- Специфика на хидравличните изчисления
- Правила за изчисляване
- Опция за изчисление на компютъра
- Ефектът на тръбния материал върху изчислението
- Изчисляване на потреблението в ограничена област
- Пример за изчисление
- Заключения и полезно видео по темата
Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
За безопасна и безпроблемна работа на газоснабдяването трябва да се проектира и изчисли. Важно е да се съчетаят идеално тръбите за всички типове тръбопроводи под налягане, като се гарантира стабилно подаване на газ към инструментите.
За да направите избора на тръби, фитинги и оборудване възможно най-точен, направете хидравлично изчисление на тръбопровода. Как да го направя? Признайте, не сте добре запознати с този въпрос, нека разберем.
Препоръчваме да се запознаете с внимателно подбраната и задълбочено обработена информация за възможностите за производство на хидравлични изчисления за газопроводни системи. Използването на представените от нас данни ще осигури доставка на синьо гориво към инструментите с необходимите параметри на налягането. Внимателно проверените данни се основават на нормативни документи.
Статията е много подробно описана принципите и схемите за изготвяне на изчисления. Пример за извършване на изчисления. Графични приложения и видео инструкции бяха използвани като полезна информативна добавка.
Специфика на хидравличните изчисления
Всяко извършено хидравлично изчисление е определянето на параметрите на бъдещ газопровод. Тази процедура е задължителна, както и един от най-важните етапи на подготовка за строителство. Зависи от правилността на изчислението дали тръбопроводът ще функционира оптимално.
При изпълнението на всяко хидравлично изчисление е дефиницията:
- необходимия диаметър на тръбите, който ще осигури ефективно и стабилно транспортиране на необходимото количество газ;
- дали загубите в налягането ще бъдат приемливи при преместване на необходимия обем от синьо гориво в тръби с определен диаметър.
Загубите на налягане възникват поради наличието на хидравлично съпротивление във всеки газопровод. Ако се изчисли неправилно, това може да доведе до това, че потребителите нямат достатъчно газ за нормална работа във всички режими или в моментите на максимално потребление.
Тази таблица е резултат от хидравлично изчисление, базирано на дадените стойности. За да извършите изчисления, ще трябва да направите конкретни индикатори в колоните.
| Началото на парцела | Край на парцела | Очаквана консумация m³ / h | Дължина на тръбопровода | Вътрешен диаметър, cm | Първоначално налягане, Pa | Крайно налягане, Pa | Спад на налягането, Па |
| 1 | 2 | 31.34 | 120 | 9.74 | 2000, 00 | 1979.33 | 20.67 |
| 2 | 3 | 31.34 | 150 | 9.74 | 1979.33 | 1953.48 | 25.84 |
| 3 | 4 | 31.34 | 180 | 7.96 | 1953.48 | 1872.52 | 80.96 |
| 4 | 5 | 29.46 | 90 | 7.96 | 1872.52 | 1836.2 | 36.32 |
| 5 | 6 | 19.68 | 120 | 8.2 | 1836.2 | 1815.45 | 20.75 |
| 6 | 7 | 5.8 | 100 | 8.2 | 1815.45 | 1813.95 | 1.5 |
| 4 | 8 | 9.14 | 140 | 5 | 1872.52 | 1806.38 | 66.14 |
| 6 | 9 | 4.13 | 70 | 5 | 1815.45 | 1809.83 | 5.62 |
Такава операция е стандартна за държавата процедура, която се провежда съгласно формулите, изискванията, изложени в SP 42-101-2003 .
Необходими са изчисления, за да се извърши разработването. В основата са данните на техническите спецификации на тръбопровода, които могат да бъдат получени във вашия градски газов склад.
Тръбопроводи, изискващи уреждане
Състоянието изисква хидравлични изчисления за всички видове тръбопроводи, свързани с газоснабдителната система. Тъй като процесите, протичащи по време на движението на газ, винаги са едни и същи.
Тези тръбопроводи включват следните типове:
- ниско налягане;
- средно, високо налягане.
Първите са предназначени за транспортиране на гориво до жилищни сгради, всички видове обществени сгради, битови предприятия. Освен това, в частни, жилищни сгради, вили, налягането на газа не трябва да надвишава 3 kPa, при домакинствата (непроизводствени) този показател е по-висок и достига 5 kPa.
Вторият тип тръбопроводи е проектиран да доставя мрежи с различно, ниско, средно налягане чрез газовите контролни точки, както и да доставя газ на отделни потребители.
Тя може да бъде промишлена, селскостопанска, различни комунални услуги и дори отделена или прикрепена към промишлени сгради. Но в последните два случая ще има значителни ограничения на налягането.
