namai » Spygliuočiai dizaino » Žemo slėgio dujotiekio hidraulinio skaičiavimo programos pavyzdys. Aukštas ir vidutinis slėgis. Optimalaus dujų skirstymo stočių ir hidraulinio ardymo agregatų skaičiaus nustatymas

Žemo slėgio dujotiekio hidraulinio skaičiavimo programos pavyzdys. Aukštas ir vidutinis slėgis. Optimalaus dujų skirstymo stočių ir hidraulinio ardymo agregatų skaičiaus nustatymas

Įvadas

Dujotiekio tinklo hidraulinis skaičiavimas pagrįstas optimalių dujotiekių skersmenų nustatymu, užtikrinančiu reikiamo dujų kiekio praėjimą esant priimtinam slėgio kritimui. Skaičiavimas pagrįstas maksimaliu galimu dujų suvartojimu maksimalaus dujų suvartojimo valandomis. Čia atsižvelgiama į valandinį dujų suvartojimą gamybos (pramonės ir žemės ūkio), komunalinių ir buitinių vartotojų poreikiams, taip pat individualiems gyventojų buitiniams poreikiams (šildymui, karšto vandens tiekimui). Paprastai, hidrauliškai apskaičiuojant vidutinio ir aukšto slėgio dujotiekius, apskaičiuotas vartotojų dujų suvartojimas imamas kaip koncentruotos apkrovos, žemo slėgio tinklams taip pat atsižvelgiama į tolygiai paskirstytą apkrovą. Išskirtinis vidutinio slėgio dujų tiekimo sistemų bruožas, kai dujų valdymo punktai įrengiami prie kiekvieno vartotojo ar nedidelės vartotojų grupės apgyvendintoje vietovėje, yra tinklų su tolygiai paskirstytomis apkrovomis apskaičiavimo principo pritaikymas joms.

Dujotiekio hidraulinis skaičiavimas.

Kai dujos juda vamzdynais, pradinis slėgis palaipsniui mažėja dėl įveikiamų trinties jėgų ir vietinio pasipriešinimo:

Priklausomai nuo srauto greičio, vamzdžio skersmens ir dujų klampumo, jo srautas gali būti laminarinis, tai yra, išdėstytas vienas kito atžvilgiu judančių sluoksnių pavidalu, ir turbulentinis, kai dujų sraute atsiranda turbulencija ir sluoksniai susimaišo vienas su kitu. . Dujų judėjimo režimas apibūdinamas Reynoldso kriterijaus reikšme:

kur ω - srauto greitis, m/s; D- vamzdyno skersmuo, m; ν - kinematinė klampumas, .

Perėjimo iš laminarinio į turbulentinį judėjimą intervalas vadinamas kritiniu ir apibūdinamas Re = 2000–4000. Esant Re = 2000 srautas yra laminarinis, o esant Re = 4000 - turbulentinis.

Praktiškai skirstomuosiuose dujotiekiuose vyrauja turbulentinis dujų judėjimas. Tik mažo skersmens dujotiekiuose, pavyzdžiui, namų viduje, dujos teka laminariškai esant mažam srautui. Dujų srautas požeminiais dujotiekiais laikomas izoterminiu procesu, nes aplink dujotiekį esančio grunto temperatūra per trumpą dujų tekėjimo laiką kinta mažai.

Yra žemo slėgio ir vidutinio (aukšto) slėgio tinklų hidrauliniai skaičiavimai. Dujų tiekimo sistemos kūrimas gyvenamajam pastatui apima žemo slėgio tinklą.

Skaičiuojant žemo slėgio dujų tiekimo sistemą, slėgio nuostoliams zonoje apskaičiuoti naudojama formulė.

(3)

Kur – slėgio skirtumas dujotiekio pradžioje ir pabaigoje yra hidraulinės trinties koeficientas, Q yra dujų srautas, d yra vamzdžio vidinis skersmuo, dujų tankis, l yra dujotiekio ilgis.

Taip pat nustatomi specifiniai slėgio nuostoliai ruožuose (Pa/m - žemo slėgio tinklams) pagal formulę:

– leistini slėgio nuostoliai (Pa – žemo slėgio tinklams); L– atstumas iki tolimiausio taško, m.

Dujotiekio vidinis skersmuo paimtas iš standartinio vamzdynų vidinių skersmenų diapazono: artimiausias didesnis – plieniniams dujotiekiams, o artimiausias mažesnis – polietileniniams.

Hidraulinės trinties koeficientas λ nustatomas priklausomai nuo dujų judėjimo dujotiekiu režimo, apibūdinamo Reinoldso skaičiumi,

Čia ν – dujų kinematinės klampos koeficientas, Q – dujų srautas, d – vidinis dujotiekio vamzdžio skersmuo.

Taip pat priklausomai nuo dujotiekio vidinės sienelės hidraulinio lygumo, kurį lemia būklė

Čia n yra lygiavertis absoliutus vamzdžio sienelės vidinio paviršiaus šiurkštumas, lygus 0,01 cm naujiems plieniniams vamzdžiams, 0,1 cm naudotiems plieniniams vamzdžiams, 0,007 cm polietileniniams vamzdžiams, neatsižvelgiant į eksploatavimo laiką, ir 0,001 variniams vamzdžiams cm.

Priklausomai nuo Re vertės, hidraulinės trinties koeficientas λ:

laminariniam dujų srautui, kai Re ≤ 2000

kritiniam dujų judėjimo režimui esant Re = 2000–4000

(8)

Kai Re = 4000, priklausomai nuo (6) sąlygos įvykdymo:

hidrauliškai lygiai sienai (nelygybė (6) yra teisinga):

esant 4000≤ Re ≤ 100 000

už Re ˃ 100 000

grublėtoms sienoms (nelygybė (6) negalioja) esant Re ˃ 4000

Taigi, atliekant hidraulinius dujų skirstymo tinklo skaičiavimus, atsižvelgiama į dujotiekio medžiagą, taip pat į vamzdžio senėjimo procesą, kuris išreiškiamas plieninių vamzdžių šiurkštumo ir peraugimo padidėjimu bei patvarumu. nelygumas eksploatacijos metu ir polietileno vamzdžių šliaužimas. Polietileno vamzdžio valkšnumas išreiškiamas vidinio skersmens padidėjimu 5 eksploatacijos metu, veikiant vidiniam slėgiui, dėl sumažėjusio vamzdžio sienelės storio.

Ypatinga polietileninių vamzdžių savybė yra ta, kad jie gali būti gaminami iš įvairaus tankio polietileno: vidutinio – PE 80, didelio – PE 63 (šiuo metu nenaudojami dujų skirstymo sistemose), taip pat iš bimodalinio kopolimero – PE 100. žinoma, kad polietileno vamzdžio sienelės vidinis sluoksnis yra prisotintas dujomis, o prisotinimo laipsnis priklauso nuo dujų slėgio ir sienos tankio. Dėl prisotinimo dujomis pasikeičia sienos šiurkštumas, dėl to keičiasi vamzdžio hidraulinė varža. Valkšnumas taip pat turi įtakos vamzdžio sienelės nelygumo pokyčiui eksploatacijos metu. Visi šie veiksniai kartu lemia polietileno vamzdžių pralaidumą.

Skaičiuojant žemo slėgio dujotiekius, nutiestus ryškaus kintamo reljefo sąlygomis, būtina atsižvelgti į hidrostatinę aukštį Pa,

Kur h– dujotiekio geometrinių aukščių skirtumas, m; „+“ ženklas yra skirtas dujoms, tekančioms iš apačios į viršų, o „-“ – iš viršaus į apačią.

