Obliczenia hydrauliczne gazociągu: metody i metody obliczeń + przykład obliczeń

Aby zapewnić bezpieczne i bezproblemowe działanie zasilania gazem, należy go zaprojektować i obliczyć. Ważne jest, aby idealnie dobrać rury do autostrad wszystkich ciśnień, zapewniając stabilne dostawy gazu do urządzeń.

Aby wybór rur, kształtek i wyposażenia był jak najdokładniejszy, wykonywane są obliczenia hydrauliczne rurociągu. Jak to zrobić? Przyznaj się, nie jesteś zbyt obeznany w tej sprawie, zrozummy.

Oferujemy zapoznanie się ze starannie dobranymi i dokładnie przetworzonymi informacjami na temat opcji wykonywania obliczeń hydraulicznych dla systemów gazociągów. Wykorzystanie przedstawionych przez nas danych zapewni dostawę niebieskiego paliwa do urządzeń o wymaganych parametrach ciśnienia. Starannie zweryfikowane dane są oparte na przepisach dokumentacji regulacyjnej.

Artykuł szczegółowo opisuje zasady i schematy obliczeń. Podano przykład wykonywania obliczeń. Jako przydatny dodatek informacyjny wykorzystano aplikacje graficzne i instrukcje wideo.

Specyfika obliczeń hydraulicznych

Wszelkie przeprowadzone obliczenia hydrauliczne są określeniem parametrów przyszłego gazociągu. Ta procedura jest obowiązkowa, a także jeden z najważniejszych etapów przygotowania do budowy. Prawidłowość obliczeń określa, czy gazociąg będzie działał optymalnie.

Podczas każdego obliczenia hydraulicznego określane są:

• konieczne średnica ruryzapewni to sprawny i stabilny transport odpowiedniej ilości gazu;
• czy straty ciśnienia przy przenoszeniu wymaganej objętości niebieskiego paliwa w rurach o danej średnicy będą dopuszczalne.

Straty ciśnienia występują ze względu na fakt, że w każdym gazociągu występuje opór hydrauliczny. Niepoprawne obliczenia mogą prowadzić do tego, że odbiorcy nie będą mieli wystarczającej ilości gazu do normalnej pracy we wszystkich trybach lub w momentach maksymalnego zużycia.

Ta tabela jest wynikiem obliczeń hydraulicznych przeprowadzonych z uwzględnieniem wartości zadanych. Aby wykonać obliczenia, musisz wprowadzić określone wskaźniki w kolumnach.

Taka operacja jest znormalizowaną przez państwo procedurą, która jest wykonywana zgodnie ze wzorami, wymaganiami określonymi wSP 42-101-2003.

Obliczenia muszą być wykonane przez programistę. Podstawą są dane specyfikacji technicznych rurociągu, które można uzyskać przy dostawie gazu.

Gazociągi wymagające rozliczenia

Stan wymaga wykonania obliczeń hydraulicznych dla wszystkich rodzajów rurociągów związanych z systemem zasilania gazem. Ponieważ procesy zachodzące podczas przepływu gazu są zawsze takie same.

Do następujących rodzajów gazociągów należą:

• niskie ciśnienie;
• średnie, wysokie ciśnienie.

Te pierwsze przeznaczone są do transportu paliwa do obiektów mieszkalnych, wszelkiego rodzaju budynków użyteczności publicznej, przedsiębiorstw domowych. Ponadto w prywatnych budynkach mieszkalnych, domkach jednorodzinnych ciśnienie gazu nie powinno przekraczać 3 kPa, w przedsiębiorstwach domowych (nieprodukcyjnych) liczba ta jest wyższa i sięga 5 kPa.

Drugi rodzaj rurociągów jest przeznaczony do zasilania sieci, wszelkiego rodzaju niskiego i średniego ciśnienia przez punkty kontroli gazu, a także do dostarczania gazu do indywidualnych odbiorców.

Mogą to być budynki przemysłowe, rolnicze, różne narzędzia, a nawet wolnostojące lub przymocowane do budynków przemysłowych. Ale w dwóch ostatnich przypadkach pojawią się znaczne ograniczenia presji.

