5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ (1973 год)

5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ (1973 год)

В настоящее время городские распределительные газопроводы, в которых избыточное давление не превышает 500 мм вод. ст., относятся к газопроводам низкого давления. В гидравлических расчетах таких газопроводов плотность газа принимается постоянной. В действительности имеется незначительное изменение плотности газа по длине газопроводов, но это изменение не учитывается.

Для оценки изменения плотности газа в распределительных газопроводах примем температуру газа постоянной и равной Т0. Коэффициент отклонения реальных газов для низкого давления (близкого к атмосферному) примем также постоянным и равным Z0. Тогда из уравнения состояния плотность газа будет равна:

где р1 и р2 — значение плотности газа в начале и конце участка.

Вывод расчетных формул для случая равномерного отбора газа по длине горизонтального газопровода

Городские распределительные газопроводы имеют по длине сосредоточенные отборы, расположенные на некотором расстоянии друг от друга. Величины отборов могут быть различные. Гидравлический расчет газопровода с учетом большого числа сосредоточенных отборов слишком громоздкий. Для облегчения расчета принимается упрощенная схема газопровода с непрерывным и равномерным отбором газа по длине.

Давление в формуле (8.56) можно принимать как абсолютным, так и избыточным, поскольку формулой определяется перепад давления, который но зависит от выбранной плоскости отсчета.

Коэффициент гидравлического сопротивления зависит от режима течения, поэтому для получения из (8.56) расчетных формул необходимо рассмотреть конкретные режимы и соответствующие им коэффициенты гидравлического сопротивления.

Критический режим течения газа практически занимает такой же диапазон чисел Рейнольдса, как и ламинарный, т. е. 2000. Здесь, конечно, исключаются специальные случаи ламинарного режима, который может быть сохранен и при значительно больших числах Рейнольдса, чем критические.

Распределительные газопроводы могут работать в критическом режиме течения так же часто, как и при ламинарном. Это подтверждается наблюдениями, проведенными в городских газовых сетях.

Коэффициенты местных сопротивлении берутся из таблиц для соответствующих местных сопротивлений. Первый члрн правой части уравнения (8.71) получим в формулах (8.57) —(8.70) для всех режимов течения газа и с учетом транзитного и путевого расходов газа.

Вывод обобщенной расчетной формулы

При решении многих задач проектирования и эксплуатации городских распределительных газопроводов не требуется привязка к конкретным гидравлическим режимам. Такие задачи ставятся, когда находят их общее решение. К ним относятся, например, технико-экономические расчеты газораспределительных сетей.

Коэффициенты гидравлических сопротивлении можно выразить для различных режимов одной обобщенной формулой

Подставляя в формулу (8.73) различные значения коэффициентов

А и т, получаем соответствующие частные расчетные формулы, приведенные ранее в начале главы.

Определение расчетных расходов

В некоторых случаях при гидравлических расчетах газопроводов низкого давления удобно пользоваться расчетными расходами газа. Этот метод хорошо освещен в литературе по городскому газоснабжению и городским газораспределительным сетям. Обычно расчетный расход определяется только для турбулентного режима течения газа при квадратичном законе сопротивления.

Принятие расчетного расхода газа без учета течения и соотношения путевого и транзитного расходов может привести к значительной погрешности расчета (до 20%).

Расчетным расходом называется такой эквивалентный расход, постоянный по всей длине газопровода, который создает перепад давления, равный перепаду, создаваемому переменным по длине газопровода расходом газа.

Перепад давления от расчетного расхода газа

для квадратичного закона сопротивления (т=0)

Выражения расчетного расхода позволяют установить, что при различных режимах течения газа величины расчетных расходов будут существенно отличаться. Поэтому при определении расчетных расходов следует учитывать как режим течения, так и соотношение транзитного и путевого расходов.

Гидравлический расчет распределительных газопроводов для сосредоточенного отбора газа

Не во всех случаях газопроводы с сосредоточенными расходами можно свести к схеме с равномерным распределением газа по длине. Это относится
к газопроводам с резко неравномерным распределением отборов газа по длине.

Рассмотрим схему газопровода с сосредоточенным отбором газа (рис. 8.18).

