Càlcul hidràulic d'un gasoducte: mètodes i mètodes de càlcul + exemple de càlcul

Per a un funcionament segur de gas i sense problemes, s’ha de dissenyar i calcular. És important seleccionar perfectament les canonades per a carreteres de tot tipus de pressió, garantint un subministrament estable de gas als dispositius.

Perquè la selecció de canonades, accessoris i equips sigui el més precisa possible, es realitza un càlcul hidràulic de la canonada. Com fer-ho? Admeten, que no ets massa versat en aquest tema, entenem.

Oferim conèixer informació minuciosament seleccionada i processada sobre les opcions per a la producció de càlculs hidràulics per als sistemes de canonades de gas. L'ús de les dades presentades per nosaltres garantirà el subministrament de combustible blau als dispositius amb els paràmetres de pressió requerits. Les dades verificades acuradament es basen en la normativa de la documentació reguladora.

L'article descriu detalladament els principis i esquemes de la informàtica. Es dóna un exemple de realització de càlculs. Com a addició informativa útil es van utilitzar aplicacions gràfiques i instruccions de vídeo.

Les especificitats del càlcul hidràulic

Qualsevol càlcul hidràulic realitzat és la determinació dels paràmetres del futur gasoducte. Aquest procediment és obligatori, així com una de les etapes més importants de preparació per a la construcció. La correcció del càlcul determina si el gasoducte funcionarà de manera òptima.

Durant cada càlcul hidràulic, es determina el següent:

• el necessari diàmetre de la canonadaque garantirà un transport eficient i estable de la quantitat adequada de gas;
• si les pèrdues de pressió en moure el volum de combustible blau necessari en canonades d’un diàmetre determinat seran acceptables.

Les pèrdues de pressió es produeixen pel fet que en qualsevol canalització de gas hi ha resistència hidràulica. Amb un càlcul incorrecte, pot provocar que els consumidors no tinguin prou gas per al funcionament normal en totes les modalitats ni en els moments del seu màxim consum.

Aquesta taula és el resultat d’un càlcul hidràulic realitzat tenint en compte els punts de referència. Per realitzar els càlculs, heu d’introduir indicadors específics a les columnes.

Aquesta operació és un procediment estandarditzat que es realitza d’acord amb les fórmules, requisits previstos aSP 42-101-2003.

El desenvolupador ha de realitzar càlculs. Les dades sobre les condicions tècniques del conducte, que es poden obtenir al subministrament de gas, es prenen com a base.

Gasoductes que necessiten liquidació

L'estat exigeix ​​que es facin càlculs hidràulics per a tot tipus de canonades relacionades amb el sistema de subministrament de gas. Ja que els processos que es produeixen durant el moviment de gas són sempre els mateixos.

Els següents tipus de gasoductes inclouen:

• pressió baixa;
• pressió mitjana i alta

Els primers estan dissenyats per transportar combustible a instal·lacions residencials, tot tipus d’edificis públics, empreses domèstiques. A més, en edificis privats, d’habitatges, cases de camp, la pressió del gas no hauria de superar els 3 kPa, a les empreses domèstiques (sense producció) aquesta xifra és superior i arriba a 5 kPa.

El segon tipus de canonades està dissenyat per a xarxes d’alimentació, tot tipus de baixa i mitjana pressió a través dels punts de control de gas, així com per subministrar gas als consumidors individuals.

Es pot tractar d’indústries industrials, agrícoles, de diverses utilitats i, fins i tot, autònomes o adjunt a edificis industrials. Però en els dos últims casos, hi haurà restriccions de pressió importants.

