33. Гидравлический расчет сложных г/пр.

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.

Для 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.

34. Расчет газопровода с отборами и подкачками.

В данном случае для приведения сложного г/пр к простому целесообразно воспользоваться методом эквивалентного расхода. Для данного случая сложного г/пр должны быть известны расходы в точках отбора или подкачек, длины при расстоянии м/у точками отбора, а задачей расчета является расчет конечного давления, расчет давления в точках отбора или расчет диаметра при заданном конечном давлении. Задавшись квадратичным режимом течения газа на всех участках и принимая λ, z_ср и Т_ср постоянными для всех участков можно определить эквивалентный расход по формуле:

, где L=L_экв=

35. Г/пр с участками различного диаметра.

;

Приняв z_ср и Т_ср = const для всех участков и обозначив ч/з , то . Запишем ур-е разности квадратов давлений для каждого участка: ; ; ; .

И сложив правые и левые части этих ур-ий, мы получим: .

Исходя из определения эквивалентного г/пр, предполагающего равенство параметров газа в начале и в конце сложного и эквивалентного ему г/пр, можно записать разность квадратов дав-я для экв-го г/пр: . Если предположить квадратный режим течения газа на всех участках сложного г/пр, то мы избавляемся от определения λ. λ=1,05 λ_тр/Е²; ; ; ; . Приняв d_э=d₁, получим .

36. Увеличение пропускной способности газопровода

1. Укладка параллельной нитки (лупинга). До увеличения пропускной способности имелся газопровод длиной L и диа­метром D₀. Начальное и конечное давления соответственно рав­нялись р_н и р_к. Расход газа — Q₀. Необходимо увеличить про­пускную способность газопровода до величины Q путем сооруже­ния лупинга. Обозначим диаметр лупинга — D_л, а длину — х_л. Перепад давления на концах газопровода остается без изменения (рис. 52).

Необходимо определить длину лупинга х_л заданного диа­метра D_л. Предполагаем, что режим течения изменяется незначи­тельно и можно считать, что коэффициент гидравлического сопротивления до и после увеличения пропускной способности одинаков.

Из уравнения определяется длина лупинга. При изве­стной длине лупинга можно определить другие параметры, на­пример диаметр лупинга или пропускную способность после укладки лупинга.

При х_л = L и при D_л = D₀ из уравнения имеем (Q₀/Q)² = ¼ или Q = 2Q.

Из практических соображе­ний лупинг лучше сооружать в конце трубопровода, так как там давление меньше и труба будет испытывать меньшие напряжения. Кроме того, установка лупинга в конце способствует увеличению аккумулирующей способности последнего участка газопровода.

2. Укладка вставки большего диаметра. Параметры газопро­вода до увеличения пропускной способности — Q₀, D₀, L, р_н и р_к. Пропускная способность его должна быть увеличена до-величины Q путем сооружения вставки большего диаметра. Пусть вставка длиной х_в расположена на расстоянии х от начала газо­провода.

Из уравнения расхода запишем перепад давления по участкам (считаем, что режим течения не изменяется):

Общий перепад давления будет равен: .

Из этого выражения видно, что место расположения вставки (это же относится и к лупингам) не влияет на пропускную способ­ность газопровода.

По этому уравнению определяется длина вставки или другие величины (диаметр, расход) при известных остальных пара­метрах.

3. Удвоение числа КС. Чтобы увеличить пропускную способ­ность газопровода, путем увеличения числа КС, необходимо увеличить пропускную способность каждого перегона.

Полагая, что режим течения изменится незначительно, запи­шем выражение для пропускной способности участка газопровода после удвоения числа КС

Разделим почленно эти выражения, получим Q/Q₀ = √2. Отсюда следует, что при удвоении числа КС пропускная способ­ность газопровода возрастает на 41%.

Оптимальный способ увеличения пропускной способности газо­провода определяется в каждом конкретном случае сопоставле­нием технико-экономических показателей конкурирующих вариантов.