Гидравлический расчет газопроводов

Расчет пропускной способности газопровода низкого давления. Гидравлический расчет газопроводов

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ГАЗОПРОВОДОВ ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБ ДИАМЕТРОМ ДО 300 ММ- СП 42-101-96 (2017) Актуально в 2017 году

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАЗОПРОВОДОВ

1. Гидравлический расчет газопроводов следует выполнять, как правило, на электронно-вычислительных машинах с использованием оптимального распределения расчетных потерь давления между участками сети.

При невозможности или нецелесообразности выполнения расчета на электронно-вычислительной машине (отсутствие соответствующей программы, отдельные небольшие участки газопроводов и т.п.) гидравлический расчет допускается производить по приведенным ниже формулам или номограммам, составленным по этим формулам.

2. Расчетные потери давления в газопроводах высокого и среднего давлений следует принимать в пределах давления, принятого для газопровода.

Расчетные потери давления в распределительных газопроводах низкого давления следует принимать не более 180 даПа (мм вод.ст.), в т.ч. в уличных и внутриквартальных газопроводах – 120, дворовых и внутренних газопроводах – 60 даПа (мм вод.ст.).

3. Значения расчетной потери давления газа при проектировании газопроводов всех давлений для промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых предприятий принимаются в зависимости от давления газа в месте подключения, с учетом технических характеристик принимаемых к установке, газовых горелок, устройств автоматики безопасности и автоматики регулирования технологического режима тепловых агрегатов.

4. Гидравлический расчет газопроводов среднего и высокого давлений во всей области турбулентного движения газа следует производить по формуле:

где: P_1 – максимальное давление газа в начале газопровода, МПа;

Р_2 – то же, в конце газопровода, МПа;

l – расчетная длина газопровода постоянного диаметра, м;

тета – коэффициент кинематической вязкости газа при температуре 0°С и давлении 0,10132 МПа, м2/с;

Q – расход газа при нормальных условиях (при температуре 0°С и давлении 0,10132 МПа), м3/ч;

n – эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы, принимаемая для полиэтиленовых труб равной 0,002 см;

ро – плотность газа при температуре 0°С и давлении 0,10132 МПа, кг/м3.

5. Падение давления в местных сопротивлениях (тройники, запорная арматура и др.) допускается учитывать путем увеличения расчетной длины газопроводов на 5-10%.

6. При выполнении гидравлического расчета газопроводов по приведенным в настоящем разделе формулам, а также по различным методикам и программам для электронно-вычислительных машин, составленным на основе этих формул, диаметр газопровода следует предварительно определять по формуле:

где: t – температура газа, °C;

P_m – среднее давление газа (абсолютное) на расчетном участке газопровода, МПа;

V – скорость газа м/с (принимается не болев 7 м/с для газопроводов низкого давления, 15 м/с – среднего и 25 м/с – для газопроводов высокого давления);

d_i, Q – обозначения те же, что и в формуле (1).

Полученное значение диаметра газопровода следует принимать в качестве исходной величины при выполнении гидравлического расчета газопроводов.

7. Для упрощения расчетов по определению потерь давления в полиэтиленовых газопроводах среднего и высокого давлений рекомендуется использовать приведенную на рис. 1 номограмму, разработанную институтами ВНИПИГаздобыча и ГипроНИИГаз для труб диаметром от 63 до 226 мм включительно.

Пример расчета. Требуется запроектировать газопровод длиной 4500 м, максимальным расходом 1500 м3/ч и давлением в точке подключения 0,6 МПа.

По формуле (2) находим предварительно диаметр газопровода. Он составит:

Принимаем по номограмме ближайший больший диаметр, он составляет 110 мм (di=90 мм). Затем по номограмме (рис. 1) определяем потери давления. Для этого через точку заданного расхода на шкале Q и точку полученного диаметра на шкале d_i проводим прямую до пересечения с осью I. Полученная точка на оси I соединяется с точкой заданной длины на оси l и прямая продолжается до пересечения с осью. Поскольку шкала l определяет длину газопровода от 10 до 100 м, уменьшаем для рассматриваемого примера длину газопровода в 100 раз (с 9500 до 95 м) и соответствующим увеличением полученного перепада давления тоже в 100 раз. В нашем примере значение 106 составит:

0,55 100 = 55 кгс/см2

Определяем значение Р_2 по формуле:

Полученный отрицательный результат означает, что трубы диаметром 110 мм не обеспечат транспорт заданного расхода, равного 1500 м3/ч.

Повторяем расчет для следующего большего диаметра, т.е. 160 мм. В этом случае P2 составит:

= 5,3 кгс/см2 = 0,53 МПа

Полученный положительный результат означает, что в проекте необходимо заложить трубу диаметром 160 мм.

Рис. 1. Номограмма для определения потерь давления в полиэтиленовых газопроводах среднего и высокого давления

8. Падение давления в газопроводах низкого давления следует определять по формуле:

где: Н – падение давления, Па;

n, d, тета, Q, ро, l – обозначения те же, что и в формуле (1).

Примечание: для укрупненных расчетов вторым слагаемым, указанным в скобках в формуле (3), можно пренебречь.

9. При расчете, газопроводов низкого давления следует учитывать гидростатический напор Нg, мм вод.ст., определяемый по формуле:

где: h – разность абсолютных отметок начальных и конечных участков газопровода, м;

ро_a – плотность воздуха, кг/м3, при температуре 0°С и давлении 0,10132 МПа;

ро_o – обозначение то же, что в формуле (1).

10. Гидравлический расчет кольцевых сетей газопроводов следует выполнять с увязкой давлений газа в узловых точках расчетных колец при максимальном использовании допустимой потери давления газа. Неувязка потерь давления в кольце допускается до 10%.

При выполнении гидравлического расчета надземных и внутренних газопроводов с учетом степени шума, создаваемого движением газа, следует принимать скорости движения газа не болев 7 м/с для газопроводов низкого давления, 15 м/с – для газопроводов среднего давления, 26 м/с – для газопроводов высокого давления.

11. Учитывая сложность и трудоемкость расчета диаметров газопроводов низкого давления, особенно кольцевых сетей, указанный расчет рекомендуется проводить на ЭВМ или по известным номограммам для определения потерь давления в газопроводах низкого давления. Номограмма для определения потерь давления в газопроводах низкого давления для природного газа с ро =0,73 кг/м3 и тета =14,3 106м2/с приведена на рис. 2.

В связи с тем, что указанные номограммы составлены для расчета стальных газопроводов, полученные значения диаметров, вследствие более низкого коэффициента, шероховатости полиэтиленовых труб, следует уменьшать на 5-10%.

Рис. 2. Номограмма для определения потерь давления в стальных газопроводах низкого давления

Газопровод является конструкционной системой, основное назначение которой – транспортировка газа. Трубопровод помогает осуществить перемещения голубого топлива к конечному пункту, той есть к потребителю. Для того чтобы это было проще сделать газ поступает в трубопровод под определенным давлением. Для надежной и правильной работы всей конструкции газовой магистрали и его прилегающих ветках, необходим гидравлический расчет газопровода.

Для чего необходим расчет газопровода

1. Расчет газопроводной магистрали необходим, чтобы выявить возможное сопротивление в газовой трубе.
2. Правильные вычисления дают возможность качественно и надежно подобрать необходимое оборудование для газовой конструкционной системы.
3. После произведенного расчета, можно наилучшим образом подобрать верный диаметр труб. В результате газопровод сможет осуществлять стабильное и эффективное поступление голубого топлива. Газ будет подаваться при расчетном давлении, он будет быстро и качественно доставляться во все нужные точки газопроводной системы.
4. Газовые магистрали будут работать в оптимальном режиме.
5. При правильном расчете в конструкции не должно быть излишних и чрезмерных показателей при установке системы.
6. Если расчет выполнен правильно, застройщик может финансово сэкономить. Все работы будет выполнены согласно схеме, будут закуплены только необходимые материалы и оборудование.

Как работает система газовой магистрали

1. В городской черте размещается сеть газовых трубопроводов. В конце каждого трубопровода, по которому должен поступать газ, установлены специальные газораспределительные системы, еще их называют газораспределительными станциями.
2. Когда газ доставлен в такую станцию, происходит перераспределение давления, а точнее напор газа снижается.
3. Затем газ следует в регуляторный пункт, а от него в сеть с более высоким давлением.
4. Трубопровод с наивысшим давлением присоединяют к хранилищу под землей.
5. Для регулирования суточного потребления топлива монтируют специальные станции. Их называют газгольдерными станциями.
6. Газовые трубы, в которых протекает газ с высоким и среднем давлением, служат, как своеобразная подпитка газопроводов с низким напором газа. Для того чтобы это контролировать существуют точки регулировки.
7. Чтобы определиться с потерями давления, а также точным поступлением всего необходимого объема голубого топлива в конечный пункт, вычисляют оптимальный диаметр труб. Вычисления производятся путем гидравлического расчета.

Если газовые трубы уже установлены, то при помощи вычислений можно узнать потери давления в период передвижения топлива по трубам. Также сразу же указывается размеры имеющихся труб. Потери давления происходят из-за сопротивления.

Существует местное сопротивление, возникающее на поворотах, в точках перемены скорости газа, при изменении диаметра той или иной трубы. Еще чаще всего бывает сопротивление при трении, оно происходит не зависимо от поворотов и скорости газа, его место распределения – вся протяженность газовой магистрали.

Газовая магистраль имеет возможность проводить газ, как в промышленные предприятия и организации, так и в коммунальные потребительские сферы.

С помощью расчетов определяются точки, куда необходимо поступление топлива с низким давлением. К таким точкам чаще всего относятся – жилые здания, коммерческие помещения и здания общего посещения, небольшие коммунальные потребители, некоторые маленькие котельные.

Гидравлический расчет с низким давлением газа по трубопроводу

1. Ориентировочно необходимо знать количество жителей (потребителей) в расчетном районе, куда будет подаваться газ с низким давлением.
2. Учитывается весь объем газа за год, который будет использоваться на всевозможные потребности.
3. Определяется путем вычислений значение расхода топлива потребителями за определенное время, в данном случае берется показание в один час.
4. Устанавливается местонахождение точек газораспределения, подсчитывается их количество.

Производят расчет перепадов давления участка газопроводной магистрали. В данном случае, к таким участкам относятся распределительные точки. А также внутридомовой трубопровод, ветви абонентов. Затем учитываются общие перепады давления всей магистрали газопровода.

