itthon » Tűlevelűek kivitelben » Példa egy kisnyomású gázvezeték hidraulikus számítási programjára. Magas és közepes nyomás. Gázelosztó állomások és hidraulikus rétegrepesztő egységek optimális számának meghatározása

Példa egy kisnyomású gázvezeték hidraulikus számítási programjára. Magas és közepes nyomás. Gázelosztó állomások és hidraulikus rétegrepesztő egységek optimális számának meghatározása

Bevezetés

A gázvezeték-hálózat hidraulikai számítása a gázvezetékek optimális átmérőjének meghatározásán alapul, amelyek biztosítják a szükséges gázmennyiség áthaladását elfogadható nyomásesések mellett. A számítás a maximális gázfogyasztás óráiban lehetséges maximális gázfogyasztáson alapul. Ez figyelembe veszi az óránkénti gázfogyasztást a termelés (ipari és mezőgazdasági), önkormányzati és háztartási fogyasztók, valamint a lakosság egyéni háztartási szükségletei (fűtés, melegvíz ellátás) szükségleteihez. A közepes és nagynyomású gázvezetékek hidraulikus kiszámításakor általában a fogyasztók becsült gázfogyasztását koncentrált terhelésnek veszik, az alacsony nyomású hálózatok esetében az egyenletesen elosztott terhelést is figyelembe veszik. A középnyomású gázellátó rendszerek megkülönböztető jellemzője, hogy minden fogyasztónál vagy lakossági kis fogyasztói csoportnál gázellenőrzési pontokat telepítenek egy lakott területen, az egyenletesen elosztott terhelésű hálózatok számítási elvének alkalmazhatósága.

Gázvezeték hidraulikus számítása.

Amikor a gáz a csővezetékeken mozog, a kezdeti nyomás fokozatosan csökken a súrlódási erők és a helyi ellenállás leküzdése miatt:

Áramlása az áramlási sebességtől, a csőátmérőtől és a gázviszkozitástól függően lehet lamináris, azaz egymáshoz képest mozgó rétegek formájában rendezett, és turbulens, amikor a gázáramlásban turbulencia lép fel, és a rétegek keverednek egymással. . A gázmozgási módot a Reynolds-kritérium értéke jellemzi:

ahol ω - áramlási sebesség, m/s; D- csővezeték átmérő, m; ν - kinematikai viszkozitás, .

A lamináris és a turbulens mozgás közötti átmenetet kritikusnak nevezzük, és Re = 2000–4000 jellemzi. Re = 2000-nél az áramlás lamináris, Re = 4000-nél turbulens.

A gyakorlatban a gázelosztó vezetékekben a turbulens gázmozgás dominál. Csak kis átmérőjű gázvezetékekben, például házon belüli vezetékekben folyik a gáz laminárisan alacsony áramlási sebesség mellett. A föld alatti gázvezetékeken keresztül történő gázáramlás izoterm folyamatnak tekinthető, mivel a gázvezeték körüli talaj hőmérséklete a gázáramlás rövid ideje alatt alig változik.

Vannak hidraulikus számítások az alacsony nyomású és közepes (nagy) nyomású hálózatokra. A lakóépület gázellátó rendszerének fejlesztése kisnyomású hálózattal jár.

Az alacsony nyomású gázellátó rendszer kiszámításakor egy képletet használnak a nyomásveszteségek kiszámítására a területen.

(3)

Ahol – nyomáskülönbség a gázvezeték elején és végén, a hidraulikus súrlódási együttható, Q a gáz áramlási sebessége, d a cső belső átmérője, a gáz sűrűsége, l a gázvezeték hossza.

A szakaszok fajlagos nyomásveszteségeit is meghatározzák (Pa/m - alacsony nyomású hálózatok esetén) a következő képlettel:

– megengedett nyomásveszteség (Pa – alacsony nyomású hálózatoknál); L– távolság a legtávolabbi pontig, m.

A gázvezeték belső átmérője a csővezetékek szabványos belső átmérőjének tartományából származik: a legközelebbi nagyobb az acél gázvezetékekhez, a legközelebbi kisebb a polietilén gázvezetékekhez.

A λ hidraulikus súrlódási együtthatót a gázvezetéken keresztüli gázmozgás módjától függően határozzák meg, amelyet a Reynolds-szám jellemez,

Ahol ν a gáz kinematikai viszkozitásának együtthatója, Q a gáz áramlási sebessége, d a gázvezeték belső átmérője.

És a gázvezeték belső falának hidraulikus simaságától függően is, amelyet az állapot határozza meg

ahol n a csőfal belső felületének ekvivalens abszolút érdessége, új acélcsövek esetében 0,01 cm-nek, használt acélcsöveknél 0,1 cm-nek, polietilén csöveknél 0,007 cm-nek, az üzemidőtől függetlenül, és 0,001-nek a rézcsövek esetében. cm.

Az Re értékétől függően a hidraulikus súrlódási együttható λ:

lamináris gázáram esetén Re ≤ 2000-nél

a gázmozgás kritikus módjára Re = 2000–4000-nél

(8)

Re = 4000-nél, a (6) feltétel teljesülésétől függően:

hidraulikusan sima fal esetén (igaz a (6) egyenlőtlenség):

4000-nél ≤ Re ≤ 100 000

Re ˃ 100 000

durva falakra (a (6) egyenlőtlenség nem érvényes) Re ˃ 4000-nél

Így a gázelosztó hálózat hidraulikus számításai során figyelembe veszik a gázvezeték anyagát, valamint a cső öregedési folyamatát, ami az acélcsövek érdességének és túlnövekedésének növekedésében, valamint a tartósságban fejeződik ki. durvaság működés közben és polietilén csövek kúszása. A polietilén cső kúszása a belső átmérő 5-ös növekedésében fejeződik ki működés közben, belső nyomás hatására, a csőfal vastagságának csökkenése következtében.

A polietilén csövek különlegessége, hogy különböző sűrűségű polietilénből készülhetnek: közepes - PE 80, magas - PE 63 (jelenleg nem használják gázelosztó rendszerekben), valamint bimodális kopolimer alapú - PE 100. ismert, hogy a polietilén cső falának belső rétege gázzal telített, és a telítettség mértéke a gáznyomástól és a fal sűrűségétől függ. A gáztelítettség a fal érdességének megváltozásához vezet, aminek következtében a cső hidraulikus ellenállása megváltozik. A kúszás a csőfal egyenetlenségének működés közbeni változását is befolyásolja. Mindezek a tényezők együttesen határozzák meg a polietilén csövek áteresztőképességét.

A kifejezetten változó terepviszonyok között fektetett kisnyomású gázvezetékek kiszámításakor figyelembe kell venni a Pa hidrosztatikus magasságot,

Ahol h– a gázvezeték geometriai magasságkülönbsége, m; a „+” jel az alulról felfelé, a „-” jel pedig a felülről lefelé áramló gázra vonatkozik.