Els tipus de gasoductes enumerats anteriorment es divideixen convencionalment en les categories següents:

• casa, a la botigaés a dir, transportar combustible blau dins de qualsevol edifici i lliurar-lo a unitats, dispositius individuals;
• sucursals de subscriptorsque s’utilitza per subministrar gas des d’alguna xarxa de distribució a tots els consumidors disponibles;
• distribucióque s’utilitza per subministrar gas a determinats territoris, per exemple, ciutats, les seves àrees separades, empreses industrials. La seva configuració és diferent i depèn de les característiques del disseny. La pressió dins de la xarxa pot ser qualsevol: baixa, mitjana, alta.

A més, es fa un càlcul hidràulic per a xarxes de gas amb un nombre diferent d’estadi de pressió, de les quals hi ha moltes varietats.

Així, per satisfer les necessitats, es poden utilitzar xarxes de dues etapes que funcionin amb gas transportat a baixa, alta pressió o baixa, mitjana. I també les xarxes de tres etapes i de diverses etapes diverses han trobat aplicació. És a dir, tot depèn de la disponibilitat dels consumidors.

La resistència hidràulica és el principal motiu pel qual és necessari realitzar aquest tipus de càlcul. A més, depèn del material de la canonada.

Malgrat la gran varietat d’opcions de gasoductes, el càlcul hidràulic és similar en qualsevol cas. Ja que s'utilitzen elements estructurals amb materials similars per a la fabricació, i es produeixen els mateixos processos a l'interior de les canonades.

La resistència hidràulica i el seu paper

Com s'ha indicat anteriorment, la base del càlcul és la presència de resistència hidràulica a cada canonada.

Actua sobre tota la construcció de canonades, així com sobre les seves parts individuals, nodes, llocs per a una reducció important del diàmetre de les canonades, vàlvules, vàlvules diverses. Això comporta una pèrdua de pressió pel gas transportat.

La resistència hidràulica és sempre la suma de:

• resistència lineal, és a dir, que actua al llarg de tota la longitud de l'estructura;
• resistències locals que actuen a cada component de l'estructura, on hi ha un canvi en la taxa de transport de gas.

Els paràmetres que figuren en la llista afecten constantment i significativament el rendiment de cada gasoducte. Per tant, com a resultat d'un càlcul incorrecte, es produiran pèrdues financeres addicionals i impressionants a causa del fet que s'haurà de refondre el projecte.

Regles de càlcul

Es va indicar anteriorment que el procediment per a qualsevol càlcul hidràulic està regulat pel corresponent Codi de normes amb un número42-101–2003.

El document indica que la forma principal de càlcul és utilitzar un ordinador amb programes especials per a aquest propòsit, cosa que permet calcular la pèrdua de pressió prevista entre els trams del futur gasoducte o el diàmetre del tub desitjat.

Qualsevol càlcul hidràulic es realitza després de crear un esquema de disseny que inclogui els principals indicadors. A més, l’usuari introdueix dades conegudes a les columnes corresponents

Si no existeixen aquests programes o una persona creu que el seu ús és inadequat, podeu aplicar altres mètodes permesos pel Codi de pràctiques.

Que inclouen:

• el càlcul segons les fórmules donades a l’empresa conjunta és el mètode de càlcul més difícil;
• el càlcul dels anomenats nomogrames és una opció més senzilla que fer servir fórmules, perquè no cal fer cap càlcul, perquè les dades necessàries estan indicades en una taula especial i es proporcionen al Codi de regles, i només cal seleccionar-les.

Qualsevol dels mètodes de càlcul porta als mateixos resultats. Per tant, el gasoducte de nova construcció podrà proporcionar un subministrament ininterromput i ininterromput de la quantitat prevista de combustible fins i tot durant el seu màxim ús.

Opció informàtica per PC

Fer un càlcul mitjançant un ordinador és el que menys temps necessita: tot el que es necessita a la persona és inserir les dades necessàries a les columnes adequades.

Per tant, el càlcul hidràulic es fa en pocs minuts i, per a aquesta operació, no cal un gran estoc de coneixement, que és necessari a l’hora d’utilitzar fórmules.

