Hydraulický výpočet plynovodu: metódy a metódy výpočtu + príklad výpočtu

Pre bezpečnú a bezproblémovú prevádzku dodávky plynu musí byť navrhnutá a vypočítaná. Je dôležité dokonale vyberať potrubia pre diaľnice všetkých typov tlaku, aby sa zabezpečilo stabilné dodávanie plynu do zariadení.

Aby bol výber potrubí, tvaroviek a zariadení čo najpresnejší, vykoná sa hydraulický výpočet potrubia. Ako na to? Priznajte, v tejto veci nie ste príliš znalí, pochopte to.

Ponúkame oboznámenie sa s dôsledne vybranými a dôkladne spracovanými informáciami o možnostiach výroby hydraulických výpočtov pre plynovodné systémy. Použitím nami poskytnutých údajov sa zabezpečí dodávka modrého paliva do zariadení s požadovanými parametrami tlaku. Starostlivo overené údaje sú založené na predpisoch regulačnej dokumentácie.

Článok podrobne popisuje princípy a schémy výpočtovej techniky. Uvádza sa príklad vykonávania výpočtov. Ako užitočný informatívny doplnok sa používajú grafické aplikácie a video pokyny.

Špecifiká hydraulického výpočtu

Akýkoľvek vykonaný hydraulický výpočet je určenie parametrov budúceho plynovodu. Tento postup je povinný, rovnako ako jedna z najdôležitejších fáz prípravy stavby. Správnosť výpočtu určuje, či plynovod bude optimálne fungovať.

Pri každom hydraulickom výpočte sa určuje:

• potrebné priemer potrubiato zabezpečí účinnú a stabilnú prepravu správneho množstva plynu;
• či budú prijateľné tlakové straty pri pohybe požadovaného objemu modrého paliva v rúrkach daného priemeru.

Tlakové straty sa vyskytujú v dôsledku skutočnosti, že v každom plynovode je hydraulický odpor. Pri nesprávnom výpočte to môže viesť k tomu, že spotrebitelia nebudú mať dostatok plynu na normálnu prevádzku vo všetkých režimoch alebo v čase maximálnej spotreby.

Táto tabuľka je výsledkom hydraulického výpočtu vykonaného so zohľadnením požadovaných hodnôt. Na vykonanie výpočtov budete musieť do stĺpcov zadať konkrétne ukazovatele.

Takáto operácia je śtandardizovaný postup, ktorý sa vykonáva v súlade so vzorcami, požiadavkami stanovenými v písmene a)SP 42-101-2003.

Výpočty musí vykonať vývojár. Základom sú údaje o technických špecifikáciách plynovodu, ktoré je možné získať pri dodávke plynu.

Plynovody, ktoré si vyžadujú vyrovnanie

Stav vyžaduje, aby sa hydraulické výpočty vykonávali pre všetky typy potrubí, ktoré súvisia so systémom dodávky plynu. Pretože procesy, ktoré sa vyskytujú pri pohybe plynu, sú vždy rovnaké.

Medzi tieto typy plynovodov patria:

• nízky tlak;
• stredný, vysoký tlak.

Prvý z nich je určený na prepravu paliva do obytných zariadení, všetkých druhov verejných budov, domácich podnikov. V súkromných, bytových domoch, chatkách by tlak plynu nemal prekročiť 3 kPa, v domácnostiach (nevýrobných) je toto číslo vyššie a dosahuje 5 kPa.

Druhý typ potrubí je určený na napájanie sietí, všetkých druhov nízkeho, stredného tlaku cez regulačné body plynu, ako aj na dodávku plynu jednotlivým spotrebiteľom.

Môžu to byť priemyselné, poľnohospodárske, rôzne inžinierske siete a dokonca aj voľne stojace, alebo pripevnené na priemyselné budovy. V posledných dvoch prípadoch však dôjde k výrazným tlakovým obmedzeniam.

