Гидравлический расчет газопровода
Хостинг сайта временно приостановлен
Если вы владелец данного ресурса, то для возобновления работы сайта вам необходимо продлить действие услуги хостинга.
В случае, если приостановка работы сайта вызвана нарушением условий Договора на абонентское обслуживание, то для возобновления работы вам необходимо обратиться в Службу поддержки. Мы будем рады вам помочь!
Если вы уверены, что это недоразумение или ошибка, напишите в Службу поддержки
В письме не забудьте указать ссылку на страницу.
Гидравлический расчет газопровода Хостинг сайта временно приостановлен Если РІС‹ владелец данного ресурса, то для
Источник: mingas.ru
Принцип гидравлического расчета газопроводов
I. Разновидности расчетов сетей:
1) Оптимизационные и технико-экономические расчеты решают задачи выбора основных параметров, включаемых в задание на проектирование, в частности: выбор оптимального направления и условий прокладки трубопровода, определение наиболее эффективной технологической схемы транспортировки и параметров трубопровода, определение целесообразного уровня резервирования в элементах систем и другие
2) Технологические расчеты включают выбор технологии и технологической схемы транспортировки, обоснование технологической структуры трубопровода, определение состава и типа используемого оборудования, режимов его работы и другие
3) Гидравлические расчеты предусматривают определение давления и скорости перемещаемой по трубопроводу среды в различных сечениях трубопровода, а также потери напора движущегося потока
4) Тепловые расчеты включают определение температуры транспортируемого продукта, оценку температуры стенок трубопроводов и оборудования, а также потерь тепла трубопроводами и их термических сопротивлений
5) Механические расчеты предполагают оценку прочности, устойчивости, и деформации трубопровода, конструкций, установок и оборудования под действием температуры, давления и других нагрузок и выбор значений параметров, обеспечивающих надежную работу в заданных условиях
6) Расчет внешних воздействий на процесс транспортировки включают определение температуры внешней среды, ветровых, снеговых и других механических нагрузок, оценку сейсмичности и другие
7) Расчет свойств транспортируемой среды предусматривает определение физических, химических, термодинамических и прочих характеристик, необходимых для проектирования трубопроводов и прогнозирования режимов его эксплуатации
II. Цель гидравлического расчета
Прямой задачей при проектировании газопроводов является определение внутреннего диаметра труб при пропуске необходимого количества газа при допустимых для конкретных условий потерях давления.
Обратная задача – определение потерь давления при заданном расходе, диаметре газопровода и давлении.
III. Уравнения, являющиеся основанием для вывода формул гидравлического расчета
Для большинства задач расчета газопроводов движение газа можно считать изотермическим, температура трубы принимается равной температуре грунта. Следовательно определяющими параметрами будут: давление газа р, его плотность ρ и скорость движения ω. Для их определения нам нужна система из 3 уравнений:
1) Уравнение Дарси в дифференциальной форме, определяющее потери давления на преодоление сопротивлений:
где – коэффициент трения, d – внутренний диаметр
2) Уравнение состояния для учета изменения плотности от изменения давления:
3) Уравнение неразрывности:
где М – массовый расход, Q – объемный расход, приведенный к нормальным условиям
Решая систему, получим основное уравнение для расчета газопроводов высокого и среднего давления:
Для расчета городских газопроводов Т≈Т, следовательно:
Для расчета низкого давления подставим , а так как ≈Р, то формула примет вид:
IV. Основные составляющие сопротивления движения газа
· Линейные сопротивления трения по всей длине газопровода
· Местные сопротивления в местах изменения скоростей и направления движения
По соотношению местных потерь и потерь давления по длине сети бывают:
– короткие – местные потери соизмеримые с потерями по длине
– длинные – местные потери пренебрежимо малы по отношению к потере по длине (5-10%)
V. Основные формулы для гидравлического расчета согласно
1. Падение давления на участке газовой сети можно определить по формулам:
а) Для среднего и высокого давления:
где
Рн — абсолютное давление в начале газопровода, МПа;
