7.1.3 Методика гідравлічної ув’язки кілець
У кільцевих газових мережах діють закони Кірхгофа, які викликають перерозподіл газових потоків. Якщо не врахувати дію законів Кірхгофа при технологічному проектуванні газових мереж, то при їх експлуатації фактичні витрати газу на ділянках можуть суттєво відрізнятись від проектних, що погіршить умови газопостачання частини споживачів.
Метод гідравлічної ув’язки полягає у тому, щоб при незмінних діаметрах ділянок, що визначені попереднім розрахунком, внести такі зміни у витрати газу на ділянках, які сприятимуть зменшенню похибки Кірхгофа і тим самим забезпечать виконання другого закону Кірхгофа з необхідною точністю.
Широкого застосування в інженерній практиці розрахунків газових мереж набув метод послідовних наближень витрат гау, теоретичні основи якого розробив проф. В.Г. Лобачов. Практична реалізація зазначеного методу стосовно розрахунку кільцевих газових мереж низького тиску наведена нижче.
Для кожного кільця знаходиться поправочна витрата газу за формулою
,
(7.9)
де
- поправочна витрата газу, яка враховує
нев‘язку в даному кільці, при русі газу
у зоні гідравлічно гладких труб
турбулентного режиму
,
(7.10)
-
поправочна витрата газу, що враховує
нев‘язку в сусідніх кільцях, що мають
спільні ділянки з кільцем, яке
розглядається.
,
(7.11)
де
- перше наближення поправочної витрати
газу для сусідніх кілець, що мають
спільні ділянки з кільцем, що розглядається,
-
відношення зазначених параметрів для
ділянок, що є спільними для двох
відповідних кілець.
Для конкретного випадку, що розглядається, перше наближення поправочних витрат газу для першого і другого кільця відповідно за формулою (7.10)
м3/год,
м3/год.
Друге наближення поправочних витрат газу для першого і другого кілець за формулою (7.11)
м3/год,
м3/год.
Поправочні витрати газу для першого і другого кільця за формулою (7.9)
м3/год,
м3/год.
Уточнені значення витрат газу для кожної ділянки кільця знаходяться за формулами:
для ділянок, що належать одному кільцю
,
(7.12)
для ділянок, що належать двом кільцям
,
(7.13)
де
-
поправочна витрата власного кільця,
-
поправочна витрата сусіднього кільця.
Для кожної ділянки кільцевої частини мережі за уточненими витратами газу і раніше визначеними діаметрами, використовуючи номограму низького тиску (рисунок 7.2), знаходимо уточнені значення гідравлічного нахилу. При користуванні номограмою слід пам'ятати, що при збільшенні за модулем розрахункової витрати газу на ділянці значення уточненого гідравлічного нахилу повинно збільшуватися і навпаки
якщо
,
то
,
якщо
,
то
.
Далі за формулою (7.7) знаходимо уточнені втрати тиску від тертя. Одержані дані оформляємо у таблиці, яка для випадку, що розглядається, має вигляд (див. таблицю 7.3).
Для кожного кільця за формулою (7.8) обчислюємо уточнені значення похибки Кірхгофа. Ітерації повторюємо до досягнення заданої точності гідравлічних розрахунків кілець.
Для випадку, що розглядається, уточнені значення похибок Кірхгофа після другого наближення становлять
,
,
отже гідравлічна ув’язка кілець кільцевої газової мережі графоаналітичним методом завершена.
Таблиця 7.3 – Результати графоаналітичного розрахунку кільцевої частини
газової мережі низького тиску (друге наближення)
-
№ кільця
№ ділянки
№ сусіднього кільця
Поправочна витрата газу для кільця, м3/год
Уточнена витрата газу на ділянці, м3/год
Уточнений гідравлічний нахил, Па/м
Уточнені втрати тиску від тертя , Па
І
2-3
3-4
4-8
2-6
6-7
7-8
ІІ
ІІ
0,5
+15,5
+30,5
+48
-14,5
-87,9
-132,9
1,5
0,92
1,91
1,3
1,02
2,22
+248
+152
+420
-286
-168
-366
= 0
=1640
ІІ
9-6
6-7
7-8
9-10
10-11
11-8
І
І
0,9
+15,9
+87,9
+132,9
-14,1
-44,1
-74,1
1,6
1,02
2,22
1,25
1,75
1,75
+264
+168
+366
-206
-289
-289
= 14
=1582