Гидравлический расчет газопровода методы и способы вычисления + пример расчета

Содержание
  1. Гидравлический расчет газопровода: методы и способы вычисления + пример расчета
  2. Характерность гидравлического расчета
  3. Правила выполнения расчета
  4. Вариант вычислений при помощи ПК
  5. Влияние материала труб на расчет
  6. Расчет расхода на ограниченном участке
  7. Пример выполнения расчета
  8. Выводы и полезное видео по теме
  9. 5.1. Методы гидравлического расчета газовых магистралей

Гидравлический расчет газопровода: методы и способы вычисления + пример расчета

Гидравлический расчет газопровода методы и способы вычисления + пример расчета

Для неопасной и безотказной работы газоснабжения его необходимо спроектировать и проссчитать. Важно идеально выбрать трубы для магистралей различных типов давления, которые обеспечивают стабильную поставку газа к приборам.

Чтобы выбор труб, арматуры и оборудования был максимально точным, делают гидравлический расчет трубопровода. Как его сделать? Признайтесь, вы не очень сведущи в данном вопросе, давайте разберемся.

Мы рекомендуем познакомиться со тщательно выбранной и точно обработанной информацией о вариантах производства гидравлического расчета для газопроводных систем. Применение представленных нами данных обеспечит подачу в приборы голубого топлива с требующимися параметрами давления. Тщательно выверенные данные опираются на регламент документации нормативной базы.

В статье предельно обдуманно рассказано о принципах и схемах производства вычислений. Приведен пример проведения расчетов.

В качестве полезного информативного дополнения употреблены графические приложения и видео-инструкции.

Характерность гидравлического расчета

Любой осуществляемый гидравлический расчет собой представляет обозначение показателей грядущего газопровода. Такая процедура считается обязательным, а еще одним из очень важных этапов подготовки к строительным работам. От правильности исчисления зависит, будет ли газопровод работать в благоприятном режиме.

При осуществлении каждого гидравлического расчета выполняется обозначение:

  • нужного диаметра труб, которые обеспечивают эффективную и стабильную перевозку необходимого количества газа;
  • будут ли оптимальными потери давления при перемещении необходимого объема голубого топлива в трубах заданного диаметра.

Потери давления происходят благодаря тому, что в любом газопроводе есть гидравлическое сопротивление. При неправильном расчете оно может привести к тому, что потребителям не хватит газа для правильной работы на всех режимах или во времена самого большого его использования.
Эта таблица это результат гидравлического расчета, проведенного с учетом заданных значений.

Для выполнения вычислений потребуется внести определенные критерии в столбцы.

Начало участка Конец участка Расчетный расход м?/ч Длина газопровода Диаметр внутри, см Первое давление, Па Конечное давление, Па Перепад давления, Па
1 2 31,34 120 9,74 2000,00 1979,33 20,67
2 3 31,34 150 9,74 1979,33 1953,48 25,84
3 4 31,34 180 7,96 1953,48 1872,52 80,96
4 5 29,46 90 7,96 1872,52 1836,2 36,32
5 6 19,68 120 8,2 1836,2 1815,45 20,75
6 7 5,8 100 8,2 1815,45 1813,95 1,5
4 8 9,14 140 5 1872,52 1806,38 66,14
6 9 4,13 70 5 1815,45 1809,83 5,62

Такая операция собой представляет стандартизированную государством процедуру, которая создается согласно формулам, требованиям, изложенным в СП 42-101–2003.
Исчисления обязан проводить застройщик.

За основу принимаются данные технических условий трубопровода, которые можно получить в собственном горгазе.

Газопроводы, просящие проведения расчетов

Государство требует, чтобы гидравлические вычисления выполнялись для самых разных типов трубо-проводов, относящиеся к системе газоснабжения. Так как процессы, которые происходят при перемещении газа, всегда одинаковые.

Гидравлический расчет газопроводов жилого дома 3 часть (3части)

К указанным газопроводам относятся такие варианты:

  • малого давления;
  • среднего, большого давления.

