Hydraulisk beregning af en gasrørledning: metoder og beregningsmetoder + beregningseksempel

For sikker og problemfri drift af gasforsyningen skal den designes og beregnes.Det er vigtigt at vælge perfekt rør til lysnettet af alle typer tryk, hvilket sikrer en stabil forsyning af gas til enhederne.

For at sikre, at valget af rør, fittings og udstyr er så nøjagtigt som muligt, udføres en hydraulisk beregning af rørledningen. Hvordan laver man det? Indrøm det, du er ikke så vidende om dette problem, lad os finde ud af det.

Vi tilbyder dig at sætte dig ind i nøje udvalgte og gennemarbejdede informationer om muligheder for at fremstille hydrauliske beregninger til gasrørledningssystemer. Ved at bruge de data, vi præsenterer, sikres det, at enhederne forsynes med blåt brændstof med de nødvendige trykparametre. Omhyggeligt verificerede data er baseret på reglerne for regulatorisk dokumentation.

Artiklen beskriver meget detaljeret principperne og skemaerne for udførelse af beregninger. Et eksempel på udførelse af beregninger er givet. Grafiske applikationer og videoinstruktioner bruges som en nyttig informativ tilføjelse.

Specifikationer for hydraulisk beregning

Enhver udført hydraulisk beregning er en bestemmelse af parametrene for den fremtidige gasrørledning. Denne procedure er obligatorisk, såvel som en af ​​de vigtigste stadier af forberedelse til byggeri. Hvorvidt gasrørledningen vil fungere optimalt afhænger af beregningens rigtighed.

Når du udfører hver hydraulisk beregning, bestemmes følgende:

• nødvendig rør diametersom vil sikre effektiv og stabil transport af den nødvendige mængde gas;
• Vil tryktabet være acceptabelt, når den nødvendige mængde blåt brændstof flyttes i rør med en given diameter?

Tryktab opstår på grund af, at der er hydraulisk modstand i enhver gasrørledning. Hvis det beregnes forkert, kan det føre til, at forbrugerne ikke har nok gas til normal drift i alle tilstande eller på tidspunkter med maksimalt forbrug.

Denne tabel er resultatet af en hydraulisk beregning udført under hensyntagen til de givne værdier. For at udføre beregninger skal du indtaste specifikke indikatorer i kolonnerne.

En sådan operation er en statsstandardiseret procedure, der udføres i overensstemmelse med formlerne og kravene angivet i SP 42-101-2003.

Bygherren er forpligtet til at udføre beregningerne. Dataene om rørledningens tekniske specifikationer, som kan fås hos din bygasleverandør, tages som grundlag.

Gasrørledninger, der kræver beregninger

Staten kræver, at der udføres hydrauliske beregninger for alle typer rørledninger relateret til gasforsyningssystemet. Da de processer, der opstår, når gas bevæger sig, altid er de samme.

Disse gasrørledninger omfatter følgende typer:

• lavt tryk;
• medium, højt tryk.

De første er beregnet til transport af brændstof til beboelsesejendomme, alle former for offentlige bygninger og husholdningsvirksomheder.Desuden bør gastrykket i private, lejlighedsbygninger og hytter ikke overstige 3 kPa; i husholdninger (ikke-industrielle) virksomheder er dette tal højere og når 5 kPa.

Den anden type rørledninger er beregnet til at forsyne netværk af alle slags, lav- og mellemtryk gennem gaskontrolpunkter, samt at levere gas til individuelle forbrugere.

Disse kan være industri-, landbrugs-, forskellige offentlige forsyningsvirksomheder og endda fritstående eller knyttet til industribygninger. Men i de sidste to tilfælde vil der være betydelige presbegrænsninger.

