Calcul hidraulic al unei conducte de gaz: metode și metode de calcul + exemplu de calcul

Pentru o funcționare sigură și fără probleme a alimentării cu gaz, aceasta trebuie proiectată și calculată.Este important să selectați perfect conductele pentru rețeaua de toate tipurile de presiune, asigurând o alimentare stabilă cu gaz a dispozitivelor.

Pentru a vă asigura că selecția țevilor, fitingurilor și echipamentelor este cât mai precisă posibil, se efectuează un calcul hidraulic al conductei. Cum se face? Recunoaște, nu ești prea informat despre această problemă, hai să ne dăm seama.

Vă oferim să vă familiarizați cu informații atent selectate și procesate temeinic despre opțiunile de realizare a calculelor hidraulice pentru sistemele de conducte de gaz. Folosind datele pe care le prezentăm, veți asigura că dispozitivele sunt alimentate cu combustibil albastru cu parametrii de presiune necesari. Datele verificate cu atenție se bazează pe reglementările documentației de reglementare.

Articolul descrie în detaliu principiile și schemele pentru efectuarea calculelor. Este dat un exemplu de efectuare a calculelor. Aplicațiile grafice și instrucțiunile video sunt folosite ca un plus informativ util.

Specificul calculului hidraulic

Orice calcul hidraulic efectuat este o determinare a parametrilor viitoarei conducte de gaz. Această procedură este obligatorie, precum și una dintre cele mai importante etape de pregătire pentru construcție. Dacă conducta de gaz va funcționa optim depinde de corectitudinea calculului.

La efectuarea fiecărui calcul hidraulic, se determină următoarele:

• necesar diametrul conducteicare va asigura transportul eficient și stabil al cantității necesare de gaz;
• Pierderea de presiune va fi acceptabilă atunci când se deplasează volumul necesar de combustibil albastru în conducte cu un diametru dat?

Pierderile de presiune apar datorită faptului că există rezistență hidraulică în orice conductă de gaz. Dacă este calculat incorect, poate duce la lipsa consumatorului de gaz suficient pentru funcționarea normală în toate modurile sau în perioadele de consum maxim.

Acest tabel este rezultatul unui calcul hidraulic efectuat ținând cont de valorile date. Pentru a efectua calcule, va trebui să introduceți indicatori specifici în coloane.

O astfel de operațiune este o procedură standardizată de stat care este efectuată în conformitate cu formulele și cerințele stabilite în SP 42-101–2003.

Dezvoltatorul este obligat să efectueze calculele. Datele privind specificațiile tehnice ale conductei, care pot fi obținute de la furnizorul dumneavoastră de gaze din oraș, sunt luate ca bază.

Conducte de gaze care necesită calcule

Statul impune efectuarea de calcule hidraulice pentru toate tipurile de conducte aferente sistemului de alimentare cu gaz. Deoarece procesele care au loc atunci când gazul se mișcă sunt întotdeauna aceleași.

Aceste conducte de gaze includ următoarele tipuri:

• presiune scăzută;
• presiune medie, înaltă.

Primele sunt destinate transportului combustibilului către clădiri rezidențiale, toate tipurile de clădiri publice și întreprinderi casnice.În plus, în clădirile private, apartamentele și cabanele, presiunea gazului nu trebuie să depășească 3 kPa; în întreprinderile casnice (neindustriale) această cifră este mai mare și ajunge la 5 kPa.

Al doilea tip de conducte este destinat aprovizionării rețelelor de toate tipurile, de joasă și medie presiune prin puncte de control al gazelor, precum și furnizarea de gaze consumatorilor individuali.

Acestea pot fi întreprinderi industriale, agricole, diverse de utilități publice și chiar de sine stătătoare sau atașate clădirilor industriale. Dar în ultimele două cazuri vor exista restricții semnificative de presiune.