Slėgio nuostolius vietinėse varžose sukelia dujų greičių dydžių ir krypčių pokyčiai tose vietose, kur dujotiekis pereina iš vieno skersmens į kitą, uždarymo vožtuvuose, posūkiuose, trišakiuose ir kt. Pagal Weisbach formulę slėgio nuostoliai vietiniuose pasipriešinimuose, Pa,

Daugeliui nuosekliai išdėstytų vietinių varžų to paties skersmens dujotiekyje – jų suma

Vidutinės kai kurių vietinių varžų tipų koeficientų vertės pateiktos 1 lentelėje.

Dažnai vietinių varžų slėgio nuostoliai išreiškiami per tam tikrą lygiavertį tiesios vamzdžio atkarpos ilgį l eq, kai tiesiniai slėgio nuostoliai dėl trinties yra lygiaverčiai nuostoliams dėl tam tikros vietinės varžos,

Kur D- vidinis dujotiekio skersmuo, m; l eq - lygiavertis tam tikro skersmens vamzdžio tiesios atkarpos ilgis m, kuriam esant slėgio nuostoliai dėl trinties yra lygūs vietinės varžos praradimui ties .

Susijusi informacija.

Siekiant palengvinti skaičiavimus pagal formules (VI. 19) - (VI.22), buvo sukurtos lentelės ir nomogramos. Iš jų, pakankamai tiksliai praktiniais tikslais, jie nustato: pagal tam tikrą srautą ir slėgio nuostolius, reikiamą dujotiekio skersmenį; tam tikram skersmeniui ir nuostoliams - dujotiekio pralaidumas; esant tam tikram skersmeniui ir srautui - slėgio nuostoliai; pagal žinomas vietines varžas – lygiaverčius ilgius. Kiekviena lentelė ir nomograma sudaromos tam tikro tankio ir klampumo dujoms ir atskirai žemo, vidutinio ir aukšto slėgio dujoms. Apskaičiuojant žemo slėgio dujotiekius dažniausiai naudojamos lentelės, kurių struktūrą gerai iliustruoja lentelė. VI.2. Juose esančių vamzdžių asortimentas pasižymi išoriniu skersmeniu d„, sienelės storiu s ir vidinis skersmuo d. Kiekvienas skersmuo atitinka specifinį slėgio nuostolį D R ir lygiavertis ilgis Z 3KB, priklausomai nuo tam tikro dujų srauto V. Nomogramos (VI.3 - VI.7 pav.) yra grafinis lentelėse pateiktų duomenų atitikmuo.

VI.2 lentelė

Slėgio praradimas Ar ir lygiaverčiai ilgiai gamtinėms dujoms (p = 0,73 kg/m 3, v = 14,3 * 10 "* m 2 / sek, plieniniai vandens ir dujų vamzdžiai pagal GOST 3262-62)

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

Pastaba. Skaitiklis rodo slėgio nuostolius, kgf/m* per 1 u, o vardiklis yra neryškus ilgis, u.

A- natūrali ata, p - 0,73 kg/m*, v = 14,3‘Yu - * m*/sek; b - propano dujos, p?= 2 Kf/m *, v "= 3,7* 10~* m"/sek.

17 pavyzdys. Per vamzdį (GOST 3262-62) dH X s= 26,8 x 2,8 mm ilgio aš = Tiekiamos 12 m žemo slėgio gamtinės dujos, kurių p = 0,73 kg/m 9 V= 4 m 3 / val. Dujotiekyje sumontuotas kamštinis vožtuvas ir sumontuotos dvi 90° sulenktos alkūnės. Nustatyti slėgio nuostolius dujotiekyje.

Sprendimas. G1o stalas VJ.2 randame, kad sraute V= 4 m 9 /h savitieji trinties nuostoliai Ar - 0,703 kg/m2 už 1 m, o lygiavertis ilgis? Ek p = = 0,52 m.Pas duomenimis. 108 randame vietinės varžos koeficientus: Uždorio vožtuvui = 2,0 ir sulenktai alkūnei 90°? 2 = 0,3. Apskaičiuotas dujotiekio ilgis pagal formulę (VI.29) / skaičiuojamas = 12 + (2,0 + 2-0,3) X 0,52 = = 13,5 m Reikalingas bendras slėgio nuostolis Dr suma - 13,5-0,703 = = 9,52 kg/m2.

18 pavyzdys. Išilgai žemo slėgio plieno skirstomojo dujotiekio, surinkto iš vamzdžių dH X s= 114 x 4 mm, ilgis aš = Tiekiama 250 m gamtinių dujų, kurių p = 0,73 kg/m 9 kiekis V- 200 m 3 /val. Galinio dujotiekio geodezinis aukštis yra 18 m didesnis nei pradinis Nustatyti slėgio nuostolius dujotiekyje.

Sprendimas. Pagal nomogramą pav. VI.3 nustatome, kad esant srautui V = = 200 m 3 / h, savitasis slėgio nuostolis dėl trinties dujotiekyje d H Xs = 114 X X 4 mm A R - 0,35 kg/m2 už 1 m Kad atsižvelgtume į slėgio nuostolius vietinėse varžose, faktinį dujotiekio ilgį padidiname 10 proc. T.V. aš rasė Ch = 1,1 1faktas = 1,1 *250 = 275 m Bendras slėgio nuostolis dėl trinties ir vietinio pasipriešinimo Lr SuI = 0,35-275 = 96 kg/m 2.

Gabenamos dujos yra lengvesnės už orą, todėl dujotiekyje susidaro hidrostatinis slėgis. Pagal formulę (VI.24) Ar g ~ 18 (1,293 - 0,73)

*=“10 kg/m2. Tada reikiamas slėgio nuostolis dujotiekyje yra Ap* aKX = 96 - - 10 = 86 kgf/cm 2.

19 pavyzdys. Per žemo slėgio plieninį dujotiekį d H X s = = 21,3-2,8 mm ir ilgis aš = Tiekiamas 10 m propano kiekis V== 1,2'm 8 /val. Dujotiekyje sumontuotas kamštinis vožtuvas ir viena 90° sulenkta alkūnė. Nustatyti slėgio nuostolius dujotiekyje.

Sprendimas. Pagal nomogramą pav. VI.4 nustatome, kad esant dujų srautui

V= 1,2 m 3 /h savitieji trinties nuostoliai Ar= 0,75 kg/m2 1 m Pagal nomogramą pav. VI.5, bšioms sąlygoms lygiavertis dujotiekio ilgis /ekp = 0,41 m. Remiantis duomenimis apie p. 108 vietiniai pasipriešinimo koeficientai: kamščio vožtuvui?, = 2,0, lenktam lenkimui 90 s ? 2 = 0,3.

Apskaičiuotas dujotiekio ilgis pagal formulę (VI.29) 1 raS h = 10 + 0,41 (2,0 + + 0,3) = 10,94 11 m Reikalingas bendrasis slėgio nuostolis Dr suma = 11 X

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

20 pavyzdys. Plieniniu dujotiekiu Dy= 200 mm, 1600 m ilgio, gamtinės dujos, kurių tankis p = 0,73 kg/m 3 tiekiamos 5000 m 8 /val. Nustatykite perteklinį slėgį dujotiekio gale, jei dujotiekio pradžioje jis lygus 2,5 kgf/cm 2.

