Hydraulisk beregning af gasledninger. Højt og mellemtryk Eksempel på hydraulisk beregning af en lavtryksgasrørledning

Indledning

Den hydrauliske beregning af et gasrørledningsnetværk er baseret på at bestemme de optimale diametre af gasrørledninger, der sikrer passage af de nødvendige mængder gas ved acceptable trykfald. Beregningen er baseret på det maksimalt mulige gasforbrug i timerne med maksimalt gasforbrug. Dette tager højde for timeforbrug af gas til produktionens behov (industri og landbrug), kommunale og husholdningsforbrugere samt til individuelle husholdningsbehov hos befolkningen (opvarmning, varmtvandsforsyning). Som regel, ved hydraulisk beregning af mellem- og højtryksgasrørledninger, tages forbrugernes estimerede gasforbrug som koncentrerede belastninger for lavtryksnetværk, en ensartet fordelt belastning tages også i betragtning. Et karakteristisk træk ved med installation af gaskontrolpunkter for hver forbruger eller en lille gruppe forbrugere i et befolket område er anvendeligheden for dem af princippet om beregning af netværk med ensartet fordelte belastninger.

Hydraulisk beregning af en gasledning.

Når gas bevæger sig gennem rørledninger, falder det indledende tryk gradvist på grund af overvindelse af friktionskræfter og lokal modstand:

Afhængigt af strømningshastigheden, rørdiameteren og gasviskositeten kan dens strømning være laminær, det vil sige ordnet i form af lag, der bevæger sig i forhold til hinanden, og turbulent, når der opstår turbulens i gasstrømmen, og lagene blandes med hinanden . Gasbevægelsestilstanden er karakteriseret ved værdien af ​​Reynolds-kriteriet:

hvor ω - strømningshastighed, m/s; D- rørledningsdiameter, m; ν - kinematisk viskositet, .

Intervallet for overgang fra laminær til turbulent bevægelse kaldes kritisk og er karakteriseret ved Re = 2000–4000. Ved Re = 2000 er flowet laminært, og ved Re = 4000 er det turbulent.

I praksis dominerer turbulente gasbevægelser i gasdistributionsrørledninger. Kun i gasrørledninger med lille diameter, for eksempel i interne gasrør, strømmer gassen laminært ved lave strømningshastigheder. Strømmen af ​​gas gennem underjordiske gasrørledninger betragtes som en isotermisk proces, da temperaturen i jorden omkring gasrørledningen ændrer sig lidt i løbet af den korte tid, gasstrømmen varer.

Der er hydrauliske beregninger af lavtryks- og mellem- (høj)tryksnetværk. Udviklingen af ​​et gasforsyningssystem til en boligbygning involverer et lavtryksnet.

Ved beregning af et lavtryksgasforsyningssystem anvendes en formel til at beregne tryktab i området.

(3)

Hvor – trykforskel i begyndelsen og slutningen af ​​gasrørledningen, er den hydrauliske friktionskoefficient, Q er gasstrømningshastigheden, d er rørets indre diameter, er gasdensiteten, l er længden af ​​gasrørledningen.

Specifikke tryktab i sektioner bestemmes også (Pa/m - for lavtryksnetværk) ved hjælp af formlen:

– tilladt tryktab (Pa – for lavtryksnetværk); L– afstand til det fjerneste punkt, m.

Den indvendige diameter af gasrørledningen er taget fra standardområdet for indvendige diametre af rørledninger: den nærmeste større er til stålgasrørledninger og den nærmeste mindre er til polyethylen.

Den hydrauliske friktionskoefficient λ bestemmes afhængigt af gasbevægelsen gennem gasrørledningen, karakteriseret ved Reynolds-tallet,

Hvor ν er koefficienten for gassens kinematiske viskositet, Q er gasstrømningshastigheden, d er den indre diameter af gasrørledningen.

Og også afhængigt af den hydrauliske glathed af indervæggen af ​​gasrørledningen, bestemt af tilstanden

Hvor n er den ækvivalente absolutte ruhed af den indvendige overflade af rørvæggen, taget lig med 0,01 cm for nye stålrør, 0,1 cm for brugte stålrør, 0,007 cm for polyethylenrør, uanset driftstid, og 0,001 for kobberrør cm.

Afhængigt af værdien af ​​Re, koefficienten for hydraulisk friktion λ:

for laminær gasstrøm ved Re ≤ 2000

for den kritiske tilstand for gasbevægelse ved Re = 2000–4000

(8)

Ved Re = 4000, afhængigt af opfyldelsen af ​​betingelse (6):

for en hydraulisk glat væg (ulighed (6) er sand):

ved 4000 ≤ Re ≤ 100.000

ved Re ˃ 100 000

for ru vægge (ulighed (6) er ikke gyldig) ved Re ˃ 4000

Ved udførelse af hydrauliske beregninger af gasdistributionsnettet tages der således hensyn til gasrørledningens materiale samt rørets ældningsproces, hvilket udtrykkes i en stigning i ruhed og overvækst af stålrør og vedholdenheden af ruhed under drift og krybning af polyethylenrør. Krybningen af ​​et polyethylenrør udtrykkes i en stigning i den indre diameter med 5 under drift under påvirkning af det indre tryk som følge af et fald i tykkelsen af ​​rørvæggen.

