Opór przepływu w kolektorze działa na konstrukcję rurociągu w miejscach zwężenia i rozszerzenia średnicy, węzłów łączących i obrotowych, w wyniku czego w rurociągu następuje spadek ciśnienia. Obliczenia hydrauliczne rurociągu przeprowadza się na etapie projektowania, aby zapewnić normalne funkcjonowanie odbiorców i dostawę wymaganej objętości gazu.
Definicja i potrzeba obliczeń hydraulicznych
Opór obejmuje liniową przeszkodę na całej długości i lokalne przeszkody na każdym elemencie konstrukcyjnym układu w sekcji zmiany prędkości. Obliczenia hydrauliczne określają parametry gazociągu. Procedura jest obowiązkowym krokiem w fazie przygotowawczej do budowy rurociągu.
W rezultacie przyjmuje się średnicę rury dopuszczalną dla bardzo stabilnego przesyłu gazu na odległość. Obliczenia określają wielkość strat ciśnienia i ich dopuszczalność podczas przesyłania paliwa.
Normy państwowe regulują procedurę obliczeniową dla każdego rodzaju systemów gazociągów, ponieważ procesy przy dostawie gazu charakteryzują się tożsamością.
Rurociągi są sprawdzane pod kątem strat ciśnienia:
- niskie ciśnienie;
- średnia głowa;
- wysoki.
Rurociągi niskociśnieniowe transportują paliwo do budynków mieszkalnych, przedsiębiorstw domowych i o znaczeniu publicznym, ciśnienie na poziomie 3-5 kPa uważa się za normalne. Drogi wysokiego i średniego ciśnienia obejmują odgałęzienia do masowych dostaw, sieci przemysłowe oraz wspólne rurociągi dla regionów i miast.
Podstawowe dane wejściowe
Początkowe parametry zależą od schematu gazociągu, który może być mieszany, pierścieniowy i impasu. Ciśnienie w sieci maleje wraz z odległością od punktu wstawienia lub dystrybucji.
Początkowe parametry są przedstawione przez informacje:
- ciśnienie w punkcie wstawienia;
- Informacje dla konsumentów, takie jak liczba, lokalizacja, wymagane nominalne natężenie przepływu i ciśnienie;
- schemat gazociągu.
Sekcje ślepe zaułkiem rozgałęziają się od głównej do konsumentów i należą do obszarów o niskiej niezawodności i trudnym odzyskiwaniu w razie wypadku, ale wymagają mniejszych kosztów instalacji. System pierścieniowy działa bardziej niezawodnie, ale instalacja wymaga zwiększonych kosztów.
Schematy obliczeniowe
Ciśnienie jest określane z uwzględnieniem średnicy rur, biorąc pod uwagę wpływ korozji wewnętrznej, materiał kolektorów, geometryczny kształt przekroju. Płaszcz rury zostaje zniszczony, gdy napięcie w ścianach osiąga dopuszczalną wytrzymałość na rozciąganie.
Podczas testów hydraulicznych stosuje się ciecz o temperaturze od +5 do + 40 ° C, chyba że specyfikacja techniczna testu zaleca inny parametr. Podczas obliczania wytrzymałości temperatura testu i środowisko nie spadają poniżej + 5 ° C.
Czas ekspozycji pod naciskiem projektowym jest wskazywany przez projektanta, ale zawsze trwa dłużej niż 5 minut. W przypadku braku zaleceń czas trwania wysokiego ciśnienia jest ustalany zgodnie z tabelami normatywnymi i zależy od grubości powłoki rury.
Metodologie
Procedura wyboru średnicy i schematu projektu gazociągu niskociśnieniowego jest podana w odpowiednim Kodeksie przepisów 42. 101 - 2003.Programy komputerowe służą do określania wielkości szacowanych strat ciśnienia między odcinkami rurociągu, średnicy kolektorów.
Zastosowane metody:
- obliczenia według wzorów ze wspólnego przedsięwzięcia (złożony proces);
- obliczanie według nomogramów jest prostsze, stosowana jest metoda wyboru z tabel z podstawieniem wymaganych parametrów.
Każda metoda prowadzi do tych samych wyników, aby zapewnić nieprzerwany transport paliwa gazowego do odbiorców.
Wpływ materiału rury na obliczenia
Rurociągi gazowe są zbudowane ze stali, polietylenu, w krytycznych obszarach stosuje się miedź. Konstrukcje metalowo-plastikowe podbijają rynek konsumencki. Informacje w profesjonalnych tabelach i kolekcjach dotyczą tylko rur plastikowych i metalowych, dlatego obliczenia są przeprowadzane dla autostrad wykonanych z takich materiałów.
Rury doprowadzające gaz oblicza się z uwzględnieniem współczynnika chropowatości:
- polietylen (nowy i stary) - 0,007 cm;
- stal, wcześniej działająca - 0,1 cm;
- metal nowy - 0,01 cm.
Jeśli rurociąg zostanie wykonany z innego materiału, specjaliści od gazu nie zaakceptują obliczeń dla metalu i plastiku, konieczna będzie korekta, co pociągnie za sobą dodatkowe koszty.