Experții împart în mod condiționat tipurile de conducte de gaz enumerate mai sus în următoarele categorii:

• intra-casa, in magazin, adică transportarea combustibilului albastru în interiorul unei clădiri și livrarea acestuia către unități și dispozitive individuale;
• filiale de abonat, folosit pentru furnizarea de gaze dintr-o rețea de distribuție către toți consumatorii existenți;
• distributie, folosit pentru a furniza gaz anumitor teritorii, de exemplu, orașe, districtele lor individuale și întreprinderile industriale. Configurația lor variază și depinde de caracteristicile de aspect. Presiunea din interiorul rețelei poate fi orice specificat - scăzută, medie, ridicată.

În plus, calculele hidraulice sunt efectuate pentru rețelele de gaze cu un număr diferit de trepte de presiune, dintre care există multe varietăți.

Astfel, pentru a veni în întâmpinarea nevoilor, se pot folosi rețele în două trepte, care funcționează cu gaz transportat la presiune joasă, înaltă sau joasă, medie. Rețelele cu trei trepte și diferitele mai multe trepte și-au găsit, de asemenea, aplicație. Adică totul depinde doar de disponibilitatea consumatorilor.

Rezistența hidraulică este principalul motiv pentru care trebuie efectuat acest tip de calcul. Mai mult, depinde și de materialul țevii

În ciuda varietății mari de opțiuni de conducte de gaz, calculele hidraulice sunt similare în orice caz. Deoarece elementele structurale din materiale similare sunt utilizate pentru fabricație și aceleași procese au loc în interiorul țevilor.

Rezistența hidraulică și rolul acesteia

După cum sa menționat mai sus, baza de calcul este prezența rezistenței hidraulice în fiecare conductă de gaz.

Afectează întreaga structură a conductei, precum și părțile sale individuale, ansamblurile - teuri, locurile de reducere semnificativă a diametrului conductei, supape de închidere și diferite supape. Aceasta duce la o pierdere de presiune în gazul transportat.

Rezistența hidraulică este întotdeauna suma:

• rezistență liniară, adică acționând pe toată lungimea structurii;
• rezistențe locale care acționează la fiecare parte componentă a structurii unde se modifică viteza de transport a gazului.

Parametrii enumerați influențează constant și semnificativ caracteristicile de performanță ale fiecărei conducte de gaz. Prin urmare, ca urmare a calculelor incorecte, vor apărea pierderi financiare suplimentare și semnificative din cauza faptului că proiectul va trebui refăcut.

Reguli pentru efectuarea calculelor

S-a afirmat mai sus că procedura pentru orice calcul hidraulic este reglementată de Codul de reguli de profil cu numărul 42-101–2003.

Documentul indică faptul că principala modalitate de a efectua calculul este utilizarea unui computer în acest scop cu programe speciale care vă permit să calculați pierderea de presiune planificată între secțiunile viitoarei conducte de gaz sau diametrul necesar al conductei.

Orice calcul hidraulic se efectuează după crearea unei diagrame de calcul care include principalii indicatori. În plus, utilizatorul introduce date cunoscute în coloanele corespunzătoare

Dacă nu există astfel de programe sau o persoană consideră că utilizarea lor este inadecvată, atunci pot fi utilizate alte metode permise de Codul de reguli.

Care include:

• calculul folosind formulele date în SP este cea mai complexă metodă de calcul;
• calcularea folosind așa-numitele nomograme este o opțiune mai simplă decât utilizarea formulelor, deoarece nu trebuie să faceți niciun calcul, deoarece datele necesare sunt indicate într-un tabel special și date în Codul de reguli și trebuie doar să le selectați .

Oricare dintre metodele de calcul conduce la aceleași rezultate. Prin urmare, gazoductul nou construit va putea asigura furnizarea în timp util și neîntreruptă a cantității planificate de combustibil chiar și în timpul orelor de utilizare maximă.

Opțiune de computer pentru computer

Efectuarea calculelor folosind un computer este cea mai puțin intensă muncă - tot ceea ce este necesar unei persoane este să insereze datele necesare în coloanele corespunzătoare.

Prin urmare, calculele hidraulice se fac în câteva minute, iar această operațiune nu necesită o cantitate mare de cunoștințe, care sunt necesare atunci când se utilizează formule.

Pentru a o efectua corect, este necesar să luați următoarele date din specificațiile tehnice:

• densitatea gazului;
• coeficientul de vâscozitate cinetică;
• temperatura gazului în regiunea dvs.