A helyi ellenállások nyomásveszteségét a gázsebesség nagyságának és irányának változása okozza azokon a helyeken, ahol a gázvezeték egyik átmérőjéből a másikba megy át, elzárószelepekben, ívekben, pólókban stb. A Weisbach-képlet szerint a nyomásveszteségek helyi ellenállásokban, Pa,

Azonos átmérőjű gázvezetéken egymás után elhelyezkedő lokális ellenállások számának összege

Egyes típusú helyi ellenállások együtthatóinak átlagos értékeit az 1. táblázat tartalmazza.

A helyi ellenállások nyomásveszteségeit gyakran egy egyenes csőszakasz egyenértékű hosszában fejezik ki l eq, amelynél a súrlódásból eredő lineáris nyomásveszteségek egyenértékűek egy adott lokális ellenállás miatti veszteséggel,

Ahol D- a gázvezeték belső átmérője, m; l eq - egy adott átmérőjű cső egyenes szakaszának m ekvivalens hossza, amelynél a súrlódásból eredő nyomásveszteség megegyezik a helyi ellenállás veszteséggel a -nál.

Kapcsolódó információ.

A (VI. 19) - (VI.22) képletek alapján történő számítások megkönnyítésére táblázatokat és nomogramokat dolgoztunk ki. Ezekből a gyakorlati célokhoz kellő pontossággal meghatározzák: adott áramlási sebesség és nyomásveszteség alapján a gázvezeték szükséges átmérőjét; adott átmérőre és veszteségekre - a gázvezeték áteresztőképessége; adott átmérőhöz és áramlási sebességhez - nyomásveszteség; ismert helyi ellenállások szerint - egyenértékű hosszúságok. Minden táblázat és nomogram egy bizonyos sűrűségű és viszkozitású gázra van összeállítva, külön-külön pedig alacsony vagy közepes és nagy nyomású gázokhoz. Az alacsony nyomású gázvezetékek kiszámításához leggyakrabban táblázatokat használnak, amelyek szerkezetét a táblázat jól szemlélteti. VI.2. A bennük lévő csövek körét a d„ külső átmérő, falvastagság jellemzi sés belső átmérője d. Mindegyik átmérő megfelel a D fajlagos nyomásveszteségnek Rés egyenértékű hossza Z 3KB, egy bizonyos gázáramtól függően V. A nomogramok (VI.3 - VI.7. ábra) a táblázatokban megadott adatok grafikus megfelelői.

táblázat VI.2

Nyomásveszteség Arés ezzel egyenértékű hosszúságok földgáz esetén (p = 0,73 kg/m 3, v = 14,3 * 10 "* m 2 / sec, acél víz- és gázcsövek a GOST 3262-62 szerint)

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)

Jegyzet. A számláló a nyomásveszteséget mutatja, kgf/m* per 1 u, a nevező pedig az invivalens hossz, u.

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

17. példa Csőn keresztül (GOST 3262-62) dH x s= 26,8 x 2,8 mm hosszú én = 12 m kisnyomású földgáz, p = 0,73 kg/m 9 mennyiségben szállítjuk V= 4 m 3 / h. A gázvezetékre dugószelep és két 90°-ban hajlított könyök van felszerelve. Határozza meg a nyomásveszteséget a gázvezetékben.

Megoldás. G1o asztal VJ.2 áramlásnál azt találjuk V= 4 m 9 /h fajlagos súrlódási veszteségek Ar - 0,703 kg/m2 per 1 m, és ennek megfelelő hosszúság? Ek p = = 0,52 m. Pas adatok szerint. 108 megtaláljuk a helyi ellenállás együtthatóit: Dugószelepnél = 2,0 és hajlított könyöknél 90°? 2 = 0,3. A gázvezeték számított hossza a (VI.29) képlet szerint / számított = 12 + (2,0 + 2-0,3) X 0,52 = = 13,5 m Szükséges össznyomásveszteség Dr összeg - 13,5-0,703 = = 9,52 kg/m2.

18. példa Csövekből összeállított alacsony nyomású acél gázelosztó vezeték mentén dH x s= 114 x 4 mm, hosszú én = 250 m földgázt szállítunk p = 0,73 kg/m 9 mennyiségben V- 200 m 3 /h. A véggázvezeték geodéziai magassága 18 m-rel magasabb a kezdetinél Határozza meg a gázvezeték nyomásveszteségét!

Megoldás.ábra nomogramja szerint. VI.3 azt tapasztaljuk, hogy V = = 200 m 3 / h áramlási sebességnél a gázvezetékben a súrlódásból adódó fajlagos nyomásveszteség d H Xs = 114 X X 4 mm A R - 0,35 kg/m2 per 1 m. A helyi ellenállások nyomásveszteségének figyelembevétele érdekében a gázvezeték tényleges hosszát 10%-kal növeljük. T.V. én verseny Ch = 1,1 1tény = 1,1 *250 = 275 m A súrlódás és a helyi ellenállás miatti teljes nyomásveszteség Lr SuI = 0,35-275 = 96 kg/m 2.

A szállított gáz könnyebb a levegőnél, ezért a gázvezetékben hidrosztatikus nyomás keletkezik. A (VI.24) képlet szerint Ar g ~ 18 (1,293 - 0,73)

*=“10 kg/m2. Ekkor a szükséges nyomásveszteség a gázvezetékben Ap* aKX = 96 - - 10 = 86 kgf/cm 2.

19. példa Alacsony nyomású acél gázvezetéken keresztül d H X s = = 21,3-2,8 mm és hossza én = 10 m propán mennyiségben szállítjuk V== 1,2'm 8 /h. A gázvezetékre dugószelep van felszerelve, és van egy 90°-ban hajlított könyök. Határozza meg a nyomásveszteséget a gázvezetékben.

Megoldás.ábra nomogramja szerint. VI.4 azt találjuk, hogy gázáramlásnál

V= 1,2 m 3 /h fajlagos súrlódási veszteségek Ar= 0,75 kg/m2 per 1 m. ábra nomogramja szerint. VI.5. b ezen feltételek mellett a gázvezeték ekvivalens hossza /ekp = 0,41 m. Az o. 108 lokális ellenállási együttható: dugószelepnél?, = 2,0, hajlított ívnél 90 s ? 2 = 0,3.

A gázvezeték számított hossza a (VI.29) képlet szerint 1 raS h = 10 + 0,41 (2,0 + + 0,3) = 10,94 11 m. A szükséges össznyomásveszteség Dr sum = 11 X

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

20. példa Acél gázvezetéken keresztül Dy= 200 mm, 1600 m hosszú, p = 0,73 kg/m 3 sűrűségű földgázt szállítunk 5000 m 8 /h mennyiségben. Határozza meg a túlnyomást a gázvezeték végén, ha a gázvezeték elején 2,5 kgf/cm 2.

Megoldás.ábra nomogramja szerint. VI.7 azt tapasztaljuk, hogy gázfogyasztással

V- 5000 m 3 /h gázvezetékre Dy= 200 mm (p - pl)IL= 1,17. Innen ered az abszolút nyomás a gázvezeték végén

kgf/cm2. Túlnyomás a gázvezeték végén R,-= 2,22 kgf/cm 8,

A szállítótól a fogyasztóig csővezetékeket és egyéb speciális szerkezeteket és komplexumokat használnak, amelyek különböző méretű és kivitelűek. Annak érdekében, hogy a gázvezeték minden szakaszán megbízhatóan és hatékonyabban működjön, el kell végezni a gázvezeték hidraulikus számítását az adott üzemi feltételekhez optimális működési mód kiválasztásával.

