Hydraulische berekening van een gasleiding: berekeningsmethoden en methoden + rekenvoorbeeld

Voor een veilige en probleemloze werking van de gastoevoer moet deze worden ontworpen en berekend. Het is belangrijk om buizen perfect te selecteren voor snelwegen van alle soorten druk, zodat een stabiele gastoevoer naar de apparaten wordt gegarandeerd.

Om ervoor te zorgen dat de selectie van buizen, fittingen en apparatuur zo nauwkeurig mogelijk is, wordt een hydraulische berekening van de pijpleiding uitgevoerd. Hoe maak je het? Geef toe, u bent niet al te bedreven in deze kwestie, laten we het begrijpen.

Wij bieden u de mogelijkheid om kennis te maken met zorgvuldig geselecteerde en grondig verwerkte informatie over de mogelijkheden voor de productie van hydraulische berekeningen voor gasleidingsystemen. Door de door ons gepresenteerde gegevens te gebruiken, wordt de levering van blauwe brandstof aan de apparaten met de vereiste drukparameters gegarandeerd. Zorgvuldig geverifieerde gegevens zijn gebaseerd op de voorschriften van de regelgevende documentatie.

Het artikel beschrijft in detail de principes en schema's van computers. Er wordt een voorbeeld gegeven van het uitvoeren van berekeningen. Als nuttige informatieve toevoeging gebruikte grafische toepassingen en video-instructies.

De details van hydraulische berekening

Elke uitgevoerde hydraulische berekening is een bepaling van de parameters van de toekomstige gasleiding. Deze procedure is verplicht, evenals een van de belangrijkste stadia van voorbereiding op de bouw. De juistheid van de berekening bepaalt of de gasleiding optimaal zal functioneren.

Bij elke hydraulische berekening wordt het volgende bepaald:

• het noodzakelijke buisdiameterdat zorgt voor een efficiënt en stabiel transport van de juiste hoeveelheid gas;
• of drukverliezen bij het verplaatsen van het vereiste volume blauwe brandstof in leidingen met een gegeven diameter acceptabel zullen zijn.

Drukverliezen ontstaan ​​doordat er in elke gasleiding hydraulische weerstand is. Met een onjuiste berekening kan dit ertoe leiden dat consumenten niet genoeg gas hebben voor normaal gebruik in alle modi of op momenten van maximaal verbruik.

Deze tabel is het resultaat van een hydraulische berekening uitgevoerd met inachtneming van de ingestelde waarden. Om de berekeningen uit te voeren, moet u specifieke indicatoren in de kolommen invoeren.

Een dergelijke operatie is een door de staat gestandaardiseerde procedure die wordt uitgevoerd in overeenstemming met de formules, vereisten uiteengezet inSP 42-101-2003.

Berekeningen moeten worden uitgevoerd door de ontwikkelaar. De basis zijn de gegevens van de technische specificaties van de pijpleiding, die verkrijgbaar zijn bij uw gasvoorziening.

Gasleidingen die afwikkeling vereisen

De staat vereist dat hydraulische berekeningen worden uitgevoerd voor alle soorten pijpleidingen met betrekking tot het gastoevoersysteem. Omdat de processen die plaatsvinden tijdens de beweging van gas altijd hetzelfde zijn.

De volgende soorten gaspijpleidingen zijn onder meer:

• lage druk;
• gemiddelde, hoge druk.

De eerste zijn ontworpen om brandstof te vervoeren naar woongelegenheden, allerlei openbare gebouwen, binnenlandse bedrijven. Bovendien mag de gasdruk in particuliere appartementsgebouwen, huisjes niet hoger zijn dan 3 kPa, bij huishoudelijke bedrijven (niet-productie) is dit cijfer hoger en bedraagt ​​het 5 kPa.

Het tweede type pijpleidingen is ontworpen voor het aandrijven van netwerken, alle soorten lage, middelhoge druk via gasregelpunten, en voor het leveren van gas aan individuele consumenten.

Dit kan industrieel, agrarisch, diverse nutsvoorzieningen en zelfs vrijstaand zijn, of bevestigd aan industriële gebouwen. Maar in de laatste twee gevallen zullen er aanzienlijke drukbeperkingen zijn.

