Hydraulische Berechnung einer Gasleitung: Berechnungsmethoden und -methoden + Berechnungsbeispiel

Für einen sicheren und störungsfreien Betrieb der Gasversorgung muss diese ausgelegt und berechnet werden. Es ist wichtig, die Rohre für Autobahnen aller Druckarten perfekt auszuwählen, um eine stabile Gasversorgung der Geräte zu gewährleisten.

Damit die Auswahl der Rohre, Formstücke und Geräte so genau wie möglich ist, wird eine hydraulische Berechnung der Rohrleitung durchgeführt. Wie macht man das? Geben Sie zu, Sie sind in dieser Angelegenheit nicht allzu versiert, lassen Sie uns verstehen.

Wir bieten Ihnen an, sich mit sorgfältig ausgewählten und sorgfältig verarbeiteten Informationen über die Möglichkeiten zur Erstellung von Hydraulikberechnungen für Gasleitungssysteme vertraut zu machen. Durch die Verwendung der von uns vorgelegten Daten wird sichergestellt, dass die Geräte mit den erforderlichen Druckparametern mit blauem Kraftstoff versorgt werden. Sorgfältig überprüfte Daten basieren auf den Bestimmungen der behördlichen Dokumentation.

Der Artikel beschreibt detailliert die Prinzipien und Schemata des Rechnens. Ein Beispiel für die Durchführung von Berechnungen wird gegeben. Als nützliche informative Ergänzung wurden Grafikanwendungen und Videoanweisungen verwendet.

Die Besonderheiten der hydraulischen Berechnung

Jede durchgeführte hydraulische Berechnung ist eine Bestimmung der Parameter der zukünftigen Gasleitung. Dieses Verfahren ist obligatorisch und eine der wichtigsten Phasen der Vorbereitung auf den Bau. Die Richtigkeit der Berechnung bestimmt, ob die Gasleitung optimal funktioniert.

Bei jeder hydraulischen Berechnung wird Folgendes ermittelt:

• das Notwendige RohrdurchmesserDies gewährleistet einen effizienten und stabilen Transport der richtigen Gasmenge.
• ob Druckverluste beim Bewegen des erforderlichen Volumens an blauem Kraftstoff in Rohren mit einem bestimmten Durchmesser akzeptabel sind.

Druckverluste entstehen durch die Tatsache, dass in jeder Gasleitung ein hydraulischer Widerstand vorhanden ist. Bei einer falschen Berechnung kann dies dazu führen, dass die Verbraucher nicht in allen Betriebsarten oder zum Zeitpunkt ihres maximalen Verbrauchs über genügend Gas für den normalen Betrieb verfügen.

Diese Tabelle ist das Ergebnis einer hydraulischen Berechnung unter Berücksichtigung der Sollwerte. Um die Berechnungen durchzuführen, müssen Sie bestimmte Indikatoren in die Spalten eingeben.

Eine solche Operation ist ein staatlich standardisiertes Verfahren, das gemäß den Formeln und Anforderungen in durchgeführt wirdSP 42-101-2003.

Berechnungen müssen vom Entwickler durchgeführt werden. Grundlage sind die Daten zu den technischen Bedingungen der Pipeline, die Sie bei Ihrer Gasversorgung erhalten.

Gasleitungen, die besiedelt werden müssen

Der Staat verlangt, dass hydraulische Berechnungen für alle Arten von Rohrleitungen durchgeführt werden, die sich auf das Gasversorgungssystem beziehen. Da die Prozesse, die während der Bewegung von Gas auftreten, immer gleich sind.

Die folgenden Arten von Gaspipelines umfassen:

• niedriger Druck;
• mittlerer, hoher Druck.

Ersteres dient zum Transport von Kraftstoff zu Wohngebäuden, öffentlichen Gebäuden aller Art und inländischen Unternehmen. Darüber hinaus sollte in privaten Mehrfamilienhäusern, Hütten der Gasdruck 3 kPa nicht überschreiten, in Haushaltsunternehmen (Nichtproduktion) ist dieser Wert höher und erreicht 5 kPa.