Miért szükséges a gázvezeték kiszámítása?

A gázvezeték minden szakaszán számításokat végeznek annak érdekében, hogy azonosítsák azokat a helyeket, ahol a csövekben valószínűleg ellenállás jelenik meg, megváltoztatva az üzemanyag-ellátási sebességet.

Ha minden számítást helyesen végeztek, akkor kiválaszthatja a legmegfelelőbb berendezést, és gazdaságos és hatékony tervet hozhat létre a teljes gázrendszer kialakításához.

Ez kiküszöböli a szükségtelen, felfújt mutatókat az üzemeltetés során és az építési költségeket, amelyek akkor fordulhatnak elő, ha a rendszert a gázvezeték hidraulikus számításai nélkül tervezik és telepítik.

Jobb lehetőség nyílik a szükséges keresztmetszeti méretű és csőanyagok kiválasztására a gázvezetékrendszer tervezett pontjainak hatékonyabb, gyorsabb és stabilabb kékfűtőanyag-ellátása érdekében.

A teljes gázvezeték optimális működési módja biztosított.

A fejlesztők anyagi előnyökhöz jutnak a műszaki berendezések és építőanyagok beszerzésén spórolva.

A gázvezetéket helyesen számítják ki, figyelembe véve az üzemanyag-fogyasztás maximális szintjét a tömegfogyasztás időszakaiban. Minden ipari, önkormányzati, egyéni és háztartási igényt figyelembe veszünk.

A gázvezetékek osztályozása

A modern gázvezetékek olyan szerkezeti komplexumok egész rendszerét jelentik, amelyek célja az éghető tüzelőanyag szállítása a gyártás helyétől a fogyasztókhoz. Ezért céljuk szerint a következők:

– nagy távolságra történő szállításhoz a termelési telephelyekről a rendeltetési helyekre.
Helyi – települések, vállalkozások gáz begyűjtésére, elosztására és ellátására.

A főbb útvonalak mentén kompresszorállomások épülnek, amelyek szükségesek a csövek üzemi nyomásának fenntartásához és a fogyasztók számára a kijelölt pontok gázellátásához a szükséges mennyiségben, előre kalkulálva. Ezekben a gázt megtisztítják, szárítják, sűrítik és lehűtik, majd a tüzelőanyag-járat adott szakaszához szükséges bizonyos nyomáson visszavezetik a gázvezetékbe.

Minden gázvezeték összetett szerkezet, amely automata vezérlőrendszerekkel van felszerelve minden technológiai folyamathoz. Működésük műszaki kutatásokon alapul, beleértve a csővezetékek hidraulikai számításainak eredményeit.

A lakott területen elhelyezkedő helyi gázvezetékek osztályozása:

A gáz típusától függően szállítható: természetes, cseppfolyósított szénhidrogén, vegyes stb.
Nyomás szerint - a gáz különböző területeken lehet alacsony, közepes és magas nyomású.
Elhelyezkedés szerint - külső (utca) és föld feletti és földalatti.

A gázvezeték működési elve

A városi rendszerek a következőket tartalmazzák:

gázellátás forrása;
gázelosztó állomások;
különböző nyomásszintű gázvezetékek;
benzinkutak;
GRU és GRP;
a telemechanizáció azt jelenti.

A hidraulikus számítási folyamat során mindezeket az objektumokat figyelembe veszik, mivel mindegyiknek saját hatása van a szállított üzemanyag sebességére és mennyiségére. A számításokat az egyes szakaszokra vonatkozóan végzik el, majd összegzik.

A városon belüli gázvezeték-hálózat speciális gázelosztó rendszerekkel (állomásokkal) van felszerelve, amelyek ezeknek a vezetékeknek a végén találhatók.
Amikor a gáz belép egy ilyen állomásra, nyomását szabályozzák és újraelosztják, és a betáplálási nyomást elfogadható értékekre csökkentik.
A gáz ezután egy szabályozási pontra kerül, ahonnan tovább kerül a hálózatba, ahol a nyomás ismét megemelkedik.
A legmagasabb nyomású csővezetékek a földalatti tárolókban elhelyezett rendszerekhez csatlakoznak.
A gázfogyasztás szintjének szabályozására minden napi időszakban speciális benzintartály-állomásokat építenek.
A magas és közepes nyomású gázt csövekben szállítják, amelyek egyfajta utántöltésként szolgálnak az alacsony gáznyomású vezetékek számára. A nyomásesések folyamatának szabályozására speciális beállítási pontokat kell felszerelni.
Annak érdekében, hogy pontosan figyelembe lehessen venni a gázszállítás során fellépő nyomásveszteség mértékét és a teljes tervezett térfogat áramlását a kijelölt pontra, a csövek optimális átmérőjét hidraulikus számítási módszerrel határozzuk meg a megfelelő méret beépítéséhez.

Kisnyomású gázvezeték hidraulikus számítása

Először is hozzávetőlegesen figyelembe veszik, hogy egy adott területen hányan élnek, hány ipari és közcélú létesítmény, majd meghatározzák, hogy hozzávetőlegesen mekkora gázmennyiséget kell majd háztartási és ipari szükségletekre fordítani.

Ezután kiszámítja az átlagos üzemanyag-fogyasztást egy bizonyos idő (általában 1 óra) alatt.

Figyelembe kell venni a gázelosztó pontokat - számukat, valamint elhelyezkedésüket kiszámítják, hogy megtudjuk, mennyi ideig kell építeni a csővezetéket, milyen csőátmérőt és építőanyagokat kell választani.

A mutatók eltérése miatt nemcsak a teljes csővezeték általános nyomásesését számítják ki, hanem az elosztási pontokon, az épületeken belüli gázvezetékeken és az összes előfizetői ágon is.

Ha a csőméretek eltérőek, akkor minden azonos szakasz területét megmérik, a gázfogyasztást mindegyik mutató esetében külön számítják ki, majd összegzik.

A számítási munkát több tényező figyelembevételével végzik: a gázvezeték egy szakaszára számított számított adatok, a teljes szakasz tényleges mutatói és egyenértékű leolvasások.

Ennek eredményeként kiszámítják a csomóponti és a fajlagos utazási költségeket. A csomópont az autópálya egy bizonyos pontjára összpontosul, és az adott pálya a csomópontok között van elosztva.

Közepes nyomású gázvezeték hidraulikus számítása

Figyelembe veszik az üzemanyag-nyomás leolvasását a betáplálás kezdetén. Ez a szakasz a fő gázelosztó ponttól egészen addig a helyig terjed, ahol a nagy nyomás és a közepes nyomás közötti átmenet megtörténik. Ebben a szakaszban a nyomásszintnek olyannak kell lennie, hogy még a fővezeték legnehezebb terhelése idején is a mutatók mindig a minimálisan megengedett szint felett legyenek.