В общем случае режим течения на каждом участке может быть различным, поскольку расходы газа на них различны. Могут различаться также и диаметры соседних участков.

Определим перепады давления на каждом участке:

Таким образом, формула (8.84) дает возможность определить перепад давления в газопроводе с учетом сосредоточенных отборов при условии равенства расстояния между точками отбора, при одинаковых диаметрах всех участков и расходов газа на отводах.

Гидравлический расчет газопровода низкого давления с отбором газа по пути ведется по формулам, которые учитывают непрерывное распределение отбора газа или распределение сосредоточенных отборов. Теперь необходимо установить границу, позволяющую выбирать необходимый способ расчета. При произвольном выборе формул при расчете может быть допущена числовая ошибка. Гидравлический расчет с учетом сосредоточенных отборов является всегда правильным, но он оказывается более громоздким по сравнению с равномерным непрерывным отбором газа.

Выбор метода расчета

Для обоснования выбора метода расчета (непрерывный или сосредоточенный отбор) распределительного газопровода низкого давления возьмем участок газопровода длиной l.

Тогда по формулам (8.86) и (8.87) определим граничное число отборов на расчетном

участке соответственно для ламинарного и турбулентного режимов в зоне квадратичного закона сопротивления;

Последние две формулы дают возможность по заданной погрешности гидравлического расчета правильно выбрать способ расчета участка газопровода. Если действительное число отводов при соответствующем режиме оказывается больше, чем число, полученное расчетным путем по формуле (8.88) или (8.89) то расчет можно вести как для равномерного по длине отбора газа. Если же, фактическое число отводов меньше полученного по формулам, то гидравлический расчет газопровода следует вести для сосредоточенных расходов газа.

Выбор метода расчета, таким образом, определяется граничным числом отводов на расчетном участке газопровода низкого давления.

Граничное число отводов зависит от режима течения газа и допустимой (задается) погрешности расчета.

Если гидравлический расчет газопровода низкого давления с сосредоточенными отборами газа ведется по формулам, учитывающим непрерывное распределение отбора газа по длине, то погрешность расчета зависит от режима течения и числа отборов газа. Чем больше число отводов, тем меньше погрешность расчета. Погрешность расчета для одного и того же числа отводов при квадратичном законе сопротивления оказывается больше, чем при ламинарном. Это следует из выражений относительных погрешностей для таких режимов течения газа.

Гидравлический расчет наклонных распределительных газопроводов

Городские распределительные газопроводы не всегда являются строго горизонтальными. Наличие разности отметок начальной и конечной точек газопровода может оказывать заметное влияние на величину расхода газа, особенно для газопроводов с малыми допустимыми перепадами давления.

Плотность газа в распределительных газопроводах практически постоянна по всей длине и не может вызывать изменение скорости газа. Линейная скорость газа переменна вдоль распределительного газопровода низкого давления. Изменение линейной скорости газа вызвано отбором газа из газопровода. В связи с этим поток газа будет инерционным, что будет влиять на величину перепада давления.

В общем случае на перепад давления в распределительном газопроводе оказывают влияние следующие факторы: гидравлические потери на трение; разность отметок газопровода; силы инерции потока газа и местные сопротивления в газопроводе.

Для расчета перепада давления с учетом всех факторов рассмотрим дифференциальное уравнение

Перепад давления определим для равномерного и непрерывного по длине отбора газа. Расчетная схема газопровода представлена на рпс. 8.19. Перепад давления на элементарном участке

Линейная скорость газа в газопроводах низкого давления с отбором газа по пути в начале больше, чем в конце. В связи с этим пришлось поменять местами пределы интегрирования третьего члена в выражении перепада давления

па участке наклонного газопровода. Этим формально объясняется появление знака минуса в формуле (8.90).

Учитывая перепады давления на местных сопротивлениях, окончательное выражение общего перепада давления на рассматриваемом участке газопровода будет иметь вид

при турбулентном режиме в случае применения закона Блазиуса

Все расчетные формулы для газопроводов низкого давления приведены , в виде, пригодном для использования Международной системы единиц (СИ).