1. Вычисляется площадь всех в отдельности труб.
2. Устанавливается густота населения потребителей в данном районе.
3. Выполняется расчет расхода газа на показание площади каждой отельной трубы.
4. Осуществляется вычислительные работы по следующим показателям:

• расчетные данные длины отрезка газового трубопровода;
• фактические данные длины всего участка;
• эквивалентные данные.

Для каждого участка газопровода необходимо посчитать удельную путевую и узловую затрату.

Гидравлический расчет со средним давлением топлива в газопроводе

При расчете газопровода со средним давлением первоначально берут во внимание показание начального напора газа. Такое давление можно определить, если пронаблюдать подачу топлива начиная с главной газораспределительной точки до области преобразования и перехода от высокого давления к среднему распределению. Давление в конструкции должно быть таковым, чтобы показатели не опускались ниже минимально допустимых значений при пиковой нагрузке на магистраль газопровода.

В вычислениях применяется принцип перемены давления, учитывая единицу длины измеренного трубопровода.

Для выполнения наиболее верного расчета, вычисления производятся в несколько стадий:

1. На начальной стадии, становится возможным рассчитать потери давления. Берутся во внимания потери, которые возникают на главном участке газопровода.
2. Затем выполняется расчет расхода газа на данном отрезке трубы. По полученным средним показателям потерь давления и по вычислениям расхода топлива, устанавливается, какая необходима толщина трубопровода, выясняется необходимые размеры труб.
3. Учитываются все возможные размеры труб. Затем по номограмме вычисляется величина потерь для каждой из них.

Если гидравлический расчет трубопровода со средним напором газа верный, то потери давления на отрезках трубы будут иметь постоянное значение.

Гидравлический расчет с высоким давлением топлива по газопроводу

Выполнять вычислительную программу гидравлического расчета необходимо на основе высокого натиска сосредоточенного газа. Подбирается несколько версий газовой трубы, они должны подходить под все требования полученного проекта:

1. Определяется минимальный диаметр трубы, который можно принять в рамках проекта для нормального функционирования всей системы.
2. Принимается во внимания, в каких условиях будет происходить эксплуатация газопровода.
3. Уточняется особая спецификация.

1. Изучается местность в том районе, где будет проходить газовый трубопровод. Досконально рассматривается план местности, чтобы избежать каких-либо ошибок в проекте при дальнейших работах.
2. Изображается схема проекта. Ее главное условие, чтобы она проходила по кольцу. На схеме обязательно должны быть четко видны различные ответвления к станциям потребления. Составляя схему, делают минимальную длину пути труб. Это необходимо для того, чтобы весь газопровод максимально эффективно работал.
3. На изображенной схеме производят измерения участков газовой магистрали. Затем выполняется расчетная программа, при этом, конечно же, учитывается масштаб.
4. Полученные показания меняют, расчетную длину каждого изображенного на схеме участка трубы немного увеличивают, примерно на десять процентов.
5. Производятся вычислительные работы для того чтобы определить, каким будет общий расход топлива. При этом учитывается расход газа на каждом участке магистрали, затем он суммируется.
6. Заключительной стадией расчета трубопровода с высоким напором газа будет определение внутреннего размера трубы.

Для чего необходим гидравлический расчет внутридомового газопровода

В период расчетных работ определяются виды необходимых газовых элементов. Приборы, которые задействованы в регулировании и доставке газа.

В проекте находятся определенные точки, где будут размещаться газовые элементы согласно нормам, по которым также учитываются условия безопасности.

Изображают схему всей внутридомовой системы. Это дает возможность во время вывить какие-либо неполадки, четко произвести монтаж.

В условиях подачи топлива, принимается в расчет количество жилых помещений, ванная и кухонная комната. В кухне принимается к сведению наличие таких составляющих, как вытяжка, дымовая труба. Все это нужно для того, чтобы качественно установить приборы и трубопровод для доставки голубого топлива.

Гидравлический расчет внутридомовой газовой системы

В данном случае, как и при расчете газопровода с высоким давлением, берется во внимание сосредоточенный объем газа.

Диаметр участка внутридомовой магистрали рассчитывается согласно потребляемой величине голубого топлива.

Также учитываются потери давление, которые могут произойти на пути доставки газа. В расчетной системе должны быть наименьшие возможные потери давления. Во внутридомовых газовых системах уменьшение давления довольно частое явление, поэтому вычислить этот показатель очень важно для эффективной работы всей магистрали.

В высотных зданиях кроме изменений и перепадов давления, производятся вычисления гидростатического напора. Явление гидростатического напора происходит из-за того, что воздух и газ имеют разную плотность, в результате образуется данный вид напора в газовой трубопроводной системе с низким натиском.

Производятся вычисления величины газовых труб. Оптимальный диаметр труб может обеспечить наименьшие потери давления от станции перераспределения до точки доставки газа потребителю. При этом в программе расчета должно учитываться, что перепад давления не должен быть выше четырехсот паскалей. Такой перепад давления также закладывается в область распределения и точки преобразования.

При расчете расхода газа принимается к сведению то, что потребление голубого топлива происходит неравномерно.

Завершающим этапом расчета является сумма всех перепадов давления, она учитывает общий коэффициент потерь на магистрали и ее ветках. Суммарные показатель не будет превышать предельно допустимых значений, он будет составлять менее семидесяти процентов от номинального давления, которое показывают приборы.

Газопровод – это конструкционная система, главное назначение которой состоит в транспортировке газа. Трубопровод оказывает помощь в перемещении природного газа к потребителю, то есть – к конечному пункту. Для того, чтобы осуществлять это более просто, газ поступает в трубопровод под определенным давлением. Для правильной и надежной работы всей конструкции газовой магистрали, а также ее прилегающих веток, есть необходимость в гидравлическом расчете газопровода.

Для чего нужен расчет газопровода

• Газовую магистраль необходимо рассчитывать для того, чтобы выявить в газовой трубе возможное сопротивление.
• Правильные вычисления позволяют надежно и качественно подобрать для газовой конструкционной системы необходимое оборудование.
• После того, как расчет был произведен, имеется возможность подобрать максимально эффективный диаметр труб. Результатом этого станет эффективное и стабильное поступление природного газа через трубопровод.
• Работа газовых магистралей будет осуществляться в оптимальном режиме.
• При правильном расчете конструкции должны отсутствовать чрезмерные и излишние показатели при установке системы.
• Если расчет осуществлен правильно, застройщик имеет возможность сэкономить финансовые средства. Все необходимые работы будут выполняться по согласованной схеме, также будут закуплены только необходимые оборудование и материалы.

Как работает система газовой магистрали

• В черте города размещается сеть газовых трубопроводов. В конце каждого трубопровода, по которому будет осуществляться подача газа, устанавливаются специальные газораспределительные системы, которые еще называют газораспределительными станциями.
• После того, как газ доставлен на такую станцию, осуществляется перераспределение давления, а точнее – снижается напор газа.
• Далее газ направляется в регуляторный пункт, а от него – в сеть с более высоким уровнем давления.
• Трубопровод с наибольшим уровнем давления присоединяют к подземному хранилищу газа.
• Для того, чтобы регулировать суточное потребление природного газа, осуществляется монтаж специальных газгольдерных станций.
• Газовые трубы, в которых протекает газ со средним и высоким давлением, служат своеобразной подпиткой для газопроводов с низким газовым напором. Для осуществления контроля этого процесса существуют точки регулировки.
• Для того, чтобы определиться с тем, какими будут потери давления, а также точное поступление в конечный пункт всего необходимого объема природного газа, осуществляют вычисление оптимального диаметра труб. Данные вычисления производятся путем гидравлического расчета.

Если установка газовых труб уже произведена, то с помощью вычислений имеется возможность узнать потери давления в период передвижения природного газа по трубам. Также сразу указываются размеры имеющихся труб. Потери давления происходят вследствие сопротивления.

Существует местное сопротивление, которое возникает при изменении диаметра труб, в точках перемены скорости газа, на поворотах. Также часто имеет место сопротивление при трении, которое происходит независимо от того, присутствуют ли повороты, а также какая скорость потока газа. Место его распределения – вся протяженность газовой магистрали.

Газовая магистраль позволяет проводить газ, как в коммунальные потребительские сферы, так и так и в промышленные организации и предприятия.

При помощи расчетов определяют точки, в которые нужно подвести газ низкого давления. Чаще всего к подобным точкам относятся отдельные маленькие котельные, небольшие коммунальные потребители, здания общего посещения и коммерческие помещения, жилые здания.

Гидравлический расчет трубопроводов с низким давлением газа

• Ориентировочно следует знать количество потребителей (жителей) в расчетном районе, в который будет осуществляться подача газа с низким давлением.
• Производится учет всего объема газа за год, который будет использоваться на различные потребности.
• Путем вычислений определяется значение расхода газа потребителями за конкретный промежуток времени, в данном случае это один час.
• Устанавливается местонахождение и количество точек газораспределения.

Производится расчет перепадов давления участка газопроводной магистрали. В нашем случае, к этим участкам относятся распределительные точки и внутридомовой трубопровод, ветви абонентов. После этого учитываются общие перепады давления на протяжении всей газопроводной магистрали.

• Производится вычисление всех труб по отдельности.
• В данном районе устанавливается густота населения потребителей.
• Выполняется расчет расхода природного газа на показание площади каждой отдельно взятой трубы.
• Проводятся вычислительные работы по ряду следующих показателей:
• Эквивалентные данные;
• Фактические данные длины всего участка;
• Расчетные данные длины отрезка газового трубопровода.

Для каждого участка газопровода необходимо произвести подсчет удельной узловой и путевой затраты.

Гидравлический расчет трубопроводов со средним давлением газа

При расчете газопроводов со средним уровнем давления газа первым делом берут во внимание показание начального напора газа. Это давление можно определить при наблюдении подачи топлива, начиная от главной газораспределительной точки до области преобразования и перехода от высокого уровня давления к среднему распределению. Давление в конструкции должно быть таким, чтобы при пиковой нагрузке на магистраль газопровода показатели не опускались ниже минимально допустимых значений .

В вычислениях используется принцип перемены давления, учитывая единицу длины измеренного трубопровода.