Рк — абсолютное давление в конце газопровода, МПа;
— коэффициент гидравлического трения;
l — расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м;
d — внутренний диаметр газопровода, см;
— плотность газа при нормальных условиях, кг/м 3 ;
Q — расход газа, м 3 /ч, при нормальных условиях;
б) Для низкого давления:
где
Рн — избыточное давление в начале газопровода, Па;
Рк — избыточное давление в конце газопровода, Па
в) В трубопроводах жидкой фазы СУГ:
V – средняя скорость движения сжиженных газов, м/с: во всасывающих трубопроводах – не более 1,2 м/с; в напорных трубопроводах – не более 3 м/с
2. Режим движения газа по газопроводу, характеризуемый числом Рейнольдса:
где ν – коэффициент кинематической вязкости газа при нормальных условиях, 1,4•10 -6 м 2 /с
Условие гидравлической гладкости внутренней стенки газопровода:
n – эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы, принимаемая равной для новых стальных – 0,01 см, для бывших в эксплуатации стальных – 0,1 см, для полиэтиленовых независимо от времени эксплуатации – 0,0007 см/
3. Коэффициент гидравлического трения λ определяется в зависимости от значения Re:
а) для ламинарного режима движения газа Re ≤ 2000:
б) для критического режима движения газа 2000≤ Re ≤ 4000:
в) при Re > 4000 – в зависимости от выполнения условия гидравлической гладкости внутренней стенки газопровода:
– для гидравлически гладкой стенки:
· при 4000 < Re < 100000:
– для шероховатых стенок:
4. Предварительный подбор диаметров участков сети
, где
· dp — расчетный диаметр [см]
· А, В, m, m1 — коэффициенты, определяемые по таблицам 6 и 7 СП 42-101-2003 в зависимости от категории сети (по давлению) и материала газопровода
· — расчетный расход газа, м 3 /ч, при нормальных условиях;
· ΔPуд — удельные потери давления (Па/м — для сетей низкого давления, МПа/м — для сетей среднего и высокого давления)
Принцип гидравлического расчета газопроводов I. Разновидности расчетов сетей: 1) Оптимизационные и технико-экономические расчеты решают задачи выбора основных параметров, включаемых в задание
Источник: helpiks.org
5. Гидравлический расчет внутридомового газопровода
Внутридомовый газопровод выполнен из труб по ГОСТ 3262-75,а для подземных газопроводов применяются бесшовные трубы по ГОСТ 8732-78 и ГОСТ 8734-75, сварные по ГОСТ 10704-76.
Газовый колодец на ответвление к жилому зданию должен располагаться на расстоянии не менее половины высоты здания. Глубина заложения дворового газопровода должна быть не менее 0,8 м от поверхности земли до верха трубы и диаметром не менее 57*3,0 мм.
Дворовый газопровод под землей подходит к углу газифицируемого жилого здания и на выходе из земли на него одевается футляр для предотвращения от механического повреждения. Газопровод до ввода в здание прокладывается открыто, с креплением к стенам здания при помощи кронштейнов над окнами первого этажа по дворовому фасаду здания.
Ввод газопровода в здание осуществляется в нежилые помещения: кухни, коридоры и т.д. Газопроводы внутри здания прокладываются также открыто с креплением к несгораемым стенам при помощи кронштейнов.
Газовые стояки располагаются на кухнях, если они находятся одна над другой.
Гидравлический расчет внутридомового газопровода производят для наиболее удаленного стояка и газоиспользующего прибора с соблюдением заданного перепада давления газа.
Гидравлический расчет внутридомового газопровода производится в два этапа. Сначала определяется расчетные расходы газа по участкам сети по формуле:
где Vi– расход газа, м 3 /ч;
qi–номинальная тепловая нагрузкаi-го прибора или группы однотипных приборов, кВт (см. П-3 табл.10);
–низшая теплота сгорания газа, кДж/м 3 ;
Ко– коэффициент одновременности действия для однотипных приборов или группы приборов (см. П-3 табл.11);
ni– количество однотипных приборов или групп приборов.
Найдем расчетные расходы газа на участках:
= 58272 кДж/м 3 ;
После определения расчетных расходов газа на каждом участке внутридомового газопровода приступаем к гидравлическому расчету.
Диаметром внутридомового газопровода задаемся и по номограмме для гидравлического расчета газопровода низкого давления определяем удельную потерю давления на участке газопровода в зависимости от расчетного расхода газа.
Расчетная длина участка определяется как сумма фактической и эквивалентной длины, которая учитывает потери давления в местных сопротивлениях.