Параметры, входящие в расчетные формулы, должны выражаться в следующих единицах измерения:

Для разности отметок, равной 10 м, перепад давления от действия столба газа составит 10 мм вод. ст. При движении газа по газопроводу с подъемом необходимо преодолеть давление столба газа. При движении газа по наклонному газопроводу появляется дополнительное давление, способствующее движению газа в газопроводе.

Гидравлический расчет разветвленных и кольцевых газораспределительных сетей

Конечная цель гидравлического расчета газораспределительных сетей низкого давления — определение диаметров отдельных участков трубопроводов.

При расчете разветвленных тупиковых сетей заданными параметрами являются длина магистрали и длины ее отдельных участков и тупиковых газопроводов. а также расходы газа по участкам (транзитные и путевые) и расчетный перепад давления. Для проведения расчета необходимы план сети и схема распределения газа. Порядок расчета тупиковых сетей следующий.

1. Определяют расходы газа по участкам сети.

2. По нормам расчетных перепадов давлений вычисляют перепады давлений на каждом участке газопровода:

6. Определяют перепады давлений в ответвлениях. Для рассматриваемой схемы — это участки 2—5, 3—7 и 4—8.

7. Вычисляют диаметры ответвлений по известным расходам и установленным в п. 6 перепадам. Если вычисленный перепад давления превышает допустимый перепад, установленный нормами и правилами проектирования, то диаметр участка определяют по допустимому перепаду.

8. Выбирают диаметры ответвлений по ГОСТ.

Кольцевые сети состоят из замкнутых контуров. В связи с этим распределение расходов может иметь множество вариантов. В кольцевой сети на каждом

участке неизвестными являются не только диаметр, но также расход и перепад давления. Порядок расчета кольцевых сетей может быть следующий.

1. Определяют путевые расходы по участкам кольцевой газораспределительной сети.

2. Задаются направлением газа и выбирают кратчайшие пути движения газа от точки питания к потребителю.

3. Определяют расчетные расходы газа по участкам сети.

4. Рассчитывают перепады давления но участкам, исходя из заданного перепада.

5. Вычисляют диаметры участков газопроводов и выбирают диаметры по ГОСТ.

Алгебраическая сумма перепадов давлении участков газопроводов для любого замкнутого кольца должна быть равна нулю:

где n — число участков газопроводов, составляющих замкнутое кольцо.

Расчетные перепады давления

Для городских распределительных газопроводов установлены перепады давления, превышение которых не допускается. По величинам этих перепадов и заданным расходам определяются диаметры газопроводов. Нормы перепадов установлены для того, чтобы газовые приборы, питаемые газом из газопроводов, работали под избыточным давлением газа, незначительно отличающимся от номинального.

Приборы, расположенные ближе к началу газопровода, могут иметь большее избыточное давление по сравнению с приборами, находящимися ближе к конечным участкам газопровода. Чем меньше перепад давления в газопроводе, тем меньше давление у газовых приборов будет отличаться от номинального, тем больше эффективность использования газа.

Избыточное давление газа в газопроводе определяется разностью абсолютного давления газа и давления атмосферного воздуха. Давление воздуха в горизонтальном газопроводе можно считать постоянным по длине; оно не оказывает влияния на избыточное давление газа.

Давление воздуха относительно наклонного газопровода изменяется по его длине, поскольку меняются отметки газопровода. В связи с этим могут измениться и величины допустимых перепадов давления.

Перепад давления в газопроводе зависит от потерь на трение, преодоления давления столба газа, изменения скорости газа и потерь давления на местных сопротивлениях и не связан с изменением давления воздуха. Но изменение давления воздуха по длине наклонного газопровода может повлиять на допустимый задаваемый перепад давления в газопроводе.

К допустимому перепаду давления для наклонных газопроводов следует подходить несколько иначе, чем это обычно делается. Основным условием работы газопровода низкого давления по существу является го, что избыточное давление в начале газопровода не должно сильно отличаться от избыточного давления в конце газопровода. Для горизонтальных газопроводов это тождественно утверждению, что перепад давления па рассматриваемом участке газопровода не должен превышать его допустимого значения.

