Расчет газопровода при равномерном отборе газа по длине
При большом числе отводов от газопровода его можно представить как газопровод с равномерным по длине отбором газа.
Движение газа в этом случае будет описываться системой уравнений (8.15), (8.17) и уравнением баланса газа, которое запишется следующим образом:
(8.38)
В этом уравнении массовый расход газа меняется с удалением от начала газопровода, где расход равен Мо. Отбор газа на единице длины газопровода равен т.
Решая совместно систему уравнений (8.15), (8.17) и (8.38), получим для горизонтального газопровода без учета инерционного члена уравнения (8.15):
(8.39)
В результате интегрирования этого уравнения от р1 до р2 и от 0 до l получим
(8.40)
где а — доля газа, отбираемого на рассматриваемом участке газопровода,
По формуле (8.40) можно рассчитать газопровод, если известен массовый расход газа в начале газопровода Мо и доля отбираемого газа по длине газопровода а.
В газопроводе с непрерывным отбором газа массовый расход
(8.41)
При а = 0 формула (8.41) превращается в обычную формулу для горизонтального участка без отбора газа. Наибольшее значение коэффициента а = 1. Это соответствует отбору газа полностью по длине данного участка. Таким образом, значение коэффициента, стоящего в знаменателе формулы (1.41), изменяется от 1 при отсутствии отбора газа до 0,333 при отборе всего поступающего газа.
Расчет газопровода при сосредоточенном отборе газа по длине
Если отборы газа по длине газопровода нельзя распределить равномерно, то гидравлический расчет ведется на сосредоточенные отборы.
Схема газопровода представлена на рис. 8.16.
Рис. 3.16. Расчетная схема газопровода высокого и среднего давления с сосредоточенными отборами газа.
Газопровод состоит из п участков различных диаметров и длин с соответствующими массовыми расходами и отборами. Если газопровод заканчивается n-м участком, то п — тп. При наличии транзитного расхода Мт расход на последнем участке будет равен Мп = Мт + Мп. Расходы на всех предыдущих участках определяются путем суммирования расходов газа на отводах. Расход на первом участке
Для каждого участка газопровода можно записать:
Сложим левые и правые части выписанных выражении:
(8.42)
Коэффициент отклонения свойств реальных газов от законов идеальных принят средним для всех участков. Формула (8.42) позволяет рассчитать горизонтальный газопровод с отбором газа по длине.
Расчет газопроводов, проложенных параллельно
В случае двух газопроводов, проложенных параллельно и работающих с одинаковыми начальным и конечным давлениями, можно записать для каждого газопровода, воспользовавшись (8.29):
Индексы «1» и «2» относятся соответственно к первому и второму газопроводам.
В данном случае длина газопроводов одинакова, а диаметры могут быть разные.
Массовый расход газа через параллельные газопроводы
(8.43)
Коэффициент b для обоих газопроводов один и тот же, так как он не зависит от параметров трубопровода, а определяется разностью отметок Δz конца и начала газопроводов. Оба газопровода имеют одну и ту же разность отметок. Другие параметры (Z, R, Т) также одинаковы для двух газопроводов. Среднее значение коэффициента Z зависит от средних давлений, которые точно равны между собой в первом и втором газопроводах.
Расходы в газопроводах будут распределяться следующим образом:
(8.44)
Это соотношение одинаково для горизонтального и для наклонного газопроводов. Соотношение объемных расходов будет также определяться выражением (8.44), в котором вместо массовых расходов следует представить соответствующие объемные расходы, приведенные к стандартным или нормальным условиям.
Бели заданы диаметры газопроводов и общий массовый (или объемный) расход при известных коэффициентах гидравлического сопротивления, то из (8.43) найдем:
(8.45)
Для горизонтального газопровода (b = 0) после раскрытия неопределенности
(8.46)
Массовый расход в горизонтальном газопроводе с параллельными нитками можно выразить из (8.43), принимая коэффициент b = 0 или из выражения (8.46).