содержание      ..     37      38      39      40     ..

4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАЗОПРОВОДОВ ВЫСОКОГО И СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ (1973 год)

При движении газа в газопроводах среднего и высокого давления происходит значительное падение давления по длине в результате преодоления гидравлических сопротивлений. В этих условиях плотность газа соответственно уменьшается. Это ведет к изменению по длине газопровода линейной скорости газа. Для увеличения линейной скорости газа требуется затратить некоторое количество энергии.

Если профиль газопровода не горизонтальный. то дополнительно необходимо затратить энергию на подъем газа (для газопровода с подъемом).

Таким образом, в общем случае при гидравлическом расчете газопровода среднего и высокого давления следует учитывать гидравлическое сопротивление трубопровода, влияние профиля трассы газопровода и влияние изменения скорости газа.

Потребление газа городскими потребителями неравномерно в течение года, месяца и суток. Поэтому процесс течения газа в распределительных газопроводах зависит от времени, т. е. является нестационарным. Однако изменение во времени расхода газа в газопроводах происходит довольно медленно. Поэтому гидравлический расчет городских газопроводов ведется для стационарного режима течения.

Температура газа в распределительных газопроводах практически равна температуре грунта на глубине заложения трубопровода и мало изменяется при движении газа. В связи с этим течение газа в городских распределительных газопроводах будем рассматривать при постоянной температуре, т. е. изотермическим.

Стационарное движение газа в газопроводе высокого и среднего давления описывается системой уравнений:

где а — коэффициент Кориолиса (для ламинарных потоков а = 2, для турбулентных а = 1,1).

Рассмотрим газопровод (рис. 8.15) с равномерным постоянным подъемом (или уклоном). Тогда абсолютная величина подъема профиля трассы газопровода на элементарном участке будет равна

Полученные последило два выражения являются основными расчетными формулами для газопроводов среднего и высокого давления. Формула (8.23) позволяет рассчитать перепад давления на известном участке газопровода при заданном массовом расходе газа. В формуле (8.24) рассчитывается массовый расход газа на известном участке газопровода (дана длина, диаметр, коэффициент гидравлического сопротивления, разность отметок газопровода, температура газа) при заданных давлениях па концах участка газопровода.

В приведенных формулах коэффициент b учитывает влияние разности отметок начала и копна газопровода

Плотности газа, приведенные к нормальным Рн (температура 0° С и давление 760 мм рт. ст.) или стандартным (температура 20° С и давление 760 мм рт. ст.) берутся по справочникам для данного газа или рассчитываются по известному составу газа. 

При оперировании объемным расходом, приведенным к нормальным условиям, расчетные формулы примут вид:

В гидравлических расчетах удобнее применять массовый секундный расход газа. Конечный результат можно приводить к часовому пли суточному расходу.

Выше рассмотрены случаи, когда массовый расход газа по длине газопровода остается постоянным.

Расчет газопровода при равномерном отборе газа по длине

При большом числе отводов от газопровода его можно представить как газопровод с равномерным по длине отбором газа.

Движение газа в этом случае будет описываться системой уравнений (8.15), (8.17) и уравнением баланса газа, которое запишется следующим образом:

Если отборы газа по длине газопровода нельзя распределить равномерно, то гидравлический расчет ведется на сосредоточенные отборы.

Для каждого участка газопровода можно записать:

Коэффициент отклонения свойств реальных газов от законов идеальных принят средним для всех участков. Формула (8.42) позволяет рассчитать горизонтальный газопровод с отбором газа по длине.

Расчет газопроводов, проложенных параллельно

Массовый расход в горизонтальном газопроводе с параллельными нитками можно выразить из (8.43), принимая коэффициент b=0 или из выражения (8.46)

Если диаметр лупинга равен диаметру основного газопровода (D 2 = D1), то из формул (8.48) и (8.49) следует:

т. е. при неизменном перепаде давления на данном газопроводе необходимо параллельно проложить второй газопровод. Пример этот приведен для проверки расчетной формулы.

Из анализа расчетных формул следует, что место установки лупинга по длине газопровода не влияет на величину гидравлического сопротивления. Поэтому с этой точки зрения лупинг может быть установлен в любом месте газопровода.

Увеличить пропускную способность газопровода можно путем прокладки участка (вставки) некоторой длины большого диаметра, чем диаметр всего газопровода. Для газопровода со вставкой запишем

Если условиями строительства вынуждены задаваться определенной длиной вставки, то из формулы (8.52) или (8.53) можно определить необходимый диаметр D2 вставки при установленном увеличении расхода газа. Расчетные формулы (8.52) и (8.53) получены при условии, что коэффициент гидравлического сопротивления основной линии газопровода после установки вставки большего диаметра остается неизменным или изменяется незначительно.

Пример 8.1. Определить расход газа в газопроводе длиной 5 км, диаметром 500 мм.

Решение. Определяем значение коэффициента b

Объемный суточный расход

содержание      ..     37      38      39      40     ..