Хидравлично изчисление на газопровод: методи и примери за изчисления

Кодекс на практиката за проектиране и изграждане на газоразпределителни системи от стоманени и полиетиленови тръби Общи разпоредби за проектиране и изграждане на газоразпределителни системи от стоманени и полиетиленови тръби

ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ДИАМЕТРИТЕ НА ТРЪБОПРОВОДИТЕ И ДОПУСТИМИТЕ ЗАГУБИ НА НАЛЯГАНЕ

3.21 Пропускателната способност на газопроводите може да се вземе от условията за създаване на най-икономичната и експлоатационно надеждна система при максимално допустими загуби на налягане, осигуряване на стабилност на работата на газоразпределителните станции и газорегулиращите устройства (ГРП), както и на работата на горелките на потребителите в допустимия диапазон на налягането на газа.

3.22 Изчислените вътрешни диаметри на газопроводите се основават на условието, че няма прекъсване на доставките на газ за всички потребители в часовете на върхово потребление на газ.

3.23 Изчисляването на диаметрите на тръбопроводите обикновено трябва да се извършва на компютър с оптимално разпределение на изчислената загуба на налягане между участъците на мрежата.

Ако е невъзможно или неподходящо да се извърши изчислението на компютър (липса на подходящ софтуер, отделни участъци от газопроводи и т.н.), хидравличното изчисление може да се извърши по формулите по-долу или по номограмите (допълнение Б), изготвени по тези формули.

3.24 Изчислените загуби на налягане в газопроводите с високо и средно налягане се приемат в рамките на категорията налягане, приета за газопровода.

3.25 Изчислените общи загуби на налягане на газа в газопроводите с ниско налягане (от източника на доставка на газ до най-отдалечения уред) се приемат за не повече от 180 daPa, включително в разпределителните газопроводи - 120 daPa, във входящите газопроводи и вътрешните газопроводи - 60 daPa.

3.26 Стойностите на проектните загуби на налягане на газа при проектиране на газопроводи с всички налягания за промишлени, селскостопански и битови предприятия и организации за комунални услуги се приемат в зависимост от налягането на газа в точката на присъединяване, като се отчитат техническите характеристики на приетото за монтаж газово оборудване, устройствата за автоматизация на безопасността и автоматичното управление на технологичните условия на топлинните агрегати.

3.27 Спадът на налягането в участъка на газовата мрежа може да се определи

- за мрежи със средно и високо налягане по формулата

- за мрежи с ниско налягане по формулата

- за хидравлично гладка стена (неравенството (6) е вярно):

- при 4000 100000

3.29 Проектният дебит на газа в участъците на разпределителните газопроводи за външно ползване с ниско налягане, които имат дебит на газ за трасето, трябва да се определи като сума от дебита на транзитния газ и 0,5 от дебита на газ за трасето във въпросния участък.

3.30 Спадът на налягането в местните съпротивления (колена, тройници, спирателни вентили и др.) може да се отчете, като се увеличи действителната дължина на газопровода с 5-10%.

3.31 За външни надземни и вътрешни газопроводи проектната дължина на газопроводите се определя по формула (12)

3.32 В случаите, когато доставката на втечнен нефтен газ е временна (с последващо преминаване към доставка на природен газ), газопроводите се проектират за бъдещо използване на природен газ.

В този случай количеството газ се определя като еквивалентно (по калоричност) на очакваното потребление на LHG.

3.33 Падането на налягането в тръбопроводите за течна фаза на ВНГ се определя по формула (13)

Като се има предвид антикавитационният марж, средната скорост на движение на течната фаза се приема, както следва: в смукателните тръбопроводи - не повече от 1,2 m/s; в напорните тръбопроводи - не повече от 3 m/s.

3.34 Изчисляването на диаметъра на газопроводите за втечнен нефтен газ в парна фаза се извършва в съответствие с указанията за изчисляване на газопроводите за природен газ със съответното налягане.

3.35 При изчисляването на вътрешните газопроводи с ниско налягане за жилищни сгради е позволено да се определят загубите на налягане на газа за местните съпротивления в размер, %:

- По газопроводите от входа до сградата:

- За вътрешните тръбопроводи в апартамента:

3.37 Изчисляването на мрежите от газови пръстени трябва да се извършва с обвързване на наляганията на газа във възловите точки на проектните пръстени. Допуска се загубите на налягане в пръстена да не са балансирани с до 10%.