Et særligt træk ved polyethylenrør er, at de kan fremstilles af polyethylen med forskellige densiteter: medium - PE 80, høj - PE 63 (i øjeblikket ikke brugt i gasdistributionssystemer), og også baseret på en bimodal copolymer - PE 100. Det er kendt, at det indre lag af væggen i et polyethylenrør er mættet med gas, og mætningsgraden afhænger af gastrykket og væggens tæthed. Gasmætning fører til en ændring i vægruheden, som et resultat af, at rørets hydrauliske modstand ændres. Krybning påvirker også ændringen i ruheden af ​​rørvæggen under drift. Tilsammen bestemmer alle disse faktorer gennemstrømningen af ​​polyethylenrør.

Ved beregning af lavtryksgasrørledninger lagt under forhold med udtalt variabelt terræn, er det nødvendigt at tage højde for det hydrostatiske tryk, Pa,

Hvor h– forskel i geometriske højder af gasrørledningen, m; "+"-tegnet er for gas, der strømmer fra bund til top, og "-"-tegnet er for gas, der strømmer fra top til bund.

Tryktab i lokale modstande er forårsaget af ændringer i størrelsen og retningen af ​​gashastigheder på steder, hvor en gasrørledning går fra en diameter til en anden, i afspærringsventiler, bøjninger, T-stykker osv. Ifølge Weisbach-formlen er tryktab. i lokale modstande, Pa,

For et antal på hinanden følgende lokale modstande på en gasrørledning med samme diameter, deres sum

De gennemsnitlige værdier af koefficienterne for nogle typer lokale modstande er angivet i tabel 1.

Ofte udtrykkes tryktab i lokale modstande gennem en vis ækvivalent længde af en lige rørsektion l eq, hvor lineære tryktab på grund af friktion svarer til tab på grund af en given lokal modstand,

Hvor D- indvendig diameter af gasrørledningen, m; lækvivalent længde, m, af en lige sektion af et rør med en given diameter, ved hvilken tryktabet på grund af friktion er lig med tabet i lokal modstand ved .

Relaterede oplysninger.

En gasrørledning er et strukturelt system, hvis hovedformål er gastransport. Rørledningen hjælper med at udføre bevægelsen af ​​blåt brændstof til det sidste punkt, det vil sige til forbrugeren. For at gøre dette lettere kommer gas ind i rørledningen under et vist tryk. For pålidelig og korrekt drift af hele gasrørledningsstrukturen og dens tilstødende grene kræves en hydraulisk beregning af gasrørledningen.

Hvorfor er en gasledningsberegning nødvendig?

1. Beregning af gasrørledningen er nødvendig for at identificere mulig modstand i gasrøret.
2. Korrekte beregninger gør det muligt kvalitativt og pålideligt at vælge det nødvendige udstyr til et gasstruktursystem.
3. Efter beregningen er foretaget, kan du bedst vælge den korrekte rørdiameter. Som følge heraf vil gasrørledningen kunne give en stabil og effektiv forsyning af blåt brændstof. Gas vil blive leveret ved designtryk, det vil blive hurtigt og effektivt leveret til alle de nødvendige punkter i gasrørledningssystemet.
4. Gasledninger vil fungere optimalt.
5. Med korrekt beregning bør designet ikke indeholde unødvendige eller overdrevne indikatorer ved installation af systemet.
6. Hvis beregningen er udført korrekt, kan bygherren spare økonomisk. Alt arbejde vil blive udført efter planen, kun de nødvendige materialer og udstyr vil blive indkøbt.

Hvordan fungerer hovedgassystemet?

1. Der er et netværk af gasrørledninger inden for bygrænsen. For enden af ​​hver rørledning, som gas skal strømme igennem, er der installeret særlige gasdistributionssystemer, også kaldet gasdistributionsstationer.
2. Når gas leveres til en sådan station, sker der en omfordeling af trykket, eller rettere sagt falder gastrykket.
3. Derefter strømmer gassen til reguleringspunktet og derfra til et netværk med højere tryk.
4. Rørledningen med det højeste tryk er forbundet med det underjordiske lager.
5. For at regulere det daglige brændstofforbrug er der installeret specielle stationer. De kaldes benzintankstationer.
6. Gasrør, hvori gas strømmer ved højt og mellemtryk, tjener som en slags genopfyldning af gasrørledninger med lavt gastryk. For at kontrollere dette er der justeringspunkter.
7. For at bestemme tryktabet såvel som den nøjagtige strøm af hele det nødvendige volumen af ​​blåt brændstof til den endelige destination beregnes den optimale rørdiameter. Beregninger foretages ved hydraulisk beregning.

Hvis der allerede er installeret gasrør, kan du ved hjælp af beregninger finde ud af tryktabet under bevægelsen af ​​brændstof gennem rørene. Dimensionerne på de eksisterende rør er også umiddelbart angivet. Tryktab opstår på grund af modstand.

Der er lokal modstand, der opstår ved drejninger, ved ændringer i gashastighed, og når diameteren af ​​et bestemt rør ændres. Oftere end ikke opstår friktionsmodstanden, uanset omdrejninger og gashastigheden, er hele længden af ​​gasledningen.

Gasrørledningen har mulighed for at transportere gas både til industrielle virksomheder og organisationer og til kommunale forbrugerområder.