Эквивалентная длина участка внутридомового газопровода определяется как произведение удельной эквивалентной длины и суммы коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода
Эквивалентная длина определяется:
где lэ – удельная эквивалентная длина, м;
∑ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений по
Рассмотрим участок 1-2:
Подбираем удельную эквивалентную длину по найденному расходу и принятому условному диаметру газопровода: lэ=0,08;
Сумма коэффициентов местных сопротивления слаживается из КМС для тройника на проход, отвода на 90, вентиль. ∑ξ = 3+0.3+1 = 4,3
Находим эквивалентную длину:
Расчетная длина участка газопровода определяется по формуле:
lэкв. – эквивалентная длина участка газопровода, м.
Находим по номограмме hуд=0,53 и потери давления на уч-ке
В гидравлическом расчете внутридомового газопровода необходимо учитывать гидрастатическое давление из-за большой разницы отметок начала и конца участка газопровода по формуле:
;
где HГ – гидростатическое давление, Па;
z- разность геометрических отметок начала и конца участка внутридомового газопровода, м;
ρв– плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м 3 ;
ρг– плотность газообразного топлива, кг/м 3 ;
Знак (+) принимается в случае, если газ легче воздуха и направление потока газа сверху вниз, и знак (-) при подаче газа снизу вверх, и наоборот.
Потери давления газа в бытовых газовых плитах можно принять от 40 до 60 Па, а в водонагревателях 80. 100 Па.
= 0,4*9,81*(1,29 – 0,938) = – 1,38 Па
Суммарные потери давления на участке: 0,5-1,38= – 0,88 Па.
Коэффициент β’’, учитывающий разность плотностей табличного и реального газа, определяется по формуле:
Потери давления на участке с учетом коэффициента β’’*(h*lр±Нг) Па
Расчет остальных участков газопровода производится аналогично и сводится в таблицу 6.
Табл. 6 Гидравлический расчет внутридомового газопровода
5. Гидравлический расчет внутридомового газопровода Внутридомовый газопровод выполнен из труб по ГОСТ 3262-75,а для подземных газопроводов применяются бесшовные трубы по ГОСТ 8732-78 и ГОСТ
Источник: studfiles.net
Методика, характеристики и параметры гидравлического расчета газопровода
Газопровод является конструкционной системой, основное назначение которой – транспортировка газа. Трубопровод помогает осуществить перемещения голубого топлива к конечному пункту, той есть к потребителю. Для того чтобы это было проще сделать газ поступает в трубопровод под определенным давлением. Для надежной и правильной работы всей конструкции газовой магистрали и его прилегающих ветках, необходим гидравлический расчет газопровода.
Для чего необходим расчет газопровода
- Расчет газопроводной магистрали необходим, чтобы выявить возможное сопротивление в газовой трубе.
- Правильные вычисления дают возможность качественно и надежно подобрать необходимое оборудование для газовой конструкционной системы.
- После произведенного расчета, можно наилучшим образом подобрать верный диаметр труб. В результате газопровод сможет осуществлять стабильное и эффективное поступление голубого топлива. Газ будет подаваться при расчетном давлении, он будет быстро и качественно доставляться во все нужные точки газопроводной системы.
- Газовые магистрали будут работать в оптимальном режиме.
- При правильном расчете в конструкции не должно быть излишних и чрезмерных показателей при установке системы.
- Если расчет выполнен правильно, застройщик может финансово сэкономить. Все работы будет выполнены согласно схеме, будут закуплены только необходимые материалы и оборудование.
Как работает система газовой магистрали
- В городской черте размещается сеть газовых трубопроводов. В конце каждого трубопровода, по которому должен поступать газ, установлены специальные газораспределительные системы, еще их называют газораспределительными станциями.
- Когда газ доставлен в такую станцию, происходит перераспределение давления, а точнее напор газа снижается.
- Затем газ следует в регуляторный пункт, а от него в сеть с более высоким давлением.
- Трубопровод с наивысшим давлением присоединяют к хранилищу под землей.
- Для регулирования суточного потребления топлива монтируют специальные станции. Их называют газгольдерными станциями.
- Газовые трубы, в которых протекает газ с высоким и среднем давлением, служат, как своеобразная подпитка газопроводов с низким напором газа. Для того чтобы это контролировать существуют точки регулировки.
- Чтобы определиться с потерями давления, а также точным поступлением всего необходимого объема голубого топлива в конечный пункт, вычисляют оптимальный диаметр труб. Вычисления производятся путем гидравлического расчета.
Если газовые трубы уже установлены, то при помощи вычислений можно узнать потери давления в период передвижения топлива по трубам. Также сразу же указывается размеры имеющихся труб. Потери давления происходят из-за сопротивления.
