7.1.2 Гідравлічний розрахунок ділянок кілець за допомогою номограм

Для кожного основного напрямку руху газу обчислюємо середній гідравлічний нахил за формулою

, (7.4)

де - розрахункова довжина основного напрямку руху газу,

. (7.5)

У випадку, що розглядається, для трьох основних напрямків руху газу в газовій мережі одержуємо

Па/м,

Па/м,

Па/м.

Результати гідравлічного розрахунку кілець доцільно оформляти у вигляді таблиці ( див. таблицю 7.2).

Для подальшого врахування впливу законів Кірхгофа на гідравлічний режим руху газу розрахунковій витраті газу і втратам тиску на кожній ділянці в кожному кільці присвоюємо знак “плюс” чи “мінус” за таким принципом:

знак “плюс” - при русі газу на ділянці за стрілкою годинника;

знак “мінус” - при русі газу на ділянці проти стрілки годинника.

Гідравлічний розрахунок розпочинаємо з ділянок кільця І. Виписуємо у таблицю 7.2 ділянки першого кільця у такій послідовності: спочатку ділянки з плюсовим напрямом руху газу, далі – з мінусовим. Для ділянок, які одночасно належать двом кільцям, у спеціальній графі таблиці 7.2 вказуємо номер сусіднього кільця. Виписуємо геометричні довжини ділянок і визначаємо розрахункові довжини ділянок за формулою

. (7.6)

Із таблиці 7.1 виписуємо у таблицю 7.2 розрахункові витрати газу для ділянок першого кільця. Вказуємо, на якому основному напрямку руху газу знаходиться кожна ділянка кільця і яке значення середнього гідравлічного нахилу відповідає цьому напрямку.

Для кожної ділянки, що входить у кільця, за розрахунковою витратою газу та відповідним значенням середнього гідравлічного нахилу, використовуючи спеціальну номограму для розрахунку сталевих газопроводів низького тиску (рисунок 7.2), знаходимо необхідний діаметр газопроводу. Одержане значення заокруглюємо здебільшого до найближчого більшого стандартного значення діаметра газопроводу. За допомогою цієї ж номограми визначаємо фактичне значення гідравлічного нахилу при вибраному діаметрі газопроводу. Далі обчислюємо втрати тиску від тертя на ділянці за формулою

. (7.7)

Після завершення гідравлічного розрахунку кільця І, аналогічно виконується розрахунок кільця ІІ і т.д. При розрахунку багатокільцевих газових мереж слід пам’ятати, що ділянки, спільні для двох кілець, слід рахувати за номограмою тільки один раз. При другому розрахунку спільної для двох кілець

ділянки записуються готові результати з протилежним знаком біля витрати газу і втрат тиску від тертя.

Для кожного кільця знаходимо суму втрат тиску на його ділянках з врахуванням знаку , суму абсолютних величин втрат тиску та суму відношень втрат тиску до розрахункової витрати газу .

Для визначення ступеня виконання другого закону Кірхгофа обчислюємо похибку Кірхгофа для кожного кільця за формулою

. (7.8)

Для випадку, що розглядається, похибка Кірхгофа для першого і другого кільця дорівнює відповідно

,

.

Якщо хоча б для одного кільця похибка Кірхгофа перевищує задану точність розрахунку, то це свідчить про необхідність виконання гідравлічної ув’язки кілець. При графоаналітичних методах розрахунку газових мереж кільцевої структури необхідна точність виконання другого закону Кірхгофа становить 5-10 %, при аналітичних методах – 1 %.

Якщо поправочні витрати для кілець мають значну величину, то необхідно внести зміни у проектні рішення щодо розрахункової схеми або діаметрів окремих ділянок кільцевої частини газової мережі.

У випадку, що розглядається, похибки невеликі, однак похибка Кірхгофа для другого кільця перевищує задану точність розрахунку 5 %, що свідчить про необхідність проведення процедури гідравлічної ув’язки кілець.

Таблиця 7.2 – Результати графоаналітичного розрахунку кільцевої частини газової мережі низького тиску

(перше наближення)

№ кільця	№ ділянки	№ сусіднього кільця	Довжина, м		Розрахункова витрата газу , м3/год	№ основного напрямку, середній гідравлічний нахил , Па/м	Діаметр ділянки мм	Гідравлічний нахил , Па/м	Втрати тиску від тертя , Па	Відношення , Па/(м3/ год)
			геометрична	розрахункова
І	2-3 3-4 4-8 2-6 6-7 7-8	ІІ ІІ	150 150 200 200 150 150	165 165 220 220 165 165	+15 +30 +47,5 -15 -87,5 -132,5	1 1 1,7 1 2 2 2,2 2	57×3 76×3 76×3 57×3 108×3 108×3	1,4 0,9 1,9 1,4 1,0 2,2	+231 +148 +418 -308 -166 -363 = - 39 = =1633	15,40 4,93 8,80 20,53 1,88 2,74 =54,28

Закінчення таблиці 7.2

№ кільця	№ ділянки	№ сусіднього кільця	Довжина, м		Розрахункова витрата газу , м3/год	№ основного напрямку, середній гідравлічний нахил , Па/м	Діаметр ділянки мм	Гідравлічний нахил , Па/м	Втрати тиску від тертя , Па	Відношення , Па/(м3/ год)
			геометрична	розрахункова
ІІ	9-6 6-7 7-8 9-10 10-11 11-8	І І	150 150 150 150 150 150	165 165 165 165 165 165	+15 +87,5 +132,5 -15 -45 -75	2 2 2,2 2 3 3 2,4 3	57×3 108×3 108×3 57×3 76×3 89×3	1,4 1,0 2,2 1,4 1,8 1,8	+231 +165 +363 -231 -297 -297 = - 66 = =1584	15,40 1,88 2,74 15,40 6,60 3,96 =45,98