36. Гидравлический расчет сложных мг.

Частными случаями сложного г/пр явл-ся: 1. однониточные г/пр с участками различного диаметра; 2. г/пр постоянного диаметра с путевыми отборами, подкачками; 3. однониточные г/пр с лупингами; 4. параллельные г/пр; 5. параллельные г/пр с перемычками.

Любой сложный г/пр можно разбить на элементарные участки, к каждому из которых можно применить расчетную зависимость для простых г/пр при выполнении в узловых точках следующих условий: 1. равенство давлений; 2. сохранение массы газа и его типосодержание.

Д ля оценочных расчетов гидравлический расчет сложных участков г/пр выполняется из учета рельефа трассы, выполняется посредством приведения сложной системы к эффективному простому г/пр, при этом используют такие понятия как: эквивалентный г/пр, эквивалентный расход и коэф-т расхода. Гидравлическим эквивалентным однониточным участком или г/пр явл-ся такой участок или г/пр постоянного диаметра, который имеет такую же пропускную способность при тех же начальных и конечных условиях, что и сложный участок или г/пр.

Эквивалентный расход – это такой усредненный и постоянный по длине расход при котором будут такие же потери на трение, что и при изменяющемся расходе по длине. В данном случае сложный г/пр заменяется простым эквивалентным г/пр, но геометрические размеры г/пр (диаметр, длина) остаются теми же самыми.

Коэф-т расхода – это отношение расходов на рассматриваемом г/пр к расходу эталонного простого г/пр.

Приняв, что z_cр, Т_ср постоянные для всех участков и обозначив через А: получим запишем для каждого участка имея ввиду что расход q постоянный для всех участков

Исходя из определения эквивалентного МГ, предполагающего равенство параметров газа (температура и давление) в начале и в конце запишем разность квадратов Р уже эквивалентного ГП

37. Коэф. Гидравлич-го сопрот-я г/пр. Коэф. Эффективности.

Коэф-т гидравлического сопротивления (λ): для участка г/пр с учетом местных сопротивлений принимается на 5% выше коэф-та сопротивления трения λ=1,05λ_тр/Е², где Е – коэф-т гидравлической эффективности г/пр. Принимается для проектируемых г/пр равным 0,95, если на г/пр имеется устройство для периодической очистки внутренней полости т/пр; Е=0,92, если указанное устройство отсутствует.

λ_тр – коэф-т сопротивления трения, который для всех режимов течения газа в г/пр определяется по ф-ле:

, где k – эквивалентная шероховатость труб, для новых труб без внутреннего антикоррозионного покрытия k=0,03 мм; d – внутренний диаметр;

Re=17,75∙q∙Δ/(d∙μ), где μ – динамическая вязкость, Па∙с.

Для магистрального транспорта газа присущ квадратичный режим течения. При этом режиме течения когда отношение 158/Re<<2k/d, формула определения λ_тр записывается так: , при k=0,03 мм λ_тр = 0,03817/d^0,2

38. Изменение давления по длине газопровода. Среднее давление.

Рассмотрим газопровод длиной L с начальным давлением р_н и конечным р_к. Необходимо определить давление в любой точке, например С, на расстоянии х от начала газопровода (рис. 48).

З апишем уравнение расхода для участка АС

и для участка CD

Поскольку расход по длине не изменяется, то приравняем правые части уравнений ; тогда будем иметь

или

Линия, описываемая уравнением , является параболой. Из характера этой кривой видно (рис. 49), что градиент давления увеличивается по длине газопровода, т. е. гидравлический уклон не постоянен. В начале газопровода, когда давление высокое, плотность газа велика. Вследствие этого удельный объем газа мал и скорость движения газа небольшая. По мере удаления газа от начала трубопровода давление уменьшается. При уменьшении давления увеличивается удельный объем газа и, следовательно, скорость его движения, что ведет к росту потерь давления на трение, пропорциональных квадрату скорости.

С увеличением расстояния от КС растет падение давления, приходящееся на единицу дли­ны трубопровода, а следова­тельно, и потери энергии на пе­ремещение газа.

Следовательно, для уменьшения затрат энергии на перекачку газа — одной из основных статей эксплуатационных расходов на газопроводах — целесообразно расстояние между КС сокра­щать. Однако при сокращении длины перегонов между станциями, а следовательно увеличении числа станций, растут капитальные затраты на строительство станций и связанные с ними эксплуатаци­онные расходы. Оптимальное расстояние между станциями и опти­мальный перепад давлений на перегоне определяются исходя из экономических соображений с учетом упомянутых противодейству­ющих друг другу факторов. При нынешнем уровне цен и давлении на выходе КС 5,6 МПа оптимальное давление в конце перегона магистрального газопровода получается не ниже 3,0 МПа.

Среднее давление надо знать для того, чтобы определить коэф-т сжимаемости, количество газа, для расчёта аккумулирующей способности последнего участка газопровода.