Per a la seva correcta implementació, és necessari treure les dades següents de les condicions tècniques:

• densitat de gas;
• coeficient de viscositat cinètica;
• temperatura del gas a la vostra regió.

Les condicions tècniques necessàries s’obtenen a la benzinera de l’assentament on es construirà el gasoducte. De fet, amb la recepció d’aquest document, comença el disseny de qualsevol canalització, perquè conté tots els requisits bàsics per al seu disseny.

L'ús de programes especials és el mètode més senzill de càlcul hidràulic, excloent la cerca i l'estudi de fórmules per a càlculs

A continuació, el desenvolupador ha de conèixer el flux de gas per a cada dispositiu que estigui previst connectar al gasoducte. Per exemple, si el combustible serà transportat a una casa privada, hi ha estufes més sovint utilitzades per cuinar, tot tipus de calderes de calefacció, i el seu número sempre conté els números necessaris.

A més, cal conèixer el nombre de cremadors de cada estufa, que estaran connectats a la canonada.

En la següent fase de recollida de les dades necessàries, es recopila informació sobre la caiguda de pressió als llocs d’instal·lació de qualsevol equipament: pot ser un comptador, una vàlvula d’apagada, una vàlvula d’apagada tèrmica, un filtre i altres elements.

En aquest cas, els números requerits són fàcils de trobar: es troben en una taula especial adjunta al passaport de cada producte. El dissenyador ha de parar atenció al fet que la caiguda de pressió s’ha d’indicar al consum màxim de gas.

A la taula especial adjunta a la fitxa de dades del producte, podeu trobar informació sobre la pèrdua de pressió en connectar dispositius a la xarxa

En la següent fase, es recomana esbrinar quina serà la pressió del combustible blau en el punt d’inserció. Aquesta informació pot contenir les condicions tècniques del seu gas, l’esquema anteriorment elaborat del futur gasoducte.

Si la xarxa constarà de diverses seccions, s'han de numerar i indicar la longitud real. A més, cada variable s’ha de registrar per separat: és el consum total de qualsevol dispositiu que s’utilitzarà, caiguda de pressió, altres valors.

Sense fallar, caldrà un factor de simultaneïtat. Té en compte la possibilitat de treballar conjuntament tots els consumidors de gas connectats a la xarxa. Per exemple, tots els equips de calefacció situats en un edifici d'apartaments o en una casa privada.

El programa que realitza el càlcul hidràulic és utilitzat per obtenir aquestes dades per determinar la càrrega màxima sobre qualsevol secció o tota la canonada.

Per a cada apartament o casa individual, no cal calcular el coeficient especificat, ja que els seus valors són coneguts i s’indiquen a la taula següent:

Una taula amb coeficients de simultaneïtat, les dades de les quals s’utilitzen per a qualsevol tipus de càlcul. N’hi ha prou de seleccionar la columna corresponent a un electrodomèstic específic i agafar el número desitjat

Si en alguna instal·lació es preveu utilitzar més de dues calderes de calefacció, forns i escalfadors d’aigua d’emmagatzematge, l’índex de simultaneïtat sempre serà de 0,85. La qual cosa caldrà indicar a la columna corresponent utilitzada per al càlcul del programa.

A continuació s'ha d'indicar diàmetre de la canonadai també necessitareu els seus coeficients de rugositat, que s'utilitzaran en la construcció de la canonada. Aquests valors són estàndards i es poden trobar fàcilment al Codi de conducta.

La influència del material de les canonades en el càlcul

Per a la construcció de canonades de gas, es poden utilitzar canonades fetes només de determinats materials: acer, polietilè. En alguns casos s’utilitzen productes de coure. Pròximament construccions metàl·liques i plàstiques.