Wymienione powyżej rodzaje gazociągów są konwencjonalnie podzielone na następujące kategorie:

• dom, w sklepie, czyli transport niebieskiego paliwa wewnątrz dowolnego budynku i dostarczenie go do poszczególnych jednostek, urządzeń;
• oddziały abonenckiesłuży do dostarczania gazu z niektórych sieci dystrybucyjnych do wszystkich dostępnych odbiorców;
• dystrybucjawykorzystywane do dostarczania gazu do niektórych terytoriów, na przykład miast, ich oddzielnych obszarów, przedsiębiorstw przemysłowych. Ich konfiguracja jest inna i zależy od funkcji układu. Ciśnienie w sieci może być dowolne - niskie, średnie, wysokie.

Ponadto wykonuje się obliczenia hydrauliczne dla sieci gazowych o różnej liczbie stopni ciśnienia, których jest wiele odmian.

Aby zaspokoić potrzeby, można zastosować sieci dwustopniowe, które pracują z gazem transportowanym pod niskim, wysokim ciśnieniem lub niskim, średnim. Zastosowanie znalazły również sieci trzystopniowe i różne sieci wielostopniowe. Oznacza to, że wszystko zależy od dostępności konsumentów.

Opór hydrauliczny jest głównym powodem, dla którego konieczne jest wykonanie tego rodzaju obliczeń. Ponadto zależy to od materiału rury.

Pomimo szerokiej gamy opcji gazociągów obliczenia hydrauliczne są w każdym przypadku podobne. Ponieważ do produkcji wykorzystuje się elementy konstrukcyjne z podobnymi materiałami, a te same procesy zachodzą w rurach.

Opór hydrauliczny i jego rola

Jak wskazano powyżej, podstawą obliczeń jest obecność oporu hydraulicznego w każdym gazociągu.

Działa na całą konstrukcję rurociągu, a także na jego poszczególne części, węzły - trójniki, miejsca znacznego zmniejszenia średnicy rur, zaworów, różnych zaworów. Prowadzi to do spadku ciśnienia przez transportowany gaz.

Opór hydrauliczny jest zawsze sumą:

• opór liniowy, to znaczy działający na całej długości konstrukcji;
• lokalne rezystancje działające na każdy element konstrukcji, w przypadku zmiany prędkości transportu gazu.

Wymienione parametry w sposób ciągły i znaczący wpływają na wydajność każdego gazociągu. Dlatego w wyniku nieprawidłowego obliczenia wystąpią dodatkowe i imponujące straty finansowe z uwagi na fakt, że projekt będzie musiał zostać przerobiony.

Zasady obliczania

Powyżej wskazano, że procedura wszelkich obliczeń hydraulicznych jest regulowana odpowiednim kodeksem zasad z pewną liczbą42-101–2003.

Dokument wskazuje, że głównym sposobem rachunku różniczkowego jest użycie komputera ze specjalnymi programami do tego celu, który pozwala obliczyć planowaną stratę ciśnienia między odcinkami przyszłego gazociągu lub pożądaną średnicę rury.

Wszelkie obliczenia hydrauliczne są wykonywane po utworzeniu schematu projektu, który zawiera główne wskaźniki. Ponadto użytkownik wprowadza znane dane w odpowiednich kolumnach

Jeśli nie ma takich programów lub osoba uważa, że ​​ich użycie jest niewłaściwe, możesz zastosować inne metody dozwolone przez Kodeks postępowania.

Które obejmują:

• obliczanie według wzorów podanych we wspólnym przedsiębiorstwie jest najtrudniejszą metodą obliczania;
• Obliczanie według tak zwanych nomogramów jest prostszą opcją niż używanie formuł, ponieważ nie trzeba wykonywać żadnych obliczeń, ponieważ niezbędne dane są wymienione w specjalnej tabeli i podane w Kodeksie reguł, a wystarczy je wybrać.

Każda z metod obliczeniowych prowadzi do tych samych wyników. Dlatego nowo wybudowany gazociąg będzie w stanie zapewnić terminowe, nieprzerwane dostawy planowanej ilości paliwa, nawet podczas jego maksymalnego zużycia.

Opcja komputerowa

Wykonanie rachunku różniczkowego za pomocą komputera jest najmniej czasochłonne - wystarczy, że dana osoba wstawi niezbędne dane do odpowiednich kolumn.

Dlatego obliczenia hydrauliczne wykonuje się w ciągu kilku minut i do tej operacji nie wymaga dużego zapasu wiedzy, który jest niezbędny przy stosowaniu formuł.