3.38 При извършване на хидравличните изчисления на надземни и закрити газопроводи, като се вземе предвид степента на шума, създаван от движението на газа, скоростта на движение на газа не трябва да надвишава 7 m/s за газопроводи с ниско налягане, 15 m/s за газопроводи със средно налягане, 25 m/s за газопроводи с високо налягане.

3.39 При извършване на хидравличното изчисление на газопроводите, извършено съгласно формули (5)-(14), както и съгласно различни методи и компютърни програми, основани на тези формули, изчисленият вътрешен диаметър на газопровода трябва да бъде предварително определен съгласно формула (15)

Хидравлично изчисление на газопровод: методи и примери за изчисления

Системата за подаване на газ трябва да бъде проектирана и оразмерена така, че да се осигури безопасна и безпроблемна работа.

Важно е тръбите да се подберат идеално за всички видове налягане, за да се осигури стабилно подаване на газ към уреда.

За да се гарантира, че изборът на тръби, фитинги и оборудване е възможно най-точен, трябва да се направи хидравлично изчисление на тръбната система. Как да го направим? Вероятно не сте много запознати с тази тема, така че нека да разберем.

Подбрали сме внимателно и обстойно информация за възможностите за хидравлични изчисления за газопроводни системи. Използването на представените данни ще осигури доставка на синьо гориво с необходимите параметри на налягането. Подробно тестваните данни се основават на разпоредбите на нормативната документация.

В статията много подробно са представени принципите и схемите на изчисление. Представен е пример за това как трябва да се извършат изчисленията. Като полезно информационно допълнение са предоставени редица графични приложения и видео уроци.

Защо трябва да се направи изчисление на газопровода

Във всички участъци на тръбопровода се правят изчисления, за да се определят местата, където е вероятно да има съпротивление в тръбите, което да промени дебита на горивото.

Ако изчисленията са направени правилно, може да се избере най-подходящото оборудване и да се постигне икономичен и ефективен проект на цялата газова система.

По този начин се избягват ненужни, прекомерни експлоатационни и строителни разходи, които могат да бъдат направени при планиране и инсталиране на системата без хидравлично изчисление на тръбопровода.

Съществува по-добра възможност за избор на необходимия размер на напречното сечение и материал на тръбите за по-ефективно, бързо и стабилно подаване на синьо гориво към планираните точки на газопроводната система.

Цялата газова мрежа е оптимизирана от гледна точка на нейната функция.

Строителите печелят финансово, като спестяват от закупуването на техническо оборудване и строителни материали.

Газопроводът е правилно оразмерен за максимален разход на гориво в периодите на масово потребление. Вземат се предвид всички промишлени, комунални, индивидуални и домашни нужди.

Изчисляване на броя на газорегулиращите станции

Газорегулиращите станции са проектирани да намаляват налягането на газа и да го поддържат на определено ниво, независимо от потреблението на газ.

При известно изчислено потребление на газово гориво градският район определя броя на газорегулиращите станции въз основа на оптималната производителност на газорегулиращите станции (V=1500-2000 м3/час) по формулата:

n = , (27)

където n е броят на GRP, бр;

V_р - е очакваното потребление на газ в района на града, m3/час;

V_{изберете} - оптимална производителност на съоръжението за извличане на газ, m3/час;

n=586,751/1950=3,008 бр.

След като се определи броят на съоръженията за фракинг, местоположението им се нанася върху генералния план на градската зона, като се разполагат в центъра на зоната, която ще се газифицира в рамките на блоковете.

Преглед на програмите

За удобни изчисления се използват както любителски, така и професионални програми за хидравлични изчисления.

Най-популярният е Excel.

Може да се използва Excel Online, CombiMix 1.0 или онлайн инструмент за хидравлично изчисление. Стационарната програма е съобразена с нуждите на проекта.

Основната трудност при тези програми е да не се познават основите на хидравликата. Някои от тях не дават обяснение на формулите, не разглеждат начина на разклоняване на тръбите или изчисляване на съпротивленията в сложни вериги.