Cada canonada presenta una rugositat, el que condueix a una resistència lineal, que afecta el procés de moviment del gas. A més, aquesta xifra és molt superior als productes siderúrgics que el plàstic

Avui, la informació necessària només es pot obtenir per a canonades d'acer i polietilè. Com a resultat, el disseny i el càlcul hidràulic només es poden realitzar tenint en compte les seves característiques, que exigeix ​​el Codi de pràctiques pertinent. I també al document s’indiquen les dades necessàries per al càlcul.

El coeficient de rugositat és sempre igual als valors següents:

• per a totes les canonades de polietilè, noves o no, noves - 0,007 cm;
• per a productes d’acer ja utilitzats - 0,1 cm;
• per a estructures d’acer noves - 0,01 cm.

Per a qualsevol altre tipus de canonades aquest indicador no està indicat al Codi de pràctiques. Per tant, no s’han d’utilitzar per a la construcció d’un nou gasoducte, ja que els especialistes de Gorgaz poden requerir ajustaments. I es tracta de nou d’un cost addicional.

Càlcul de cabal en una àrea limitada

Si el gasoducte es compon de seccions separades, el càlcul del cabal total de cadascuna d'elles haurà de realitzar-se per separat. Però això no és difícil, ja que els càlculs requeriran xifres ja conegudes.

Definició de dades mitjançant un programa

Si coneixeu els indicadors inicials, teniu accés a la taula de simultaneïtat i a les fitxes tècniques de fogons i calderes, podeu procedir al càlcul.

Per fer-ho, es realitzen les accions següents (es dóna un exemple per a un gasoducte intra-habitatge de pressió exactament baixa):

1. El nombre de calderes es multiplica pel rendiment de cadascuna d’elles.
2. El valor obtingut es multiplica pel coeficient de simultaneïtat especificat per una taula especial per a aquest tipus de consumidors.
3. El nombre de fogons destinats a cuinar es multiplica per la productivitat de cadascun d’ells.
4. El valor obtingut després de l'operació anterior es multiplica pel coeficient de simultaneïtat pres d'una taula especial.
5. Es resumeixen les quantitats rebudes per a calderes i estufes.

Es realitzen manipulacions similars per a totes les seccions del conducte. Les dades obtingudes s’introdueixen a les columnes corresponents del programa amb què es realitza el càlcul. L’electrònica fa tota la resta.

Càlcul mitjançant fórmules

Aquest tipus de càlcul hidràulic és similar al descrit anteriorment, és a dir, es necessitaran les mateixes dades, però el procediment serà llarg. Com que tot s’haurà de fer manualment, a més, el dissenyador haurà de realitzar diverses operacions intermèdies per tal d’utilitzar els valors obtinguts per al càlcul final.

I també haureu de dedicar molt de temps a comprendre molts conceptes, qüestions que una persona no té quan utilitza un programa especial. Podeu verificar la validesa de l’anterior llegint les fórmules que s’han d’utilitzar.

El càlcul mitjançant fórmules és complex, per tant no és accessible a tothom. La imatge mostra les fórmules per calcular la caiguda de pressió a la xarxa d’alta, mitjana i baixa pressió i el coeficient de fricció hidràulica

En l'aplicació de les fórmules, com en el cas del càlcul hidràulic mitjançant un programa especial, hi ha funcions per a gasoductes de baix, mitjà i, per descomptat, de gas. pressió alta. I cal recordar-ho, ja que es produeix un error amb costos financers impressionants i sempre importants.

Càlcul de nomogrames

Qualsevol nomograma especial és una taula on s’indica una sèrie de valors, havent estudiat els quals podeu obtenir els indicadors necessaris sense fer càlculs. En el cas del càlcul hidràulic, el diàmetre de la canonada i el gruix de les seves parets.

Els nomogrames per al càlcul són una forma senzilla d'obtenir la informació necessària. N’hi ha prou amb referir-se a les línies corresponents a les característiques donades de la xarxa.

Hi ha nomogrames separats per a productes de polietilè i acer. A l’hora de calcular-les, s’han utilitzat dades estàndard, per exemple, la rugositat de les parets interiors. Per tant, no us podeu preocupar de la precisió de la informació.

