąc pod uwagę
formuły przepływu dla gazociągu równoważnego:

 (1.16)

Znajdźmy zależność, która pozwala dla danego LEK lub DEK na znalezienie innego wymiaru geometrycznego gazociągu

 (1.17)

W celu określenia długości gazociągu ekwiwalentnego konstruujemy
wdrożenie systemu. Aby to zrobić, zbudujemy wszystkie wątki złożonego potoku w jednym
kierunku przy zachowaniu struktury systemu. Jako ekwiwalent długości
gazociągu przewieziemy najdłuższy element gazociągu od jego początku do
zakończyć, jak pokazano na rysunku 2.

Rysunek 2 - Rozwój systemu rurociągów

Zgodnie z wynikami budowy jako długość równoważnego rurociągu
weź długość równą sumie odcinków ja1 —ja3 —ja5 —ja7 —ja8 —ja9. Wtedy LEK=131km.

Do obliczeń przyjmiemy następujące założenia: uważamy, że przepływ gazu w
rurociąg jest zgodny z kwadratowym prawem oporu. Dlatego
współczynnik oporu hydraulicznego oblicza się według wzoru:

 , (1.18)

gdzie k jest równoważną chropowatością ściany
rury, mm;

D-
średnica wewnętrzna rury, mm.

Do głównych gazociągów bez pierścieni oporowych, dodatkowe
rezystancje lokalne (złączki, przejścia) zwykle nie przekraczają 2-5% strat
na tarcie. Dlatego do obliczeń technicznych dla współczynnika projektowego
przyjmuje się wartość oporu hydraulicznego:

 (1.19)

Do
dalsze obliczenia akceptujemy , k=0,5.

Oblicz
współczynnik oporu hydraulicznego dla wszystkich odcinków rurociągu
sieci, wyniki wpisano w tabeli 2.

Stół
2

Numer indeksu i	Średnica zewnętrzna Di , mm	grubość ściany i , mm	Współczynnik oporu hydraulicznego, λtr
1	508	9,52	0,019419
2	377	7	0,020611
3	426	9	0,020135
4	426	9	0,020135
5	377	7	0,020611
6	377	7	0,020611
7	377	7	0,020611
8	630	10	0,018578
9	529	9	0,019248

W obliczeniach posługujemy się średnią gęstością gazu w systemie rurociągów,
które obliczamy z warunków ściśliwości gazu przy średnim ciśnieniu.

Średnie ciśnienie w układzie w danych warunkach wynosi:

 (1.20)

Aby określić współczynnik ściśliwości zgodnie z nomogramem, konieczne jest
obliczyć obniżoną temperaturę i ciśnienie ze wzorów:

 , (1.21)

 , (1.22)

gdzie T, p — temperatura i ciśnienie w warunkach eksploatacyjnych;

Tkr, rk są absolutną krytyczną temperaturą i ciśnieniem.

Zgodnie z załącznikiem B: Tkr\u003d 190,9 tys., rk =4,649 MPa.

Dalej
zgodnie z nomogramem do obliczania współczynnika ściśliwości gazu ziemnego określamy z =
0,88.

środek
gęstość gazu określa wzór:

 (1.23)

Do
obliczenia przepływu przez gazociąg należy określić parametr A:

 (1.24)

Znajdźmy
:

Znajdźmy
przepływ gazu przez system:

 (1.25)

 (1.26)

Przegląd programu

Dla wygody obliczeń stosowane są amatorskie i profesjonalne programy do obliczania hydrauliki.

Najpopularniejszym jest Excel.

Możesz skorzystać z obliczeń online w Excel Online, CombiMix 1.0 lub kalkulatora hydraulicznego online. Program stacjonarny dobierany jest z uwzględnieniem wymagań projektu.

Główną trudnością w pracy z takimi programami jest nieznajomość podstaw hydrauliki. W niektórych z nich nie ma dekodowania formuł, nie są brane pod uwagę cechy rozgałęzień rurociągów i obliczanie rezystancji w złożonych obwodach.

• HERZ C.O. 3.5 - dokonuje obliczeń zgodnie z metodą określonych liniowych strat ciśnienia.
• DanfossCO i OvertopCO potrafią liczyć systemy obiegu naturalnego.
• „Flow” (Flow) – umożliwia zastosowanie metody obliczeniowej ze zmienną (przesuwną) różnicą temperatur wzdłuż pionów.

Należy określić parametry wprowadzania danych dla temperatury - Kelvin / Celsius.

Wyznaczanie strat ciśnienia w rurach

Opór strat ciśnienia w obwodzie, przez który krąży płyn chłodzący, jest określany jako ich łączna wartość dla wszystkich poszczególnych elementów. Te ostatnie obejmują:

• straty w obwodzie pierwotnym, oznaczane jako ∆Plk;
• lokalne koszty nośnika ciepła (∆Plm);
• spadek ciśnienia w strefach specjalnych, zwanych „generatorami ciepła” pod oznaczeniem ∆Ptg;
• straty wewnątrz wbudowanego układu wymiany ciepła ∆Pto.