Существует местное сопротивление, возникающее на поворотах, в точках перемены скорости газа, при изменении диаметра той или иной трубы. Еще чаще всего бывает сопротивление при трении, оно происходит не зависимо от поворотов и скорости газа, его место распределения — вся протяженность газовой магистрали.
Газовая магистраль имеет возможность проводить газ, как в промышленные предприятия и организации, так и в коммунальные потребительские сферы.
С помощью расчетов определяются точки, куда необходимо поступление топлива с низким давлением. К таким точкам чаще всего относятся – жилые здания, коммерческие помещения и здания общего посещения, небольшие коммунальные потребители, некоторые маленькие котельные.
Гидравлический расчет с низким давлением газа по трубопроводу
- Ориентировочно необходимо знать количество жителей (потребителей) в расчетном районе, куда будет подаваться газ с низким давлением.
- Учитывается весь объем газа за год, который будет использоваться на всевозможные потребности.
- Определяется путем вычислений значение расхода топлива потребителями за определенное время, в данном случае берется показание в один час.
- Устанавливается местонахождение точек газораспределения, подсчитывается их количество.
Производят расчет перепадов давления участка газопроводной магистрали. В данном случае, к таким участкам относятся распределительные точки. А также внутридомовой трубопровод, ветви абонентов. Затем учитываются общие перепады давления всей магистрали газопровода.
- Вычисляется площадь всех в отдельности труб.
- Устанавливается густота населения потребителей в данном районе.
- Выполняется расчет расхода газа на показание площади каждой отельной трубы.
- Осуществляется вычислительные работы по следующим показателям:
- расчетные данные длины отрезка газового трубопровода;
- фактические данные длины всего участка;
- эквивалентные данные.
Для каждого участка газопровода необходимо посчитать удельную путевую и узловую затрату.
Гидравлический расчет со средним давлением топлива в газопроводе
При расчете газопровода со средним давлением первоначально берут во внимание показание начального напора газа. Такое давление можно определить, если пронаблюдать подачу топлива начиная с главной газораспределительной точки до области преобразования и перехода от высокого давления к среднему распределению. Давление в конструкции должно быть таковым, чтобы показатели не опускались ниже минимально допустимых значений при пиковой нагрузке на магистраль газопровода.
В вычислениях применяется принцип перемены давления, учитывая единицу длины измеренного трубопровода.
Для выполнения наиболее верного расчета, вычисления производятся в несколько стадий:
- На начальной стадии, становится возможным рассчитать потери давления. Берутся во внимания потери, которые возникают на главном участке газопровода.
- Затем выполняется расчет расхода газа на данном отрезке трубы. По полученным средним показателям потерь давления и по вычислениям расхода топлива, устанавливается, какая необходима толщина трубопровода, выясняется необходимые размеры труб.
- Учитываются все возможные размеры труб. Затем по номограмме вычисляется величина потерь для каждой из них.
Если гидравлический расчет трубопровода со средним напором газа верный, то потери давления на отрезках трубы будут иметь постоянное значение.
Гидравлический расчет с высоким давлением топлива по газопроводу
Выполнять вычислительную программу гидравлического расчета необходимо на основе высокого натиска сосредоточенного газа. Подбирается несколько версий газовой трубы, они должны подходить под все требования полученного проекта:
- Определяется минимальный диаметр трубы, который можно принять в рамках проекта для нормального функционирования всей системы.
- Принимается во внимания, в каких условиях будет происходить эксплуатация газопровода.
- Уточняется особая спецификация.
Далее производится гидравлический расчет по следующим стадиям:
- Изучается местность в том районе, где будет проходить газовый трубопровод. Досконально рассматривается план местности, чтобы избежать каких-либо ошибок в проекте при дальнейших работах.
- Изображается схема проекта. Ее главное условие, чтобы она проходила по кольцу. На схеме обязательно должны быть четко видны различные ответвления к станциям потребления. Составляя схему, делают минимальную длину пути труб. Это необходимо для того, чтобы весь газопровод максимально эффективно работал.
- На изображенной схеме производят измерения участков газовой магистрали. Затем выполняется расчетная программа, при этом, конечно же, учитывается масштаб.
- Полученные показания меняют, расчетную длину каждого изображенного на схеме участка трубы немного увеличивают, примерно на десять процентов.