Для того чтобы произвести расчет максимально верно, вычисления осуществляются в несколько стадий:

• На начальной стадии производится расчет потерь давления. Во внимание берутся потери, возникающие на главном участке газопровода.
• После этого рассчитывается расход газа на данном отрезке трубы. Согласно вычислениям расхода топлива и полученным средним показателям потерь давления устанавливается, какая толщина трубопровода необходима, а также выясняются необходимые размеры труб.
• Производится учет всех возможных размеров труб. После этого по монограмме вычисляется величина потерь для каждого размера.

В случае если гидравлический расчет трубопровода со средним давлением газа произведен правильно, то потери давления на отрезках трубы будут иметь постоянное значение.

Гидравлический расчет трубопроводов с высоким давлением газа

Вычислительную программу гидравлического расчета следует выполнять на основе высокого натиска сосредоточенного газа. Производится подбор нескольких версий газовой трубы, которые должны подходить под все требования полученного проекта:

• Определяется минимальный диаметр трубы, возможный к принятию в рамках проекта для нормального функционирования всей системы в целом.
• Во внимание принимаются условия, в которых будет эксплуатироваться газопровод.
• Производится уточнение особой спецификации.

После этого производится гидравлический расчет по таким стадиям:

• В районе, где будет проходить газопровод, уточняется местность. Для того чтобы избежать ошибок в проекте при проведении дальнейших работ, план местности досконально рассматривается.
• Изображается схема проекта. Главным условием этой схемы является то, что она должна проходить по кольцу. На схеме обязательно должны быть четко различимы разные ответвления к станциям потребления. При составлении схемы длину пути труб делают минимальной. Это нужно для того, чтобы сделать работу всего газопровода в целом максимально эффективной.
• На изображенной схеме осуществляются измерения участков газовой магистрали. После этого выполняется расчетная программа, при этом, естественно, учитывается масштаб.
• Полученные показания немного изменяют. Расчетная длина каждого участка трубы, изображенного на схеме, увеличивается приблизительно на десять процентов.
• Для того чтобы определить общий расход топлива, производятся вычислительные работы. При этом на каждом участке магистрали учитывается расход газа, после чего он суммируется.
• Заключительная стадия расчета трубопровода с высоким уровнем давления газа состоит в определении внутреннего размера трубы.

Для чего нужен гидравлический расчет внутридомового газопровода

В период расчетных работ происходит определение видов необходимых газовых элементов. Приборы, задействованные в доставке и регулировании газа, изображают схему всей внутридомовой системы. Это позволяет вовремя выявить разнообразные неполадки, а также четко провести монтажные работы.

В проекте находятся определенные точки, где, согласно нормам, будут размещены газовые элементы. Также согласно этим нормам учитываются условия безопасности.

В условиях подачи топлива в расчет принимается кухонная комната, ванная и количество жилых помещений. В кухне к сведению также принимают наличие таких элементов, как дымовая труба, вытяжка. Все это необходимо для того, чтобы произвести качественную установку приборов и трубопровода для доставки природного газа.

Гидравлический расчет внутридомовой газовой системы

В данном случае, так же, как и при расчете газопровода с высоким уровнем давления газа, во внимание берется сосредоточенный объем газа.

Согласно потребляемой величине природного газа осуществляется расчет диаметра участка внутридомовой магистрали.

Также принимаются в учет потери давления, которые могут иметь место во время доставки голубого топлива. В расчетной системе должны быть минимальные возможные потери давления. Во внутридомовых системах газа уменьшение давления является довольно частым явлением, поэтому вычисление данного показателя очень важно для того, чтобы работа всей газовой магистрали была максимально эффективной.

В высотных зданиях, помимо перепадов и изменений давления, производятся вычисления гидростатического напора. Гидростатический напор имеет место вследствие того, что газ и воздух обладают различными плотностями, вследствие чего происходит образование данного вида напора в газовых системах с низким уровнем давления газа.

Вычисляются величины газовых труб. Оптимально подобранный диаметр труб в состоянии обеспечить минимальный уровень потерь давления от станции перераспределения и до точки доставки природного газа потребителю. При этом в программе расчета необходимо учесть то, что перепад давления не должен превышать четырехсот паскалей. Также такой перепад давления закладывается в точки преобразования и область распределения.

При расчете расхода природного газа следует принимать к сведению тот факт, что потребление газа происходит неравномерно .

Завершающий этап расчета заключается в сумме всех перепадов давления, в которой учитывается общий коэффициент потерь на непосредственно самой магистрали, а также ее ветках. Суммарный показатель не будет превышать предельно допустимых значений, а будет составлять менее чем семьдесят процентов от номинального давления, показываемого приборами.

Если статья оказалась полезной , в качестве благодарности воспользуйтесь одной из кнопок ниже – это немного повысит рейнинг статьи. Ведь в интернете так трудно найти что-то стоящее. Спасибо!

Расчет систем газоснабжения района города

Скачать: Расчет систем газоснабжения района города

1. Исходные данные
2. Введение
3. Определение численности населения
4. Определение годовых расходов теплоты
4.1. Определение годовых расходов теплоты при потреблении газа в квартирах
4.2. Определение годовых расходов теплоты при потреблении газа на предприятиях
4.3. Определение годовых расходов теплоты при потреблении газа на предприятиях
4.4. Определение годовых расходов теплоты при потреблении газа в учреждениях здравоохранения
4.5. Определение годовых расходов теплоты при потреблении газа на хлебозаводах
4.6. Определение годовых расходов теплоты на отопление, вентиляцию,
4.7. Определение годовых расходов теплоты при потреблении газа на нужды торговли
4.8. Составление итоговой таблицы потреблении газа городом
5. Определение годовых и часовых расходов газа различными потребителями города
6. Построение графика годового потребления газа городом
7. Выбор и обоснование системы газоснабжения
8. Определение оптимального числа ГРС и ГРП
8.1. Определения числа ГРС
8.2. Определение оптимального числа ГРП
9. Типовые схемы ГРП и ГРУ
9.1. Газорегуляторные пункты
9.2. Газорегуляторные установки
10. Выбор оборудования газорегуляторных пунктов и установок
10.1. Выбор регулятора давления
10.2. Выбор предохранительно-запорного клапана
10.3. Выбор предохранительно-сбросного клапана
10.4. Выбор фильтра
10.5. Выбор запорной арматуры
11. Конструктивные элементы газопроводов
11.1. Трубы
11.2. Детали газопроводов
12. Гидравлические расчёты газопроводов
12.1. Гидравлический расчёт кольцевых сетей высокого и среднего давления
12.1.1. Расчёт в аварийных режимах.
12.1.2. Расчёт ответвлений
12.1.3. Расчёт при нормальном потокораспределении
12.2. Гидравлический расчёт газовых сетей низкого давления
12.3. Гидравлический расчёт тупиковых газопроводов низкого давления
13. Библиографический список

1. Исходные данные

1. План района города: Вариант 4.

2. Район строительства: г. Новгород.

3. Плотность населения: 270 чел/га.

4. Охват газоснабжением (%):

– кафе и ресторанов (4). 50

– бань и прачечных (2). 100

– хлебозаводов (2). 50

– лечебных учреждений (2). 50

– детских садов (1). 100

– котельных (1). 100

5. Доля населения (%), пользующаяся:

– кафе и ресторанами. 10

6. Расход теплоты на промпредприятие: 250 •10 6 МДж/год.

7. Начальное давление газа в кольцевом газопроводе: 0,6 МПа.

8. Конечное давление газа в кольцевом газопроводе: 0,15 МПа.

9. Начальное давление газа в сети низкого давления: 5 кПа.

10. Допустимый перепад давления в сети низкого давления: 1200 Па.

2. Введение

Снабжениеприродным газом городов и населенных пунктов имеет своей целью:

· улучшение бытовых условий населения;

· замену более дорогого твёрдого топлива или электроэнергии в тепловых процессах на промышленных предприятиях, тепловых электростанциях, на коммунально-бытовых предприятиях, в лечебных учреждениях, предприятиях общественного питания и т. п.;

·улучшение экологической обстановки в городах и населенных пунктах, так как природный газ при сгорании практически не выделяет в атмосферу вредных газов.

Природный газ подается в города и поселки по магистральным газопроводам, начинающимся от мест добычи газа (газовых месторождений) и заканчивающихся у газораспределительных станций (ГРС), расположенных возле городов и поселков.

Для снабжения газом всех потребителей на территории городов строится распределительная газовая сеть, оборудуются газорегуляторные пункты или установки (ГРП и ГРУ), сооружаются необходимые для эксплуатации газопроводов контрольные пункты и другое оборудование.

На территории городов и посёлков газопроводы прокладываются только под землёй.

На территории промышленных предприятий и тепловых электростанций газопроводы прокладываются над землей на отдельно стоящих опорах, по эстакадам, а также по стенам и крышам производственных зданий.

Прокладку газопроводов выполняют в соответствии с требованиями СНиП [1].

Природный газ используется населением для сжигания в бытовых газовых приборах: плитах, водяных газовых нагревателях, в отопительных котлах

На предприятиях коммунально-бытового обслуживания населения газ используется для получения горячей воды и пара, выпечки хлеба, приготовления пищи в столовых и ресторанах, отопления помещений.

В лечебных учреждениях природный газ используется для санитарной обработки, приготовления горячей воды, для приготовления пищи.

На промышленных предприятиях газ сжигают в первую очередь в котлах и промышленных печах. Его также используют в технологических процессах для тепловой обработки изделий, выпускаемых предприятием.

В сельском хозяйстве природный газ используется для приготовления корма животным, для обогрева сельскохозяйственных зданий, в производственных мастерских.

При проектировании газовых сетей городов и поселков приходится решать следующие вопросы:

·определить всех потребителей газа на газифицируемой территории;

·определить расход газа для каждого потребителя;

· определить места прокладки распределительных газопроводов;

·определить диаметры всех газопроводов;

· подобрать оборудование для всех ГРП и ГРУ и определить места их расположения;

· подобрать всю запорную арматуру (задвижки, краны, вентили);

·определить места установки контрольных трубок и электродов для контроля за состоянием газопроводов время их эксплуатации;

· разработать способы прокладки газопроводов при их пересечении с другими коммуникациями (дорогами. теплотрассами, реками, оврагами и т.п.);

· определить сметную стоимость строительства газопроводов и всех сооружений на них;

· разобрать мероприятия для безопасной эксплуатации газопроводов.

Объем решаемых вопросов из приведенного перечня определяется заданием на курсовой или дипломный проект.

