Koti » Havupuut suunnittelussa » Esimerkki matalapaineisesta kaasuputken hydraulisesta laskentaohjelmasta. Korkea ja keskipaine. Kaasunjakeluasemien ja hydraulimurtoyksiköiden optimaalisen lukumäärän määrittäminen

Esimerkki matalapaineisesta kaasuputken hydraulisesta laskentaohjelmasta. Korkea ja keskipaine. Kaasunjakeluasemien ja hydraulimurtoyksiköiden optimaalisen lukumäärän määrittäminen

Johdanto

Kaasuputkiverkoston hydraulinen laskenta perustuu kaasuputkien optimaalisten halkaisijoiden määrittämiseen, jotka varmistavat tarvittavien kaasumäärien kulkemisen hyväksyttävillä painehäviöillä. Laskelma perustuu suurimman mahdolliseen kaasunkulutukseen maksimikaasunkulutuksen tuntien aikana. Tässä otetaan huomioon kaasun tuntikulutus tuotannon (teollisuus ja maatalous), kuntien ja kotitalouksien tarpeisiin sekä väestön yksittäisiin kotitaloustarpeisiin (lämmitys, käyttövesi). Keski- ja korkeapainekaasuputkia hydraulisesti laskettaessa kuluttajien arvioitu kaasunkulutus otetaan pääsääntöisesti keskittyneinä kuormituksina, matalapaineverkoissa otetaan huomioon myös tasaisesti jakautunut kuorma. Keskipaineisten kaasunsyöttöjärjestelmien erottuva piirre, jossa kaasunohjauspisteet on asennettu jokaiselle kuluttajalle tai pienelle kuluttajaryhmälle asutulla alueella, on periaatteen soveltaminen verkkoihin tasaisesti jakautuneilla kuormilla.

Kaasuputken hydraulinen laskenta.

Kun kaasu liikkuu putkistojen läpi, alkupaine laskee vähitellen kitkavoimien ja paikallisen vastuksen voittamiseksi:

Riippuen virtausnopeudesta, putken halkaisijasta ja kaasun viskositeetista, sen virtaus voi olla laminaarista eli suhteellisesti liikkuvien kerrosten muodossa järjestettyä ja turbulenttia, kun kaasuvirrassa esiintyy turbulenssia ja kerrokset sekoittuvat keskenään. . Kaasun liiketilalle on ominaista Reynoldsin kriteerin arvo:

missä ω - virtausnopeus, m/s; D- putkilinjan halkaisija, m; ν - kinemaattinen viskositeetti, .

Siirtymäväliä laminaarisesta pyörteiseen liikkeestä kutsutaan kriittiseksi ja sille on tunnusomaista Re = 2000–4000. Arvolla Re = 2000 virtaus on laminaarinen ja arvolla Re = 4000 se on turbulentti.

Käytännössä kaasunjakeluputkissa vallitsee turbulenttinen kaasuliike. Vain halkaisijaltaan pienissä kaasuputkissa, esimerkiksi talon sisäisissä, kaasu virtaa laminaarisesti pienillä virtausnopeuksilla. Kaasun virtausta maanalaisten kaasuputkien läpi pidetään isotermisenä prosessina, koska maaperän lämpötila kaasuputken ympärillä muuttuu vain vähän kaasun lyhyen virtausajan aikana.

On olemassa hydrauliset laskelmat matalapaineisista ja keskipaineisista (korkeapaineisista) verkoista. Asuinrakennuksen kaasunsyöttöjärjestelmän kehittämiseen liittyy matalapaineverkko.

Laskettaessa matalapaineista kaasunsyöttöjärjestelmää käytetään kaavaa laskettaessa painehäviöitä alueella.

(3)

Missä – paine-ero kaasuputken alussa ja lopussa on hydraulisen kitkakerroin, Q on kaasun virtausnopeus, d on putken sisähalkaisija, on kaasun tiheys, l on kaasuputken pituus.

Ominaispainehäviöt osissa määritetään myös (Pa/m - matalapaineverkoille) kaavalla:

– sallittu painehäviö (Pa – matalapaineverkoille); L– etäisyys kaukaisimpaan pisteeseen, m.

Kaasuputken sisähalkaisija on otettu putkilinjojen standardisisähalkaisija-alueelta: lähin suurempi on teräskaasuputkille ja lähin pienempi on polyeteeniputkille.

Hydraulinen kitkakerroin λ määritetään kaasuputken läpi kulkevan kaasun liiketavan mukaan, jolle on tunnusomaista Reynoldsin luku,

Missä ν on kaasun kinemaattisen viskositeetin kerroin, Q on kaasun virtausnopeus, d on kaasuputken sisähalkaisija.

Ja myös kaasuputken sisäseinän hydraulisesta sileydestä riippuen, olosuhteiden mukaan

Missä n on putken seinämän sisäpinnan ekvivalentti absoluuttinen karheus otettuna 0,01 cm uusille teräsputkille, 0,1 cm käytetyille teräsputkille, 0,007 cm polyeteeniputkille käyttöajasta riippumatta ja 0,001 kupariputkille cm.

Re:n arvosta riippuen hydraulisen kitkakerroin λ:

laminaarikaasuvirtaukselle Re ≤ 2000

kaasun liikkeen kriittiselle muodolle Re = 2000–4000

(8)

Kun Re = 4000, riippuen ehdon (6) täyttymisestä:

hydraulisesti sileälle seinälle (epäyhtälö (6) on totta):

arvolla 4000≤ Re ≤ 100 000

Re ˃ 100 000

karheille seinille (epäyhtälö (6) ei kelpaa) Re ˃ 4000

Siten kaasunjakeluverkon hydraulisia laskelmia suoritettaessa otetaan huomioon kaasuputken materiaali sekä putken ikääntymisprosessi, joka ilmaistaan teräsputkien karheuden ja ylikasvun lisääntymisenä sekä pysyvyydessä. karheutta käytön aikana ja polyeteeniputkien virumista. Polyeteeniputken viruminen ilmaistaan sisähalkaisijan kasvuna 5:llä käytön aikana sisäisen paineen vaikutuksesta putken seinämän paksuuden pienenemisen seurauksena.

Polyeteeniputkien erityispiirre on, että ne voidaan valmistaa eri tiheydeltään polyeteenistä: keskikokoinen - PE 80, korkea - PE 63 (ei tällä hetkellä käytössä kaasunjakelujärjestelmissä) ja myös perustua bimodaaliseen kopolymeeriin - PE 100. tiedetään, että polyeteeniputken seinämän sisäkerros on kyllästetty kaasulla ja kyllästysaste riippuu kaasun paineesta ja seinän tiheydestä. Kaasun kyllästyminen johtaa seinämän karheuden muutokseen, jonka seurauksena putken hydraulinen vastus muuttuu. Viruminen vaikuttaa myös putken seinämän karheuden muutokseen käytön aikana. Kaikki nämä tekijät yhdessä määräävät polyeteeniputkien läpimenon.

Laskettaessa matalapaineisia kaasuputkia, jotka on asetettu voimakkaasti vaihtelevan maaston olosuhteisiin, on otettava huomioon hydrostaattinen korkeus, Pa,

Missä h– kaasuputken geometristen korkeuksien ero, m; “+”-merkki tarkoittaa kaasua, joka virtaa alhaalta ylös, ja “-”-merkki kaasulle, joka virtaa ylhäältä alas.