Ved hjælp af beregninger bestemmes de punkter, hvor der skal tilføres lavtryksbrændstof. Sådanne punkter omfatter oftest beboelsesejendomme, erhvervslokaler og offentlige bygninger, små forsyningsforbrugere, nogle små kedelhuse.

Hydraulisk beregning med lavt gastryk gennem en rørledning

1. Det er tilnærmelsesvis nødvendigt at kende antallet af beboere (forbrugere) i designområdet, hvor der vil blive tilført lavtryksgas.
2. Der tages højde for hele mængden af ​​gas om året, som vil blive brugt til forskellige behov.
3. Værdien af ​​forbrugernes brændstofforbrug i en vis tid bestemmes af beregninger i dette tilfælde tages en læsning på en time.
4. Placeringen af ​​gasfordelingspunkter bestemmes, og deres antal beregnes.

Gasrørledningssektionens trykfald beregnes. I dette tilfælde omfatter sådanne områder distributionspunkter. Samt den interne rørledning, abonnentfilialer. Derefter tages de samlede trykfald i hele gasrørledningen i betragtning.

1. Arealet af alle individuelle rør beregnes.
2. Befolkningstætheden af ​​forbrugere i et givet område bestemmes.
3. Gasstrømningshastigheden beregnes baseret på arealet af hvert enkelt rør.
4. Beregningsarbejde udføres i henhold til følgende indikatorer:

• beregnede data om længden af ​​gasrørledningssektionen;
• faktiske data om længden af ​​hele sektionen;
• tilsvarende data.

For hver sektion af gasrørledningen er det nødvendigt at beregne de specifikke rejse- og knudeomkostninger.

Hydraulisk beregning med gennemsnitligt brændstoftryk i gasrørledningen

Ved beregning af en gasrørledning med mellemtryk tages der i første omgang hensyn til den indledende gastrykaflæsning. Dette tryk kan bestemmes ved at observere brændstoftilførslen fra hovedgasfordelingspunktet til konverteringsområdet og overgangen fra højtryks- til mediumfordeling. Trykket i strukturen skal være sådan, at indikatorerne ikke falder under de mindst tilladte værdier under spidsbelastning på gasrørledningen.

Beregningerne anvender princippet om trykvariation under hensyntagen til enhedslængden af ​​den målte rørledning.

For at udføre den mest nøjagtige beregning udføres beregninger i flere trin:

1. I den indledende fase bliver det muligt at beregne tryktabet. De tab, der opstår i hovedafsnittet af gasrørledningen, tages i betragtning.
2. Derefter beregnes gasstrømningshastigheden for en given sektion af røret. Baseret på de opnåede gennemsnitlige tryktabsværdier og brændstofforbrugsberegninger fastlægges, hvad den nødvendige rørledningstykkelse er, og de nødvendige rørstørrelser bestemmes.
3. Alle mulige rørstørrelser er taget i betragtning. Derefter, ved hjælp af nomogrammet, beregnes mængden af ​​tab for hver af dem.

Hvis den hydrauliske beregning af en rørledning med et gennemsnitligt gastryk er korrekt, så vil tryktabet på rørsektionerne have en konstant værdi.

Hydraulisk beregning med højt brændstoftryk gennem en gasrørledning

Det er nødvendigt at udføre et hydraulisk beregningsprogram baseret på det høje tryk af koncentreret gas. Flere versioner af gasrøret er valgt, de skal opfylde alle kravene til det resulterende projekt:

1. Den mindste rørdiameter, der kan accepteres inden for projektet for normal funktion af hele systemet, fastlægges.
2. Der tages hensyn til de forhold, hvorunder gasrørledningen vil blive drevet.
3. Specifikke specifikationer er specificeret.

1. Området i området, hvor gasledningen skal passere, er ved at blive undersøgt. Byggepladsplanen gennemgås grundigt for at undgå fejl i projektet under det videre arbejde.
2. Projektdiagrammet er vist. Dens vigtigste betingelse er, at den går rundt om ringen. Diagrammet skal tydeligt vise de forskellige filialer til forbrugsstationerne. Når du tegner et diagram, skal du lave minimumslængden af ​​rørbanen. Dette er nødvendigt for at sikre, at hele gasrørledningen fungerer så effektivt som muligt.
3. I det viste diagram er sektioner af gasledningen målt. Herefter udføres beregningsprogrammet, naturligvis under hensyntagen til skalaen.
4. De opnåede aflæsninger ændres, den estimerede længde af hver rørsektion vist i diagrammet øges lidt med omkring ti procent.
5. Der udføres beregningsarbejde for at bestemme, hvad det samlede brændstofforbrug vil være. I dette tilfælde tages der hensyn til gasforbruget ved hver sektion af rørledningen, så opsummeres det.
6. Det sidste trin i beregningen af ​​en rørledning med højt gastryk vil være at bestemme rørets indre størrelse.

Hvorfor er en hydraulisk beregning af en intern gasrørledning nødvendig?

I løbet af beregningsarbejdet bestemmes typerne af nødvendige gaselementer. Enheder, der er involveret i regulering og levering af gas.

Der er visse punkter i projektet, hvor gaselementer vil blive placeret i overensstemmelse med standarderne, som også tager højde for sikkerhedsforhold.