Sprendimas. Pagal nomogramą pav. VI.7 nustatome, kad su dujų suvartojimu

V- 5000 m 3 /h dujotiekiui Dy= 200 mm (p - pl)IL= 1,17. Taigi absoliutus slėgis dujotiekio gale

kgf/cm2. Per didelis slėgis dujotiekio gale R,-= 2,22 kgf/cm 8,

Nuo tiekėjo iki vartotojo naudojami vamzdynai ir kitos specialios konstrukcijos bei kompleksai, kurie būna įvairaus dydžio ir dizaino. Kad dujotiekis būtų patikimas ir efektyvesnis visose atkarpose, turi būti atliktas dujotiekio hidraulinis skaičiavimas parenkant optimalų jo veikimo režimą tam tikroms eksploatavimo sąlygoms.

Kodėl reikia skaičiuoti dujotiekį?

Visuose dujotiekio ruožuose atliekami skaičiavimai, siekiant nustatyti vietas, kur galimas vamzdžių pasipriešinimas, keičiantis kuro padavimo greitį.

Jei visi skaičiavimai atlikti teisingai, tuomet galite pasirinkti tinkamiausią įrangą ir sukurti ekonomišką bei efektyvų viso dujų sistemos projekto projektą.

Tai pašalins nereikalingus, išpūstus indikatorius eksploatacijos metu ir išlaidas statybose, kurios gali atsirasti planuojant ir montuojant sistemą be dujotiekio hidraulinių skaičiavimų.

Atsiranda geresnė galimybė parinkti reikiamo skerspjūvio dydžio ir vamzdžių medžiagas efektyvesniam, greitesniam ir stabilesniam mėlynojo kuro tiekimui į planuojamus dujotiekio sistemos taškus.

Užtikrinamas optimalus viso dujotiekio darbo režimas.

Finansinės naudos kūrėjai gauna taupydami techninei įrangai ir statybinėms medžiagoms įsigyti.

Dujotiekis teisingai apskaičiuojamas atsižvelgiant į maksimalų kuro suvartojimo lygį masinio vartojimo laikotarpiais. Atsižvelgiama į visus pramonės, komunalinius, individualius ir buitinius poreikius.

Dujotiekių klasifikacija

Šiuolaikiniai dujotiekiai yra visa konstrukcijų kompleksų sistema, skirta transportuoti degiąjį kurą iš jo gamybos vietų vartotojams. Todėl pagal paskirtį jie yra:

– gabenimui dideliais atstumais iš gamybos vietų į paskirties vietas.
Vietinis – dujoms surinkti, paskirstyti ir tiekti gyvenvietes ir įmones.

Prie pagrindinių trasų statomos kompresorinės stotys, kurios reikalingos darbiniam slėgiui vamzdynuose palaikyti ir vartotojams iš anksto apskaičiuotais kiekiais tiekti dujas į paskirtus taškus. Juose dujos išvalomos, džiovinamos, suspaudžiamos ir atšaldomos, o po to grąžinamos į dujotiekį tam tikru slėgiu, reikalingu tam tikrai kuro kanalo atkarpai.

Visi dujotiekiai yra sudėtingos konstrukcijos, aprūpintos automatizuotomis visų technologinių procesų valdymo sistemomis. Jų veikimas pagrįstas techniniais tyrimais, įskaitant vamzdynų hidraulinių skaičiavimų rezultatus.

Vietiniai dujotiekiai, esantys gyvenamose vietovėse, skirstomi į:

Priklausomai nuo dujų rūšies, jas galima gabenti: natūralių, suskystintų angliavandenilių, mišrių ir kt.
Pagal slėgį - skirtingose srityse dujos gali būti žemo, vidutinio ir aukšto slėgio.
Pagal vietą – išorinė (gatvė) ir antžeminė bei požeminė.

Dujotiekio veikimo principas

Miesto sistemos apima:

dujų tiekimo šaltinis;
dujų skirstymo stotys;
skirtingų slėgio lygių dujotiekiai;
degalinės;
GRU ir GRP;
telemechanizacijos priemonės.

Hidraulinio skaičiavimo metu atsižvelgiama į visus šiuos objektus, nes kiekvienas iš jų turi savo įtaką transportuojamo kuro greičiui ir kiekiui. Skaičiavimai atliekami atskiroms sekcijoms ir sumuojami.

Miesto viduje esančiame dujotiekių tinkle įrengtos specialios dujų skirstymo sistemos (stotys), kurios yra visų šių vamzdynų gale.
Kai dujos patenka į tokią stotį, reguliuojamas ir perskirstomas jų slėgis, o tiekimo slėgis sumažinamas iki priimtinų verčių.
Tada dujos juda į reguliavimo tašką, iš kurio siunčiamos toliau į tinklą, kur slėgis vėl didėja.
Vamzdynai su aukščiausiais slėgio lygiais yra prijungti prie sistemų, esančių požeminėse saugyklose.
Dujų suvartojimo lygiui kontroliuoti kiekvieną paros laikotarpį statomos specialios degalinės.
Aukšto ir vidutinio slėgio dujos transportuojamos vamzdžiais, kurie tarnauja kaip savotiškas žemo dujų slėgio vamzdynų papildymas. Slėgio kritimo procesams valdyti įrengiami specialūs reguliavimo taškai.
Siekiant tiksliai atsižvelgti į slėgio nuostolių lygius transportuojant dujas ir viso planuojamo tūrio srautą į nurodytą tašką, optimalus vamzdžių skersmuo nustatomas naudojant hidraulinio skaičiavimo metodą, norint sumontuoti tinkamą dydį.

Hidraulinis žemo slėgio dujotiekio skaičiavimas

Pirma, apytiksliai atsižvelgiama į tai, kiek žmonių gyvena tam tikroje vietovėje, kiek pramoninių ir visuomeninių objektų, o tada nustatomas apytikslis dujų kiekis, kurį reikės išleisti buitinėms ir pramonės reikmėms.

Tada apskaičiuojamos vidutinės degalų sąnaudos per tam tikrą laiką (dažniausiai 1 val.).

Būtina atsižvelgti į dujų skirstymo taškus – skaičiuojamas jų skaičius, taip pat jų vieta, kad būtų galima žinoti, kiek ilgai reikės tiesti dujotiekį, kokio skersmens vamzdį ir statybines medžiagas pasirinkti.

Dėl rodiklių skirtumo skaičiuojami ne tik viso dujotiekio bendrieji slėgio kritimai, bet ir skirstymo taškuose, dujotiekiuose pastatų viduje bei visose abonentų atšakose.

Jei vamzdžių dydžiai skiriasi, išmatuojamas kiekvienos identiškos sekcijos plotas, visų šių rodiklių dujų sąnaudos apskaičiuojamos atskirai ir tada sumuojamos.

Skaičiavimo darbai atliekami atsižvelgiant į kelis veiksnius: dujotiekio ruožo apskaičiuotus duomenis, faktinius visos atkarpos rodiklius ir lygiaverčius rodmenis.

Dėl to apskaičiuojamos mazginės ir specifinės kelionės išlaidos. Sankryža sutelkta tam tikrame greitkelio taške, o konkreti vėžė paskirstoma tarp sankryžos taškų.

Vidutinio slėgio dujotiekio hidraulinis skaičiavimas

Atsižvelgiama į degalų slėgio rodmenis jo tiekimo pradžioje. Ši sekcija svyruoja nuo pagrindinio dujų paskirstymo taško iki vietos, kur vyksta aukšto slėgio perėjimas prie vidutinio slėgio. Slėgio lygis šiame skyriuje turėtų būti toks, kad net didžiausios pagrindinės linijos apkrovos laikotarpiais indikatoriai visada viršytų minimalius leistinus lygius.

