Hydraulisk beregning av en gassrørledning: beregningsmetoder og metoder + beregningseksempel

For sikker og problemfri drift av gassforsyningen må den utformes og beregnes. Det er viktig å velge rør perfekt for motorveier av alle typer trykk, og sikre en stabil tilførsel av gass til enhetene.

Slik at utvalget av rør, beslag og utstyr er så nøyaktig som mulig, utføres hydraulisk beregning av rørledningen. Hvordan lage det? Innrøm, du er ikke så bevandret i denne saken, la oss forstå.

Vi tilbyr å bli kjent med nøye utvalgte og grundig behandlet informasjon om alternativene for produksjon av hydraulisk beregning for gassledningsanlegg. Bruke dataene presentert av oss vil sikre tilførsel av blått drivstoff til enhetene med de nødvendige trykkparametere. Nøye verifiserte data er basert på forskriftene i forskriftsdokumentasjonen.

Artikkelen beskriver i detalj prinsippene og skjemaene for databehandling. Et eksempel på utførelse av beregninger er gitt. Som et nyttig informativt tillegg benyttet grafikkprogrammer og videoinstruksjoner.

Spesifikasjonene ved hydraulisk beregning

Enhver hydraulisk beregning som utføres er en bestemmelse av parametrene for den fremtidige gassrørledningen. Denne prosedyren er obligatorisk, så vel som et av de viktigste stadiene i forberedelsene til bygging. Korrekvensen av beregningen avgjør om gassrørledningen vil fungere optimalt.

Under hver hydraulisk beregning bestemmes følgende:

• det nødvendige rørdiametersom vil sikre effektiv og stabil transport av riktig mengde gass;
• om trykktap når du flytter det nødvendige volumet av blått drivstoff i rør med en gitt diameter vil være akseptabelt.

Trykk tap oppstår på grunn av det faktum at i en hvilken som helst gassrørledning er det hydraulisk motstand. Med en feil beregning kan det føre til at forbrukerne ikke vil ha nok gass til normal drift i alle modus eller i øyeblikkene med det maksimale forbruket.

Denne tabellen er resultatet av en hydraulisk beregning utført under hensyntagen til innstilte verdier. For å utføre beregningene, må du legge inn spesifikke indikatorer i kolonnene.

En slik operasjon er en statsstandardisert prosedyre som utføres i samsvar med formlene, kravene som er angitt iSP 42-101-2003.

Beregninger må utføres av utbygger. Dataene om de tekniske forholdene for rørledningen, som kan fås ved din gassforsyning, tas som grunnlag.

Gassrørledninger som krever oppgjør

Staten krever at det utføres hydrauliske beregninger for alle typer rørledninger relatert til gasstilførselssystemet. Siden prosessene som skjer under bevegelse av gass er alltid de samme.

Følgende typer gassrørledninger inkluderer:

• lavt trykk;
• middels, høyt trykk.

Førstnevnte er designet for å transportere drivstoff til boligfasiliteter, alle slags offentlige bygninger, innenlandske bedrifter. I private, boligblokker, hytter skal gasstrykket dessuten ikke overstige 3 kPa, hos husholdningsvirksomheter (ikke-produksjon) er dette tallet høyere og når 5 kPa.

Den andre typen rørledninger er designet for å drive nettverk, alle slags lavt, middels trykk gjennom gasskontrollpunkter, samt tilførsel av gass til individuelle forbrukere.

Dette kan være industrielle, landbruksprodukter, forskjellige verktøy og til og med frittstående, eller festet til industribygg. Men i de to siste tilfellene vil det være betydelige trykkbegrensninger.

Typene gassrørledninger som er oppført ovenfor er konvensjonelt delt inn i følgende kategorier:

• Intrahouse, intrashop, det vil si å transportere blått drivstoff i enhver bygning og levere det til individuelle enheter, enheter;
• abonnentgrenerbrukes til å levere gass fra noe distribusjonsnett til alle tilgjengelige forbrukere;
• distribusjonbrukes til å levere gass til visse territorier, for eksempel byer, deres separate områder, industribedrifter. Konfigurasjonen deres er forskjellig og avhenger av funksjonene i oppsettet. Trykket inne i nettverket kan være gitt - lavt, middels, høyt.

I tillegg utføres hydraulisk beregning for gassnettverk med et annet antall trykktrinn, hvorav det er mange varianter.

Så for å imøtekomme behovene kan to-trinns nettverk brukes som jobber med gass som transporteres ved lavt, høyt trykk eller lavt, middels. Og også tretrinns og forskjellige flertrinnsnettverk har funnet anvendelse. Det vil si at det hele avhenger av tilgjengeligheten til forbrukerne.

Hydraulisk motstand er hovedårsaken til at det er nødvendig å utføre denne typen beregninger. Videre avhenger det av materialet i røret.