Druhy vyššie uvedených plynovodov sa zvyčajne delia na tieto kategórie:

• intrahouse, intrashop, to znamená preprava modrého paliva vo vnútri každej budovy a jej dodávka jednotlivým jednotkám, zariadeniam;
• účastnícke pobočkypoužíva sa na dodávku plynu z niektorej distribučnej siete všetkým dostupným zákazníkom;
• distribúciasa používa na dodávku plynu do určitých území, napríklad do miest, ich samostatných oblastí, priemyselných podnikov. Ich konfigurácia je iná a závisí od vlastností rozloženia. Tlak vo vnútri siete môže byť ľubovoľný - nízky, stredný, vysoký.

Okrem toho sa hydraulické výpočty vykonávajú pre plynové siete s rôznym počtom tlakových stupňov, ktorých je veľa druhov.

Na uspokojenie potrieb je možné použiť dvojstupňové siete, ktoré pracujú s plynom prepravovaným pri nízkom, vysokom tlaku alebo nízkom, strednom stupni. Aplikáciu našli aj trojstupňové a rôzne viacstupňové siete. To znamená, že to všetko závisí od dostupnosti spotrebiteľov.

Hydraulický odpor je hlavným dôvodom, prečo je potrebné vykonať tento typ výpočtu. Okrem toho záleží na materiáli rúrky.

Napriek širokej škále možností plynovodu je hydraulický výpočet v každom prípade podobný. Pretože na výrobu sa používajú konštrukčné prvky s podobnými materiálmi, vo vnútri rúr sa vyskytujú rovnaké procesy.

Hydraulický odpor a jeho úloha

Ako je uvedené vyššie, základom pre výpočet je prítomnosť hydraulického odporu v každom plynovode.

Pôsobí na celú stavbu potrubia, ako aj na jeho jednotlivé časti, uzly - miesta, miesta na výrazné zníženie priemeru potrubí, ventilov, rôznych ventilov. To vedie k tlakovým stratám prepravovaného plynu.

Hydraulický odpor je vždy súčtom:

• lineárny odpor, to znamená pôsobenie po celej dĺžke konštrukcie;
• miestne odpory pôsobiace na každú zložku štruktúry, kde dochádza k zmene rýchlosti prepravy plynu.

Uvedené parametre neustále a významne ovplyvňujú výkonnosť každého plynovodu. Preto v dôsledku nesprávneho výpočtu dôjde k ďalším a pôsobivým finančným stratám v dôsledku skutočnosti, že projekt bude musieť byť prepracovaný.

Pravidlá výpočtu

Vyššie bolo uvedené, že postup pri každom hydraulickom výpočte je upravený príslušným kódexom pravidiel číslom42-101–2003.

Dokument naznačuje, že hlavným spôsobom výpočtu je použitie počítača so špeciálnymi programami na tento účel, ktorý vám umožňuje vypočítať plánovanú tlakovú stratu medzi úsekmi budúceho plynovodu alebo požadovaným priemerom potrubia.

Akýkoľvek hydraulický výpočet sa vykonáva po vytvorení projektovej schémy, ktorá obsahuje hlavné ukazovatele. Okrem toho používateľ zadáva známe údaje do príslušných stĺpcov

Ak takéto programy neexistujú alebo sa osoba domnieva, že ich použitie nie je vhodné, môžete použiť iné metódy povolené Kódexom postupov.

Medzi ktoré patria:

• výpočet podľa vzorcov uvedených v spoločnom podniku je najťažšou metódou výpočtu;
• Výpočet pomocou tzv. Nomogramov je jednoduchšou možnosťou ako pomocou vzorcov, pretože nemusíte robiť žiadne výpočty, pretože potrebné údaje sú uvedené v osobitnej tabuľke a sú uvedené v kódexe pravidiel a stačí ich len vybrať.

Ktorákoľvek z metód výpočtu vedie k rovnakým výsledkom. Novovybudovaný plynovod bude preto schopný zabezpečiť včasné a nepretržité zásobovanie plánovaného množstva paliva aj pri maximálnom využití.

Možnosť výpočtovej techniky pre PC

Vykonávanie počtu pomocou počítača je najmenej časovo náročné - od osoby sa vyžaduje len vloženie potrebných údajov do príslušných stĺpcov.

Preto sa hydraulický výpočet vykonáva za pár minút, a pre túto operáciu nie je potrebné veľké množstvo znalostí, čo je potrebné pri použití vzorcov.

Pre správnu implementáciu je potrebné z technických podmienok čerpať tieto údaje:

• hustota plynu;
• koeficient kinetickej viskozity;
• teplota plynu vo vašom regióne.