Исходными данными для проектирования сетей газоснабжения являются:

· состав и характеристики природного газа или месторождения газа;

· климатические характеристики района строительства;

· план застройки города или населенного пункта;

·сведения об охвате газоснабжением населения;

· характеристики источников теплоснабжения населения и промышленных предприятий;

· данные по выпуску продукции промышленными предприятиями и нормы затрат теплоты на единицу этой продукции;

· численность населения города или плотность населения на один гектар;

· перечень всех потребителей газа на период газификации и перспективы развития города или посёлка на ближайшие 25 лет;

· перечень и тип газоиспользующего оборудования на промышленных и коммунально-бытовых предприятиях;

· этажность застройки жилых районов.

3.Определение численности населения

Расход газа на коммунально-бытовые и теплофикационные нужды города или посёлка зависит от числа жителей. Если число жителей точно не известно, то приближенно его можно определить следующим образом.

По плотности населения на один гектар газифицируемой территории.

где F_P– площадь района в га., полученная в результате замеров по плану застройки;

m – плотность населения , чел/га.

4.Определение годовых расходов теплоты

Расход газа на различные нужды зависит от расходов теплоты, необходимой, например, для приготовления пищи, стирки белья, выпечки хлеба, выработки того или иного изделия на промпредприятии т. п..

Точный расчет расхода газа на бытовые нужды сделать очень сложно, так как расход газа зависит от целого ряда факторов, которые не поддаются точному учету. Поэтому потребление газа определяют по усредненным нормам расхода теплоты, полученным на основании статистических данных. Обычно эти нормы определяются в расчете или на одного человека, или на один завтрак иди обед, или на одну тонну белья, или на единицу выпускаемой продукции промпредприятием. Расход теплоты измеряют в МДж или в кДж.

Нормы расхода теплоты по СНиП [2] на хозяйственно-бытовые и коммунальные нужды приведены в таблице 3.1.[10].

4.1 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа в квартирах

Расчётная формула для определения годового расхода теплоты (МДж/год) при потреблении газа в квартирах записывается в виде

здесь Y_K – степень охвата газоснабжением города (определяется заданием);

N – число жителей ;

Z₁ – доля людей, проживающих в квартирах с централизованным горячим водоснабжением (определяется расчетом);

Z₂– доля людей, проживающих в квартирах с горячим водоснабжением от газовых водонагревателей (определяется расчётом);

Z₃ – доля людей, проживающих в квартирах без централизованного горячего водоснабжения и не имеющих газовых водонагревателей (определяется расчетом);

g_К1, g_К2, g_К3– нормы расхода теплоты (табл. 3.1) [10] на одного человека в год в квартирах с соответствующим Z.

Для населения, пользующегося газом Z ₁+Z ₂+Z ₃ = 1.

Q_K =1•48180• (2800•0,372 + 8000• 0,274 + 4600• 0,354) = 232256,508 (МДж/год).

4.2 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на предприятиях бытового обслуживания

Расход теплоты для данных потребителей учитывает расход газа на стирку белья в прачечных, на помывку людей в банях, на санитарную обработку в дезкамерах. Очень часто в городах и посёлках прачечные и бани объединяются в одно предприятие. Поэтому расход теплоты для них должен быть также объединён.

Расход теплоты в банях определяется по формуле

где Z_Б – доля населения города, пользующегося банями (задается);

Y_Б– доля бань города, использующих газ в виде топлива (задаётся);

g_Б– норма расхода теплоты на помывку одного человека ;

Все g принимаются по табл.3.1 из [10].

В формуле заложена частота посещения бань, равная одному разу в неделю.

Расход теплоты на стирку белья в прачечных определяется по формуле:

здесь Z_П– доля населения города, пользующегося прачечными (задается);

Y_П– доля прачечных города. использующих газ в виде топлива (задается);

g_П – норма расхода теплоты на 1 тонну сухого белья (таблица).

В формулу заложена средняя норма поступления белья в прачечные, равная 100 тоннам на 1000 жителей.

Все g принимаются по табл.3.1 из [ ].

Q_П = 100 • (0,2 •1 • 48180) / 1000 • 18800 = 18115680 (МДж/год),

4.3 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на предприятиях общественного питания

Расход теплоты на предприятиях общественного питания учитывает расход газа на приготовление пищи в столовых, кафе и ресторанах.

Считается, что на приготовление завтраков и ужинов расходуется одно и то же количество теплоты. Расход теплоты на приготовление обеда больше, чем на приготовление завтрака или ужина. Если предприятие общественного питания работает весь день, то расход теплоты здесь должен быть и на завтрак, и на ужин, и на обед. Если предприятие работает полдня, то расход теплоты составляется из расходов теплоты на приготовление завтрака и обеда, или обеда и ужина.

Расход теплоты на предприятиях общественного питания определяется по формуле:

здесь Z _П.ОП – доля населения города, пользующегося предприятиями общественного питания (задаётся);

Y _П.ОП – доля предприятий общественного питания города, использующих газ в виде топлива (задается);

Считается, что из числа людей, постоянно пользующихся столовыми, кафе и ресторанами, каждый человек посещает их 360 раз в году.

Все g принимаются по табл.3.1 из [10].

4.4 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа в учреждениях здравоохранения

При расходе газа в больницах и санаториях следует учитывать, что их общая вместимость должна составлять 12 коек на 1000 жителей города или поселка. Расход теплоты в учреждениях здравоохранения необходим для приготовления пищи больным, для санитарной обработки белья, инструментов, помещений.

Он определяется по формуле:

здесь Y_ЗД – степень охвата газоснабжением учреждений здравоохранения города (задаётся);

g_ЗД – годовая норма расхода теплоты в лечебных учреждениях;

где g_П , g_Г – нормы расхода теплоты на приготовление пищи и приготовлении горячей воды в лечебных учреждениях.

Все g принимаются по табл.3.1 из [10].

4.5. Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на хлебозаводах и пекарнях

При выпечке хлеба и кондитерских изделий, составляющих основной вид продукции данных потребителей газа, следует учитывать разницу в потреблении тепла на разные виды продукции. Норма выпечки хлеба в сутки на 1000 жителей принимается в размере 0,6 ¸ 0,8 тоны. В эту норму входит выпечка и чёрного и белого хлеба, а так же выпечка кондитерских изделий. Точно определить сколько какого вида продукции потребляют жители очень трудно. Поэтому общую норму 0,6 ¸ 0,8 тонны на 1000 жителей можно условно поделить пополам, считая, что хлебозаводы и пекарни поровну выпекают чёрный и белый хлеб. Выпечка кондитерских изделий может быть учтена отдельно, например, в размере 0,1 тонны на 1000 жителей в сутки.

При расчёте расхода газа следует учитывать охват газоснабжением хлебозаводов и пекарен. Общий расход теплоты (МДж/год) на хлебозаводы и пекарни определяются по формуле:

где Y_ХЗ – доля охвата газоснабжением хлебозаводов и пекарен (задаётся);

g_ЧХ – норма расхода теплоты на выпечку 1 тонны чёрного хлеба

g_БХ – норма расхода теплоты на выпечку 1 тонны белого хлеба

g_КИ – норма расхода теплоты на выпечку 1 тонны кондитерских изделий.

Все g принимаются по табл.3.1 из [10].

Q_ХЗ=0,5 • 48180 • [0,4•2500 + 0,4•5450 + 0,1•7750] • 365 / 1000=34775721,75 (МДж/год).

4.6 Определение годового расхода теплоты на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение жилых и общественных зданий

Годовой расход теплоты (МДж/год) на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий вычисляют по формуле:

t _ВН , t _СР.О , t _РО – температуры соответственно внутреннего воздуха отапливаемых помещений, средняя наружного воздуха за отопительный период, расчётная наружная для данного района строительства по [ 2 ], О С.

К, К ₁ – коэффициенты, учитывающие расходы теплоты на отопление и вентиляцию общественных зданий (при отсутствии конкретных данных принимают К = 0,25 и K ₁ = 0,4);

Z – среднее число часов работы системы вентиляции общественных зданий в течение суток (Z = 16);

n _О– продолжительность отопительного периода в сутках;

F – общая площадь отапливаемых зданий, м 2 ;

g_ОВ– укрупненный показатель максимального часового расхода теплоты на отопление жилых зданий по табл.3.2 из [10], МДж/ч.•м 2 ;

Используя данные из табл.2.1[ ] вычисляем F:

F=3200 • 48,875 + 4200 • 66,351565 = 435076,5 (м 2 ),

Годовой расход теплоты (МДж/год) на централизованное горячее водоснабжение от котельных и ТЭЦ определяют по формуле:

где g _ГВ – укрупненный показатель среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение определяется по табл.3.3 [10] (МДж/чел.•ч.);

N _ГВ– число жителей города, пользующихся горячим водоснабжением от котельных или ТЭЦ, чел.;

b – коэффициент учитывающий снижение расхода горячей воды в летний период (b=0,8);

t _ХЗ, t _ХЛ– температуры водопроводной воды в отопительный и летний периоды, °С (при отсутствии данных принимают t _ХЛ= 15, t _ХЗ= 5).

4.7 Определение годового расхода теплоты при потреблении газа на нужды торговли, предприятий бытового обслуживания населения, школ и ВУЗов

В школах и вузах города газ может использоваться для лабораторных работ. Для этих целей принимают средний расход теплоты на одного учащегося иди студента в размере 50 МДж/(год • чел.):

где N – количество жителей, (чел),

коэффициент 0,3 – доля населения школьного возраста и младше,

4.8 Составление итоговой таблицы потребления газа городом

Итоговая таблица расхода газа городом.

Годовой расход теплоты,

Годовой расход газа,

Кол-во часов использования макс. Нагрузки, m, час/год

Часовой расход газа

Отопление и вентиляция

5. Определение годовых и часовых расходов газа различными потребителями города

Годовой расход газа в м 3 /год для любого потребителя города или района определяется по формуле:

Qi_ГОД – годовой расход теплоты соответствующего потребителя газа (берется из графы 3 табл. 1);

Q Н _Р – низшая теплота сгорания (МДж/м 3 ) , определяется по химическому составу газа (при отсутствии данных принимается равной 34 МДж/м 3 ).

Результаты расчётов годовых расходов газа по всем потребителям города вносят в таблицу 1 в графу 4.

Потребление газа в городе различными потребителями зависит от многих факторов. Каждый потребитель имеет свои особенности и потребляет газ по-своему. Между ними существует определенная неравномерность в потреблении газа. Учет неравномерности потребления газа осуществляется путем введения коэффициента часового максимума, который обратно пропорционален периоду, в течение которого расходуется годовой ресурс газа при максимальном его потреблении

где m – количество часов использования максимума нагрузки в году,ч / год

С помощью Km определяется часовой расход газа для каждого потребителя города (м 3 /ч)

Значения коэффициента m приведены в таблице 4.1 [10].