Exemple de càlcul

Es dóna un exemple de realització de càlculs hidràulics mitjançant el programa per a gasoductes de baixa pressió. A la taula proposada, totes les dades que el dissenyador ha d’introduir de forma independent es ressalten de color groc.

Es mostren al paràgraf sobre càlcul hidràulic assistit per ordinador anterior. Es tracta de temperatura de gas, coeficient de viscositat cinètica, densitat.

En aquest cas, el càlcul es realitza per a calderes i estufes, per tant, cal prescriure el nombre exacte de cremadors, que pot ser de 2 o 4. La precisió és important, perquè el programa seleccionarà automàticament el factor de simultaneïtat.

A la imatge, les columnes en les quals el propi dissenyador ha d’introduir els indicadors es destaquen de color groc. A continuació, es mostra una fórmula per calcular el cabal al lloc

Val la pena parar atenció a la numeració de parcel·les: no s’inventa de forma independent, sinó que s’extreu d’un esquema elaborat prèviament, on s’indiquen números similars.

A continuació, es prescriu la longitud real del conducte i l’anomenada estimació, que és més gran. Això succeeix perquè a totes les zones on hi ha resistència local cal augmentar la longitud en un 5-10%. Això es fa per tal d’excloure la pressió de gas insuficient dels consumidors.El programa realitza el càlcul pel seu compte.

El cabal total en metres cúbics, per als quals es proporciona una columna separada, es calcula amb antelació per a cada secció. Si la casa és multi-unitat, cal indicar el nombre d’habitatges i començar pel valor màxim, com es pot veure a la columna corresponent.

Sense fallar, tots els elements del gasoducte s’introdueixen a la taula durant el pas del qual es perd la pressió. L'exemple mostra una vàlvula de tancament tèrmica, una vàlvula de tancament i un comptador. El valor de la pèrdua en cada cas es va incloure al passaport de producte.

Amb l'ajuda d'un programa, es poden fer càlculs per a tot tipus de canonades. A la imatge es troben càlculs per a una xarxa de pressió mitjana

El diàmetre interior de la canonada s’indica d’acord amb les especificacions tècniques, si el gas té algun requisit, o bé d’un esquema elaborat prèviament. En aquest cas, es prescriu en la quantitat de 5 cm en la majoria de seccions, perquè la major part del gasoducte discorre per la façana i el gasoducte local requereix que el diàmetre no sigui menor.

Encara que es miri superficialment amb l’exemple donat de realitzar càlculs hidràulics, és fàcil notar que, a més dels valors introduïts per una persona, n’hi ha un gran nombre d’altres. Tot això és el resultat del programa, ja que després d’introduir els números a les columnes específiques ressaltades en groc, el treball de càlcul finalitza la persona.

És a dir, el càlcul es fa força ràpidament, després de les quals es poden enviar les dades per aprovar-les al departament de gas de la ciutat.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Aquest vídeo permet comprendre d’on comença el càlcul hidràulic, on els dissenyadors obtenen les dades necessàries de:

El vídeo següent mostra un exemple d’un dels tipus de càlcul d’ordinador:

A més, podeu veure un exemple de càlcul mitjançant un programa informàtic:

Per realitzar càlculs hidràulics mitjançant un ordinador, tal com permet el Codi de pràctiques especialitzat, n’hi ha prou amb dedicar-te una estona a familiaritzar-te amb el programa i a recollir les dades necessàries.

Però tot això no té importància pràctica, ja que la preparació del projecte és un procediment molt més llarg i inclou moltes altres qüestions. Davant d'això, la majoria dels ciutadans hauran de dirigir-se a especialistes per obtenir ajuda.

Teniu preguntes, trobeu errors o podeu afegir informació valuosa al nostre material? Deixeu els vostres comentaris, feu preguntes, compartiu experiències al bloc següent.