Skaičiavimai naudojami remiantis slėgio pokyčių principu, atsižvelgiant į tam tikrą dujotiekio ilgį.
Pirmiausia apskaičiuojami slėgio nuostoliai, atsirandantys pagrindinėje dujotiekio atkarpoje, o po to – kuro sąnaudos.
Pagal šiuos vidutinius rodiklius parenkamas reikiamas vamzdžių storis ir skersmenys.
Parenkami visi galimi dydžiai, o tada, naudojant nomogramą, nustatomas kiekvienos parinkties nuostolių lygis.
Esant teisingiems hidraulinio skaičiavimo rodmenims, slėgio nuostoliai tokiose vietose visada atitinka pastovų lygį.

Skaičiavimai atliekami atsižvelgiant į didžiausią dujų slėgį, taip pat į visas konkretaus dujotiekio specifikacijas. Todėl parenkamos tokių techninių charakteristikų statybinės medžiagos ir vamzdžių tipai, kurie užtikrins normalų dujotiekio sistemos funkcionavimą visame dujotiekyje. Turi būti atsižvelgta į visas aplinkos sąlygas, kuriose bus tiesiamas dujotiekis. Teritorija yra kruopščiai ištirta ir sudaromas tikslus planas. Toliau:

Dujotiekių ir vidutinio slėgio hidraulinis skaičiavimas

Sudaroma projekto schema su aiškiai pažymėtomis šakomis į vartojimo vietas.
Pasirinktas minimalus kelio ilgis ir būtina vieta išilgai žiedo.
Skaičiavimai atliekami remiantis visų sričių matavimais, atsižvelgiant į mastelį.
Rodmenų rezultatai didėja - dėl to kiekvienos sekcijos apskaičiuotas ilgis bus didesnis 10%.
Hidrauliniai skaičiavimai, atlikti iš kiekvienos atskiros sekcijos, yra sumuojami, kad būtų galima nustatyti bendras degalų sąnaudas.
Tada nustatomas vidinis optimalus vamzdžio dydis.

Į ką dar atsižvelgiama skaičiuojant dujotiekį?

Dėl trinties į sienas dujų greitis skiriasi visame vamzdžio skerspjūvyje - jis yra greitesnis centre. Tačiau skaičiavimams naudojamas vidutinis rodiklis yra vienas sąlyginis greitis.

Yra du judėjimo vamzdžiais tipai: laminarinis (srove, būdingas mažo skersmens vamzdžiams) ir turbulentinis (judesys yra netvarkingas, bet kurioje plataus vamzdžio vietoje nevalingai susidaro sūkuriai).

Dujos juda ne tik dėl jas veikiančio išorinio slėgio. Jo sluoksniai daro spaudimą tarpusavyje. Todėl taip pat atsižvelgiama į hidrostatinį slėgio koeficientą.

Vamzdžių medžiagos taip pat turi įtakos judėjimo greičiui. Taigi plieniniuose vamzdžiuose eksploatacijos metu dėl peraugimo padidėja vidinių sienų šiurkštumas, siaurėja ašys. Priešingai, polietileno vamzdžių vidinis skersmuo didėja, kai sienelės storis mažėja. Į visa tai atsižvelgiama apskaičiuojant slėgį.

Norint apskaičiuoti dujų judėjimą vamzdžiais, imamas vamzdžio skersmuo, degalų sąnaudos ir slėgio nuostoliai. Skaičiuojama priklausomai nuo judesio pobūdžio. Su laminariniu - skaičiavimai atliekami griežtai matematiškai pagal formulę:

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

∆Р – kgm2, slėgio nuostoliai dėl trinties;
ω – m/sek, kuro judėjimo greitis;
D – m, vamzdyno skersmuo;
L – m, vamzdyno ilgis;
μ - kg sek/m2, skysčio klampumas.

Turbulentinio judėjimo metu neįmanoma taikyti tikslių matematinių skaičiavimų dėl judesio chaotiškumo. Todėl naudojami eksperimentiškai nustatyti koeficientai.

Apskaičiuota pagal formulę:

Р1 – Р2 = (λ*ω2*L*ρ)/2g*D (21), kur:

P1 ir P2 – slėgis dujotiekio pradžioje ir pabaigoje, kg/m2;
λ – bematis varžos koeficientas;
ω – m/sek, vidutinis dujų greitis vamzdžio skerspjūvyje;
ρ – kg/m3, kuro tankis;
D – m, vamzdžio skersmuo;
g – m/sek2, gravitacijos pagreitis.

Vaizdo įrašas: Dujotiekių hidraulinio skaičiavimo pagrindai

Pagrindinis hidraulinių skaičiavimų uždavinys – nustatyti dujotiekių skersmenis. Metodų požiūriu dujotiekių hidraulinius skaičiavimus galima suskirstyti į šiuos tipus:

· aukšto ir vidutinio slėgio žiedinių tinklų skaičiavimas;

· aukšto ir vidutinio slėgio aklavietės tinklų skaičiavimas;

· kelių žiedų žemo slėgio tinklų skaičiavimas;

· žemo slėgio aklavietės tinklų skaičiavimas.

Norėdami atlikti hidraulinius skaičiavimus, turite turėti šiuos pradinius duomenis:

· dujotiekio projektinė schema, kurioje nurodyti atkarpų skaičiai ir ilgiai;

· valandinės dujų sąnaudos visiems prie šio tinklo prisijungusiems vartotojams;

· leistini dujų slėgio kritimai tinkle.

Dujotiekio projektinė schema sudaryta supaprastinta forma pagal dujofikuotos teritorijos planą. Visos dujotiekių atkarpos tarsi ištiesintos ir nurodomi visi jų ilgiai su visais vingiais ir posūkiais. Dujų vartotojų vietos ant lentos nustatomos pagal atitinkamų dujų skirstymo centrų arba dujų skirstymo mazgų vietas.

12.1 Aukšto ir vidutinio slėgio žiedinių tinklų hidraulinis skaičiavimas.

Aukšto ir vidutinio slėgio dujotiekių hidraulinis darbo režimas priskiriamas atsižvelgiant į didžiausio dujų suvartojimo sąlygas.

Tokių tinklų skaičiavimas susideda iš trijų etapų:

· skaičiavimas avariniais režimais;

· normaliojo srauto pasiskirstymo skaičiavimas;

· žiedinio dujotiekio atšakų skaičiavimas.

Dujotiekio projektavimo schema parodyta fig. 2. Atskirų sekcijų ilgiai nurodomi metrais. Gyvenviečių vietovių skaičiai žymimi skaičiais apskritimais. Individualių vartotojų dujų suvartojimas žymimas raide V ir jo matmuo yra m 3 / h. Vietos, kur ant žiedo keičiasi dujų srautas, žymimos skaičiais 0, 1, 2, ..... ir tt Dujų maitinimo šaltinis (GDS) prijungtas prie taško 0.

Aukšto slėgio dujotiekio pradiniame taške yra perteklinis dujų slėgis 0 Р Н =0,6 MPa. Galutinis dujų slėgis R K = 0,15 MPa. Šis slėgis turi būti vienodas visiems prie šio žiedo prijungtiems vartotojams, neatsižvelgiant į jų vietą.

Skaičiavimams naudojamas absoliutus dujų slėgis, todėl apskaičiuotas Р Н =0,7 MPa ir RK = 0,25 MPa. Atkarpų ilgiai paverčiami kilometrais.

Norėdami pradėti skaičiavimą, nustatome vidutinį specifinį slėgio skirtumą kvadratu:

A CP = (P 2 n - P 2 k) / 1.1 å l i

Kur å l i- visų ruožų ilgių skaičiuojama kryptimi suma, km.

Daugiklis 1,1 reiškia dirbtinį dujotiekio ilgio padidinimą, siekiant kompensuoti įvairias vietines varžas (posūkius, vožtuvus, kompensatorius ir kt.).