• HERZ C.O. 3,5 - изчислява се по метода на линейните специфични загуби на налягане.
• DanfossCO и OvertopCO - могат да изчисляват системи с естествена циркулация.
• "Поток" - позволява метод на изчисление с променлива (плъзгаща се) температурна разлика в щранговете.

Трябва да се зададат входните параметри за температурата - Келвин/Целзий.

Теория на хидравличното изчисляване на отоплителната система.

Теоретично отоплителната мощност DH се основава на следното уравнение:

ΔP = R-l + z

Това уравнение е валидно за дадено сечение. Това уравнение се разширява по следния начин:

• ΔP - линейна загуба на налягане.
• R е специфичната загуба на налягане в тръбата.
• l е дължината на тръбата.
• z - спад на налягането в колена, спирателни вентили.

Формулата показва, че загубата на налягане е толкова по-голяма, колкото по-дълга е тръбата и колкото повече са завоите или другите елементи в нея, които намаляват преминаването или променят посоката на потока на течността. Нека изведем на какво са равни R и z. За да направим това, нека разгледаме друго уравнение, което показва загубата на налягане от триенето в стените на тръбата:

_триене

Това е уравнението на Дарси-Вайсбах. Нека го разшифроваме:

• λ е коефициент, зависещ от характера на движението на тръбата.
• d - вътрешен диаметър на тръбата.
• v - скоростта на флуида.
• ρ е плътността на течността.

Това уравнение установява важна зависимост - загубата на налягане от триене е толкова по-малка, колкото по-голям е вътрешният диаметър на тръбата и колкото по-малка е скоростта на движение на течността. Зависимостта от скоростта е квадратична. Загубите в колена, тройници и спирателни вентили се определят по друга формула:

ΔP_{фитинги} = ξ*(v²ρ/2)

Тук:

• ξ - коефициент на местно съпротивление (наричан по-долу LCC).
• v - скоростта на флуида.
• ρ е плътността на течността.

Това уравнение показва също, че спадът на налягането се увеличава с увеличаване на скоростта на течността. Заслужава да се спомене също, че в случай на охлаждаща течност с ниска температура на замръзване нейната плътност също играе важна роля - колкото по-висока е тя, толкова по-трудно е за циркулационната помпа. Поради това при преминаване към "антифриз" може да се наложи да се смени циркулационната помпа.

От всичко гореизложено се получава следното уравнение:

ΔP = ΔP_триене +ΔP_{фитинги}=((λ/d)(v²ρ/2)) + (ξ(v²ρ/2)) = ((λ/α)l(v²ρ/2)) + (ξ*(v²ρ/2)) = R-l + z;

От това се получават следните уравнения за R и z

R = (λ/α)*(v²ρ/2) Pa/m;

z = ξ*(v²ρ/2) Pa;

Нека сега разгледаме как да изчислим хидравличното съпротивление, като използваме тези формули.

Определяне на загубите на налягане в тръбите

Съпротивлението на загубата на налягане във веригата, през която циркулира охлаждащата течност, се определя като сума от всички отделни компоненти. Последните включват:

• загубите в първичната верига, означени като ∆Plk;
• местни разходи за топлоносител (∆Plm);
• спадът на налягането в специални зони, наречени генератори на топлина, обозначен като ∆Ptg;
• загуби в интегрираната топлообменна система ∆Pto.

След като се сумират тези стойности, се получава общото хидравлично съпротивление на системата, ∆Pco.

В допълнение към този обобщен метод има и други начини за определяне на загубата на напор в полипропиленови тръби. Едната от тях се основава на сравнение на две стойности, отнасящи се до началото и края на тръбата. В този случай загубата на налягане може да се изчисли, като просто се извадят първоначалните и крайните стойности на загубата на налягане, определени от двата манометъра.

Друг вариант за изчисляване на желаната стойност се основава на по-сложна формула, която отчита всички фактори, влияещи върху характеристиките на топлинния поток. Следващата формула отчита преди всичко загубата на напор на течността поради голямата дължина на тръбопровода.

• h е загубата на напор на течността, измерена в метри в конкретния случай.
• λ - коефициент на хидравлично съпротивление (или триене), определен по други изчислителни методи.
• L - обща дължина на тръбопровода, който ще се обслужва, измерена в линейни метри.
• D - вътрешен размер на тръбата, който определя обема на потока на отоплителната среда.
• V е скоростта на флуидния поток, измерена в стандартни единици (метри в секунда).
• Символът g е гравитационното ускорение, равно на 9,81 m/s2.