Potrebné technické podmienky sa získajú na čerpacej stanici obce, v ktorej bude vybudovaný plynovod. Po prijatí tohto dokumentu sa v skutočnosti začína návrh akéhokoľvek plynovodu, pretože obsahuje všetky základné požiadavky na jeho vyhotovenie.

Používanie špeciálnych programov je najjednoduchšou metódou hydraulického výpočtu, pričom sa vylučuje vyhľadávanie a štúdium vzorcov pre výpočty

Ďalej musí vývojár poznať tok plynu pre každé zariadenie, ktoré je plánované na pripojenie k plynovodu. Napríklad, ak sa palivo prepraví do súkromného domu, potom sa najčastejšie používajú kachle na varenie, všetky druhy vykurovacích kotlov a ich čísla vždy obsahujú potrebné čísla.

Okrem toho musíte poznať počet horákov pre každý sporák, ktorý bude pripojený k potrubiu.

V ďalšej fáze zhromažďovania potrebných údajov sa zhromažďujú informácie o poklese tlaku v miestach inštalácie akéhokoľvek zariadenia - môže to byť merač, uzatvárací ventil, tepelný uzatvárací ventil, filter a ďalšie prvky.

V takom prípade je ľahké nájsť požadované čísla - sú uvedené v osobitnej tabuľke priloženej k cestovnému pasu každého výrobku. Konštruktér by mal venovať pozornosť skutočnosti, že pokles tlaku by sa mal uvádzať pri maximálnej spotrebe plynu.

V špeciálnej tabuľke priloženej k údajom o produkte nájdete informácie o tlakových stratách pri pripájaní zariadení k sieti

V ďalšej fáze sa odporúča zistiť, aký bude tlak modrého paliva v mieste vloženia. Takéto informácie môžu obsahovať technické podmienky jeho plynu, predtým vypracovanú schému budúceho plynovodu.

Ak sieť bude pozostávať z niekoľkých úsekov, musia byť očíslované a označovať skutočnú dĺžku. Okrem toho by sa mala každá premenná registrovať osobitne - jedná sa o celkovú spotrebu všetkých použitých zariadení, pokles tlaku, iné hodnoty.

Bezpochyby bude potrebný faktor simultánnosti. Zohľadňuje možnosť spoločnej práce všetkých odberateľov plynu pripojených do siete. Napríklad všetky vykurovacie zariadenia umiestnené v bytovom dome alebo v súkromnom dome.

Takéto údaje používa program, ktorý vykonáva hydraulický výpočet na určenie maximálneho zaťaženia v ktorejkoľvek sekcii alebo v celom plynovode.

Pre každý jednotlivý byt alebo dom sa nemusí špecifikovaný koeficient vypočítať, pretože jeho hodnoty sú známe a sú uvedené v nasledujúcej tabuľke:

Tabuľka s koeficientmi simultánnosti, z ktorých sa údaje používajú pri akomkoľvek type výpočtu. Stačí zvoliť stĺpec zodpovedajúci konkrétnemu domácemu spotrebiču a zobrať požadované číslo

Ak sa na nejakom objekte plánuje použitie viac ako dvoch vykurovacích kotlov, pecí a zásobníkových ohrievačov vody, potom bude index simultánnosti vždy 0,85. Ktoré bude potrebné uviesť v zodpovedajúcom stĺpci použitom na výpočet programu.

Ďalej by sa malo uviesť priemer potrubiaa budete tiež potrebovať ich koeficienty drsnosti, ktoré sa použijú pri výstavbe plynovodu. Tieto hodnoty sú štandardné a možno ich ľahko nájsť v Kódexe správania.

Vplyv materiálu potrubia na výpočet

Na výstavbu plynovodov je možné použiť rúrky vyrobené iba z určitých materiálov: oceľ, polyetylén. V niektorých prípadoch sa používajú výrobky z medi. Už čoskoro kovoplastové konštrukcie.