Toliau, naudojant vidurkį A SR ir apskaičiuotas dujų suvartojimas atitinkamoje srityje pagal nomogramą pav. 11.2 nustatome dujotiekio skersmenį ir, naudodami tą pačią nomogramą, nurodome vertę A pasirinktam standartiniam dujotiekio skersmeniui. Tada pagal nurodytą vertę A ir numatomo ilgio, nustatome tikslią skirtumo reikšmę R 2 n - R 2 k Vieta įjungta. Visi skaičiavimai pateikiami lentelėse.

12.1.1 Skaičiavimas avariniais režimais.

Dujotiekio avariniai darbo režimai atsiranda, kai sugenda dujotiekio atkarpos, esančios greta tiekimo taško 0. Mūsų atveju tai yra 1 ir 18 ruožai. su sąlyga, kad dujų slėgis turi būti palaikomas paskutiniame vartotoje R K = 0,25 MPa.

Skaičiavimo rezultatai apibendrinti lentelėje. 2 ir 3.

Dujų suvartojimas vietovėse nustatomas pagal formulę:

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

Kur Į OB i- įvairių dujų vartotojų tiekimo koeficientas;

V i- atitinkamo vartotojo valandinis dujų suvartojimas, m 3 / h.

Paprastumo dėlei manoma, kad tiekimo koeficientas yra 0,8 visiems dujų vartotojams.

Numatomas dujotiekio atkarpų ilgis nustatomas pagal lygtį:

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

Vidutinis specifinis slėgio kvadratinis skirtumas pirmuoju avariniu režimu bus:

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

å l i = 6,06(km),

1 skirsnis atsisakė
Sąskaitos numeris.	d У mm	l Р km	V R m 3 / val	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(P 2 n-P 2 k) = 0,425601

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

Mes pereiname prie skaičiavimo antruoju avariniu režimu.

18 stotis atsisakė
Sąskaitos numeris.	d У mm	l Р km	V R m 3 / val	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(P 2 n-P 2 k)=0,42383

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

Iš to išplaukia, kad skaičiavimas atliktas teisingai.

Tai užbaigia skaičiavimą antruoju avariniu režimu.

Žinodami slėgio nuostolius kiekvienoje sekcijoje, nustatome absoliutų slėgį kiekviename taške abiem avariniais režimais:

P i = Ö P 2 N - S(P 2 N - P 2 K) i,

Kur S (P 2 N – P 2 K)- slėgio kvadratų skirtumo atkarpose prieš slėgio nustatymo tašką suma.

Visi skaičiavimai, skirti nustatyti slėgį įvairiuose žiedo taškuose, gali būti apibendrinti lentelėje.

Taško numeris ant žiedo	1 skirsnis atsisakė	19 stotis atsisakė
	Dujų slėgis, MPa	Dujų slėgis, 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

Dujų slėgis prijungimo prie vartotojo žiedo taškuose turi būti žinomas, kad būtų galima nustatyti šakų skersmenis pastarojo hidraulinio skaičiavimo metu.

12.1.2 Filialų skaičiavimas.

Atliekant šį skaičiavimą, nustatomi dujotiekių, tiekiančių dujas iš žiedinio dujotiekio vartotojams V 1, V 2, ..... ir kt., skersmenys Tam tikslui skaičiuojamas slėgis srauto kitimo taškuose 1 , 2, 3, ... naudojamas .17 lentelės? . Slėgio skirtumas atšakos dujotiekio prijungimo prie žiedinio dujotiekio taške ir nurodytas galutinis slėgis pas vartotoją.

Norėdami nustatyti pradinį slėgį iš 2.3 lentelės tam pačiam taškui, pasirenkame mažiausią absoliutų dujų slėgį. Toliau nustatomas specifinis kvadratinis slėgio skirtumas srityje:

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

Pagal nomogramą pav. 11.2 iš nustatome dujotiekio skersmenį.

Visi skaičiavimai, skirti nustatyti šakų skersmenis, apibendrinti lentelėje:

A 19 = 0,0145;

A 20 = 0,1085;

A 21 = 0,4997;

A 22 = 0,3649;

A 23 = 2,3944;

A 24 = 0,8501;

A 25 = 1,5606;

A 26 = 1,1505;

A 27 = 0,8376;

A 28 = 0,9114;

A 29 = 2,3447;

A 30 = 2,4715;

A 31 = 0,8657;

A 32 = 1,7872;

A 33 = 1,2924;

A 34 = 1,3528;

A 35 = 0,0664;

Filialo numeris.	Pradinis slėgis, MPa	Galutinis slėgis, MPa	Atkarpos ilgis, km	Dujų sąnaudos, m3/val	Įprastas skersmuo, 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 Skaičiavimas normaliam srauto pasiskirstymui.

Normalus srauto paskirstymas apima dujų judėjimą iš žiedo tiekimo abiem kryptimis.

Abiejų dujų srautų konvergencijos taškas turėtų būti kažkur ant žiedo. Šis taškas nustatomas pagal šias sąlygas – dujų srautai abiem žiedo kryptimis turi būti maždaug vienodi.

Normalaus srauto pasiskirstymo skaičiavimus rekomenduojama apibendrinti lentelėje.

6 lentelė.

N Apie svetainę.	Sąnaudos vietoje, m 3 / val	Dujotiekio skersmuo, mm	Atkarpos ilgis, 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

* Ženklai „+“ ir „-“ reiškia sąlyginį dujų srautų padalijimą į teigiamą (pagal laikrodžio rodyklę) ir neigiamą (judesį prieš laikrodžio rodyklę).

Norėdami nustatyti klaidą, turite susumuoti visus 6 stulpelio skaičius ir įvertinti skirtumą tarp teigiamų ir neigiamų skaičių tame pačiame stulpelyje, naudodami toliau pateiktą formulę

Klaida yra: 0,04934 100 / 0,5 0,37968 = 25,99 %

Dujotiekio ruožų skersmenys šiuo režimu parenkami iš avarinių režimų skaičiavimų lentelės. Kiekvienai sekcijai imamas didesnis iš dviejų skersmenų. Šiuo atveju žiedo galvutės dalių skersmuo bus didžiausias. Be to, skersmens dydžiai mažės monotoniškai srauto konvergencijos taško kryptimi.

Norėdami nustatyti konkretų kvadratinį slėgio skirtumą atkarpoje, naudokite nomogramą Fig. 11.2. . Jie nustatomi pagal žinomą skersmenį ir srautą ir įrašomi į lentelės 5 stulpelį. Žinodami numatomus atkarpų ilgius, apskaičiuokite atkarpose slėgio kvadratų skirtumus ir įveskite juos į lentelės 6 stulpelį.

Skaičiavimo teisingumo kriterijus yra teigiamų ir neigiamų verčių P 2 n - P 2 k sumų lygybė. Jei lygybės nėra, skirtumas tarp šių verčių neturi viršyti 10% pusės lentelės 6 stulpelio skaičių sumos absoliuti reikšmė. Mūsų pavyzdyje šis skirtumas yra 25,99%, o tai yra per daug.

Todėl skaičiavimas turi būti kartojamas.

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),

Šios formulės vardiklyje esanti suma paimta iš 6 lentelės 7 stulpelio.

Visas teigiamas sąnaudas padidinkime 600 m 3 /h, o visas neigiamas - 600 m 2 /h. Pakartokime skaičiavimą su naujomis srauto vertėmis srityse

7 lentelė.

