Hydraulische Berechnung einer Gasleitung: Methoden und Berechnungsmethoden + Berechnungsbeispiel

Code of Practice for Design and Construction allgemeine Bestimmungen für die Planung und den Bau von Gasverteilungssystemen aus Metall- und Polyethylenrohren die allgemeine Bestimmung und den Bau von Gasverteilungssystemen aus Stahl und

BERECHNUNG DES GASROHRDURCHMESSERS UND ZULÄSSIGER DRUCKVERLUST

3.21 Die Durchsatzkapazität von Gasleitungen ergibt sich aus den Bedingungen, um beim maximal zulässigen Gasdruckverlust das wirtschaftlichste und zuverlässigste System im Betrieb zu schaffen, das die Stabilität des Betriebs von Hydraulic Fracturing and Gas Control Units (GRU) gewährleistet , sowie den Betrieb von Verbraucherbrennern in akzeptablen Gasdruckbereichen.

3.22 Die berechneten Innendurchmesser von Gasleitungen werden unter der Bedingung bestimmt, dass eine ununterbrochene Gasversorgung aller Verbraucher während der Stunden des maximalen Gasverbrauchs gewährleistet ist.

3.23 Die Berechnung des Durchmessers der Gasleitung sollte in der Regel auf einem Computer mit optimaler Verteilung des berechneten Druckverlusts zwischen den Abschnitten des Netzes durchgeführt werden.

Wenn es unmöglich oder unangemessen ist, die Berechnung auf einem Computer durchzuführen (Fehlen eines geeigneten Programms, separate Abschnitte von Gasleitungen usw.), ist es zulässig, eine hydraulische Berechnung gemäß den folgenden Formeln oder gemäß Nomogrammen (Anhang B ) nach diesen Formeln zusammengestellt.

3.24 Geschätzte Druckverluste in Hoch- und Mitteldruck-Gasleitungen werden innerhalb der für die Gasleitung angenommenen Druckkategorie akzeptiert.

3.25 Es wird angenommen, dass die geschätzten gesamten Gasdruckverluste in Niederdruckgasleitungen (von der Gasversorgungsquelle bis zum entferntesten Gerät) nicht mehr als 180 daPa betragen, einschließlich 120 daPa in Verteilungsgasleitungen, 60 daPa in Einlassgasleitungen und intern Gasleitungen.

3.26 Die Werte des berechneten Druckverlusts von Gas bei der Auslegung von Gasleitungen aller Drücke für Industrie-, Landwirtschafts- und Haushaltsunternehmen sowie öffentliche Versorgungsunternehmen werden in Abhängigkeit vom Gasdruck am Anschlusspunkt unter Berücksichtigung der technischen Eigenschaften akzeptiert die für die Installation akzeptierte Gasausrüstung, Sicherheitsautomatisierungsgeräte und Prozesssteuerungsautomatisierungsmodus von thermischen Einheiten.

3.27 Der Druckabfall im Gasnetzabschnitt kann ermittelt werden:

- für Netze mit mittlerem und hohem Druck gemäß der Formel

- für Niederdrucknetze nach Formel

– für eine hydraulisch glatte Wand (Gleichung (6) gilt):

– bei 4000 100000

3.29 Der geschätzte Gasverbrauch in Abschnitten externer Niederdruck-Gasleitungen mit Gastransportkosten sollte als Summe der Transitkosten und 0,5 Gastransportkosten in diesem Abschnitt bestimmt werden.

3.30 Der Druckabfall in örtlichen Widerständen (Bögen, T-Stücke, Absperrventile usw.) kann berücksichtigt werden, indem die tatsächliche Länge der Gasleitung um 5-10 % erhöht wird.

3.31 Für externe oberirdische und interne Gasleitungen wird die geschätzte Länge der Gasleitungen durch die Formel (12) bestimmt

3.32 In Fällen, in denen die LPG-Gasversorgung vorübergehend ist (mit anschließender Umstellung auf die Erdgasversorgung), werden Gaspipelines mit der Möglichkeit ihrer zukünftigen Verwendung mit Erdgas ausgelegt.

In diesem Fall wird die Gasmenge als Äquivalent (bezogen auf den Heizwert) zum geschätzten Verbrauch von Flüssiggas bestimmt.

3.33 Der Druckabfall in den Rohrleitungen der Flüssiggasphase wird durch die Formel (13) bestimmt

Unter Berücksichtigung der Kavitationsreserve werden die durchschnittlichen Geschwindigkeiten der flüssigen Phase akzeptiert: in den Saugleitungen - nicht mehr als 1,2 m/s; in Druckleitungen - nicht mehr als 3 m / s.