Это положение легко проверить.

Допустимая разность избыточных давлений для наклонного газопровода

По допустимым перепадам давления и известным расходам газа можно определить диаметры газопроводов. Выбор расчетных формул будет зависеть от режима течения газа.

Определение расходов по элементам сетей

Выбранные по стандарту диаметры газопроводов обычно отличаются от расчетных значений. В связи с этим перепады давлений на участках газопроводной сети будут отличаться от заданных величин.

Для кольцевой сети может оказаться, что алгебраическая сумма перепадов давлений по замкнутому контуру не будет равна нулю. Кольцевая сеть должна удовлетворять двум условиям:

1) в каждом узле сети алгебраическая сумма расходов газа должна быть равна нулю (поступление газа к узлу учитывается со знаком плюс, а выход газа из узла — со знаком минус);

2) для каждого замкнутого контура алгебраическая сумма перепадов давления па участках, составляющих контур, должна быть равна нулю.

Первое условие обычно легко выполняется. Выполнение второго условия требует проведения специальных расчетов (увязки сети).

Алгебраическая сумма перепадов давлений по контуру, имеющая некоторую величину ΔРк, называется невязкой. Добиться в процессе расчета нулевой невязки весьма трудно, поэтому расчет ведется до некоторой допустимой величины невязки, определяемой точностью расчета.

Устранение невязок производится методом постепенного приближения с последовательным уменьшением невязок до заданной допустимой величины.

Увязка газовой сети состоит в проведении по замкнутым контурам сети расходов, называемых увязочными, которые уменьшают невязки внутри контуров. Величина увязочного расхода зависит от величины невязки перепада давления в контуре. После проведения увязочных расходов и определения перепадов давлений в контурах приступают к следующему циклу увязки.

Обычно используются два метода увязки. По методу В. Г. Лобачева в цикл увязки включаются все кольца. В каждом кольце определяется и проводится свой увязочный расход. Для каждого участка определяется поправка к расходу, равная алгебраической сумме увязочных расходов, примыкающих к участку с двух сторон колец.

По методу М. М. Андрияшева увязочные расходы проводятся не одновременно во всех кольцах, а последовательно в зависимости от величины и знака невязок.

Задачи технико-экономического расчета газораспределительных сетей. Повышение пропускной способности сетей

При проектировании распределительных газопроводов обычно известно территориальное размещение величины нагрузок газопотребителей. Поэтому следует обосновывать и выбирать расположение газопроводов и их диаметры. По металло- и капиталовложениям наиболее выгодной оказывается разветвленная газовая сеть. На закольцованную сеть затрачивается больше металла. Однако кольцевание сети обеспечивает большую надежность газоснабжения.

Расчет на минимум затрат металла и капиталовложении рекомендуется производить только в пределах данной кольцевой пли разветвленной сети. Выбор типа сети производится с учетом надежности.

Технико-экономический расчет содержит решения некоторых вопросов.

Экономическая эффективность газовой сети зависит от числа и расположения газораспределительных пунктов. Местоположение ГРП, определенное из условий минимума капиталовложений, смещается в сторону больших потоков газа.

Стоимость газовой сети может быть снижена путем соответствующего распределения допустимого перепада давления. Для разветвленных сетей в некоторых случаях может оказаться более выгодным допускать большую долю общего перепада на конечные участки сети.

Для симметричной кольцевой сети с расположением газораспределительного пункта в ее центре оптимальный перепад давления растет от центра сети, достигает максимума и затем снижается к конечным участкам сети.

Конечная цель технико-экономического расчета — определение диаметров всех участков газораспределительной сети.

Разработаны технико-экономические расчеты для тупиковых и кольцевых газораспределительных сетей, для сетей низкого, среднего и высокого давлении

В процессе эксплуатации газораспределительных сетей возможно подключение новых потребителей газа, не предусмотренных при проектировании сети. В результате скопления конденсата или пыли пропускная способность газопроводов может уменьшиться. Чтобы повысить пропускную способность сетей при засорении, надо очистить газопроводы от пыли и удалить конденсат.