N Apie svetainę.	Sąnaudos vietoje, m 3 / val	Dujotiekio skersmuo, mm	Atkarpos ilgis, 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

Klaida yra: 0,00004 100 / 0,5 0,38304 = 0,02 %,

Įvedus žiedinį srautą, paklaida sumažėjo iki 0,02%, o tai yra priimtina.

Tuo baigiamas aukšto slėgio dujotiekio hidraulinis skaičiavimas.

12.2. Daugiažiedių žemo slėgio dujų tinklų hidraulinis skaičiavimas.

Hidraulinis žemo slėgio dujotiekių (iki 5 kPa) skaičiavimas yra susijęs su transportavimo problemos sprendimu, vėliau jį optimizuojant.

Pradiniai skaičiavimo duomenys:

1. Bendras dujų srautas per hidraulinę ardymo sistemą, tiekiančią žemo slėgio tinklą:

V0 = 1883,52(m3/val.).

2. Projektavimo schema: pav. 3.

3. Numatomas slėgio kritimas tinkle:

DP = 1200(Pa).

Hidraulinio žemo slėgio tinklo skaičiavimo užduotis yra nustatyti visų jo sekcijų skersmenis, išlaikant nurodytą D.P.. Mažiausias vamzdžių skersmuo tinkle turi būti lygus 50 mm.

Dujų kelionės į aikšteles išlaidos nustatomos pagal formulę:

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

Kur l PR i- sumažintas atkarpos ilgis, m

l PR i = l R K E K Z

l R - numatomas atkarpos ilgis ( l P = 1,1 l G), m;

l G- geometrinis ruožo ilgis pagal dujofikacijos zonos planą, m;

K E- aukštų skaičiaus koeficientas, atsižvelgiant į skirtingo aukštų skaičiaus pastatų buvimą;

K Z- plėtros koeficientas, atsižvelgiant į gyvenamųjų namų plėtros tankumą dujotiekio trasoje.

Dujų kelionės išlaidų apskaičiavimą apibendriname 8 lentelėje.

Sklypo numeris	Geometrinis Ilgis, m	Numatomas ilgis, m	Koefas. Grindys	Koefas. Vystymai	Atsižvelgiant į ilgį, m	Važiavimo srautas, m3/val

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

Mes nustatome mazginių dujų sąnaudas:

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

Kur S V PUT i - dujų kelionės į greta mazgo kaštų suma (m 3 /h),

V mazgas 1= 96,59077 (m3/h),

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

V mazgas 3 = 193,1815(m3/h),

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

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

V mazgas 6 = 265,6246(m3/h),

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

V mazgas 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 mazgas 13 = 48,29538(m3/h),

V KZL 14 = 96.59077(m3/h),

Nustatome numatomą dujų suvartojimą aikštelėse.

Skaičiuojant numatomą dujų srautą, naudojama pirmoji tinklams skirta Kirchhoffo taisyklė, kurią galima suformuluoti taip: visų dujų srautų mazge algebrinė suma lygi nuliui.

Mažiausia apskaičiuoto dujų suvartojimo aikštelėje vertė turi būti lygi pusei kelionės. Siekiant užtikrinti sistemos efektyvumą, reikėtų nustatyti pagrindines kryptis, kuriomis transportuojama didžioji dalis dujų.

Šios kryptys bus:

Šiomis kryptimis galima nustatyti zonas, kuriose vyksta tranzitinių dujų srautai. Tai yra sritys:

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

Čia apskaičiuotas srautas nustatomas pagal Kirchhoff taisyklę.

Teritorijose, kuriose nėra tranzitinių dujų srautų:

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 R 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)

Nustatykite sekcijų skersmenis:

Norėdami tai padaryti, naudodami nurodytą slėgio kritimą DP, apskaičiuokite vidutinį pradinį specifinį slėgio nuostolį pagrindinėmis kryptimis:

A = DP / S l Р i(Pa/m)

Kur S l Р i - apskaičiuotų atkarpų, įtrauktų į nurodytą pagrindinę kryptį, ilgių suma.

Pagal A reikšmę ir apskaičiuotą dujų debitą kiekvienoje atkarpoje, dujotiekio skersmenys nustatomi naudojant nomogramą 11.4 pav. Tikroji specifinio slėgio nuostolių plote vertė nustatoma pagal tą pačią nomogramą parenkant standartinę vardinio skersmens vertę. Tikroji specifinių nuostolių atkarpoje vertė dauginama iš numatomo ruožo ilgio ir taip apskaičiuojamas slėgio nuostolis šioje atkarpoje. Bendras slėgio nuostolis visose pagrindinės krypties atkarpose neturi viršyti nurodytos vertės DP.

Visi skaičiavimai, skirti nustatyti žemo slėgio dujotiekio atkarpų skersmenis, apibendrinti lentelėje.

Sklypo numeris	Apskaičiuota debitas, m 3 / h	Skaičiavimo ilgis, m	Vidutinis slėgio nuostolis, Pa/m	Skersmuo Įprastas, mm	Galioja specifinis slėgio nuostolis, Pa/m	Slėgio praradimas srityje, Pa	Davl. Svetainės pabaigoje 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
Likutis 7 mazge: (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
Likutis 14 mazge: (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
Likutis 5 mazge: (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

Pirmasis skaičiavimo teisingumo kriterijus yra slėgio neatitikimas mazgų taškuose, kuris neturėtų būti didesnis nei 10%. Slėgis mazgų taškuose nustatomas atimant slėgio nuostolius tose srityse iš pradinio slėgio hidraulinio ardymo metu, kai dujų srautas į atitinkamą mazgą juda trumpiausiu atstumu. Slėgio skirtumas susidaro dėl skirtingų dujų artėjimo prie mazgo krypčių.

Antrasis kriterijus – slėgio nuostolių nuo hidraulinio ardymo iki labiausiai nutolusių vartotojų įvertinimas. Šis nuostolis neturėtų būti didesnis nei apskaičiuotas slėgio kritimas, lygus 1200 Pa, ir skirtis nuo jo ne daugiau kaip 10%.

Skaičiavimo teisingumo sąlygos tenkinamos ir čia baigiasi kelių žiedų žemo slėgio tinklų skaičiavimas.

12.3 Hidraulinis žemo slėgio aklavietės dujotiekių skaičiavimas.

Aklavietės žemo slėgio dujotiekiai tiesiami gyvenamųjų namų viduje, gamybos cechuose ir mažose kaimo gyvenvietėse.

Tokių dujotiekių energijos šaltinis yra žemo slėgio hidraulinis ardymas.

Aklavietės dujotiekių hidrauliniai skaičiavimai atliekami pagal nomogramą pav. 11.4. iš .Skaičiavimo ypatumas čia yra tas, kad nustatant slėgio nuostolius vertikaliose pjūviuose, būtina atsižvelgti į papildomą perteklinį slėgį dėl dujų ir oro tankių skirtumo, tai yra

DP D = ± h (r B – r G) g,

Kur h-

r B, r G -

Gamtinių dujų, kurios yra lengvesnės už orą, kai jos juda aukštyn dujotiekiu, vertė DP bus neigiamas, o judant žemyn – teigiamas.

Į vietinį pasipriešinimą galima atsižvelgti įvedant trinties priemokas

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

Kur A- procentinis padidėjimas.

ant stovų - 20%;

kurių ilgis 1-2 m - 450%,

kurių ilgis 3-4 m. - 200%,

kurių ilgis 5-7 m. - 120%,

kurių ilgis 8-12 m - 50%.

Slėgio kritimas DP aklavietėje žemo slėgio dujotiekiuose jį lemia pradinis slėgis po hidraulinio ardymo ar dujų paskirstymo, kuris yra 4-5 kPa, ir slėgis, būtinas dujų degiklių įrenginiams ar dujiniams prietaisams veikti. Slėgio kritimas DP, pagal 11.10 lentelės rekomendacijas. imti lygiai 350 Pa.

