85.Основная расчетная формула газопровода высокого давления. Три основные расчетные задачи простого газопровода.

Три основные расчетные задачи простого газопровода:

1. Qат ; D Найти P

2. P ; D Найти Qат

3. Qат ; P Найти D

- для несжимаемой жидкости

; ; ; ;

; ;

;

;

основная формула

где: λ – коэффициент гидродинамических сопротивлений;

К – шероховатость поверхности труб.

Определение среднего давления в газопроводе.

Рассмотрим газопровод длинной L, диаметром D с начальным давлением Pн и конечным Pк. Требуется определить давление в любой точке, например М, на расстоянии x от начала газопровода. Уравнение расхода для какого либо участка АМ запишется так:

;

А для участка МВ

Учитывая постоянство расхода по длине газопровода, приравняем правые части этих уравнений, тогда:

.

Кривая, описываемая этим уравнением, является параболой. Из характера этой кривой видно, что при длинне газопровода градиент давления постоянно увеличивается, что свидетельствует о непостоянстве гидравлического уклона. В начале газопровода, когда давление и плотность газа высокие, удельный объём газа мал и скорость незначительная, потери давления в газопроводе небольшие, т.е градиенты давления малы. По мере удаления от начала трубопровода давление падает, а удельный объём газа увеличивается, что приводит к увеличению скорости движения газа и, соответственно, к росту потерь давления на трение, пропорциональных квадрату скорости.

Примем , тогда

, тогда

После преобразования:

.

86.Расчет газопровода с параллельными нитками.

В отд. случаях д/увеличения надежности работы газосборной сети прокладывают 2 или несколько параллельных ниток.

Рис.1. Расчетная схема газопровода с параллельными нитками

Рассмотрим серию газопроводов, проложенных параллельно, имеющих одинаковую длину и работающих с одинаковыми начальными и конечными давлениями.

Для каждого из газопроводов можно записать:

;

Тогда пропускная способность всей серии газопроводов

В частном случае, часто встречающемся на практике, диаметры параллельных ниток одинаковы, тогда

где n-число парал. ниток.

Используя понятие эквивалентного диаметра газопровода, т.е. диаметры, имеющего такую же пропускную способность, имеем ; .

Окончательно получим

Задача решается таким же образом относительно диаметра каждй из ниток, если задано их число.

87. Расчет газопровода переменного диаметра.

При расчете газопровода может оказаться, что стандартный диаметр труб существенно отличается от расчетного.

Рис. 1. Изменения давления по длине газопровода переменного диаметра

Обычно принимают ближайший больший диаметр, а это приводит к значительному расходу материала. В этом случае с целью экономии Ме труб-д делают составным из труб2-х размеров. В начале труб-да укладываютя трубы диаметром меньше, а в конце – больше расчетного. Такая укладка труб вытакает из анализа кривой изменения давления по длине г/да (рис. 1). Увеличение перепада давления в трубах меньшего диаметра компенсируется уменьшением перепада давления на конечном уч-ке г/да в трубах большего диаметра. Наряду с уменьшением расхода Ме уменьшается также среднее давление перекачки, что д/эксплуатац. г/да имеет положит значение.

Расчетные ф-лы выводятся след. образом.

Д/1-го уч-ка труб-да имеем

Д/2-го уч-ка

Также можно отдельно выразить давления для конца каждого участка: Для P1-Px Рх, и для Рх-Р2 Р2

Здесь Р_Х-давление в точке сопряжения труб разного диаметра.

Складывая почленно эти ур-я, получаем

Используя понятие эквивалентного диаметра, тогда

Д/опр. длины уч-ков г/да:

Пропускная способность тр/да переменного диаметра:

М – здесь массовый расход.

F – слощаль поперечного сечения каждого участка.

R – газовая постоянная