Madalrõhuga gaasijuhtme hüdraulilise arvutusprogrammi näide. Kõrge ja keskmine rõhk. Gaasi jaotusjaamade ja hüdrauliliste purustamisseadmete optimaalse arvu määramine

Sissejuhatus

Gaasitorustiku võrgu hüdrauliline arvutus põhineb gaasijuhtmete optimaalsete läbimõõtude määramisel, mis tagavad vajalike gaasikoguste läbimise vastuvõetavate rõhulanguste korral. Arvutuse aluseks on maksimaalne võimalik gaasikulu maksimaalse gaasitarbimise tundidel. See võtab arvesse gaasi tunnitarbimist tootmise (tööstus- ja põllumajandus), munitsipaal- ja kodutarbijate vajadusteks, samuti elanikkonna individuaalsete majapidamisvajaduste (küte, sooja veevarustus) tarbeks. Kesk- ja kõrgsurvegaasitorustike hüdraulilisel arvutamisel võetakse reeglina kontsentreeritud koormustena tarbijate hinnanguline gaasitarbimine, madalrõhuvõrkude puhul arvestatakse ka ühtlaselt jaotatud koormust. Kesksurvega gaasivarustussüsteemide eripäraks on gaasi juhtimispunktide paigaldamine igale tarbijale või väikesele tarbijarühmale asustatud piirkonnas on ühtlaselt jaotatud koormustega võrkude arvutamise põhimõtte kohaldatavus.

Gaasijuhtme hüdrauliline arvutus.

Kui gaas liigub läbi torustike, väheneb algrõhk järk-järgult hõõrdejõudude ja kohaliku takistuse ületamise tõttu:

Sõltuvalt voolukiirusest, toru läbimõõdust ja gaasi viskoossusest võib selle vool olla laminaarne, st järjestatud üksteise suhtes liikuvate kihtidena ja turbulentne, kui gaasivoolus tekib turbulents ja kihid segunevad . Gaasi liikumise režiimi iseloomustab Reynoldsi kriteeriumi väärtus:

kus ω - voolukiirus, m/s; D- torujuhtme läbimõõt, m; ν - kinemaatiline viskoossus, .

Laminaarselt turbulentsele liikumisele ülemineku intervalli nimetatakse kriitiliseks ja seda iseloomustab Re = 2000–4000. Re = 2000 korral on vool laminaarne ja Re = 4000 korral turbulentne.

Praktikas domineerib gaasijaotustorustikes turbulentne gaasi liikumine. Ainult väikese läbimõõduga gaasijuhtmetes, näiteks majasiseses, voolab gaas madalatel voolukiirustel laminaarselt. Gaasi voolu läbi maa-aluste gaasitorustike peetakse isotermiliseks protsessiks, kuna gaasitoru ümbritseva pinnase temperatuur muutub gaasivoolu lühikese aja jooksul vähe.

Seal on madala rõhu ja keskmise (kõrgsurve) võrkude hüdraulilised arvutused. Elamu gaasivarustussüsteemi arendamine hõlmab madalrõhuvõrku.

Madala rõhuga gaasivarustussüsteemi arvutamisel kasutatakse piirkonna rõhukadude arvutamiseks valemit.

(3)

Kus – rõhuerinevus gaasijuhtme alguses ja lõpus on hüdraulilise hõõrdetegur, Q on gaasi voolukiirus, d on toru siseläbimõõt, gaasi tihedus, l on gaasijuhtme pikkus.

Spetsiifilised rõhukaod sektsioonides määratakse ka (Pa/m - madalrõhuvõrkude jaoks), kasutades valemit:

– lubatud rõhukadu (Pa – madalrõhuvõrkudele); L– kaugus kõige kaugema punktini, m.

Gaasitoru siseläbimõõt on võetud torujuhtmete standardsest siseläbimõõdu vahemikust: lähim suurem on terasest gaasitorustike jaoks ja lähim väiksem polüetüleentorude jaoks.

Hüdraulilise hõõrdetegur λ määratakse sõltuvalt gaasi liikumise viisist läbi gaasijuhtme, mida iseloomustab Reynoldsi arv,

Kus ν on gaasi kinemaatilise viskoossuse koefitsient, Q on gaasi voolukiirus, d on gaasitoru toru siseläbimõõt.

Ja ka sõltuvalt gaasijuhtme siseseina hüdraulilisest sujuvusest, mille määrab seisund

Kus n on toruseina sisepinna ekvivalentne absoluutne karedus, mis on uute terastorude puhul 0,01 cm, kasutatud terastorude puhul 0,1 cm, polüetüleentorude puhul 0,007 cm, olenemata tööajast ja 0,001 vasktorude puhul cm.

Sõltuvalt Re väärtusest on hüdraulilise hõõrdetegur λ:

laminaarse gaasivoolu jaoks Re ≤ 2000 juures

gaasi liikumise kriitilise režiimi jaoks Re = 2000–4000

(8)

Kui Re = 4000, olenevalt tingimuse (6) täitmisest:

hüdrauliliselt sileda seina puhul (ebavõrdsus (6) on tõsi):

at 4000≤ Re ≤ 100 000

Re ˃ 100 000

karedate seinte jaoks (ebavõrdsus (6) ei kehti) Re ˃ 4000 juures

Seega võetakse gaasijaotusvõrgu hüdrauliliste arvutuste tegemisel arvesse nii gaasitoru materjali kui ka toru vananemisprotsessi, mis väljendub terastorude kareduse ja kinnikasvamise suurenemises ning püsivuses. karedus töö ajal ja polüetüleentorude roomamine. Polüetüleentoru roome väljendub siseläbimõõdu suurenemises 5 võrra töötamise ajal siserõhu mõjul toru seina paksuse vähenemise tulemusena.

Polüetüleentorude eripäraks on see, et neid saab valmistada erineva tihedusega polüetüleenist: keskmine - PE 80, kõrge - PE 63 (praegu gaasijaotussüsteemides ei kasutata), samuti põhinevad bimodaalsel kopolümeeril - PE 100. See on teada, et polüetüleentoru seina sisemine kiht on gaasiga küllastunud ja küllastusaste sõltub gaasi rõhust ja seina tihedusest. Gaasi küllastumine toob kaasa seina kareduse muutumise, mille tulemusena muutub toru hüdrauliline takistus. Rooma mõjutab ka toruseina kareduse muutumist töö ajal. Kõik need tegurid koos määravad polüetüleentorude läbilaskevõime.

Madalrõhuga gaasijuhtmete arvutamisel, mis on paigaldatud selgelt muutuva maastiku tingimustes, tuleb arvestada hüdrostaatilise kõrgusega Pa,

Kus h– gaasijuhtme geomeetriliste kõrguste erinevus, m; “+” märk on gaasi jaoks, mis voolab alt üles ja “-” märk ülevalt alla.

Rõhukaod lokaalsetes takistustes on põhjustatud gaasi liikumiskiiruste suuruste ja suundade muutumisest kohtades, kus gaasitoru läheb ühelt läbimõõdult teisele, sulgeventiilides, käänakutes, teedel jne. Weisbachi valemi järgi rõhukaod kohalikes takistustes, Pa,

Mitmete järjestikku paiknevate lokaalsete takistuste korral sama läbimõõduga gaasijuhtmel nende summa

Teatud tüüpi kohalike takistuste koefitsientide keskmised väärtused on toodud tabelis 1.

Sageli väljendatakse kohalike takistuste rõhukadusid sirge toruosa teatud samaväärse pikkusega l eq, mille korral hõõrdumisest tulenevad lineaarsed rõhukadud on samaväärsed antud lokaalsest takistusest tulenevate kadudega,

Kus D- gaasitoru siseläbimõõt, m; l eq - antud läbimõõduga toru sirge lõigu ekvivalentpikkus m, mille juures hõõrdumisest tingitud rõhukadu on võrdne kohaliku takistuse kaoga .

Seotud Informatsioon.

Valemitel (VI. 19) - (VI.22) põhinevate arvutuste hõlbustamiseks on välja töötatud tabelid ja nomogrammid. Nende põhjal määravad nad praktilistel eesmärkidel piisava täpsusega: etteantud voolukiiruse ja rõhukao alusel gaasitoru vajaliku läbimõõdu; antud läbimõõdu ja kadude puhul - gaasijuhtme läbilaskevõime; antud läbimõõdu ja voolukiiruse korral - rõhukadu; vastavalt teadaolevatele kohalikele takistustele - ekvivalentpikkused. Iga tabel ja nomogramm on koostatud teatud tiheduse ja viskoossusega gaasi jaoks ning eraldi madala või keskmise ja kõrge rõhu jaoks. Madala rõhuga gaasijuhtmete arvutamiseks kasutatakse kõige sagedamini tabeleid, mille struktuur on hästi illustreeritud tabelis. VI.2. Nendes olevate torude valikut iseloomustab välisläbimõõt d„, seina paksus s ja siseläbimõõt d. Iga läbimõõt vastab konkreetsele rõhukadudele D R ja ekvivalentpikkus Z 3KB, olenevalt teatud gaasivoolust V. Nomogrammid (joonis VI.3 - VI.7) on tabelites toodud andmete graafiline vaste.