Первые предназначенны для перевозки топлива к жилым объектам, самым разным общественным зданиям, бытовым фирмам. Причем в приватных, домах многоквартирных, коттеджах газовое давление не должно быть больше 3 кПа, на бытовых фирмах (непроизводственных) данный показатель больше и может достигать 5 кПа.
Тип второй трубо-проводов предназначается для питания сетей, причем самых разных, невысокого, среднего давления через газорегуляторные пункты, а еще осуществляющих подвод газа к индивидуальным потребителям.

Это могут быть промышленные, сельскохозяйственные, разные коммунальные предприятия и даже отдельно стоящие, или пристроенные к промышленным, строения. Однако в 2-ух последних случаях будут большие ограничения по давлению.

Вышеперечисленные виды газовых магистралей профессионалы условно разделяют на следующие категории:

  • внутридомовые, внутрицеховые, другими словами транспортирующие голубое горючее в середине какого-нибудь строения и доставляющие его к индивидуальным агрегатам, приборам;
  • абонентские ответвления, применяющиеся для поставки газа от какой-то распределительной сети ко всем имеющимся потребителям;
  • распределительные, применяющиеся для обеспечения газом некоторых территорий, к примеру, мегаполисов, их некоторых районов, промышленных предприятий. Их конфигурация бывает разной и зависит от свойств планировки. Давление в середине сети может быть самым разным предусмотренным — невысоким, средним, высоким.

Более того, гидравлический расчет создается для газовых сетей с самым разнообразным количеством ступенек давления, разновидностей которых много.
Так, для удовлетворения потребностей могут применяться двухступенчатые сети, работающие с газом, транспортируемым при невысоком, большом давлении или невысоком, среднем.

А еще нашли использование трехступенчатые и разные многоступенчатые сети. Другими словами все зависит исключительно от наличия потребителей.

Не обращая внимания на широкое разнообразие вариантов газовых магистралей гидравлический расчет в любом из случаев схож. Так как для производства применяются конструкционные элементы со схожих материалов, а в середине труб происходят одинаковые процессы.

Гидравлическое сопротивление и его роль

Как указывалось выше, основанием для проведения расчета считается наличие в каждом газопроводе сопротивления в плане гидравлики.

Гидравлический расчет газопроводов Г2, Г3

Оно действует на всю конструкцию трубопровода, а еще на отдельные ее части, узлы — тройники, места важного уменьшения диаметра труб, арматуру запорную, разные клапаны.

Это приводит к потере давления транспортируемым газом.
Гидравлическое сопротивление всегда из себя представляет сумму:

  • линейного сопротивления, другими словами действующего по всей длине конструкции;
  • здешних сопротивлений, действующих у любой составляющей части конструкции, где происходит изменение скорости транспортировки газа.

Перечисленные параметры регулярно и значительно воздействуют на характеристики работы каждого газопровода. Благодаря этому в результате неправильного расчета будут иметь место дополнительные и внушительные материальные потери из-за причины того, что проект придется делать заново.

Правила выполнения расчета

Выше указывалось, что процедуру любого гидравлического расчета регламентирует профильный Свод правил с номером 42-101–2003.
Документ говорит, что главным способом выполнения исчисления считается применение для данной цели компьютера с особыми программами, дающими возможность проссчитать планируемую потерю давления между участками грядущего газопровода или необходимый трубный диаметр.

Если нет подобных программ или человек считает, что их применение нецелесообразно, то можно использовать иные, позволенные Сводом правил, методы.

  • расчет по приведенным в СП формулам — это очень сложный способ расчета;
  • расчет по, говоря иначе, номограммам — это самый распространенный вариант, чем применение формул, ведь какие-нибудь исчисления делать не придется, так как нужные данные указаны в специализированной таблице и приведены в Своде правил, и их просто необходимо выбрать.