Eksperter opdeler betinget typerne af gasrørledninger anført ovenfor i følgende kategorier:

• internt i huset, i butikken, det vil sige at transportere blåt brændstof inde i en bygning og levere det til individuelle enheder og enheder;
• abonnent filialer, bruges til at levere gas fra et eller andet distributionsnet til alle eksisterende forbrugere;
• fordeling, bruges til at levere gas til visse territorier, for eksempel byer, deres individuelle distrikter og industrivirksomheder. Deres konfiguration varierer og afhænger af layoutfunktionerne. Trykket inde i netværket kan være en hvilken som helst specificeret - lav, medium, høj.

Derudover udføres hydrauliske beregninger for gasnetværk med forskelligt antal tryktrin, hvoraf der er mange varianter.

For at imødekomme behovene kan der således anvendes to-trins netværk, der opererer med gas transporteret ved lavt, højt tryk eller lavt, medium tryk. Tre-trins og forskellige multi-stage netværk har også fundet anvendelse. Det vil sige, alt afhænger kun af forbrugernes tilgængelighed.

Hydraulisk modstand er hovedårsagen til, at denne type beregning skal udføres. Desuden afhænger det også af rørmaterialet

På trods af det store udvalg af gasrørledningsmuligheder er de hydrauliske beregninger ens under alle omstændigheder. Da strukturelle elementer fra lignende materialer bruges til fremstilling, og de samme processer forekommer inde i rørene.

Hydraulisk modstand og dens rolle

Som nævnt ovenfor er grundlaget for beregningen tilstedeværelsen af ​​hydraulisk modstand i hver gasrørledning.

Det påvirker hele rørledningsstrukturen såvel som dens individuelle dele, samlinger - T-stykker, steder med betydelig reduktion i rørdiameter, afspærringsventiler og forskellige ventiler. Dette fører til et tryktab i den transporterede gas.

Hydraulisk modstand er altid summen af:

• lineær modstand, det vil sige, at den virker langs hele strukturens længde;
• lokale modstande, der virker ved hver komponentdel af strukturen, hvor gastransporthastigheden ændres.

De anførte parametre påvirker konstant og markant ydeevneegenskaberne for hver gasrørledning. Derfor vil der som følge af forkerte beregninger opstå yderligere og væsentlige økonomiske tab, som følge af at projektet skal laves om.

Regler for udførelse af beregninger

Det blev anført ovenfor, at proceduren for enhver hydraulisk beregning er reguleret af profilen Code of Rules med nummeret 42-101–2003.

Dokumentet angiver, at den vigtigste måde at udføre beregningen på er at bruge en computer til dette formål med specielle programmer, der giver dig mulighed for at beregne det planlagte tryktab mellem sektioner af den fremtidige gasrørledning eller den nødvendige rørdiameter.

Enhver hydraulisk beregning udføres efter oprettelse af et beregningsdiagram, der inkluderer hovedindikatorerne. Desuden indtaster brugeren kendte data i de relevante kolonner

Hvis der ikke er sådanne programmer, eller en person mener, at deres brug er upassende, kan andre metoder, der er tilladt i henhold til reglerne, bruges.

Som omfatter:

• beregning ved hjælp af formlerne givet i SP er den mest komplekse beregningsmetode;
• beregning ved hjælp af såkaldte nomogrammer er en enklere mulighed end at bruge formler, fordi du ikke behøver at foretage nogen beregninger, fordi de nødvendige data er angivet i en speciel tabel og angivet i regelsættet, og du skal blot vælge dem .

Enhver af beregningsmetoderne fører til de samme resultater. Derfor vil den nybyggede gasledning være i stand til at sikre rettidig, uafbrudt forsyning af den planlagte mængde brændstof selv i timerne med dens maksimale brug.

Mulighed for pc-beregning

At udføre calculus ved hjælp af en computer er det mindst arbejdskrævende - alt, der kræves af en person, er at indsætte de nødvendige data i de relevante kolonner.

Derfor udføres hydrauliske beregninger på få minutter, og denne operation kræver ikke en stor mængde viden, hvilket er nødvendigt ved brug af formler.