Повышение пропускной способности газораспределительной сети может быть достигнуто путем подключения дополнительных газораспределительных пунктов, а также за счет прокладки новых газопроводов, лупингов и вставок. Увеличение пропускной способности газораспределительных сетей можно получить путем увеличения давления в газопроводе или повышения допустимого перепада. Выбор способа увеличения пропускной способности зависит от конкретных условий газовой сети.

Гидравлический расчет вертикальных домовых газопроводов

Гидравлический расчет внутренних горизонтальных газопроводов жилых и общественных зданий производится по тем же формулам, по которым рассчитываются распределительные газопроводы низкого давления. Вертикальный газопровод (стояк) следует рассматривать отдельно и перепад в нем принимать независимо от перепада в горизонтальных газопроводах.

При эксплуатации внутридомовых распределительных газопроводов замечалось, что на верхних этажах газовые приборы работают лучше. Особенно это касается высоких домов, где газовые приборы находятся в различных условиях по высоте. При соответствующем расчете и подборе размеров труб можно создать практически одинаковые условия работы газовых приборов па всех этажах.

Рис. 8.21. Схема для расчета вертикального газопровода о равномерным и непрерывным отбором газа.

Выбор расчетных формул при равномерном по длине отборе газа

Пусть в вертикальный газопровод (рис. 8.21) диаметром D и высотой Н поступает газ с объемным расходом Q. Газ подается в вертикальный газопровод снизу. Весь газ равномерно отбирается по высоте газопровода. Отбор газа на единицу длины газопровода

Поскольку абсолютное давление газа в вертикальном газопроводе изменяется незначительно, с очень малой погрешностью можно принять плотность газа постоянной величиной (р = idem). Линейная скорость газа но высоте газопровода вследствие его отбора является переменной величиной.

Выразим линейную скорость газа через объемный расход

для турбулентного режима в случае применения закона Блазиуса (А = 0,3164; т = 0,25)

Вывод расчетных формул при сосредоточенном отборе газа

Не всегда вертикальные домовые газопроводы можно рассматривать как газопровод с непрерывным и равномерным распределением отбора газа. Для малоэтажных зданий будет допущена погрешность в расчетах и в этом случае вертикальные газопроводы следует рассматривать как газопровод с сосредоточенным расходом газа.

Расчетная схема газопровода с сосредоточенным отбором газа представлена па рис. 8.22.

Диаметр газопровода принимаем постоянным по всей высоте. Все участки газопровода между отборами газа равны между собой. Начальный участок принимает такой же длины, как и остальные участки. Отборы по всем этажам считаем одинаковыми. Общин расход газа составляет: Q = qn (где n — число отборов, равное числу этажей).

Определим перепады давлений по отдельным участкам вертикального газопровода:

Перепад давления, вычисленный по формулам для сосредоточенного отбора. оказывается несколько больше перепада давления, вычисленного при равномерном распределении отбора.

С увеличением числа сосредоточенных: отборов результаты расчета сближаются. При неограниченном увеличении числа отборов расчетные выражения перепадов давления совпадают. Такие же выводы можно сделать, если проанализировать расчет вертикальных газопроводов для других режимов течения газа.

Расчетные формулы для ламинарного режима при непрерывном и сосредоточенном отборах газа отличаются множителем, величина которого зависит только от числа отборов. Таким образом, выбор расчетных формул не зависит от величины отборов и расстояния между ними, а определяется только числом отборов. Этот вывод распространяется и на формулы для других режимов точения газа.

Из сравнения расчетных формул для непрерывного и сосредоточенного отборов газа следует, что при расчете по формуле для непрерывного отбора газа

получается несколько заниженный перепад давления.

Установим область применения расчетных формул. Ясно, что формулы для сосредоточенного отбора газа применимы в любом случае. Для этого надо суммировать числовой ряд с элементами в дробной степени.

При расчете перепада давления в газопроводе по формулам для непрерывного отбора газа по высоте вертикального газопровода будет получаться некоторая погрешность.