Tabel VI.2

Surve kadu Ar ja samaväärsed pikkused maagaasi puhul (p = 0,73 kg/m 3, v = 14,3 * 10 "* m 2 / sek, terasest vee- ja gaasitorud vastavalt standardile GOST 3262-62)

	d H X« (d), mm
	21,3x2,8 (15,7)	26,8x2,8 (21,2)	33,5x3,2 (27,1)	42,3x3,2 (35,9)	48,0x3,5 (41,0)

Märge. Lugeja näitab rõhukadu, kgf/m* 1 u kohta ja nimetaja on invivalent pikkus, u.

A- looduslik vill, p - 0,73 kg/m*, v = 14,3‘Yu - * m*/sek; b - propaangaas, p?= 2 Kf/m *, v "= 3,7* 10~* m"/s.

Näide 17. Läbi toru (GOST 3262-62) dH X s= 26,8 x 2,8 mm pikk ma = Tarnitakse koguses 12 m madala rõhuga maagaasi p = 0,73 kg/m 9 V= 4 m 3 / h. Gaasitorustikule on paigaldatud pistikventiil ja kaks 90° painutatud põlve. Määrake rõhukadu gaasijuhtmes.

Lahendus. G1o tabel VJ.2 leiame, et voolu juures V= 4 m 9 /h erihõõrdekaod Ar - 0,703 kg/m2 1 m kohta ja samaväärne pikkus? Ek p = = 0,52 m Pas andmetel. 108 leiame lokaalse takistuse koefitsiendid: Pistikuklapil = 2,0 ja painutatud põlve korral 90°? 2 = 0,3. Gaasitoru arvutatud pikkus valemi (VI.29) järgi / arvutatud = 12 + (2,0 + 2-0,3) X 0,52 = = 13,5 m Nõutav summaarne rõhukadu Dr summa - 13,5-0,703 = = 9,52 kg/m2.

Näide 18. Piki torudest kokkupandud madalrõhu terasest gaasijaotustorustikku dH X s= 114 x 4 mm, pikk ma = Tarnitakse 250 m maagaasi koguses p = 0,73 kg/m 9 V- 200 m 3 / h. Lõppgaasitorustiku geodeetiline kõrgus on esialgsest 18 m kõrgem Määrata rõhukadu gaasitorustikus.

Lahendus. Vastavalt nomogrammile joonisel fig. VI.3 leiame, et voolukiirusel V = = 200 m 3 / h on gaasitorustiku hõõrdumisest tingitud rõhu erikadu d H Xs = 114 X X 4 mm A R - 0,35 kg/m2 1 m kohta Võttes arvesse rõhukadusid lokaalsetes takistustes, suurendame gaasitoru tegelikku pikkust 10% võrra. T.V. I rassi Ch = 1,1 1fact = 1,1 *250 = 275 m Hõõrdumisest ja kohalikust takistusest tingitud rõhukadu kokku Lr SuI = 0,35-275 = 96 kg/m 2.

Transporditav gaas on õhust kergem, seetõttu tekib gaasitorustikus hüdrostaatiline rõhk. Vastavalt valemile (VI.24) Ar g ~ 18 (1,293 - 0,73)

*=“10 kg/m2. Siis on gaasijuhtmes nõutav rõhukadu Ap* aKX = 96 - - 10 = 86 kgf/cm 2.

Näide 19. Läbi madalsurvega terasest gaasitoru d H X s = = 21,3-2,8 mm ja pikkus ma = Tarnitakse koguses 10 m propaani V== 1,2'm 8 /h. Gaasitorustikule on paigaldatud pistikventiil ja üks 90° painutatud põlv. Määrake rõhukadu gaasijuhtmes.

Lahendus. Vastavalt nomogrammile joonisel fig. VI.4 leiame, et gaasivoolu juures

V= 1,2 m 3 /h erihõõrdekaod Ar= 0,75 kg/m2 1 m kohta Vastavalt nomogrammile joonisel fig. VI.5, b nende tingimuste puhul on gaasitoru ekvivalentpikkus /ekp = 0,41 m.. Pk andmetel. 108 lokaalset takistuskoefitsienti: korkventiilil?, = 2,0, painutatud kurvi korral 90 s ? 2 = 0,3.

Gaasitoru arvutatud pikkus valemi (VI.29) järgi 1 raS h = 10 + 0,41 (2,0 + + 0,3) = 10,94 11 m Nõutav summaarne rõhukadu Dr summa = 11 X

X 0,75 = 8,25 kg/m2.

Näide 20. Terasest gaasitoru kaudu Dy= 200 mm, 1600 m pikk, maagaasi tihedusega p = 0,73 kg/m 3 tarnitakse koguses 5000 m 8 /h. Määrake ülerõhk gaasijuhtme lõpus, kui see on gaasijuhtme alguses võrdne 2,5 kgf / cm 2.

Lahendus. Vastavalt nomogrammile joonisel fig. VI.7 leiame, et gaasi tarbimisega

V- 5000 m 3 /h gaasitoru jaoks Dy= 200 mm (p - pl)IL= 1,17. Sellest ka absoluutne rõhk gaasijuhtme lõpus

kgf / cm2. Liigne rõhk gaasijuhtme lõpus R,-= 2,22 kgf/cm 8,

Tarnijast tarbijani kasutatakse torustikke ja muid erikonstruktsioone ja komplekse, mis on erineva suuruse ja kujundusega. Selleks, et gaasitorustik oleks kõigis lõikudes töökindel ja efektiivsem, tuleb läbi viia gaasitorustiku hüdrauliline arvutus koos selle optimaalse töörežiimi valimisega antud töötingimuste jaoks.

Miks on vaja gaasitoru arvutada?

Kõigis gaasijuhtme lõikudes tehakse arvutused, et teha kindlaks kohad, kus torudesse võib tõenäoliselt tekkida takistus, muutes kütuse etteande kiirust.

Kui kõik arvutused on õigesti tehtud, saate valida kõige sobivama varustuse ja luua ökonoomse ja tõhusa disaini kogu gaasisüsteemi projekti jaoks.

See välistab mittevajalikud, pumbatud indikaatorid töö ajal ja ehituskulud, mis võivad tekkida süsteemi planeerimisel ja paigaldamisel ilma gaasijuhtme hüdrauliliste arvutusteta.

Tekib parem võimalus valida vajaliku ristlõike suuruse ja torumaterjalid efektiivsemaks, kiiremaks ja stabiilsemaks sinise kütuse tarnimiseks gaasitorustiku planeeritavatesse punktidesse.

Tagatud on kogu gaasitorustiku optimaalne töörežiim.

Arendajad saavad rahalist kasu, säästes tehniliste seadmete ja ehitusmaterjalide ostmisel.

Gaasitoru on õigesti arvutatud, võttes arvesse kütusekulu maksimaalset taset massitarbimise perioodidel. Arvesse võetakse kõiki tööstuslikke, munitsipaal-, üksikisiku ja majapidamisvajadusi.

Gaasijuhtmete klassifikatsioon

Kaasaegsed gaasitorud on terve konstruktsioonikomplekside süsteem, mis on ette nähtud põleva kütuse transportimiseks selle tootmiskohtadest tarbijateni. Seetõttu on need vastavalt nende eesmärgile:

• – transportimiseks pikkade vahemaade taha tootmiskohtadest sihtkohtadesse.
• Lokaalne – asulate ja ettevõtete gaasi kogumiseks, jaotamiseks ja tarnimiseks.

Põhitrasside äärde ehitatakse kompressorijaamu, mis on vajalikud torudes töörõhu hoidmiseks ja gaasi tarnimiseks tarbijatele ettenähtud punktidesse eelnevalt välja arvutatud mahus. Nendes gaas puhastatakse, kuivatatakse, pressitakse kokku ja jahutatakse ning seejärel suunatakse gaasitorusse teatud rõhul, mis on vajalik kütuse läbipääsu antud lõigu jaoks.

Kõik gaasijuhtmed on keerukad struktuurid, mis on varustatud automatiseeritud juhtimissüsteemidega kõigi tehnoloogiliste protsesside jaoks. Nende töö põhineb tehnilistel uuringutel, sealhulgas torustike hüdrauliliste arvutuste tulemustel.