Viser et diagram over hele det interne system. Dette gør det muligt at identificere eventuelle problemer i tide og udføre installationen nøjagtigt.

Med hensyn til brændstofforsyning tages der hensyn til antallet af opholdsrum, badeværelse og køkken. I køkkenet tages der højde for tilstedeværelsen af ​​sådanne komponenter som en hætte og skorsten. Alt dette er nødvendigt for korrekt at installere enheder og rørledninger til levering af blåt brændstof.

Hydraulisk beregning af det interne gassystem

I dette tilfælde, som ved beregning af en højtryksgasrørledning, tages der hensyn til det koncentrerede gasvolumen.

Diameteren af ​​sektionen af ​​den interne hovedledning beregnes i henhold til den forbrugte mængde blåt brændstof.

Der tages også højde for tryktab, der kan forekomme langs gasleveringsruten. Designsystemet skal have de lavest mulige tryktab. I interne gassystemer er et fald i tryk en ret almindelig begivenhed, så beregning af denne indikator er meget vigtig for en effektiv drift af hele rørledningen.

I højhuse beregnes udover trykændringer og forskelle hydrostatisk løftehøjde. Fænomenet hydrostatisk tryk opstår, fordi luft og gas har forskellige tætheder, hvilket resulterer i denne type tryk i et lavtryksgasrørledningssystem.

Der foretages beregninger af størrelsen af ​​gasrør. Den optimale rørdiameter kan sikre det laveste tryktab fra omfordelingsstationen til punktet for gaslevering til forbrugeren. I dette tilfælde skal beregningsprogrammet tage højde for, at trykfaldet ikke bør overstige fire hundrede pascal. Dette trykfald indgår også i fordelingsarealet og konverteringspunkterne.

Ved beregning af gasforbrug tages der højde for, at forbruget af blåt brændstof er ujævnt.

Den sidste fase af beregningen er summen af ​​alle trykfald, den tager højde for den samlede tabskoefficient på hovedlinjen og dens grene. Den samlede indikator vil ikke overstige de maksimalt tilladte værdier, den vil være mindre end halvfjerds procent af det nominelle tryk angivet af instrumenterne.

For at lette beregninger baseret på formlerne (VI. 19) - (VI.22) er der udviklet tabeller og nomogrammer. Fra dem bestemmer de med tilstrækkelig nøjagtighed til praktiske formål: baseret på en given strømningshastighed og tryktab, den nødvendige diameter af gasrørledningen; for en given diameter og tab - gennemstrømningen af ​​gasrørledningen; for en given diameter og strømningshastighed - tryktab; ifølge kendte lokale modstande - tilsvarende længder. Hver tabel og nomogram er udarbejdet for gas med en vis massefylde og viskositet og separat for lavt eller middel og højt tryk. Til beregning af lavtryksgasrørledninger bruges oftest tabeller, hvis struktur er godt illustreret i tabel. VI.2. Udvalget af rør i dem er kendetegnet ved den ydre diameter d„, vægtykkelse s og indvendig diameter d. Hver diameter svarer til det specifikke tryktab D r og tilsvarende længde Z 3KB, afhængig af en bestemt gasstrøm V. Nomogrammer (fig. VI.3 - VI.7) er den grafiske ækvivalent af dataene i tabellerne.

Tabel VI.2

Tryktab Ar og tilsvarende længder i for naturgas (p = 0,73 kg/m 3, v = 14,3 * 10 "* m 2 / sek, stål vand- og gasrør i henhold til 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)

Note. Tælleren viser tryktabet, kgf/m* pr. 1 u, nævneren er den invivalente længde, og.

EN- naturligt indslag, p - 0,73 kg/m*, v = 14,3'Yu - * m*/sek; b - propangas, p?= 2 Kf/m *, v "= 3,7* 10~* m"/sek.

Eksempel 17. Gennem et rør (GOST 3262-62) dH X s= 26,8 X 2,8 mm lang jeg = 12 m naturgas med lavt tryk med p = 0,73 kg/m 9 leveres i mængde V= 4 m 3 / t. En propventil er installeret på gasrørledningen og to 90° bøjede albuer er installeret. Bestem tryktab i gasrørledningen.

Løsning. G1o bord VJ.2 finder vi det ved flow V= 4 m 9 /h specifikke friktionstab Ar - 0,703 kg/m2 pr. 1 m, og den tilsvarende længde? Ek p = = 0,52 m Ifølge pas data. 108 finder vi koefficienterne for lokal modstand: For en propventil = 2,0 og for en bøjet albue 90°? 2 = 0,3. Beregnet længde af gasrørledningen efter formel (VI.29) / beregnet = 12 + (2,0 + 2-0,3) X 0,52 = = 13,5 m Påkrævet totalt tryktab Dr sum - 13,5-0,703 = = 9,52 kg/m2.

Eksempel 18. Langs en gasdistributionsrørledning af lavtryksstål samlet af rør dH X s= 114 X 4 mm, lang jeg = 250 m naturgas leveres med p = 0,73 kg/m 9 i mængde V- 200 m 3 /h. Den geodætiske højde af endegasrørledningen er 18 m højere end den oprindelige. Bestem tryktabet i gasrørledningen.