Изброените по-горе специалисти обикновено се разделят на следните категории:
- вътрешен, вътрешен магазин, т.е. транспортиране на синьо гориво във всяка сграда и доставяне до отделни единици, уреди;
- абонатни клонове, използвани за доставка на газ от дистрибуторска мрежа до всички съществуващи клиенти;
- дистрибуция, използвана за доставка на газ до определени територии, например градове, техните отделни райони, промишлени предприятия. Конфигурацията им е различна и зависи от характеристиките на оформлението. Налягането вътре в мрежата може да бъде осигурено - ниско, средно, високо.
В допълнение, хидравличното изчисление се извършва за газови мрежи с различен брой нива на налягане, от които има много разновидности.
Така че, за да отговори на нуждите, могат да се използват двустепенни мрежи, работещи с газ, транспортиран при ниско, високо или ниско налягане, средно. Също така намери използването на тристепенни и различни многоетапни мрежи. Това означава, че всичко зависи от наличието на потребителите.
Хидравличното съпротивление е основната причина за необходимостта от извършване на този тип изчисления. Освен това, това зависи от материала на тръбата
Въпреки голямото разнообразие от варианти на газопроводите, хидравличните изчисления са сходни във всеки един от случаите. Що се отнася до производството, се използват конструктивни елементи с подобни материали и същите процеси се извършват вътре в тръбите.
Хидравлично съпротивление и неговата роля
Както бе споменато по-горе, основата за изчислението е наличието на хидравлично съпротивление във всеки тръбопровод.
Действа върху цялата конструкция на тръбопровода, както и върху отделните му части, възли, места на значително намаляване на диаметъра на тръбите, клапаните и различните клапани. Това води до загуба на налягане от транспортирания газ.
Хидравличното съпротивление винаги е сумата от:
- линейно съпротивление, т.е. действащо по цялата дължина на конструкцията;
- локално съпротивление, действащо върху всеки компонент на конструкцията, където има промяна в скоростта на транспортиране на газ.
Изброените параметри постоянно и значително влияят върху работата на всеки тръбопровод. Следователно, в резултат на неправилно изчисление, ще има допълнителни и значителни финансови загуби поради факта, че проектът ще трябва да бъде преработен.
Правила за изчисляване
По-горе беше посочено, че процедурата за всяко хидравлично изчисление се регулира от Кодекса на практиката с номера 42-101–2003.
Документът свидетелства, че основният метод за изчисляване е използването на компютър със специални програми за тази цел, които позволяват да се изчисли планираната загуба на налягане между участъци от бъдещ газопровод или необходимия диаметър на тръбите.
Всяко хидравлично изчисление се извършва след създаването на проектна схема, включваща основните показатели. Освен това, потребителят въвежда известни данни в съответните колони.
Ако няма такива програми или човек смята, че използването им е непрактично, могат да се прилагат други методи, разрешени от Кодекса на практиката.
Които включват:
- изчисляването по формулите, дадени в съвместното предприятие, е най-сложният метод за изчисление;
- Изчисляването на така наречените номограми е по-опростен вариант от използването на формули, защото не е необходимо да правите каквото и да е смятане, защото необходимите данни са изброени в специална таблица и са изброени в Правилата и просто трябва да ги вземете.
Всеки от изчислителните методи води до същите резултати. И така, новопостроеният газопровод ще може да осигури своевременно, непрекъснато снабдяване на планираното количество гориво дори и по време на максималното му използване.
Опция за изчисление на компютъра
Извършването на смятане с помощта на компютър е най-малкото време - всичко, което се изисква от човек, е да вмъкне необходимите данни в съответните колони.
Ето защо, хидравличното изчисление се извършва за няколко минути и тази операция няма да изисква голям запас от знания, което е необходимо при използване на формули.
За правилното му изпълнение е необходимо да се вземат следните данни от техническите условия:
- плътност на газа;
- коефициент на кинетичен вискозитет;
- температура на газа във вашия регион.
Необходимите технически условия се получават в газовия излаз на населеното място, в което ще се изгражда газопроводът. Всъщност проектирането на всеки тръбопровод започва с получаването на този документ, тъй като съдържа всички основни изисквания за неговия дизайн.
Използването на специални програми е най-простият метод на хидравлични изчисления, премахвайки търсенето и изучаването на формули за извършване на изчисления
След това предприемачът трябва да знае скоростта на газовия поток за всяко устройство, което се планира да бъде свързано с газопровода. Например, ако горивото ще бъде транспортирано до частна къща, тогава често се използват плочи за готвене, всякакви отоплителни котли, а в паспортите им винаги има правилните номера.
Освен това трябва да знаете броя на горелките за всяка табела, които ще бъдат свързани към тръбата.
На следващия етап на събиране на необходимите данни се взема информация за спада на налягането в местата на монтаж на всяко оборудване - това може да бъде измервателен уред, затварящ вентил, термозаключващ вентил, филтър и други елементи.