Til tross for det store utvalget av gassrørledningsalternativer, er den hydrauliske beregningen uansett lik. Siden konstruksjonselementer med lignende materialer brukes til fremstilling, og de samme prosessene oppstår inne i rørene.

Hydraulisk motstand og dens rolle

Som angitt ovenfor, er grunnlaget for beregningen tilstedeværelsen av hydraulisk motstand i hver gassrørledning.

Den virker på hele rørledningskonstruksjonen, så vel som på de individuelle delene, knutepunktene, noe som gir en betydelig reduksjon i diameteren på rørene, ventiler, forskjellige ventiler. Dette fører til trykktap av den transporterte gassen.

Hydraulisk motstand er alltid summen av:

• lineær motstand, det vil si å virke langs hele konstruksjonens lengde;
• lokale motstander som virker ved hver komponent av strukturen, der det er en endring i hastigheten på gasstransport.

De listede parametrene påvirker konstant og betydelig ytelsen til hver gassrørledning. Som et resultat av feil beregning vil det derfor oppstå ytterligere og imponerende økonomiske tap på grunn av at prosjektet må gjøres om.

Beregningsregler

Det ble indikert over at prosedyren for enhver hydraulisk beregning er regulert av den relevante regelverket med et nummer42-101–2003.

Dokumentet indikerer at den viktigste måten å beregne er å bruke en datamaskin med spesielle programmer for dette formålet, som lar deg beregne det planlagte trykktapet mellom seksjoner av den fremtidige gassrørledningen eller ønsket rørdiameter.

Eventuell hydraulisk beregning utføres etter oppretting av et designskjema som inkluderer hovedindikatorene. Videre legger brukeren inn kjente data i de tilsvarende kolonnene

Hvis det ikke er slike programmer eller en person mener at bruken av dem er upassende, kan du bruke andre metoder som er tillatt i anbefalingen.

Som inkluderer:

• beregning i henhold til formlene gitt i felleskontrollert virksomhet er den vanskeligste beregningsmetoden;
• Beregning med såkalte nomogrammer er et enklere alternativ enn å bruke formler, fordi du ikke trenger å gjøre noen beregninger, fordi de nødvendige dataene er oppført i en spesiell tabell og er gitt i kodeksen, og du trenger bare å velge dem.

Noen av beregningsmetodene fører til de samme resultatene. Derfor vil den nybygde gassrørledningen kunne gi rettidig, uavbrutt tilførsel av den planlagte mengden drivstoff selv under dens maksimale bruk.

PC-beregningsalternativ

Det er minst tidkrevende å utføre en kalkyle med en datamaskin - alt som kreves av en person er å sette inn nødvendig data i de aktuelle kolonnene.

Derfor gjøres hydraulisk beregning på noen få minutter, og for denne operasjonen krever ikke et stort lager av kunnskap, noe som er nødvendig når du bruker formler.

For korrekt implementering er det nødvendig å ta følgende data fra de tekniske forholdene:

• gasstetthet;
• kinetisk viskositetskoeffisient;
• gasstemperatur i din region.

De nødvendige tekniske forholdene er oppnådd på bensinstasjonen i bebyggelsen som gassrørledningen skal bygges i. Faktisk, med mottak av dette dokumentet, begynner utformingen av en hvilken som helst rørledning, fordi den inneholder alle grunnleggende krav til designen.

Å bruke spesielle programmer er den enkleste metoden for hydraulisk beregning, unntatt søk og studie av formler for beregninger

Deretter må utvikleren kjenne til gasstrømmen for hver enhet som er planlagt koblet til gassrørledningen. For eksempel, hvis drivstoffet vil bli transportert til et privat hus, er det ofte brukte ovner til matlaging, alle slags varmekjeler, og antallet deres inneholder alltid de nødvendige tallene.

I tillegg må du vite antall brennere for hver komfyr, som skal kobles til røret.

I det neste trinnet med å samle inn nødvendige data, blir informasjon samlet om trykkfallet på installasjonsstedene til ethvert utstyr - dette kan være en meter, en avstengningsventil, en termisk avstengningsventil, et filter og andre elementer.

I dette tilfellet er de nødvendige numrene enkle å finne - de finnes i en spesiell tabell som er knyttet til passet til hvert produkt. Designeren bør ta hensyn til det faktum at trykkfallet skal indikeres ved maksimalt gassforbruk.

Fra den spesielle tabellen som er knyttet til produktdatabladet, kan du finne ut informasjon om trykktap når du kobler enheter til nettverket

I neste trinn anbefales det å finne ut hva trykket til det blå drivstoffet vil være ved innføringspunktet. Slik informasjon kan inneholde tekniske forhold for gassen, det tidligere utarbeidede opplegget for den fremtidige gassrørledningen.