Asustatud piirkondades paiknevad kohalikud gaasitorud liigitatakse:

• Olenevalt gaasi tüübist võib seda transportida: looduslik, veeldatud süsivesinik, segatud jne.
• Surve järgi - erinevates piirkondades võib gaas olla madala, keskmise ja kõrge rõhuga.
• Asukoha järgi - välimine (tänav) ja maapealne ja maa-alune.

Gaasijuhtme tööpõhimõte

Linnasüsteemide hulka kuuluvad:

• gaasivarustuse allikas;
• gaasijaotusjaamad;
• erineva rõhutasemega gaasitorud;
• bensiinipaakjaamad;
• GRU ja GRP;
• telemehhaniseerimise vahendid.

Hüdraulilise arvutuse käigus võetakse arvesse kõiki neid objekte, kuna igal neist on oma mõju transporditava kütuse kiirusele ja mahule. Arvutused tehakse üksikute sektsioonide kohta ja seejärel summeeritakse.

1. Linna piires paiknev gaasitorustike võrk on varustatud spetsiaalsete gaasijaotussüsteemidega (jaamadega), mis asuvad kõigi nende torustike lõpus.
2. Kui gaas sellisesse jaama siseneb, reguleeritakse ja jaotatakse selle rõhku ning toiterõhku vähendatakse vastuvõetavate väärtusteni.
3. Seejärel liigub gaas reguleerimispunkti, kust see suunatakse edasi võrku, kus rõhk taas tõuseb.
4. Kõrgeima rõhutasemega torustikud on ühendatud maa-alustes hoidlates asuvate süsteemidega.
5. Gaasitarbimise taseme kontrollimiseks igal igapäevasel perioodil ehitatakse spetsiaalsed tankijaamad.
6. Kõrge ja keskmise rõhutasemega gaas transporditakse torudes, mis on omamoodi laadimine madala gaasirõhuga torustike jaoks. Rõhulanguse protsesside juhtimiseks paigaldatakse spetsiaalsed reguleerimispunktid.
7. Gaasi transportimise ajal tekkiva rõhukadude taseme ja kogu kavandatud mahu voolu täpseks arvessevõtmiseks määratud punkti määratakse torude optimaalne läbimõõt hüdraulilise arvutusmeetodi abil sobiva suuruse paigaldamiseks.

Madala rõhuga gaasijuhtme hüdrauliline arvutus

Esiteks võetakse ligikaudu arvesse, kui palju inimesi antud piirkonnas elab, tööstus- ja avalike rajatiste arvu ning seejärel määratakse ligikaudne gaasimaht, mis tuleb kulutada kodu- ja tööstusvajadustele.

Seejärel arvutatakse keskmine kütusekulu teatud aja jooksul (tavaliselt 1 tund).

Arvesse tuleb võtta gaasijaotuspunkte - arvutatakse nende arv ja ka asukoht, et teada saada, kui kaua on vaja torujuhet ehitada, millist toru läbimõõtu ja ehitusmaterjale valida.

Indikaatorite erinevuse tõttu ei arvutata mitte ainult kogu torujuhtme üldist rõhulangust, vaid ka jaotuspunktides, hoonete sees asuvates gaasijuhtmetes ja kõigis abonentide harudes.

Kui torude suurused on erinevad, mõõdetakse iga identse sektsiooni pindala, arvutatakse kõigi nende näitajate gaasitarbimine eraldi ja seejärel summeeritakse.

Arvutustööd tehakse, võttes arvesse mitmeid tegureid: gaasijuhtme lõigu arvutatud andmed, kogu lõigu tegelikud näitajad ja samaväärsed näidud.

Sellest tulenevalt arvutatakse sõlme- ja konkreetsed reisikulud. Ristmik on koondunud maanteel teatud punkti ja konkreetne rada on jaotatud ristmikupunktide vahel.

Keskmise rõhuga gaasijuhtme hüdrauliline arvutus

Arvesse võetakse kütuse rõhu näitu selle tarnimise alguses. See osa ulatub peamisest gaasijaotuspunktist kuni kohani, kus toimub kõrge rõhu üleminek keskmisele rõhule. Rõhutase selles jaotises peaks olema selline, et isegi põhiliini suurima koormuse ajal oleksid indikaatorid alati üle minimaalse lubatud taseme.

1. Arvutusi kasutatakse rõhumuutuste põhimõttel, võttes arvesse torujuhtme teatud pikkust.
2. Esiteks arvutatakse torujuhtme põhiosas esinevad rõhukaod ja seejärel kütusekulu.
3. Nende keskmiste näitajate põhjal valitakse torude vajalik paksus ja läbimõõdud.
4. Valitakse kõik võimalikud suurused ja seejärel määratakse nomogrammi abil iga valiku kadude tase.
5. Õigete hüdrauliliste arvutuste näitude korral vastab rõhukadu sellistes piirkondades alati püsivale tasemele.

Arvutused tehakse, võttes arvesse gaasi kõrgeimat rõhku ja kõiki antud gaasitoru spetsifikatsioone. Seetõttu valitakse selliste tehniliste omadustega ehitusmaterjalid ja torude tüübid, mis tagavad gaasijuhtmesüsteemi normaalse toimimise kogu torujuhtme ulatuses. Arvestada tuleb kõiki keskkonnatingimusi, kuhu gaasitoru rajatakse. Piirkonda uuritakse põhjalikult ja koostatakse täpne plaan. Edasi:

Gaasitorustike ja keskmise rõhu hüdrauliline arvutus

• Koostatakse projektiskeem, millel on selgelt tähistatud harud tarbimiskohtadeni.
• Valitud on tee minimaalne pikkus ja nõutav on asukoht piki rõngast.
• Arvutused tehakse kõikide alade mõõtmiste põhjal, võttes arvesse mõõtkava.
• Näitude tulemused suurenevad - selle tulemusena on iga sektsiooni arvutatud pikkus 10% suurem.
• Iga üksiku sektsiooni hüdraulilised arvutused summeeritakse, et määrata kogu kütusekulu.
• Seejärel määratakse toru sisemine optimaalne suurus.

Mida veel gaasijuhtme arvutamisel arvesse võetakse?

Seinte vastu hõõrdumise tagajärjel varieerub gaasi kiirus toru ristlõikes - see on kiirem keskel. Arvutustes kasutatav keskmine näitaja on aga üks tingimuslik kiirus.

Torude kaudu on kahte tüüpi liikumist: laminaarne (juga, mis on iseloomulik väikese läbimõõduga torudele) ja turbulentne (liikumine on häiritud, kus laias torus tekivad tahtmatult keerised).

Gaas ei liigu mitte ainult sellele avaldatava välisrõhu tõttu. Selle kihid avaldavad üksteisele survet. Seetõttu võetakse arvesse ka hüdrostaatilise kõrguse tegurit.

Torumaterjalid mõjutavad ka liikumiskiirust. Seega terastorudes töötamise ajal suureneb siseseinte karedus ja teljed kitsenevad kinnikasvamise tõttu. Vastupidi, polüetüleenist torude siseläbimõõt suureneb, kui seina paksus väheneb. Seda kõike võetakse rõhu arvutamisel arvesse.

Gaasi liikumise arvutamiseks läbi torude võetakse toru läbimõõt, kütusekulu ja rõhukadu. Arvutatakse sõltuvalt liikumise iseloomust. Laminaarsega - arvutused tehakse rangelt matemaatiliselt vastavalt valemile:

Р1 – Р2 = ∆Р = (32*μ*ω*L)/D2 kg/m2 (20), kus:

• ∆Р – kgm2, hõõrdumisest tingitud rõhukadu;
• ω – m/sek, kütuse liikumise kiirus;
• D – m, torujuhtme läbimõõt;
• L – m, torujuhtme pikkus;
• μ - kg sek/m2, vedeliku viskoossus.

Turbulentses liikumises on liikumise kaootilisuse tõttu võimatu täpseid matemaatilisi arvutusi rakendada. Seetõttu kasutatakse eksperimentaalselt määratud koefitsiente.

Arvutatakse järgmise valemi abil:

Р1 – Р2 = (λ*ω2*L*ρ)/2g*D (21), kus:

• P1 ja P2 – rõhk torustiku alguses ja lõpus, kg/m2;
• λ – dimensioonita takistustegur;
• ω – m/sek, keskmine gaasi kiirus toru ristlõikel;
• ρ – kg/m3, kütuse tihedus;
• D – m, toru läbimõõt;
• g – m/sek2, raskuskiirendus.