Голям интерес представляват загубите, причинени от високия коефициент на хидравлично триене. Това зависи от грапавостта на вътрешните повърхности на тръбите. Съотношенията, използвани в този случай, са валидни само за тръбни заготовки със стандартна кръгла форма. Окончателната формула за тяхното заключение е следната:

• V - скоростта на водните маси, измерена в метри за секунда.
• D е вътрешният диаметър, който определя свободното пространство за движение на топлинния флуид.
• Коефициентът, който стои в знаменателя, показва кинематичния вискозитет на флуида.

Последната е постоянна величина и може да бъде намерена в специални таблици, които са публикувани в големи количества в интернет.

1.4 Разпределение на налягането в участъците на тръбната система

Изчисляване на налягането във възловата точка р1 и графиката на налягането
в раздел l1 по формула (1.1):

 (1.31)

 (1.32)

Да представим
произтичащата от това връзка pl1=f(l) като маса.

Таблица
4

l,km	5	10	15	20	25	30	34
p, kPa	4808,3	4714,8	4619,5	4522,1	4422,6	4320,7	4237,5

Нека изчислим налягането в ключовата точка р6 и графиката на налягането
на клон l8 — l9 по формула (1.13):

 (1.33)

 (1.34)

Нека представляваме
произтичащата от това връзка p(l8-l9)=f(l) като маса.

Таблица
5

l,km	87	90,38	93,77	97,15	100,54	104	107,31
p, kPa	2963,2	2929,9	2897,2	2864,1	2830,7	2796,8	2711
l,km	110,69	114,08	117,46	120,85	124,23	127,62	131
p, kPa	2621,2	2528,3	2431,8	2331,4	2226,4	2116,2	2000

За да се изчисли дебитът на клона l2 —l4 —l6 иl3 —l5 —l7използваме формулите (1.10) и
(1.11):

Проверка:

Изчислението
е правилно.

Сега
Да изчислим наляганията във възловите точки на клона l2 —l4
—l6 според
по формулите (1.2), (1.3) и (1.4) :

Резултати
Изчисления на налягането в секцията l2
са показани в таблица 6:

Таблица
6

l,km	34	38,5	43	47,5	52	56,5	61
p, kPa	4240	4123,8	4004,3	3881,1	3753,8	3622,1	3485,4

Резултати
изчислен за участъка l4
са представени в таблица 7:

Таблица
7

Вариант на изчисленията с компютър

Компютърното извършване на изчисленията отнема най-малко време - от човека се изисква само да въведе необходимите данни в съответните колони.

Следователно хидравличното изчисление се извършва за няколко минути и не изисква големи познания, които са необходими при използването на формули.

За да се изпълни правилно, от спецификациите трябва да се вземат следните данни:

• плътност на газа;
• коефициент на кинетичен вискозитет;
• температура на газа във вашия регион.

Необходимите спецификации се получават от държавното дружество за доставка на газ в общината, където ще се изгражда газопроводът. Всъщност с този документ започва проектирането на всеки тръбопровод, тъй като той съдържа всички основни изисквания за неговото изграждане.

След това строителят трябва да знае консумацията на газ за всеки уред, който се планира да бъде свързан към газопровода. Например, ако горивото ще се транспортира до частен дом, там най-често се използват готварски печки и всякакви отоплителни котли и в техните информационни листове винаги са посочени правилните стойности.

Освен това трябва да знаете броя на горелките за всяка готварска печка, която ще бъде свързана към тръбата.

На следващия етап от събирането на необходимите данни се взема информация за спада на налягането в мястото, където е монтирано някакво оборудване - това може да е измервателен уред, спирателен вентил, термостатичен спирателен вентил, филтър и други елементи.

В този случай е лесно да се намерят необходимите данни - те се съдържат в специална таблица, приложена към информационния лист на всеки продукт.

Проектантът трябва да има предвид, че трябва да се посочи спадът на налягането при максимална консумация на газ.

В следващата стъпка се препоръчва да се знае какво ще бъде налягането на синьото гориво в точката на свързване. Такава информация може да бъде предоставена от техническите спецификации на съоръжението или от чертеж на бъдещия тръбопровод.