3.34 Die Berechnung des Durchmessers der LPG-Dampfphasengasleitung erfolgt gemäß den Anweisungen zur Berechnung von Erdgasleitungen des entsprechenden Drucks.

3.35 Bei der Berechnung von internen Niederdruckgasleitungen für Wohngebäude darf der Gasdruckverlust aufgrund lokaler Widerstände in Höhe von % bestimmt werden:

- an Gasleitungen von Eingängen zum Gebäude:

- an der wohnungsinternen Verkabelung:

3.37 Die Berechnung von Ringnetzen von Gasleitungen sollte mit der Verknüpfung von Gasdrücken an den Knotenpunkten der Auslegungsringe durchgeführt werden. Das Problem des Druckverlusts im Ring ist bis zu 10 % zulässig.

3.38 Bei der hydraulischen Berechnung von oberirdischen und internen Gasleitungen ist es unter Berücksichtigung des durch die Gasbewegung erzeugten Geräuschpegels erforderlich, Gasbewegungsgeschwindigkeiten von nicht mehr als 7 m/s für Niederdruck-Gasleitungen anzunehmen, 15 m/s für Mitteldruck-Gasleitungen, 25 m/s für Hochdruck-Gasleitungen Druck.

3.39 Bei der Durchführung der hydraulischen Berechnung von Gasleitungen, durchgeführt nach den Formeln (5) - (14), sowie unter Verwendung verschiedener Methoden und Programme für elektronische Computer, die auf der Grundlage dieser Formeln zusammengestellt wurden, der geschätzte Innendurchmesser der Gasleitung sollte vorläufig durch Formel (15) bestimmt werden

Hydraulische Berechnung einer Gasleitung: Methoden und Berechnungsmethoden + Berechnungsbeispiel

Für einen sicheren und störungsfreien Betrieb der Gasversorgung muss diese ausgelegt und berechnet werden

Es ist wichtig, Rohre für Leitungen aller Druckarten perfekt auszuwählen, um eine stabile Gasversorgung der Geräte zu gewährleisten

Damit die Auswahl von Rohren, Formstücken und Ausrüstung so genau wie möglich ist, wird eine hydraulische Berechnung der Rohrleitung durchgeführt. Wie man es macht? Geben Sie es zu, Sie kennen sich in dieser Angelegenheit nicht allzu gut aus, lassen Sie es uns herausfinden.

Wir bieten Ihnen an, sich mit sorgfältig ausgewählten und gründlich aufbereiteten Informationen über Produktionsmöglichkeiten vertraut zu machen. Hydraulische Berechnung für Gasleitungssysteme. Durch die Verwendung der von uns vorgelegten Daten wird die Versorgung der Geräte mit blauem Kraftstoff mit den erforderlichen Druckparametern sichergestellt. Sorgfältig verifizierte Daten basieren auf der Regulierung der behördlichen Dokumentation.

Der Artikel beschreibt detailliert die Prinzipien und Schemata von Berechnungen. Ein Beispiel für die Durchführung von Berechnungen wird gegeben. Grafische Anwendungen und Videoanleitungen dienen als sinnvolle informative Ergänzung.

Warum ist es notwendig, die Gasleitung zu berechnen?

Berechnungen werden in allen Abschnitten der Gaspipeline durchgeführt, um Stellen zu identifizieren, an denen möglicherweise Widerstände in den Rohren auftreten und die Kraftstoffversorgungsrate ändern.

Wenn alle Berechnungen korrekt durchgeführt werden, kann die am besten geeignete Ausrüstung ausgewählt und eine wirtschaftliche und effiziente Auslegung der gesamten Struktur des Gassystems erstellt werden.

Dies erspart Ihnen unnötige, überschätzte Betriebskennzahlen und Baukosten, die bei der Planung und Installation des Systems ohne hydraulische Berechnung der Gasleitung anfallen könnten.

Es besteht eine bessere Möglichkeit, die erforderliche Querschnittsgröße und die Rohrmaterialien für eine effizientere, schnellere und stabilere Versorgung der geplanten Punkte des Gasleitungssystems mit blauem Brennstoff auszuwählen.

Die optimale Betriebsweise der gesamten Gasleitung ist gewährleistet.

Bauherren erhalten finanzielle Vorteile durch Einsparungen beim Kauf von technischen Geräten und Baumaterialien.

Die korrekte Berechnung der Gasleitung erfolgt unter Berücksichtigung des maximalen Kraftstoffverbrauchs in Zeiten des Massenverbrauchs. Alle industriellen, kommunalen und individuellen Haushaltsbedürfnisse werden berücksichtigt.