Video: gaasijuhtmete hüdraulilise arvutamise alused

Hüdrauliliste arvutuste põhiülesanne on gaasijuhtmete läbimõõtude määramine. Meetodite seisukohast võib gaasijuhtmete hüdraulilised arvutused jagada järgmisteks tüüpideks:

· kõrg- ja keskmise rõhuga ringvõrkude arvutamine;

· kõrg- ja keskmise rõhuga tupikvõrkude arvutamine;

· mitmerõngaste madalrõhuvõrkude arvutamine;

· madalrõhu tupikvõrkude arvutamine.

Hüdrauliliste arvutuste tegemiseks peavad teil olema järgmised lähteandmed:

· gaasitrassi projektskeem, kus on märgitud lõikude numbrid ja pikkused;

· gaasi tunnitasu kõigile selle võrguga ühendatud tarbijatele;

· lubatud gaasirõhu langused võrgus.

Gaasitorustiku projekteerimisskeem koostatakse lihtsustatud kujul vastavalt gaasistatud ala plaanile. Kõik gaasitrasside lõigud on justkui sirgendatud ja näidatud on nende täispikkused koos kõigi käänakute ja pööretega. Gaasitarbijate asukohad plangul määratakse vastavate gaasijaotuskeskuste või gaasijaotussõlmede asukoha järgi.

12.1 Kõrg- ja keskmise rõhuga võrkude hüdrauliline arvutus.

Kõrg- ja keskmise rõhuga gaasitorustike hüdrauliline töörežiim määratakse maksimaalse gaasitarbimise tingimuste alusel.

Selliste võrkude arvutamine koosneb kolmest etapist:

· arvutamine avariirežiimides;

· normaalvoolujaotuse arvutamine;

· ringgaasitorustiku harude arvutamine.

Gaasijuhtme konstruktsiooniskeem on näidatud joonisel fig. 2. Üksikute lõikude pikkused on näidatud meetrites. Asulapiirkondade numbrid on tähistatud ringides olevate numbritega. Üksiktarbijate gaasitarbimine on tähistatud tähega V ja selle mõõtmed on m 3 / h. Gaasivoolu muutumise kohad rõngal on tähistatud numbritega 0, 1, 2, ..... jne. Gaasi toiteallikas (GDS) on ühendatud punktiga 0.

Kõrgsurvegaasitorustiku lähtepunktis 0 on gaasi ülerõhk Р Н =0,6 MPa. Gaasi lõpprõhk RK = 0,15 MPa. See rõhk peab jääma samaks kõigi selle rõngaga ühendatud tarbijate jaoks, olenemata nende asukohast.

Arvutustes kasutatakse absoluutset gaasirõhku, seega arvutatakse Р Н =0,7 MPa ja RK = 0,25 MPa. Lõikude pikkused teisendatakse kilomeetriteks.

Arvutamise alustamiseks määrame keskmise erirõhu erinevuse ruudus:

A CP = (P 2 n - P 2 k) / 1,1 å l i

Kus å l i- kõikide lõikude pikkuste summa arvutatud suunas, km.

Kordaja 1,1 tähendab gaasijuhtme pikkuse kunstlikku suurendamist, et kompenseerida erinevaid lokaalseid takistusi (pöörded, ventiilid, kompensaatorid jne).

Järgmiseks, kasutades keskmist A SR ja arvutatud gaasitarbimine vastavas piirkonnas vastavalt nomogrammile joonisel fig. 11.2 määrame gaasijuhtme läbimõõdu ja sama nomogrammi abil määrame väärtuse A valitud standardse gaasijuhtme läbimõõdu jaoks. Seejärel vastavalt määratud väärtusele A ja hinnanguline pikkus, määrame erinevuse täpse väärtuse R 2 n - R 2 k Asukoht sisse lülitatud. Kõik arvutused on esitatud tabelina.

12.1.1 Arvutamine avariirežiimides.

Gaasitorustiku avariirežiimid tekivad siis, kui gaasitorustiku osad, mis külgnevad toitepunktiga 0. Meie puhul on need lõigud 1 ja 18. Tarbijate toide avariirežiimides peab toimuma tupikvõrgu kaudu tingimusel, et gaasirõhku tuleb säilitada viimase tarbija juures RK = 0,25 MPa.

Arvutuste tulemused on kokku võetud tabelis. 2 ja 3.

Gaasi tarbimine piirkondades määratakse järgmise valemiga:

V P = 0,59 S (K OB i V i)(m3/h),

Kus OB i- erinevate gaasitarbijate varustuskoefitsient;

V i- vastava tarbija gaasitarbimine tunnis, m 3 / h.

Lihtsuse huvides eeldatakse, et kõigi gaasitarbijate tarnekoefitsient on 0,8.

Gaasijuhtme osade hinnanguline pikkus määratakse võrrandiga:

l P = 1,1 l G(km),

Keskmine erirõhu ruutvahe esimeses avariirežiimis on:

A SR = (0,7 2 - 0,25 2) / 1,1 6,06 = 0,064 (MPa 2/km),

å l i = 6,06(km),

1. jagu keeldus
Arveldusarve nr.	d У mm	l Р km	V R m 3 / h	R2 n-R2 k l P	R2 n-R2k, MPa 2
		0,077	10053,831	0,045	0,003465
		1,848	9849,4501	0,04	0,07392
		0,407	9809,2192	0,04	0,01628
		0,726	9796,579	0,04	0,02904
		0,077	9787,3632	0,19	0,01463
		0,473	9785,6909	0,19	0,08987
		0,253	9745,46	0,18	0,04554
		0,044	2566,8403	0,1	0,0044
		0,121	2554,2002	0,1	0,0121
		0,22	1665,1787	0,053	0,01166
		0,121	1663,5064	0,053	0,006413
		0,176	1459,1257	0,045	0,00792
		0,154	1449,9099	0,045	0,00693
		0,913	1437,2697	0,045	0,041085
		0,451	903,3339	0,045	0,020295
		0,154	901,6616	0,2	0,0308
		0,363	12,64016	0,031	0,011253
		ål Р =6,578			å(P2n-P2k)=0,425601

P K= Ö(0,7 2 - 0,425601) - 0,1 = 0,1537696 Viga: 1,5 % <5 %

Jätkame arvutamisega teises hädaolukorras.

Jaam 18 keeldus
Arveldusarve nr.	d У mm	l Р km	V R m 3 / h	R2 n-R2 k l P	R2 n-R2k, MPa 2
		0,22	10053,831	0,045	0,0099
		0,231	10041,191	0,045	0,010395
		0,154	9152,1692	0,038	0,005852
		0,451	9150,4969	0,038	0,017138
		0,913	8616,5611	0,1	0,0913
		0,154	8603,9209	0,1	0,0154
		0,176	8594,7051	0,1	0,0176
		0,121	8390,3244	0,1	0,0121
		0,22	8388,6521	0,1	0,022
		0,121	7499,6307	0,085	0,010285
		0,044	7486,9905	0,085	0,00374
		0,253	308,37082	0,085	0,021505
		0,473	268,1399	0,06	0,02838
		0,077	266,4676	0,06	0,00462
		0,726	257,2518	0,06	0,04356
		0,407	244,61169	0,06	0,02442
		1,903	204,38072	0,045	0,085635
		ål Р =6,644			å(P2n-P2k)=0,42383

P K= Ö(0,7 2 - 0,42383) - 0,1 = 0,1572353 Viga: 2,9 % <5 %

Sellest järeldub, et arvutus tehti õigesti.

See lõpetab arvutuse teises hädarežiimis.

Teades rõhukadu igas sektsioonis, määrame mõlemas hädarežiimis igas punktis absoluutse rõhu:

P i = Ö P 2 N - S(P 2 N - P 2 K) i,

Kus S(P 2 N - P 2 K)- rõhu määramise punktile eelnevate lõikude rõhu ruutude erinevuse summa.

Kõik arvutused rõhkude määramiseks rõnga erinevates punktides saab kokku võtta tabelis.

Sõrmuse punkti number	1. jagu keeldus	Jaam 19 keeldus
	Gaasi rõhk, MPa	Gaasi rõhk, MPa
	0,7	0,7
	0,2537696	0,6928925
	0,2750491	0,6853503
	0,3262698
	0,3560154	0,6683674
	0,409673	0,5961669
	0,418055	0,5831081
	0,4274131	0,567816
	0,4348505	0,5570592
	0,4480569	0,5369497
	0,4613621	0,5272855
	0,4661062	0,523727
	0,5126353	0,5027773
	0,593856	0,473714
	0,6060487	0,4688123
	0,6295514	0,4197916
	0,6423512	0,3896216
	0,6975206	0,2572353

Viimaste hüdraulilise arvutuse käigus okste läbimõõtude määramiseks peab olema teada gaasirõhk tarbijarõngaga ühenduskohtades.