Ако мрежата се състои от няколко участъка, те трябва да бъдат номерирани и да се посочи действителната им дължина. Освен това за всяка от тях трябва да се запишат поотделно всички променливи, които трябва да се променят - това е общият дебит на всеки уред, който ще се използва, падът на налягането и други стойности.

Факторът едновременност е задължителен. Той отчита възможността всички потребители на газ, свързани към мрежата, да работят заедно. Например всички отоплителни съоръжения в жилищен блок или частна къща.

Тези данни се използват от софтуера за хидравлични изчисления, за да се определи максималното натоварване в даден участък или в целия тръбопровод.

Не е необходимо да се изчислява този коефициент за всеки отделен апартамент или къща, тъй като стойностите са известни и са показани в таблицата по-долу:

Ако в един обект се използват повече от два отоплителни котела, готварски печки или цилиндри за гореща вода, коефициентът на едновременност винаги е 0,85. То трябва да бъде въведено в съответната колона на програмата за изчисление.

Освен това трябва да се посочат диаметърът на тръбата и коефициентите на грапавост, които ще се използват при изграждането на тръбата. Тези стойности са стандартни и могат лесно да бъдат намерени в Кодекса на практиките.

Преглед на програмите

За улеснение на изчисленията се предлагат програми за любителски и професионални хидравлични изчисления.

Най-популярният е Excel.

Можете да използвате Excel Online, CombiMix 1.0 или онлайн калкулатора за хидравлични изчисления. Стационарната програма се избира в зависимост от изискванията на проекта.

Основната трудност при тези програми е да не се познават основите на хидравликата. В някои от тях липсва дешифриране на формулите, не се отчитат особеностите на разклоненията и изчисляването на съпротивленията в сложни вериги.

Характеристики на програмите:

• HERZ C.O. 3.5 - изчислява се по метода на специфичните линейни загуби на налягане.
• DanfossCO и OvertopCO - могат да изчисляват системи с естествена циркулация.
• "Поток" - позволява използването на метода за изчисление с променлива (плъзгаща се) температурна разлика в щранговете.

Трябва да се зададат параметрите за въвеждане на температурата по Келвин/Целзий.

.1 Определяне на капацитета на сложна тръбна система

Изчисляване на сложна тръбна система съгласно фигура 1 и данните
В таблица 1 ще използваме метода на заместване с еквивалентен прост газопровод. За
за да го направи, въз основа на теоретичното уравнение за дебита в стабилно състояние
изотермичен поток, нека съставим уравнение за еквивалентен газопровод и
нека запишем уравнението.

Таблица 1

Индексен номер i	Външен диаметър Ди , mm	Дебелина на стената δi , mm	Дължина на секцията Li , km
1	508	9,52	34
2	377	7	27
3	426	9	17
4	426	9	12
5	377	7	8
6	377	7	9
7	377	7	28
8	630	10	17
9	529	9	27

Фигура 1 - Схематична схема на тръбопровод

За раздела l1 нека запишем
формулата за потока:

 (1.1)

В точката на възела р1 газовият поток се разделя на две части: l2 —l4 —l6 иl3 —l5 —l7 тогава в точката р6 тези клонове
сливане. Приемаме, че дебитът на първия клон е Q1 , а този на втория клон е Q2.

За клона l2 —l4 —l6:

 (1.2)

 (1.3)

 (1.4)

Нека добавим
в двойки (1.2), (1.3) и (1.4), получаваме

 (1.5)

За
клон l3 —l5 —l7:

 (1.6)

 (1.7)

 (1.8)

Обобщаване
в двойки (1.6), (1.7) и (1.8), получаваме

 (1.9)

Нека изразим
от уравнения (1.5) и (1.9) Q1 и Q2, съответно:

 (1.10)

 (1.11)

Дебитът
над успоредното сечение е равен на: Q=Q1+Q2.