Paikallisvastuksen painehäviöt johtuvat kaasun nopeuksien suuruuden ja suunnan muutoksista paikoissa, joissa kaasuputki siirtyy halkaisijasta toiseen, sulkuventtiileissä, mutkissa, teeissä jne. Weisbachin kaavan mukaan painehäviöt paikallisissa vastuksissa, Pa,

Useille peräkkäin sijaitseville paikallisille vastuksille saman halkaisijan omaavalla kaasuputkella niiden summa

Joidenkin paikallisten vastusten kertoimien keskiarvot on annettu taulukossa 1.

Usein paikallisten vastusten painehäviöt ilmaistaan tietyllä suoran putkiosan ekvivalenttipituudella l eq, jossa kitkasta johtuvat lineaariset painehäviöt vastaavat tietystä paikallisesta resistanssista aiheutuvia häviöitä,

Missä D- kaasuputken sisähalkaisija, m; l eq - tietyn halkaisijan omaavan putken suoran osan ekvivalenttipituus, m, jossa kitkan aiheuttama painehäviö on yhtä suuri kuin paikallisen vastuksen menetys kohdassa .

Liittyviä tietoja.

Kaavoihin (VI. 19) - (VI.22) perustuvien laskelmien helpottamiseksi on kehitetty taulukoita ja nomogrammeja. Niistä ne määrittävät käytännön tarkoituksiin riittävällä tarkkuudella: tietyn virtausnopeuden ja painehäviön perusteella kaasuputken vaaditun halkaisijan; tietylle halkaisijalle ja häviöille - kaasuputken läpimenokyky; tietylle halkaisijalle ja virtausnopeudelle - painehäviö; tunnettujen paikallisten vastusten mukaan - vastaavat pituudet. Jokainen taulukko ja nomogrammi on koottu kaasulle, jolla on tietty tiheys ja viskositeetti, ja erikseen matalalle tai keskipaineelle ja korkealle paineelle. Matalapainekaasuputkien laskemiseen käytetään useimmiten taulukoita, joiden rakenne on havainnollistettu hyvin taulukossa. VI.2. Niissä olevien putkien valikoimalle on ominaista ulkohalkaisija d„, seinämän paksuus s ja sisähalkaisija d. Jokainen halkaisija vastaa ominaista painehäviötä D R ja vastaava pituus Z 3KB, riippuen tietystä kaasuvirrasta V. Nomogrammit (kuvat VI.3 - VI.7) ovat graafinen vastine taulukoissa annettuille tiedoille.

Taulukko VI.2

Painehäviö Ar ja vastaavat pituudet maakaasulle (p = 0,73 kg/m 3, v = 14,3 * 10 "* m 2 / s, teräsvesi- ja kaasuputket GOST 3262-62:n mukaan)

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)	48,0 x 3,5 (41,0)

Huomautus. Osoittaja näyttää painehäviön, kgf/m* per 1 u, ja nimittäjä on invivalentti pituus, u.

A- luonnonkuitu, p - 0,73 kg/m*, v = 14,3'Yu - * m*/s; b - propaanikaasu, p = 2 Kf/m *, v "= 3,7* 10~* m"/s.

Esimerkki 17. Putken läpi (GOST 3262-62) dH X s= 26,8 x 2,8 mm pitkä minä = Toimitetaan 12 m matalapaineista maakaasua, jonka p = 0,73 kg/m 9 V= 4 m 3 / h. Kaasuputkeen asennetaan tulppaventtiili ja kaksi 90° taivutettua kulmaa. Määritä painehäviö kaasuputkessa.

Ratkaisu. G1o pöytä VJ.2 huomaamme, että virtaus V= 4 m 9 /h ominaiskitkahäviöt Ar - 0,703 kg/m2 per 1 m ja vastaava pituus? Ek p = = 0,52 m. Pas-tietojen mukaan. 108 löydämme paikallisvastuksen kertoimet: Tulppaventtiilille = 2,0 ja taivutetulle kulmakappaleelle 90°? 2 = 0,3. Kaasuputken laskettu pituus kaavan (VI.29) mukaan / laskettu = 12 + (2,0 + 2-0,3) X 0,52 = = 13,5 m. Vaadittu kokonaispainehäviö Dr summa - 13,5-0,703 = = 9,52 kg/m2.

Esimerkki 18. Putkista kootun matalapaineisen teräskaasun jakeluputken varrella dH X s= 114 x 4 mm, pitkä minä = 250 m maakaasua syötetään määrältään p = 0,73 kg/m 9 V- 200 m 3 /h. Päätykaasuputken geodeettinen korkeus on 18 m alkuperäistä korkeampi. Määritä kaasuputken painehäviö.

Ratkaisu. Kuvan nomogrammin mukaan. VI.3 havaitaan, että virtausnopeudella V = = 200 m 3 / h kaasuputken kitkasta johtuva ominaispainehäviö d H Xs = 114 X X 4 mm A R - 0,35 kg/m2 per 1 m. Paikallisvastuksen painehäviöiden huomioon ottamiseksi lisäämme kaasuputken todellista pituutta 10 %. T.V. minä kilpailu Ch = 1,1 1fakta = 1,1 *250 = 275 m. Kitkan ja paikallisen vastuksen aiheuttama kokonaispainehäviö Lr SuI = 0,35-275 = 96 kg/m 2.

Kuljetettava kaasu on ilmaa kevyempää, joten kaasuputkeen syntyy hydrostaattista painetta. Kaavan (VI.24) mukaan Ar g ~ 18 (1,293 - 0,73)

*=“10 kg/m2. Tällöin vaadittu painehäviö kaasuputkessa on Ap* aKX = 96 - - 10 = 86 kgf/cm 2.

Esimerkki 19. Matalapaineisen teräskaasuputken kautta d H X s = = 21,3-2,8 mm ja pituus minä = 10 m propaania toimitetaan määränä V== 1,2'm 8 /h. Kaasuputkeen on asennettu tulppaventtiili ja yksi 90° taivutettu mutka. Määritä painehäviö kaasuputkessa.

Ratkaisu. Kuvan nomogrammin mukaan. VI.4 havaitsemme, että kaasuvirtauksessa

V= 1,2 m 3 /h ominaiskitkahäviöt Ar= 0,75 kg/m2 per 1 m. Kuvan nomogrammin mukaan. VI.5, b näissä olosuhteissa kaasuputken ekvivalenttipituus /ekp = 0,41 m. Sivun s. 10 tietojen mukaan. 108 paikallista vastuskerrointa: tulppaventtiilille?, = 2,0, taivutetulle mutkalle 90 s ? 2 = 0,3.

Kaasuputken laskettu pituus kaavan (VI.29) mukaan 1 raS h = 10 + 0,41 (2,0 + + 0,3) = 10,94 11 m. Vaadittu kokonaispainehäviö Dr summa = 11 X

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

Esimerkki 20. Teräskaasuputken kautta Dy= 200 mm, pituus 1600 m, maakaasua, jonka tiheys on p = 0,73 kg/m 3, syötetään 5000 m 8 /h. Määritä ylipaine kaasuputken päässä, jos se kaasuputken alussa on 2,5 kgf/cm 2.

Ratkaisu. Kuvan nomogrammin mukaan. VI.7 havaitsemme, että kaasunkulutuksella

V- 5000 m 3 /h kaasuputkelle Dy= 200 mm (p - pl)IL= 1,17. Tästä johtuu absoluuttinen paine kaasuputken päässä

kgf/cm2. Liiallinen paine kaasuputken päässä R,-= 2,22 kgf/cm 8,

Toimittajalta kuluttajalle käytetään putkistoja ja muita erikoisrakenteita ja komplekseja, joita on erikokoisia ja -mallisia. Jotta kaasuputki olisi luotettava ja tehokkaampi kaikissa osissa, kaasuputken hydraulinen laskenta on suoritettava valitsemalla sen optimaalinen käyttötapa tietyille käyttöolosuhteille.