Bestimmung der Anzahl der Gaskontrollpunkte des Hydraulic Fracturing

Gaskontrollpunkte sind so konzipiert, dass sie den Gasdruck reduzieren und unabhängig von der Durchflussrate auf einem bestimmten Niveau halten.

Bei bekanntem geschätztem Verbrauch an gasförmigem Brennstoff ermittelt der Stadtbezirk die Anzahl der Hydraulic Fracturing, basierend auf der optimalen Hydraulic Fracturing Leistung (V=1500-2000 m3/Stunde) nach der Formel:

n = , (27)

wobei n die Anzahl der hydraulischen Frakturierung ist, Stk.;

v_R — geschätzter Gasverbrauch des Stadtbezirks, m3/Stunde;

v_Großhandel — optimale Produktivität des hydraulischen Brechens, m3/Stunde;

n=586.751/1950=3.008 Stk.

Nach der Bestimmung der Anzahl der hydraulischen Fracking-Stationen wird ihre Lage auf dem allgemeinen Plan des Stadtviertels geplant und sie im Zentrum des vergasten Gebiets auf dem Territorium der Viertel installiert.

Programmübersicht

Zur Vereinfachung der Berechnungen werden Amateur- und professionelle Hydraulikberechnungsprogramme verwendet.

Am beliebtesten ist Excel.

Sie können die Online-Berechnung in Excel Online, CombiMix 1.0 oder den Online-Hydraulikrechner verwenden. Das stationäre Programm wird unter Berücksichtigung der Anforderungen des Projekts ausgewählt.

Die Hauptschwierigkeit bei der Arbeit mit solchen Programmen ist die Unkenntnis der Grundlagen der Hydraulik. In einigen von ihnen werden Formeln nicht dekodiert, die Merkmale der Verzweigung von Rohrleitungen und die Berechnung von Widerständen in komplexen Schaltungen werden nicht berücksichtigt.

• HERZ C.O. 3.5 - führt eine Berechnung nach der Methode der spezifischen linearen Druckverluste durch.
• DanfossCO und OvertopCO können Naturumlaufsysteme zählen.
• "Flow" (Flow) - ermöglicht die Anwendung der Berechnungsmethode mit einer variablen (gleitenden) Temperaturdifferenz entlang der Steigleitungen.

Sie sollten die Dateneingabeparameter für die Temperatur angeben - Kelvin / Celsius.

Theorie der hydraulischen Berechnung des Heizsystems.

Theoretisch basiert die Erwärmung GR auf folgender Gleichung:

∆P = R·l + z

Diese Gleichheit gilt für einen bestimmten Bereich. Diese Gleichung wird wie folgt entziffert:

• ΔP - linearer Druckverlust.
• R ist der spezifische Druckverlust im Rohr.
• l ist die Länge der Rohre.
• z - Druckverluste in den Auslässen, Absperrventilen.

Aus der Formel ist ersichtlich, dass je größer der Druckverlust ist, desto länger ist er und desto mehr Biegungen oder andere Elemente darin, die den Durchgang verringern oder die Richtung des Flüssigkeitsstroms ändern. Lassen Sie uns ableiten, was R und z gleich sind. Betrachten Sie dazu eine andere Gleichung, die den Druckverlust durch Reibung an den Rohrwänden zeigt:

_Reibung

Das ist die Darcy-Weisbach-Gleichung. Lass es uns entschlüsseln:

• λ ist ein Koeffizient, der von der Art der Bewegung des Rohrs abhängt.
• d ist der Innendurchmesser des Rohres.
• v ist die Geschwindigkeit des Fluids.
• ρ ist die Dichte der Flüssigkeit.

Aus dieser Gleichung ergibt sich eine wichtige Beziehung - der Druckverlust durch Reibung ist umso kleiner, je größer der Innendurchmesser der Rohre und je niedriger die Flüssigkeitsgeschwindigkeit ist. Außerdem ist hier die Geschwindigkeitsabhängigkeit quadratisch. Verluste in Bögen, T-Stücken und Ventilen werden durch eine andere Formel bestimmt:

∆P_Beschläge = ξ*(v²ρ/2)

Hier:

• ξ ist der lokale Widerstandskoeffizient (im Folgenden als CMR bezeichnet).
• v ist die Geschwindigkeit des Fluids.
• ρ ist die Dichte der Flüssigkeit.

Aus dieser Gleichung ist auch ersichtlich, dass der Druckabfall mit zunehmender Fluidgeschwindigkeit zunimmt.Es ist auch erwähnenswert, dass bei Verwendung eines Kühlmittels mit niedrigem Gefrierpunkt auch dessen Dichte eine wichtige Rolle spielt - je höher sie ist, desto schwieriger ist es für die Umwälzpumpe. Daher kann es beim Umschalten auf „Frostschutz“ erforderlich sein, die Umwälzpumpe auszutauschen.