В този случай, необходимите номера са лесни за намиране - те се съдържат в специална таблица, прикрепена към паспорта на всеки продукт. Проектантът трябва да обърне внимание на факта, че спадът на налягането трябва да бъде посочен при максималната консумация на газ.
От специална таблица, прикрепена към паспорта на продуктите, можете да намерите информация за загубата на налягане при свързване на устройства към мрежата.
В следващата стъпка се препоръчва да разберете какъв ще е налягането на синьото гориво в точката на свързване. Такава информация може да съдържа техническите условия на неговия Gorgaz, предварително изготвена схема на бъдещия газопровод.
Ако мрежата се състои от няколко секции, те трябва да бъдат номерирани и да посочват действителната дължина. В допълнение, за всеки, трябва да регистрирате всички променливи индикатори поотделно - това е общото потребление на всяко устройство, което ще се използва, спад на налягането, други стойности.
Независимо от това се изисква фактор на едновременност. Той отчита възможността за съвместна експлоатация на всички потребители на газ, присъединени към мрежата. Например, всички отоплителни уреди, разположени в жилищна сграда или частна къща.
Тези данни се използват от програма, която извършва хидравлични изчисления за определяне на максималното натоварване на всеки участък или на целия газопровод.
За всеки отделен апартамент или къща този коефициент не трябва да се изчислява, тъй като неговите стойности са известни и са показани в приложената таблица по-долу:
Таблица с коефициенти на едновременност, данните от които се използват за всеки тип изчисления. Просто изберете колоната, съответстваща на конкретен домакински уред, и вземете желания номер.
Ако на който и да е обект се планира да се използват повече от два отоплителни котела, пещи и капацитивни бойлери, тогава индикаторът за едновременност винаги ще бъде равен на 0, 85. Тъй като ще бъде необходимо да се посочи в съответната колона, използвана за изчисление, програмата.
След това трябва да определите диаметъра на тръбите и все още се нуждаете от неравности на техните коефициенти, които ще се използват при изграждането на тръбопровода. Тези стойности са стандартни и лесно могат да бъдат намерени в Кодекса на практиката.
Ефектът на тръбния материал върху изчислението
За изграждането на газопроводи могат да се използват тръби, изработени само от определени материали: стомана, полиетилен. В някои случаи се използват медни продукти. Скоро ще се използват метални конструкции.
Всяка тръба има грапавост, което води до линейно съпротивление, което влияе на процеса на преместване на газ. Освен това, този показател е значително по-висок в стоманени продукти, отколкото в пластмаса
Днес необходимата информация може да бъде получена само за стоманени и полиетиленови тръби. В резултат на това проектирането и хидравличното пресмятане могат да се извършат само като се вземат предвид техните характеристики, което се изисква от Кодекса на практиката на профила. Документът съдържа и необходимите данни за изчислението.
Коефициентът на грапавост винаги е равен на следните стойности:
- за всички полиетиленови тръби, независимо дали са нови или не, - 0, 007 cm;
- за вече използвани стоманени продукти - 0.1 cm;
- за нови стоманени конструкции - 0, 01 cm.
За всички други видове тръби този индикатор не е посочен в Кодекса. Ето защо те не трябва да се използват за изграждане на нов газопровод, тъй като експертите на „Горгас” могат да изискват изменения. И това отново е допълнителна цена.
Изчисляване на потреблението в ограничена област
Ако газопроводът се състои от отделни секции, изчисляването на общия поток на всеки от тях трябва да се извърши отделно. Но това не е трудно, тъй като за изчисленията ще са необходими вече известни цифри.
Дефиниране на данни, използващи програмата
Знаейки първоначалните показатели, имащи достъп до таблицата за едновременност и с техническите паспорти на печки и котли, можете да продължите с изчисленията.
За тази цел се изпълняват следните действия (даден е пример за ниско налягане вътрешен газопровод):
- Броят на котлите се умножава по производителността на всеки от тях.
- Получената стойност се умножава по коефициента на едновременност за този тип потребители, който е рафиниран със специална таблица.
- Броят на плочите за готвене се умножава по производителността на всеки.
- Получената след предишната операция стойност се умножава по коефициента на едновременност, взет от специална таблица.
- Сумите, получени за котли и печки, са обобщени.
Такива манипулации се извършват за всички участъци от тръбопровода. Получените данни се въвеждат в съответните колони на програмата, с която се извършва смятането. Електрониката прави всичко останало.
Изчисляване с помощта на формули
Този тип хидравлично изчисление е подобно на описаното по-горе, т.е. ще се изискват същите данни, но процедурата ще бъде продължителна. Тъй като всичко ще трябва да се направи ръчно, освен това, дизайнерът ще трябва да извърши редица междинни операции, за да използва получените стойности за окончателното изчисление.