Относительную погрешность определим как разность перепадов от преодоления гидравлического сопротивления. вычисленных по формулам для сосредоточенного и равномерного распределенного отбора газа, отнесенную к величине перепада давления только от трения, определенного по формуле для сосредоточенных отборов газа:

По формулам (8.120) и (8.121) вычислена относительная погрешность в зависимости от числа этажей лома. Данные расчета использованы для построения графиков на рис. 8.23. Кривые построены для двух крайних случаев: ламинарного режима и турбулентного режима для квадратичного закона трения.

Можно ожидать, что если построить кривые для других режимов, то они пройдут между линиями 1 и 2.

По числу этажей можно определить погрешность расчета потери давления па трение, а по заданной величине относительной погрешности — установить число этажей, при котором допускается производить расчет по формулам для непрерывного отбора газа.

Аналитическое выражение относительной погрешности показывает, что с увеличением числа этажей погрешность убывает. Это следует и из приведенных графиков. Особенно велика погрешность при малом числе этажей.

Погрешность расчета в данном случае относилась к перепаду давления от гидравлического сопротивления (трения). Если отнести погрешность к общему перепаду (р1 — р2) с учетом разности отметок и местных сопротивлений, то относительная погрешность будет иметь меньшие величины.

Физическое объяснение работы распределительных вертикальных домовых газопроводов

Работа распределительных вертикальных газопроводов состоит из двух этапов. Во-первых, эго транспорт газа от нижнего конца газопровода к верхнему, и во-вторых, это распределение газа по этажам.

Движение газа внутри газопровода определяется только параметрами газа и характеристикой газопровода и не зависит от состояния окружающей среды. Перепад давления в газопроводе определяется потерями па трение по длине, местными сопротивлениями (например, отводы по этажам) и перепадом давления на преодоление столба газа.

Характеризуя состояние газа в газопроводе, следует пользоваться абсолютными давлениями. Использование избыточного давления для этой цели может привести к значительной путанице и неправильным выводам.

Из приведенных расчетных формул для вертикального газопровода следует, что давление газа в нижней точке всегда больше, чем в верхней. Физически это значит, что для подачи газа с нижнего этажа на верхний необходимо затратить энергию, которая идет на покрытие гидравлических сопротивлений по длине, местных сопротивлений и подъем газа. В связи с этим перепад давления зависит только от этих факторов. Таким образом, перепад давления в вертикальном газопроводе никак не связан с состоянием окружающей среды (с воздухом). Перепад давления нельзя определить, если давление в начале и в конце вертикального газопровода выражать как избыточное.

Истечение газа в газовых приборах будет зависеть от разности давлений газа в газопроводе и воздуха вне газопровода. Давление газа так же, как и давление воздуха, меняется с изменением высоты. Поэтому перепад давления должен зависеть от координаты рассматриваемой точки по высоте газопровода, т. е. от этажа дома.

Плотность воздуха значительно больше плотности природного газа. Но высоте газопровода статическое давление воздуха уменьшается быстрее, чем статическое давление газа. В связи с этим возможны случаи, когда избыточное давление газа на верхних этажах может оказаться больше, чем на нижних. Это явление часто наблюдается при эксплуатации домовых газопроводов.

Обоснование расчетного перепада давления

Расчетный перепад давления в вертикальном домовом газопроводе можно обосновать из физических соображений. Давление воздуха так же, как и давление газа, изменяется по высоте газопровода. Наилучшим условием для работы газовых приборов на всех этажах будет такое, при котором избыточные давления газа будут одинаковы.

Величину избыточного давления Δр на всех этажах можно легко обеспечить одинаковой, если скорость изменения давления газа в газопроводе будет равна скорости изменения давления воздуха. Это эквивалентно условию, при котором перепад давления газа в газопроводе равен изменению статического давления воздуха по высоте газопровода.

На рис. 8.24 представлен график изменения давления газа и воздуха по высоте газопровода. Сплошными линиями показано изменение давлений, когда избыточное давление газа увеличивается по высоте. Если давление газа будет изменяться по высоте газопровода так, как это указано пунктирной

линией, то избыточное давление будет оставаться постоянным.