De hierboven genoemde soorten gasleidingen zijn conventioneel onderverdeeld in de volgende categorieën:

• huis, in de winkeldat wil zeggen het vervoeren van blauwe brandstof in elk gebouw en het afleveren aan individuele eenheden, apparaten;
• abonneetakkengebruikt om gas van een bepaald distributienetwerk te leveren aan alle beschikbare consumenten;
• distributiegebruikt om gas te leveren aan bepaalde gebieden, bijvoorbeeld steden, hun afzonderlijke gebieden, industriële ondernemingen. Hun configuratie is anders en hangt af van de kenmerken van de lay-out. De druk in het netwerk kan van elke voorzien zijn - laag, gemiddeld, hoog.

Daarnaast wordt hydraulische berekening uitgevoerd voor gasnetten met een verschillend aantal druktrappen, waarvan er veel varianten zijn.

Dus om aan de behoeften te voldoen, kunnen tweetrapsnetwerken worden gebruikt die werken met gas dat wordt getransporteerd met lage, hoge druk of lage, gemiddelde. En ook driefasige en verschillende meerfasige netwerken hebben toepassing gevonden. Dat wil zeggen, het hangt allemaal af van de beschikbaarheid van consumenten.

Hydraulische weerstand is de belangrijkste reden dat dit soort berekening nodig is. Bovendien hangt het af van het materiaal van de buis.

Ondanks de grote verscheidenheid aan opties voor gasleidingen, is de hydraulische berekening in ieder geval vergelijkbaar. Omdat structurele elementen met vergelijkbare materialen worden gebruikt voor de fabricage, en dezelfde processen plaatsvinden in de buizen.

Hydraulische weerstand en zijn rol

Zoals hierboven aangegeven, is de basis voor de berekening de aanwezigheid van hydraulische weerstand in elke gasleiding.

Het werkt op de gehele pijpleidingconstructie, maar ook op de afzonderlijke onderdelen, knooppunten, plaatsen voor een aanzienlijke vermindering van de diameter van de buizen, kleppen en verschillende kleppen. Dit leidt tot drukverlies door het getransporteerde gas.

Hydraulische weerstand is altijd de som van:

• lineaire weerstand, dat wil zeggen over de gehele lengte van de constructie;
• lokale weerstanden die inwerken op elk onderdeel van de constructie, waar er een verandering is in de snelheid van gastransport.

De vermelde parameters hebben een constante en significante invloed op de prestaties van elke gasleiding. Als gevolg van een onjuiste berekening zullen er daarom extra en indrukwekkende financiële verliezen ontstaan ​​omdat het project opnieuw moet worden uitgevoerd.

Berekeningsregels

Hierboven werd aangegeven dat de procedure voor elke hydraulische berekening wordt geregeld door de relevante Code of Rules met een nummer42-101–2003.

Het document geeft aan dat de belangrijkste manier van calculus is om hiervoor een computer met speciale programma's te gebruiken, waarmee u het geplande drukverlies tussen secties van de toekomstige gasleiding of de gewenste leidingdiameter kunt berekenen.

Elke hydraulische berekening wordt uitgevoerd na het maken van een ontwerpschema met de belangrijkste indicatoren. Bovendien voert de gebruiker bekende gegevens in de overeenkomstige kolommen in

Als dergelijke programma's niet bestaan ​​of als iemand van mening is dat het gebruik ervan ongepast is, dan kunt u andere methoden toepassen die zijn toegestaan ​​door de praktijkcode.

Waaronder:

• berekening volgens de formules in de joint venture is de moeilijkste berekeningsmethode;
• Berekening met zogenaamde nomogrammen is een eenvoudigere optie dan het gebruik van formules, omdat u geen berekeningen hoeft te maken, omdat de benodigde gegevens in een speciale tabel worden vermeld en in de regelscode staan, en u hoeft ze alleen maar te selecteren.

Elk van de berekeningsmethoden leidt tot dezelfde resultaten. Daarom zal de nieuw aangelegde gasleiding in staat zijn om de geplande hoeveelheid brandstof tijdig en ononderbroken te leveren, zelfs bij maximaal gebruik.

PC-computeroptie

Het uitvoeren van een calculus met behulp van een computer is het minst tijdrovend - alles wat een persoon nodig heeft, is om de benodigde gegevens in de juiste kolommen in te voegen.

Daarom wordt hydraulische berekening in een paar minuten gedaan en voor deze bewerking is geen grote kennis vereist, wat nodig is bij het gebruik van formules.