Вие също ще трябва да отделите много време, за да разберете много понятия, въпроси, които човек не среща, когато използва специална програма. В справедливостта на гореизложеното можете да бъдете сигурни, след като сте прочели формулите, които ще използвате.
Изчислението с помощта на формули е сложно, затова не е достъпно за всички. На снимката е показана формулата за изчисляване на спада на налягането в мрежата на високо, средно и ниско налягане и коефициента на хидравлично триене
При прилагането на формулите, както при хидравличните изчисления с помощта на специална програма, има характеристики за газопроводи с ниско, средно и, разбира се, високо налягане. И това трябва да се помни, тъй като грешката е изпълнена и винаги с впечатляващи финансови разходи.
Изчисления с номограми
Всяка специална номограма е таблица, в която са посочени редица стойности, след изучаване на които можете да получите необходимите индикатори, без да извършвате изчисления. В случай на хидравлично изчисление - диаметърът на тръбата и дебелината на стените му.
Номограмите за изчисление са лесен начин да получите информацията, която ви е необходима. Достатъчно е да се отнасят към линиите, които отговарят на посочените характеристики на мрежата.
Има отделни номограми за продукти от полиетилен и стомана. При изчисляването им бяха използвани стандартни данни, например грапавостта на вътрешните стени. Следователно, коректността на информацията не може да се тревожи.
Пример за изчисление
Даден е пример за хидравлично изчисление с помощта на програмата за газопроводи с ниско налягане. В предложената таблица всички данни, които дизайнерът трябва да въведе самостоятелно, са маркирани в жълто.
Те са изброени по-горе в параграф за компютъризирано хидравлично изчисление. Това е температурата на газа, коефициента на кинетичен вискозитет, плътността.
В този случай, изчислението се извършва за котли и печки, поради което е необходимо да се предпише точния брой на горелките, които могат да бъдат 2 или 4. Точността е важна, защото програмата автоматично избира фактора на едновременност.
Колоните в картината се маркират в жълто, в което самият дизайнер трябва да въведе индикаторите. По-долу е представена формулата за изчисляване на потока в сайта
Струва си да се обърне внимание на номерирането на парцелите - то не е измислено самостоятелно, а е взето от предварително изготвената схема, където са посочени подобни цифри.
По-нататък е предписана действителната дължина на тръбопровода и т.нар. Прогнозна дължина, която е по-дълга. Това се случва, защото във всички области, където има местно съпротивление, е необходимо да се увеличи дължината с 5-10%. Това се прави, за да се елиминира недостатъчното налягане на газа при потребителите. Програмата изпълнява изчисленията самостоятелно.
Общото потребление в кубични метри, за което е предоставена отделна колона, се изчислява предварително на всеки обект. Ако многофамилна къща, тогава трябва да посочите броя на жилищата, и започвайки с максималната стойност, както се вижда в съответната колона.
В обязательном порядке в таблицу вносятся все элементы газопровода, при прохождении которого теряется давление. В примере указаны клапан термозапорный, отсечной и счетчик. Значение потери в каждом случае бралось в паспорте изделия.
С помощью одной программы можно делать расчеты для всех видов газопроводов. На картинке исчисления для сети среднего давления
Внутренний диаметр трубы указывается согласно техническому заданию, если у горгаза есть какие-то требования, или из ранее составленной схемы. В этом случае на большинстве участков он прописан в размере 5 см, ведь большая часть газопровода идет вдоль фасада, а местный горгаз требует, чтобы диаметр был не меньше.
Если даже поверхностно ознакомиться с приведенным примером выполнения гидравлического расчета, то легко заметить, что, кроме внесенных человеком значений, присутствует большое количество других. Это все результат работы программы, так как после внесения цифр в конкретные колонки, выделенные желтым цветом, для человека работа по расчету закончена.
То есть само вычисление происходит довольно оперативно, после чего с полученными данными можно отправляться на согласование в горгаз своего города.
Заключения и полезно видео по темата
Этот ролик дает возможность понять, с чего начинается гидравлический расчет, откуда проектировщики берут нужные данные:
В следующем ролике приведен пример одного из видов компьютерного расчета:
Далее можно ознакомиться с примером расчета с использованием компьютерной программы:
Чтобы выполнить гидравлический расчет с помощью компьютера, как это позволяет профильный Свод правил, достаточно потратить немного времени на ознакомление с программой и сбор нужных данных.
Но практического значения все это не имеет, так как составление проекта - процедура гораздо более объемная и включает в себя множество других вопросов. Ввиду этого большинству граждан придется обращаться за помощью к специалистам.
Появились вопросы, нашли недочеты или можете дополнить наш материал ценной информацией? Оставете вашите коментари, задайте въпроси, споделете опита си в блока по-долу.