Aus dem Obigen leiten wir die folgende Gleichheit ab:

∆P=∆P_Reibung +∆P_Beschläge=((λ/d)(v²ρ/2)) + (ξ(v²ρ/2)) = ((λ/α)l(v²ρ/2)) + (ξ*(v²ρ/2)) = R•l +z;

Daraus erhalten wir die folgenden Gleichungen für R und z:

R = (λ/α)*(v²ρ/2) Pa/m;

z = ξ*(v²ρ/2)Pa;

Lassen Sie uns nun herausfinden, wie der hydraulische Widerstand mit diesen Formeln berechnet wird.

Bestimmung von Druckverlusten in Rohrleitungen

Der Druckverlustwiderstand im Kreislauf, durch den das Kühlmittel zirkuliert, wird als Summenwert für alle Einzelkomponenten ermittelt. Zu letzteren gehören:

• Verluste im Primärkreis, bezeichnet als ∆Plk;
• lokale Wärmeträgerkosten (∆Plm);
• Druckabfall in speziellen Zonen, genannt „Wärmeerzeuger“ unter der Bezeichnung ∆Ptg;
• Verluste innerhalb des eingebauten Wärmetauschersystems ∆Pto.

Nach Summierung dieser Werte erhält man den gewünschten Indikator, der den hydraulischen Gesamtwiderstand des Systems ∆Pco charakterisiert.

Neben dieser verallgemeinerten Methode gibt es noch andere Möglichkeiten, den Druckverlust in Polypropylenrohren zu bestimmen. Einer von ihnen basiert auf einem Vergleich zweier Indikatoren, die an den Anfang und das Ende der Pipeline gebunden sind. In diesem Fall kann der Druckverlust durch einfache Subtraktion von Anfangs- und Endwert berechnet werden, der von zwei Manometern bestimmt wird.

Eine weitere Möglichkeit zur Berechnung des gewünschten Indikators basiert auf der Verwendung einer komplexeren Formel, die alle Faktoren berücksichtigt, die die Eigenschaften des Wärmeflusses beeinflussen.Das unten angegebene Verhältnis berücksichtigt in erster Linie den Verlust an Flüssigkeitshöhe aufgrund der langen Länge der Rohrleitung.

• h ist der Flüssigkeitsdruckverlust, gemessen in Metern im untersuchten Fall.
• λ ist der Koeffizient des hydraulischen Widerstands (oder der Reibung), der durch andere Berechnungsmethoden bestimmt wird.
• L ist die Gesamtlänge der gewarteten Rohrleitung, die in laufenden Metern gemessen wird.
• D ist die Innengröße des Rohrs, die das Volumen des Kühlmittelflusses bestimmt.
• V ist die Flüssigkeitsdurchflussrate, gemessen in Standardeinheiten (Meter pro Sekunde).
• Das Symbol g ist die Freifallbeschleunigung, die 9,81 m/s2 beträgt.

Von großem Interesse sind die Verluste, die durch den hohen hydraulischen Reibungskoeffizienten verursacht werden. Sie hängt von der Rauhigkeit der Innenflächen der Rohre ab. Die dabei verwendeten Verhältnisse gelten nur für rohrförmige Rohlinge in Standardrundform. Die endgültige Formel, um sie zu finden, sieht folgendermaßen aus:

• V - die Bewegungsgeschwindigkeit von Wassermassen, gemessen in Metern / Sekunde.
• D - Innendurchmesser, der den Freiraum für die Bewegung des Kühlmittels bestimmt.
• Der Koeffizient im Nenner gibt die kinematische Viskosität der Flüssigkeit an.

Letzterer Indikator bezieht sich auf konstante Werte und wird nach speziellen Tabellen gefunden, die in großen Mengen im Internet veröffentlicht werden.

1.4 Druckverteilung in Abschnitten des Rohrleitungssystems

Berechnen Sie den Druck am Knotenpunkt p1 und erstelle ein Druckdiagramm
Standort an l1 nach Formel (1.1):

 (1.31)

 (1.32)

Vorstellen
resultierende Abhängigkeit pl1=f(l) in Form einer Tabelle.

Tisch
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

Berechnen Sie den Druck am Knotenpunkt p6 und erstelle ein Druckdiagramm
auf den Ästen l8 — l9 nach Formel (1.13):

 (1.33)

 (1.34)

Vorstellen
resultierende Abhängigkeit p(l8-l9)=f(l) in Form einer Tabelle.