Miksi kaasuputki on tarpeen laskea?

Kaasuputken kaikissa osissa suoritetaan laskelmia sellaisten paikkojen tunnistamiseksi, joissa putkiin todennäköisesti ilmaantuu vastus, mikä muuttaa polttoaineen syöttönopeutta.

Jos kaikki laskelmat on tehty oikein, voit valita sopivimmat laitteet ja luoda taloudellisen ja tehokkaan suunnittelun koko kaasujärjestelmän suunnittelulle.

Tämä eliminoi tarpeettomat, paisuneet indikaattorit käytön aikana ja rakennuskustannukset, joita voi syntyä suunniteltaessa ja asennettaessa järjestelmää ilman kaasuputken hydraulisia laskelmia.

On paremmat mahdollisuudet valita tarvittava poikkileikkauskoko ja putkimateriaalit tehokkaamman, nopeamman ja vakaamman sinisen polttoaineen syöttämiseksi kaasuputkijärjestelmän suunniteltuihin kohtiin.

Koko kaasuputken optimaalinen toimintatapa varmistetaan.

Kehittäjät saavat taloudellisia etuja säästämällä teknisten laitteiden ja rakennusmateriaalien hankinnassa.

Kaasuputki on laskettu oikein ottaen huomioon polttoaineenkulutuksen enimmäistasot massakulutusjaksojen aikana. Kaikki teollisuuden, kuntien, yksilöiden ja kotitalouksien tarpeet huomioidaan.

Kaasuputkien luokitus

Nykyaikaiset kaasuputket ovat koko järjestelmä komplekseja, jotka on suunniteltu kuljettamaan palavaa polttoainetta sen tuotantopaikoista kuluttajille. Siksi ne ovat tarkoituksensa mukaan:

– kuljetukseen pitkiä matkoja tuotantolaitoksilta kohteisiin.
Paikallinen – kaasun keräämiseen, jakeluun ja toimittamiseen asutuksille ja yrityksille.

Pääreittien varrelle rakennetaan kompressoriasemia, joita tarvitaan ylläpitämään työpainetta putkissa ja toimittamaan kaasua määrättyihin pisteisiin kuluttajille vaadituissa määrin etukäteen laskettuna. Niissä kaasu puhdistetaan, kuivataan, puristetaan ja jäähdytetään ja palautetaan sitten kaasuputkeen tietyllä paineella, joka vaaditaan tietylle polttoainekanavan osuudelle.

Kaikki kaasuputket ovat monimutkaisia rakenteita, jotka on varustettu automaattisilla ohjausjärjestelmillä kaikkia teknologisia prosesseja varten. Niiden toiminta perustuu tekniseen tutkimukseen, mukaan lukien putkistojen hydraulisten laskelmien tulokset.

Asutulla alueella sijaitsevat paikalliset kaasuputket luokitellaan:

Kaasun tyypistä riippuen sitä voidaan kuljettaa: luonnollinen, nesteytetty hiilivety, sekoitettu jne.
Paineella - eri alueilla kaasu voi olla matala-, keski- ja korkeapaineista.
Sijainnin mukaan - ulkoinen (katu) ja maanpäällinen ja maanalainen.

Kaasuputken toimintaperiaate

Kaupunkijärjestelmiin kuuluvat:

kaasun toimituslähde;
kaasun jakeluasemat;
kaasuputket eri painetasoilla;
bensatankkiasemat;
GRU ja GRP;
telemekanisaatio tarkoittaa.

Hydraulisen laskentaprosessin aikana kaikki nämä kohteet otetaan huomioon, koska jokaisella niistä on oma vaikutus kuljetettavan polttoaineen nopeuteen ja määrään. Laskelmat tehdään yksittäisille osille ja lasketaan sitten yhteen.

Kaupungin sisällä sijaitseva kaasuputkiverkko on varustettu erityisillä kaasunjakelujärjestelmillä (asemilla), jotka sijaitsevat kaikkien näiden putkien päässä.
Kun kaasu tulee tällaiselle asemalle, sen painetta säädetään ja jaetaan uudelleen, ja syöttöpaine lasketaan hyväksyttäviin arvoihin.
Kaasu siirtyy sitten säätöpisteeseen, josta se lähetetään edelleen verkkoon, jossa paine nousee jälleen.
Suurimman paineen putkistot liitetään maanalaisissa varastotiloissa sijaitseviin järjestelmiin.
Kaasunkulutuksen tason hallitsemiseksi jokaisena päivittäisenä ajanjaksona rakennetaan erityisiä polttoainesäiliöitä.
Korkea- ja keskipainetasoinen kaasu kuljetetaan putkissa, jotka toimivat eräänlaisena latauksena matalan kaasunpaineen putkille. Painehäviöprosessien hallitsemiseksi asennetaan erityisiä säätöpisteitä.
Jotta voidaan ottaa tarkasti huomioon painehäviöt kaasun kuljetuksen aikana ja koko suunnitellun tilavuuden virtaus määrättyyn pisteeseen, putkien optimaalinen halkaisija määritetään hydraulisen laskentamenetelmän avulla sopivan koon asentamiseksi.

Matalapaineisen kaasuputken hydraulinen laskenta

Ensinnäkin otetaan likimääräisesti huomioon, kuinka monta ihmistä asuu tietyllä alueella, kuinka monta teollisuus- ja julkista laitosta ja sitten määritetään likimääräinen kaasumäärä, joka on käytettävä kotitalouksien ja teollisuuden tarpeisiin.

Sitten lasketaan keskimääräinen polttoaineenkulutus tietyltä ajalta (yleensä 1 tunti).

On tarpeen ottaa huomioon kaasun jakelupisteet - niiden lukumäärä lasketaan sekä niiden sijainti, jotta tiedetään, kuinka kauan putkilinjaa on rakennettava, mikä putken halkaisija ja rakennusmateriaalit valitaan.

Indikaattorien eroista johtuen ei lasketa vain koko putkilinjan yleisiä painehäviöitä, vaan myös jakelupisteissä, rakennusten sisällä olevissa kaasuputkissa ja kaikissa tilaajahaaroissa.

Jos putkien koot ovat erilaiset, jokaisen saman osan pinta-ala mitataan, kaikkien näiden indikaattoreiden kaasunkulutus lasketaan erikseen ja lasketaan sitten yhteen.

Laskentatyössä otetaan huomioon useita tekijöitä: kaasuputken osuuden lasketut tiedot, todelliset indikaattorit koko osuudesta ja vastaavat lukemat.

Tämän seurauksena lasketaan solmukohtaiset ja erityiset matkakustannukset. Risteys on keskittynyt tiettyyn kohtaan valtatiellä, ja tietty rata on jaettu risteyspisteiden kesken.

Keskipaineisen kaasuputken hydraulinen laskenta

Polttoaineen paineen lukemat sen syöttämisen alussa otetaan huomioon. Tämä osa vaihtelee pääkaasun jakelupisteestä paikkaan, jossa tapahtuu korkean paineen siirtyminen keskipaineeseen. Tämän osan painetason tulee olla sellainen, että jopa pääjohdon raskaimpien kuormitusjaksojen aikana indikaattorit ovat aina sallittujen vähimmäistasojen yläpuolella.