Každá rúrka má drsnosť, ktorá vedie k lineárnemu odporu, ktorý ovplyvňuje proces pohybu plynu. Toto číslo je navyše podstatne vyššie v prípade oceľových výrobkov ako plastov

Dnes je možné získať potrebné informácie iba pre oceľové a polyetylénové rúry. Výsledkom je, že konštrukčný a hydraulický výpočet sa môže vykonať iba pri zohľadnení ich charakteristík, ktoré sa vyžadujú v príslušnom kódexe postupov. V dokumente sú uvedené aj údaje potrebné na výpočet.

Koeficient drsnosti sa vždy rovná nasledujúcim hodnotám:

• pre všetky polyetylénové rúry, nové alebo nové, nové - 0,007 cm;
• pre už používané výrobky z ocele - 0,1 cm;
• pre nové oceľové konštrukcie - 0,01 cm.

V prípade akýchkoľvek iných potrubí nie je tento indikátor uvedený v Kódexe postupov. Preto by sa nemali používať na výstavbu nového plynovodu, pretože špecialisti z Gorgazu môžu vyžadovať úpravy. A to je opäť dodatočné náklady.

Výpočet prietoku v obmedzenej oblasti

Ak plynovod pozostáva zo samostatných oddielov, potom sa musí celkový objemový tok pre každý z nich vykonať osobitne. To však nie je ťažké, pretože výpočty si budú vyžadovať už známe čísla.

Definícia údajov pomocou programu

Po znalosti počiatočných ukazovateľov, prístupe k tabuľke simultánnosti ak technickým listom kachlí a kotlov môžete pristúpiť k výpočtu.

Za týmto účelom sa vykonajú nasledujúce činnosti (príklad je uvedený pre vnútropodnikový plynovod s presne nízkym tlakom):

1. Počet kotlov sa vynásobí výkonom každého z nich.
2. Získaná hodnota sa vynásobí koeficientom simultánnosti určeným špeciálnou tabuľkou pre tento typ spotrebiteľa.
3. Počet pecí určených na varenie sa vynásobí produktivitou každej z nich.
4. Hodnota získaná po predchádzajúcej operácii sa vynásobí koeficientom simultánnosti prevzatým zo špeciálnej tabuľky.
5. Sumy prijaté za kotly a sporáky sú zhrnuté.

Podobné manipulácie sa vykonávajú pre všetky časti potrubia. Získané údaje sa vložia do zodpovedajúcich stĺpcov programu, pomocou ktorého sa vykoná výpočet. Elektronika robí všetko ostatné.

Výpočet pomocou vzorcov

Tento typ hydraulického výpočtu je podobný tomu, ktorý je opísaný vyššie, to znamená, že budú potrebné rovnaké údaje, ale postup bude zdĺhavý. Pretože všetko sa bude musieť robiť ručne, dizajnér bude musieť vykonať niekoľko medzioperácií, aby sa získané hodnoty mohli použiť na konečný výpočet.

A tiež budete musieť venovať veľa času pochopeniu mnohých konceptov, problémov, s ktorými sa človek pri používaní špeciálneho programu nestretne. Platnosť vyššie uvedeného môžete overiť prečítaním vzorcov, ktoré sa majú použiť.

Výpočet pomocou vzorcov je zložitý, a preto nie je prístupný pre všetkých. Obrázok ukazuje vzorce na výpočet poklesu tlaku v sieti vysokého, stredného a nízkeho tlaku a koeficient hydraulického trenia

Pri aplikácii vzorcov, ako v prípade hydraulického výpočtu pomocou špeciálneho programu, existujú vlastnosti pre nízke, stredné a samozrejme aj plynovody. vysoký tlak, A to si treba pamätať, pretože chyba je plná a vždy pôsobivých finančných nákladov.

Nomogramové výpočty

Akýkoľvek špeciálny nomogram je tabuľka, v ktorej je uvedený rad hodnôt. Po preštudovaní, ktoré môžete získať potrebné ukazovatele bez vykonania výpočtov. V prípade hydraulického výpočtu priemer potrubia a hrúbka jeho stien.

Nomogramy na výpočet sú jednoduchým spôsobom, ako získať potrebné informácie. Stačí odkázať na linky zodpovedajúce daným charakteristikám siete.

Pre výrobky z polyetylénu a ocele existujú samostatné nomogramy. Pri ich výpočte sa použili štandardné údaje, napríklad drsnosť vnútorných stien. Preto si nemôžete robiť starosti s presnosťou informácií.