12.1.2 Filiaalide arvutamine.

Selles arvutuses määratakse ringgaasitorustikust tarbijatele gaasi tarnivate gaasitorustike läbimõõdud V 1, V 2, ..... jne. Selleks tehakse rõhu arvutamine voolupunktides 1. , 2, 3, ... kasutatakse .17 tabelina? . Rõhuvahe harugaasitorustiku ringgaasitorustikuga liitumispunktis ja määratud lõpprõhk tarbijal.

Tabelist 2.3 sama punkti algrõhu määramiseks valime madalaima absoluutse gaasirõhu. Järgmisena määratakse konkreetne ruudu rõhuerinevus piirkonnas:

A = (P 2 N - P 2 K) / 1,1 l G i, (MPa 2 / km),

Vastavalt nomogrammile joon. 11.2-st määrame gaasijuhtme läbimõõdu.

Kõik okste läbimõõdu määramise arvutused on kokku võetud tabelis:

A19 = 0,0145;

A 20 = 0,1085;

A21 = 0,4997;

A22 = 0,3649;

A 23 = 2,3944;

A 24 = 0,8501;

A 25 = 1,5606;

A 26 = 1,1505;

A27 = 0,8376;

A28 = 0,9114;

A 29 = 2,3447;

A 30 = 2,4715;

A31 = 0,8657;

A32 = 1,7872;

A 33 = 1,2924;

A 34 = 1,3528;

A35 = 0,0664;

Filiaali number.	Algrõhk, MPa	Lõpprõhk, MPa	Lõigu pikkus, km	Gaasikulu, m3/h	Tavaline läbimõõt, mm
	0,2538	0,25	0,12	26,78
	0,275	0,25	0,11	1883,52
	0,3263	0,25	0,08	3,543
	0,356	0,25	0,16	1131,22
	0,4097	0,25	0,04	26,78
	0,418	0,25	0,12	19,525
	0,4274	0,25	0,07	433,01
	0,4348	0,25	0,1	3,543
	0,448	0,25	0,15	1883,52
	0,4614	0,25	0,15	26,78
	0,4661	0,25	0,06	15208,94
	0,5028	0,25	0,07	85,235
	0,4737	0,25	0,17	3,543
	0,4688	0,25	0,08	19,525
	0,4198	0,25	0,08	26,78
	0,3896	0,25	0,06	85,235
	0,2572	0,25	0,05	433,01

12.1.3 Normaalse voolujaotuse arvutamine.

Normaalne voolujaotus hõlmab gaasi liikumist rõngasvarustusest mõlemas suunas.

Mõlema gaasivoolu lähenemispunkt peaks olema kuskil ringil. See punkt määratakse järgmistest tingimustest - gaasivoolud rõnga mõlemas suunas peaksid olema ligikaudu ühesugused.

Normaalse voolujaotuse arvutused on soovitatav kokku võtta tabelis.

Tabel 6.

N Saidi kohta.	Kulu kohapeal, m 3 / h	Gaasitoru läbimõõt, mm	Lõigu pikkus, km	P 2 N -P 2 K /l, MPa 2 /km	R2N-R2K, MPa 2	R2N-R2K/V UCH, 10-6
	-10650,2445		0,2	0,052	0,0104	0,976
	-10623,4645		0,21	0,052	0,01092	1,026
	-8739,9445		0,14	0,034	0,00476	0,545
	-8736,4015		0,41	0,034	0,01394	1,596
	-7605,1815		0,83	0,085	0,07055	9,277
	-7578,4015		0,14	0,085	0,0119	1,57
	-7558,8765		0,16	0,085	0,0136	1,799
	-7125,8665		0,11	0,075	0,00825	1,158
	-7122,3235		0,2	0,075	0,015	2,106
	-5238,8035		0,11	0,039	0,00429	0,819
	-5212,0235		0,04	0,039	0,00156	0,299
	+9996,9165		0,23	0,122	0,02806	2,807
	+10082,1515		0,43	0,122	0,05246	5,203
	+10085,6945		0,07	0,122	0,00854	0,847
	+10105,2195		0,66	0,045	0,0297	2,939
	+10131,9995		0,37	0,045	0,01665	1,643
	+10217,2345		1,68	0,045	0,0756	7,399
	+10650,2445		0,07	0,05	0,0035	0,329
					S = 0,37968	S = 42,34 10 -6
					+0,04934

* Märgid “+” ja “-” tähendavad gaasivoogude tinglikku jagamist positiivseks (päripäeva) ja negatiivseks (liikumine vastupäeva).

Vea kindlakstegemiseks peate liitma kõik 6. veerus olevad arvud modulo ja hindama samas veerus olevate positiivsete ja negatiivsete arvude erinevust alloleva valemi abil

Viga on: 0,04934 100 / 0,5 0,37968 = 25,99 %

Selles režiimis olevate gaasijuhtmete sektsioonide läbimõõdud valitakse avariirežiimide arvutuste tabelist. Iga sektsiooni jaoks võetakse kahest läbimõõdust suurem. Sel juhul on rõnga peaosa läbimõõdud suurimad. Lisaks vähenevad läbimõõdu suurused monotoonselt voolu konvergentsipunkti suunas.

Konkreetse ruudu rõhuerinevuse määramiseks sektsioonis kasutage nomogrammi joonisel fig. 11.2. . Need määratakse teadaoleva läbimõõdu ja voolukiiruse järgi ning kantakse tabeli 5. veergu. Teades sektsioonide hinnangulisi pikkusi, arvutage sektsioonide rõhuruutude erinevused ja sisestage need tabeli 6. veergu.

Arvutamise õigsuse kriteeriumiks on positiivsete ja negatiivsete väärtuste P 2 n - P 2 k summade võrdsus. Kui võrdsust pole, ei tohiks nende väärtuste erinevus ületada 10% poolest tabeli 6. veerus oleva arvude summa absoluutväärtus. Meie näites on see erinevus 25,99%, mis on liiga palju.

Seetõttu tuleb arvutust korrata.

DV = å(P 2 n - P 2 k) 10 6 / 2 å(P 2 n - P 2 k) / Vi.

DV= 0,04934 10 6 / 2 42,34 = 582,66 » 600(m 3 / h),

Selle valemi nimetaja summa on võetud tabeli 6 veerust 7.

Suurendame kõiki positiivseid kulusid 600 m 3 /h ja vähendame kõiki negatiivseid kulusid 600 m 2 /h võrra. Kordame arvutust piirkondade voolukiiruste uute väärtustega

Tabel 7.

N Saidi kohta.	Kulu kohapeal, m 3 / h	Gaasitoru läbimõõt, mm	Lõigu pikkus, km	P 2 N -P 2 K /l, MPa 2 /km	R2N-R2K, MPa 2	R2N-R2K/V UCH, 10-6
	-11250,2445		0,2	0,06	0,012	0,976
	-11223,4645		0,21	0,06	0,0126	1,026
	- 9339,9445		0,14	0,037	0,00518	0,545
	-9336,4015		0,41	0,037	0,01517	1,596
	-8205,1815		0,83	0,1	0,083	9,277
	-8178,4015		0,14	0,1	0,014	1,57
	-8158,8765		0,16	0,1	0,016	1,799
	-7125,8665		0,11	0,085	0,00935	1,158
	-7725,3235		0,2	0,085	0,017	2,106
	-5838,8035		0,11	0,048	0,00528	0,819
	-5812,0235		0,04	0,048	0,00192	0,299
	+9396,9165		0,23	0,117	0,02691	2,807
	+9482,1515		0,43	0,117	0,05031	5,203
	+9485,6945		0,07	0,117	0,00819	0,847
	+9505,2195		0,66	0,038	0,02508	2,939
	+9531,9995		0,37	0,038	0,01406	1,643
	+9617,2345		1,68	0,038	0,06384	7,399
	+10050,2445		0,07	0,045	0,00315	0,329
					S = 0,38304	S = 43,5 10 -6
					+0,00004

Viga on: 0,00004 100 / 0,5 0,38304 = 0,02 %,

Pärast ringvoolu sisseviimist vähenes viga 0,02% -ni, mis on vastuvõetav.

Sellega lõpetatakse kõrgsurvegaasijuhtme hüdrauliline arvutus.

12.2. Mitme rõngaga madalrõhuga gaasivõrkude hüdrauliline arvutus.

Madalrõhuga gaasijuhtmete (kuni 5 kPa) hüdrauliline arvutus taandub transpordiprobleemi lahendamisele koos selle järgneva optimeerimisega.