A számításokat a nyomásváltozások elve alapján végezzük, figyelembe véve a csővezeték bizonyos hosszát.
Először a csővezeték fő szakaszán fellépő nyomásveszteségeket, majd az üzemanyag-fogyasztást számítják ki.
Ezen átlagos mutatók alapján választják ki a csövek szükséges vastagságát és átmérőjét.
Az összes lehetséges méretet kiválasztja, majd a nomogram segítségével meghatározza az egyes opciók veszteségszintjét.
Helyes hidraulikus számítási értékek mellett a nyomásveszteség az ilyen területeken mindig egy állandó szintnek felel meg.

A számításokat a gáz legmagasabb nyomásának, valamint az adott gázvezeték összes specifikációjának figyelembevételével végzik. Ezért olyan műszaki jellemzőkkel rendelkező építőanyagokat és csőtípusokat választanak ki, amelyek biztosítják a gázvezeték-rendszer normál működését a teljes csővezeték mentén. Minden olyan környezeti körülményt figyelembe kell venni, ahol a gázvezetéket lefektetik. A területet alaposan tanulmányozzák és pontos tervet készítenek. További:

Gázvezetékek és átlagnyomás hidraulikus számítása

Projekt diagram készül, jól megjelölt ágakkal a fogyasztási helyekre.
A minimális úthossz van kiválasztva, és a gyűrű mentén elhelyezett hely szükséges.
A számítások minden terület mérése alapján készülnek, a lépték figyelembevételével.
A leolvasási eredmények nőnek - ennek eredményeként az egyes szakaszok számított hossza 10% -kal nagyobb lesz.
Az egyes szakaszokon végzett hidraulikus számításokat összegezve meghatározzuk a teljes üzemanyag-fogyasztást.
Ezután meghatározzuk a belső optimális csőméretet.

Mit kell még figyelembe venni a gázvezeték kiszámításakor?

A falakkal szembeni súrlódás következtében a gáz sebessége a cső keresztmetszetében változik - középen gyorsabb. A számításokhoz használt átlagos mutató azonban egy feltételes sebesség.

A csöveken keresztüli mozgásnak két típusa van: lamináris (sugár, kis átmérőjű csövekre jellemző) és turbulens (rendetlen mozgású, és egy széles csőben bárhol akaratlan örvények keletkeznek).

A gáz nemcsak a rá nehezedő külső nyomás miatt mozog. Rétegei nyomást gyakorolnak egymásra. Ezért a hidrosztatikus magasságtényezőt is figyelembe veszik.

A csőanyagok a mozgás sebességét is befolyásolják. Így az acélcsövekben működés közben a belső falak érdessége megnő, a tengelyek a túlnövekedés miatt szűkülnek. A polietilén csövek belső átmérője éppen ellenkezőleg, a falvastagság csökkenésével nő. Mindezt figyelembe veszik a nyomás kiszámításakor.

A gáz csöveken keresztüli mozgásának kiszámításához a cső átmérőjét, az üzemanyag-fogyasztást és a nyomásveszteséget veszik figyelembe. A mozgás jellegétől függően számítjuk. Lamináris esetén a számításokat szigorúan matematikailag a következő képlet szerint végezzük:

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

∆Р – kgm2, nyomásveszteség a súrlódás miatt;
ω – m/sec, üzemanyag mozgási sebesség;
D – m, csővezeték átmérője;
L – m, csővezeték hossza;
μ - kg sec/m2, folyadék viszkozitása.

Turbulens mozgásban a mozgás kaotikus jellege miatt lehetetlen pontos matematikai számításokat alkalmazni. Ezért kísérletileg meghatározott együtthatókat használunk.

A képlet alapján számítva:

Р1 – Р2 = (λ*ω2*L*ρ)/2g*D (21), ahol:

P1 és P2 – nyomás a csővezeték elején és végén, kg/m2;
λ – dimenzió nélküli ellenállási együttható;
ω – m/sec, átlagos gázsebesség a cső keresztmetszetében;
ρ – kg/m3, tüzelőanyag-sűrűség;
D – m, csőátmérő;
g – m/sec2, gravitációs gyorsulás.

Videó: A gázvezetékek hidraulikus számításának alapjai

A hidraulikus számítások fő feladata a gázvezetékek átmérőinek meghatározása. A módszerek szempontjából a gázvezetékek hidraulikus számításai a következő típusokra oszthatók:

· nagy és közepes nyomású gyűrűhálózatok számítása;

· nagy és közepes nyomású zsákutca hálózatok számítása;

· többgyűrűs kisnyomású hálózatok számítása;

· kisnyomású zsákutca hálózatok számítása.

A hidraulikus számítások elvégzéséhez a következő kezdeti adatokkal kell rendelkeznie:

· a gázvezeték tervrajza a szakaszok számának és hosszának feltüntetésével;

· óránkénti gázköltség az ehhez a hálózathoz csatlakozó összes fogyasztó számára;

· megengedett gáznyomásesések a hálózatban.

A gázvezeték tervrajza egyszerűsített formában, az elgázosított terület terve szerint készül. A gázvezetékek minden szakaszát kiegyenesítették, és a teljes hosszukat minden kanyarral és fordulattal feltüntették. A gázfogyasztók helyét a palánkon a megfelelő gázelosztó központok vagy gázelosztó egységek elhelyezkedése határozza meg.

12.1 Nagy és közepes nyomású gyűrűhálózatok hidraulikus számítása.

A nagy- és közepes nyomású gázvezetékek hidraulikus üzemmódja a maximális gázfogyasztás feltételei alapján kerül kijelölésre.

Az ilyen hálózatok számítása három szakaszból áll:

· számítás vészhelyzeti üzemmódokban;

· normál áramlási eloszlás számítása;

· gyűrűs gázvezeték ágainak kiszámítása.

A gázvezeték tervezési rajza az ábrán látható. 2. Az egyes szakaszok hossza méterben van megadva. A települési területek számát körökben lévő számok jelzik. Az egyéni fogyasztók gázfogyasztását V betű jelöli, mérete m 3 /h. A gyűrűn a gázáramlás változásának helyeit 0, 1, 2, ..... stb. számok jelzik. A gáztáp (GDS) a 0 ponthoz van csatlakoztatva.

A nagynyomású gázvezeték 0 kiindulási pontján túlnyomásos gáz van Р Н =0,6 MPa. Végső gáznyomás RK = 0,15 MPa. Ezt a nyomást a gyűrűhöz csatlakoztatott összes fogyasztó számára azonosnak kell tartani, függetlenül azok elhelyezkedésétől.

A számítások abszolút gáznyomást használnak, így a számított Р Н =0,7 MPa és RK = 0,25 MPa. A szakaszok hosszát kilométerre számítjuk át.

A számítás megkezdéséhez meghatározzuk az átlagos fajlagos nyomáskülönbség négyzetét:

A CP = (P 2 n - P 2 k) / 1.1 å l i

Ahol å l i- az összes szakasz hosszának összege a számított irányban, km.

Az 1,1-es szorzó a gázvezeték hosszának mesterséges növelését jelenti a különféle helyi ellenállások (fordulatok, szelepek, kompenzátorok stb.) kompenzálására.