Laskelmia käytetään paineen muutosperiaatteen perusteella ottaen huomioon putkilinjan tietty pituus.
Ensin lasketaan putkilinjan pääosassa esiintyvät painehäviöt ja sitten polttoaineenkulutus.
Näiden keskimääräisten indikaattoreiden perusteella valitaan tarvittava putkien paksuus ja halkaisijat.
Kaikki mahdolliset koot valitaan, ja sitten kunkin vaihtoehdon hävikkitaso määritetään nomogrammin avulla.
Oikeilla hydraulilaskennan lukemilla painehäviö näillä alueilla vastaa aina vakiotasoa.

Laskelmat suoritetaan ottaen huomioon kaasun korkein paine sekä kaikki tietyn kaasuputken spesifikaation ominaisuudet. Siksi valitaan rakennusmateriaalit ja putkityypit, joilla on sellaiset tekniset ominaisuudet, jotka varmistavat kaasuputkijärjestelmän normaalin toiminnan koko putkilinjalla. Kaikki ympäristöolosuhteet, joihin kaasuputki asennetaan, on otettava huomioon. Alue tutkitaan perusteellisesti ja laaditaan tarkka suunnitelma. Edelleen:

Kaasuputkien ja keskipaineen hydraulinen laskenta

Projektikaavio laaditaan selkeästi merkityillä oksilla kulutuspaikoille.
Vähimmäisreitin pituus on valittu ja sijainti renkaan varrella vaaditaan.
Laskelmat tehdään kaikkien alueiden mittausten perusteella mittakaava huomioon ottaen.
Lukemien tulokset kasvavat - seurauksena kunkin osan laskettu pituus on 10% suurempi.
Kustakin yksittäisestä osasta tehdyt hydrauliset laskelmat lasketaan yhteen polttoaineen kokonaiskulutuksen määrittämiseksi.
Sitten määritetään sisäinen optimaalinen putken koko.

Mitä muuta otetaan huomioon kaasuputken laskennassa?

Seiniä vasten tapahtuvan kitkan seurauksena kaasun nopeus vaihtelee putken poikkileikkauksella - se on nopeampi keskellä. Laskelmissa käytetty keskimääräinen indikaattori on kuitenkin yksi ehdollinen nopeus.

Putkien läpi liikettä on kahta tyyppiä: laminaarista (suihku, joka on ominaista halkaisijaltaan pienille putkille) ja turbulentti (saa epävakaa liikettä ja tahattomasti muodostuu pyörteitä missä tahansa leveässä putkessa).

Kaasu ei liiku pelkästään siihen kohdistuvan ulkoisen paineen vuoksi. Sen kerrokset kohdistavat painetta keskenään. Siksi myös hydrostaattinen korkeuskerroin otetaan huomioon.

Myös putkimateriaalit vaikuttavat liikkeen nopeuteen. Näin ollen teräsputkissa käytön aikana sisäseinien karheus kasvaa ja akselit kapenevat liikakasvun vuoksi. Päinvastoin polyeteeniputkien sisähalkaisija kasvaa seinämän paksuuden pienentyessä. Kaikki tämä otetaan huomioon painetta laskettaessa.

Kaasun liikkeen laskemiseksi putkien läpi otetaan putken halkaisija, polttoaineenkulutus ja painehäviö. Laskettu liikkeen luonteen mukaan. Laminaarilla - laskelmat tehdään tiukasti matemaattisesti kaavan mukaan:

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

∆Р – kgm2, kitkan aiheuttama painehäviö;
ω – m/s, polttoaineen liikenopeus;
D – m, putkilinjan halkaisija;
L – m, putkilinjan pituus;
μ - kg s/m2, nesteen viskositeetti.

Pyörteisessä liikkeessä on mahdotonta soveltaa tarkkoja matemaattisia laskelmia liikkeen kaoottisuuden vuoksi. Siksi käytetään kokeellisesti määritettyjä kertoimia.

Laskettu kaavalla:

Р1 – Р2 = (λ*ω2*L*ρ)/2g*D (21), jossa:

P1 ja P2 – paine putkilinjan alussa ja lopussa, kg/m2;
λ – mittaton vastuskerroin;
ω – m/s, keskimääräinen kaasun nopeus putken poikkileikkauksella;
ρ – kg/m3, polttoaineen tiheys;
D – m, putken halkaisija;
g – m/s2, painovoimakiihtyvyys.

Video: Kaasuputkien hydraulisen laskennan perusteet

Hydraulisten laskelmien päätehtävänä on määrittää kaasuputkien halkaisijat. Menetelmien kannalta kaasuputkien hydrauliset laskelmat voidaan jakaa seuraaviin tyyppeihin:

· korkea- ja keskipainerengasverkkojen laskeminen;

· korkean ja keskipaineisen umpikujaverkkojen laskeminen;

· monirenkaisten matalapaineverkkojen laskeminen;

· matalapaineisten umpikujaverkkojen laskeminen.

Hydraulisten laskelmien suorittamiseksi sinulla on oltava seuraavat alkutiedot:

· kaasuputken suunnittelukaavio, joka osoittaa osien lukumäärät ja pituudet;

· kaasun tuntikustannukset kaikille tähän verkkoon liitettyjen kuluttajien osalta;

· sallitut kaasun painehäviöt verkossa.

Kaasuputken suunnittelukaavio on laadittu yksinkertaistetussa muodossa kaasutetun alueen suunnitelman mukaan. Kaikki kaasuputkien osat on ikään kuin suoristettu ja niiden koko pituudet kaikkineen mutkineen ja käännöksineen on merkitty. Kaasunkuluttajien sijainnit laudalla määräytyvät vastaavien kaasunjakelukeskusten tai kaasunjakeluyksiköiden sijainnin mukaan.

12.1 Korkea- ja keskipainerengasverkkojen hydraulinen laskenta.

Korkea- ja keskipainekaasuputkien hydraulinen käyttötapa määräytyy kaasun enimmäiskulutuksen olosuhteiden perusteella.

Tällaisten verkkojen laskenta koostuu kolmesta vaiheesta:

· laskenta hätätiloissa;

· normaalin virtausjakauman laskenta;

· rengaskaasuputken haarojen laskeminen.

Kaasuputken suunnittelukaavio on esitetty kuvassa. 2. Yksittäisten osien pituudet on ilmoitettu metreinä. Asutusalueiden numerot on merkitty ympyröillä olevilla numeroilla. Yksittäisten kuluttajien kaasunkulutus on merkitty kirjaimella V ja sen mitat ovat m 3 /h. Paikat, joissa kaasuvirtaus muuttuu renkaassa, on merkitty numeroilla 0, 1, 2, ..... jne. Kaasuvirtalähde (GDS) on kytketty pisteeseen 0.

Korkeapainekaasuputkessa on ylipaine kaasun alkupisteessä 0 Р Н =0,6 MPa. Kaasun lopullinen paine RK = 0,15 MPa. Tämä paine on säilytettävä samana kaikille tähän renkaaseen liitetyille kuluttajille heidän sijainnistaan riippumatta.

Laskelmissa käytetään absoluuttista kaasun painetta, joten laskettu Р Н =0,7 MPa ja RK = 0,25 MPa. Osuuksien pituudet muunnetaan kilometreiksi.

Laskennan aloittamiseksi määritämme keskimääräisen ominaispaine-eron neliöitynä:

A CP = (P 2 n - P 2 k) / 1.1 å l i

Missä å l i- kaikkien osuuksien pituuksien summa lasketussa suunnassa, km.