Любой из методов расчета приводит к одинаковым результатам. А благодаря этому вновь выстроенный газопровод будет способен обеспечить своевременную, постоянную подачу планируемого количества топлива даже в часы его самого большого применения.

Вариант вычислений при помощи ПК

Выполнение исчисления с применением компьютера считается наименее трудоемким — все, что необходимо от человека, это вставить в подходящие графы необходимые данные.
Благодаря этому гидравлический расчет выполняется в течении нескольких минут, причем для данной процедуре не понадобится большого запаса знаний, который нужен при применении формул.

Для его правильного выполнения нужно взять из технических условий следующие данные:

  • плотность газа;
  • показатель кинетической вязкости;
  • температуру газа в собственном регионе.

Нужные техусловия получают в горгазе жилого пункта, в каком будет строиться газопровод. Собственно, с получения данного документа и начинается проектирование любого трубопровода, потому что там содержатся все ключевые условия к его конструкции.

Дальше застройщику предстоит выяснить расход газа для любого прибора, который предполагается подключить к газопроводу. Если например горючее будет перевозиться для частного дома, то там очень часто применяются плиты чтобы приготовить пищу, различные котлы отопления, а в их паспортах всегда стоят необходимые цифры.
Более того, потребуется знать кол-во конфорок у любой плиты, которая будет подсоединена к трубе.

На другом шаге сбора нужных данных отбирается информация о уменьшении давления в местах установки какого-нибудь оборудования — это может быть счетчик, клапан отсекатель, термозапорный клапан, фильтр, другие компоненты.
В данном варианте необходимые цифры найти просто — они содержатся в специализированной таблице, приложенной к паспорту любого изделия.

Проектировщику необходимо обратить свое внимание на то, что должно указываться падение давления при высоком потреблении газа.

На другом шаге советуется выяснить, каково будет давление голубого топлива в точке врезки. Такие сведения содержат техусловия собственного горгаза, раньше составленная схема грядущего газопровода.
Если сеть будет состоять из нескольких участков, тогда их нужно занумеровать и показать фактическую длину.

Также, для каждого необходимо прописать все изменяемые критерии отдельно — это общий расход любого прибора, который станет применяться, падение давления, иные значения.
Обязательно понадобится показатель одновременности.

Он предусматривает возможность совместной работы всех потребителей газа, подключенных к сети. К примеру, всего оборудования для отопления, размещенного в многоквартирном либо же приватизированном доме.
Эти данные применяются программой, выполняющей гидравлический расчет, для определения самой большой нагрузки на каком-нибудь участке или во всем газопроводе.

Для каждой индивидуальной дома или квартиры указанный показатель рассчитывать не надо, так как его значения известны и указаны в приложенной ниже таблице:

Если на каком-нибудь объекте предполагается применять более 2-ух обогревательных котлов, печей, емкостных бойлеров, то критерий одновременности всегда будет равняться 0,85. Что и надо будет показать в подобающей графе, применяемой для расчета, программы.
Дальше необходимо указать трубный диаметр, и вдобавок потребуются коэффициенты их шероховатости, которые будут применяться во время строительства трубопровода.

Эти значения типовые и их легко можно найти в Своде правил.

Влияние материала труб на расчет

Для строительства газовых магистралей можно применять трубы, которые сделаны исключительно из некоторых материалов: стали, полимерного этилена. В большинстве случаев используются изделия из меди.

Скоро будут массово применяться конструкции из металлопластика.

Сегодня необходимые сведения можно получить исключительно для стальных и труб на основе полиэтилена. В результате проектирование и гидравлический расчет можно исполнять лишь с учетом их параметров, чего требует профильный Свод правил.

А еще в документе указаны нужные для исчисления данные.
Показатель шероховатости всегда приравнивается к следующим значениям:

  • для всех труб на основе полиэтилена, причем независимо новые они либо нет, — 0,007 см;
  • для уже применявшихся изделий из стали — 0,1 см;
  • для новых конструкций из стали — 0,01 см.