Исходя из приведенных соображений, расчетный перепад давления в вертикальном газопроводе следует принимать равным

Из последнего выражения следует, что избыточное давление газа па каждом этаже определяется только постоянными величинами: давлением газа и воздуха в начале газопровода и допустимым перепадом давления на каждом этаже. Таким образом, если принимать перепад давления в вертикальном газопроводе равным изменению давления воздуха по высоте газопровода, то этим будет обеспечено одинаковое избыточное давление в газопроводах на всех этажах, что в свою очередь обеспечит равномерную работу всех газовых приборов.

Перепад давления, равный изменению давления воздуха по высоте газопровода, можно принимать при использовании природного газа, плотность-которого значительно меньше плотности воздуха. При одинаковой плотности газа и воздуха допустимый перепад давления в вертикальном газопроводе следует принимать большим по сравнению с изменением давления воздуха на той же высоте газопровода.

Разность между перепадом давления газа в вертикальном газопроводе и изменением давления воздуха следует включать в общую норму перепаде давления на домовую разводку. Этот случая возможен при снабжении потребителей сжиженным газом.

Определение диаметра вертикального домового газопровода

Перепад давления в вертикальном домовом газопроводе при равномерном отборе газа определяется по формуле (8.107). Как было установлено выше,, расчетный перепад давления следует принимать равным изменению давления, воздуха па этой высоте. Учитывая это. получим

По формулам (8.122) и (8.123) можно определить диаметры вертикальных газопроводов для различных гидравлических режимов при равномерных или. сосредоточенных отборах газа.

Гидравлический расчет домовых газопроводов, когда плотность газа больше плотности воздуха

В принципе гидравлический расчет газопроводов одинаков для газов любой плотности. Все расчеты ведутся по одним и тем же формулам. Однако при различных соотношениях плотностей газа и воздуха гидравлический расчет вертикальных домовых газопроводов будет производиться по различным допустимым перепадам давления.

Если плотность газа меньше плотности воздуха, что возможно при использовании природного газа, то допустимый перепад можно принимать равным изменению давления воздуха (РвgН). Эта величина перепада не связывается с нормой допустимого перепада в домовых газопроводах.

Использование сжиженных газов или смеси паров сжиженных газов с воздухом накладывает свои особенности на выбор допустимого перепада давления. В этом случае плотность газа больше плотности воздуха. В связи с этим перепад давления в вертикальном газопроводе всегда оказывается больше изменения давления газа. С этим фактором связаны два обстоятельства. Во-первых, при плотности газа, большей плотности воздуха, и направлении движения газа снизу невозможно добиться одинакового избыточного давления газа на всех этажах. Во-вторых, величину допустимого перепада давления следует включать в общую норму перепада давления на домовую разводку.

Практически одинаковое давление на всех этажах при плотности газа, большей плотности воздуха, можно обеспечить путем направления газа в вертикальном газопроводе сверху вниз. Статическое давление газа от верхней точки газопровода будет нарастать быстрее, чем статическое давление воздуха.

Давление газа в нижней точке газопровода

Это дополнительное приращение давления газа можно компенсировать потерями на трение соответствующим подбором диаметра вертикального газопровода. При этом условии будет обеспечено одинаковое избыточное давление газа па всех этажах.

Примеры расчета вертикальных домовых газопроводов

Пример 8.7. Обоснователь выбор расчетной формулы для гидравлического расчета вертикального газопровода для девятиэтажного дома. При движении газа наблюдается ламинарный режим течения. Допустимая погрешность расчета перепада давления от трения не должна превышать 10%.

Решение. Из формулы (8.120)

Таким образом, по формулам для непрерывного отбора газа, по которым рассчитывается вертикальный газопровод для девятиэтажного дома, допускается относительная ошибка. равная 0,1 (10%). Для более точного расчета необходимо применять формулы для сосредоточенного отбора газа.

Пример 8.8. Определить расчетный перепад давления в вертикальном газопроводе девятпэтажного дома (Н= 27 м). По газопроводу подается природный газ плотностью 0.7 кг/м3.

Решение. Поскольку плотность воздуха больше плотности газа, то-перепад давления следует принять равным изменению давления воздуха, т. е.

Таким образом, перепал давления только в вертикальном газопроводе можно принять равным 19 мм вол. ст.

содержание .. 38 39 40 41 ..