Kerroin 1,1 tarkoittaa keinotekoista kaasuputken pituuden pidentämistä erilaisten paikallisten vastusten (käännökset, venttiilit, kompensaattorit jne.) kompensoimiseksi.

Seuraavaksi keskiarvoa käyttämällä A SR ja laskettu kaasunkulutus vastaavalla alueella kuvan 1 nomogrammin mukaan. 11.2 määritämme kaasuputken halkaisijan ja määritämme arvon käyttämällä samaa nomogrammia A valitulle vakiokaasuputken halkaisijalle. Sitten määritetyn arvon mukaan A ja arvioitu pituus, määritämme eron tarkan arvon R2n - R2k Sijainti päällä. Kaikki laskelmat on taulukoitu.

12.1.1 Laskenta hätätiloissa.

Kaasuputken hätäkäyttötilat ilmenevät, kun kaasuputken osissa syöttöpisteen 0 vieressä on vika. Meidän tapauksessamme nämä ovat kohdat 1 ja 18. Sähkönsyöttö kuluttajille hätätiloissa on suoritettava umpikujaverkon kautta sillä ehdolla, että kaasun paine on ylläpidettävä viimeisen kuluttajan kohdalla RK = 0,25 MPa.

Laskentatulokset on koottu taulukkoon. 2 ja 3.

Kaasunkulutus alueilla määritetään kaavalla:

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

Missä OB:lle i- erilaisten kaasunkuluttajien syöttökerroin;

V i- vastaavan kuluttajan kaasun tuntikulutus, m 3 / h.

Yksinkertaisuuden vuoksi syöttökertoimen oletetaan olevan 0,8 kaikille kaasun kuluttajille.

Kaasuputken osien arvioitu pituus määräytyy kaavalla:

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

Keskimääräinen ominaispaineen neliöero ensimmäisessä hätätilassa on:

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

å l i = 6.06(km),

Osa 1 hylättiin
Tili nro	d У mm	l Р km	V R m 3 / h	R2n-R2k l P	R2n-R2k, MPa2

		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 Virhe: 1,5 % <5 %

Jatkamme laskentaa toisessa hätätilassa.

Asema 18 kieltäytyi
Tili nro	d У mm	l Р km	V R m 3 / h	R2n-R2k l P	R2n-R2k, MPa2

		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 Virhe: 2,9 % <5 %

Tästä seuraa, että laskelma on tehty oikein.

Tämä päättää laskennan toisessa hätätilassa.

Kun tiedämme kunkin osan painehäviön, määritämme absoluuttisen paineen kussakin pisteessä molemmissa hätätiloissa:

P i = Ö P 2N - S(P 2 N - P 2 K) i,

Missä S(P 2 N - P 2 K)- paineen neliöjen eron summa paineen määrityspistettä edeltävissä osissa.

Kaikki laskelmat paineiden määrittämiseksi renkaan eri kohdissa voidaan koota yhteen taulukkoon.

Pistenumero renkaassa	Osa 1 hylättiin	Asema 19 kieltäytyi
	Kaasun paine, MPa	Kaasun paine, 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

Kaasunpaine liitäntäpisteissä kuluttajarenkaaseen on tiedettävä, jotta voidaan määrittää oksien halkaisijat jälkimmäisen hydraulisen laskennan aikana.

12.1.2 Haarojen laskeminen.

Tässä laskelmassa määritetään niiden kaasuputkien halkaisijat, jotka syöttävät kaasua rengaskaasuputkesta kuluttajille V 1, V 2, ..... jne. Tätä tarkoitusta varten paineen laskenta virtausmuutospisteissä 1 , 2, 3, ... käytetään .17 taulukoitu? . Paine-ero haarakaasuputken liitoskohdassa rengaskaasuputkeen ja määritetty loppupaine kuluttajalla.

Määrittääksesi alkupaineen taulukosta 2.3 samalle pisteelle valitsemme alimman absoluuttisen kaasun paineen. Seuraavaksi määritetään alueen erityinen neliöpaine-ero:

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

Nomogrammin mukaan kuva. 11.2:sta määritämme kaasuputken halkaisijan.

Kaikki laskelmat oksien halkaisijoiden määrittämiseksi on yhteenveto taulukossa:

A19 = 0,0145;

A 20 = 0,1085;

A21 = 0,4997;

A22 = 0,3649;

A23 = 2,3944;

A24 = 0,8501;

A25 = 1,5606;

A26 = 1,1505;

A27 = 0,8376;

A28 = 0,9114;

A29 = 2,3447;

A 30 = 2,4715;

A31 = 0,8657;

A32 = 1,7872;

A33 = 1,2924;

A34 = 1,3528;

A35 = 0,0664;

Sivuliikkeen numero.	Alkupaine, MPa	Loppupaine, MPa	Osuuden pituus, km	Kaasunkulutus, m3/h	Tavanomainen halkaisija, 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 Normaalin virtausjakauman laskenta.

Normaali virtauksen jakautuminen sisältää kaasun liikkeen rengassyötöstä molempiin suuntiin.

Molempien kaasuvirtausten konvergenssipisteen tulisi olla jossain renkaassa. Tämä piste määritetään seuraavista ehdoista - kaasuvirtausten tulee olla suunnilleen samat renkaan molempiin suuntiin.

Normaalin virtausjakauman laskelmat on suositeltavaa tiivistää taulukkoon.

Taulukko 6.

N Tietoja sivustosta.	Kulutus paikan päällä, m 3 / h	Kaasuputken halkaisija, mm	Osuuden pituus, 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

* Merkit “+” ja “-” tarkoittavat kaasuvirtojen ehdollista jakoa positiiviseen (myötäpäivään) ja negatiiviseen (liike vastapäivään).

Virheen määrittämiseksi sinun on summattava modulo kaikki sarakkeen 6 luvut ja arvioitava positiivisten ja negatiivisten lukujen ero samassa sarakkeessa alla olevan kaavan avulla

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

Kaasuputkien osien halkaisijat tässä tilassa valitaan hätätilojen laskentataulukosta. Jokaiselle osalle otetaan suurempi kahdesta halkaisijasta. Tässä tapauksessa halkaisijakoot renkaan pään osissa ovat suurimmat. Lisäksi halkaisijakoot pienenevät monotonisesti virtauksen konvergenssipisteen suunnassa.

Määrittääksesi neliöpaine-eron osassa, käytä nomogrammia kuvassa 1. 11.2. . Ne määritetään tunnetun halkaisijan ja virtausnopeuden perusteella ja kirjataan taulukon sarakkeeseen 5. Kun tiedät osien arvioidut pituudet, laske osien paineneliöiden erot ja kirjoita ne taulukon sarakkeeseen 6.

Laskennan oikeellisuuden kriteeri on positiivisten ja negatiivisten arvojen P 2 n - P 2 k summien yhtäläisyys. Jos yhtäläisyyttä ei ole, näiden arvojen välinen ero ei saa ylittää 10 % puolesta taulukon sarakkeen 6 lukujen summan itseisarvo. Esimerkissämme tämä ero on 25,99%, mikä on liikaa.

Siksi laskelma on toistettava.

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),

Tämän kaavan nimittäjässä oleva määrä on otettu taulukon 6 sarakkeesta 7.

Nostetaan kaikkia positiivisia kustannuksia 600 m 3 /h ja vähennetään kaikkia negatiivisia kustannuksia 600 m 2 /h. Toistetaan laskelma uusilla virtausnopeuksilla alueilla

Taulukko 7.