Condițiile tehnice necesare se obțin de la direcția de gaze orășenească a localității în care va fi construită gazoductul.De fapt, proiectarea oricărei conducte începe cu primirea acestui document, deoarece conține toate cerințele de bază pentru proiectarea sa.

Utilizarea programelor speciale este cea mai simplă metodă de calcul hidraulic, eliminând căutarea și studiul formulelor pentru calcule

Apoi, dezvoltatorul trebuie să afle consumul de gaz pentru fiecare dispozitiv care este planificat să fie conectat la conducta de gaz. De exemplu, dacă combustibilul va fi transportat într-o casă privată, atunci sobe pentru gătit, tot felul de cazane de încălzire sunt cel mai des folosite acolo, iar pașapoartele lor conțin întotdeauna numerele necesare.

În plus, va trebui să știți și numărul de arzători pentru fiecare sobă care va fi conectată la conductă.

În următoarea etapă a colectării datelor necesare, se selectează informații despre căderea de presiune la locurile de instalare a oricărui echipament - acesta ar putea fi un contor, o supapă de închidere, o supapă de închidere termică, un filtru sau alte elemente. .

În acest caz, este ușor să găsiți numerele necesare - acestea sunt conținute într-un tabel special atașat la pașaportul fiecărui produs. Proiectantul trebuie să rețină că trebuie specificată căderea de presiune la consumul maxim de gaz.

Din tabelul special atașat fișei produsului, puteți afla informații despre pierderea de presiune la conectarea dispozitivelor la rețea

În etapa următoare, se recomandă să aflați care va fi presiunea albastră a combustibilului la punctul de introducere. Astfel de informații pot conține condițiile tehnice ale gazului dumneavoastră de oraș, o diagramă întocmită anterior a viitoarei conducte de gaz.

Dacă rețeaua constă din mai multe secțiuni, atunci acestea trebuie numerotate și trebuie indicată lungimea reală.În plus, pentru fiecare dintre acestea, toți indicatorii variabili ar trebui să fie notați separat - acesta este debitul total al oricărui dispozitiv care va fi utilizat, căderea de presiune și alte valori.

Va fi necesar un coeficient de simultaneitate. Se ține cont de posibilitatea lucrului în comun a tuturor consumatorilor de gaz conectați la rețea. De exemplu, toate echipamentele de încălzire situate într-un bloc de apartamente sau o casă privată.

Astfel de date sunt utilizate de un program de calcul hidraulic pentru a determina sarcina maximă pe orice secțiune sau întreaga conductă de gaz.

Pentru fiecare apartament sau casă individual, nu este necesar să se calculeze coeficientul specificat, deoarece valorile sale sunt cunoscute și indicate în tabelul de mai jos:

Un tabel cu coeficienți de simultaneitate, date din care se folosesc pentru orice tip de calcul. Este suficient să selectați coloana corespunzătoare unui anumit aparat de uz casnic și să luați numărul dorit

Dacă la o anumită unitate se plănuiește să se utilizeze mai mult de două cazane de încălzire, cuptoare și încălzitoare de apă din rezervor de stocare, atunci indicatorul de simultaneitate va fi întotdeauna 0,85. Acesta este ceea ce va trebui să indicați în coloana corespunzătoare utilizată pentru calculul programului.

În continuare ar trebui să indicați diametrul conductei, și veți avea nevoie și de coeficienții lor de rugozitate, care vor fi utilizați în construcția conductei. Aceste valori sunt standard și pot fi găsite cu ușurință în Rulebook.

Influența materialului conductei asupra calculului

Pentru construcția conductelor de gaz, puteți utiliza conducte realizate numai din anumite materiale: oțel, polietilenă. În unele cazuri, se folosesc produse din cupru. Va fi utilizat pe scară largă în curând structuri metalo-plastice.

Fiecare conductă are o rugozitate, ceea ce duce la rezistență liniară, care afectează procesul de mișcare a gazului. În plus, această cifră este semnificativ mai mare pentru produsele din oțel decât pentru cele din plastic.