Specjalne programy
Rozgałęzione odcinki gazociągu z różnymi danymi początkowymi są obliczane osobno, ale procedura jest wykonywana podobnie dla każdego regionu. Prędkość przepływu zmienia się w miejscach oporu i zmiany kierunku. Wskaźniki liniowe są obliczane na podstawie szacunkowych długości odcinków autostrady.
Kierunek jest wybierany w zależności od różnicy ciśnienia na końcu i na początku obszaru badań. Przepływ przechodzi z punktu o większym ciśnieniu do miejsca o mniejszym oporze. Programy pomagają zmniejszyć wysiłki projektantów, ponieważ wstępne wskaźniki są wprowadzane do programu, a elektronika wykonuje obliczenia.
Nomogramy służą do uzyskiwania informacji podsumowujących za pomocą tabel, w których każdy wiersz odpowiada określonym parametrom sieci.
Profesjonalny
Obliczenia przy użyciu wzorów są wykonywane tylko przez profesjonalnych inżynierów i pracowników technicznych. W obliczeniach wykorzystywana jest duża ilość danych, stosowane są określone współczynniki. Nieprzygotowanemu użytkownikowi trudno jest wziąć pod uwagę wszystkie niuanse, przeprowadzić wiele pośrednich obliczeń w celu uzyskania ostatecznego wyniku.
Profesjonalne obliczenia obejmują nie tylko stosowanie formuł i wyrażeń numerycznych, ale także posiadanie specjalnej wiedzy. Umiejętności nie przydadzą się podczas korzystania z bezpłatnego oprogramowania rozliczeniowego, które można znaleźć w Internecie.
Wolny
Programy są przeznaczone do użytku na osobistych gadżetach. Metody określają średnicę, kształt przekroju gazociągu z uwzględnieniem dopuszczalnych strat i prędkości przepływu. Użytkownik będzie potrzebował całkowitego zużycia gazu, które jest podane w dokumentacji technicznej kotła, kuchenek gazowych, kolumn i innych urządzeń.
Następnie określa się miejsca z możliwym spadkiem ciśnienia. Charakterystyczne liczby znajdują się w tabeli paszportu, pokazują spadek ciśnienia przy najwyższym zużyciu. Wartość redukcji znajduje się w miejscu nacięcia. Współczynnik jednoczesności uwzględnia wspólne działanie urządzeń i jest zawarty w tabelach.
Średnica rur i współczynnik chropowatości są wskazane na ostatnim etapie. Program przewiduje różne obliczenia dla różnych ciśnień w rurach, które należy wziąć pod uwagę przy uwzględnianiu danych.
Darmowe oprogramowanie online
W takim przypadku użytkownik zastępuje wymagane informacje w kolumnach tabeli obliczeniami online.Obliczenia hydrauliczne gazociągu niskociśnieniowego trwają kilka minut i od konsumenta nie jest wymagana profesjonalna wiedza ani umiejętności obliczeniowe.
Z danych technicznych pobierane są:
- gęstość mieszaniny gazowej;
- wskaźnik lepkości kinetycznej;
- zakres temperatur klimatycznych regionu zamieszkania.
Warunki techniczne są wydawane przez serwis gazowy wsi, przygotowanie dokumentacji projektowej rozpoczyna się od otrzymania tego zadania.
Przykłady wykonywania obliczeń hydraulicznych rurociągu
Podana jest dokładna liczba palników podłączonego sprzętu do wyboru współczynnika jednoczesności. Numeracja segmentów rurociągu nie jest wybierana arbitralnie, ale pochodzi ze schematu technicznego.
Podana jest rzeczywista długość autostrady i podana jest szacunkowa długość, która jest dłuższa. W obliczeniach ten parametr wzrasta o 7% z powodu obecności obszarów oporności. Tabela pokazuje wszystkie elementy konstrukcyjne rurociągu, w których zakłada się straty ciśnienia.
Obliczanie gazociągu niskiego ciśnienia
Przy obliczaniu gazociągu w domu ilość wyposażenia kotła jest pomnożona przez produkcję każdej jednostki. Wynik mnoży się przez wskaźnik równoczesnego działania jednostek, który jest określony przez odpowiednią tabelę w katalogu.
Liczbę płyt we wszystkich mieszkaniach mnoży się przez wydajność każdego z nich, iloczyn uzyskanego wyniku i współczynnik jednoczesności dla podłączonych urządzeń. Podsumowując, podsumowano całkowite ciśnienie dla urządzeń grzewczych i podłączonych kuchenek gazowych.
Obliczanie gazociągu wysokiego ciśnienia
Obliczeń dokonuje się na podstawie schematu dystrybucji, z uwzględnieniem oddziałów do witryn konsumenckich. Źródłem separacji jest podstacja dystrybucyjna gazu. Średnica wspólnego gazociągu i odgałęzień jest zlokalizowana na podstawie ciśnienia gazu na końcu ścieżki po wprowadzeniu do odbiorcy.
Określana jest szacunkowa długość każdej gałęzi, ciśnienie jest określane z uwzględnieniem strat i oporu w niektórych miejscach. Ślepe zaułki są obliczane na podstawie ich długości, natężenia przepływu gazu i szacowanego ciśnienia paliwa w punkcie wprowadzenia do odbiorcy.
Obliczenia uznaje się za zadowalające, jeżeli obliczone wartości ciśnienia odbiorcy nie przekraczają ciśnienia w sieci.