For at udføre det korrekt er det nødvendigt at tage følgende data fra de tekniske specifikationer:

• gasdensitet;
• kinetisk viskositetskoefficient;
• gastemperatur i dit område.

De nødvendige tekniske betingelser indhentes fra bygasafdelingen i den lokalitet, hvor gasrørledningen skal bygges.Faktisk begynder designet af enhver rørledning med modtagelsen af ​​dette dokument, fordi det indeholder alle de grundlæggende krav til dets design.

Brugen af ​​specielle programmer er den enkleste metode til hydraulisk beregning, hvilket eliminerer søgning og undersøgelse af formler til beregninger

Dernæst skal udvikleren finde ud af gasforbruget for hver enhed, der er planlagt til at blive tilsluttet gasrørledningen. For eksempel, hvis brændstof skal transporteres til et privat hus, så bruges komfurer til madlavning, alle slags varmekedler bruges der oftest, og deres pas indeholder altid de nødvendige numre.

Derudover skal du kende antallet af brændere for hver komfur, der skal tilsluttes røret.

I det næste trin af indsamling af de nødvendige data vælges information om trykfaldet på installationsstederne for ethvert udstyr - dette kan være en måler, en afspærringsventil, en termisk afspærringsventil, et filter eller andre elementer .

I dette tilfælde er det nemt at finde de nødvendige numre - de er indeholdt i en speciel tabel knyttet til passet til hvert produkt. Konstruktøren skal være opmærksom på, at trykfaldet ved maksimalt gasforbrug skal angives.

Fra den særlige tabel, der er vedhæftet produktdatabladet, kan du finde information om tryktab ved tilslutning af enheder til netværket

På næste trin anbefales det at finde ud af, hvad det blå brændstoftryk vil være ved indføringspunktet. Sådanne oplysninger kan indeholde de tekniske forhold for din bygas, et tidligere udarbejdet diagram over den fremtidige gasledning.

Hvis netværket består af flere sektioner, skal de nummereres og den faktiske længde angives.Derudover skal alle variable indikatorer nedskrives separat for hver enkelt - dette er den samlede strømningshastighed for enhver enhed, der skal bruges, trykfald og andre værdier.

En simultanitetskoefficient vil være påkrævet. Det tager højde for muligheden for fælles arbejde for alle gasforbrugere, der er tilsluttet netværket. For eksempel alt varmeudstyr placeret i en lejlighedsbygning eller privat hus.

Sådanne data bruges af et hydraulisk beregningsprogram til at bestemme den maksimale belastning på enhver sektion eller hele gasrørledningen.

For hver enkelt lejlighed eller hus behøver den angivne koefficient ikke at blive beregnet, da dens værdier er kendte og angivet i tabellen nedenfor:

En tabel med simultanitetskoefficienter, hvorfra data bruges til enhver form for beregning. Det er nok at vælge den kolonne, der svarer til et bestemt husholdningsapparat, og tage det ønskede nummer

Hvis det på et eller andet anlæg er planlagt at bruge mere end to varmekedler, ovne og vandvarmere til lagertanke, vil samtidighedsindikatoren altid være 0,85. Dette er, hvad du skal angive i den tilsvarende kolonne, der bruges til beregningen af ​​programmet.

Dernæst skal du angive rør diameter, og du skal også bruge deres ruhedskoefficienter, som vil blive brugt i konstruktionen af ​​rørledningen. Disse værdier er standard og kan nemt findes i regelbogen.

Indflydelse af rørmateriale på beregning

Til konstruktion af gasrørledninger kan du kun bruge rør lavet af visse materialer: stål, polyethylen. I nogle tilfælde anvendes kobberprodukter. Vil snart blive brugt meget metal-plastik strukturer.

Hvert rør har en ruhed, hvilket fører til lineær modstand, hvilket påvirker processen med gasbevægelse. Desuden er dette tal væsentligt højere for stålprodukter end for plastik.