Кол-во часов использования максимума для отопительных котельных определяется по формуле:

6. Построение графика годового потребления газа городом

Графики годового потребления газа являются основной как для планирования добычи газа, так и для выбора и обоснования мероприятий, обеспечивающих регулирование неравномерности потребления газа. Кроме того, знание годовых графиков газопотребления имеет большое значение для эксплуатации городских систем газоснабжения, так как позволяет правильно планировать спрос на газ по месяцам года, определять необходимую мощность городских потребителей – регуляторов, планировать проведение реконструкции и ремонтных работ на газовых сетях и их сооружениях. Используя провалы в потреблении газа для отключения отдельных участков газопровода и газорегуляторных пунктов на ремонт, можно провести его без нарушения подачи газа потребителям [З].

Различные потребители газа в городе по-разному забирают газ из газопроводов. Самой большой сезонной неравномерностью обладают отопительные котельные и ТЭЦ. Наиболее стабильными потребителями газа являются промышленные пред приятия. Коммунально-бытовые потребители обладают определенной неравномерностью в потреблении газа, но значительно меньшей по сравнению с отопительными котельными.

Вообще, неравномерность расходования газа отдельными потребителями определяется рядом факторов: климатическими условиями, укладом жизни населения, режимом работы промпредприятии, и т. п. Все факторы, влияющие на режим газопотребления в городе, учесть невозможно. Только накопление достаточного количества статистических данных о потреблении газа различными потребителями может дать объективную характеристику городу с точки зрения газопотребления.

Годовой график потребления газа городом строят, учитывая среднестатистические данные потребления газа по месяцам года для различных категорий потребителей. Общий расход газа в течении года разбивается по месяцам. Расход газа для каждого месяца в общем газопотреблении определяется на основании следующего расчёта

где qi – доля данного месяца в общегодовом потреблении газа, %.

В таблице 5.1 [10] приведены данные для определения месячных расходов газа для различных категорий потребителей [3].

Доля годового расхода газа в каждом месяце отопительно-вентиляционной нагрузки определяется по формуле

n_М – количество отопительных дней в месяце.

Расход газа в каждом месяце на горячее водоснабжение можно считать равномерным. Этот расход газа определяет минимальную нагрузку котельной в летний период.

Определённые по формуле месячные расходы газа изображают на графике годового потребления газа городом в виде ординат, постоянных для данного месяца. После построения всех ординат для каждого месяца для всех категорий потребителей производят построение общего годового расхода по месяцам. Этот осуществляется путём суммирования ординат всех потребителей в пределах каждого месяца.

7. Выбор и обоснование системы газоснабжения

Системы газоснабжения представляют собой сложный комплекс сооружений. На выбор системы газоснабжения города оказывает влияние ряд факторов. Это прежде всего :размер газифицируемой территории, особенности ее планировки, плотность населения, число и характер потребителей газа, наличие естественных и искусственных препятствий для прокладки газопроводов (рек, дамб, оврагов, железнодорожных путей, подземных сооружений и т.п.).При проектировании системы газоснабжения разрабатывают ряд вариантов и производят их технико-экономическое сравнение. Для строительства применяют наивыгоднейший вариант.

В зависимости от максимального давления газа городские газопроводы разделяют на следующие группы:

· высокого давления 1 категории с давлением от 0,6 до 1,2 МПа;

· среднего давления от 5 кПа до 0.3 МПа;

· низкого давления до 5 кПа;

Газопроводы высокого и среднего давления служат для питания городских распределительных сетей среднего и низкого давления. По ним идет основная масса газа ко всем потребителям города. Эти газопроводы являются основными артериями, питающими город газом. Их выполняют в виде колец, полу колец иди лучей. Газ в газопроводы высокого и среднего давления подается от газораспределительных станций (ГРС).

Современные системы городских газовых сетей имеют иерархическую систему построения, которая увязывается с приведённой выше классификацией газопроводов по давлению. Верхний уровень составляют газопроводы высокого давления первой и второй категории, нижний газопроводы низкого давления. Давление газа при переходе с высокого уровня на более низкий постепенно снижается. Это осуществляется с помощью регуляторов давления, установленных на ГРП.

По числу ступеней давления, применяемых в городских газовых сетях, они подразделяются на:

·двухступенчатые, состоящие из сетей высокого или среднего давления и низкого давления;

·трёхступенчатые, включающие газопроводы высокого, среднего и низкого давления;

·многоступенчатые, в которых газ подаётся по газопроводам высокого (1 и 2 категорий) давления, среднего и низкого давления.

Выбор системы газоснабжения в городе зависит от характера потребителей газа, которым нужен газ соответствующего давления, а также от протяженности и нагрузки газопроводов. Чем разнообразнее потребители газа и чем большую протяженность и нагрузку имеют газопроводы, тем сложнее будет система газоснабжения.

В большинстве случаев для городов с населением до 500 тысяч человек наиболее экономически целесообразной является двухступенчатая система. Для больших городов с населением более 1000000 человек и наличием крупных промпредприятии предпочтительной является трёх или многоступенчатая системы.

8. Определение оптимального числа ГРС и ГРП

8.1 Определение числа ГРС

Газораспределительные станции стоят во главе систем газоснабжения. Через них идёт питание кольцевых газопроводов высокого или среднего давления. К ГРС газ поступает из магистральных газопроводов под давлением 6 ¸ 7 МПа. На ГРС давление газа снижается до высокого или среднего. Кроме того, на ГРС газ приобретает специфический запах. Его одоризируют. Здесь газ также подвергается дополнительной очистке от механических примесей и подсушивается.

Выбор оптимального числа ГРС для города является одним из важнейших вопросов. С увеличением числа ГРС уменьшаются нагрузки и радиус действия городских магистралей, что приводит к уменьшению их диаметров и снижению затрат на металл. Однако увеличение числа ГРС увеличивает затраты на их сооружение и строительство магистральных газопроводов, подводящих газ к ГРС, увеличиваются эксплуатационные расходы за счет содержания обслуживающего персонала ГРС.

При определении числа ГРС можно ориентироваться на следующее:

· для небольших городов и посёлков с населением до 100 ¸ 120 тысяч человек наиболее рациональными являются системы с одной ГРС;

· для городов с населением 200 ¸ 300 тысяч человек наиболее рациональными являются системы с двумя и тремя ГРС;

· для городов с населением более 300 тысяч человек наиболее экономичными являются системы с тремя ГРС.

ГРС, как правило, располагаются за городской чертой. Если число ГРС более одной, то они располагаются с разных сторон города. ГРС соединяются как правило двумя нитками газопроводов, что обеспечивает более высокую надёжность газоснабжения города. Очень крупные потребители газа ( ТЭЦ, промпредприятия, металлургические заводы и т. п. ) питаются непосредственно от ГРС.

8.2 Определение оптимального числа ГРП

Газорегуляторные пункты стоят во главе распределительных газовых сетей низкого давления, питающих газом жилые дома. Оптимальное число ГРП определяется из соотношения

где V час – часовой расход газа на жилые дома, м 3 /ч.;

V _ОПТ – оптимальный расход газа через ГРП, м 3 /ч.

Для определения V _ОПТ необходимо вначале определить оптимальный радиус действия ГРП, который должен находиться в пределах 400 ¸ 800 метров. Этот радиус определяется по формуле:

R _ОПТ = 249 • (DP 0,081 / j 0,245 • (m • e) 0,143 ) (м),

где DP – расчетный перепад давления в сетях низкого давления (1000 ¸ 1200 Па);

j – коэффициент плотностей сетей низкого давления, 1/м;

m – плотность населения по району действия ГРП, чел/га;

e – удельный часовой расход газа на одного человека, м 3 /чел.ч, который задаётся или вычисляется, если известно количество жителей (N), потребляющих газ, и известно количество газа (V), потребляемого ими в час

e = V / N (м 3 /чел. ч)

Оптимальный расход газа через ГРП определяется из соотношения:

Полученное оптимальное число ГРП используют при конструировании газовых сетей низкого давления. Сетевые ГРП размещают, как правило, в центре газифицируемой территории так, чтобы все потребители газа были расположены от ГРП примерно на одинаковых расстояниях. Максимальное удаление ГРП от проектируемых магистральных газопроводов высокого или среднего давления должно составлять 50 ¸ 100 метров.

j= 0,0075 + 0,003 • 270 / 100 = 0,0156 (1/м),

e = 2627,33 / 48180 = 0,0545(м 3 /чел.ч ),

R _ОПТ = 249 • 1000 0,081 / [0,0156 0,245 • (270•0,0545) 0,143 ] = 822 (м),

Откорректируем V К _ЧАС в соответствие с полученным числом ГРП:

9. Типовые схемы ГРП и ГРУ

Газорегуляторные пункты (ГРП) размещают в отдельно стоящих зданиях из кирпича или железобетонных блоков. Размещение ГРП в населенных пунктах регламентируется СНиП [2]. На промышленных предприятиях ГРП размещаются на местах вводов газопроводов на их территорию.

Здание ГРП имеет 4 отдельных помещения (рис. 8.1) [10] :

· основное помещение 2, где размещается все газо-регулирующее оборудование;

· помещение 3 для контрольно-измерительных приборов;

· помещение 4 для отопительного оборудования с газовым котлом;

· помещение 1 для вводного и выводного газопровода и ручного регулирования давления газа.

В типовом ГРП, изображенном на рис. 8.1 [10] , можно выделить следующие узлы:

· узел ввода-вывода газа с байпасом 7 для ручного регулирования давления газа после ГРП;

· узел механической очистки газа с фильтром 1;

· узел регулирования давления газа с регулятором 2 и предохранительно-запорным клапаном 3;

· узел измерения расхода газа с диафрагмой 6 или счётчиком газа.

В помещении для контрольно-измерительных приборов размещаются самопишущие манометры, измеряющие давление газа до и после ГРП, расходомер газа, дифманометр, измеряющий перепад давления на фильтре. В основном помещении ГРП устанавливаются показывающие манометры, измеряющие давление газа до и после ГРП; термометры расширения, измеряющие температуру газа на вводе газа в ГРП и после узла измерения расхода газа.