Po zsumowaniu tych wartości otrzymujemy żądany wskaźnik charakteryzujący całkowity opór hydrauliczny układu ∆Pco.

Oprócz tej uogólnionej metody istnieją inne sposoby określania spadku ciśnienia w rurach polipropylenowych. Jeden z nich opiera się na porównaniu dwóch wskaźników związanych z początkiem i końcem rurociągu. W takim przypadku stratę ciśnienia można obliczyć po prostu odejmując jej początkowe i końcowe wartości, określone przez dwa manometry.

Inna opcja obliczania pożądanego wskaźnika opiera się na zastosowaniu bardziej złożonej formuły, która uwzględnia wszystkie czynniki wpływające na charakterystykę strumienia ciepła. Podany poniżej stosunek uwzględnia przede wszystkim utratę ciśnienia cieczy z powodu dużej długości rurociągu.

• h to strata cieczy mierzona w metrach w badanym przypadku.
• λ to współczynnik oporu hydraulicznego (lub tarcia), określony innymi metodami obliczeniowymi.
• L to całkowita długość obsługiwanego rurociągu mierzona w metrach bieżących.
• D to wewnętrzny rozmiar rury, który określa objętość przepływu chłodziwa.
• V to natężenie przepływu płynu mierzone w jednostkach standardowych (metr na sekundę).
• Symbol g to przyspieszenie swobodnego spadania, które wynosi 9,81 m/s2.

Strata ciśnienia występuje z powodu tarcia płynu na wewnętrznej powierzchni rur

Bardzo interesujące są straty spowodowane wysokim współczynnikiem tarcia hydraulicznego. Zależy to od chropowatości wewnętrznych powierzchni rur. Stosowane w tym przypadku proporcje obowiązują tylko dla półfabrykatów rurowych o standardowym okrągłym kształcie. Ostateczny wzór na ich znalezienie wygląda tak:

• V - prędkość ruchu mas wody, mierzona w metrach na sekundę.
• D - średnica wewnętrzna, która określa wolną przestrzeń dla ruchu chłodziwa.
• Współczynnik w mianowniku wskazuje lepkość kinematyczną cieczy.

Ten ostatni wskaźnik odnosi się do wartości stałych i znajduje się zgodnie ze specjalnymi tabelami publikowanymi w dużych ilościach w Internecie.

równoważenie hydrauliczne

Równoważenie spadków ciśnienia w instalacji grzewczej odbywa się za pomocą zaworów sterujących i odcinających.

Równoważenie hydrauliczne instalacji odbywa się na podstawie:

• obciążenie projektowe (masowe natężenie przepływu chłodziwa);
• dane producentów rur dotyczące wytrzymałości dynamicznej;
• liczba lokalnych oporów na rozpatrywanym obszarze;
• charakterystyka techniczna okuć.

Charakterystyki instalacji – spadek ciśnienia, mocowanie, wydajność – są ustawiane dla każdego zaworu. Określają współczynniki przepływu chłodziwa do każdego pionu, a następnie do każdego urządzenia.

Strata ciśnienia jest wprost proporcjonalna do kwadratu natężenia przepływu chłodziwa i jest mierzona w kg/h, gdzie

S jest iloczynem dynamicznego ciśnienia właściwego, wyrażonego w Pa / (kg / h) i zredukowanego współczynnika lokalnego oporu przekroju (ξpr).

Zmniejszony współczynnik ξpr jest sumą wszystkich lokalnych rezystancji układu.

Wyniki.

Otrzymane wartości strat ciśnienia w rurociągu, obliczone dwiema metodami, różnią się w naszym przykładzie o 15…17%! Patrząc na inne przykłady, widać, że różnica czasami sięga nawet 50%! Jednocześnie wartości uzyskane za pomocą wzorów hydrauliki teoretycznej są zawsze mniejsze niż wyniki według SNiP 2.04.02-84. Jestem skłonny wierzyć, że pierwsze obliczenia są dokładniejsze, a SNiP 2.04.02-84 jest „ubezpieczony”. Być może mylę się we wnioskach. Należy zauważyć, że obliczenia hydrauliczne rurociągów są trudne do dokładnego modelowania matematycznego i opierają się głównie na zależnościach uzyskanych z eksperymentów.

W każdym razie mając dwa wyniki, łatwiej jest podjąć właściwą decyzję.

Pamiętaj o dodaniu (lub odjęciu) ciśnienia statycznego do wyników przy obliczaniu rurociągów hydraulicznych z różnicami wysokości wlotu i wylotu. W przypadku wody - różnica wysokości 10 metrów ≈ 1 kg / cm2.

błagam poszanowanie twórczości autora pobieranie pliku po subskrypcji na ogłoszenia artykułów!

Link do pobrania pliku: gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov (xls 57,5 ​​KB).

Ważna i, jak sądzę, ciekawa kontynuacja tematu, czytaj tutaj