Hvis nettverket vil bestå av flere seksjoner, må de nummereres og angi den faktiske lengden. I tillegg bør hver variabel registreres separat - dette er det totale forbruket til alle enheter som skal brukes, trykkfall, andre verdier.

Uten å mislykkes vil en samtidig faktor være nødvendig. Den tar hensyn til muligheten for et felles arbeid for alle gassforbrukere som er koblet til nettverket. For eksempel alt varmeutstyr som ligger i en bygård eller et privat hus.

Slike data brukes av programmet som utfører den hydrauliske beregningen for å bestemme den maksimale belastningen på en hvilken som helst seksjon eller i hele gassrørledningen.

For hver enkelt leilighet eller hus trenger ikke den spesifiserte koeffisienten å beregnes, siden verdiene er kjent og er angitt i tabellen nedenfor:

En tabell med samtidighetskoeffisienter, dataene brukes til å beregne. Det er nok å velge kolonnen som tilsvarer et spesifikt husholdningsapparat, og ta ønsket antall

Hvis det på en eller annen gjenstand er planlagt å bruke mer enn to varmekjeler, ovner og lagringsvannsberedere, vil samtidig indeksen alltid være 0,85. Som må angis i den tilsvarende kolonnen som brukes for beregning av programmet.

Neste skulle indikere rørdiameter, og du trenger også deres ruhetskoeffisienter, som vil bli brukt i konstruksjonen av rørledningen. Disse verdiene er standard og kan enkelt finnes i Code of Conduct.

Påvirkning av rørmateriale på beregningen

For konstruksjon av gassrørledninger kan rør laget bare av visse materialer brukes: stål, polyetylen. I noen tilfeller brukes kobberprodukter. Kommer snart metall-plast konstruksjoner.

Hvert rør har en ujevnhet, noe som fører til lineær motstand, som påvirker prosessen med gassbevegelse. Dessuten er dette tallet betydelig høyere for stålprodukter enn plast

I dag kan nødvendig informasjon fås kun for stål- og polyetylenrør. Som et resultat kan design og hydraulisk beregning bare utføres under hensyntagen til deres egenskaper, som kreves av den relevante anbefalingen. Og også i dokumentet er dataene som er nødvendige for beregning angitt.

Grovhetskoeffisienten er alltid lik følgende verdier:

• for alle polyetylenrør, enten de er nye eller ikke, nye - 0,007 cm;
• for stålprodukter som allerede er brukt - 0,1 cm;
• for nye stålkonstruksjoner - 0,01 cm.

For andre rørtyper er denne indikatoren ikke angitt i anbefalingen. Derfor bør de ikke brukes til bygging av en ny gassrørledning, ettersom Gorgaz-spesialister kan kreve justeringer. Og dette er igjen en ekstra kostnad.

Beregning av flyt i et begrenset område

Hvis gassrørledningen består av separate seksjoner, må beregningen av den totale strømningshastigheten for hver av dem utføres separat. Men dette er ikke vanskelig, siden beregninger vil kreve allerede kjente tall.

Definisjon av data ved hjelp av et program

Når du kjenner til de første indikatorene, har tilgang til samtidighetstabellen og til de tekniske databladene for ovner og kjeler, kan du gå videre til beregningen.

For å gjøre dette, utføres følgende handlinger (et eksempel er gitt for en intern gassrørledning med nøyaktig lavt trykk):

1. Antall kjeler multipliseres med ytelsen til hver av dem.
2. Den oppnådde verdien multipliseres med samtidig koeffisienten som er spesifisert av en spesiell tabell for denne typen forbrukere.
3. Antall ovner beregnet på matlaging multipliseres med produktiviteten til hver av dem.
4. Verdien oppnådd etter forrige operasjon multipliseres med samtidigitetskoeffisienten hentet fra en spesiell tabell.
5. Mottatte beløp for kjeler og ovner er oppsummert.

Lignende manipulasjoner blir utført for alle seksjoner av rørledningen. De innhentede dataene legges inn i de korresponderende kolonnene i programmet som beregningen utføres med. Elektronikk gjør alt annet.

Beregning ved hjelp av formler

Denne typen hydraulisk beregning er lik den som er beskrevet ovenfor, det vil si at de samme dataene vil være nødvendige, men fremgangsmåten vil være lang. Siden alt må gjøres manuelt, vil designeren i tillegg måtte utføre en del mellomoperasjoner for å bruke de oppnådde verdiene for den endelige beregningen.

Og du må også bruke mye tid på å forstå mange konsepter, problemer som en person ikke oppfyller når du bruker et spesielt program. Du kan bekrefte gyldigheten av det foregående ved å lese formlene som skal brukes.

