4.3 Обґрунтування застосування номограм для

гідравлічних розрахунків газових мереж високого

і середнього тиску

Газові мережі високого і середнього тиску – це складна система газопроводів, які з'єднують між собою значних споживачів газу: газорегуляторні пункти, котельні, промислові, сільськогосподарські та комунально-побутові підприємства. Кількість споживачів обмежена, вони мають різну витрату газу і розміщені на неоднакових відстанях. При виконанні зазначених трьох умов гідравлічний розрахунок слід вести для кожної ділянки окремо, тобто необхідно застосувати розрахункову модель газопроводів із зосередженим відбором газу.

При виконанні проектних розрахунків газових мереж відомими параметрами є абсолютний тиск газу на початку мережі і біля кожного споживача, довжини ділянок, максимальні витрати газу для споживачів і фізичні властивості газу, що використовується в системі газопостачання. Мета розрахунку полягає у виборі необхідних діаметрів кожної ділянки, які забезпечують заданий перепад тиску.

Газові мережі населених пунктів складаються з десятків, сотень ділянок, які утворюють складну геометричну конфігурацію і гідравлічно зв'язані між собою. Вибір діаметра однієї з ділянок впливає на результати гідравлічного розрахунку всіх інших ділянок газової мережі. Тому для кожної газової мережі може бути запропонований не один, а множина проектних варіантів, частина з яких є технологічно можливими, але різниться економічними показниками.

Для спрощення розрахунків і прискорення знаходження варіантів мережі, які є технологічно можливими, у практиці проектування газових мереж широко застосовуються номограми – графічні залежності, що базуються на використанні одержаної вище основної розрахункової формули.

Для -ої ділянки газової мережі високого і середнього тиску розрахункова формула приймає вигляд

, (4.14)

де - розрахункова витрата газу на - ій ділянці, - внутрішній діаметр - ої ділянки, - абсолютний тиск газу на початку і в кінці - ої ділянки відповідно, - коефіцієнт гідравлічного опору на - ій ділянці, - коефіцієнт стисливості газу для умов - ої ділянки, - середня температура газу на - ій ділянці, - довжина - ої ділянки газової мережі.

При проведенні проектних розрахунків газових мереж здебільшого приймають, що середня температура газу, коефіцієнт стисливості газу і коефіцієнт гідравлічного опору однакові для всіх ділянок

, , . (4.15)

Формула (4.14) з врахуванням припущень (4.15) приймає такий вигляд

, (4.16)

де - сталий для газової мережі, що проектується, комплекс параметрів.

Вводимо таке позначення

. (4.17)

Формула (4.16) з врахуванням (4.17) може бути записана у вигляді

. (4.18)

Як свідчать результати досліджень, параметри газової мережі близькі до оптимальних, якщо значення параметра приблизно однакові для всіх її ділянок. Тому доцільно виконувати проектні розрахунки за середнім значенням параметра , визначеним для найдовшого (основного) напрямку руху газу в газовій мережі

, (4.19)

де - абсолютний тиск газу на початку і в кінці газової мережі відповідно, - довжина основного напрямку руху газу.

Формула (4.18) з врахуванням умови (4.19) може бути записана так

. (4.20)

Розв'язуємо рівняння (4.20) відносно діаметра - ої ділянки газової мережі

. (4.21)

Рівняння (4.21) характеризує залежність між витратою газу, допустимим питомим зменшенням квадрату тиску газу (параметром ) і необхідним діаметром ділянки газової мережі високого і середнього тиску.

Рівняння (4.21) покладено в основу номограм для розрахунку газових мереж високого і середнього тиску, які широко використовуються для гідравлічних розрахунків систем газопостачання населених пунктів. Методика використання зазначених номограм при графоаналітичних розрахунках газових мереж високого і середнього тиску наведена у наступному розділі.