Для каких-нибудь остальных видов труб данный показатель в Своде правил не указывается. Благодаря этому их применять для строительства нового газопровода не стоит, так как профессионалы горгаза могут «настойчиво попросить» внести корректировки.

А это снова же лишние траты.

Расчет расхода на ограниченном участке

Если газопровод состоит из некоторых участков, то расчет суммарного расхода на каждом из них придется исполнять отдельно. Но это очень легко, так как для вычислений понадобятся уже знаменитые цифры.

Обозначение данных при помощи программы

Зная изначальные критерии, имея доступ к таблице одновременности и к техническим паспортам плит и котлов, приступаем к расчету.
Для этого делаются следующие действия (пример приведен для внутридомового газопровода собственно малого давления):

  1. Кол-во котлов умножается на продуктивность любого из них.
  2. Полученное значение умножается на уточненный при помощи специализированной таблицы показатель одновременности для данного вида потребителей.
  3. Кол-во плит, предназначенных чтобы приготовить пищу, умножается на продуктивность каждой из них.
  4. Полученное после предыдущей операции значение умножается на показатель одновременности, взятый из специализированой таблицы.
  5. Взятые суммы для котлов и плит суммируются.

Аналогичные действия проводятся для всех участков газопровода. Данные которые получены вводятся в подходящие графы программы, благодаря которой делаются исчисления.

Все другое электроника выполняет сама.

Расчет с применением формул

Такой вид гидравлического расчета схож с вышеописанным, другими словами понадобятся те же данные, но процедура будет долгой. Так как все придется исполнять вручную, более того, проектировщику понадобится реализовать ряд промежуточных операций, чтобы применять полученные значения для окончательного подсчета.
А еще нужно будет выделить очень много времени, чтобы разобраться во многих понятиях, вопросах, которые человек не встречает при применении специализированной программы.

В справедливости вышеизложенного можно удостовериться, познакомившись с формулами, которые предстоит применять.

В использовании формул, как и в случае с на гидравлике расчетом с применением специализированной программы, есть свои особенности для газовых магистралей невысокого, среднего и, разумеется, большого давления. И про это необходимо не забывать, так как ошибка чревата, причем всегда, внушительными материальными издержками.

Вычисления при помощи номограмм

Первый Гидравлический расчет.

Какая-либо специализированная номограмма собой представляет таблицу, где указаны ряд значений, изучив которые можно получить необходимые критерии, не создавая вычислений.

В случае с на гидравлике расчетом — трубный диаметр и толщину ее стенок.

Есть отдельные номограммы для полиэтиленовых и изделий из стали. При расчитывании их применялись типовые данные, например, шероховатость внутренних стенок.

Благодаря этому за точность информации можно не переживать.

Пример выполнения расчета

Приведен пример выполнения гидравлического расчета при помощи программы для газовых магистралей малого давления. В предлагаемой таблице жёлтым цветом выделены все данные, которые проектировщик должен ввести своими силами.

Они перечислены в пункте о компьютерном гидравлическом расчете, приведенном выше. Это температура газа, показатель кинетической вязкости, плотность.

В этом случае выполняется расчет для котлов и плит, ввиду этого следует прописать точное кол-во конфорок, которых может быть 2 или 4. Точность важна, ведь программа автоматично подберет показатель одновременности.

Необходимо смотреть на нумерацию участков — ее выдумывают не своими силами, а берут из раньше составленной схемы, где указаны подобные цифры.
Дальше прописывается практическая длина газопровода и говоря по другому расчетная, которая больше.

Происходит это благодаря тому, что на всех участках, в которых есть районное сопротивление, нужно повышать длину на 5-10%. Это выполняется для того, чтобы убрать недостаточное газовое давление у потребителей. Программа выполняет расчет своими силами.

Суммарный расход в кубических метрах, для которого предусматривается отдельная колонка, на каждом участке исчисляется заблаговременно. Если например дом многоквартирный, то необходимо указывать кол-во жилья, причем начав с предельного показателя, как видно в подобающей графе.

