8. Сложные газопроводы. Цель расчета сложных газопроводов. Основные расчетные формулы.

Газопроводы, отличающиеся от простых, т. е. однониточных постоянного диаметра называют сложными. Таковыми являются многониточные газопроводы, газопроводы с лупингами, газопроводы, состоящие из последовательно соединенных участков различного диаметра; газопроводы, имеющие путевые отборы или подкачки.

Цель расчета сложных газопроводов: определение либо пропускной способности, либо давлений в узловых пунктах (начальная или конечная точки, точки отборов или подкачек).

Основные расчетные формулы – и . Эти формулы можно применять либо для отдельных ниток рассчитываемого сложного газопровода, либо в том случае, когда газопровод приведен к простому.

Представим упомянутые формулы в более компактном виде. Входящие в них z, T, Δ определяются отдельно, и их можно считать заданными. Включив эти величины в состав постоянного коэффициента A₀ , получим

где ; а .

При квадратичном режиме течения, если постоянные величины, содержащиеся в λ:

ввести в коэффициент A₀. Для этого D^0,2 оставим под корнем, а вводим в коэффициент и получаем A. Тогда

; ,

где ; а .

9. Однониточный газопровод с путевыми отборами и подкачками.

Пусть газопровод состоит из участков, границами которых служат пункты отборов (подкачек). Будем считать, что эти участки – простые трубопроводы (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1. Схема сложного однониточного газопровода.

Отборы (подкачки) q1,q2,q3 и т. д. заданы, известны, следовательно, расходы на участках будут Q1,Q2,Q3 и т. д. Требуется определить давления в узловых точках газопровода. В соответствии с уравнением и рис. 6.1:

для первого участка ;

для второго участка ;

для -го участка ;

для конечного .

Сложив эти уравнения, получим

Давление в конце участка m может быть найдено из ф-лы: (1) или (2)

в зависимости от того, какое давление известно – или .

Предварительно, разумеется, должны быть определены коэффициенты гидравлического сопротивления λi. Это не вызовет затруднений, поскольку Qi и Di известны. Если отборы (подкачки) невелики, то целесообразным оказывается трубопровод постоянного диаметра. Будем иметь

Приняв, что режим течения газа квадратичный и, следовательно, коэффициенты гидравлического сопротивления на всех участках одинаковы, получим

откуда легко определяется диаметр D, поскольку коэффициент гидравлического сопротивления λ есть функция диаметра. При необходимости можно воспользоваться формулой (1) или (2) и определить давления в узловых точках.

Малые и большие отборы газа отличаются тем, что при малых отборах диаметр магистрали точки отбора не изменяется, а при больших отборах диаметр магистрали точки отбора уменьшается хотя бы на один стандарт.

10. Способы приведения слож. Газопровода к простому.

С ложный газопровод может быть приведен к простому заменой его на эквивалентный д-р или при помощи специальных коэффициентов. 1. Эквивалентным газопроводом называют однониточный пост. диаметра, равноценный по пропускной способности рассчитываемому.

Чтобы задача была определенной, одна из указанных величин – либо д-р, либо длина – должна быть задана. Вторая должна опр-ся специальным расчетом. Если считать заданной длину экв. Газопр-да (принять ее равной факт. длине L), то пропускная способность рассчитываемого газ-да: (1).

А если заданным считать д-р экв. газ-да D₀ (произвольная величина), то (2) В первом случае определению подлежит экв. д-р D_Э, а во втором – экв. длина Lэ.

Привести сложный газопровод к эквивалентному – значит определить специальным расчетом либо D_Э, либо Lэ. Расчет состоит в том, чтобы выразить D_Э или Lэ сложного газопровода через D_Э или Lэ простых трубопроводов, входящих в его состав. Для простого трубопровода экв. и факт. Д-ы совпадают, т. е. D_Э =D, а эквивалентная длина следует из сопоставления формул (1) и (2). Приведение сложного газопровода к эквивалентному при помощи D_Э, как видно, несколько проще, чем при помощи Lэ.

2. Теперь рассмотрим приведение сложного газопровода к простому при помощи специальных коэффициентов. Введем в рассуждение «эталонный газопровод». Диаметр эталонного газопровода (обозначим его D₀) – произвольная величина. Удобно принять D₀=1000 мм.Пропускная способность этал. газопровода (3) Умножим и разделим правую часть (1) на D₀^2,6. Получим, что пропускная способность сложного газопровода (4)

Сомножитель k_P называется коэффициентом расхода газопровода: Из сопоставления (3) и (4) следует, что , откуда и происходит название этого коэффициента.

При расчете сложных газопроводов, содержащих блоки с параллельными трубопроводами различной длины, весьма удобным оказывается коэффициент, включающий в себя не только D_Э, но и L. Обозначим этот коэффициент χ и назовем его «коэффициентом приведения».Формула пропускной способности теперь будет иметь вид (5)

Из ф-л (5),(4), (1) следует связь χ с k_P и D_Э:

Итак, чтобы рассчитать сл. газопровод, необходимо прежде всего определить χ или k_P или D_Э этого газопровода.