I dag kan de nødvendige oplysninger kun indhentes for stål- og polyethylenrør. Som følge heraf kan design og hydrauliske beregninger kun udføres under hensyntagen til deres egenskaber, hvilket kræves af den relevante Code of Practice. Dokumentet indeholder også de data, der er nødvendige for beregningen.

Ruhedskoefficienten er altid lig med følgende værdier:

• for alle polyethylenrør, uanset om de er nye eller ej, - 0,007 cm;
• for allerede brugte stålprodukter - 0,1 cm;
• til nye stålkonstruktioner - 0,01 cm.

For andre typer rør er denne indikator ikke angivet i adfærdskodeksen. Derfor bør de ikke bruges til konstruktion af en ny gasrørledning, da Gorgaz-specialister kan kræve justeringer. Og det er igen ekstra omkostninger.

Beregning af flow i et begrænset område

Hvis gasrørledningen består af separate sektioner, skal beregningen af ​​den samlede strømningshastighed for hver af dem udføres separat. Men dette er ikke svært, da beregningerne vil kræve allerede kendte tal.

Definere data ved hjælp af programmet

Ved at kende de indledende indikatorer, have adgang til samtidighedstabellen og tekniske datablade for komfurer og kedler, kan du begynde beregningen.

For at gøre dette skal du udføre følgende trin (eksemplet er givet for en lavtryks intern gasrørledning):

1. Antallet af kedler ganges med produktiviteten af ​​hver af dem.
2. Den resulterende værdi multipliceres med den samtidighedskoefficient, der er angivet ved hjælp af en speciel tabel for denne type forbruger.
3. Antallet af komfurer beregnet til madlavning ganges med produktiviteten af ​​hver af dem.
4. Værdien opnået efter den forrige operation multipliceres med simultanitetskoefficienten taget fra en speciel tabel.
5. De resulterende mængder for kedler og komfurer opsummeres.

Lignende manipulationer udføres for alle sektioner af gasrørledningen. De opnåede data indtastes i de relevante kolonner i programmet, som beregningerne udføres med. Elektronikken klarer alt andet selv.

Beregning ved hjælp af formler

Denne type hydraulisk beregning ligner den, der er beskrevet ovenfor, det vil sige, at de samme data vil være påkrævet, men proceduren vil være lang. Da alt skal gøres manuelt, skal designeren desuden udføre en række mellemliggende operationer for at bruge de opnåede værdier til den endelige beregning.

Du bliver også nødt til at bruge ret meget tid på at forstå mange begreber og problemer, som en person ikke støder på, når du bruger et specielt program. Gyldigheden af ​​ovenstående kan verificeres ved at sætte dig ind i de formler, der skal bruges.

Beregning ved hjælp af formler er kompleks og derfor ikke tilgængelig for alle. Billedet viser formler til beregning af trykfaldet i høj-, mellem- og lavtryksnetværket og den hydrauliske friktionskoefficient

Ved anvendelse af formler, som i tilfælde af hydrauliske beregninger ved hjælp af et specielt program, er der funktioner til gasrørledninger med lav, medium og, selvfølgelig, højt tryk. Og det er værd at huske, da en fejl altid er fyldt med betydelige økonomiske omkostninger.

Beregninger ved hjælp af nomogrammer

Ethvert specielt nomogram er en tabel, der viser et antal værdier, ved at studere, som du kan få de ønskede indikatorer uden at udføre beregninger. I tilfælde af hydrauliske beregninger, rørets diameter og tykkelsen af ​​dets vægge.

Nomogrammer til beregning er en enkel måde at få de nødvendige oplysninger på. Det er nok at henvise til de linjer, der opfylder de specificerede netværkskarakteristika

Der er separate nomogrammer for polyethylen- og stålprodukter. Ved beregning af dem blev standarddata brugt, for eksempel ruheden af ​​de indvendige vægge. Derfor behøver du ikke bekymre dig om oplysningernes rigtighed.