Tisch
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

Kosten pro Filiale berechnen l2 —l4 —l6 undl3 —l5 —l7verwenden wir die Formeln (1.10) und
(1.11):

Wir überprüfen:

Berechnung
richtig gemacht.

Jetzt
Berechnen Sie den Druck an den Knotenpunkten des Abzweigs l2 —l4
—l6 an
Formeln (1.2), (1.3) und (1.4) :

Ergebnisse
Abschnittsdruckberechnung l2
in Tabelle 6 dargestellt:

Tisch
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

Ergebnisse
Abschnittsdruckberechnung l4
sind in Tabelle 7 dargestellt:

Tisch
7

PC-Berechnungsoption

Die Durchführung des Kalküls mit einem Computer ist am wenigsten mühsam - alles, was von einer Person verlangt wird, ist, die notwendigen Daten in die entsprechenden Spalten einzugeben.

Daher ist eine hydraulische Berechnung in wenigen Minuten erledigt, und dieser Vorgang erfordert keinen großen Wissensvorrat, der bei der Verwendung von Formeln erforderlich ist.

Für die korrekte Umsetzung sind folgende Daten aus den technischen Spezifikationen zu entnehmen:

• Gasdichte;
• Koeffizient der kinetischen Viskosität;
• Gastemperatur in Ihrer Region.

Die notwendigen technischen Bedingungen werden von der Stadtgasabteilung der Siedlung, in der die Gasleitung gebaut werden soll, eingeholt. Tatsächlich beginnt die Planung jeder Pipeline mit dem Erhalt dieses Dokuments, da es alle grundlegenden Anforderungen für ihre Planung enthält.

Als nächstes muss der Entwickler den Gasverbrauch für jedes Gerät ermitteln, das an die Gasleitung angeschlossen werden soll. Wenn der Brennstoff beispielsweise zu einem Privathaus transportiert wird, werden dort am häufigsten Öfen zum Kochen, alle Arten von Heizkesseln verwendet, und die erforderlichen Nummern stehen immer in ihren Pässen.

Außerdem müssen Sie die Anzahl der Brenner für jeden Ofen kennen, der an das Rohr angeschlossen wird.

In der nächsten Phase der Erfassung der erforderlichen Daten werden Informationen zum Druckabfall an den Installationsorten beliebiger Geräte ausgewählt - dies kann ein Zähler, ein Absperrventil, ein thermisches Absperrventil, ein Filter und andere Elemente sein .

In diesem Fall ist es einfach, die erforderlichen Nummern zu finden - sie sind in einer speziellen Tabelle enthalten, die dem Pass jedes Produkts beigefügt ist.

Der Konstrukteur sollte darauf achten, dass der Druckabfall bei maximalem Gasverbrauch angegeben werden sollte.

Im nächsten Schritt empfiehlt es sich herauszufinden, wie hoch der blaue Kraftstoffdruck am Anschlusspunkt sein wird. Diese Informationen können die technischen Spezifikationen Ihres Gorgaz enthalten, ein zuvor erstelltes Schema der zukünftigen Gaspipeline.

Wenn das Netzwerk aus mehreren Abschnitten besteht, müssen diese nummeriert sein und die tatsächliche Länge angeben. Darüber hinaus sollten alle variablen Indikatoren für jeden separat vorgeschrieben werden - dies ist die Gesamtdurchflussrate aller verwendeten Geräte, der Druckabfall und andere Werte.

Ein Gleichzeitigkeitsfaktor ist erforderlich. Es berücksichtigt die Möglichkeit des gemeinsamen Betriebs aller an das Netz angeschlossenen Gasverbraucher. Zum Beispiel alle Heizgeräte, die sich in einem Mehrfamilienhaus oder einem Privathaus befinden.

Diese Daten werden vom hydraulischen Berechnungsprogramm verwendet, um die maximale Belastung in einem beliebigen Abschnitt oder in der gesamten Gasleitung zu bestimmen.

Für jede einzelne Wohnung oder jedes einzelne Haus muss der angegebene Koeffizient nicht berechnet werden, da seine Werte bekannt und in der folgenden Tabelle angegeben sind:

Wenn in einer Anlage mehr als zwei Heizkessel, Öfen und Warmwasserspeicher verwendet werden sollen, beträgt der Gleichzeitigkeitsindikator immer 0,85.Welche müssen in der entsprechenden Spalte angegeben werden, die für die Berechnung des Programms verwendet wird.

Als nächstes sollten Sie den Durchmesser der Rohre angeben, und Sie benötigen auch ihre Rauheitskoeffizienten, die beim Bau der Rohrleitung verwendet werden. Diese Werte sind Standard und können leicht im Regelbuch gefunden werden.