Astăzi, informațiile necesare pot fi obținute doar pentru țevile din oțel și polietilenă. Ca urmare, calculele de proiectare și hidraulice pot fi efectuate numai ținând cont de caracteristicile acestora, ceea ce este cerut de Codul de practică relevant. Documentul contine si datele necesare calculului.

Coeficientul de rugozitate este întotdeauna egal cu următoarele valori:

• pentru toate tevile din polietilena, indiferent daca sunt noi sau nu, - 0,007 cm;
• pentru produse din oțel deja utilizate - 0,1 cm;
• pentru structuri noi din oțel - 0,01 cm.

Pentru orice alte tipuri de conducte acest indicator nu este indicat în Codul de Practică. Prin urmare, acestea nu ar trebui utilizate pentru construcția unei noi conducte de gaz, deoarece specialiștii Gorgaz ar putea necesita ajustări. Și acestea sunt din nou costuri suplimentare.

Calculul debitului într-o zonă limitată

Dacă conducta de gaz constă din secțiuni separate, atunci calculul debitului total pentru fiecare dintre ele va trebui efectuat separat. Dar acest lucru nu este dificil, deoarece calculele vor necesita numere deja cunoscute.

Definirea datelor folosind programul

Cunoscând indicatorii inițiali, având acces la tabelul de simultaneitate și fișele tehnice ale sobelor și cazanelor, puteți începe calculul.

Pentru a face acest lucru, parcurgeți următorii pași (exemplul este dat pentru o conductă de gaz intra-casă de joasă presiune):

1. Numărul de cazane se înmulțește cu productivitatea fiecăruia dintre ele.
2. Valoarea rezultată este înmulțită cu coeficientul de simultaneitate specificat folosind un tabel special pentru acest tip de consumator.
3. Numărul de sobe destinate gătitului se înmulțește cu productivitatea fiecăruia dintre ele.
4. Valoarea obtinuta in urma operatiei anterioare se inmulteste cu coeficientul de simultaneitate luat dintr-un tabel special.
5. Se însumează cantitățile rezultate pentru cazane și sobe.

Manipulări similare sunt efectuate pentru toate secțiunile conductei de gaz. Datele obținute sunt introduse în coloanele corespunzătoare ale programului cu care se efectuează calculele. Electronica face totul de la sine.

Calcul folosind formule

Acest tip de calcul hidraulic este similar cu cel descris mai sus, adică vor fi necesare aceleași date, dar procedura va fi lungă. Deoarece totul va trebui făcut manual, în plus, proiectantul va trebui să efectueze o serie de operații intermediare pentru a utiliza valorile obținute pentru calculul final.

De asemenea, va trebui să dedicați destul de mult timp pentru a înțelege multe concepte și probleme pe care o persoană nu le întâmpină atunci când folosește un program special. Valabilitatea celor de mai sus poate fi verificată prin familiarizarea cu formulele care urmează să fie utilizate.

Calculul folosind formule este complex și, prin urmare, nu este accesibil tuturor. Imaginea prezintă formule pentru calcularea căderii de presiune în rețeaua de înaltă, medie și joasă presiune și a coeficientului de frecare hidraulică

În aplicarea formulelor, ca și în cazul calculelor hidraulice folosind un program special, există caracteristici pentru conductele de gaze de nivel scăzut, mediu și, desigur, presiune ridicata. Și merită să ne amintim, deoarece o greșeală este întotdeauna plină de costuri financiare semnificative.

Calcule folosind nomograme

Orice nomogramă specială este un tabel care arată un număr de valori, prin studierea cărora puteți obține indicatorii doriti fără a efectua calcule. În cazul calculelor hidraulice, diametrul conductei și grosimea pereților acesteia.

Nomogramele pentru calcul sunt o modalitate simplă de a obține informațiile necesare. Este suficient să ne referim la liniile care îndeplinesc caracteristicile specificate ale rețelei

Există nomograme separate pentru produse din polietilenă și oțel. La calcularea acestora, s-au folosit date standard, de exemplu, rugozitatea pereților interiori. Prin urmare, nu trebuie să vă faceți griji cu privire la corectitudinea informațiilor.