Аксонометрическая схема газопроводов ГРП изображена на рис. 8.2. [ ] На схеме в условных изображениях в соответствии с ГОСТ 21.609-83 показаны трубопроводы, запорная арматура, регуляторы (2), предохранительно-запорные клапана (З), фильтр (1), гидроэатвор (5), свечи для сброса газа в атмосферу (10,9,8), диафрагма (6) и байпас (7).

Газопровод от городской сети среднего или высокого давления подходит к ГРП под землёй. Пройдя фундамент, газопровод поднимается в помещение (1). Аналогично отводится газ из ГРП. На вводе и выводе газа в ГРП на газопроводе устанавливается изолирующие фланцы (11).

Газ высокого иди среднего давления проходит в ГРП очистку от механических примесей в фильтре (1). После фильтра газ направляется к линии регулирования. Здесь давление газа снижается до необходимого и поддерживается постоянным с помощью регулятора (2). Предохранительно-запорный клапан (3) закрывает линию регулирования в случаях повышения и понижения давления газа после регулятора более допустимых пределов. Верхний предел срабатывания клапана составляет 120 % от давления, поддерживаемого регулятором давления. Нижний предел настройки клапана для газопроводов низкого давления составляет 300 – 3000 Па; для газопроводов среднего давления – 0,003 – 0,03 МПа.

Предохранительно-сбросной клапан (ПСК) (4) защищает газовую сеть после ГРП от кратковременного повышения давления в пределах 110 % от величины давления, поддерживаемого регулятором давления. При срабатывании ПСК избыток газа выбрасывается в атмосферу через газопровод безопасности (9).

В помещении ГРП необходимо поддерживать положительную температуру воздуха не менее 10 °С. Для этого ГРП оборудуется местной системой отопления или подключается к системе отопления одного из ближайших зданий.

Для вентиляции ГРП на крыше устанавливается дефлектор, обеспечивающий трёхкратный воздухообмен в основном помещении ГРП. Входная дверь в основное помещение ГРП в нижней её части должна иметь щели для прохода воздуха.

Освещение ГРП чаще всего выполняется наружным путем установки источников направленного света на окнах ГРП. Можно выполнять освещение ГРП во взрывобезопасном исполнении. В любом случае включение освещения ГРП должно осуществляться снаружи.

Возле здания ГРП оборудуется грозозащита и заземляющий контур.

9.2 Газорегуляторные установки.

Газорегуляторные установки (ГРУ) по своим задачам и принципу работы не отличаются от ГРП. Основное их отличие от ГРП заключается в том, что ГРУ можно размещать непосредственно в тех помещениях, где используется газ, или где-то рядом, обеспечивая свободный доступ к ГРУ. Отдельных зданий для ГРУ не строят. ГРУ обносят заградительной сеткой и вывешивают возле ее предупредительные плакаты. ГРУ, как правило, сооружаются в производственных цехах, в котельных, у коммунально-бытовых потребителей газа. ГРУ могут выполняться в металлических шкафах, которые укрепляются на наружных стенах производственных зданий. Правила размещения ГРУ регламентируются СНиП [2].

На рис. 8.3 [10] изображена аксонометрическая схема типового ГРУ. Здесь приняты следующие обозначения :

1. фильтр для механической очистки газа;

2. стальные задвижки;

3. предохранительно-запорный клапан;

4. регулятор давления;

7. предохранительно-сбросной клапан;

8. расходомер газа;

9. самопишущие манометры;

10. показывающие манометры;

11. дифференциальный манометр на фильтре;

12. термометры расширения;

15. стальные вентили;

16. трехходовые краны;

17. пробковые краны на импульсных линиях;

18.19. пробковые краны.

К помещению, где расположено ГРУ, с точки зрения вентиляции и освещения предъявляются те же требования, что и для ГРП.

10. Выбор оборудования газорегуляторных пунктов и установок

Выбор оборудования ГРП и ГРУ начинается с определения типа регулятора давления газа. После выбора регулятора давления определяются типы предохранительно-запорных и предохранительно-сбросных клапанов. Далее подбирается фильтр для очистки газа, а затем запорная арматура и контрольно-измерительные приборы.

10.1 Выбор регулятора давления

Регулятор давления должен обеспечивать пропуск через ГРП необходимого кол-во газа и поддерживать постоянное давление его независимо от расхода.

Расчётное уравнение для определения пропускной способности регулятора давления выбираются в зависимости от характера истечения газа через регулирующий орган.

При докритическом истечении, когда скорость газа при проходе через клапан регулятора не превышает скорость звука, расчётное уравнение записывается в виде

При сверх критическом давлении, когда скорость газа в клапане регулятора давления превышает скорость звука, расчётное уравнение имеет вид:

K_V– коэффициент пропускной способности регулятора давления;

e– коэффициент, учитывающий неточность исходной модели для уравнений;

DP – перепад давлений в линии регулирования, МПа:

где P₁ – абсолютное давление газа перед ГРП или ГРУ, МПа;

P₂ – абсолютное давление газа после ГРП или ГРУ, МПа;

DP – потери давлении газа в линии регулирования, обычно равные 0,007 МПа;

r_О = 0,73 -плотность газа при нормальном давлении, кг/м 3 ;

Т – абсолютная температура газа равная 283 К;

Z – коэффициент, учитывающий отклонение свойств газа от свойств идеального газа (при Р1 £ 1,2 МПа Z = 1).

Расчётный расход V_Р должен быть больше оптимального расхода газа через ГРП на 15,20%, то есть:

Определить режим истечения газа через клапан регулятора можно по соотношению

Если Р₂ / Р₁³ 0,5 , то течение газа будет докритическим и поэтому следует применять уравнение первое.

Так как Р₂ / Р₁ 3 /ч расходов газа. Второй тип фильтров предназначен для пропуска больших расходов газа. Число после ФГ означает пропускную способность фильтра в тысячах кубических метров в час.

Для подбора фильтра необходимо определить перепад давления газа на нем при расчетном расходе газа через ГРП или ГРУ.

Для фильтров этот перепад давления определяют по формуле:

где DР _ГР– паспортное значение перепада давления газа на фильтре, Па;

V_ГР – паспортное значение пропускной способности фильтра, м 3 /ч;

r _О– плотность газа при нормальных условиях, кг/м 3 ;

Р₁ – абсолютное давление газа перед фильтром, МПа;

V_Р– расчетный расход газа через ГРП иди ГРУ, м 3 /ч.

За исходный возьмем фильтр ФГ 7 – 50 – 6

DР = 0,1 • 10000 • (2260,224 / 7000) 2 • 0,73 / 0,25 = 304,43 (Па),

Перепад для фильтра ГРП не превышает допустимого значения 10000 Па , следовательно

выбран фильтр ФГ 7 – 50 – 6.

10.5 Выбор запорной арматуры

Запорная арматура (задвижки, вентили, пробковые краны), применяются в ГРП и ГРУ должна быть рассчитана на газовую среду. Главными критериями при выборе запорной арматуры являются условный диаметр D_У и исполнительное давление Р_У.

Задвижки применяются как с выдвижными, так и с не выдвижными шпинделем. Первые предпочтительней для надземной установки, вторые – для подземной.

Вентили применяют в тех случаях, когда повышенной потерей давления можно пренебречь, например, на импульсных линиях.

Пробковые краны имеют значительно меньшее гидравлическое сопротивление, чем вентили. Их различают по затяжке конической пробки на натяжные и сальниковые, а по методу присоединения к трубам – на муфтовые и фланцевые.

Материалом для изготовления запорной арматуры служат: углеродистая сталь, легированная сталь, серый и ковкий чугун, латунь и бронза.

Запорная арматура из серого чугуна применяется при рабочем давлении газа не более 0,6 МПа. Стальная, латунная и бронзовая при давлении до 1,6 МПа. Рабочая температура для чугунной и бронзовой арматуры должна быть не ниже -35 С, для стальной не менее -40 С.

На входе газа в ГРП следует применять стальную арматуру, или арматуру из ковкого чугуна. На выходе из ГРП при низком давлении можно применять арматуру из серого чугуна. Она дешевле стальной.

Условный диаметр задвижек в ГРП должен соответствовать диаметру газопроводов на входе и выходе газа. Условный диаметр вентилей и кранов на импульсных линиях ГРП или ГРУ рекомендуется выбирать равным 20 мм или 15 мм.

11. Конструктивные элементы газопроводов

На газопроводах применяются следующие конструктивные элементы:

7.опоры и кронштейны для наружных газопроводов;

8.системы защиты подземных газопроводов от коррозии;

9.контрольные пункты для измерения потенциала газопроводов относительно грунта и определения утечек газа.

Трубы составляют основную часть газопроводов, по ним транспортируется газ к потребителям. Все соединения труб на газопроводах выполняются только сварными. Фланцевые соединения допускаются только местах установки запорно-регулирующей арматуры.

Для строительства систем газоснабжения следует применять стальные прямошовные, спиральношовные сварные и бесшовные трубы изготавливаемые из хорошо свариваемых сталей, содержащих не более 0,25 % углерода, 0,056 % серы и 0,046 % фосфора. Для газопроводов, например, применяется сталь углеродистая обыкновенного качества, спокойная, группы В ГОСТ 14637-89 и ГОСТ 16523-89 не ниже второй категории марок Ст. 2, Ст. 3, а также Ст. 4 при содержании в ней углерода не более 0,25 %.

А – нормирование (гарантия) механических свойств;

Б – нормирование (гарантия) химического состава;

В – нормирование (гарантия) химического состава и механических свойств;

Г – нормирование (гарантия) химического состава и механических свойств на термообработанных образцах;

Д – без нормируемых показателей химического состава и механических свойств.

Согласно [2] рекомендуется применять трубы следующих групп поставки:

– при расчетной температуре наружного воздуха до – 40 °С – группу В;

– при температуре – 40 °С и ниже – группы В и Г.

При выборе труб для строительства газопроводов следует применять, как правило, трубы, изготовленные из более дешевой углеродистой стали по ГОСТ 380-88 или ГОСТ 1050-88.

11.2 Детали газопроводов

К деталям газопроводов относятся: отводы, переходы, тройники, заглушки.

Отводы устанавливаются в местах поворотов газопроводов на углы 90° , 60° или 45°.

Переходы устанавливаются в местах изменения диаметров газопроводов. На чертежах и схемах их изображают следующим образом

Тройники служат для закрытия и герметизации торцевых частей тупиковых участков газопроводов. Их применяют в местах подключения к газопроводам потребителей.