Algandmed arvutamiseks:

1. Gaasi koguvool läbi hüdraulilise purustamissüsteemi, mis toidab madalrõhuvõrku:

V0 = 1883,52(m3/h).

2. Projekteerimisskeem: joon. 3.

3. Hinnanguline rõhulangus võrgus:

DP = 1200(Pa).

Madalrõhuvõrgu hüdraulilise arvutuse ülesanne on määrata kindlaks kõigi selle sektsioonide läbimõõdud, säilitades samal ajal määratud D.P.. Torude minimaalne läbimõõt võrgus peab olema võrdne 50 mm.

Gaasi sõidukulud objektidel määratakse järgmise valemiga:

V PUT = l PR i V 0 / Sl PR i

Kus l PR i- lõigu vähendatud pikkus, m

l PR i = l R K E K Z

l R - sektsiooni hinnanguline pikkus ( l P = 1,1 l G), m;

l G- lõigu geomeetriline pikkus vastavalt gaasistamisala plaanile, m;

K E- korruste arvu koefitsient, võttes arvesse erineva korruselisusega hoonete olemasolu;

K Z- arengukoefitsient, võttes arvesse elamuehituse tihedust gaasitoru trassil.

Gaasi sõidukulude arvestuse võtame kokku tabelis 8.

Krundi number	Geomeetriline Pikkus, m	Eeldatav pikkus, m	Koefitsient. Põrandad	Koefitsient. Arengud	Antud pikkus, m	Sõiduvool, m3/h
0-1
1-2						48,29538
2-3						96,59077
1-4						144,8862
4-5						144,8862
2-6						144,8862
3-7						144,8862
5-6						193,1815
6-7						96,59077
7-8						96,59077
6-9						96,59077
4-10						144,8862
3-12						144,8862
10-14						96,59077
10-11						96,59077
12-13						96,59077
12-14						96,59077
					Sl PR = 5940

Määrame sõlmegaasi kulud:

V sõlm i = 0,5 S V PUT i, (m 3 / h),

Kus S V PUT i - gaasi sõidukulude summa sõlmega külgnevatel aladel (m 3 /h),

V-sõlm 1= 96,59077 (m3/h),

V KZL 2 = 144,8862(m3/h),

V sõlm 3 = 193,1815(m3/h),

V KZL 4 = 217,3292(m3/h),

V KZL 5 = 169,0338(m3/h),

V-sõlm 6 = 265,6246(m3/h),

V KZL 7 = 169,0338(m3/h),

V-sõlm 8 = 48,0338(m3/h),

V KZL 9 = 48,29538(m3/h),

V KZL 10 = 169,0338(m3/h),

V KZL 11 = 48,29538(m3/h),

V KZL 12 = 169,0338(m3/h),

V sõlm 13 = 48,29538(m3/h),

V KZL 14 = 96,59077(m3/h),

Määrame hinnangulise gaasitarbimise objektidel.

Hinnangulise gaasivoo arvutamisel kasutatakse esimest võrkude jaoks mõeldud Kirchhoffi reeglit, mille saab sõnastada järgmiselt: sõlme kõigi gaasivoogude algebraline summa on võrdne nulliga.

Arvutatud gaasitarbimise minimaalne väärtus kohapeal peaks olema võrdne poolega reisikulust. Süsteemi efektiivsuse tagamiseks tuleks välja selgitada peamised suunad, mida mööda suurem osa gaasist transporditakse.

Need juhised on järgmised:

Nendes suundades on võimalik kindlaks teha piirkonnad, mida mööda toimub transiitgaasi voog. Need on valdkonnad:

1-2; 2-6; 2-3; 3-12; 1-4; 4-10.

Siin määratakse arvutatud voolukiirus Kirchhoffi reegli järgi.

Piirkondades, kus puuduvad transiitgaasi vood:

V P = 0,5 V PUT(m 3 / h),

V P 0-1 = 1786,929 (m3/h)

V P 1-2 = 1134,942 (m3/h)

V P 2-3 = 531,2492 (m3/h)

V P 1-4 = 555,3969 (m3/h)

V P 4-5 = 72,44308 (m3/h)

V P 2-6 = 458,8062 (m3/h)

V P 3-7 = 72,44308 (m3/h)

V P 5-6 = 96,59077 (m3/h)

V P 6-7 = 48,29538 (m3/h)

V P 7-8 = 48,29538 (m3/h)

V P 6-9 = 48,29538 (m3/h)

V P 4-10 = 265,6246 (m3/h)

V P 3-12 = 265,6246 (m3/h)

V R 10-14 = 48,29538 (m3/h)

V R 10-11 = 48,29538 (m3/h)

V R 12-13 = 48,29538 (m3/h)

V R 12-14 = 48,29538 (m3/h)

Määrake sektsioonide läbimõõt:

Selleks arvutage antud rõhulanguse DP abil keskmine esialgne erirõhukadu põhisuundades:

A = DP / S l Рi(Pa/m)

Kus S l Р i - antud põhisuunas sisalduvate lõikude arvutatud pikkuste summa.

Lähtudes A väärtusest ja hinnangulisest gaasivoolukiirusest igas sektsioonis, määratakse gaasitoru läbimõõdud joonisel 11.4 oleva nomogrammi abil. Spetsiifilise rõhukao tegelik väärtus piirkonnas määratakse nimiläbimõõdu standardväärtuse valimisega sama nomogrammi järgi. Sektsiooni erikao tegelik väärtus korrutatakse sektsiooni hinnangulise pikkusega ja seega arvutatakse selle lõigu rõhukadu. Summaarne rõhukadu põhisuuna kõigis sektsioonides ei tohiks ületada määratud väärtust DP.

Kõik madalrõhuga gaasijuhtme lõikude läbimõõtude määramiseks tehtud arvutused on kokku võetud tabelis.

Krundi number	Arv. voolukiirus, m 3 / h	Arvutuspikkus, m	Keskmine rõhukadu, Pa/m	Läbimõõt Tavaline, mm	Kehtiv erirõhukadu, Pa/m	Rõhukadu piirkonnas, Pa	Davl. Saidi lõpus on Pa
0-1	1786,92		1,33	325´8	1,1	24,2	4975,8
1-2	1134,94		1,33	273´7			4865,8
2-3	531,25		1,33	219´6	0,7		4711,8
3-7	72,44		1,33	108´4	0,9		4414,8
7-8	48,29		1,33	88,5´4	1,38	303,6	4111,2
2-6	458,81		1,33	219´6	0,47	155,1	4710,7
6-7	48,29		1,33	88,5´4	1,38	303,6	4407,1
Jääk sõlmes 7: (4414,8–4407,1) / 4414,8 100% = 0,17%
3-12	265,62		1,33	159´4	1,1		4348,8
12-14	48,29		1,33	88,5´4	1,3		4062,8
1-4	555,4		1,33	219´6	0,75	247,5	4728,3
4-10	265,62		1,33	159´4	1,1		4365,3
10-14	48,29		1,33	88,5´4	1,38	303,6	4061,7
Jääk sõlmes 14: (4062,8–4061,7) / 4062,8 100% =0,03%
5-6	96,59		1,33	114´4	1,2		4182,7
4-5	72,44		1,76	89´3	1,8		4117,8
Jääk sõlmes 5: (4182,7–4117,8) / 4182,7 100% =1,55%
6-9	48,29		1,76	88,5´4	1,38	303,6	4407,1
10-11	48,29		1,33	88,5´4	1,38	303,6	4061,7
12-13	48,29		1,33	88,5´4	1,38	303,6	4045,2

Arvutuse õigsuse esimene kriteerium on rõhu erinevus sõlmpunktides, mis ei tohiks olla suurem kui 10%. Rõhk sõlmpunktides määratakse, lahutades hüdraulilise purustamise algrõhust rõhukaod piirkondades, kui gaasivool liigub kõnealusesse sõlme piki lühimat vahemaad. Rõhu erinevus moodustub gaasi lähenemise erinevatest suundadest sõlmele.

Teiseks kriteeriumiks on rõhukadude hindamine hüdraulilisest purustamisest kõige kaugemate tarbijateni. See kadu ei tohiks olla suurem kui arvutatud rõhulang, mis on võrdne 1200 Pa ja erineda sellest mitte rohkem kui 10%.

Arvutuse õigsuse tingimused on täidetud ja sellega mitmerõngaste madalrõhuvõrkude arvestus lõpeb.

12.3 Madalsurve tupikgaasitorustike hüdrauliline arvutus.

Madalrõhuga ummikutorustikud rajatakse elumajadesse, tootmistsehhidesse ja väikestesse maa-asulatesse.

Selliste gaasitorustike toiteallikaks on madalrõhu hüdrauliline purustamine.