- Производятся вычислительные работы для того чтобы определить, каким будет общий расход топлива. При этом учитывается расход газа на каждом участке магистрали, затем он суммируется.
- Заключительной стадией расчета трубопровода с высоким напором газа будет определение внутреннего размера трубы.
Для чего необходим гидравлический расчет внутридомового газопровода
В период расчетных работ определяются виды необходимых газовых элементов. Приборы, которые задействованы в регулировании и доставке газа.
В проекте находятся определенные точки, где будут размещаться газовые элементы согласно нормам, по которым также учитываются условия безопасности.
Изображают схему всей внутридомовой системы. Это дает возможность во время вывить какие-либо неполадки, четко произвести монтаж.
В условиях подачи топлива, принимается в расчет количество жилых помещений, ванная и кухонная комната. В кухне принимается к сведению наличие таких составляющих, как вытяжка, дымовая труба. Все это нужно для того, чтобы качественно установить приборы и трубопровод для доставки голубого топлива.
Гидравлический расчет внутридомовой газовой системы
В данном случае, как и при расчете газопровода с высоким давлением, берется во внимание сосредоточенный объем газа.
Диаметр участка внутридомовой магистрали рассчитывается согласно потребляемой величине голубого топлива.
Также учитываются потери давление, которые могут произойти на пути доставки газа. В расчетной системе должны быть наименьшие возможные потери давления. Во внутридомовых газовых системах уменьшение давления довольно частое явление, поэтому вычислить этот показатель очень важно для эффективной работы всей магистрали.
Схема внутридомовой газовой сети
В высотных зданиях кроме изменений и перепадов давления, производятся вычисления гидростатического напора. Явление гидростатического напора происходит из-за того, что воздух и газ имеют разную плотность, в результате образуется данный вид напора в газовой трубопроводной системе с низким натиском.
Производятся вычисления величины газовых труб. Оптимальный диаметр труб может обеспечить наименьшие потери давления от станции перераспределения до точки доставки газа потребителю. При этом в программе расчета должно учитываться, что перепад давления не должен быть выше четырехсот паскалей. Такой перепад давления также закладывается в область распределения и точки преобразования.
При расчете расхода газа принимается к сведению то, что потребление голубого топлива происходит неравномерно.
Завершающим этапом расчета является сумма всех перепадов давления, она учитывает общий коэффициент потерь на магистрали и ее ветках. Суммарные показатель не будет превышать предельно допустимых значений, он будет составлять менее семидесяти процентов от номинального давления, которое показывают приборы.
Для чего требуется гидравлический расчет газопровода? Газопровод является системой, работающей под высоким давлением, и только точный расчет способен предотвратить неполадки, а то и крупную аварию газопровода.
Источник: energomir.biz
Гидравлический расчет газопровода: методы и способы вычисления + пример расчета
Каждый газопровод осуществляет транспортировку необходимого количества газа к конечному потребителю. Чтобы эта процедура происходила правильно и безопасно, то есть с учетом требований профильных руководящих документов, необходимо производить гидравлический расчет трубопровода.
Кроме того, указанные вычисления помогут сэкономить средства на необходимых для строительства самого газопровода элементах конструкции.
Что такое гидравлический расчет?
Любой выполняемый гидравлический расчет представляет собой определение параметров будущего газопровода. Эта процедура является обязательным, а также одним из важнейших этапов подготовки к строительству. От правильности исчисления зависит, будет ли газопровод функционировать в оптимальном режиме.
При осуществлении каждого гидравлического расчета производится определение:
- необходимого диаметра труб, которые обеспечат эффективную и стабильную транспортировку нужного количества газа;
- будут ли приемлемыми потери давления при перемещении требуемого объема голубого топлива в трубах заданного диаметра.
Потери давления происходят из-за того, что в любом газопроводе существует гидравлическое сопротивление. При неправильном расчете оно может привести к тому, что потребителям не будет хватать газа для нормальной работы на всех режимах или в моменты максимального его потребления.
Такая операция представляет собой стандартизированную государством процедуру, которая выполняется согласно формулам, требованиям, изложенным в СП 42-101–2003.
Исчисления обязан проводить застройщик. За основу принимаются данные технических условий трубопровода, которые можно получить в своем горгазе.
Для каких газопроводов выполняются расчеты
Государство требует, чтобы гидравлические вычисления выполнялись для всех типов трубопроводов, относящихся к системе газоснабжения. Так как процессы, происходящие при перемещении газа, всегда одинаковые.