Løsning. Ifølge nomogrammet i fig. VI.3 finder vi, at ved en strømningshastighed V = = 200 m 3 / h, er det specifikke tryktab på grund af friktion i gasrørledningen d H Xs = 114 X X 4 mm A r - 0,35 kg/m2 pr. T.V. jeg race Ch = 1,1 1fakta = 1,1 * 250 = 275 m Samlet tryktab på grund af friktion og lokal modstand Lr SuI = 0,35-275 = 96 kg/m 2.

Den transporterede gas er lettere end luft, derfor skabes hydrostatisk tryk i gasrørledningen. Ifølge formel (VI.24) Ar g ~ 18 (1,293 - 0,73)

*=“10 kg/m2. Så er det nødvendige tryktab i gasrørledningen Ap* aKX = 96 - - 10 = 86 kgf/cm 2.

Eksempel 19. Gennem en gasrørledning af lavtryksstål d H X s = = 21,3-2,8 mm og længde jeg = 10 m propan leveres i mængde V== 1,2'm 8 /t. En propventil er installeret på gasrørledningen, og der er en 90° bøjet albue. Bestem tryktab i gasrørledningen.

Løsning. Ifølge nomogrammet i fig. VI.4 finder vi det ved gasflow

V= 1,2 m 3 /h specifikke friktionstab Ar= 0,75 kg/m2 pr. 1 m Ifølge nomogrammet i fig. VI.5, b for disse forhold er gasrørledningens ækvivalente længde /ekp = 0,41 m ifølge data på s. 108 lokale modstandskoefficienter: for en propventil?, = 2,0, for en bøjet bøjning 90 s ? 2 = 0,3.

Den estimerede længde af gasrørledningen i henhold til formel (VI.29) 1 raS h = 10 + 0,41 (2,0 + + 0,3) = 10,94 11 m. Det nødvendige samlede tryktab Dr sum = 11 X

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

Eksempel 20. Gennem en stålgasrørledning Dy= 200 mm, 1600 m lang, naturgas med en densitet p = 0,73 kg/m 3 tilføres i en mængde på 5000 m 8 /h. Bestem overtrykket for enden af ​​gasrørledningen, hvis det i begyndelsen af ​​gasrørledningen er lig med 2,5 kgf/cm 2.

Løsning. Ifølge nomogrammet i fig. VI.7 finder vi det med gasforbrug

V- 5000 m 3 /h for gasledning Dy= 200 mm (p - pl)IL= 1,17. Derfor det absolutte tryk for enden af ​​gasrørledningen

kgf/cm2. For højt tryk for enden af ​​gasrørledningen r,-= 2,22 kgf/cm 8,

Ved design af rørledninger udføres valget af rørstørrelser på grundlag af en hydraulisk beregning, der bestemmer den indvendige diameter af rørene til at passere den nødvendige mængde gas med acceptable tryktab eller omvendt tryktabet ved transport af den nødvendige mængde gas gennem bjælkehuse med en given diameter.

Modstand mod gasbevægelser i rørledninger er sammensat af lineære friktionsmodstande og lokale modstande: Friktionsmodstande "virker" i hele længden af ​​rørledninger, og lokale skabes kun ved ændringer i hastigheden og retningen af ​​gasbevægelsen (hjørner, tees osv.). Detaljerede hydrauliske beregninger af gasrørledninger udføres i henhold til formlerne givet i SP 42-101-2003, som tager hensyn til både gasbevægelsesmåden og de hydrauliske modstandskoefficienter for gasrørledninger. En forkortet version findes her.

For at beregne den indre diameter af en gasrørledning skal du bruge formlen:

Dp = (626Aρ 0 Q 0 /ΔP slag) 1/m1 (5.1)

Hvor dp er den anslåede diameter, cm; A, m, m1 - koefficienter afhængigt af netværkskategorien (tryk) og gasrørledningsmateriale; Q 0 - beregnet gasstrøm, m 3 / h, under normale forhold; ΔРsp - specifikt tryktab (Pa/m for lavtryksnetværk)

ΔP slag = ΔP add /1,1L (5.2)

Her ΔР add - tilladt tryktab (Pa); L - afstand til det fjerneste punkt, m Koefficienter A, m, m1 bestemmes ud fra tabellen nedenfor.

Den indvendige diameter af gasrørledningen er taget fra standardområdet for indvendige diametre af rørledninger: den nærmeste større er til stålgasrørledninger og den nærmeste mindre er til polyethylen.

Det beregnede samlede gastryktab i lavtryksgasrørledninger (fra gasforsyningskilden til den fjerneste enhed) accepteres ikke at være mere end 1,80 kPa (inklusive i gasdistributionsrørledninger - 1,20 kPa), i gasindløbsrørledninger og interne gasrørledninger - 0,60 kPa.

For at beregne trykfaldet er det nødvendigt at bestemme sådanne parametre som Reynolds-tallet, som afhænger af arten af ​​gasbevægelsen og den hydrauliske friktionskoefficient λ. Reynolds-tallet er et dimensionsløst forhold, der afspejler den tilstand, som en væske eller gas bevæger sig i: laminær eller turbulent.