Voor een juiste implementatie is het noodzakelijk om de volgende gegevens uit de technische voorwaarden te halen:

• gasdichtheid;
• kinetische viscositeitscoëfficiënt;
• gastemperatuur in uw regio.

De noodzakelijke technische voorwaarden worden verkregen bij het tankstation van de nederzetting waar de gasleiding wordt aangelegd. Met de ontvangst van dit document begint eigenlijk het ontwerp van elke pijpleiding, omdat deze alle basisvereisten voor het ontwerp bevat.

Het gebruik van speciale programma's is de eenvoudigste methode voor hydraulische berekening, met uitzondering van het zoeken en bestuderen van formules voor berekeningen

Vervolgens moet de ontwikkelaar de gasstroom kennen voor elk apparaat dat is gepland om op de gasleiding te worden aangesloten. Als de brandstof bijvoorbeeld naar een privéwoning wordt vervoerd, zijn er meestal fornuizen om te koken, allerlei verwarmingsketels en hun nummers bevatten altijd de benodigde nummers.

Daarnaast moet u het aantal branders kennen voor elke kachel, die op de buis wordt aangesloten.

In de volgende fase van het verzamelen van de benodigde gegevens wordt informatie verzameld over de drukval op de installatielocaties van alle apparatuur - dit kan een meter, een afsluitklep, een thermische afsluitklep, een filter en andere elementen zijn.

In dit geval zijn de vereiste nummers gemakkelijk te vinden - ze staan ​​in een speciale tabel die aan het paspoort van elk product is gehecht. De ontwerper moet erop letten dat het drukverlies bij maximaal gasverbruik moet worden aangegeven.

In de speciale tabel die aan het productgegevensblad is gehecht, kunt u informatie vinden over drukverlies bij het aansluiten van apparaten op het netwerk

In de volgende fase wordt aanbevolen om erachter te komen wat de druk van de blauwe brandstof zal zijn op het inbrengpunt. Dergelijke informatie kan de technische voorwaarden van het gas bevatten, het eerder opgestelde schema van de toekomstige gasleiding.

Als het netwerk uit meerdere secties zal bestaan, moeten ze genummerd zijn en de werkelijke lengte aangeven. Bovendien moet elke variabele afzonderlijk worden geregistreerd - dit is het totale verbruik van elk apparaat dat zal worden gebruikt, drukval, andere waarden.

Zonder twijfel is een gelijktijdigheidsfactor nodig. Er wordt rekening gehouden met de mogelijkheid van gezamenlijk werk van alle gasverbruikers die op het net zijn aangesloten. Bijvoorbeeld alle verwarmingsapparatuur in een appartementengebouw of een woonhuis.

Dergelijke gegevens worden gebruikt door het programma dat de hydraulische berekening uitvoert om de maximale belasting op een sectie of in de hele gasleiding te bepalen.

Voor elk afzonderlijk appartement of huis hoeft de opgegeven coëfficiënt niet te worden berekend, omdat de waarden bekend zijn en in de onderstaande tabel zijn aangegeven:

Een tabel met gelijktijdigheidscoëfficiënten, waarvan de gegevens worden gebruikt voor elk type berekening. Het volstaat om de kolom te selecteren die overeenkomt met een specifiek huishoudelijk apparaat en het gewenste nummer te nemen

Als het de bedoeling is om op een locatie meer dan twee verwarmingsketels, ovens en boilers te gebruiken, is de gelijktijdigheidsindex altijd 0,85. Die moet worden aangegeven in de overeenkomstige kolom die wordt gebruikt voor de berekening van het programma.

Volgende moet aangeven buisdiameter, en je hebt ook hun ruwheidscoëfficiënten nodig, die zullen worden gebruikt bij de aanleg van de pijpleiding. Deze waarden zijn standaard en zijn gemakkelijk terug te vinden in de Gedragscode.

De invloed van leidingmateriaal op de berekening

Voor de constructie van gaspijpleidingen kunnen buizen worden gebruikt die alleen van bepaalde materialen zijn gemaakt: staal, polyethyleen. In sommige gevallen worden koperproducten gebruikt. Binnenkort metaal-kunststof constructies.

Elke buis heeft een ruwheid, wat leidt tot lineaire weerstand, wat het proces van gasbeweging beïnvloedt. Bovendien is dit cijfer aanzienlijk hoger voor staalproducten dan voor plastic

Tegenwoordig kan de nodige informatie alleen worden verkregen voor stalen en polyethyleen buizen. Dientengevolge kunnen ontwerp en hydraulische berekening alleen worden uitgevoerd rekening houdend met hun kenmerken, zoals vereist door de relevante praktijkcode. En ook in het document staan ​​de gegevens die nodig zijn voor de berekening.