Ezután az átlagot használva Egy SRábra nomogramja szerint, valamint a számított gázfogyasztás a megfelelő területen. 11.2 meghatározzuk a gázvezeték átmérőjét, és ugyanazt a nomogramot használva megadjuk az értéket A a kiválasztott szabványos gázvezeték átmérőhöz. Ezután a megadott érték szerint Aés becsült hosszát, meghatározzuk a különbség pontos értékét R 2 n - R 2 k Helyszín bekapcsolva. Minden számítás táblázatban van.

12.1.1 Számítás vészhelyzeti módokban.

A gázvezeték vészüzemmódjai akkor fordulnak elő, ha a gázvezeték 0. betáplálási ponttal szomszédos szakaszai meghibásodnak, esetünkben ezek az 1. és 18. szakasz. A fogyasztók vészüzemmódban történő áramellátását zsákhálózaton keresztül kell megvalósítani. azzal a feltétellel, hogy a gáznyomást az utolsó fogyasztónál kell fenntartani RK = 0,25 MPa.

A számítási eredményeket a táblázat foglalja össze. 2. és 3.

A területeken a gázfogyasztást a következő képlet határozza meg:

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

Ahol TO OB i- különböző gázfogyasztók ellátási együtthatója;

V i- a megfelelő fogyasztó óránkénti gázfogyasztása, m 3 / h.

Az egyszerűség kedvéért az ellátási együtthatót 0,8-nak feltételezzük minden gázfogyasztó esetében.

A gázvezeték szakaszok becsült hosszát a következő egyenlet határozza meg:

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

Az átlagos fajlagos nyomás négyzetes különbsége az első vészüzemmódban a következő lesz:

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

å l i = 6,06(km),

1. szakasz elutasította
Számlaszám.	d У mm	l Р km	V R m 3 / h	R 2 n-R 2 k l P	R 2 n-R 2 k, 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 Hiba: 1,5 % <5 %

Folytatjuk a számítást a második vészhelyzeti módban.

A 18-as állomás elutasította
Számlaszám.	d У mm	l Р km	V R m 3 / h	R 2 n-R 2 k l P	R 2 n-R 2 k, 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 Hiba: 2,9 % <5 %

Ebből következik, hogy a számítás helyesen történt.

Ezzel befejeződik a számítás a második vészhelyzeti módban.

Az egyes szakaszok nyomásveszteségének ismeretében mindkét vészüzemmódban meghatározzuk az abszolút nyomást minden ponton:

P i = Ö P 2 N - S(P 2 N - P 2 K) i,

Ahol S(P 2 N - P 2 K)- a nyomásmeghatározási pontot megelőző szakaszok nyomásnégyzeteinek különbségének összege.

A gyűrű különböző pontjain a nyomás meghatározására szolgáló összes számítás egy táblázatban foglalható össze.

Pontszám a gyűrűn	1. szakasz elutasította	A 19-es állomás elutasította
	Gáznyomás, MPa	Gáznyomás, 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

Ismerni kell a gáznyomást a fogyasztógyűrűhöz való csatlakozási pontokon, hogy az utóbbi hidraulikus számítása során meghatározzuk az ágak átmérőjét.

12.1.2 Elágazások számítása.

Ebben a számításban a gyűrűs gázvezetékből a V 1, V 2, ..... stb. fogyasztókat gázt szállító gázvezetékek átmérőjét határozzuk meg. Ehhez a nyomás számítása az áramlásváltozási pontokon 1 , 2, 3, ... .17 táblázatos? . A leágazó gázvezeték gyűrűs gázvezetékre való csatlakozási pontjában a nyomáskülönbség és a fogyasztónál megadott végnyomás.

A 2.3. táblázatból ugyanarra a pontra vonatkozó kezdeti nyomás meghatározásához a legalacsonyabb abszolút gáznyomást választjuk. Ezután meghatározzuk a fajlagos négyzetes nyomáskülönbséget a területen:

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

A nomogram szerint ábra. 11.2-ből meghatározzuk a gázvezeték átmérőjét.

Az ágak átmérőjének meghatározásához szükséges összes számítást a táblázat foglalja össze:

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;

Fiókszám.	Kezdeti nyomás, MPa	Végső nyomás, MPa	Szakasz hossza, km	Gázfogyasztás, m3/h	Hagyományos átmérő, 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 Számítás normál áramlási eloszlásra.

A normál áramláseloszlás magában foglalja a gáz mindkét irányban történő mozgását a gyűrűs betáplálásból.

Mindkét gázáramlás konvergenciapontja valahol a gyűrűn legyen. Ezt a pontot a következő feltételek határozzák meg - a gázáramlásnak a gyűrű mindkét irányában megközelítőleg azonosnak kell lennie.

Javasoljuk, hogy a normál áramlási eloszlásra vonatkozó számításokat táblázatban foglalja össze.

6. táblázat.

N Az oldalról.	Helyszíni fogyasztás, m 3 / h	Gázvezeték átmérője, mm	Szakasz hossza, 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

* A „+” és „-” jelek a gázáramok feltételes felosztását jelentik pozitívra (óramutató járásával megegyező irányba) és negatívra (az óramutató járásával ellentétes irányba).

A hiba meghatározásához össze kell összegeznie a 6. oszlopban szereplő összes számot, és meg kell becsülnie az ugyanabban az oszlopban lévő pozitív és negatív számok közötti különbséget az alábbi képlet segítségével

A hiba a következő: 0,04934 100 / 0,5 0,37968 = 25,99 %

A gázvezeték szakaszainak átmérőjét ebben az üzemmódban a vészhelyzeti üzemmódok számítási táblázatából kell kiválasztani. Mindegyik szakaszra a két átmérő közül a nagyobbat veszik. Ebben az esetben a gyűrű fejrészeinek átmérői a legnagyobbak. Ezen túlmenően az átmérők monoton csökkennek az áramlási konvergencia pont irányában.

Egy szakaszon a fajlagos négyzetes nyomáskülönbség meghatározásához használja a 2. ábra nomogramját. 11.2. . Ezeket az ismert átmérő és áramlási sebesség határozza meg, és a táblázat 5. oszlopába írja be. A szelvények becsült hosszának ismeretében számítsa ki a szakaszok nyomásnégyzeteinek különbségeit, és írja be a táblázat 6. oszlopába!

A számítás helyességének kritériuma a P 2 n - P 2 k pozitív és negatív értékek összegének egyenlősége. Ha nincs egyenlőség, akkor ezen értékek közötti különbség nem haladhatja meg a felének 10%-át táblázat 6. oszlopában szereplő számok összegének abszolút értéke. Példánkban ez a különbség 25,99%, ami túl sok.

Ezért a számítást meg kell ismételni.

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),

A képlet nevezőjében szereplő összeg a 6. táblázat 7. oszlopából származik.

Növeljünk minden pozitív költséget 600 m 3 /h-val, és csökkentsük az összes negatív költséget 600 m 2 /h-val. Ismételjük meg a számítást a területek áramlási sebességének új értékeivel

7. táblázat.

N Az oldalról.	Helyszíni fogyasztás, m 3 / h	Gázvezeték átmérője, mm	Szakasz hossza, 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

A hiba a következő: 0,00004 100 / 0,5 0,38304 = 0,02 %,

A körkörös áramlás bevezetése után a hiba 0,02%-ra csökkent, ami elfogadható.