Overgangen fra laminært til turbulent regime sker ved at nå det såkaldte kritiske Reynolds tal R eкp. Hos Re< Re кp течение происходит в ламинарном режиме, при Re >Re kp - turbulens kan forekomme. Den kritiske værdi af Reynolds-tallet afhænger af den specifikke type flow.

Reynolds-tallet som et kriterium for overgangen fra laminær til turbulent strømning og tilbage fungerer relativt godt for trykstrømme. Ved overgang til fritflydende strømninger øges overgangszonen mellem laminære og turbulente regimer, og brugen af ​​Reynolds-tallet som kriterium er ikke altid gyldig.

Reynolds-tallet er forholdet mellem de inertikræfter, der virker i strømmen, og de viskøse kræfter. Reynolds-tallet kan også betragtes som forholdet mellem den kinetiske energi af en væske og energitabet over en karakteristisk længde.
Reynolds-tallet i forhold til kulbrintegasser bestemmes af følgende forhold:

Re = Q/9πdπν (5.3)

Hvor Q er gasstrøm, m 3 / h, under normale forhold; d - indvendig diameter af gasrørledningen, cm; π - tal pi; ν er koefficienten for gassens kinematiske viskositet under normale forhold, m 2 /s (se tabel 2.3).
Diameteren af ​​gasrørledningen d skal opfylde betingelsen:

(n/d)< 23 (5.4)

Hvor n er den ækvivalente absolutte ruhed af den indre overflade af rørvæggen, taget lig med:

For nye stål - 0,01 cm;
- for brugte stål - 0,1 cm;
- for polyethylen, uanset driftstid - 0,0007 cm.

Den hydrauliske friktionskoefficient λ bestemmes afhængigt af gasbevægelsen gennem gasrørledningen, karakteriseret ved Reynolds-tallet. For laminær gasstrøm (Re ≤ 2000):

λ = 64/Re (5.5)

For kritisk gasbevægelsestilstand (Re = 2000–4000):

λ = 0,0025 Re 0,333 (5.6)

Hvis Reynolds talværdien overstiger 4000 (Re > 4000), er følgende situationer mulige. Til en hydraulisk glat væg i et forhold på 4000< Re < 100000:

λ = 0,3164/25 Re 0,25 (5.7)

For Re > 100.000:

λ = 1/(1,82logRe – 1,64) 2 (5.8)

For ru vægge ved Re > 4000:

λ = 0,11[(n/d) + (68/Re)] 0,25 (5.9)

Efter bestemmelse af ovenstående parametre beregnes trykfaldet for lavtryksnetværk ved hjælp af formlen

P n – P k = 626,1λQ 2 ρ 0 l/d 5 (5.10)

Hvor P n er det absolutte tryk ved begyndelsen af ​​gasrørledningen, Pa; P k - absolut tryk for enden af ​​gasrørledningen, Pa; λ - hydraulisk friktionskoefficient; l er den estimerede længde af en gasrørledning med konstant diameter, m; d - indvendig diameter af gasrørledningen, cm; ρ 0 - gasdensitet under normale forhold, kg/m 3 ; Q - gasforbrug, m 3 / h, under normale forhold;

Gasforbrug i sektioner af eksterne lavtryksgasdistributionsrørledninger, der har gasrejseomkostninger, bør bestemmes som summen af ​​transit- og 0,5 gasrejseomkostninger i en given sektion. Trykfaldet i lokale modstande (knæ, T-stykker, afspærringsventiler osv.) tages i betragtning ved at øge den faktiske længde af gasrørledningen med 5–10 %.

For eksterne overjordiske og interne gasrørledninger bestemmes den estimerede længde af gasrørledninger af formlen:

L = 11 + (d/100λ)Σξ (5.11)

Hvor l 1 er den faktiske længde af gasrørledningen, m; Σξ - summen af ​​de lokale modstandskoefficienter for gasrørledningssektionen; d - indvendig diameter af gasrørledningen, cm; λ er koefficienten for hydraulisk friktion, bestemt afhængigt af strømningsregimet og den hydrauliske glathed af gasrørledningens vægge.

Lokal hydraulisk modstand i gasrørledninger og de resulterende tryktab opstår, når retningen af ​​gasbevægelsen ændres, såvel som på steder, hvor strømme adskilles og smelter sammen. Kilder til lokal modstand er overgange fra en størrelse gasrørledning til en anden, albuer, bøjninger, tees, kryds, kompensatorer, afspærrings-, kontrol- og sikkerhedsventiler, kondensatopsamlere, hydrauliske ventiler og andre enheder, der fører til kompression, ekspansion og bøjning af gasstrømme. Trykfaldet i de lokale modstande anført ovenfor kan tages i betragtning ved at øge designlængden af ​​gasrørledningen med 5–10 %. Estimeret længde af eksterne luftledninger og interne gasledninger

L = l 1 + Σξ e (5.12)

Hvor l 1 er den faktiske længde af gasrørledningen, m; Σξ - summen af ​​de lokale modstandskoefficienter for en gasrørledningssektion med længden l 1, l e - den konventionelle ækvivalente længde af en lige sektion af en gasrørledning, m, hvor tryktabet er lig med tryktabet i lokal modstand med værdien af ​​koefficienten ξ = 1.