Programmübersicht

Zur Vereinfachung der Berechnungen werden Amateur- und professionelle Hydraulikberechnungsprogramme verwendet.

Am beliebtesten ist Excel.

Sie können die Online-Berechnung in Excel Online, CombiMix 1.0 oder den Online-Hydraulikrechner verwenden. Das stationäre Programm wird unter Berücksichtigung der Anforderungen des Projekts ausgewählt.

Die Hauptschwierigkeit bei der Arbeit mit solchen Programmen ist die Unkenntnis der Grundlagen der Hydraulik. In einigen von ihnen werden Formeln nicht dekodiert, die Merkmale der Verzweigung von Rohrleitungen und die Berechnung von Widerständen in komplexen Schaltungen werden nicht berücksichtigt.

Programmfunktionen:

• HERZ C.O. 3.5 - führt eine Berechnung nach der Methode der spezifischen linearen Druckverluste durch.
• DanfossCO und OvertopCO können Naturumlaufsysteme zählen.
• "Flow" (Flow) - ermöglicht die Anwendung der Berechnungsmethode mit einer variablen (gleitenden) Temperaturdifferenz entlang der Steigleitungen.

Sie sollten die Dateneingabeparameter für die Temperatur angeben - Kelvin / Celsius.

.1 Bestimmung der Kapazität einer komplexen Gaspipeline

Berechnung eines komplexen Rohrleitungssystems gemäß Bild 1 und Daten
In Tabelle 1 verwenden wir die Ersatzmethode für eine äquivalente einfache Gasleitung. Zum
dies auf der Grundlage der theoretischen Strömungsgleichung für den stationären Zustand
isothermischer Fluss, stellen wir eine Gleichung für eine äquivalente Gasleitung auf und
Schreiben wir die Gleichung.

Tabelle 1

Indexnummer ich	Außendurchmesser Di , mm	Wandstärke δi , mm	Abschnittslänge 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

Abbildung 1 - Diagramm der Pipeline

Für Handlung l1 aufschreiben
Kostenformel:

 (1.1)

Am Knotenpunkt p1 Der Gasstrom wird in zwei Threads aufgeteilt: l2 —l4 —l6 undl3 —l5 —l7 weiter an der Stelle p6 diese Filialen
Vereinen. Wir nehmen an, dass im ersten Zweig die Durchflussrate Q1 und im zweiten Zweig Q2 ist.

Für Filiale l2 —l4 —l6:

 (1.2)

 (1.3)

 (1.4)

Fassen wir zusammen
paarweise (1.2), (1.3) und (1.4) erhalten wir:

 (1.5)

Zum
Geäst l3 —l5 —l7:

 (1.6)

 (1.7)

 (1.8)

Fassen wir zusammen
paarweise (1.6), (1.7) und (1.8) erhalten wir:

 (1.9)

Äußern
aus den Ausdrücken (1.5) und (1.9) Q1 bzw. Q2:

 (1.10)

 (1.11)

Verbrauch
entlang des parallelen Abschnitts ist gleich: Q=Q1+Q2.

 (1.12)

Unterschied
Druckquadrate für einen Parallelschnitt ist gleich:

 (1.13)

Zum
Geäst l8-l9 wir schreiben:

 (1.14)

Fassen wir (1.1), (1.13) und (1.14) zusammen, erhalten wir:

 (1.15)

Aus
Der letzte Ausdruck kann den Durchsatz des Systems bestimmen. Unter Berücksichtigung
Durchflussformeln für eine äquivalente Gasleitung:

 (1.16)

Lassen Sie uns eine Beziehung finden, die es ermöglicht, für einen gegebenen LEK oder DEK eine andere geometrische Größe der Gasleitung zu finden

 (1.17)

Um die Länge der äquivalenten Gasleitung zu bestimmen, konstruieren wir
Systembereitstellung. Dazu bauen wir alle Threads einer komplexen Pipeline in einem auf
Richtung unter Beibehaltung der Struktur des Systems. Als Längenäquivalent
Pipeline übernehmen wir das längste Bauteil der Gaspipeline von Anfang bis Ende
Ende wie in Abbildung 2 gezeigt.

Abbildung 2 - Entwicklung des Rohrleitungssystems

Nach den Ergebnissen der Konstruktion als die Länge der äquivalenten Pipeline
Nehmen Sie die Länge gleich der Summe der Abschnitte l1 —l3 —l5 —l7 —l8 —l9. Dann LEK=131km.