Die zweite Art von Pipelines dient zur Stromversorgung von Netzen, allen Arten von Nieder- und Mitteldruck über Gaskontrollpunkte sowie zur Versorgung einzelner Verbraucher mit Gas.

Dies kann industriell, landwirtschaftlich, verschiedene Versorgungsunternehmen und sogar freistehend sein oder an Industriegebäuden angebracht sein. In den letzten beiden Fällen wird es jedoch erhebliche Druckbeschränkungen geben.

Die oben aufgeführten Arten von Gaspipelines werden herkömmlicherweise in die folgenden Kategorien unterteilt:

• Haus, im Ladendas heißt, blauen Kraftstoff in einem Gebäude zu transportieren und an einzelne Einheiten, Geräte zu liefern;
• Teilnehmerzweigeverwendet, um alle verfügbaren Verbraucher mit Gas aus einem Verteilungsnetz zu versorgen;
• Verteilungverwendet, um bestimmte Gebiete mit Gas zu versorgen, zum Beispiel Städte, ihre getrennten Gebiete, Industrieunternehmen. Ihre Konfiguration ist unterschiedlich und hängt von den Merkmalen des Layouts ab. Der Druck innerhalb des Netzwerks kann beliebig sein - niedrig, mittel, hoch.

Zusätzlich wird eine hydraulische Berechnung für Gasnetze mit einer unterschiedlichen Anzahl von Druckstufen durchgeführt, von denen es viele Varianten gibt.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, können zweistufige Netze verwendet werden, die mit Gas arbeiten, das bei niedrigem, hohem Druck oder niedrigem, mittlerem Druck transportiert wird. Auch dreistufige und verschiedene mehrstufige Netzwerke haben Anwendung gefunden. Das heißt, alles hängt von der Verfügbarkeit der Verbraucher ab.

Der hydraulische Widerstand ist der Hauptgrund dafür, dass diese Art der Berechnung durchgeführt werden muss. Darüber hinaus kommt es auf das Material des Rohres an.

Trotz der Vielzahl von Gasleitungsoptionen ist die hydraulische Berechnung in jedem Fall ähnlich. Da für die Herstellung Strukturelemente mit ähnlichen Materialien verwendet werden und die gleichen Prozesse in den Rohren ablaufen.

Hydraulikwiderstand und seine Rolle

Wie oben angegeben, ist die Grundlage für die Berechnung das Vorhandensein eines hydraulischen Widerstands in jeder Gasleitung.

Es wirkt auf die gesamte Rohrleitungskonstruktion sowie auf ihre Einzelteile, Knotenpunkte und Stellen, an denen der Durchmesser der Rohre, Ventile und verschiedener Ventile erheblich verringert werden kann. Dies führt zu einem Druckverlust durch das transportierte Gas.

Der hydraulische Widerstand ist immer die Summe aus:

• linearer Widerstand, dh über die gesamte Länge der Struktur wirkend;
• lokale Widerstände, die an jeder Komponente der Struktur wirken, wenn sich die Geschwindigkeit des Gastransports ändert.

Die aufgeführten Parameter wirken sich ständig und erheblich auf die Leistung jeder Gasleitung aus. Aufgrund falscher Berechnungen entstehen daher zusätzliche und beeindruckende finanzielle Verluste, da das Projekt erneut durchgeführt werden muss.

Berechnungsregeln

Es wurde oben darauf hingewiesen, dass das Verfahren für jede hydraulische Berechnung durch den entsprechenden Code of Rules mit einer Nummer geregelt ist42-101–2003.

Aus dem Dokument geht hervor, dass die Hauptmethode der Berechnung darin besteht, einen Computer mit speziellen Programmen für diesen Zweck zu verwenden, mit dem Sie den geplanten Druckverlust zwischen Abschnitten der zukünftigen Gasleitung oder den gewünschten Rohrdurchmesser berechnen können.