Tilsvarende længde af en gasrørledning afhængig af gasbevægelsesmåden i gasrørledningen:
- til laminær bevægelsestilstand

Le = 5,5 10-6 Q/v (5.13)

Til kritiske gasstrømningsforhold

L e = 12,15d 1,333 v 0,333 /Q 0,333 (5.14)

For hele området med turbulente gasbevægelser

L e = d/ (5.15)

Ved beregning af interne lavtryksgasrørledninger til beboelsesbygninger, tilladte gastryktab på grund af lokal modstand, % af lineære tab:
- på gasrørledninger fra indgangene til bygningen til stigrøret - 25;
- på stigrør - 20;
- på ledninger internt i lejligheden - 450 (med en ledningslængde på 1–2 m), 300 (3–4 m), 120 (5–7 m) og 50 (8–12 m),

Omtrentlige værdier af koefficienten ξ for de mest almindelige typer af lokale modstande er angivet i tabel. 5.2.
Trykfaldet i rørledningerne i væskefasen af ​​LPG bestemmes af formlen:

H = 50λV 2 ρ/d (5,12)

Hvor λ er den hydrauliske friktionskoefficient (bestemt ved formel 5.7); V - gennemsnitlig bevægelseshastighed for flydende gasser, m/s.

Under hensyntagen til anti-kavitationsreserven antages de gennemsnitlige bevægelseshastigheder af væskefasen:
- i sugerørledninger - ikke mere end 1,2 m/s;
- i trykrørledninger - højst 3 m/s.

Ved beregning af lavtryksgasrørledninger tages der højde for det hydrostatiske tryk Hg, daPa, bestemt af formlen

H g = ±lgh(ρ a – ρ 0) (5.13)

Hvor g er tyngdeaccelerationen, 9,81 m/s 2 ; h er forskellen i absolutte højder af de indledende og sidste sektioner af gasrørledningen, m; ρ a - luftdensitet, kg/m 3, ved en temperatur på 0°C og et tryk på 0,10132 MPa; ρ 0 - gasdensitet under normale forhold kg/m 3.

Ved udførelse af hydrauliske beregninger af overhead og interne gasrørledninger, under hensyntagen til graden af ​​støj, der skabes af gasbevægelser, bør gasbevægelseshastigheder tages som ikke mere end 7 m/s for lavtryksgasrørledninger, 15 m/s for medium -trykgasrørledninger, 25 m/s for højtryksgasrørledninger .

Tabel 5.2. Lokale modstandskoefficienter ξ for turbulent gasbevægelse (Re > 3500)

Type lokal modstand	Mening	Type lokal modstand	Mening
Bøjninger:		Kondensatsamlere	0,5–2,0
bøjet glat	0,20–0,15	Hydrauliske ventiler	1,5–3,0
svejset segmental	0,25–0,20	Pludselig udvidelse af rørledninger	0,60–0,25
Stikventil	3,0–2,0	Pludselig indsnævring af rørledninger	0,4
Ventiler:		Jævn udvidelse af rørledninger (diffusorer)	0,25–0,80
parallel	0,25–0,50	Jævn indsnævring af rørledninger (forvirrende)	0,25–0,30
med symmetrisk indsnævring af væggen	1,30–1,50	T-shirts
Kompensatorer:		flette tråde sammen	1,7
bølget	1,7–2,3	trådadskillelse	1,0
lireformet	1,7–2,4
U-formet	2,1–2,7



Gasforbruget er kendetegnet ved store ujævnheder på tværs af årets måneder, dage, uger og timer på døgnet.

Driftstilstanden for gasforsyningssystemet til bygninger afhænger af mange faktorer: i boligbyggerier - af antallet og typen af ​​installerede gasapparater, graden af ​​forbedring af bygningerne, klimatiske forhold, tidspunkt på året, antallet af mennesker, der bor i bygningerne; i kommunale, offentlige og industrielle bygninger, ud over de anførte faktorer - om arten af ​​driften af ​​teknologisk udstyr og teknologiske processer, driftsformen for værksteder og virksomheden som helhed.

Gasforsyningssystemer er designet til at levere den maksimale estimerede timelige gasstrømningshastighed, som bestemmes af den årlige gasefterspørgsel.

Det maksimale timeforbrug af gas til økonomiske behov og produktionsbehov under normale forhold (tryk 0,1 MPa ved 0°C) bestemmes af formlen

hvor er det årlige gasforbrug, m 3 /år; − overgangskoefficient fra årligt gasforbrug til maksimalt timetal (koefficient for maksimalt timeforbrug).

For boliger og offentlige bygninger bestemmes det estimerede timelige gasforbrug under hensyntagen til det samlede antal gasapparater af samme type n, antallet af deres typer eller grupper af samme type m, det nominelle gasforbrug for et gasapparat - i henhold til passet eller tekniske specifikationer, m 3 / h, og koefficienten for samtidig drift af enhederne, i henhold til formlen

For at beregne gasrørledninger udføres en hydraulisk beregning baseret på betingelserne for uafbrudt gasforsyning i timer med maksimalt gasforbrug.

Beregning af gasnetværksrørledninger handler om at vælge rørdiametre baseret på beregnede strømningshastigheder og gastryktab.

Foreløbig bestemmelse af diametrene af individuelle beregnede sektioner af gasrørledninger udføres i henhold til formlen

hvor er det timelige gasforbrug, m 3, under normale startbetingelser for gastryk og temperatur (0,1 MPa og 0°C); − absolut gastryk ved designsektionen af ​​gasrørledningen, MPa; – gashastighed, m/s.