Ezzel a nagynyomású gázvezeték hidraulikus számítása véget ért.

12.2. Többgyűrűs kisnyomású gázhálózatok hidraulikus számítása.

Az alacsony nyomású gázvezetékek (5 kPa-ig) hidraulikus számítása a szállítási probléma megoldását jelenti, annak utólagos optimalizálásával.

Kiinduló adatok a számításhoz:

1. Teljes gázáram az alacsony nyomású hálózatot tápláló hidraulikus repesztőrendszeren keresztül:

V0 = 1883,52(m3/h).

2. Tervezési diagram: ábra. 3.

3. Becsült nyomásesés a hálózatban:

DP = 1200(Pa).

A kisnyomású hálózat hidraulikus számításának feladata az összes szakasz átmérőjének meghatározása a megadott értékek betartása mellett. D.P.. A hálózatban lévő csövek minimális átmérőjének egyenlőnek kell lennie 50 mm.

A telephelyeken a gáz utazási költségeit a következő képlet határozza meg:

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

Ahol l PR i- csökkentett szakaszhossz, m

l PR i = l R K E K Z

l R - a szakasz becsült hossza ( l P = 1,1 l G), m;

l G- a szelvény geometriai hossza a gázosítási területterv szerint, m;

K E- emeletszám-együttható, figyelembe véve a különböző emeletszámú épületek jelenlétét;

K Z- beépítési együttható, figyelembe véve a gázvezeték nyomvonala mentén a lakossági beépítés sűrűségét.

A gáz utazási költségeinek számítását a 8. táblázatban foglaljuk össze.

Telekszám	Geometriai Hossz, m	Becsült hossz, m	Coeff. Padlók	Coeff. Fejlesztések	Adott hossz, m	Menetáram, 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

Meghatározzuk a csomóponti gáz költségeit:

V csomó i = 0,5 S V PUT i, (m 3 / h),

Ahol S V PUT i - a gáz utazási költségeinek összege a csomóponttal szomszédos területeken, (m 3 /h),

V csomó 1= 96,59077 (m3/h),

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

V csomó 3 = 193,1815(m3/h),

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

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

6. V csomó = 265,6246(m3/h),

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

V csomó 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. csomó 13 = 48,29538(m3/h),

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

Meghatározzuk a telephelyeken a becsült gázfogyasztást.

A becsült gázáramlás kiszámításakor a hálózatokra vonatkozó első Kirchhoff-szabályt használjuk, amely a következőképpen fogalmazható meg: egy csomópontban az összes gázáramlás algebrai összege nulla.

A telephelyen a számított gázfogyasztás minimális értéke egyenlő legyen az utazási fogyasztás felével. A rendszer hatékonyságának biztosítása érdekében meg kell határozni azokat a fő irányokat, amelyek mentén a gáz nagy része szállítódik.

Ezek az irányok a következők lesznek:

Ezekben az irányokban lehet azonosítani azokat a területeket, amelyek mentén tranzitgáz áramlás történik. Ezek a területek:

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

Itt a számított áramlási sebességet a Kirchhoff-szabály szerint határozzuk meg.

Azokon a területeken, ahol nincs tranzitgáz áramlás:

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)

VR 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)

Határozza meg a szakaszok átmérőjét:

Ehhez a megadott DP nyomásesés segítségével számítsa ki az átlagos kezdeti fajlagos nyomásveszteséget a fő irányokban:

A = DP / S l Р i(Pa/m)

Ahol S l Р i - az adott főirányba tartozó szakaszok számított hosszainak összege.

Az A értéke és az egyes szakaszokon a becsült gázáramlási sebesség alapján a 11.4. ábra nomogramja segítségével meghatározzuk a gázvezeték átmérőit. A fajlagos nyomásveszteség tényleges értékét a területen úgy határozzuk meg, hogy a névleges átmérő szabványos értékét ugyanazon nomogram szerint választjuk. A szakaszon a fajlagos veszteség tényleges értékét megszorozzuk a szakasz becsült hosszával, és így számítjuk ki a szakaszon a nyomásveszteséget. A teljes nyomásveszteség a főirány összes szakaszán nem haladhatja meg a megadott értéket DP.

A kisnyomású gázvezeték-szakaszok átmérőinek meghatározására szolgáló összes számítást táblázatban foglaljuk össze.

Telekszám	Calc. áramlási sebesség, m 3 / h	Számítási hossz, m	Átlagos nyomásveszteség, Pa/m	Átmérő Hagyományos, mm	Érvényes fajlagos nyomásveszteség, Pa/m	Nyomásveszteség a területen, Pa	Davl. Az oldal végén 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
Maradék a 7. csomópontnál: (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
Maradék a 14. csomópontnál: (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
Maradék az 5. csomópontnál: (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

A számítás helyességének első kritériuma a nyomáskülönbség a csomópontokban, amely nem lehet több 10%-nál. A csomópontok nyomását úgy határozzuk meg, hogy a hidraulikus rétegrepesztés kezdeti nyomásából levonjuk a területek nyomásveszteségét, amikor a gázáram a legrövidebb távolságon halad a kérdéses csomópontba. A nyomáskülönbség a csomóponthoz vezető gáz különböző irányú megközelítése miatt alakul ki.

A második kritérium a nyomásveszteség felmérése a hidraulikus rétegrepesztéstől a legtávolabbi fogyasztókig. Ez a veszteség nem lehet nagyobb, mint az 1200 Pa számított nyomásesés, és legfeljebb 10%-kal térhet el ettől.

A számítás helyességének feltételei teljesülnek és itt véget is ér a többgyűrűs kisnyomású hálózatok számítása.

12.3 Kisnyomású zsákutcás gázvezetékek hidraulikus számítása.

A zsákutcás kisnyomású gázvezetékeket lakóépületekben, gyártóműhelyeken belül és kis vidéki településeken fektetik le.

Az ilyen gázvezetékek áramforrása az alacsony nyomású hidraulikus rétegrepesztés.

A zsákutcában lévő gázvezetékek hidraulikus számításait az ábra nomogramja szerint végezzük. 11.4. -tól .A számítás sajátossága itt az, hogy a függőleges metszetekben a nyomásveszteségek meghatározásakor figyelembe kell venni a gáz és a levegő sűrűségének különbségéből adódó további túlnyomást, azaz

DP D = ± h (r B - r G) g,

Ahol h-

r B, r G -

A levegőnél könnyebb földgáz esetében, ha egy gázvezetéken felfelé halad, az érték DP negatív lesz, lefelé haladva pedig pozitív lesz.

A helyi ellenállást a súrlódási pótlékok bevezetésével lehet figyelembe venni

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

Ahol A- százalékos növekedés.

a felszállókon - 20%;

1-2 m hosszúsággal - 450%,

3-4 m hosszúsággal - 200%,

5-7 m hosszúsággal - 120%,

8-12 m hosszúsággal - 50%.

Nyomásesés DP zsákutcában kisnyomású gázvezetékekben a hidraulikus rétegrepesztés vagy gázelosztás utáni kezdeti nyomás, amely 4-5 kPa, és a gázégő-berendezések vagy gázkészülékek működéséhez szükséges nyomás határozza meg. Nyomásesés DP, a 11.10. táblázat ajánlásai szerint. egyenlőnek venni 350 Pa.