Tupikgaasitorustike hüdraulilised arvutused tehakse vastavalt joonisel fig. 11.4. alates .Siinkohal on arvutuse eripäraks see, et vertikaallõigete rõhukadude määramisel on vaja arvestada gaasi ja õhu tiheduste erinevusest tuleneva täiendava ülerõhuga, so.

DP D = ± h (r B - r G) g,

Kus h-

r B, r G -

g

Maagaasi puhul, mis on õhust kergem, kui see liigub mööda gaasitoru ülespoole, väärtus DP on negatiivne ja allapoole liikudes on see positiivne.

Lokaalset takistust saab arvesse võtta hõõrdumise lisatasude kehtestamisega

l P = l G * (1 + a/100), (m),

Kus A- protsentuaalne tõus.

püstikutel - 20%;

pikkusega 1-2 m - 450%,

pikkusega 3-4 m. - 200%,

pikkusega 5-7 m. - 120%,

pikkusega 8-12 m - 50%.

Rõhulangus DP tupik-madalsurvegaasitorustikes määrab selle hüdraulilise purustamise või gaasijaotuse järgne algrõhk, mis on 4-5 kPa, ja gaasipõleti paigaldiste või gaasiseadmete tööks vajalik rõhk. Rõhulangus DP, vastavalt tabeli 11.10 soovitustele. võta võrdselt 350 Pa.

1. Koostage gaasijuhtme projekteerimisskeem: Joon. 4.

2. Määrame põhisuuna.

3. Määrame põhitrassi iga lõigu hinnangulise gaasitarbimise valemi abil,

V R = V HOUR TO OD, (m 3 / h),

kus on vastava tarbija maksimaalne gaasitarbimine tunnis, m 3 / h,

V TUND = 1,17 (m 3 / h),

KOOD- samaaegsuse koefitsient, võttes arvesse kõigi tarbijate samaaegse töö tõenäosust.

4. Määrake põhiliini lõikude hinnanguline pikkus ( l Р i) vastavalt valemile,

l P = l G (1 + a/100), (m),

Kus A- protsentuaalne tõus.

gaasijuhtmetel hoone sissepääsust kuni tõusutoruni - 25%;

püstikutel - 20%;

korteri sisemise juhtmestiku kohta:

pikkusega 1-2 m - 450%,

pikkusega 3-4 m. - 200%,

pikkusega 5-7 m. - 120%,

pikkusega 8-12 m - 50%.

5. Arvutame põhiliini hinnangulise pikkuse meetrites, summeerides kõik selle lõikude hinnangulised pikkused ( S l Р i).

6. Määrake rõhu erilangus põhisuunas

A = DP / S l Рi, (Pa/m).

A = 8,1871345(Pa/m).

7. Kasutades joonisel fig. 11.4. , määrame kindlaks peamiste gaasijuhtmete sektsioonide läbimõõdud ja täpsustame iga sektsiooni spetsiifilise rõhulanguse vastavalt valitud standardläbimõõdule.

8. Määrame tegeliku gaasirõhu languse igas sektsioonis, korrutades konkreetse rõhulanguse sektsiooni hinnangulise pikkusega.

9. Summeerime kõik põhiliini üksikute lõikude kaod.

10. Määrake gaasitorustikus täiendav ülerõhk,

DP D = ± h (r B - r G) g,

DP D = 110,26538

Kus h- geomeetriliste märkide erinevus gaasijuhtme lõpus ja alguses, m;

r B, r G -õhu ja gaasi tihedus normaaltingimustes, kg/m 3;

g- vabalangemise kiirendus, m/s 2.

h = 20,7(m) ,

11. Arvutame torustiku rõhukao ja täiendava ülerõhu algebralise summa ning võrdleme seda lubatud rõhukaoga gaasitorus DР.

Arvutuse õigsuse kriteeriumiks saab tingimus

(SР i ± DP Д + DP ARR) £ DP,

Kus SDP i- torujuhtme kõikide lõikude rõhukadude summa, Pa;

DP D- täiendav ülerõhk gaasitorustikus, Pa;

DP ARRIV- gaasirõhu kadu gaasi kasutavas seadmes, Pa;

DP- määratud rõhulang, Pa.

(SDP i ± DP D + DP ARR) = 338,24462 Jääk on 3,36%.

Hälve (SDP i ± DP D + DP ARR) alates DP ei tohiks olla suurem kui 10%.

Arvestus tehti õigesti.

Kõik gaasijuhtme läbimõõtude määramise arvutused võtame kokku tabelis.

N O süžee	Gaasi tarbimine, m 3 / h	Koefitsient. üks kord	Arvutus. voolukiirus, m 3 / h	Sektsiooni pikkus m	Nadb. kuuks ajaks vastupanu	Arvutus. pikkus, m	Tingimuslik dia. mm	Rõhukadu Pa
								1 m juures	koolis
10-15	1,17	0,65	1,17			13,2	21,3´2,8	2,2	29,04
9-10	0,34	0,45	1,521			3,6	21,3´2,8		14,4
8-9	3,51	0,35	1,5795			3,6	21,3´2,8	4,2	15,12
7-8	4,68	0,29	1,638			3,6	21,3´2,8	4,5	16,2
6-7	5,85	0,26	1,6965			8,75	21,3´2,8		43,75
1-6	11,7	0,255	3,042				21,3´2,8
0-1	17,55		4,47525				21,3´2,8
						S42.75			S388.51

Lõpuks aktsepteerime põhiosades järgmisi gaasijuhtme läbimõõtu:

10-15: 21,3 × 2,8 mm

9-10: 21,3 × 2,8 mm

8-9: 21,3´2,8 mm

7-8: 21,3´2,8 mm

6-7: 21,3´2,8 mm

1-6: 21,3 × 2,8 mm

0-1: 21,3 × 2,8 mm

Ülejäänud kaks tõusutoru kannavad sarnast koormust ja on disainilt identsed. Seetõttu võtame nende tõusutorude gaasijuhtme läbimõõdud samadeks kui arvutatud.

Ainsad erandid on gaasitorustiku 1-2, 6-11 lõigud. Määrame gaasijuhtmete läbimõõdud järgmistes osades:

1. Okste hinnangulised pikkused: vastavalt 0-1-6-11-12-13-14, 0-1-2-3-4-5 on L P 6-11 = 40,25, L P 1-2 = 41,5 (m).

2. Hinnangulised gaasikulud:

Jaotis 1-2 V R= 1,6965 (m3/h)

Jaotis 6-11 V R= 1,6965 (m3/h).

3.Keskmine erikahjum

I. Võrguarvutuste tüübid:

1) Optimeerimine ja tehnilised ja majanduslikud arvutused lahendavad projekteerimisülesandes sisalduvate põhiparameetrite valimise probleemi, eelkõige: torujuhtme paigaldamise optimaalse suuna ja tingimuste valimine, kõige tõhusama tehnoloogilise transpordiskeemi ja torustiku parameetrite määramine, sobivate parameetrite määramine. süsteemi elementide koondamise tase ja teised

2) Tehnoloogilised arvutused hõlmavad transpordi tehnoloogia ja tehnoloogilise skeemi valikut, torujuhtme tehnoloogilise struktuuri põhjendamist, kasutatavate seadmete koostise ja tüübi, nende töörežiimide määramist ja muud

3) Hüdraulilised arvutused hõlmavad torujuhtmes liikuva keskkonna rõhu ja kiiruse määramist torujuhtme erinevates osades, samuti liikuva voolu rõhukadu

4) Soojusarvutused hõlmavad transporditava toote temperatuuri määramist, torustike ja seadmete seinte temperatuuri, samuti torustike soojuskadude ja nende soojustakistuste hindamist.

5) Mehaanilised arvutused hõlmavad torustike, konstruktsioonide, paigaldiste ja seadmete tugevuse, stabiilsuse ja deformatsiooni hindamist temperatuuri, rõhu ja muude koormuste mõjul ning parameetrite väärtuste valimist, mis tagavad kindla töökindluse antud tingimustes.

6) Transpordiprotsessi välismõjude arvutamine hõlmab ümbritseva õhu temperatuuri, tuule, lume ja muude mehaaniliste koormuste määramist, seismilisuse hindamist jm.

7) Transporditava keskkonna omaduste arvutamine hõlmab torustike projekteerimiseks vajalike füüsikaliste, keemiliste, termodünaamiliste ja muude omaduste määramist ning selle töörežiimide prognoosimist.

II. Hüdraulilise arvutuse eesmärk

Gaasitorustike projekteerimisel on otsene ülesanne määrata torude siseläbimõõt vajaliku gaasikoguse läbimisel konkreetsetes tingimustes vastuvõetavate rõhukadude juures.