Exemplu de calcul

Este dat un exemplu de efectuare a calculelor hidraulice folosind un program pentru conducte de gaze de joasă presiune. În tabelul propus, toate datele pe care proiectantul trebuie să le introducă independent sunt evidențiate cu galben.

Acestea sunt enumerate în paragraful privind calculele hidraulice computerizate de mai sus. Acestea sunt temperatura gazului, coeficientul de vâscozitate cinetică și densitatea.

În acest caz, calculele sunt efectuate pentru cazane și sobe, prin urmare, este necesar să se precizeze numărul exact de arzătoare, care poate fi 2 sau 4. Precizia este importantă, deoarece programul va selecta automat coeficientul de simultaneitate.

În imagine, coloanele în care indicatorii trebuie introduși chiar de designer sunt evidențiate cu galben. Mai jos este formula de calcul a debitului pe șantier

Merită să acordați atenție numerotării secțiunilor - nu sunt inventate independent, ci sunt luate dintr-o diagramă întocmită anterior, unde sunt indicate numere similare.

În continuare, se notează lungimea reală a conductei de gaz și așa-numita lungime calculată, care este mai mare. Acest lucru se întâmplă deoarece în toate zonele în care există rezistență locală, este necesară creșterea lungimii cu 5-10%. Acest lucru se face pentru a preveni presiunea insuficientă a gazului în rândul consumatorilor. Programul efectuează calculele independent.

Consumul total în metri cubi, pentru care este prevăzută o coloană separată, la fiecare amplasament este calculat în avans. Dacă clădirea este cu mai multe apartamente, atunci trebuie să indicați numărul de locuințe, pornind de la valoarea maximă, așa cum se poate vedea în coloana corespunzătoare.

Este obligatoriu să introduceți în tabel toate elementele conductei de gaz, în timpul căreia se pierde presiunea. Exemplul prezintă o supapă de închidere termică, o supapă de închidere și un contor. Valoarea pierderii în fiecare caz a fost preluată din pașaportul produsului.

Folosind un singur program puteți face calcule pentru toate tipurile de conducte de gaz. Imaginea prezintă calcule pentru o rețea de medie presiune

Diametrul interior al conductei este indicat conform specificațiilor tehnice, dacă societatea de gaz are vreo cerință, sau dintr-o diagramă întocmită anterior. În acest caz, în majoritatea zonelor este prescris la o dimensiune de 5 cm, deoarece cea mai mare parte a conductei de gaz trece de-a lungul fațadei, iar gazul local de oraș necesită ca diametrul să nu fie mai mic.

Dacă vă familiarizați chiar superficial cu exemplul dat de efectuare a unui calcul hidraulic, este ușor de observat că, pe lângă valorile introduse de o persoană, există un număr mare de altele. Acesta este tot rezultatul programului, deoarece după introducerea numerelor în coloanele specifice evidențiate cu galben, munca de calcul este finalizată pentru persoană.

Adică, calculul în sine are loc destul de repede, după care datele primite pot fi trimise spre aprobare către departamentul de gaz al orașului dumneavoastră.

Concluzii și video util pe această temă

Acest videoclip face posibilă înțelegerea de unde încep calculele hidraulice și de unde obțin proiectanții datele necesare:

Următorul videoclip prezintă un exemplu de un tip de calcul computerizat:

Mai jos puteți vedea un exemplu de calcul folosind un program de calculator:

Pentru a efectua un calcul hidraulic folosind un computer, așa cum permite profilul Codul de reguli, este suficient să petreceți puțin timp familiarizându-vă cu programul și culegând datele necesare.

Dar toate acestea nu au nicio semnificație practică, deoarece elaborarea unui proiect este o procedură mult mai extinsă și include multe alte aspecte. Având în vedere acest lucru, majoritatea cetățenilor vor trebui să solicite ajutor de la specialiști.

Aveți întrebări, găsiți neajunsuri sau puteți adăuga informații valoroase materialului nostru? Lasă-ți comentariile, pune întrebări, împărtășește-ți experiența în blocul de mai jos.