 (1.12)

Разликата
на квадратите на наляганията за успоредния участък са равни:

 (1.13)

За
клон l8-l9 нека запишем:

 (1.14)

Като съберем (1.1), (1.13) и (1.14), получаваме

 (1.15)

От
Последният израз дава капацитета на системата. Предвид
формулата за капацитета на потока за еквивалентен газопровод:

 (1.16)

Нека намерим връзката, която позволява за даден LEC или DEC да се намери другият геометричен размер на тръбопровода

 (1.17)

За да определим дължината на еквивалентен тръбопровод, нека начертаем
проверка на системата. За да направим това, начертаваме всички нишки на сложен тръбопровод в един
В този случай начертаваме всички нишки на сложния тръбопровод в една и съща посока, като запазваме структурата на системата. Тъй като дължината на еквивалентен тръбопровод
като дължина на еквивалентен тръбопровод приемаме най-дългия компонент на тръбопровода от неговото начало до
края, както е показано на фигура 2.

Фигура 2 - Разположение на тръбната система

Според резултатите от чертежа дължината на еквивалентния тръбопровод
ще приемем, че дължината е равна на сумата от секторите l1 —l3 —l5 —l7 —l8 —l9. Тогава LEC=131km.

За изчисленията се използват следните предположения: приемаме, че потокът на газ в тръбата е подчинен на квадратичен закон за съпротивление.
се подчинява на квадратичния закон за съпротивлението. Следователно
коефициентът на хидравлично съпротивление се изчислява по формулата:

 , (1.18)

където k - е еквивалентната грапавост на стените
на тръбата, mm;

D -
вътрешен диаметър на тръбата, mm.

За главните газопроводи без облицовъчни пръстени допълнителните
местните съпротивления (фитинги, преходи) обикновено не надвишават 2-5% от загубите от триене.
загуби от триене. Поради това при техническите изчисления проектният коефициент
се приема като стойност:

 (1.19)

За
За по-нататъшни изчисления ще приемем , k=0,5.

Изчислете
коефициентът на съпротивление на потока за всички секции на тръбата
и запишете резултатите в таблица 2.

Таблица
2

Индексен номер i	Външен диаметър Ди , mm	Дебелина на стената δi , mm	Коефициент на хидравлично съпротивление, λtr
1	508	9,52	0,019419
2	377	7	0,020611
3	426	9	0,020135
4	426	9	0,020135
5	377	7	0,020611
6	377	7	0,020611
7	377	7	0,020611
8	630	10	0,018578
9	529	9	0,019248

При изчисленията се използва средната плътност на газа в тръбопроводната система,
която се изчислява от условията на сгъстимост на газа при средно налягане.

Средното налягане в системата при дадените условия е:

 (1.20)

За да се определи коефициентът на свиваемост с помощта на номограма, е необходимо да се
да се изчисли намалена температура и налягане по формули:

 , (1.21)

 , (1.22)

където T, p - температура и налягане при работни условия;

Tcr , pcr - абсолютна критична температура и налягане.

Съгласно приложение Б: Tcr=190,9 К, pcr =4,649 MPa.

Още
на номограмата за изчисляване на коефициента на свиваемост на природния газ определяме =
0,88.

Средно
плътността на газа се определя по формулата:

 (1.23)

За
За изчисляване на дебита на газопровода е необходимо да се определи параметър А:

 (1.24)

Да намерим
:

Да намерим
дебита на газа през системата:

 (1.25)

 (1.26)

Преглед на програмите

За по-лесна употреба се предлагат любителски и професионални програми за изчисляване на хидравликата.

Най-популярният е Excel.

Можете да използвате Excel Online, CombiMix 1.0 или онлайн калкулатора за хидравлични изчисления. Стационарната програма се избира в зависимост от изискванията на проекта.

Основната трудност при тези програми е да не се познават основите на хидравликата. Някои от тях не дават обяснение на формулите, не разглеждат начина на разклоняване на тръбите или изчисляване на съпротивленията в сложни вериги.

• HERZ C.O. 3,5 - изчислява се по метода на линейните специфични загуби на налягане.
• DanfossCO и OvertopCO - могат да изчисляват системи с естествена циркулация.
• "Поток" - позволява използването на метода за изчисление с променлива (плъзгаща се) температурна разлика в щранговете.

Параметрите за въвеждане на температурата трябва да бъдат зададени в Келвин/Целзий.

Определяне на загубите на налягане в тръбите

Съпротивлението при загуба на налягане на веригата, през която циркулира топлоносителят, се определя като сума от всички отделни компоненти. Последните включват:

• загубите в първичната верига, означавани като ∆Plk;
• местни разходи за топлоносител (∆Plm);
• спадът на налягането в специални зони, наречени генератори на топлина, обозначен като ∆Ptg;
• загубите в интегрираната топлообменна система ∆Pto.