1. Sukurkite dujotiekio projektinę schemą: pav. 4.

2. Priskiriame pagrindinę kryptį.

3. Pagal formulę nustatome apskaičiuotas dujų sąnaudas kiekvienai pagrindinės trasos atkarpai,

V R = V VALANDA IKI OD, (m 3 / h),

kur yra didžiausias atitinkamo vartotojo valandinis dujų suvartojimas, m 3 / h,

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

KODAS- vienalaikiškumo koeficientas, atsižvelgiant į visų vartotojų vienalaikio veikimo tikimybę.

4. Nustatykite numatomą pagrindinės linijos atkarpų ilgį ( l Р i) pagal formulę,

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

Kur A- procentinis padidėjimas.

dujotiekiuose nuo įėjimo į pastatą iki stovo - 25%;

ant stovų - 20%;

ant vidinių buto laidų:

kurių ilgis 1-2 m - 450%,

kurių ilgis 3-4 m. - 200%,

kurių ilgis 5-7 m. - 120%,

kurių ilgis 8-12 m - 50%.

5. Apskaičiuojame numatomą pagrindinės linijos ilgį metrais, susumavus visus numatomus jos atkarpų ilgius ( S l Р i).

6. Nustatykite specifinį slėgio kritimą pagrindine kryptimi

A = DP / S l Р i, (Pa/m).

A = 8,1871345(Pa/m).

7. Naudojant diagramą pav. 11.4. , nustatome magistralinių dujotiekio atkarpų skersmenis ir nurodome specifinį slėgio kritimą kiekvienoje atkarpoje pagal pasirinktą standartinį skersmenį.

8. Faktinį dujų slėgio kritimą kiekvienoje atkarpoje nustatome padauginę specifinį slėgio kritimą iš numatomo atkarpos ilgio.

9. Susumuokite visus nuostolius atskirose pagrindinės linijos atkarpose.

10. Nustatyti papildomą perteklinį slėgį dujotiekyje,

DP D = ± h (r B – r G) g,

DP D = 110,26538

Kur h- geometrinių ženklų skirtumas dujotiekio gale ir pradžioje, m;

r B, r G - oro ir dujų tankis normaliomis sąlygomis, kg/m 3;

g- laisvojo kritimo pagreitis, m/s 2.

h = 20,7(m) ,

11. Apskaičiuojame algebrinę slėgio nuostolių dujotiekyje ir papildomo perteklinio slėgio sumą ir palyginame su leistinais slėgio nuostoliais dujotiekyje DР.

Skaičiavimo teisingumo kriterijus bus sąlyga

(SР i ± DP Д + DP ARR) £ DP,

Kur SDP i- slėgio nuostolių visose dujotiekio atkarpose suma, Pa;

DP D- papildomas perteklinis slėgis dujotiekyje, Pa;

DP ARRIV- dujų slėgio praradimas dujas naudojančiame įrenginyje, Pa;

DP- nurodytas slėgio kritimas, Pa.

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

Nukrypimas (SDP i ± DP D + DP ARR) iš DP turėtų būti ne daugiau kaip 10 proc.

Skaičiavimas atliktas teisingai.

Visus dujotiekio skersmenų nustatymo skaičiavimus apibendriname lentelėje.

N O siužetas	Dujų sąnaudos, m 3 / val	Koefas. vieną kartą	Skaičiavimas. debitas, m 3 / h	Pjūvio ilgis m	Nadb. mėnesiui pasipriešinimas	Skaičiavimas. ilgis, m	Sąlyginis dia. mm	Slėgio praradimas Pa
								ties 1 m	mokykloje

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

Galiausiai priimame šiuos dujotiekio skersmenis pagrindinėse sekcijose:

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

Kiti du stovai turi panašią apkrovą ir savo konstrukcija yra identiški projektiniam. Todėl darome prielaidą, kad šių stovų dujotiekio skersmenys yra tokie patys kaip apskaičiuoti.

Išimtys bus tik 1-2, 6-11 dujotiekio atkarpos. Dujotiekių skersmenis nustatome šiose atkarpose:

1. Numatyti šakų ilgiai: atitinkamai 0-1-6-11-12-13-14, 0-1-2-3-4-5 bus L P 6-11 = 40,25, L P 1-2 = 41,5 (m).

2. Numatomos dujų sąnaudos:

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

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

3.Vidutinis specifinis nuostolis

I. Tinklo skaičiavimų tipai:

1) Optimizavimas ir techniniai bei ekonominiai skaičiavimai išsprendžia pagrindinių į projektavimo užduotį įtrauktų parametrų parinkimo problemą, visų pirma: optimalios vamzdyno tiesimo krypties ir sąlygų parinkimą, efektyviausios technologinės transportavimo schemos ir vamzdyno parametrų nustatymą, atitinkamų parametrų nustatymą. sistemos elementų pertekliaus lygis ir kt

2) Technologiniai skaičiavimai apima transportavimo technologijos ir technologinės schemos pasirinkimą, dujotiekio technologinės struktūros pagrindimą, naudojamos įrangos sudėties ir tipo, jos veikimo režimų ir kt.

3) Hidrauliniai skaičiavimai apima terpės, judančios vamzdynu įvairiose dujotiekio atkarpose, slėgio ir greičio, taip pat judančio srauto slėgio nuostolių nustatymą.

4) Šiluminiai skaičiavimai apima gabenamo produkto temperatūros nustatymą, vamzdynų ir įrenginių sienelių temperatūros, taip pat vamzdynų šilumos nuostolių ir jų šiluminės varžos įvertinimą.

5) Mechaniniai skaičiavimai apima vamzdynų, konstrukcijų, įrenginių ir įrangos stiprumo, stabilumo ir deformacijos įvertinimą, veikiant temperatūrai, slėgiui ir kitoms apkrovoms bei parametrų verčių, užtikrinančių patikimą veikimą tam tikromis sąlygomis, parinkimą.

6) Išorinio poveikio transportavimo procesui skaičiavimas apima aplinkos temperatūros, vėjo, sniego ir kitų mechaninių apkrovų nustatymą, seismiškumo įvertinimą ir kt.

7) Apskaičiuojant gabenamos terpės savybes, nustatomos fizinės, cheminės, termodinaminės ir kitos charakteristikos, reikalingos vamzdynų projektavimui ir jo veikimo režimų numatymas.

II. Hidraulinio skaičiavimo tikslas

Tiesioginė užduotis projektuojant dujotiekius – nustatyti vidinį vamzdžių skersmenį, praleidžiant reikiamą dujų kiekį esant tam tikroms sąlygoms priimtinais slėgio nuostoliais.

Atvirkštinė problema yra nustatyti slėgio nuostolius esant tam tikram srautui, dujotiekio skersmeniui ir slėgiui.