Обязательно в таблицу вносятся все детали газопровода, при прохождении которого теряется давление. В примере указаны клапан термозапорный, отсечной и счетчик.

Значение потери в любом случае бралось в паспорте изделия.

Диаметр внутри трубы указывается согласно техническому заданию, если у горгаза есть какие-нибудь требования, или из раньше составленной схемы. В данном варианте на многих участков он прописан в размере 5 см, так как основная часть газопровода идет вдоль фасада, а здешний горгаз требует, чтобы диаметр был не меньше.

Если даже поверхностно познакомиться с приведенным примером выполнения гидравлического расчета, то легко заметить, что, помимо внесенных человеком значений, есть немалое количество остальных. Это все рабочий результат программы, потому-что после внесения цифр в определенные колонки, отмеченные жёлтым цветом, для человека работа по расчету завершена.

Другими словами само вычисление происходит очень оперативно, после этого с полученными данными можно отправиться на согласование в горгаз собственного города.

Выводы и полезное видео по теме

Этот ролик даст вам возможность понять, с чего начинается гидравлический расчет, откуда проектировщики берут необходимые данные:

В следующем ролике приведен пример одного из видов компьютерного расчета:


Дальше можно познакомиться с примером расчета с применением программы на компьютере:

Чтобы выполнить гидравлический расчет при помощи компьютера, как это дает возможность профильный Свод правил, нужно только потратить мало времени на ознакомление с программой и сбор необходимых данных.
Но практического значения все это не имеет, так как составление проекта — процедура намного более объемная и в себя включает очень много остальных вопросов. Ввиду этого большинству граждан придется обращаться за помощью к мастерам.

Возникли вопросы, нашли недочеты или можете дополнить наш материал ценной информацией? Оставляйте собственные комментарии, задавайте вопросы, делитесь опытом в размещенном ниже блоке.

5.1. Методы гидравлического расчета газовых магистралей

Гидравлический расчет газопровода методы и способы вычисления + пример расчета

Для расчетов диаметра внутри газопровода необходимо пользоваться формулой:
где dp — расчетный диаметр, см;
А, т, т1 — коэффициенты, зависящие от категории сети (по давлению) и материала газопровода;
Q0 — расчетный расход газа, м3/ч, при нормальных условиях;
?Руд — удельные потери давления (Па/м для сетей малого давления
Тут ?Рдоп — допустимые потери давления (Па);
L — расстояние до самой удалённой точки, м.
Коэффициенты А, т, т1 определяются по нижеприведенной таблице.
Расчетные суммарные потери газового давления в газопроводах малого давления (от источника газоснабжения до наиболее удалённого прибора) принимаются не больше 1,80 кПа (в том числе в сортировочных газопроводах — 1,20 кПа), в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах
Для расчета падения давления нужно установить эти параметры, как число Рейнольдса, зависящее от характера движения газа, и показатель гидравлического трения ?. Число Рейнольдса — безразмерное соотношение, отражающее, в каком режиме двигается жидкость или газ: ламинарном или турбулентном.
Переход от ламинарного к турбулентному режиму выполняется по достижении как говорят иначе критического числа Рейнольдса Reкp. При Re Reкp — возможно появление турбулентности.

Критическое значение числа Рейнольдса зависит от определенного вида направления.
Число Рейнольдса как показатель перехода от ламинарного к турбулентному режиму направления и обратно относительно хорошо действует для напорных потоков. При переходе к безнапорным потокам переходная территория между ламинарным и турбулентным режимами увеличивается, и применение числа Рейнольдса как показателя не всегда правомерно.
Число Рейнольдса есть отношение сил инерции, действующих в потоке, к силам вязкости. Также число Рейнольдса можно рассматривать как отношение кинетической энергии жидкости к потерям энергии на отличительной длине.
Число Рейнольдса касательно к углеводородным газам определяется по следующему соотношению:
где Q — расход газа, м3/ч, при нормальных условиях;
d — диаметр внутри газопровода, см;
? — показатель кинематической вязкости газа при нормальных условиях, м2/с (см. таб.

