Глава 6 Расчет внутридомового и внутриквартального газопровода

Задача гидравлического расчета внутриквартального и внутридомового газопроводов – определение диаметров газопроводов при условии подачи необходимых (расчетных) расходов газа при допустимых потерях давления, которые для внутриквартальных и внутренних (до газовых горелок) газопроводов принимают Δр_р = 600 Па. При этом между внутриквартальной и внутридомовой сетью допустимый перепад давления распределяют так:

1) для многоэтажной застройки:

а) внутриквартальная сеть Δр_р = 250 Па,

б) внутридомовая сеть Δр_р = 350 Па;

2) для малоэтажной застройки:

а) внутриквартальная сеть Δр_р = 350 Па;

б) внутридомовая сеть Δр_р = 250 Па.

Расчетные расходы газа на каждом из участков газовой сети определяем по сумме номинальных расходов газа всеми приборами, снабжаемыми через данный участок, с учетом коэффициента одновременности их действия:

V_р = ∑К₀·q_i·N_i,

где К₀ – коэффициент одновременности работы однотипных приборов или групп приборов; выбираем по приложению из методического пособия для общего числа приборов, снабжаемых газом через данный участок, для жилых зданий – это общее число квартир;

N_i – количество однотипных приборов или групп приборов;

q_i – номинальный расход газа прибором или группой приборов, ;

четырехконфорочная плита – 1,2 ;

двухконфорочная плита – 0,15 ;

емкостной водонагреватель – 1,17 ;

проточный водонагреватель - 2 .

Диаметры участков газопроводов определяем по расчетному расходу газа и располагаемым удельным потерям давления на единицу длины. Обычно опуск и подводку газа к плитам и к емкостным водонагревателям выполняют из труб d_у = 15 мм, к проточным водонагревателям и к отопительным печам – из труб d_у = 20 мм, стояки выполняют из труб d_у = 20, 25 мм. Потери давления в местных сопротивлениях выражаем через эквивалентную длину прямого участка трубы l_экв, на которой потери давления на трение равны потерям давления в местных сопротивлениях. В этом случае расчетная (приведенная) длина заданного участка газопровода складывается из фактической длины l_i и эквивалентной длины:

l_пр = l_i+ l_экв·∑ζ,

где ∑ζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений расчетного участка.

При гидравлическом расчете внутридомового газопровода необходимо учитывать гидростатический напор, дополнительное избыточное давление, возникающее за счет разности плотностей газа и воздуха:

Δр_г = ± 9,81h(ρ_в – ρ_г),

где Δр_г – гидростатический напор, Па;

h – разность геометрических отметок конца и начала участка газопровода, м;

ρ_в – плотность воздуха, ;

ρ_г – плотность газа при н.у., .

Знак «+» – движение природного газа вверх, «–» – вниз по отношению к отметке начала участка.

Тогда суммарные потери давления в газопроводе:

Δр = Δр_тр+ Δр_м.с.- Δр_г.

При движении природного газа вверх гидростатический напор уменьшает потери давления в газопроводе, а при движении вниз гидростатический напор увеличивает потери давления в газопроводе.

Последовательность гидравлического расчета внутридомового газопровода двухэтажного жилого дома, где на кухнях установлены: I этаж – 4-хконфорочная плита и емкостной водонагреватель; II этаж – 2-хконфорочная плита и проточный водонагреватель, состоит:

1. Составляем схему газопровода.

2. Гидравлический расчет газопроводов начинаем с наиболее удаленной точки от ввода – место подключения водонагревателя на кухне 2 этажа. Весь путь газа в выбранном направлении разбиваем на расчетные участки, характеризующиеся постоянным расходом газа, нумеруя их от самой удаленной точки сети к узлу ввода.

3. Определяем расчетные расходы газа на участках:

V_р^1-2 = 1·2·1 = 2 ;

V_р^2-3 = 0,75·(2+0,15)·1 = 1,6 ;

V_р^3-4 = 0,75·2,15·1+0,7·(1,2+1,17)·1 = 3,3 ;

V_р^5-6 = 0,85·1,17·1 = 0,995 ;

V_р^6-3 = (0,85·1,17·1)+(1,2·1·1) = 2,2 ;

4. По величине располагаемых удельных потерь давления и расчетных расходов на участках определяем диаметры участков газопроводов, а по выбранным диаметрам определяем соответствующие им удельные потери давления на трение и эквивалентные длины для ∑ζ = 1.

5. Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений для каждого участка ∑ζ.

6. Определяем приведенные длины участков l_пр.

7. Определяем потери давления на трение и местные сопротивления на каждом участке Δр_i, умножая удельные потери давления на трение на каждом участке на приведенную длину участка.

8. Рассчитываем гидростатический напор на участках:

Δр_г^1-2 = – 9,81·0,7·(1,293 – 0,73) = – 3,31 Па;

Δр_г^2-3 = + 9,81·3·(1,293 – 0,73) = 16,57 Па;

Δр_г^3-4 = + 9,81·2,4·(1,293 – 0,73) = 12,7 Па;

Δр_г^5-6 = – 9,81·0,7·(1,293 – 0,73) = – 3,31 Па;

Δр_г^6-3 = 0 Па (т.к. отсутствует разность высот).

9. Определяем суммарные потери давления на участках с учетом гидростатического напора.

10. Определяем суммарные потери в газопроводах с учетом потерь в трубах и арматуре прибора (до газовых горелок).

11. Расчеты оформляем в таблице 10.

Таблица №10