Jede hydraulische Berechnung wird durchgeführt, nachdem ein Entwurfsschema erstellt wurde, das die Hauptindikatoren enthält. Darüber hinaus gibt der Benutzer bekannte Daten in die entsprechenden Spalten ein

Wenn es keine solchen Programme gibt oder eine Person der Ansicht ist, dass ihre Verwendung unangemessen ist, können Sie andere Methoden anwenden, die im Verhaltenskodex zulässig sind.

Welche umfassen:

• Die Berechnung nach den im Joint Venture angegebenen Formeln ist die schwierigste Berechnungsmethode.
• Die Berechnung mit sogenannten Nomogrammen ist eine einfachere Option als die Verwendung von Formeln, da Sie keine Berechnungen durchführen müssen, da die erforderlichen Daten in einer speziellen Tabelle angegeben und im Regelwerk angegeben sind und Sie sie nur auswählen müssen.

Jede der Berechnungsmethoden führt zu den gleichen Ergebnissen. Daher wird die neu gebaute Gasleitung in der Lage sein, die geplante Kraftstoffmenge auch bei maximaler Nutzung rechtzeitig und ununterbrochen zuzuführen.

PC-Computing-Option

Das Durchführen eines Kalküls mit einem Computer ist am wenigsten zeitaufwändig. Eine Person muss lediglich die erforderlichen Daten in die entsprechenden Spalten einfügen.

Daher ist die hydraulische Berechnung in wenigen Minuten durchgeführt, und für diesen Vorgang ist kein großer Wissensbestand erforderlich, der bei Verwendung von Formeln erforderlich ist.

Für die korrekte Implementierung müssen die folgenden Daten aus den technischen Bedingungen entnommen werden:

• Gasdichte;
• kinetischer Viskositätskoeffizient;
• Gastemperatur in Ihrer Region.

Die notwendigen technischen Bedingungen werden an der Tankstelle der Siedlung erhalten, in der die Gasleitung gebaut wird. Tatsächlich beginnt mit dem Erhalt dieses Dokuments der Entwurf einer Pipeline, da sie alle grundlegenden Anforderungen für ihren Entwurf enthält.

Die Verwendung spezieller Programme ist die einfachste Methode zur hydraulischen Berechnung, ausgenommen das Suchen und Studieren von Formeln für Berechnungen

Als nächstes muss der Entwickler den Gasfluss für jedes Gerät kennen, das an die Gasleitung angeschlossen werden soll. Wenn der Brennstoff beispielsweise zu einem Privathaus transportiert wird, gibt es am häufigsten verwendete Herde zum Kochen, alle Arten von Heizkesseln, und ihre Nummern enthalten immer die erforderlichen Nummern.

Außerdem müssen Sie die Anzahl der Brenner für jeden Ofen kennen, die an das Rohr angeschlossen werden.

In der nächsten Phase der Erfassung der erforderlichen Daten werden Informationen zum Druckabfall an den Installationsorten aller Geräte erfasst. Dies kann ein Messgerät, ein Absperrventil, ein thermisches Absperrventil, ein Filter und andere Elemente sein.

In diesem Fall sind die erforderlichen Nummern leicht zu finden - sie sind in einer speziellen Tabelle enthalten, die dem Reisepass jedes Produkts beigefügt ist. Der Konstrukteur sollte darauf achten, dass der Druckabfall bei maximalem Gasverbrauch angezeigt wird.

In der speziellen Tabelle, die dem Produktdatenblatt beigefügt ist, finden Sie Informationen zum Druckverlust beim Anschließen von Geräten an das Netzwerk

In der nächsten Phase wird empfohlen, den Druck des blauen Kraftstoffs an der Einfügemarke zu ermitteln. Diese Informationen können die technischen Bedingungen seines Gases enthalten, das zuvor erstellte Schema der zukünftigen Gaspipeline.