N Tietoja sivustosta.	Kulutus paikan päällä, m 3 / h	Kaasuputken halkaisija, mm	Osuuden pituus, 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

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

Pyöreän virtauksen käyttöönoton jälkeen virhe pieneni 0,02 %:iin, mikä on hyväksyttävää.

Tämä päättää korkeapaineisen kaasuputken hydraulisen laskelman.

12.2. Monirenkaisten matalapainekaasuverkkojen hydraulinen laskenta.

Matalapaineisten kaasuputkien (enintään 5 kPa) hydraulinen laskenta ratkaisee kuljetusongelman ja sen myöhemmän optimoinnin.

Alkutiedot laskemista varten:

1. Kaasun kokonaisvirtaus matalapaineverkkoa syöttävän hydraulisen murtumisjärjestelmän läpi:

V0 = 1883,52(m3/h).

2. Suunnittelukaavio: kuva. 3.

3. Arvioitu painehäviö verkossa:

DP = 1200(Pa).

Matalapaineverkon hydraulisen laskennan tehtävänä on määrittää sen kaikkien osien halkaisijat säilyttäen samalla määritetty D.P.. Verkon putkien vähimmäishalkaisijan on oltava yhtä suuri 50 mm.

Kaasun matkakustannukset työmailla määritetään kaavalla:

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

Missä l PR i- pienentynyt osan pituus, m

l PR i = l R K E K Z

l R - osan arvioitu pituus ( l P = 1,1 l G), m;

l G- osan geometrinen pituus kaasutusaluesuunnitelman mukaan, m;

K E- kerrosten lukumääräkerroin, kun otetaan huomioon eri kerrosten lukumäärän omaavat rakennukset;

K Z- kehityskerroin, ottaen huomioon asuinrakentamisen tiheys kaasuputken reitin varrella.

Yhteenveto kaasun matkakustannuslaskelmasta on taulukossa 8.

Tontin numero	Geometrinen Pituus, m	Arvioitu pituus, m	Coeff. Lattiat	Coeff. Kehitys	Annettu pituus, m	Matkavirtaus, 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

Määritämme solmukaasukustannukset:

V Knot i = 0,5 S V PUT i, (m 3 / h),

Missä S V PUT i - kaasun matkakustannusten summa solmun viereisillä alueilla, (m 3 /h),

V-solmu 1= 96,59077 (m3/h),

V KZL 2 = 144.8862(m3/h),

V-solmu 3 = 193,1815(m3/h),

V KZL 4 = 217.3292(m3/h),

V KZL 5 = 169.0338(m3/h),

V-solmu 6 = 265,6246(m3/h),

V KZL 7 = 169.0338(m3/h),

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

V KZL 14 = 96.59077(m3/h),

Määritämme arvioidut kaasunkulutukset kohteissa.

Arvioitua kaasuvirtaa laskettaessa käytetään ensimmäistä verkkojen Kirchhoffin sääntöä, joka voidaan muotoilla seuraavasti: solmupisteen kaikkien kaasuvirtojen algebrallinen summa on nolla.

Työmaalla lasketun kaasunkulutuksen vähimmäisarvon tulee olla puolet matkakulutuksesta. Järjestelmän tehokkuuden varmistamiseksi tulee tunnistaa pääsuunnat, joita pitkin suurin osa kaasusta kuljetetaan.

Nämä ohjeet ovat:

Näissä suunnissa on mahdollista tunnistaa alueet, joita pitkin kulkee kaasuvirtauksia. Nämä ovat alueet:

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

Tässä laskettu virtausnopeus määritetään Kirchhoffin säännön mukaan.

Alueilla, joilla ei ole kauttakulkukaasuvirtoja:

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

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

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

V R 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)

Määritä osien halkaisijat:

Laske tätä varten annettua painehäviötä DP käyttäen keskimääräinen alkupainehäviö pääsuuntiin:

A = DP / Sl Рi(Pa/m)

Missä S l Р i - tiettyyn pääsuuntaan sisältyvien osien laskettujen pituuksien summa.

A:n arvon ja kussakin osuudessa arvioidun kaasun virtausnopeuden perusteella määritetään kaasuputken halkaisijat käyttämällä kuvan 11.4 nomogrammia. Alueen ominaispainehäviön todellinen arvo määritetään valitsemalla nimellishalkaisijan standardiarvo saman nomogrammin mukaan. Leikkauksen ominaishäviön todellinen arvo kerrotaan osan arvioidulla pituudella ja siten lasketaan tämän osan painehäviö. Kokonaispainehäviö pääsuunnan kaikissa osissa ei saa ylittää määritettyä arvoa DP.

Kaikki laskelmat matalapaineisten kaasuputkien osien halkaisijoiden määrittämiseksi on koottu taulukkoon.

Tontin numero	Lask. virtausnopeus, m 3 / h	Laskentapituus, m	Keskimääräinen painehäviö, Pa/m	Halkaisija Tavanomainen, mm	Pätevä ominaispainehäviö, Pa/m	Painehäviö alueella, Pa	Davl. Sivuston lopussa 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
Jäännös solmussa 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
Jäännös solmussa 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
Jäännös solmussa 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

Ensimmäinen kriteeri laskennan oikeellisuudelle on solmupisteiden paineero, joka ei saa olla yli 10%. Solmupisteiden paine määritetään vähentämällä alueiden painehäviöt hydraulisen murtamisen alkupaineesta, kun kaasuvirtaus siirtyy kyseiseen solmuun lyhintä matkaa pitkin. Paine-ero muodostuu kaasun eri suuntiin lähestymisestä solmuun.

Toinen kriteeri on painehäviöiden arviointi hydraulisesta murtamisesta kaukaisimmille kuluttajille. Tämä häviö ei saa olla suurempi kuin laskettu painehäviö, joka on yhtä suuri kuin 1200 Pa, ja erota siitä enintään 10%.

Laskennan oikeellisuuden ehdot täyttyvät ja tähän loppuu monirenkaisten matalapaineverkkojen laskenta.

12.3 Matalapaineisten umpikuvien kaasuputkien hydraulinen laskenta.

Umpikujassa olevat matalapainekaasuputket asennetaan asuinrakennuksiin, tuotantopajoihin ja pieniin maaseutualueisiin.

Tällaisten kaasuputkien voimanlähde on matalapaineinen hydraulinen murtaminen.

Umpikuvien kaasuputkien hydrauliset laskelmat suoritetaan kuvan 1 nomogrammin mukaisesti. 11.4. alkaen . Laskennan erikoisuus tässä on se, että määritettäessä painehäviöitä pystyleikkauksissa on otettava huomioon ylimääräinen ylipaine kaasun ja ilman tiheyksien eroista, eli

DP D = ± h (r B - r G) g,

Missä h-

r B, r G -

Maakaasulle, joka on ilmaa kevyempää, kun se liikkuu ylöspäin kaasuputken läpi, arvo DP on negatiivinen, ja kun se liikkuu alaspäin, se on positiivinen.

Paikallinen vastus voidaan ottaa huomioon ottamalla käyttöön kitkalisät

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

Missä A- prosentuaalinen lisäys.

nousuputkissa - 20%;

joiden pituus on 1-2 m - 450%,

joiden pituus on 3-4 m. - 200%,

joiden pituus on 5-7 m. - 120%,

joiden pituus on 8-12 m - 50%.

Paineen lasku DP umpikujassa matalapaineisissa kaasuputkissa se määräytyy hydraulisen murtamisen tai kaasunjakelun jälkeisen alkupaineen, joka on 4-5 kPa, ja kaasupoltinlaitteistojen tai kaasulaitteiden toimintaan tarvittavan paineen perusteella. Paineen lasku DP taulukon 11.10 suositusten mukaisesti. ota tasapuolisesti 350 Pa.