Regneeksempel

Et eksempel på udførelse af hydrauliske beregninger ved hjælp af et program for lavtryksgasrørledninger er givet. I den foreslåede tabel er alle de data, som designeren skal indtaste uafhængigt, fremhævet med gult.

Disse er anført i afsnittet om computerhydrauliske beregninger ovenfor. Disse er gastemperatur, kinetisk viskositetskoefficient og densitet.

I dette tilfælde udføres beregninger for kedler og komfurer, derfor er det nødvendigt at specificere det nøjagtige antal brændere, som kan være 2 eller 4. Nøjagtighed er vigtig, fordi programmet automatisk vælger simultanitetskoefficienten.

På billedet er de kolonner, hvori indikatorerne skal indtastes af designeren selv, fremhævet med gult. Nedenfor er formlen til beregning af strømningshastigheden på stedet

Det er værd at være opmærksom på nummereringen af ​​sektioner - de er ikke opfundet uafhængigt, men er taget fra et tidligere tegnet diagram, hvor lignende tal er angivet.

Dernæst nedskrives den faktiske længde af gasledningen og den såkaldte beregnede længde, som er længere. Dette sker, fordi det i alle områder, hvor der er lokal modstand, er nødvendigt at øge længden med 5-10%. Dette gøres for at forhindre utilstrækkeligt gastryk blandt forbrugerne. Programmet udfører beregningerne uafhængigt.

Det samlede forbrug i kubikmeter, for hvilket der er angivet en separat kolonne, på hvert sted beregnes på forhånd. Hvis bygningen er multi-lejlighed, skal du angive antallet af boliger, startende fra den maksimale værdi, som kan ses i den tilsvarende kolonne.

Det er obligatorisk at indtaste alle elementer i gasrørledningen i tabellen, hvor trykket går tabt. Eksemplet viser en termisk afspærringsventil, en afspærringsventil og en måler. Værdien af ​​tabet i hvert enkelt tilfælde blev taget fra produktpasset.

Ved hjælp af ét program kan du lave beregninger for alle typer gasrørledninger. Billedet viser beregninger for et mellemtryksnet

Den indvendige diameter af røret er angivet i henhold til de tekniske specifikationer, hvis gasselskabet har nogen krav, eller fra et tidligere udarbejdet diagram. I dette tilfælde er det i de fleste områder foreskrevet i en størrelse på 5 cm, fordi det meste af gasrørledningen løber langs facaden, og den lokale bygas kræver, at diameteren ikke er mindre.

Hvis du endda overfladisk sætter dig ind i det givne eksempel på at udføre en hydraulisk beregning, er det let at bemærke, at der ud over de værdier, som en person har indtastet, er et stort antal andre. Dette er alt resultatet af programmet, da efter indtastning af tallene i de specifikke kolonner fremhævet med gult, er beregningsarbejdet afsluttet for personen.

Det vil sige, at selve beregningen sker ret hurtigt, hvorefter de modtagne data kan sendes til godkendelse til bygasafdelingen i din by.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Denne video gør det muligt at forstå, hvor hydrauliske beregninger begynder, og hvor designere får de nødvendige data:

Følgende video viser et eksempel på én type computerberegning:

Nedenfor kan du se et eksempel på en beregning ved hjælp af et computerprogram:

For at udføre en hydraulisk beregning ved hjælp af en computer, som profilen Code of Rules tillader, er det nok at bruge lidt tid på at gøre dig bekendt med programmet og indsamle de nødvendige data.

Men alt dette har ingen praktisk betydning, da udarbejdelsen af ​​et projekt er en meget mere omfattende procedure og omfatter mange andre spørgsmål. I lyset af dette vil de fleste borgere skulle søge hjælp hos specialister.

Har du spørgsmål, finder du mangler, eller kan du tilføje værdifuld information til vores materiale? Efterlad dine kommentarer, stil spørgsmål, del din oplevelse i blokken nedenfor.