Wenn das Netzwerk aus mehreren Abschnitten besteht, müssen diese nummeriert sein und die tatsächliche Länge angeben. Darüber hinaus sollte jede Variable separat registriert werden - dies ist die Gesamtdurchflussrate aller verwendeten Geräte, der Druckabfall und andere Werte.

Es wird unbedingt ein Gleichzeitigkeitsfaktor benötigt. Es berücksichtigt die Möglichkeit der gemeinsamen Arbeit aller an das Netz angeschlossenen Gasverbraucher. Zum Beispiel alle Heizgeräte in einem Wohnhaus oder einem Privathaus.

Diese Daten werden von dem Programm verwendet, das die hydraulische Berechnung durchführt, um die maximale Belastung eines Abschnitts oder der gesamten Gasleitung zu bestimmen.

Für jede einzelne Wohnung oder jedes einzelne Haus muss der angegebene Koeffizient nicht berechnet werden, da seine Werte bekannt sind und in der folgenden Tabelle angegeben sind:

Eine Tabelle mit Gleichzeitigkeitskoeffizienten, deren Daten für jede Art von Berechnung verwendet werden. Es reicht aus, die Spalte auszuwählen, die einem bestimmten Haushaltsgerät entspricht, und die gewünschte Nummer zu wählen

Wenn an einem Objekt mehr als zwei Heizkessel, Öfen und Speicherwarmwasserbereiter verwendet werden sollen, beträgt der Gleichzeitigkeitsindex immer 0,85. Welche müssen in der entsprechenden Spalte angegeben werden, die für die Berechnung des Programms verwendet wird.

Weiter sollte anzeigen Rohrdurchmesserund Sie benötigen auch deren Rauheitskoeffizienten, die beim Bau der Pipeline verwendet werden. Diese Werte sind Standardwerte und können leicht im Verhaltenskodex gefunden werden.

Der Einfluss von Rohrmaterial auf die Berechnung

Für den Bau von Gaspipelines können Rohre verwendet werden, die nur aus bestimmten Materialien bestehen: Stahl, Polyethylen. In einigen Fällen werden Kupferprodukte verwendet. Bald erhältlich Metall-Kunststoff-Konstruktionen.

Jedes Rohr hat eine Rauheit, die zu einem linearen Widerstand führt, der den Prozess der Gasbewegung beeinflusst. Darüber hinaus ist dieser Wert bei Stahlprodukten deutlich höher als bei Kunststoff

Die notwendigen Informationen sind heute nur für Stahl- und Polyethylenrohre erhältlich. Auslegungs- und Hydraulikberechnungen können daher nur unter Berücksichtigung ihrer Eigenschaften durchgeführt werden, die im jeweiligen Verhaltenskodex vorgeschrieben sind. Und auch im Dokument sind die zur Berechnung notwendigen Daten angegeben.

Der Rauheitskoeffizient ist immer gleich den folgenden Werten:

• für alle Polyethylenrohre, ob neu oder nicht, neu - 0,007 cm;
• für bereits verwendete Stahlprodukte - 0,1 cm;
• für neue Stahlkonstruktionen - 0,01 cm.

Bei anderen Rohrtypen ist dieser Indikator im Verhaltenskodex nicht angegeben. Daher sollten sie nicht für den Bau einer neuen Gasleitung verwendet werden, da Gorgaz-Spezialisten möglicherweise Anpassungen benötigen. Und das sind wieder zusätzliche Kosten.

Berechnung des Durchflusses in einem begrenzten Bereich

Wenn die Gasleitung aus separaten Abschnitten besteht, muss die Berechnung des Gesamtdurchflusses für jeden Abschnitt separat durchgeführt werden. Dies ist jedoch nicht schwierig, da für Berechnungen bereits bekannte Zahlen erforderlich sind.

Definition von Daten mit einem Programm

Wenn Sie die Anfangsindikatoren kennen und Zugriff auf die Gleichzeitigkeitstabelle und die technischen Datenblätter von Öfen und Kesseln haben, können Sie mit der Berechnung fortfahren.