Do jego prawidłowego wdrożenia konieczne jest pobranie następujących danych z warunków technicznych:

• gęstość gazu;
• współczynnik lepkości kinetycznej;
• temperatura gazu w twoim regionie.

Niezbędne warunki techniczne uzyskuje się na stacji benzynowej osady, w której powstanie gazociąg. W rzeczywistości po otrzymaniu tego dokumentu rozpoczyna się projektowanie dowolnego rurociągu, ponieważ zawiera on wszystkie podstawowe wymagania dotyczące jego projektu.

Korzystanie ze specjalnych programów jest najprostszą metodą obliczeń hydraulicznych, z wyłączeniem wyszukiwania i studiowania wzorów do obliczeń

Następnie deweloper musi znać przepływ gazu dla każdego urządzenia, które ma być podłączone do gazociągu. Na przykład, jeśli paliwo zostanie przetransportowane do prywatnego domu, wówczas najczęściej używa się pieców do gotowania, wszelkiego rodzaju kotłów grzewczych, a ich liczby zawsze zawierają niezbędne liczby.

Ponadto musisz znać liczbę palników dla każdego pieca, który zostanie podłączony do rury.

Na kolejnym etapie gromadzenia niezbędnych danych gromadzone są informacje o spadku ciśnienia w miejscach instalacji dowolnego sprzętu - może to być licznik, zawór odcinający, zawór odcinający termicznie, filtr i inne elementy.

W takim przypadku wymagane numery są łatwe do znalezienia - są one zawarte w specjalnej tabeli dołączonej do paszportu każdego produktu. Projektant powinien zwrócić uwagę na fakt, że spadek ciśnienia powinien być wskazywany przy maksymalnym zużyciu gazu.

Ze specjalnej tabeli dołączonej do karty produktu można znaleźć informacje o stratach ciśnienia podczas podłączania urządzeń do sieci

W następnym etapie zaleca się dowiedzieć się, jakie będzie ciśnienie niebieskiego paliwa w punkcie wprowadzenia. Informacje takie mogą zawierać warunki techniczne gazu, uprzednio opracowany plan przyszłego gazociągu.

Jeśli sieć będzie się składać z kilku sekcji, należy je ponumerować i podać rzeczywistą długość. Ponadto każdą zmienną należy zarejestrować osobno - jest to całkowite zużycie każdego urządzenia, które będzie używane, spadek ciśnienia, inne wartości.

Bez wątpienia potrzebny będzie współczynnik jednoczesności. Bierze pod uwagę możliwość wspólnej pracy wszystkich odbiorców gazu podłączonych do sieci. Na przykład wszystkie urządzenia grzewcze znajdujące się w budynku mieszkalnym lub prywatnym domu.

Takie dane są wykorzystywane przez program, który wykonuje obliczenia hydrauliczne w celu ustalenia maksymalnego obciążenia dowolnego odcinka lub całego gazociągu.

Dla każdego mieszkania lub domu nie trzeba obliczać określonego współczynnika, ponieważ jego wartości są znane i wskazane w poniższej tabeli:

Tabela ze współczynnikami równoczesności, z których dane są wykorzystywane do każdego rodzaju obliczeń. Wystarczy wybrać kolumnę odpowiadającą konkretnemu urządzeniu gospodarstwa domowego i wybrać żądaną liczbę

Jeśli w jakimś obiekcie planowane jest zastosowanie więcej niż dwóch kotłów grzewczych, pieców i zasobnikowych podgrzewaczy wody, wówczas wskaźnik równoczesności będzie zawsze wynosił 0,85. Które będą musiały zostać wskazane w odpowiedniej kolumnie użytej do obliczenia programu.

Następnie powinien wskazać średnica rury, a także będziesz potrzebować ich współczynników chropowatości, które zostaną wykorzystane do budowy rurociągu. Wartości te są standardowe i można je łatwo znaleźć w Kodeksie postępowania.

Wpływ materiału rury na obliczenia

Do budowy gazociągów można stosować rury wykonane tylko z niektórych materiałów: stali, polietylenu. W niektórych przypadkach stosuje się produkty miedziane. Już wkrótce konstrukcje metalowo-plastikowe.