1. Luo kaasuputken suunnittelukaavio: Kuva. 4.

2. Määritämme pääsuunnan.

3. Määritämme arvioidun kaasunkulutuksen pääreitin kullekin osuudelle käyttämällä kaavaa,

V R = V TUNTIA OD, (m 3 / h),

missä on vastaavan kuluttajan suurin tuntikaasunkulutus, m 3 / h,

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

KOODI- samanaikaisuuskerroin, jossa otetaan huomioon kaikkien kuluttajien samanaikaisen toiminnan todennäköisyys.

4. Määritä pääradan osien arvioitu pituus ( l Р i) kaavan mukaan,

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

Missä A- prosentuaalinen lisäys.

kaasuputkissa rakennuksen sisäänkäynnistä nousuputkeen - 25%;

nousuputkissa - 20%;

asunnon sisäjohdoissa:

joiden pituus on 1-2 m - 450%,

joiden pituus on 3-4 m. - 200%,

joiden pituus on 5-7 m. - 120%,

joiden pituus on 8-12 m - 50%.

5. Laskemme pääradan arvioidun pituuden metreinä laskemalla yhteen kaikki sen osuuksien arvioidut pituudet ( S l Р i).

6. Määritä ominaispainehäviö pääsuunnassa

A = DP / Sl Рi, (Pa/m).

A = 8,1871345(Pa/m).

7. Käyttämällä kuvion kaaviota. 11.4. , määritämme pääkaasuputken osien halkaisijat ja määritämme kunkin osan ominaispainehäviön valitun vakiohalkaisijan mukaisesti.

8. Määritämme kunkin osan todellisen kaasun painehäviön kertomalla ominaispainehäviön osan arvioidulla pituudella.

9. Lasketaan yhteen kaikki pääradan yksittäisten osien häviöt.

10. Määritä ylimääräinen ylipaine kaasuputkessa,

DP D = ± h (r B - r G) g,

DP D = 110,26538

Missä h- geometristen merkkien ero kaasuputken lopussa ja alussa, m;

r B, r G - ilman ja kaasun tiheys normaaleissa olosuhteissa, kg/m 3 ;

g- vapaan pudotuksen kiihtyvyys, m/s 2.

h = 20,7(m) ,

11. Laskemme putkilinjan painehäviön ja lisäylipaineen algebrallisen summan ja vertaamme sitä kaasuputken sallittuun painehäviöön DР.

Laskelman oikeellisuuden kriteeri on ehto

(SР i ± DP Д + DP ARR) £ DP,

Missä SDP i- painehäviöiden summa putkilinjan kaikissa osissa, Pa;

DP D- ylimääräinen ylipaine kaasuputkessa, Pa;

DP ARRIV- kaasun paineen menetys kaasua käyttävässä laitteessa, Pa;

DP- määritetty painehäviö, Pa.

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

Poikkeama (SDP i ± DP D + DP ARR) alkaen DP ei saa olla yli 10 %.

Laskelma tehtiin oikein.

Teemme yhteenvedon kaikista laskelmista kaasuputkien halkaisijoiden määrittämiseksi taulukossa.

EI juoni	Kaasunkulutus, m 3 / h	Coeff. kerran	Laskeminen. virtausnopeus, m 3 / h	Osan pituus m	Nadb. kuukaudeksi vastus	Laskeminen. pituus, m	Ehdollinen dia. mm	Painehäviö Pa
								1 metrin kohdalla	koulussa

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

Lopuksi hyväksymme seuraavat kaasuputkien halkaisijat pääosissa:

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

Kaksi muuta nousuputkea kantavat samanlaisen kuorman ja ovat rakenteeltaan identtisiä suunnittelun kanssa. Siksi otamme näiden nousuputkien kaasuputken halkaisijat samoiksi kuin lasketut.

Ainoat poikkeukset ovat kaasuputken osuudet 1-2, 6-11. Määritämme kaasuputkien halkaisijat näissä osissa:

1. Arvioidut oksien pituudet: 0-1-6-11-12-13-14, 0-1-2-3-4-5, vastaavasti, ovat L P 6-11 = 40,25, L P 1-2 = 41,5 (m).

2. Arvioidut kaasukustannukset:

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

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

3. Keskimääräinen ominaistappio

I. Verkkolaskelmien tyypit:

1) Optimointi ja tekniset ja taloudelliset laskelmat ratkaisevat suunnittelutehtävään sisältyvien pääparametrien valinnan ongelman, erityisesti: optimaalisen suunnan ja olosuhteiden valinta putkilinjan laskemiselle, tehokkaimman teknologisen kuljetussuunnitelman ja putkilinjan parametrien määrittäminen, sopivien määrittäminen. järjestelmän elementtien redundanssitaso ja muut

2) Tekniset laskelmat sisältävät tekniikan ja kuljetusteknologisen kaavion valinnan, putkilinjan teknisen rakenteen perustelut, käytetyn laitteiston koostumuksen ja tyypin, sen toimintatapojen ja muiden määrittämisen.

3) Hydraulisiin laskelmiin kuuluu putkilinjan läpi liikkuvan väliaineen paineen ja nopeuden määrittäminen putkilinjan eri osissa sekä liikkuvan virtauksen painehäviö

4) Lämpölaskelmat sisältävät kuljetettavan tuotteen lämpötilan määrittämisen, putkistojen ja laitteiden seinien lämpötilan sekä putkistojen lämpöhäviöiden ja niiden lämpöresistanssien arvioinnin

5) Mekaaniset laskelmat sisältävät putkien, rakenteiden, laitteistojen ja laitteiden lujuuden, stabiilisuuden ja muodonmuutosten arvioinnin lämpötilan, paineen ja muiden kuormien vaikutuksesta sekä parametriarvojen valitsemisen, jotka varmistavat luotettavan toiminnan tietyissä olosuhteissa.

6) Kuljetusprosessiin kohdistuvien ulkoisten vaikutusten laskentaan sisältyy ympäristön lämpötilan, tuulen, lumen ja muiden mekaanisten kuormien määrittäminen, seismisyyden arviointi ja muut

7) Kuljetettavan väliaineen ominaisuuksien laskemiseen kuuluu putkien suunnittelussa tarvittavien fysikaalisten, kemiallisten, termodynaamisten ja muiden ominaisuuksien määrittäminen ja sen toimintatapojen ennustaminen

II. Hydraulisen laskennan tarkoitus

Kaasuputkia suunniteltaessa välitön tehtävänä on määrittää putkien sisähalkaisija, kun tarvittava määrä kaasua kuljetetaan tietyissä olosuhteissa hyväksyttävillä painehäviöillä.

Käänteinen ongelma on määrittää painehäviö tietyllä virtausnopeudella, kaasuputken halkaisijalla ja paineella.

