7 Гидравлический расчет газовых сетей.

Цель расчета: подбор оптимальных диаметров расчетных участков газовой сети, способных обеспечить заданный расход газа к различным потребителям.

Основанием для гидравлического расчета является схема сети. Расчетная схема должна иметь длины расчетных участков и расчетные расходы на них: для наружных систем с незначительным уклоном местности - это план сети, для внутренних систем - это аксонометрическая схема сети. При движении газа по трубам существуют потери давления. Диаметры расчетных участков подбираются таким образом, чтобы давление у потребителя не оказалось ниже предельно допустимой величины.

Давление жестко регламентируется у потребителей в сетях низкого давления, и называются допустимые перепады давления:

Уличные, внутриквартальные, Па	Дворовые, внутренние, Па	Суммарные потери, Па
1200	600	1800

Гидравлический расчет выполняется в табличной форме при помощи номограмм или таблиц.

Порядок расчета:

- вычерчивается расчетная схема;

- на схеме обозначаются длины расчетных участков и расчетные расходы;

- выбирается главная расчетная ветка - самая удаленная, самая загруженная ветка в системе;

- выполняется увязка ответвлений - расчет участков ответвлений, при котором выполняется условие равенства сопротивлений в точках схода.

В процессе расчета определяется падение давления в газопроводах низкого

давления в зависимости от режима движения газа по газопроводу

характеризуется числом Рейнольдса Re:

Re=0,0354Q/d, (7.1)

где, Q - расход газа при н.у. (t=0⁰С, P=760 мм рт. ст.=0,10132 МПа=1 атм.);

d - внутренний диаметр газопровода, см;

 - коэффициент кинематической вязкости при н.у., м²/с.

В зависимости от значения числа Рейнольдса падение давления в газопроводах

определяется по следующим формулам:

1. для ламинарного режима при Re2000 потери давления будут определяться по формуле:

H=1,132 ^.10⁶Q/d⁴l (7.2)

2. для критического режима 2000<Re4000

H=0,516(Q^2,333/d^5,333^0,333)l (7.3)

3. для турбулентного режима Re>4000

H=69(n/d+1922d/Q)^0,25Q²/d⁵l, (7.4)

где, H - падение давления, Па;

 - плотность газа при н.у., кг/м³;

l - расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м;

n - эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности трубы

(для стальных труб-0,01; для полиэтиленовых-0,002), см.

Расчетный расход газа на участках распределительных наружных газопроводов

низкого давления следует определять как сумму транзитного и путевого

расхода в зависимости от особенностей расчетных участков:

Q_р=0,55Q_п+Q_т, (7.5)

где, Q_р - расчетный расход газа, м³/ч;

Q_п - путевой расход газа, м³/ч;

Q_т - транзитный расход газа, м³/ч;

если Q_п=0, то Q_р= Q_т;

если Q_т=0, то Q_р=0,55Q_п.

Гидравлический расчет среднего (высокого) давления выполняется в квадратичной зависимости и определяется по формуле:

(P₁²-P₂²)/l=1,4 ^.10⁵(n/d+1922d/Q)Q²/d⁵, (7.6)

где, P₁, P₂ - абсолютное давление в начале и в конце расчетного участка, Мпа.

Местные потери сопротивления для наружных сетей принимаются 5%-10% от

линейных потерь. При расчете внутренних систем местные потери

рассчитанные подробно с помощью коэффициента местных сопротивлений ,

учитывающий сопротивление в тройниках, отводах, сужениях, арматуре и т.д.,

приведенные эквивалентной длине. При этом расчетная длина определяется по

формуле:

L_р= l_ф+ l_экв, (7.7)

где, L_р - расчетная длина газопровода, м;

l_ф - фактическая длина, принимаемая с расчетной схемы, м;

 - сумма коэффициентов местных сопротивлений;

l_экв - эквивалентная длина прямолинейного участка газопровода, м, потери

давления на котором равны потерям давления в местном сопротивлении со

значением коэффициента =1.

Потери давления во внутренних газопроводах низкого давления учитывается

гидростатический напор

H_д=±9,81h(_в-_г), Па, 74.8)

где, h - разность абсолютных отметок начальных и конечных участков, м;

_в, _г - плотность воздуха и газа при н.у., кг/м³;

9,81=g - ускорение свободного падения, м/с².

Для ориентировочного определения диаметра газопровода можно воспользоваться формулой:

d=0,036238 Q(273+t)/P_тv, см, (7.9)

где, P_т - среднее (абсолютное) давление газа на расчетном участке газопровода, МПа;

v - скорость движения газа, м/с.