Dernæst bestemmes gastrykfaldet langs gasledningens længde og i lokale modstande: ved sving, i forbindelser, i fittings, fittings osv. Under hensyntagen til gassens yderligere hydrostatiske tryk sammenlignes dette trykfald med den tilladte. Hvis trykfaldet overstiger den tilladte værdi, genberegnes diametrene i de enkelte beregnede sektioner i retning af deres stigning.

Faldet i gastryk langs længden af ​​en lavtryksgasrørledning bestemmes afhængigt af gasbevægelsesmåden, som er karakteriseret ved Reynolds-tallet:

For laminær tilstand for gasbevægelse ved Re ≤ 2000 er gastrykfaldet på grund af friktion langs længden:

til turbulent tilstand ved Re > 4000

hvor er trykfaldet, Pa; – gasforbrug, m 3 /h, under normale forhold (tryk 0,1 MPa og temperatur 0°C); d – indvendig diameter af gasrørledningen, cm; – gassens kinematiske viskositetskoefficient, m 2 /s, under normale startbetingelser for gastilstanden; – gasdensitet, kg/m 3 , også under normale startgasforhold; – ækvivalent absolut ruhed af rør: for stålrør = 0,01, polyethylenrør = 0,005; – estimeret længde af en gasrørledningssektion med samme diameter, cm.

For interne og eksterne gasrørledninger bestemmes den estimerede længde under hensyntagen til den reducerede længde, afhængigt af rørets ækvivalente længde, under hensyntagen til lokal modstand:

hvor er den anslåede længde af gasrørledningen, m; – faktisk længde af gasrørledningen, m; − reduceret længde af gasrørledningen, m, lig med:

– ækvivalent længde, over hvilken gastrykfaldet på grund af friktion er lig med trykfaldet i lokale modstande ved = 1; ∑ζ – summen af ​​de lokale modstandskoefficienter på den beregnede sektion af gasrørledningen med en længde på .

Den ækvivalente længde bestemmes af formlerne:

til laminær gasbevægelse

til turbulent gasbevægelse

For beboelsesbygninger i lavtryksgasledninger opgøres lokale gastryktab som en del af tabene på langs, dvs. lineære tab, %:

fra input til stigrør……………………………………………………………… 25

på stigrør………………………………………………………………………………………20

på ledninger internt i lejligheden afhængigt af længden, %:

op til 2 m………………450 op til 7 m………………………120

» 4 m………………300 » 12 m………………50

Den tilladte værdi af tryktab accepteres:

i interne og gårdgasrørledninger……………60 daPa (60 mm)

i gade- og gasrørledninger inden for blok…….120 daPa (120 mm)

Det samlede tilladte tryktab i lavtryksdistributionsnet (fra gasdistributionsstationen til den fjerneste gasforbruger) er således 180 daPa.

Ved hydraulisk beregning af en bygnings gasledningsnetværk er det nødvendigt at tage højde for det naturlige hydrostatiske tryk af gas, som opstår på grund af det faktum, at gasdensiteten er mindre end luftens tæthed, og som følge heraf gassen stiger op ad gasledningen.

Hydrostatisk hoved, Pa, bestemmes af formlen

hvor er højden af ​​gasstigning, dvs. forskel mellem geodætiske mærker af initial og

sidste sektion af gasrørledningen, m;

Og – densitet af luft og gas, kg/m 3, under normale startforhold

gassens tilstand (tryk 0,1 MPa og temperatur 0°C).

Som følge af den hydrauliske beregning bør betingelsen for at sikre gasforsyningen til forbrugerne kontrolleres, dvs. så gastrykket ved indløbet ikke er mindre end det krævede tryk under hensyntagen til det hydrostatiske tryk:

Det nødvendige tryk er:

hvor er det påkrævede gastryk ved den dikterende gasanordning, Pa eller daPa; − hydrostatisk hoved, Pa;

∑ – summen af ​​tryktab langs længden og i lokale modstande i netværket fra input til den dikterende gasanordning, Pa.

Hvis uligheden ikke er opfyldt, bør rørdiametrene øges for at reducere det samlede tryktab.

For normal drift af husholdningsgasapparater er der altid angivet et nominelt gastryk på 2 (200 mm) eller 1,3 kPa (130 mm), derfor indstilles gastrykket efter hydraulisk frakturering i gasnettet til 3 (300 mm) eller 2 kPa (200 mm).

Ved beregning af gasnetværk i bygninger skal der således tages hensyn til følgende forhold:

1. Ved indløbet skabes et tilgængeligt gastryk svarende til det effektive (faktiske) tryk plus yderligere naturgastryk (hydrostatisk tryk), dvs.

2. Det tilgængelige tryk skal altid ikke være mindre end det krævede:

3. Det nødvendige tryk består af tab langs længden og i lokale modstande og det nominelle tryk for gasapparater uden naturligt hydrostatisk tryk.

4. Beregning af gasnettet skal udføres korrekt, således at mængden af ​​tilladte tryktab i gasnetværk ikke er mindre end de faktiske tab:

Den tilladte værdi af tryktab i gasnet er angivet

i tabel 25.1.