К указанным газопроводам относятся следующие виды:
Первые предназначенны для транспортировки топлива к жилым объектам, всевозможным общественным зданиям, бытовым предприятиям. Причем в частных, многоквартирных домах, коттеджах давление газа не должно превышать 3 кПа, на бытовых предприятиях (непроизводственных) этот показатель выше и достигает 5 кПа.
Второй тип трубопроводов предназначен для питания сетей, причем всевозможных, низкого, среднего давления через газорегуляторные пункты, а также осуществляющих подвод газа к отдельным потребителям.
Это могут быть промышленные, сельскохозяйственные, различные коммунальные предприятия и даже отдельно стоящие, или пристроенные к промышленным, здания. Но в двух последних случаях будут существенные ограничения по давлению.
Перечисленные выше виды газопроводов специалисты условно делят на такие категории:
- внутридомовые, внутрицеховые, то есть транспортирующие голубое топливо внутри какого-либо здания и доставляющие его к отдельным агрегатам, приборам;
- абонентские ответвления, использующиеся для поставки газа от какой-то распределительной сети ко всем имеющимся потребителям;
- распределительные, использующиеся для снабжения газом определенных территорий, например, городов, их отдельных районов, промпредприятий. Их конфигурация бывает различной и зависит от особенностей планировки. Давление внутри сети может быть любым предусмотренным — низким, средним, высоким.
Кроме того, гидравлический расчет выполняется для газовых сетей с разным количеством ступеней давления, разновидностей которых много.
Так, для удовлетворения потребностей могут использоваться двухступенчатые сети, работающие с газом, транспортируемым при низком, высоком давлении или низком, среднем. А также нашли применение трехступенчатые и различные многоступенчатые сети. То есть все зависит только от наличия потребителей.
Несмотря на большое разнообразие вариантов газопроводов гидравлический расчет в любом из случаев схож. Так как для изготовления используются элементы конструкции со схожих материалов, а внутри труб происходят одинаковые процессы.
Гидравлическое сопротивление и его роль
Как указывалось выше, основанием для проведения расчета является наличие в каждом газопроводе гидравлического сопротивления.
Оно действует на всю конструкцию трубопровода, а также на отдельные ее части, узлы — тройники, места существенного уменьшения диаметра труб, запорную арматуру, различные клапаны. Это приводит к потере давления транспортируемым газом.
Гидравлическое сопротивление всегда представляет из себя сумму:
- линейного сопротивления, то есть действующего по всей длине конструкции;
- местных сопротивлений, действующих у каждой составляющей части конструкции, где происходит изменение скорости транспортировки газа.
Перечисленные параметры постоянно и существенно влияют на рабочие характеристики каждого газопровода. Поэтому в результате неправильного расчета будут иметь место дополнительные и внушительные финансовые потери по причине того, что проект придется переделывать.
Правила выполнения расчета
Выше указывалось, что процедуру любого гидравлического расчета регламентирует профильный Свод правил с номером 42-101–2003.
Документ свидетельствует, что основным способом выполнения исчисления является использование для этой цели компьютера со специальными программами, позволяющими рассчитать планируемую потерю давления между участками будущего газопровода или нужный диаметр труб.
Если нет таких программ или человек считает, что их использование нецелесообразно, то можно применять другие, разрешенные Сводом правил, методы. К которым относятся:
- расчет по приведенным в СП формулам — это самый сложный способ расчета;
- расчет по, так называемым, номограммам — это более простой вариант, чем использование формул, ведь какие-либо исчисления производить не придется, потому что необходимые данные указаны в специальной таблице и приведены в Своде правил, и их просто нужно подобрать.
Любой из методов расчета приводит к одинаковым результатам. А поэтому вновь построенный газопровод будет способен обеспечить своевременную, бесперебойную подачу планируемого количества топлива даже в часы его максимального использования.
Вариант вычислений с помощью ПК
Выполнение исчисления с использованием компьютера является наименее трудоемким — все, что требуется от человека, это вставить в соответствующие графы нужные данные.
Поэтому гидравлический расчет делается за несколько минут, причем для этой операции не потребуется большого запаса знаний, который необходим при использовании формул.
Для его правильного выполнения необходимо взять из технических условий следующие данные:
- плотность газа;
- коэффициент кинетической вязкости;
- температуру газа в своем регионе.