2.3).
Диаметр газопровода d обязан отвечать условию:
Для гидравлически гладкой стенки при соответствии 4000 100000:
Для шероховатых стенок при Re > 4000:
После определения перечисленных выше показателей падение давления для сетей малого давления вычисляется по формуле:
Pн – Pк = 626,1?Q2?0l/d5 (5.10)
где — вечное давление перед началом газопровода, Па;
Рк — вечное давление в конце газопровода, Па;
? — показатель гидравлического трения;
l — расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м;
d — диаметр внутри газопровода, см;
?0 — плотность газа при нормальных условиях, кг/м3;
Q — расход газа, м3/ч, при нормальных условиях;
Для наружных надземных и внутренних газовых магистралей расчетная длина газовых магистралей определяется по формуле:
где l1 — действительная длина газопровода, м;
?? — сумма коэффициентов здешних сопротивлений участка газопровода;
d — диаметр внутри газопровода, см;
? — показатель гидравлического трения, определяемый в зависимости от режима направления и гидравлической гладкости стенок газопровода.
Местные гидравлические сопротивления в газопроводах и вызываемые ими потери давления появляются при изменении направления движения газа, а еще в местах деления и слияния потоков. Источники здешних сопротивлений — переходы с одного размера газопровода на другой,
колена, расширения, тройники, крестовины, компенсаторы, запорная, регулирующая и предохранительная арматура, конденсатосборники, гидравлические затворы и прочие устройства, которые приводят к сжатию, расширению и изгибу потоков газа. Падение давления в здешних сопротивлениях, вышеперечисленных, разрешается иметь в виду путем увеличения расчетной длины газопровода на 5–10%. Расчетная длина наружных надземных и внутренних газовых магистралей
?? — сумма коэффициентов здешних сопротивлений участка газопровода длиной l1,

Гидравлический расчет газопроводов низкого давления

— относительная равноценная длина прямолинейного участка газопровода, м, потери давления на котором равны потерям давления в местном сопротивлении со значением коэффициента ? = 1.

Равноценная длина газопровода в зависимости от режима движения газа в газопроводе: — для ламинарного режима движения
— для критического режима движения газа
— для всей области турбулентного режима движения газа
При расчитывании внутренних газовых магистралей малого давления для домов для жилья допустимые потери газового давления на местные сопротивления, % от линейных потерь:
• на газопроводах от вводов в здание до стояка — 25;
• на внутриквартирной разводке — 450 (при длине разводки 1–2 м), 300 (3–4 м), 120 (5–7 м) и 50 (8–12 м),

Приближенные значения коэффициента ? для самых популярных видов здешних сопротивлений приведены в табл. 5.2.

Падение давления в трубопроводах жидкой фазы СУГ определяется по формуле:
где ? — показатель гидравлического трения (определяется по формуле 5.7);
V — средняя скорость движения сжиженных газов, м/с.

С учетом противокавитационного запаса средние скорости движения жидкой фазы принимаются:
• во всасывающих трубопроводах — не больше 1,2 м/с;

• в напорных трубопроводах — не более трех метров/с.
При расчитывании газовых магистралей малого давления принимается во внимание гидростатический напор Нg, даПа, определяемый по формуле:
где g — ускорение свободного падения, 9,81 м/с2;

h — разница полных отметок начальных и конечных участков газопровода, м;
?а — плотность воздуха, кг/м3, при температуре 0°С и давлении 0,10132 МПа;

?0 —плотность газа при нормальных условиях кг/м3.

Гидравлический расчет газопровода методы и способы вычисления + пример расчета

При выполнении гидравлического расчета надземных и внутренних газовых магистралей с учетом степени шума, создаваемого движением газа, необходимо принимать скорости движения газа не более семи метров/с для газовых магистралей малого давления, 15 м/с для газовых магистралей среднего давления, 25 м/с для газовых магистралей большого давления.

Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.