Każda rura ma chropowatość, co prowadzi do liniowego oporu, który wpływa na proces przepływu gazu. Co więcej, liczba ta jest znacznie wyższa w przypadku wyrobów stalowych niż tworzyw sztucznych

Dziś niezbędne informacje można uzyskać tylko w przypadku rur stalowych i polietylenowych. W związku z tym obliczenia projektowe i hydrauliczne można wykonać tylko z uwzględnieniem ich właściwości, co jest wymagane przez odpowiedni Kodeks postępowania. A także w dokumencie wskazane są dane niezbędne do obliczeń.

Współczynnik chropowatości jest zawsze równy następującym wartościom:

• dla wszystkich rur z polietylenu, nowych lub nie, nowych - 0,007 cm;
• w przypadku produktów stalowych już używanych - 0,1 cm;
• dla nowych konstrukcji stalowych - 0,01 cm.

W przypadku innych rodzajów rur wskaźnik ten nie jest wskazany w Kodeksie postępowania. Dlatego nie należy ich wykorzystywać do budowy nowego gazociągu, ponieważ specjaliści Gorgaz mogą wymagać korekt. To znowu dodatkowy koszt.

Obliczanie przepływu w ograniczonym obszarze

Jeśli gazociąg składa się z oddzielnych odcinków, wówczas obliczenie całkowitego natężenia przepływu dla każdego z nich będzie musiało zostać wykonane osobno. Ale to nie jest trudne, ponieważ obliczenia będą wymagały znanych liczb.

Definicja danych za pomocą programu

Znając wstępne wskaźniki, mając dostęp do tabeli symultaniczności oraz do kart danych technicznych pieców i kotłów, możesz przejść do obliczeń.

W tym celu wykonuje się następujące działania (podano przykład dla gazociągu wewnętrznego o dokładnie niskim ciśnieniu):

1. Liczba kotłów jest mnożona przez wydajność każdego z nich.
2. Otrzymaną wartość mnoży się przez współczynnik równoczesności określony przez specjalną tabelę dla tego rodzaju konsumenta.
3. Liczba pieców przeznaczonych do gotowania jest mnożona przez wydajność każdego z nich.
4. Wartość uzyskana po poprzedniej operacji jest mnożona przez współczynnik równoczesności pobrany ze specjalnej tabeli.
5. Ilości otrzymane za kotły i piece są podsumowane.

Podobne manipulacje są wykonywane dla wszystkich odcinków rurociągu. Uzyskane dane są wprowadzane do odpowiednich kolumn programu, w którym wykonywany jest rachunek różniczkowy. Elektronika robi wszystko inne.

Obliczanie za pomocą wzorów

Ten rodzaj obliczeń hydraulicznych jest podobny do opisanego powyżej, tzn. Wymagane będą te same dane, ale procedura będzie długa. Ponieważ wszystko trzeba będzie wykonać ręcznie, projektant będzie musiał wykonać szereg operacji pośrednich, aby wykorzystać uzyskane wartości do ostatecznych obliczeń.

A także będziesz musiał poświęcić dużo czasu na zrozumienie wielu pojęć, problemów, których dana osoba nie napotyka podczas korzystania ze specjalnego programu. Możesz zweryfikować ważność powyższego, czytając formuły, które będą używane.

Obliczanie za pomocą formuł jest złożone, dlatego nie jest dostępne dla wszystkich. Zdjęcie pokazuje wzory do obliczania spadku ciśnienia w sieci wysokiego, średniego i niskiego ciśnienia oraz współczynnika tarcia hydraulicznego

Przy stosowaniu wzorów, podobnie jak w przypadku obliczeń hydraulicznych za pomocą specjalnego programu, dostępne są funkcje dla rurociągów niskich, średnich i, oczywiście, gazociągów wysokie ciśnienie. I warto o tym pamiętać, ponieważ błąd jest obarczony i zawsze imponującymi kosztami finansowymi.

Obliczenia nomogramów

Każdy specjalny nomogram to tabela, w której wskazana jest seria wartości, po zbadaniu, które można uzyskać niezbędne wskaźniki bez wykonywania obliczeń. W przypadku obliczeń hydraulicznych średnica rury i grubość jej ścianek.

Nomogramy do obliczeń to prosty sposób na uzyskanie niezbędnych informacji. Wystarczy odwołać się do linii odpowiadających danej charakterystyce sieci.

Istnieją osobne nomogramy dla produktów z polietylenu i stali. Przy ich obliczaniu wykorzystano standardowe dane, na przykład chropowatość ścian wewnętrznych. Dlatego nie możesz się martwić o dokładność informacji.