Dazu werden folgende Aktionen ausgeführt (ein Beispiel für eine hausinterne Gasleitung mit genau niedrigem Druck):

1. Die Anzahl der Kessel wird mit der Leistung jedes einzelnen Kessels multipliziert.
2. Der erhaltene Wert wird mit dem Gleichzeitigkeitskoeffizienten multipliziert, der in einer speziellen Tabelle für diesen Verbrauchertyp angegeben ist.
3. Die Anzahl der zum Kochen bestimmten Öfen wird mit der Produktivität jedes einzelnen von ihnen multipliziert.
4. Der nach der vorherigen Operation erhaltene Wert wird mit dem Gleichzeitigkeitskoeffizienten multipliziert, der einer speziellen Tabelle entnommen wurde.
5. Die erhaltenen Mengen für Kessel und Öfen sind zusammengefasst.

Ähnliche Manipulationen werden für alle Abschnitte der Pipeline durchgeführt. Die erhaltenen Daten werden in die entsprechenden Spalten des Programms eingegeben, mit dem die Berechnung durchgeführt wird. Die Elektronik macht alles andere.

Berechnung mit Formeln

Diese Art der hydraulischen Berechnung ähnelt der oben beschriebenen, dh es werden dieselben Daten benötigt, das Verfahren ist jedoch langwierig. Da alles manuell ausgeführt werden muss, muss der Konstrukteur zusätzlich eine Reihe von Zwischenoperationen ausführen, um die erhaltenen Werte für die endgültige Berechnung zu verwenden.

Außerdem müssen Sie viel Zeit investieren, um viele Konzepte zu verstehen, Probleme, denen eine Person bei der Verwendung eines speziellen Programms nicht begegnet. Sie können die Gültigkeit des Vorstehenden überprüfen, indem Sie die zu verwendenden Formeln lesen.

Die Berechnung mit Formeln ist komplex und daher nicht für jedermann zugänglich. Das Bild zeigt die Formeln zur Berechnung des Druckabfalls im Netz von Hoch-, Mittel- und Niederdruck sowie des hydraulischen Reibungskoeffizienten

Bei der Anwendung der Formeln, wie bei der hydraulischen Berechnung mit einem speziellen Programm, gibt es Merkmale für niedrige, mittlere und natürlich Gasleitungen hoher Druck. Und das ist erwähnenswert, da ein Fehler mit immer beeindruckenden finanziellen Kosten behaftet ist.

Nomogrammberechnungen

Jedes spezielle Nomogramm ist eine Tabelle, in der eine Reihe von Werten angegeben ist, nachdem Sie untersucht haben, welche Indikatoren Sie erhalten können, ohne Berechnungen durchführen zu müssen. Bei der hydraulischen Berechnung der Rohrdurchmesser und die Wandstärke.

Nomogramme zur Berechnung sind eine einfache Möglichkeit, die erforderlichen Informationen zu erhalten. Es reicht aus, sich auf die Leitungen zu beziehen, die den gegebenen Eigenschaften des Netzwerks entsprechen.

Für Polyethylen- und Stahlprodukte gibt es separate Nomogramme. Bei der Berechnung wurden Standarddaten verwendet, beispielsweise die Rauheit der Innenwände. Daher können Sie sich keine Sorgen um die Richtigkeit der Informationen machen.

Berechnungsbeispiel

Es wird ein Beispiel für die Durchführung einer hydraulischen Berechnung mit dem Programm für Niederdruckgasleitungen gegeben. In der vorgeschlagenen Tabelle werden alle Daten, die der Designer unabhängig eingeben muss, gelb hervorgehoben.

Sie sind im obigen Abschnitt zur computergestützten Hydraulikberechnung aufgeführt. Dies sind Gastemperatur, kinetischer Viskositätskoeffizient, Dichte.