Pöördülesanne on kindlaks määrata rõhukadu antud voolukiiruse, gaasitoru läbimõõdu ja rõhu korral.

III. Hüdrauliliste arvutusvalemite tuletamise aluseks olevad võrrandid

Enamiku gaasijuhtmete arvutamise probleemide puhul võib gaasi liikumist pidada isotermiliseks, eeldatakse, et toru temperatuur on võrdne pinnase temperatuuriga. Seetõttu on määravad parameetrid: gaasirõhk p, selle tihedus ρ ja kiirus ω. Nende määramiseks vajame kolme võrrandi süsteemi:

1) Darcy võrrand diferentsiaalkujul, mis määrab rõhukadu takistuse ületamiseks:

Kus on hõõrdetegur, d on siseläbimõõt

2) Olekuvõrrand rõhumuutustest tingitud tiheduse muutuste arvessevõtmiseks:

3) Järjepidevuse võrrand:

Kui M on massivool, siis Q 0 on normaaltingimustele vähendatud mahuvool

Süsteemi lahendades saame põhivõrrandi kõrge ja keskmise rõhuga gaasijuhtmete arvutamiseks:

Linna gaasijuhtmete T≈T 0 arvutamiseks:

Madala rõhu arvutamiseks asendame , ja kuna ≈P 0, on valem järgmine:

IV. Gaasi liikumise takistuse peamised komponendid

· Lineaarne hõõrdetakistus kogu gaasijuhtme pikkuses

· Lokaalne takistus kohtades, kus muutuvad kiirused ja liikumissuund

Tuginedes kohalike kadude ja rõhukadude suhtele kogu võrgu pikkuses, on:

Lühike – kohalikud kaod, mis on proportsionaalsed kadudega kogu pikkuses

Pikad – lokaalsed kaod on tühised võrreldes kaoga pikkuses (5-10%)

V. Hüdrauliliste arvutuste põhivalemid vastavalt
SP 42-101-2003

1. Rõhulangust gaasivõrgu lõigul saab määrata valemite abil:

a) Keskmise ja kõrge rõhu jaoks:

P n - absoluutne rõhk gaasijuhtme alguses, MPa;

P k - absoluutne rõhk gaasijuhtme lõpus, MPa;

P 0 = 0,101325 MPa;

Hüdraulilise hõõrdetegur;

l on konstantse läbimõõduga gaasijuhtme hinnanguline pikkus, m;

d - gaasijuhtme siseläbimõõt, cm;

Gaasi tihedus normaaltingimustes, kg/m 3;

Q 0 - gaasivool, m 3 / h, normaalsetes tingimustes;

b) Madala rõhu korral:

P n - ülerõhk gaasijuhtme alguses, Pa;

P k - ülerõhk gaasijuhtme lõpus, Pa

c) LPG vedelfaasi torustikes:

V – vedelgaaside keskmine liikumiskiirus, m/s: imitorustikes – mitte üle 1,2 m/s; survetorustikes – mitte rohkem kui 3 m/s

2. Gaasi liikumise viis läbi gaasijuhtme, mida iseloomustab Reynoldsi arv:

kus ν on gaasi kinemaatilise viskoossuse koefitsient normaaltingimustes, 1,4 10 -6 m 2 /s

Gaasitoru siseseina hüdraulilise sileduse tingimus:

n on toruseina sisepinna ekvivalentne absoluutne karedus, uue terase puhul 0,01 cm, kasutatud terase puhul 0,1 cm, polüetüleeni puhul olenemata tööajast 0,0007 cm/

3. Hüdraulilise hõõrdetegur λ määratakse sõltuvalt Re väärtusest:

a) laminaarse gaasi liikumise korral Re ≤ 2000:

b) gaasi liikumise kriitilise režiimi puhul 2000≤ Re ≤ 4000:

c) Re > 4000 puhul - sõltuvalt gaasitoru siseseina hüdraulilise sileduse tingimuse täitmisest:

Hüdrauliliselt sileda seina jaoks:

· 4000 juures< Re < 100000:

· kui Re > 100 000:

Karedate seinte jaoks:

4. Võrguosade läbimõõtude esialgne valik

, Kus

· d p - disaini läbimõõt [cm]

· A, B, m, m1 - koefitsiendid, mis määratakse vastavalt tabelitele 6 ja 7 SP 42-101-2003 sõltuvalt võrgu kategooriast (rõhust) ja gaasijuhtme materjalist

· - arvestuslik gaasikulu, m 3 /h, tavatingimustes;

· ΔPsp – erirõhukadu (Pa/m – madalrõhuvõrkudele, MPa/m – keskmise ja kõrge rõhuga võrkudele)

Gaasitoru siseläbimõõt on võetud torujuhtmete standardsest siseläbimõõdu vahemikust: lähim suurem on terasest gaasitorustike jaoks ja lähim väiksem polüetüleentorude jaoks.

5. Madalrõhuga gaasijuhtmete arvutamisel võetakse arvesse hüdrostaatilist kõrgust Hg, daPa, mis määratakse järgmise valemiga:

kus g on raskuskiirendus, 9,81 m/s 2 ;

h on gaasijuhtme esialgse ja lõpuosa absoluutkõrguste erinevus, m;

ρ a - õhu tihedus, kg/m 3, temperatuuril 0°C ja rõhul
0,10132 MPa;

ρ 0 - gaasi tihedus normaaltingimustes, kg/m 3

6. Kohalikud takistused:

Väliste maapealsete ja sisemiste gaasijuhtmete puhul määratakse gaasijuhtmete hinnanguline pikkus valemiga:

kus l 1 on gaasitoru tegelik pikkus, m;

Σξ – gaasijuhtme lõigu lokaalsete takistuste koefitsientide summa

Rõhulangust kohalikes takistustes (põlved, tiisid, sulgeventiilid jne) saab arvestada gaasitoru tegeliku pikkuse suurendamisega 5 - 10% võrra.

Elamute sisemiste madalrõhuga gaasitorustike arvutamisel on kohalikust takistusest tingitud gaasirõhukadude määramine lubatud summas:

Gaasitorustikel hoone sisenditest:

· tõusutorule – 25% lineaarkadudest

· püstikutel – 20% lineaarkaod

Sisemise juhtmestiku kohta:

· juhtmestiku pikkusega 1 - 2 m – 450% lineaarkadudest

· juhtmestiku pikkusega 3 - 4 m – 300% lineaarkaod

· juhtmestiku pikkusega 5 - 7 m – 120% lineaarkaod

· juhtmestiku pikkusega 8 - 12 m – 50% lineaarkadudest

Üksikasjalikumad andmed ξ väärtuse kohta on toodud S.A. Rysini teatmeteoses:

7. Gaasijuhtmete rõngaste võrkude arvutamine tuleks läbi viia, ühendades gaasirõhud arvutusrõngaste sõlmpunktides. Ringi rõhukadude lahknevus on lubatud kuni 10%. Õhu- ja sisegaasitorustike hüdrauliliste arvutuste tegemisel, võttes arvesse gaasi liikumisest tekkiva müra astet, tuleks gaasi liikumise kiirusteks võtta madala rõhuga gaasitorustike puhul mitte üle 7 m/s, 15 m/s. keskmise rõhuga gaasijuhtmete puhul 25 m/s kõrgsurvegaasitorustike puhul .

VI. Vastavalt võrgu konfiguratsioonile on olemas:

1) Lihtne: konstantse läbimõõduga torujuhtmed, millel pole harusid

2) Kompleks: millel on vähemalt üks haru

a) Ummik (tavaliselt madalrõhuvõrgud, mis võimaldavad säästa torustike arvelt, kuna neil on minimaalne pikkus)

b) Ringvõrgud (tavaliselt kõrg- ja keskmise rõhuga võrgud, millel on koondamise võimalus, st jätkuv gaasivarustus rajatistele õnnetuse korral ühes sektsioonis voolude ümberjaotamise teel)

c) Segatud (ühendage stub- ja ringvõrkude võimalused, mis tavaliselt saadakse stub-võrkudest neid silmuse abil - lisades strateegiliselt oluliste punktide vahele hüppaja)

Enesetesti küsimused

11. Võrguarvutuste tüübid

12. Hüdraulilise arvutuse eesmärgid

13. Gaasi liikumise takistuse mõiste

14. Hüdraulilistes arvutusvalemites sisalduvate peamiste konstantide ja muutujate määramine

15. Kohaliku takistuse arvestamine gaasijuhtmete hüdraulilisel arvutamisel

16. Aktsepteeritavad jääkjäägid ja gaasi kiirused võrkudes

17. Võrkude klassifikatsioon konfiguratsiooni järgi.

B2L10 SGRGP

10. loeng