Przykład obliczeniowy

Podano przykład wykonywania obliczeń hydraulicznych za pomocą programu dla gazociągów niskociśnieniowych. W proponowanej tabeli wszystkie dane, które projektant musi wprowadzić niezależnie, są podświetlone na żółto.

Są one wymienione w powyższym akapicie na temat obliczeń hydraulicznych wspomaganych komputerowo. Są to temperatura gazu, współczynnik lepkości kinetycznej, gęstość.

W takim przypadku obliczenia są przeprowadzane dla kotłów i pieców, dlatego konieczne jest podanie dokładnej liczby palników, która może wynosić 2 lub 4. Dokładność jest ważna, ponieważ program automatycznie wybierze współczynnik jednoczesności.

Na zdjęciu kolumny, w których sam projektant musi wprowadzić wskaźniki, są podświetlone na żółto. Poniżej znajduje się wzór do obliczania prędkości przepływu w witrynie

Warto zwrócić uwagę na numerację działek - nie jest ona wymyślana niezależnie, ale pochodzi z wcześniej opracowanego schematu, w którym wskazane są podobne liczby.

Następnie zalecana jest rzeczywista długość rurociągu i tak zwana szacunkowa, która jest większa. Dzieje się tak, ponieważ we wszystkich obszarach, w których występuje lokalny opór, konieczne jest zwiększenie długości o 5-10%. Odbywa się to w celu wykluczenia niewystarczającego ciśnienia gazu od konsumentów.Program sam wykonuje obliczenia.

Całkowity przepływ w metrach sześciennych, dla którego przewidziano oddzielną kolumnę, jest obliczany z góry dla każdej sekcji. Jeśli dom jest wielomieszkaniowy, należy podać liczbę mieszkań, zaczynając od wartości maksymalnej, jak widać w odpowiedniej kolumnie.

Bez wątpienia wszystkie elementy gazociągu są wprowadzane do tabeli, podczas której traci się ciśnienie. Przykład pokazuje termiczny zawór odcinający, zawór odcinający i licznik. Wartość straty w każdym przypadku została uwzględniona w paszporcie produktu.

Za pomocą jednego programu można wykonać obliczenia dla wszystkich rodzajów gazociągów. Na zdjęciu rachunek różniczkowy dla sieci średniego ciśnienia

Wewnętrzna średnica rury jest wskazana zgodnie ze specyfikacjami technicznymi, jeśli gaz ma jakieś wymagania, lub z wcześniej opracowanego schematu. W takim przypadku w większości odcinków jest on zalecany w wysokości 5 cm, ponieważ większość gazociągu biegnie wzdłuż fasady, a lokalny gazociąg wymaga, aby średnica nie była mniejsza.

Nawet jeśli spojrzysz powierzchownie na podany przykład wykonywania obliczeń hydraulicznych, łatwo zauważyć, że oprócz wartości wprowadzonych przez osobę istnieje wiele innych. To wszystko wynik programu, ponieważ po wprowadzeniu liczb w określonych kolumnach podświetlonych na żółto praca obliczeniowa dla osoby jest zakończona.

Oznacza to, że samo obliczenie odbywa się dość szybko, po czym dane można wysłać do zatwierdzenia w miejskim wydziale gazu.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Ten film pozwala zrozumieć, gdzie rozpoczyna się obliczenie hydrauliczne, skąd projektanci uzyskują niezbędne dane z:

Poniższy film pokazuje przykład jednego z rodzajów obliczeń komputerowych:

Ponadto możesz zobaczyć przykład obliczeń za pomocą programu komputerowego:

Aby wykonać obliczenia hydrauliczne za pomocą komputera, na co pozwala wyspecjalizowany kodeks postępowania, wystarczy poświęcić trochę czasu na zapoznanie się z programem i zebranie niezbędnych danych.

Ale to wszystko nie ma praktycznego znaczenia, ponieważ przygotowanie projektu jest znacznie dłuższą procedurą i obejmuje wiele innych zagadnień. W związku z tym większość obywateli będzie musiała zwrócić się o pomoc do specjalistów.

Masz pytania, znajdź błędy lub czy możesz dodać cenne informacje do naszego materiału? Zostaw swoje komentarze, zadawaj pytania, dziel się doświadczeniami w bloku poniżej.