In diesem Fall wird die Berechnung für Kessel und Öfen durchgeführt. Aus diesem Grund muss die genaue Anzahl der Brenner festgelegt werden, die 2 oder 4 betragen kann. Die Genauigkeit ist wichtig, da das Programm automatisch den Gleichzeitigkeitsfaktor auswählt.

Im Bild sind die Spalten, in die der Designer selbst die Indikatoren eingeben muss, gelb hervorgehoben. Nachfolgend finden Sie eine Formel zur Berechnung der Durchflussrate auf der Baustelle

Es lohnt sich, auf die Nummerierung der Parzellen zu achten - sie wird nicht unabhängig erfunden, sondern aus einem zuvor erstellten Schema entnommen, in dem ähnliche Nummern angegeben sind.

Als nächstes werden die tatsächliche Länge der Pipeline und die sogenannte Schätzung, die größer ist, vorgeschrieben. Dies geschieht, weil in allen Bereichen, in denen lokaler Widerstand besteht, die Länge um 5-10% erhöht werden muss. Dies geschieht, um einen unzureichenden Gasdruck von den Verbrauchern auszuschließen.Das Programm führt die Berechnung selbst durch.

Der Gesamtdurchfluss in Kubikmetern, für den eine separate Säule vorgesehen ist, wird für jeden Abschnitt im Voraus berechnet. Wenn das Haus aus mehreren Einheiten besteht, muss die Anzahl der Wohnungen angegeben werden und mit dem Maximalwert beginnen, wie in der entsprechenden Spalte zu sehen ist.

Ohne Fehler werden alle Elemente der Gasleitung in die Tabelle eingetragen, während deren Durchgang der Druck verloren geht. Das Beispiel zeigt ein thermisches Absperrventil, ein Absperrventil und einen Zähler. Der Verlustwert wurde jeweils im Produktpass vermerkt.

Mit Hilfe eines Programms können Berechnungen für alle Arten von Gaspipelines durchgeführt werden. Im Bild sind Kalkül für Mitteldrucknetzwerk

Der Innendurchmesser des Rohrs wird gemäß den technischen Spezifikationen angegeben, wenn das Gas irgendwelche Anforderungen hat, oder nach einem zuvor erstellten Schema. In diesem Fall ist es in den meisten Abschnitten in einer Menge von 5 cm vorgeschrieben, da der größte Teil der Gasleitung entlang der Fassade verläuft und die lokale Gasleitung erfordert, dass der Durchmesser nicht geringer ist.

Selbst wenn Sie das gegebene Beispiel für die Durchführung einer hydraulischen Berechnung oberflächlich betrachten, ist es leicht zu bemerken, dass es neben den von einer Person eingegebenen Werten eine große Anzahl anderer gibt. Dies ist das Ergebnis des Programms, da nach Eingabe der Zahlen in die gelb hervorgehobenen Spalten die Berechnungsarbeiten für die Person abgeschlossen sind.

Das heißt, die Berechnung selbst erfolgt ziemlich schnell, wonach die Daten zur Genehmigung an die städtische Gasabteilung gesendet werden können.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Dieses Video macht es möglich zu verstehen, wo die hydraulische Berechnung beginnt und wo die Konstrukteure die erforderlichen Daten erhalten von:

Das folgende Video zeigt ein Beispiel für eine der Arten der Computerberechnung:

Außerdem können Sie ein Berechnungsbeispiel mit einem Computerprogramm sehen:

Um die hydraulische Berechnung mit einem Computer durchzuführen, reicht es nach dem speziellen Verhaltenskodex aus, sich ein wenig mit dem Programm vertraut zu machen und die erforderlichen Daten zu sammeln.

All dies hat jedoch keine praktische Bedeutung, da die Vorbereitung des Projekts ein viel langwierigeres Verfahren ist und viele andere Themen umfasst. In Anbetracht dessen müssen sich die meisten Bürger an Spezialisten wenden, um Hilfe zu erhalten.

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