De ruwheidscoëfficiënt is altijd gelijk aan de volgende waarden:

• voor alle polyethyleen buizen, nieuw of niet, nieuw - 0,007 cm;
• voor reeds gebruikte staalproducten - 0,1 cm;
• voor nieuwe staalconstructies - 0,01 cm.

Voor alle andere soorten leidingen wordt deze indicator niet vermeld in de Praktijkcode. Daarom mogen ze niet worden gebruikt voor de aanleg van een nieuwe gasleiding, omdat specialisten van Gorgaz mogelijk aanpassingen nodig hebben. En dit zijn weer extra kosten.

Berekening van stroming in een beperkt gebied

Als de gasleiding uit afzonderlijke secties bestaat, moet de berekening van het totale debiet voor elk van hen afzonderlijk worden uitgevoerd. Maar dit is niet moeilijk, omdat voor berekeningen reeds bekende cijfers nodig zijn.

Definitie van gegevens met behulp van een programma

Als u de eerste indicatoren kent, toegang heeft tot de gelijktijdigheidstabel en tot de technische gegevensbladen van kachels en ketels, kunt u doorgaan met de berekening.

Om dit te doen, worden de volgende acties uitgevoerd (er wordt een voorbeeld gegeven voor een interne gasleiding van precies lage druk):

1. Het aantal ketels wordt vermenigvuldigd met de prestaties van elk van hen.
2. De verkregen waarde wordt vermenigvuldigd met de gelijktijdigheidscoëfficiënt gespecificeerd door een speciale tabel voor dit type consument.
3. Het aantal fornuizen dat bedoeld is om te koken, wordt vermenigvuldigd met de productiviteit van elk van hen.
4. De waarde die na de vorige bewerking is verkregen, wordt vermenigvuldigd met de gelijktijdigheidscoëfficiënt uit een speciale tabel.
5. De ontvangen bedragen voor ketels en kachels zijn samengevat.

Soortgelijke manipulaties worden uitgevoerd voor alle secties van de pijpleiding. De verkregen gegevens worden ingevoerd in de overeenkomstige kolommen van het programma waarmee de calculus wordt uitgevoerd. Elektronica doet al het andere.

Berekening met formules

Dit type hydraulische berekening is vergelijkbaar met de hierboven beschreven methode, dat wil zeggen dat dezelfde gegevens vereist zijn, maar de procedure zal lang duren. Aangezien alles met de hand moet worden gedaan, zal de ontwerper daarnaast een aantal tussenbewerkingen moeten uitvoeren om de verkregen waarden te gebruiken voor de uiteindelijke berekening.

En je zult ook veel tijd moeten besteden aan het begrijpen van veel concepten, kwesties die een persoon niet tegenkomt bij het gebruik van een speciaal programma. U kunt de geldigheid van het voorgaande verifiëren door de te gebruiken formules te lezen.

Berekenen met formules is complex en daarom niet voor iedereen toegankelijk. De afbeelding toont de formules voor het berekenen van de drukval in het netwerk van hoge, gemiddelde en lage druk en de coëfficiënt van hydraulische wrijving

Bij de toepassing van de formules, zoals in het geval van hydraulische berekening met een speciaal programma, zijn er functies voor lage, middelgrote en natuurlijk gaspijpleidingen hoge druk. En dit is het onthouden waard, aangezien een fout gepaard gaat met, en altijd, indrukwekkende financiële kosten.

Nomogramberekeningen

Elk speciaal nomogram is een tabel waarin een reeks waarden wordt aangegeven, nadat u hebt bestudeerd welke u de noodzakelijke indicatoren kunt krijgen zonder berekeningen uit te voeren. In het geval van hydraulische berekening, de diameter van de buis en de dikte van de wanden.

Nomogrammen voor berekening zijn een eenvoudige manier om de benodigde informatie te verkrijgen. Het volstaat om te verwijzen naar de lijnen die overeenkomen met de gegeven kenmerken van het netwerk.

Er zijn aparte nomogrammen voor polyethyleen- en staalproducten. Bij de berekening ervan zijn standaardgegevens gebruikt, bijvoorbeeld de ruwheid van de binnenwanden. Daarom kunt u zich geen zorgen maken over de nauwkeurigheid van de informatie.