1. Készítse el a gázvezeték tervrajzát: Fig. 4.

2. Kijelölünk egy fő irányt.

3. Meghatározzuk a becsült gázfogyasztást a főútvonal egyes szakaszaira a képlet segítségével,

V R = V ÓRA OD, (m 3 / h),

ahol a megfelelő fogyasztó maximális óránkénti gázfogyasztása, m 3 / h,

V ÓRA = 1,17 (m 3 / h),

KÓD- egyidejűségi együttható, figyelembe véve az összes fogyasztó egyidejű működésének valószínűségét.

4. Határozza meg a fővonal szakaszainak becsült hosszát ( l Р i) a képlet szerint,

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

Ahol A- százalékos növekedés.

gázvezetékeken az épület bejáratától a felszállóig - 25%;

a felszállókon - 20%;

a lakás belső vezetékein:

1-2 m hosszúsággal - 450%,

3-4 m hosszúsággal - 200%,

5-7 m hosszúsággal - 120%,

8-12 m hosszúsággal - 50%.

5. Kiszámoljuk a fővonal becsült hosszát méterben, összeadva a szakaszainak becsült hosszát ( S l Р i).

6. Határozza meg a fajlagos nyomásesést a fő irányban!

A = DP / S l Р i, (Pa/m).

A = 8,1871345(Pa/m).

7. ábra szerinti diagram segítségével. 11.4. , meghatározzuk a fő gázvezeték szakaszok átmérőit és minden szakaszon megadjuk a fajlagos nyomásesést a kiválasztott szabvány átmérőnek megfelelően.

8. Meghatározzuk az egyes szakaszokban a tényleges gáznyomásesést úgy, hogy a fajlagos nyomásesést megszorozzuk a szakasz becsült hosszával.

9. Foglaljuk össze az összes veszteséget a fővonal egyes szakaszaiban.

10. Határozzon meg további túlnyomást a gázvezetékben,

DP D = ± h (r B - r G) g,

DP D = 110,26538

Ahol h- a geometriai jelek különbsége a gázvezeték végén és elején, m;

r B, r G - levegő és gáz sűrűsége normál körülmények között, kg/m 3;

g- szabadesés gyorsulás, m/s 2.

h = 20,7(m) ,

11. Kiszámoljuk a csővezeték nyomásveszteségének és a járulékos túlnyomás algebrai összegét, és összehasonlítjuk a gázvezetékben megengedett nyomásveszteséggel. DР.

A számítás helyességének kritériuma a feltétel lesz

(SР i ± DP Д + DP ARR) £ DP,

Ahol SDP i- a nyomásveszteségek összege a csővezeték összes szakaszában, Pa;

DP D- további túlnyomás a gázvezetékben, Pa;

DP ARRIV- gáznyomás-veszteség gázt használó készülékben, Pa;

DP- meghatározott nyomásesés, Pa.

(SDP i ± DP D + DP ARR) = 338,24462 A maradék az 3,36%.

Eltérés (SDP i ± DP D + DP ARR) tól től DP nem lehet több 10%-nál.

A számítás helyesen történt.

A gázvezeték átmérőjének meghatározására szolgáló összes számítást táblázatban foglaljuk össze.

N O cselekmény	Gázfogyasztás, m 3 / h	Coeff. egyszer	Számítás. áramlási sebesség, m 3 / h	Szakasz hossza m	Nadb. egy hónapra ellenállás	Számítás. hossz, m	Feltételes átm. mm	Nyomásveszteség Pa
								1 m-en	iskolában

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

Végül a következő gázvezeték-átmérőket fogadjuk el a fő szakaszokban:

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

A másik két felszállócső hasonló terhelést hordoz, és felépítése megegyezik a tervezettéval. Ezért ezeken a felszállókon a gázvezeték átmérőit a számítottakkal azonosnak vesszük.

Kivételt csak az 1-2, 6-11 gázvezeték szakaszai képeznek. A gázvezetékek átmérőit ezekben a szakaszokban határozzuk meg:

1. Az ágak becsült hossza: 0-1-6-11-12-13-14, 0-1-2-3-4-5 L P 6-11 = 40,25, L P 1-2 = 41,5 (m).

2. Becsült gázköltség:

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

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

3.Átlagos fajlagos veszteség

I. Hálózati számítások típusai:

1) Az optimalizálás és a műszaki-gazdasági számítások megoldják a tervezési feladatban szereplő főbb paraméterek kiválasztásának problémáját, így különösen: a csőfektetés optimális irányának és feltételeinek megválasztását, a leghatékonyabb technológiai szállítási sémát és csővezeték paraméterek meghatározását, a megfelelő meghatározást. redundancia szintje a rendszerelemekben és mások

2) A technológiai számítások magukban foglalják a szállítás technológiájának és technológiai sémájának megválasztását, a csővezeték technológiai felépítésének indoklását, a használt berendezések összetételének és típusának, működési módjainak meghatározását és egyebeket.

3) A hidraulikus számítások magukban foglalják a csővezetéken áthaladó közeg nyomásának és sebességének meghatározását a csővezeték különböző szakaszaiban, valamint a mozgó áramlás nyomásveszteségét.

4) A hőszámítások magukban foglalják a szállított termék hőmérsékletének meghatározását, a csővezetékek és berendezések falainak hőmérsékletének, valamint a csővezetékek hőveszteségének és hőellenállásának felmérését.

5) A mechanikai számítások magukban foglalják a csővezetékek, szerkezetek, berendezések és berendezések szilárdságának, stabilitásának és deformációjának felmérését hőmérséklet, nyomás és egyéb terhelések hatására, valamint olyan paraméterértékek kiválasztását, amelyek az adott körülmények között megbízható működést biztosítanak.

6) A szállítási folyamatra gyakorolt külső hatások számítása magában foglalja a környezeti hőmérséklet, a szél, a hó és egyéb mechanikai terhelések meghatározását, a szeizmicitás felmérését és egyebeket

7) A szállított közeg tulajdonságainak kiszámítása magában foglalja a csővezetékek tervezéséhez és működési módjának előrejelzéséhez szükséges fizikai, kémiai, termodinamikai és egyéb jellemzők meghatározását.

II. A hidraulikai számítás célja

A gázvezetékek tervezésénél a közvetlen feladat a csövek belső átmérőjének meghatározása a szükséges gázmennyiség átvezetésekor, adott körülmények között elfogadható nyomásveszteség mellett.

Az inverz probléma a nyomásveszteség meghatározása adott áramlási sebesség, gázvezeték átmérő és nyomás mellett.