III. Yhtälöt, jotka ovat perustana hydraulisten laskentakaavojen johtamiselle

Useimmissa kaasuputkien laskentaongelmissa kaasun liikettä voidaan pitää isotermisenä, putken lämpötilan oletetaan olevan yhtä suuri kuin maaperän lämpötila. Näin ollen määräävät parametrit ovat: kaasun paine p, sen tiheys ρ ja nopeus ω. Niiden määrittämiseksi tarvitsemme kolmen yhtälön järjestelmän:

1) Darcy-yhtälö differentiaalimuodossa, joka määrittää painehäviön vastuksen voittamiseksi:

Missä on kitkakerroin, d on sisähalkaisija

2) Tilayhtälö, jolla otetaan huomioon paineen muutoksista johtuvat tiheyden muutokset:

3) Jatkuvuusyhtälö:

Missä M on massavirtaus, Q 0 on tilavuusvirta, joka on alennettu normaaleihin olosuhteisiin

Ratkaisemalla järjestelmän saamme perusyhtälön korkea- ja keskipaineisten kaasuputkien laskemiseen:

Kaupunkien kaasuputkien T≈T 0 laskemiseksi:

Matalan paineen laskemiseksi korvataan , ja koska ≈P 0, kaava saa muotoa:

IV. Kaasun liikevastuksen pääkomponentit

· Lineaarinen kitkavastus kaasuputken koko pituudella

· Paikallinen vastus paikoissa, joissa nopeudet ja liikkeen suunta muuttuvat

Paikallisten häviöiden ja painehäviöiden suhteen perusteella verkon pituudella on:

Lyhyet – paikalliset häviöt, jotka vastaavat tappioita pituussuunnassa

Pitkä – paikalliset häviöt ovat mitättömiä suhteessa tappioon pituussuunnassa (5-10%)

V. Hydraulisten laskelmien peruskaavat
SP 42-101-2003

1. Painehäviö kaasuverkon osassa voidaan määrittää seuraavilla kaavoilla:

a) Keski- ja korkeapaine:

P n - absoluuttinen paine kaasuputken alussa, MPa;

P k - absoluuttinen paine kaasuputken päässä, MPa;

P 0 = 0,101325 MPa;

Hydraulinen kitkakerroin;

l on vakiohalkaisijan omaavan kaasuputken arvioitu pituus, m;

d - kaasuputken sisähalkaisija, cm;

Kaasun tiheys normaaleissa olosuhteissa, kg/m 3 ;

Q 0 - kaasuvirtaus, m 3 / h, normaaleissa olosuhteissa;

b) Matalapaine:

P n - ylipaine kaasuputken alussa, Pa;

P k - ylipaine kaasuputken päässä, Pa

c) Nestekaasun nestefaasin putkissa:

V – nesteytettyjen kaasujen keskimääräinen liikenopeus, m/s: imuputkissa – enintään 1,2 m/s; paineputkissa - enintään 3 m/s

2. Kaasun liiketapa kaasuputken läpi, tunnettu Reynoldsin numerolla:

jossa ν on kaasun kinemaattisen viskositeetin kerroin normaaleissa olosuhteissa, 1,4 10 -6 m 2 /s

Kaasuputken sisäseinän hydraulisen sileyden ehto:

n on putken seinämän sisäpinnan ekvivalentti absoluuttinen karheus, otettuna uudelle teräkselle - 0,01 cm, käytetylle teräkselle - 0,1 cm, polyeteenille, käyttöajasta riippumatta - 0,0007 cm/

3. Hydraulisen kitkakerroin λ määritetään Re:n arvosta riippuen:

a) Laminaarikaasun liikkeelle Re ≤ 2000:

b) kaasun liikkeen kriittiselle muodolle 2000≤ Re ≤ 4000:

c) Re > 4000 - riippuen kaasuputken sisäseinän hydraulisen sileyden ehdon täyttymisestä:

Hydraulisesti sileälle seinälle:

· 4000< Re < 100000:

· Re > 100000:

Karkeille seinille:

4. Verkkoosien halkaisijoiden alustava valinta

, Missä

· d p - suunnitteluhalkaisija [cm]

· A, B, m, m1 - kertoimet määritetään taulukoiden 6 ja 7 SP 42-101-2003 mukaan riippuen verkkoluokasta (paineesta) ja kaasuputken materiaalista

· - suunnittelukaasun kulutus, m 3 /h, normaaleissa olosuhteissa;

· ΔPsp - ominaispainehäviö (Pa/m - matalapaineverkoille, MPa/m - keski- ja korkeapaineverkoille)

Kaasuputken sisähalkaisija on otettu putkilinjojen standardisisähalkaisija-alueelta: lähin suurempi on teräskaasuputkille ja lähin pienempi on polyeteeniputkille.

5. Laskettaessa matalapaineisia kaasuputkia, otetaan huomioon hydrostaattinen paine Hg, daPa, joka määritetään kaavalla:

missä g on painovoiman kiihtyvyys, 9,81 m/s 2 ;

h on kaasuputken alku- ja loppuosuuden absoluuttisten korkeuksien ero, m;

ρ a - ilman tiheys, kg/m 3, lämpötilassa 0°C ja paineessa
0,10132 MPa;

ρ 0 - kaasun tiheys normaaleissa olosuhteissa, kg/m 3

6. Paikalliset vastukset:

Ulkoisten maanpäällisten ja sisäisten kaasuputkien osalta kaasuputkien arvioitu pituus määritetään kaavalla:

missä l 1 on kaasuputken todellinen pituus, m;

Σξ – kaasuputkiosan paikallisten vastuskertoimien summa

Paikallisvastuksen (kulmakulmat, tiitat, sulkuventtiilit jne.) painehäviö voidaan ottaa huomioon lisäämällä kaasuputken todellista pituutta 5 - 10 %.

Laskettaessa sisäisiä matalapaineisia kaasuputkia asuinrakennuksille on sallittua määrittää paikallisesta resistanssista johtuvat kaasun painehäviöt seuraavasti:

Kaasuputkissa rakennuksen sisääntuloista:

· nousuputkeen – 25 % lineaarisista häviöistä

· nousuputkissa – 20 % lineaarihäviöt

Sisäinen johdotus:

· johdotuksen pituudella 1 - 2 m – 450 % lineaarisista häviöistä

· johdotuksen pituudella 3 - 4 m – 300 % lineaarihäviöt

· johdotuksen pituudella 5 - 7 m – 120 % lineaarihäviöt

· johdotuksen pituudella 8 - 12 m – 50 % lineaarisista häviöistä

Tarkempia tietoja ξ:n arvosta on S.A. Rysinin viitekirjassa:

7. Kaasuputkien rengasverkkojen laskenta on suoritettava yhdistämällä kaasun paineet laskentarenkaiden solmupisteissä. Renkaan painehäviön välinen ero on enintään 10 %. Kun suoritetaan hydraulisia laskelmia ylä- ja sisäkaasuputkista, ottaen huomioon kaasun liikkeen aiheuttaman melun asteen, kaasun liikenopeuksiksi tulisi ottaa korkeintaan 7 m/s matalapainekaasuputkissa, 15 m/s keskipaineisissa kaasuputkissa. -painekaasuputket, 25 m/s korkeapainekaasuputket .

VI. Verkkokokoonpanon mukaan on:

1) Yksinkertainen: putkistot, joiden halkaisija on vakio ja ilman haaroja

2) Monimutkainen: jossa on vähintään yksi haara

a) Umpikuja (yleensä matalapaineverkot, niiden avulla voit säästää putkistoissa, koska niillä on vähimmäispituus)

b) Rengasverkot (yleensä korkea- ja keskipaineverkot, joissa on mahdollisuus redundanssiin, ts. jatkuvaan kaasun toimittamiseen laitoksiin, jos jollakin osuudella tapahtuu onnettomuus jakamalla virtauksia uudelleen)

c) Mixed (yhdistä tynkä- ja rengasverkkojen ominaisuudet, jotka yleensä saadaan tynkäverkoista silmukoimalla niitä - lisäämällä hyppyjohdin strategisesti tärkeiden pisteiden väliin)