Необходимые техусловия получают в горгазе населенного пункта, в котором будет строиться газопровод. Собственно, с получения этого документа и начинается проектирование любого трубопровода, ведь там содержатся все основные требования к его конструкции.
Далее застройщику необходимо узнать расход газа для каждого прибора, который планируется подключить к газопроводу. К примеру, если топливо будет транспортироваться в частный дом, то там чаще всего используются плиты для приготовления пищи, всевозможные отопительные котлы, а в их паспортах всегда стоят нужные цифры.
Кроме того, потребуется знать количество конфорок у каждой плиты, которая будет подключена к трубе.
На следующем этапе сбора необходимых данных отбирается информация о падении давления в местах установки какого-либо оборудования — это может быть счетчик, клапан отсекатель, термозапорный клапан, фильтр, прочие элементы.
В этом случае нужные цифры найти просто — они содержатся в специальной таблице, приложенной к паспорту каждого изделия. Проектировщику следует обратить внимание на то, что должно указываться падение давления при максимальном потреблении газа.
На следующем этапе рекомендуется узнать, каково будет давление голубого топлива в точке врезки. Такие сведения могут содержать технические условия своего горгаза, ранее составленная схема будущего газопровода.
Если сеть будет состоять из нескольких участков, то их необходимо пронумеровать и указать фактическую длину. Кроме того, для каждого следует прописать все изменяемые показатели отдельно — это общий расход любого прибора, который будет использоваться, падение давления, другие значения.
В обязательном порядке понадобится коэффициент одновременности. Он учитывает возможность совместной работы всех потребителей газа, подключенных к сети. Например, всего отопительного оборудования, расположенного в многоквартирном или же частном доме.
Такие данные используются программой, выполняющей гидравлический расчет, для определения максимальной нагрузки на каком-либо участке или во всем газопроводе.
Для каждой отдельной квартиры или дома указанный коэффициент рассчитывать не нужно, так как его значения известны и указаны в приложенной ниже таблице:
Если на каком-то объекте планируется использовать более двух обогревательных котлов, печей, емкостных водонагревателей, то показатель одновременности всегда будет равняться 0,85. Что и нужно будет указать в соответствующей графе, используемой для расчета, программы.
Далее следует указать диаметр труб, а еще понадобятся коэффициенты их шероховатости, которые будут использоваться при строительстве трубопровода. Эти значения стандартные и их легко можно найти в Своде правил.
Влияние материала труб на расчет
Для строительства газопроводов можно использовать трубы, изготовленные только из определенных материалов: стали, полиэтилена. В некоторых случаях применяются изделия из меди. Скоро будут массово использоваться металлопластиковые конструкции.
Сегодня нужные сведения можно получить только для стальных и полиэтиленовых труб. В результате проектирование и гидравлический расчет можно выполнять только с учетом их характеристик, чего требует профильный Свод правил. А также в документе указаны необходимые для исчисления данные.
Коэффициент шероховатости всегда приравнивается к следующим значениям:
- для всех полиэтиленовых труб, причем независимо новые они или нет, — 0,007 см;
- для уже использовавшихся стальных изделий — 0,1 см;
- для новых стальных конструкций — 0,01 см.
Для каких-либо других видов труб этот показатель в Своде правил не указывается. Поэтому их использовать для строительства нового газопровода не стоит, так как специалисты горгаза могут потребовать внести коррективы. А это опять же дополнительные расходы.
Как рассчитать расход на участке
Если газопровод состоит из отдельных участков, то расчет суммарного расхода на каждом из них придется выполнять отдельно. Но это несложно, так как для вычислений потребуются уже известные цифры.
Считаем с помощью программы
Зная изначальные показатели, имея доступ к таблице одновременности и к техническим паспортам плит и котлов, можно приступать к расчету. Для этого выполняются следующие действия (пример приведен для внутридомового газопровода именно низкого давления):
- Количество котлов умножается на производительность каждого из них.
- Полученное значение умножается на уточненный с помощью специальной таблицы коэффициент одновременности для этого вида потребителей.
- Количество плит, предназначенных для приготовления пищи, умножается на производительность каждой из них.
- Полученное после предыдущей операции значение умножается на коэффициент одновременности, взятый из специальной таблицы.
- Полученные суммы для котлов и плит суммируются.
Подобные манипуляции проводятся для всех участков газопровода. Полученные данные вводятся в соответствующие графы программы, с помощью которой выполняются исчисления. Все остальное электроника делает сама.