III. Hidraulikus számítási képletek levezetésének alapjául szolgáló egyenletek

A gázvezetékek számításának legtöbb problémája esetén a gáz mozgása izotermnek tekinthető, a cső hőmérsékletét a talaj hőmérsékletével egyenlőnek feltételezzük. Ezért a meghatározó paraméterek: p gáznyomás, ρ sűrűsége és ω sebessége. Meghatározásukhoz 3 egyenletrendszerre van szükségünk:

1) Darcy-egyenlet differenciál formában, amely meghatározza az ellenállás leküzdéséhez szükséges nyomásveszteséget:

Ahol a súrlódási együttható, d a belső átmérő

2) Állapotegyenlet a nyomásváltozások miatti sűrűségváltozások figyelembevételéhez:

3) Folytonossági egyenlet:

Ahol M a tömegáram, Q 0 a normál körülményekre csökkentett térfogatáram

A rendszert megoldva megkapjuk a nagy- és közepes nyomású gázvezetékek számításának alapegyenletét:

A városi gázvezetékek T≈T 0 kiszámításához:

Az alacsony nyomás kiszámításához helyettesítsük be, és mivel ≈P 0, a képlet a következő alakot veszi fel:

IV. A gázmozgás-ellenállás fő összetevői

· Lineáris súrlódási ellenállás a gázvezeték teljes hosszában

· Helyi ellenállás olyan helyeken, ahol a sebesség és a mozgás iránya változik

A helyi veszteségek és a nyomásveszteségek aránya alapján a hálózat hosszában:

Rövid – helyi veszteségek arányosak a hossz menti veszteségekkel

Hosszú – a lokális veszteségek elhanyagolhatóak a hossz menti veszteséghez képest (5-10%)

V. Hidraulikai számítások alapképletei szerint
SP 42-101-2003

1. A nyomásesés a gázhálózat egy szakaszán a következő képletekkel határozható meg:

a) Közepes és nagy nyomáshoz:

P n - abszolút nyomás a gázvezeték elején, MPa;

P k - abszolút nyomás a gázvezeték végén, MPa;

P 0 = 0,101325 MPa;

Hidraulikus súrlódási együttható;

l egy állandó átmérőjű gázvezeték becsült hossza, m;

d - a gázvezeték belső átmérője, cm;

Gázsűrűség normál körülmények között, kg/m 3 ;

Q 0 - gázáramlás, m 3 / h, normál körülmények között;

b) Alacsony nyomás esetén:

P n - túlnyomás a gázvezeték elején, Pa;

P k - túlnyomás a gázvezeték végén, Pa

c) LPG folyékony fázisú csővezetékekben:

V – cseppfolyósított gázok átlagos mozgási sebessége, m/s: szívóvezetékekben – legfeljebb 1,2 m/s; nyomóvezetékekben – legfeljebb 3 m/s

2. Gázvezetéken keresztüli gázmozgás módja, Reynolds-számmal jellemezve:

ahol ν a gáz kinematikai viszkozitásának együtthatója normál körülmények között, 1,4 10 -6 m 2 /s

A gázvezeték belső falának hidraulikus simaságának feltétele:

n a csőfal belső felületének ekvivalens abszolút érdessége, új acélnál 0,01 cm, használt acélnál 0,1 cm, polietilénnél - 0,0007 cm/

3. A λ hidraulikus súrlódási együttható Re értékétől függően kerül meghatározásra:

a) lamináris gázmozgás esetén Re ≤ 2000:

b) a gázmozgás kritikus módjára 2000≤ Re ≤ 4000:

c) Re > 4000 esetén - a gázvezeték belső falának hidraulikus simasági feltételének teljesülésétől függően:

Hidraulikusan sima falhoz:

· 4000-nél< Re < 100000:

· Re > 100000 esetén:

Durva falakhoz:

4. Hálózati szakaszok átmérőinek előzetes kiválasztása

, Ahol

· d p - tervezési átmérő [cm]

· A, B, m, m1 - az SP 42-101-2003 6. és 7. táblázata szerint meghatározott együtthatók a hálózati kategóriától (nyomástól) és a gázvezeték anyagától függően

· - tervezési gázfogyasztás, m 3 /h, normál körülmények között;

· ΔPsp - fajlagos nyomásveszteség (Pa/m - alacsony nyomású hálózatokhoz, MPa/m - közepes és nagynyomású hálózatokhoz)

5. Kisnyomású gázvezetékek kiszámításakor a Hg, daPa hidrosztatikus nyomást veszik figyelembe, amelyet a következő képlet határoz meg:

ahol g a nehézségi gyorsulás, 9,81 m/s 2 ;

h a gázvezeték kezdeti és végső szakaszának abszolút magasságkülönbsége, m;

ρ a - levegő sűrűsége, kg/m 3, 0°C hőmérsékleten és nyomáson
0,10132 MPa;

ρ 0 - gázsűrűség normál körülmények között, kg/m 3

6. Helyi ellenállások:

Külső föld feletti és belső gázvezetékek esetében a gázvezetékek becsült hosszát a következő képlet határozza meg:

ahol l 1 a gázvezeték tényleges hossza, m;

Σξ – a gázvezeték szakasz helyi ellenállási együtthatóinak összege

A helyi ellenállások (könyökök, pólók, elzárószelepek stb.) nyomásesése a gázvezeték tényleges hosszának 5-10%-os növelésével vehető figyelembe.

A lakóépületek belső kisnyomású gázvezetékeinek kiszámításakor megengedett a helyi ellenállás miatti gáznyomás-veszteség meghatározása a következő mennyiségben:

Az épületbe bevezető gázvezetékeken:

· a felszállóba – a lineáris veszteségek 25%-a

· felszállóvezetékeken – 20% lineáris veszteség

A belső vezetékeknél:

· 1 - 2 m vezetékhosszúsággal – a lineáris veszteség 450%-a

· 3 - 4 m vezetékhossz esetén – 300% lineáris veszteség

· 5 - 7 m vezetékhossznál – 120% lineáris veszteség

· 8 - 12 m vezetékhossz esetén – 50% lineáris veszteség

A ξ értékére vonatkozó részletesebb adatok S.A. Rysin referenciakönyvében találhatók:

7. A gázvezetékek gyűrűhálózatának számítását a számítási gyűrűk csomópontjainál a gáznyomások összekapcsolásával kell elvégezni. A gyűrű nyomásvesztesége közötti eltérés legfeljebb 10%. A felső és belső gázvezetékek hidraulikus számításai során, figyelembe véve a gázmozgás okozta zaj mértékét, a gázmozgási sebességet kisnyomású gázvezetékeknél legfeljebb 7 m/s-nak, közepesnél 15 m/s-nak kell tekinteni. -nyomású gázvezetékek, 25 m/s nagynyomású gázvezetékeknél .

VI. A hálózati konfigurációtól függően a következők vannak:

1) Egyszerű: állandó átmérőjű, elágazás nélküli csővezetékek

2) Komplex: legalább egy ága van

a) Zsákutca (általában alacsony nyomású hálózatok, lehetővé teszik a csővezetékek megtakarítását, mivel minimális hosszúságúak)

b) Gyűrűs hálózatok (általában nagy- és középnyomású hálózatok, redundanciára, azaz a létesítmények folyamatos gázellátására az áramlások újraelosztásával az egyik szakaszon bekövetkező baleset esetén)

c) Vegyes (egyesítse a csonk- és gyűrűhálózatok képességeit, amelyeket általában a csonkhálózatokból nyernek ki hurkolással - áthidaló hozzáadásával a stratégiailag fontos pontok közé)