Заглушки служат для закрытия и герметизации торцевых частей тупиковых участков газопроводов. Заглушки представляют собой круг соответствующего диаметра, выполненный из стали тех же марок, что и газопровод. Обозначение деталей газопроводов приводятся в приложении 4 [10].

12. Гидравлический расчёт газопроводов

Основная задача гидравлических расчетов заключается в том, чтобы определить диаметры газопроводов. С точки зрения методов гидравлические расчеты газопроводов можно разделить на следующие типы:

· расчет кольцевых сетей высокого и среднего давления;

· расчет тупиковых сетей высокого и среднего давления;

· расчет многокольцевых сетей низкого давления;

· расчет тупиковых сетей низкого давления.

Для проведения гидравлических расчётов необходимо иметь следующие исходные данные:

· расчетную схему газопровода с указанием на ней номеров и длин участков;

· часовые расходы газа у всех потребителей, подключенных к данной сети;

·допустимые перепады давления газа в сети.

Расчетная схема газопровода составляется в упрощенном виде по плану газифицируемого района. Все участки газопроводов как бы выпрямляются и указываются их полные длины со всеми изгибами и поворотами. Точки расположения потребителей газа на плаке определяются местами расположения соответствующих ГРП или ГРУ.

12.1 Гидравлический расчет кольцевых сетей высокого и среднего давления

Гидравлический режим работы газопроводов высокого и среднего давления назначается из условий максимального газопотребления.

Расчёт подобных сетей состоит из трёх этапов:

· расчет в аварийных режимах;

· расчет при нормальном потокораспределении ;

· расчёт ответвлений от кольцевого газопровода.

Расчетная схема газопровода представлена на рис. 2 . Длины отдельных участков указаны в метрах. Номера расчетных участков указаны числами в кружках. Расход газа отдельными потребителями обозначен буквой V и имеет размерность м 3 /ч. Места изменения расхода газа на кольце обозначены цифрами 0, 1, 2, . , и т. д.. Источник питания газом (ГРС) подключен к точке 0.

Газопровод высокого давления имеет в начальной точке 0 избыточное давление газа Р _Н =0,6 МПа. Конечное давление газа Р _К = 0,15 МПа. Это давление должно поддерживаться у всех потребителей, подключенных к данному кольцу, одинаковым независимо от места их расположения.

В расчетах используется абсолютное давление газа, поэтому расчетные Р _Н =0,7 МПа и Р_К=0,25 МПа. Длины участков переведены в километры.

Для начало расчёта определяем среднюю удельную разность квадратов давлений:

где ål _i – сумма длин всех участков по расчётному направлению, км.

Множитель 1,1 означает искусственное увеличение длинны газопровода для компенсации различных местных сопротивлений (повороты, задвижки, компенсаторы и т. п.).

Далее, используя среднее значение А_СР и расчетный расход газа на соответствующем участке, по номограмме рис. 11.2 [10] определяем диаметр газопровода и по нему, используя ту же номограмму, уточняем значение А для выбранного стандартного диаметра газопровода. Затем по уточненному значению А и расчетной длине, определяем точное значение разности Р 2 н – Р 2 к на участке. Все расчеты сводят в таблицы.

12.1.1 Расчет в аварийных режимах

Аварийные режимы работы газопровода наступают тогда, когда откажут в работе участки газопровода, примыкающие к точке питания 0. В нашем случае это участки 1 и 18. Питание потребителей в аварийных режимах должно осуществляться по тупиковой сети с условием обязательного поддержания давления газа у последнего потребителя Р _К = 0,25 МПа.

Результаты расчетов сводим в табл. 2 и 3.

Расход газа на участках определяется по формуле:

где К _{ОБ i} – коэффициент обеспеченности различных потребителей газа;

V _i – часовой расход газа у соответствующего потребителя, м 3 / ч.

Для простоты коэффициент обеспеченности принят равным 0,8 у всех потребителей газа.

Расчетную длину участков газопровода определяют по уравнению:

Средняя удельная разность квадратов давлений в первом аварийном режиме составит:

А _СР = (0,7 2 – 0,25 2 ) / 1,1• 6,06 = 0,064 (МПа 2 / км),

Гидравлический расчет газопроводов

Задача 4.29. Из открытого резервуара жидкость вытекает в атмосферу по вертикальной трубе, имеющей закругленный вход. Требуется найти зависимость расхода Q и избыточного давления в начальном сечении 1-1 трубы от напора в баке высотой Н и длины трубы 1. Определить напор, при котором давление вдоль всей длины трубы l будет равно атмосферному и расход Q не будет зависеть от длины трубы. Построить пьезометрическую линию вдоль длины трубы, откладывая положительные избыточные давления вправо, а отрицательные – влево для двух значений напора h = 0,6 м и h = 2,5 м. Дано: длина трубы l = 3 м; диаметр d = 30 мм; коэффициент сопротивления трения λ = 0,03. Сопротивлением входа пренебречь.

Задача 4.30. На рисунке показан сложный трубопровод. Определить расходы в каждом из простых трубопроводов, если их длины соответственно равны: l₁ = 5 м, l₂ = 3 м, l₃ = 3 м, l₄ = 6 м, а суммарный расход Q = 6 л/мин. Считать, что режим течения ламинарный, а диаметры трубопроводов одинаковы.

Задача 4.31. Насос подает масло по трубопроводу 1 длиной l₁ = 5 м и диаметром d₁=10 мм в количестве Q = 0,3 л/с. В точке М трубопровод 1 разветвляется на два трубопровода (2 и 3), имеющие размеры: l₂ = 8 м; d₂ = 8 мм и l₃ = 2 м; d₃ = 5 мм. Определить давление, создаваемое насосам, и расход масла в каждой ветви трубопровода (Q₂ и Q₃) при вязкости масла v = 0,5 Ст и плотности р= 900 кг/м 3 . Режим течения на всех трех участках считать ламинарным. Местные гидравлические сопротивления отсутствуют. Давление в конечных сечениях труб атмосферное, и геометрические высоты одинаковы.
Указание. Составить три уравнения с неизвестными: Pн, Q₂ и Q₃.

Задача 4.32. Насос обеспечивает расход Q₁=0,6 л/с по трубопроводу, в котором установлен дроссель с коэффициентом сопротивления ξ₁ = 3. В точке М трубопровод разветвляется на два трубопровода, один из которых содержит дроссель с коэффициентом сопротивления ξ₂ = 10, а другой – с ξ₃ = 40. Пренебрегая потерями давления на трение по длине, определить расходы жидкости в ветвях и давление насоса. Диаметр труб d=10 мм (р=р_вод; v = 0,01 Ст).

Задача 4.33. Вода подается из бака Aв количестве Q= 3,2 л/с по трубе 1 длиной l = 6 м и диаметром d = 30 мм к разветвлению М, от которого по двум одинаковым трубам 2 и 3 длиной 1 и диаметром А подается в резервуары Б и В. Приняв коэффициент сопротивления трения одинаковым и равным 0,03, а также коэффициенты сопротивления всех трех кранов одинаковыми и равными ξ_k =3,5 определить расходы воды Q₂ и Q₃, подаваемой в бак Б и резервуар В, а также давление в баке A. Сопротивлением колен и тройника пренебречь. Высоты: H₁ = 7,4 м; H₂ = 4 м; H₃ = 0,6 м.

Задача 4.34. Предыдущую задачу решить в другой постановке, а именно: при всех тех же размерах и также значениях коэффициентов сопротивлений определить расход (3 \ на выходе из бака А, а также расходы воды Q₂ и Q₃, подаваемой в резервуары Б и В. Избыточное давление в баке Л считать заданным и равным P₁ = 86,4 кПа.
Указание. Задачу рекомендуется решать графически. Для этого следует рассчитать и построить кривые потребных напоров р/(р*g) для трубопроводов 2 и 3 и сложить их по правилу сложения характеристик (кривых потребных напоров) параллельных трубопроводов. Далее, используя известное давление в баке А р1, следует построить зависимость напора в точке разветвления М [Pи/(р*g)] от расхода, которая в отличие от предыдущих будет нисходящей кривой. Точка пересечения последней с суммарной кривой определяет собой

Задача 4.35. По трубопроводу длиной l =l1+l2+l3 движется жидкость, истекающая по пути следования через дроссели 1. 4 в атмосферу. Движение жидкости в трубопроводе на всех участках происходит в области квадратичного сопротивления. Коэффициенты сопротивлений всех дросселей одинаковы и равны. Найти соотношение между участками трубопровода l1; l2; l3, если Q₃ = 2Q₄; Q₂ = 2Q₃; Q₁=2Q₂, а диаметр всех труб d.

Задача 4.36. Резервуары А и Б соединены трубами 1 и 2, к которым далее присоединена трубка 3, через которую жидкость вытекает в атмосферу (см. рис.). Даны напоры, отсчитываемые от точки разветвления М: Н₁ = 3,7 м; H₂ = 2 м; H₃ = 2 м. Размеры всех трех участков труб одинаковы: длина l = 6 м; диаметр d = 30 мм. Приняв коэффициент сопротивления трения λт = 0,03 и пренебрегая скоростными напорами и местными сопротивлениями, определить: 1) направление движения жидкости в трубе 2; 2) расходы жидкости в трубах Q₁, Q₂ и Q₃ .
Указание. Для ответа на первый вопрос следует сделать предположение, что Q₂ = 0, и для этого случая определить напор Рм/(р*g) в точке разветвления М. Сравнив найденную величину с заданным напором Н, нетрудно сообразить, в каком направлении движется жидкость.
Второй пункт задачи проще решить графоаналитическим способом. Для этого следует составить уравнения, связывающие между собой заданные напоры, напор в точке разветвления Pм/(р*g) и потери напора на трение по длине для каждой из трех труб, выраженные через расходы Q₁, Q₂ и Q₃. Из этих уравнений выразить Pм/(р*g) и построить кривые зависимости этого напора от расхода для каждой из трех труб. Первая из них будет нисходящей, третья – восходящей, а характер второй кривой будет зависеть от направления движения жидкости во второй трубе. Далее необходимо сложить кривые для труб, которые являются ветвями разветвления, по правилу сложения характеристик параллельных трубопроводов и найти точку пересечения суммарной кривой с той кривой, которая построена для последовательно присоединенной трубы. Точка пересечения определяет расходы Q₁, Q₂ и Q₃.