Für die Berechnungen gehen wir von folgenden Annahmen aus: Wir gehen davon aus, dass das Gas einströmt
Pipeline gehorcht dem quadratischen Widerstandsgesetz. Deshalb
Der Koeffizient des hydraulischen Widerstands wird nach folgender Formel berechnet:

 , (1.18)

wo k ist die äquivalente Wandrauhigkeit
Rohre, mm;

D-
Innendurchmesser eines Rohres, mm.

Für Gashauptleitungen ohne Hinterlegringe zusätzlich
lokale Widerstände (Armaturen, Übergänge) überschreiten normalerweise nicht 2-5% der Verluste
für Reibung. Daher für technische Berechnungen für den Designkoeffizienten
hydraulischer Widerstandswert wird genommen:

 (1.19)

Zum
weitere Berechnung akzeptieren wir, k=0,5.

Berechnung
Koeffizient des hydraulischen Widerstands für alle Abschnitte der Rohrleitung
Netzwerke sind die Ergebnisse in Tabelle 2 eingetragen.

Tisch
2

Indexnummer ich	Außendurchmesser Di , mm	Wandstärke δi , mm	Hydraulischer Widerstandskoeffizient, Ätr
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

In Berechnungen verwenden wir die durchschnittliche Gasdichte im Rohrleitungssystem,
die wir aus den Bedingungen der Gaskompressibilität bei mittlerem Druck berechnen.

Der durchschnittliche Druck im System unter gegebenen Bedingungen ist:

 (1.20)

Um den Kompressibilitätskoeffizienten gemäß dem Nomogramm zu bestimmen, ist dies erforderlich
Berechnen Sie die reduzierte Temperatur und den reduzierten Druck mit den Formeln:

 , (1.21)

 , (1.22)

wo T, p — Temperatur und Druck unter Betriebsbedingungen;

Tkr, rkr sind die absolute kritische Temperatur und Druck.

Gemäß Anhang B: Tkr\u003d 190,9 K, rkr =4,649 MPa.

Des Weiteren
gemäß dem Nomogramm zur Berechnung des Kompressibilitätsfaktors von Erdgas bestimmen wir z =
0,88.

Mitte
Die Gasdichte wird durch die Formel bestimmt:

 (1.23)

Zum
Um den Durchfluss durch die Gasleitung zu berechnen, muss der Parameter A bestimmt werden:

 (1.24)

Lass uns finden
:

Lass uns finden
Gasfluss durch das System:

 (1.25)

 (1.26)

Programmübersicht

Zur Vereinfachung der Berechnungen werden Amateur- und professionelle Hydraulikberechnungsprogramme verwendet.

Am beliebtesten ist Excel.

Sie können die Online-Berechnung in Excel Online, CombiMix 1.0 oder den Online-Hydraulikrechner verwenden. Das stationäre Programm wird unter Berücksichtigung der Anforderungen des Projekts ausgewählt.

Die Hauptschwierigkeit bei der Arbeit mit solchen Programmen ist die Unkenntnis der Grundlagen der Hydraulik. In einigen von ihnen werden Formeln nicht dekodiert, die Merkmale der Verzweigung von Rohrleitungen und die Berechnung von Widerständen in komplexen Schaltungen werden nicht berücksichtigt.

• HERZ C.O. 3.5 - führt eine Berechnung nach der Methode der spezifischen linearen Druckverluste durch.
• DanfossCO und OvertopCO können Naturumlaufsysteme zählen.
• "Flow" (Flow) - ermöglicht die Anwendung der Berechnungsmethode mit einer variablen (gleitenden) Temperaturdifferenz entlang der Steigleitungen.

Sie sollten die Dateneingabeparameter für die Temperatur angeben - Kelvin / Celsius.

Bestimmung von Druckverlusten in Rohrleitungen

Der Druckverlustwiderstand im Kreislauf, durch den das Kühlmittel zirkuliert, wird als Summenwert für alle Einzelkomponenten ermittelt. Zu letzteren gehören:

• Verluste im Primärkreis, bezeichnet als ∆Plk;
• lokale Wärmeträgerkosten (∆Plm);
• Druckabfall in speziellen Zonen, genannt „Wärmeerzeuger“ unter der Bezeichnung ∆Ptg;
• Verluste innerhalb des eingebauten Wärmetauschersystems ∆Pto.

Nach Summierung dieser Werte erhält man den gewünschten Indikator, der den hydraulischen Gesamtwiderstand des Systems ∆Pco charakterisiert.

Neben dieser verallgemeinerten Methode gibt es noch andere Möglichkeiten, den Druckverlust in Polypropylenrohren zu bestimmen. Einer von ihnen basiert auf einem Vergleich zweier Indikatoren, die an den Anfang und das Ende der Pipeline gebunden sind. In diesem Fall kann der Druckverlust durch einfache Subtraktion von Anfangs- und Endwert berechnet werden, der von zwei Manometern bestimmt wird.