След като се сумират тези стойности, се получава общото хидравлично съпротивление на системата, ∆Pco.

В допълнение към този обобщен метод съществуват и други методи за определяне на загубата на напор в полипропиленови тръби. Едната от тях се основава на сравнение на две стойности, отнасящи се до началото и края на тръбата. В този случай загубата на налягане може да се изчисли, като просто се извадят първоначалните и крайните стойности на загубата на налягане, определени от двата манометъра.

Друг начин за изчисляване на цифрата е да се приложи по-сложна формула, която отчита всички фактори, влияещи върху характеристиките на топлинния поток. Формулата по-долу отчита преди всичко загубата на напор на течността поради голямата дължина на тръбата.

• h е загубата на напор на течността, измерена в метри в конкретния случай.
• λ - коефициент на хидравлично съпротивление (или триене), определен по други изчислителни методи.
• L - общата дължина на обслужвания тръбопровод, измерена в линейни метри.
• D - вътрешен размер на тръбата, който определя обема на потока на топлоносителя.
• V - скоростта на флуида, измерена в стандартни единици (метри в секунда).
• Символът g е гравитационното ускорение, равно на 9,81 m/s2.

Загубите на налягане се дължат на триенето на течността с вътрешната повърхност на тръбите.

Загубите, причинени от високия коефициент на хидравлично триене, са от голям интерес. Това зависи от грапавостта на вътрешните повърхности на тръбите. Съотношенията, използвани в този случай, са валидни само за тръбни заготовки със стандартна кръгла форма. Окончателната формула за намирането им е следната:

• V - скоростта на водните маси, измерена в метри за секунда.
• D е вътрешният диаметър, който определя свободното пространство за движение на топлинния флуид.
• Коефициентът, който стои в знаменателя, показва кинематичния вискозитет на флуида.

Последната стойност се отнася до постоянни стойности и се намира с помощта на специални таблици, публикувани в големи количества в интернет.

Хидравлично балансиране

Балансирането на диференциалните налягания в отоплителната система се постига с помощта на регулиращи и спирателни вентили.

Хидравличното балансиране на системата се извършва въз основа на:

• проектно натоварване (масов дебит на отоплителната среда);
• Данните на производителя на тръбата за динамичната устойчивост;
• броя на местните съпротивителни сили във въпросната област;
• техническите характеристики на клапана.

За всеки вентил са посочени инсталационните характеристики - пад на налягане, фиксиране, капацитет на потока. Те се използват за определяне на коефициентите на потока на отоплителната среда във всеки щранг и след това във всеки уред.

Спадът на налягането е правопропорционален на квадрата на дебита на отоплителната среда и се измерва в kg/h, където

S е произведението от динамичното специфично налягане, изразено в Pa/(kg/h), и коефициента на редукция за местното съпротивление на сечението (ξp).

Редуцираният коефициент ξpr е сумата от всички локални съпротивления на системата.

Резултати.

Получените стойности на загубите на налягане в тръбопровода, изчислени по двата метода, се различават в нашия пример с 15...17%! Като разгледате други примери, можете да видите, че разликата понякога достига до 50%! Въпреки това стойностите, получени от теоретичните хидравлични формули, винаги са по-ниски от резултатите от SNiP 2.04.02-84. Склонен съм да мисля, че първото изчисление е по-точно и SNiP 2.04.02-84 е "подкрепен". Възможно е да греша в заключенията си. Трябва да се отбележи, че хидравличните изчисления на тръбопроводите трудно се поддават на точно математическо моделиране и се основават главно на зависимости, получени от експерименти.

Във всеки случай, ако имате два резултата, е по-лесно да вземете правилното решение.

Когато правите хидравлични изчисления за тръби с различна височина на входа и изхода, не забравяйте да добавите (или извадите) статичното налягане към резултатите. За вода - разлика във височината от 10 метра ≈ 1 kg/cm2.

Моля, изпратете по отношение на работата на автора изтегляне на файла след абониране за обявяване на статии!

Връзка за изтегляне: gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov (xls 57.5KB).

Едно важно и според мен интересно продължение на темата можете да прочетете тук