Rekenvoorbeeld

Een voorbeeld van het uitvoeren van hydraulische berekeningen met het programma voor lagedrukgaspijpleidingen wordt gegeven. In de voorgestelde tabel zijn alle gegevens die de ontwerper onafhankelijk moet invoeren geel gemarkeerd.

Ze staan ​​vermeld in de paragraaf over computerondersteunde hydraulische berekening hierboven. Dit zijn gastemperatuur, kinetische viscositeitscoëfficiënt, dichtheid.

In dit geval wordt de berekening uitgevoerd voor ketels en kachels, daarom is het noodzakelijk om het exacte aantal branders voor te schrijven, wat 2 of 4 kan zijn. Nauwkeurigheid is belangrijk, omdat het programma automatisch de gelijktijdigheidsfactor selecteert.

Op de afbeelding zijn de kolommen waarin de ontwerper zelf de indicatoren moet invoeren geel gemarkeerd. Hieronder vindt u een formule voor het berekenen van het debiet op de site

Het is de moeite waard om aandacht te besteden aan de nummering van percelen - het is niet onafhankelijk uitgevonden, maar komt uit een eerder opgesteld schema, waar vergelijkbare nummers worden aangegeven.

Vervolgens worden de werkelijke lengte van de pijpleiding en de zogenaamde geschatte, die groter is, voorgeschreven. Dit gebeurt omdat in alle gebieden waar er lokale weerstand is, de lengte met 5-10% moet worden verlengd. Dit wordt gedaan om onvoldoende gasdruk bij de consument uit te sluiten.Het programma voert de berekening zelf uit.

Het totale debiet in kubieke meters, waarvoor een aparte kolom is voorzien, wordt vooraf per sectie berekend. Als de woning uit meerdere woningen bestaat, moet het aantal woningen worden aangegeven, te beginnen met de maximale waarde, zoals te zien is in de bijbehorende kolom.

Zonder falen worden alle elementen van de gasleiding in de tabel ingevoerd, tijdens het passeren van welke druk verloren gaat. Het voorbeeld toont een thermische afsluitklep, afsluitklep en teller. De verlieswaarde werd telkens in het productpaspoort vermeld.

Met behulp van één programma is het mogelijk om berekeningen te maken voor alle soorten gasleidingen. In de afbeelding zijn calculus voor middendruknetwerk

De binnendiameter van de buis wordt aangegeven volgens de technische specificaties, als het gas eisen heeft, of volgens een eerder opgesteld schema. In dit geval wordt het in de meeste secties voorgeschreven in een hoeveelheid van 5 cm, omdat het grootste deel van de gasleiding langs de gevel loopt en de lokale gasleiding vereist dat de diameter niet minder is.

Zelfs als u oppervlakkig kijkt met het gegeven voorbeeld van het uitvoeren van hydraulische berekeningen, is het gemakkelijk op te merken dat er, naast de waarden die door een persoon zijn ingevoerd, een groot aantal andere zijn. Dit is allemaal het resultaat van het programma, want na het invoeren van de cijfers in de specifieke kolommen die geel zijn gemarkeerd, is het rekenwerk voor de persoon voltooid.

Dat wil zeggen, de berekening zelf gebeurt vrij snel, waarna de gegevens ter goedkeuring naar de stadsgasafdeling kunnen worden gestuurd.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Deze video maakt het mogelijk om te begrijpen waar de hydraulische berekening begint, waar de ontwerpers de nodige gegevens vandaan halen:

De volgende video toont een voorbeeld van een van de soorten computerberekeningen:

Verder ziet u een rekenvoorbeeld met een computerprogramma:

Om hydraulische berekeningen uit te voeren met een computer, zoals de gespecialiseerde praktijkcode toestaat, is het voldoende om wat tijd te besteden aan het vertrouwd maken met het programma en het verzamelen van de benodigde gegevens.

Maar dit alles heeft geen praktische betekenis, aangezien de voorbereiding van het project een veel langere procedure is en veel andere kwesties omvat. Daarom zullen de meeste burgers voor hulp naar specialisten moeten gaan.

Heeft u vragen, vindt u bugs of kunt u waardevolle informatie aan ons materiaal toevoegen? Laat uw opmerkingen achter, stel vragen, deel ervaringen in het onderstaande blok.