Задача 4.37. Определить перепад давления на линейном дросселе р = P₁– P₂, если жидкость проходит через n = 2,5 витка однозаходного винта прямоугольного профиля. При расчете принять диаметры: винта D = 20 мм, впадин витков d= 16 мм; их толщина b = 2 мм; шаг t = 4 мм; расход жидкости Q= 0,2 л/с; плотность жидкости р = 900 кг/м 3 ; ее вязкость v = 0,5 Ст.
Указание. Длину витка подсчитать по упрощенной формуле и среднему диаметру l₂ = π*Dcp, использовав формулу (2.14).

Задача 4.38. Двадцать одинаковых дросселей соединены в гидравлическую сеть, расположенную в горизонтальной плоскости так, как показано на рисунке. Гидравлическими потерями на трение, на слияние и разветвление потоков пренебречь. Течение в области квадратичного сопротивления. Гидравлические потери на одном дросселе при расходе Q= 1 л/с составляют 10 м. Определить гидравлические потери между точками A и В при том же расходе, подводимом к гидравлической сети.
Указание. Прямой А В следует рассечь систему на две симметричные и независимые подсистемы. Далее принцип симметрии применить и к другим разветвлениям.

Задача 4.39. В двигателе внутреннего сгорания подача масла для смазки коренных подшипников коленчатого вала производится насосом Я по трубе размерами l₁ = 1 м; d₁ = 10 мм через фильтр Ф и распределительный канал К, от которого отходят три отводных канала размерами l₂ = 250 мм; d₂ = 4 мм к серединам подшипников. Часть подачи насоса по трубке размерами l₃=1 м; d3 = 5 мм подается в радиатор р, из которого по такой же трубке сливается в картер. Определить давление насоса и расход масла через подшипники и радиатор (диаметр шейки коленчатого вала d = 50 мм, длина подшипника s = 60 мм). Зазор в подшипниках считать концентрическим и равным б = 0,1 мм. Влиянием вращения вала пренебречь. Сопротивление фильтра и радиатора принять эквивалентным сопротивлению трубок длиной l_ф=100 d1 и lр=1300 d3. Свойства масла: р = 900 кг/м3; v = 0,3 Ст. Давление в распределительном канале считать постоянным по длине. Режим течения считать ламинарным. Характеристика насоса задана:
Q, л/с. 0………. 0,10……..0,12
рн, МПа. 0,7……….0,6……….0

Задача 4.40. Дана схема в двух проекциях жидкостного тракта системы охлаждения V-образного двигателя (дизеля) большой мощности. Центробежный насос H, имеющий один вход и два выхода, нагнетает жидкость в охлаждающие рубашки блоков Б цилиндров по трубам 1l, d1. Из блоков жидкость движется по трубам l2; d2 в радиатор Р, а из радиатора – снова в насос Н по трубе l3; d3.
По данным размерам труб, значениям коэффициентов сопротивления блока Збл, радиатора Зр и колена Зк, а также коэффициента Дарси (режим течения турбулентный) и по характеристике насоса Н при частоте вращения n=1500 об/мин, требуется:
1. Выразить суммарную потерю напора как функцию расхода и построить характеристику системы, т. е. график h = f(Q), считая режим сопротивления квадратичным.
2. На том же графике построить характеристику насоса при частоте вращения n = 2400 об/мин в виде кривых H и n по Q (способ пересчета характеристики насоса изложен в гл. 5).
3. Определить расход воды в системе; напор, создаваемый насосом; к.п.д. насоса и потребляемую мощность. Расход через расширительный бачок считать равным нулю. Данные для расчета: l1 = 0,8 м; d1=d2 = 30 мм; l2 = 1,8 м; l3 = 0,8 м; d3=2^(0,5)*d1 Збл = 4; Зр = 7; Зк = 0,3; лт = 0,035. Характеристика насоса при n =1500 об/мин:

Задача 4.41. Автомобильный газотурбинный двигатель большой мощности удерживается на заданном режиме центробежным регулятором Р, который пропускает через себя в бак часть подачи насоса. Топливо с плотностью р = 800 кг/м 3 подается в камеру сгорания Г, где давление Р= 0,5 МПа через коллектор К (кольцевую трубу) и шесть форсунок Ф с отверстиями dф=1 мм и коэффициентами расхода μ = 0,25. Определить весовой расход топлива двигателем и мощность, потребляемую насосом, при следующих размерах труб: l1=4 м; l₂ = 4 м; l₃=1 м; l₄ = 5 м; d₁ = d₂ = 5 мм; d3 = 4 мм. Принять режим течения турбулентным, а коэффициент Дарси лт = 0,04. Рабочий объем насоса V = 5 см 3 /об; частота вращения n = 8400 об/мин; полный к.п.д. насоса 0,80 при давлении P=1,2 МПа (n = 0,86). Центробежный регулятор рассматривать как дроссель с отверстием, площадь которого S=1 мм 2 ; коэффициент расхода μ = 0,7.

Задача 4.42. На рисунке показана упрощенная схема системы охлаждения автомобильного двигателя, состоящая из центробежного насоса H, охлаждающей рубашки блока цилиндров Б, термостата Т, радиатора Р и трубопроводов. Черными стрелками показано движение охлаждающей жидкости при прогретом двигателе, а светлыми стрелками – при холодном двигателе, когда радиатор посредством термостата 3 отключен. Расчетно-графическим методом определить расход (2 охлаждающей жидкости в системе в двух случаях: двигатель прогрет и двигатель холодный.
Даны следующие величины: длина трубы от радиатора до насоса l₁ = 0,4 м; от блока до радиатора l₂ = 0,3 м; от блока цилиндров до насоса l₃ = 0,2 м; диаметр всех труб d = 30 мм; коэффициенты сопротивлений: охлаждающей рубашки ξ₁ = 2,8; радиатора ξ₂ =1,4; термостата при отключенном радиаторе ξ₃ =1,2 и при включенном радиаторе ξ_3/ = 0,3; плотность охлаждающей жидкости р= 1010 кг/м 3 ; ее кинематическая вязкость на прогретом двигателе v = 0,28 Ст и на холодном двигателе v / = 0,55 Ст; частота вращения вала насоса n = 4000 об/мин. Характеристика насоса при частоте вращения n₁ = 3500 об/мин задана:
Указание. Следует рассчитать и построить характеристику системы охлаждения для двух указанных случаев. На тот же график нанести характеристику насоса, пересчитанную с частоты вращения n₁ на частоту n (см. гл. 5).

Гидравлические Расчеты Технологических Трубопроводов

Доклад на тему лидерство? Отчет по выездной практике в администрации района образец?

Наблюдая тенденции, вероятно, станет нетривиальной находкой, гидравлические расчеты технологических трубопроводов.

Указанную работу беспрепятственно разбирают в Новосибирский государственный технический университет, Тульский государственный университет, Смоленский гуманитарный университет, Забайкальский государственный гуманитарно-педагогический университет им. Н.Г. Чернышевского, Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет ЛЭТИ имени В.И. Ульянова (Ленина).

Учебные заведения

• Саранский кооперативный институт (филиал) Российского университета кооперации
• Дальневосточный государственный университет
• Филиал Северо-Кавказского государственного технического университета в г. Кисловодске
• Дмитровский филиал Астраханского государственного технического университета
• Институт бизнеса и права
• Институт практического востоковедения
• Марийский государственный технический университет
• Азовский институт экономики, управления и права – филиал Ростовского государственного экономического университета РИНХ
• Чеченский государственный университет
• Политехнический институт (филиал) Якутского государственного университета имени М.К. Аммосова в г. Мирном

Род занятий и Курсы, Учебный процесс

• Информатика
• Материаловедение, технологии материалов и покрытий
• Музеология
• Искусствоведение (по видам)
• Машины и аппараты пищевых производств
• Порошковая металлургия, композиционные материалы, покрытия
• Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений
• Техническая эксплуатация судов и судового оборудования
• Радиофизика и электроника
• Локомотивы

Гидравлический расчет газопроводов

Масштабы и темпы развития нашей страны и газоснабжающих систем определяет добыча газа. Значительный рост добычи газа существенно изменяет топливный баланс страны. Совершенствование газоснабжения и автоматизация технологических процессов приводит к необходимости повысить качество расходуемого топлива, в наибольшей мере этим требованиям отвечает природный газ. Рост потребления газа в городах, поселках и сельской местности ставит перед инженерами по газоснабжению новые и сложные задачи, связанные с развитием систем газоснабжения и повышения их надежности. Совершенствование, интенсификация и автоматизация технологических процессов при¬водят к необходимости повысить качество расходуемых теплоносителей. В наибольшей мере по сравнению с другими видами топлива этим требованиям удовлетворяет природный газ. Рациональное использование газообразно¬го топлива с наибольшей реализацией его технологических достоинств позволяет получить значительный экономический эффект, который связан с повышением КПД агрегатов и сокращением расхода топлива, более легким регулированием температурных полей и состава газовой среды в рабочем пространстве печей и установок, в результате чего удается значительно повысить интенсивность производства и качество получаемой продукции. Применение газа для промышленных установок улучшает условия труда и способствует росту его производительности. Использование природного газа в промышленности позволяет осуществить принципиально новые, прогрессивные и экономически эффективные технологические процессы. Кроме того, применение газа в качестве топлива позволяет значительно улучшить условия быта населения, повысить санитарно-гигиеническийуровень производства и оздоровить воздушный бассейн в городах и промышленных центрах.

В данном курсовом проекте была разработана и рассчитана система газоснабжения района, микрорайона города Днепропетровск. Определены расходы газа бытовыми, жилищно-коммунальными и промышленными потребителями. Произведен гидравлический расчет сетей высокого и низкого давлений, в ходе которого были подобраны диаметры газопроводов. Также подобрано оборудование ГРП. Была запроектирована система газоснабжения жилого дома сжиженными углеводородными газами и произведен ее расчет. Произведён гидравлический расчет сетей внутриквартального газопровода СУГ, рассчитаны расходы газа и подобраны диаметры газопроводов.

1. Стаскевич Н. Л., Северинец Г. Н. Справочник по газоснабжению и использованию газа – Л.: Недра, 1990 г. 2. Ионин А. А. Газоснабжение – М.: Стройиздат, 1989 г. – 439с. 3. СНиП II-37-76. Газоснабжение. Внутренние и наружные устройства. Нормы проектирования – М.: Стройиздат, 1977г. 4. СП 42-101-2003 Общее положение по проектированию и строительству разораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб. – М.: Стройиздат, 2003г