Расчет с использованием формул
Этот вид гидравлического расчета схож с описанным выше, то есть потребуются те же данные, но процедура будет длительной. Так как все придется выполнять вручную, кроме того, проектировщику понадобится осуществить ряд промежуточных операций, чтобы использовать полученные значения для окончательного подсчета.
А также придется уделить достаточно много времени, чтобы разобраться во многих понятиях, вопросах, которые человек не встречает при использовании специальной программы. В справедливости вышеизложенного можно убедиться, ознакомившись с формулами, которые предстоит использовать.
В применении формул, как и в случае с гидравлическим расчетом с использованием специальной программы, есть особенности для газопроводов высокого, среднего и, конечно же, низкого давления. И об этом стоит помнить, так как ошибка чревата, причем всегда, внушительными финансовыми издержками.
Вычисления с помощью номограмм
Какая-либо специальная номограмма представляет собой таблицу, где указаны ряд значений, изучив которые можно получить нужные показатели, не выполняя вычислений. В случае с гидравлическим расчетом — диаметр трубы и толщину ее стенок.
Существуют отдельные номограммы для полиэтиленовых и стальных изделий. При расчете их использовались стандартные данные, к примеру, шероховатость внутренних стенок. Поэтому за правильность информации можно не переживать.
Пример выполнения расчета
Приведен пример выполнения гидравлического расчета с помощью программы для газопроводов низкого давления. В предлагаемой таблице желтым цветом выделены все данные, которые проектировщик должен ввести самостоятельно.
Они перечислены в пункте о компьютерном гидравлическом расчете, приведенном выше. Это температура газа, коэффициент кинетической вязкости, плотность.
В данном случае осуществляется расчет для котлов и плит, ввиду этого необходимо прописать точное количество конфорок, которых может быть 2 или 4. Точность важна, ведь программа автоматически выберет коэффициент одновременности.
Стоит обратить внимание на нумерацию участков — ее придумывают не самостоятельно, а берут из ранее составленной схемы, где указаны аналогичные цифры.
Далее прописывается фактическая длина газопровода и так называемая расчетная, которая больше. Происходит это потому, что на всех участках, где есть местное сопротивление, необходимо увеличивать длину на 5-10%. Это делается для того, чтобы исключить недостаточное давление газа у потребителей. Программа осуществляет расчет самостоятельно.
Суммарный расход в кубических метрах, для которого предусмотрена отдельная колонка, на каждом участке исчисляется заранее. Если дом многоквартирный, то нужно указывать количество жилья, причем начиная с максимального значения, как видно в соответствующей графе.
В обязательном порядке в таблицу вносятся все элементы газопровода, при прохождении которого теряется давление. В примере указаны клапан термозапорный, отсечной и счетчик. Значение потери в каждом случае бралось в паспорте изделия.
Внутренний диаметр трубы указывается согласно техническому заданию, если у горгаза есть какие-то требования, или из ранее составленной схемы. В этом случае на большинстве участков он прописан в размере 5 см, ведь большая часть газопровода идет вдоль фасада, а местный горгаз требует, чтобы диаметр был не меньше.
Если даже поверхностно ознакомиться с приведенным примером выполнения гидравлического расчета, то легко заметить, что, кроме внесенных человеком значений, присутствует большое количество других. Это все результат работы программы, так как после внесения цифр в конкретные колонки, выделенные желтым цветом, для человека работа по расчету закончена.
То есть само вычисление происходит довольно оперативно, после чего с полученными данными можно отправляться на согласование в горгаз своего города.
Этот ролик дает возможность понять, с чего начинается гидравлический расчет, откуда проектировщики берут нужные данные:
В следующем ролике приведен пример одного из видов компьютерного расчета:
Далее можно ознакомиться с примером расчета с использованием компьютерной программы:
Чтобы выполнить гидравлический расчет с помощью компьютера, как это позволяет профильный Свод правил, достаточно потратить немного времени на ознакомление с программой и сбор нужных данных. Но практического значения все это не имеет, так как составление проекта — процедура гораздо более объемная и включает в себя множество других вопросов. Ввиду этого большинству граждан придется обращаться за помощью к специалистам.
Информация о том, как выполнить гидравлический расчет газопровода. Приведены использующиеся способы, советы выполнения вычислений, тематические фото, видео материалы, пример гидравлического расчета газопровода.
Источник: sovet-ingenera.com
Станьте первым!