Beregning ved hjelp av formler er kompleks, derfor ikke tilgjengelig for alle. Bildet viser formlene for beregning av trykkfallet i nettet for høyt, medium og lavt trykk og koeffisienten for hydraulisk friksjon

Ved anvendelse av formlene, som for hydraulisk beregning ved bruk av et spesielt program, er det funksjoner for lave, mellomstore og selvfølgelig gassrørledninger høyt trykk. Og dette er verdt å huske, siden en feil er full av og alltid imponerende økonomiske kostnader.

Nomogramberegninger

Ethvert spesielt nomogram er en tabell der en serie verdier er indikert, etter å ha studert som du kan få de nødvendige indikatorene uten å utføre beregninger. Ved hydraulisk beregning, diameteren på røret og tykkelsen på veggene.

Nomogrammer for beregning er en enkel måte å skaffe nødvendig informasjon. Det er nok å referere til linjene som tilsvarer de gitte egenskapene til nettverket.

Det er separate nomogrammer for polyetylen- og stålprodukter. Ved beregning av dem ble standarddata brukt, for eksempel grovheten på indre vegger. Derfor kan du ikke bekymre deg for nøyaktigheten av informasjonen.

Beregningseksempel

Et eksempel på å utføre hydraulisk beregning ved å bruke programmet for gassrørledninger med lavt trykk. I den foreslåtte tabellen blir alle dataene som designeren må legge inn uavhengig, uthevet i gult.

De er oppført i avsnittet om datastøttet hydraulisk beregning ovenfor. Dette er gasstemperatur, kinetisk viskositetskoeffisient, tetthet.

I dette tilfellet utføres beregningen for kjeler og ovner, derfor er det nødvendig å foreskrive det nøyaktige antallet brennere, som kan være 2 eller 4. Nøyaktighet er viktig, fordi programmet automatisk velger samtidig faktor.

På bildet fremheves kolonnene som designeren selv må angi indikatorene med gult. Nedenfor er en formel for beregning av strømningshastigheten på nettstedet

Det er verdt å ta hensyn til nummereringen av tomter - den er ikke oppfunnet uavhengig, men hentet fra en tidligere utarbeidet ordning, der lignende tall er indikert.

Deretter er den faktiske lengden på rørledningen og det såkalte estimerte, som er større, foreskrevet. Dette skjer fordi det i alle områder der det er lokal motstand er nødvendig å øke lengden med 5-10%. Dette gjøres for å ekskludere for lite gasstrykk fra forbrukerne.Programmet utfører beregningen på egen hånd.

Den totale strømmen i kubikk, som det er gitt en egen kolonne for, beregnes på forhånd for hver seksjon. Hvis huset er multi-enhet, må antall boliger angis, og starte med maksimal verdi, som det kan sees i den tilsvarende kolonnen.

Uten å lykkes, blir alle elementene i gassrørledningen ført inn i bordet, mens trykket går tapt. Eksemplet viser en termisk avstengningsventil, avstengningsventil og teller. Tapsverdien i hvert tilfelle ble tatt i produktpasset.

Ved hjelp av ett program er det mulig å gjøre beregninger for alle typer gassrørledninger. På bildet er kalkulus for middels trykknett

Rørets indre diameter er angitt i henhold til de tekniske spesifikasjonene, hvis gassen har noen krav, eller fra et tidligere utarbeidet opplegg. I dette tilfellet er det foreskrevet i mengde 5 cm i de fleste seksjoner, fordi det meste av gassrørledningen går langs fasaden, og den lokale gassrørledningen krever at diameteren ikke blir mindre.

Selv om du ser overfladisk med det gitte eksemplet på å utføre hydraulisk beregning, er det lett å legge merke til at det, i tillegg til verdiene som er lagt inn av en person, er et stort antall andre. Dette er alt resultatet av programmet, for etter at du har lagt inn tallene i de spesifikke kolonnene som er uthevet i gult, er beregningsarbeidet ferdig for personen.

Det vil si at selve beregningen skjer ganske raskt, hvoretter dataene kan sendes for godkjenning til byens gassavdeling.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Denne videoen gjør det mulig å forstå hvor den hydrauliske beregningen begynner, hvor designerne får nødvendige data fra:

Følgende video viser et eksempel på en av datamaskinens beregninger:

Videre kan du se et eksempel på beregning ved bruk av et dataprogram:

For å utføre hydraulisk beregning ved hjelp av en datamaskin, slik den spesialiserte Code of Practice tillater, er det nok å bruke litt tid på å bli kjent med programmet og samle inn nødvendige data.

Men alt dette har ikke praktisk betydning, siden forberedelsen av prosjektet er en mye mer langvarig prosedyre og inkluderer mange andre problemer. I lys av dette vil de fleste innbyggere måtte henvende seg til spesialister for å få hjelp.

Har du spørsmål, finn feil eller kan du legge til verdifull informasjon i materialet vårt? Legg igjen kommentarene dine, still spørsmål, del erfaringer i blokken nedenfor.