Eine weitere Möglichkeit zur Berechnung des gewünschten Indikators basiert auf der Verwendung einer komplexeren Formel, die alle Faktoren berücksichtigt, die die Eigenschaften des Wärmeflusses beeinflussen. Das unten angegebene Verhältnis berücksichtigt in erster Linie den Verlust an Flüssigkeitshöhe aufgrund der langen Länge der Rohrleitung.

• h ist der Flüssigkeitsdruckverlust, gemessen in Metern im untersuchten Fall.
• λ ist der Koeffizient des hydraulischen Widerstands (oder der Reibung), der durch andere Berechnungsmethoden bestimmt wird.
• L ist die Gesamtlänge der gewarteten Rohrleitung, die in laufenden Metern gemessen wird.
• D ist die Innengröße des Rohrs, die das Volumen des Kühlmittelflusses bestimmt.
• V ist die Flüssigkeitsdurchflussrate, gemessen in Standardeinheiten (Meter pro Sekunde).
• Das Symbol g ist die Freifallbeschleunigung, die 9,81 m/s2 beträgt.

Druckverlust entsteht durch Flüssigkeitsreibung an der Innenfläche der Rohre

Von großem Interesse sind die Verluste, die durch den hohen hydraulischen Reibungskoeffizienten verursacht werden. Sie hängt von der Rauhigkeit der Innenflächen der Rohre ab. Die dabei verwendeten Verhältnisse gelten nur für rohrförmige Rohlinge in Standardrundform. Die endgültige Formel, um sie zu finden, sieht folgendermaßen aus:

• V - die Bewegungsgeschwindigkeit von Wassermassen, gemessen in Metern / Sekunde.
• D - Innendurchmesser, der den Freiraum für die Bewegung des Kühlmittels bestimmt.
• Der Koeffizient im Nenner gibt die kinematische Viskosität der Flüssigkeit an.

Letzterer Indikator bezieht sich auf konstante Werte und wird nach speziellen Tabellen gefunden, die in großen Mengen im Internet veröffentlicht werden.

Hydraulischer Abgleich

Der Druckabfallausgleich in der Heizungsanlage erfolgt über Regel- und Absperrventile.

Der hydraulische Abgleich des Systems erfolgt auf der Grundlage von:

• Auslegungslast (Massendurchsatz des Kühlmittels);
• Daten der Rohrhersteller zum dynamischen Widerstand;
• die Anzahl lokaler Widerstände im betrachteten Gebiet;
• technische eigenschaften von armaturen.

Die Installationseigenschaften – Druckabfall, Montage, Kapazität – werden für jedes Ventil festgelegt. Sie bestimmen die Koeffizienten des Kühlmittelflusses in jedes Steigrohr und dann in jedes Gerät.

Der Druckverlust ist direkt proportional zum Quadrat des Kühlmitteldurchflusses und wird in kg/h gemessen, wobei

S ist das Produkt aus dem dynamischen spezifischen Druck, ausgedrückt in Pa / (kg / h), und dem reduzierten Koeffizienten für den lokalen Widerstand des Abschnitts (ξpr).

Der reduzierte Beiwert ξpr ist die Summe aller lokalen Widerstände des Systems.

Ergebnisse.

Die erhaltenen Werte der Druckverluste in der Rohrleitung, berechnet nach zwei Methoden, unterscheiden sich in unserem Beispiel um 15…17%! Wenn Sie sich andere Beispiele ansehen, können Sie sehen, dass der Unterschied manchmal bis zu 50 % beträgt! Gleichzeitig sind die durch die Formeln der theoretischen Hydraulik erhaltenen Werte immer kleiner als die Ergebnisse nach SNiP 2.04.02–84. Ich neige dazu zu glauben, dass die erste Berechnung genauer ist und SNiP 2.04.02–84 "versichert" ist. Vielleicht liege ich mit meinen Schlussfolgerungen falsch. Es sollte beachtet werden, dass die hydraulischen Berechnungen von Pipelines schwierig zu modellieren sind und hauptsächlich auf Abhängigkeiten beruhen, die aus Experimenten gewonnen wurden.

In jedem Fall ist es mit zwei Ergebnissen einfacher, die richtige Entscheidung zu treffen.

Denken Sie daran, den statischen Druck zu den Ergebnissen zu addieren (oder zu subtrahieren), wenn Sie Hydraulikleitungen mit einem Höhenunterschied zwischen Einlass und Auslass berechnen. Für Wasser - ein Höhenunterschied von 10 Metern ≈ 1 kg / cm2.

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