Príklad výpočtu

Uvádza sa príklad vykonávania hydraulického výpočtu pomocou programu pre plynovody s nízkym tlakom. V navrhovanej tabuľke sú všetky údaje, ktoré musí projektant zadať nezávisle, označené žltou farbou.

Sú uvedené v odseku o výpočte hydraulického počítania pomocou počítača vyššie. Sú to teplota plynu, kinetický viskozitný koeficient, hustota.

V tomto prípade sa výpočet vykonáva pre kotly a sporáky, preto je potrebné predpísať presný počet horákov, ktoré môžu byť 2 alebo 4. Presnosť je dôležitá, pretože program automaticky vyberie faktor simultánnosti.

Na obrázku sú stĺpce, do ktorých musí zadať ukazovatele samotný projektant, označené žltou farbou. Nižšie je uvedený vzorec na výpočet prietoku na mieste

Je potrebné venovať pozornosť číslovaniu pozemkov - nie je vynájdený samostatne, ale je prevzatý z predtým vypracovanej schémy, kde sú uvedené podobné čísla.

Ďalej je predpísaná skutočná dĺžka potrubia a takzvaná odhadovaná, ktorá je väčšia. Deje sa tak preto, že vo všetkých oblastiach, kde existuje miestny odpor, je potrebné zvýšiť dĺžku o 5 - 10%. Deje sa tak s cieľom vylúčiť nedostatočný tlak plynu od spotrebiteľov.Program vykoná výpočet sám.

Celkový prietok v metroch kubických, pre ktorý je k dispozícii samostatný stĺpec, sa vypočíta vopred pre každú časť. Ak ide o dom pozostávajúci z viacerých jednotiek, musí sa uviesť počet bytov a musí sa začínať maximálnou hodnotou, ako je uvedené v príslušnom stĺpci.

Bezpochyby sa do tabuľky zapíšu všetky prvky plynovodu, počas ktorého sa stratí tlak. Príklad ukazuje tepelný uzatvárací ventil, uzatvárací ventil a počítadlo. Hodnota straty bola v každom prípade zaznamenaná do pasu produktu.

Pomocou jedného programu je možné robiť výpočty pre všetky typy plynovodov. Na obrázku je počet pre strednotlakovú sieť

Vnútorný priemer potrubia sa uvádza podľa technických špecifikácií, ak má plyn nejaké požiadavky, alebo podľa predtým vypracovanej schémy. V tomto prípade je predpísaná vo väčšine úsekov vo výške 5 cm, pretože väčšina plynovodu vedie pozdĺž fasády a miestny plynovod vyžaduje, aby priemer nebol menší.

Aj keď sa na daný príklad vykonávania hydraulického výpočtu pozriete povrchne, je ľahké si všimnúť, že okrem hodnôt zadaných osobou existuje veľké množstvo ďalších. To všetko je výsledkom programu, pretože po zadaní čísiel v konkrétnych stĺpcoch zvýraznených žltou farbou je výpočtová práca pre danú osobu ukončená.

To znamená, že samotný výpočet prebieha pomerne rýchlo, po čom môžu byť údaje zaslané na schválenie mestskému plynárenskému úradu.

Závery a užitočné video na túto tému

Toto video umožňuje pochopiť, kde začína hydraulický výpočet, kde dizajnéri získajú potrebné údaje od:

Nasledujúce video ukazuje príklad jedného z typov výpočtov v počítači:

Ďalej vidíte príklad výpočtu pomocou počítačového programu:

Ak chcete vykonať hydraulický výpočet pomocou počítača, ako to umožňuje špecializovaný Kódex postupov, stačí sa trochu oboznámiť s programom a zhromaždiť potrebné údaje.

To všetko však nemá praktický význam, pretože príprava projektu je oveľa zdĺhavejším postupom a zahŕňa mnoho ďalších otázok. Vzhľadom na to sa bude väčšina občanov musieť obrátiť na odborníkov so žiadosťou o pomoc.

Máte otázky, nájdite chyby alebo môžete k nášmu materiálu pridať cenné informácie? Zanechajte svoje pripomienky, pýtajte sa a podeľte sa o skúsenosti v nižšie uvedenom bloku.