2.6. Гидравлический расчет газопроводов низкого давления.

2.6.1.Расчетные схемы газораспределительных сетей.

Рассматривая схемы уличных распределительных газопроводов, можно выделить два характерных случая:

1. На рассматриваемом участке газопровода имеется несколько отводов, расходы по которым характеризуются некоторой величиной Q_i, (рис. 2.12). Если протяженность участка АВ достаточно велика, а величины отборов Q_i соизмеримы с величиной транзитного расходаQ_Т, то в ряде случаев целесообразно разбить участок АВ на несколько и, принимая на каждом участке А-1, 1-2, …, i-В расход, постоянным по длине, определять диаметр для каждого из этих участков.

Рис. 2.13 Расчетная схема распределительного газопровода с сосредоточенными отборами газа

2. На рассматриваемом участке имеется много отводов (отборов) или длина расчетного участка относительно мала (рис. 2.14).

Рис. 2.14 Расчетная схема газопровода с равномерно распределенными отборами газа по длине

Тогда расчетные диаметры каждого участка будут отличаться друг от друга на незначительную величину. При выборе стандартных диаметров мы вынуждены будем принять один единственный, постоянный для всего участка АВ. В таком случае целесообразно изменить расчетную схему, несколько идеализировав ее, но значительно сократив при этом расчеты.

При этом величина удельного расхода q будет определяться как

.

На практике можем иметь более сложную расчетную схему (Рис. 2.15), где на отдельных участках распределение отборов будет соответствовать схеме 2, а на других участках - схеме 1, а в узлах 3, 4, 5 и 6 имеются узловые расходы газа.

На участках 1-2, 2-4 и 4-6 расход будет постоянным по длине, а на участках 2-3 и 4-5 - переменным по длине

Рис.2.15. Общий случай отборов газа в газораспределительной сети.

2.6.2. Гидравлический расчет распределительных газопроводов при сосредоточенных отборах газа.

Если отборы газа по длине газопровода существенно отличаются по величине и расстояния между точками отбора неодинаковы, т.е. если реальная схема распределения отборов не может быть заменена на идеальную с равнораспределенными отборами газа по длине, то гидравлический расчет ведут на сосредоточенные отборы.

Рассмотрим схему газопровода с сосредоточенными отборами газа (Рис. 2.16)

Рис. 2.16. Газопровод с сосредоточенными отборами газа

По газопроводу транспортируется газ с транзитным расходом Q_Т и путевым расходом Q_П. вдоль газопровода произвольно распределены отборы газа различной величины q_i.

Путевой расход равен сумме отборов на рассматриваемом участке

.

В общем случае режимы течения на каждом участке могут быть различны, т.к. расходы газа на них различны. Могут различаться также и диаметры соседних участков.

Определим перепады давления на каждом участке:

на первом участке

;

на втором участке

;

………………………….

на n-м участке

Общий перепад на всей длине рассматриваемого газопровода найдем сложением перепадов на каждом участке

(2.17)

С учетом потерь на местные сопротивления будет

На элементарном участке горизонтального газопровода dx перепад давления dP определяется по формуле

.

Коэффициент гидравлического сопротивления зависит от режима течения, поэтому для получения расчетных формул необходимо учитывать конкретные режимы и соответствующие им коэффициенты гидравлического сопротивления .

Коэффициенты гидравлических сопротивлений можно выразить для различных режимов одной обобщенной формулой

,

где А и m – постоянные коэффициенты, зависящие от гидравлического режима течения газа.

Для ламинарного режима А=64, m=1;

для критического режима А=0,0025, m=- ;

для турбулентного режима в случае применения закона Блазиуса А=0,3164, m=0,25;

для квадратичного закона сопротивления А=0,111, m=0.

Подставляя различные значения коэффициентов А и m, получим соответствующие частные расчетные формулы.

Если М_Т=0, а отборы одинаковы (q₁=q₂…=q_n), расстояния между отборами равны между собой, газопровод на всех участках имеет один и тот же диаметр (D₁=D₂…=D_n), то при условии одинакового гидравлического режима с показателем m на всех к участках газопровода имеем

. (2.18)