III. Lygtys, kurios yra hidraulinio skaičiavimo formulių išvedimo pagrindas

Daugeliui dujotiekių skaičiavimo problemų dujų judėjimas gali būti laikomas izoterminiu, vamzdžio temperatūra laikoma lygi grunto temperatūrai. Todėl lemiami parametrai bus: dujų slėgis p, jų tankis ρ ir greitis ω. Norėdami juos nustatyti, mums reikia 3 lygčių sistemos:

1) Darcy lygtis diferencine forma, kuri nustato slėgio nuostolius, kad būtų įveiktas pasipriešinimas:

Kur yra trinties koeficientas, d yra vidinis skersmuo

2) Būsenos lygtis, skirta atsižvelgti į tankio pokyčius dėl slėgio pokyčių:

3) Tęstinumo lygtis:

Kur M yra masės srautas, Q 0 yra tūrinis srautas, sumažintas iki normalių sąlygų

Išspręsdami sistemą, gauname pagrindinę aukšto ir vidutinio slėgio dujotiekių skaičiavimo lygtį:

Norėdami apskaičiuoti miesto dujotiekius T≈T 0, todėl:

Norėdami apskaičiuoti žemą slėgį, pakeiskime , o kadangi ≈P 0, formulė bus tokia:

IV. Pagrindiniai dujų judėjimo pasipriešinimo komponentai

· Linijinis atsparumas trinčiai per visą dujotiekio ilgį

· Vietinis pasipriešinimas tose vietose, kur keičiasi greičiai ir judėjimo kryptis

Remiantis vietinių nuostolių ir slėgio nuostolių per visą tinklo ilgį santykį, yra:

Trumpi – vietiniai nuostoliai, proporcingi nuostoliams išilgai

Ilgi – vietiniai nuostoliai yra nereikšmingi, palyginti su nuostoliais per ilgį (5-10%)

V. Pagrindinės hidraulinių skaičiavimų formulės pagal
SP 42-101-2003

1. Slėgio kritimą dujų tinklo atkarpoje galima nustatyti pagal formules:

a) Vidutiniam ir aukštam slėgiui:

P n - absoliutus slėgis dujotiekio pradžioje, MPa;

P k - absoliutus slėgis dujotiekio gale, MPa;

P 0 = 0,101325 MPa;

Hidraulinės trinties koeficientas;

l – apskaičiuotas pastovaus skersmens dujotiekio ilgis, m;

d - vidinis dujotiekio skersmuo, cm;

Dujų tankis normaliomis sąlygomis, kg/m 3;

Q 0 - dujų srautas, m 3 / h, normaliomis sąlygomis;

b) Žemam slėgiui:

P n - perteklinis slėgis dujotiekio pradžioje, Pa;

P k - perteklinis slėgis dujotiekio gale, Pa

c) SND skystosios fazės vamzdynuose:

V – vidutinis suskystintųjų dujų judėjimo greitis, m/s: siurbimo vamzdynuose – ne daugiau 1,2 m/s; slėginiuose vamzdynuose – ne daugiau kaip 3 m/s

2. Dujų judėjimo dujotiekiu būdas, apibūdinamas Reinoldso skaičiumi:

čia ν yra dujų kinematinės klampos koeficientas normaliomis sąlygomis, 1,4 10 -6 m 2 /s

Dujotiekio vidinės sienelės hidraulinio lygumo sąlyga:

n yra lygiavertis absoliutus vamzdžio sienelės vidinio paviršiaus šiurkštumas, paimtas lygus naujam plienui - 0,01 cm, naudotam plienui - 0,1 cm, polietilenui, nepriklausomai nuo eksploatavimo laiko - 0,0007 cm/

3. Hidraulinės trinties koeficientas λ nustatomas priklausomai nuo Re reikšmės:

a) laminariniam dujų judėjimui Re ≤ 2000:

b) kritiniam dujų judėjimo režimui 2000≤ Re ≤ 4000:

c) Re > 4000 - priklausomai nuo dujotiekio vidinės sienelės hidraulinio lygumo sąlygos įvykdymo:

Hidrauliškai lygiai sienai:

· 4000< Re < 100000:

· Kai Re > 100 000:

Šiurkštoms sienoms:

4. Preliminarus tinklo atkarpų skersmenų parinkimas

, Kur

· d p – projektinis skersmuo [cm]

· A, B, m, m1 - koeficientai, nustatyti pagal SP 42-101-2003 6 ir 7 lenteles, priklausomai nuo tinklo kategorijos (slėgio) ir dujotiekio medžiagos

· - projektinis dujų suvartojimas, m 3 /h, normaliomis sąlygomis;

· ΔPsp – specifinis slėgio nuostolis (Pa/m – žemo slėgio tinklams, MPa/m – vidutinio ir aukšto slėgio tinklams)

Dujotiekio vidinis skersmuo paimtas iš standartinio vamzdynų vidinių skersmenų diapazono: artimiausias didesnis – plieniniams dujotiekiams, o artimiausias mažesnis – polietileniniams.

5. Skaičiuojant žemo slėgio dujotiekius, atsižvelgiama į hidrostatinį aukštį Hg, daPa, nustatytą pagal formulę:

čia g – gravitacijos pagreitis, 9,81 m/s 2 ;

h yra dujotiekio pradinio ir galutinio atkarpų absoliučių aukščių skirtumas, m;

ρ a - oro tankis, kg/m 3, esant 0°C temperatūrai ir slėgiui
0,10132 MPa;

ρ 0 - dujų tankis normaliomis sąlygomis, kg/m 3

6. Vietinės varžos:

Išoriniams antžeminiams ir vidiniams dujotiekiams numatomas dujotiekių ilgis nustatomas pagal formulę:

čia l 1 – tikrasis dujotiekio ilgis, m;

Σξ – dujotiekio ruožo vietinių varžos koeficientų suma

Į vietinių varžų (alkūnių, trišakių, uždarymo vožtuvų ir kt.) slėgio kritimą galima atsižvelgti faktinį dujotiekio ilgį padidinus 5 - 10 %.

Skaičiuojant gyvenamųjų namų vidaus žemo slėgio dujotiekius, dujų slėgio nuostolius dėl vietinio pasipriešinimo leidžiama nustatyti:

Dujotiekiuose nuo įvadų į pastatą:

· į stovą – 25% tiesinių nuostolių

· ant stovų – 20% tiesiniai nuostoliai

Dėl vidinių laidų:

· kai laidų ilgis 1 - 2 m – 450% tiesinių nuostolių

· kai laidų ilgis 3 - 4 m – 300% tiesiniai nuostoliai

· kai laidų ilgis 5 - 7 m – 120% tiesiniai nuostoliai

· kai laidų ilgis 8 - 12 m – 50% tiesiniai nuostoliai

Išsamesni duomenys apie ξ reikšmę pateikti S.A. Rysino žinyne:

7. Dujotiekių žiedinių tinklų skaičiavimas turi būti atliekamas sujungiant dujų slėgius skaičiavimo žiedų mazginiuose taškuose. Neatitikimas tarp slėgio nuostolių žiede leidžiamas iki 10%. Atliekant orinių ir vidaus dujotiekių hidraulinius skaičiavimus, atsižvelgiant į dujų judėjimo keliamo triukšmo laipsnį, dujų judėjimo greitis turi būti ne didesnis kaip 7 m/s žemo slėgio dujotiekiams, 15 m/s vidutiniams dujotiekiams. -slėginiai dujotiekiai, 25 m/s aukšto slėgio dujotiekiai .

VI. Pagal tinklo konfigūraciją yra:

1) Paprasta: vamzdynai pastovaus skersmens ir be šakų

2) Kompleksas: turintis bent vieną šaką

a) Aklavietė (dažniausiai žemo slėgio tinklai, jie leidžia sutaupyti vamzdynų, nes jų ilgis yra minimalus)

b) Žiediniai tinklai (dažniausiai aukšto ir vidutinio slėgio tinklai, turi galimybę perskirstyti dujas, t. y. tęstinis dujų tiekimas į įrenginius, įvykus avarijai vienoje iš sekcijų, perskirstant srautus)

c) Mišrus (sujungti stubinių ir žiedinių tinklų galimybes, paprastai gaunamas iš stubinių tinklų juos kilpuojant – pridedant trumpiklį tarp strategiškai svarbių taškų)