Điện trở dòng chảy trong ống góp tác động lên thiết kế đường ống ở những nơi thu hẹp và mở rộng đường kính, các nút kết nối và quay, do đó áp suất trong đường dây bị mất. Việc tính toán thủy lực của đường ống được thực hiện ở giai đoạn thiết kế để đảm bảo hoạt động bình thường của người tiêu dùng và cung cấp lượng khí cần thiết.
Định nghĩa và nhu cầu tính toán thủy lực
Điện trở bao gồm tắc nghẽn tuyến tính dọc theo toàn bộ chiều dài và vật cản cục bộ tại mỗi thành phần cấu trúc của hệ thống tại phần thay đổi tốc độ. Tính toán thủy lực xác định các thông số của đường ống dẫn khí. Thủ tục là một bước bắt buộc trong giai đoạn chuẩn bị cho việc xây dựng đường ống.
Kết quả là, đường kính ống chấp nhận được để truyền khí ổn định cao trên một khoảng cách được chấp nhận. Tính toán xác định cường độ tổn thất áp suất và độ cho phép của chúng trong quá trình chuyển nhiên liệu.
Các tiêu chuẩn nhà nước quy định quy trình tính toán cho bất kỳ loại hệ thống đường ống dẫn khí nào, bởi vì các quy trình cung cấp khí được đặc trưng bởi bản sắc.
Các đường ống được kiểm tra tổn thất áp suất:
- áp lực thấp;
- đầu trung bình;
- cao.
Đường ống áp suất thấp vận chuyển nhiên liệu đến các tòa nhà dân cư, doanh nghiệp gia đình và có ý nghĩa công cộng, áp suất ở mức 3-5 kPa được coi là bình thường. Đường cao tốc áp suất cao và trung bình bao gồm các chi nhánh giao hàng đại chúng, mạng công nghiệp và đường ống chung cho các khu vực và thành phố.
Đầu vào cơ bản
Các thông số ban đầu phụ thuộc vào sơ đồ đường ống dẫn khí, có thể được trộn lẫn, hình khuyên và bế tắc. Áp suất trong mạng giảm theo khoảng cách từ điểm chèn hoặc phân phối.
Các thông số ban đầu được trình bày bởi thông tin:
- áp suất tại điểm chèn;
- Thông tin người tiêu dùng, chẳng hạn như số lượng, vị trí, yêu cầu tốc độ dòng chảy danh nghĩa và áp lực;
- sơ đồ đường ống dẫn khí.
Các phần chết chóc phân nhánh từ phần chính đến người tiêu dùng và thuộc về các khu vực có độ tin cậy thấp và phục hồi khó khăn trong một vụ tai nạn, nhưng đòi hỏi ít chi phí lắp đặt hơn. Hệ thống vòng hoạt động đáng tin cậy hơn, nhưng cài đặt đòi hỏi chi phí tăng.
Sơ đồ tính toán
Áp suất được xác định có tính đến đường kính của các đường ống, ảnh hưởng của ăn mòn bên trong, vật liệu của người thu gom và hình dạng hình học của mặt cắt ngang được tính đến. Vỏ của đường ống bị phá hủy khi điện áp trong các bức tường đạt đến độ bền kéo cho phép.
Trong quá trình thử nghiệm thủy lực, một chất lỏng có nhiệt độ từ +5 đến + 40 ° C được sử dụng, trừ khi thông số kỹ thuật cho thử nghiệm đề xuất một thông số khác. Khi tính toán cường độ, nhiệt độ của phép thử và môi trường không giảm xuống dưới + 5 ° C.
Thời gian phơi sáng dưới áp lực thiết kế được chỉ định bởi nhà thiết kế, nhưng luôn mất hơn 5 phút. Trong trường hợp không có khuyến nghị, thời gian áp suất cao được đặt theo các bảng quy phạm và phụ thuộc vào độ dày của vỏ ống.
Phương pháp luận
Quy trình lựa chọn đường kính và sơ đồ thiết kế của đường ống khí áp suất thấp được đưa ra trong Bộ quy tắc liên quan 42. 101 - 2003.Các chương trình máy tính được sử dụng để tìm mức độ tổn thất áp suất ước tính giữa các phần của đường ống, đường kính của các bộ thu.
Phương pháp áp dụng:
- tính toán theo các công thức từ liên doanh (quy trình phức tạp);
- tính toán bằng chữ tượng hình đơn giản hơn, phương pháp chọn từ các bảng với sự thay thế của các tham số cần thiết được sử dụng.
Bất kỳ phương pháp nào cũng dẫn đến kết quả tương tự để đảm bảo việc vận chuyển nhiên liệu khí không bị gián đoạn đến người tiêu dùng.
Ảnh hưởng của vật liệu ống đến tính toán
Đường ống dẫn khí được xây dựng bằng thép, polyetylen, đồng được sử dụng trong các khu vực quan trọng. Các công trình kim loại-nhựa chinh phục thị trường tiêu dùng. Thông tin trong các bảng và bộ sưu tập chuyên nghiệp chỉ áp dụng cho các ống nhựa và kim loại, vì vậy các tính toán được thực hiện cho các đường cao tốc làm bằng vật liệu đó.
Đường ống cung cấp khí được tính toán có tính đến hệ số nhám:
- polyetylen (mới và cũ) - 0,007 cm;
- thép, trước đây đang hoạt động - 0,1 cm;
- kim loại mới - 0,01 cm.
Nếu đường ống được làm bằng vật liệu khác, các chuyên gia về khí sẽ không chấp nhận tính toán cho kim loại và nhựa, việc điều chỉnh sẽ là cần thiết, điều này sẽ đòi hỏi thêm chi phí.
Chương trình đặc biệt
Các phần nhánh của đường ống khí với dữ liệu ban đầu khác nhau được tính riêng, nhưng quy trình được thực hiện tương tự cho từng khu vực. Vận tốc dòng chảy thay đổi ở những nơi kháng cự và thay đổi hướng. Các chỉ số tuyến tính được tính trên chiều dài ước tính của các đoạn đường cao tốc.
Hướng được chọn tùy thuộc vào sự chênh lệch áp suất ở cuối và ở đầu khu vực nghiên cứu. Dòng chảy đi từ một điểm có nhiều áp lực hơn đến một nơi có ít lực cản hơn. Các chương trình giúp giảm bớt những nỗ lực của các nhà thiết kế trong đó các chỉ số ban đầu được đưa vào chương trình và các thiết bị điện tử thực hiện các tính toán.
Nomograms được dự định để có được thông tin tóm tắt bằng cách sử dụng các bảng trong đó mỗi dòng tương ứng với các tham số mạng được chỉ định.
Chuyên nghiệp
Tính toán sử dụng các công thức chỉ được thực hiện bởi các kỹ sư chuyên nghiệp và công nhân kỹ thuật. Một lượng lớn dữ liệu được sử dụng trong các tính toán, hệ số cụ thể được sử dụng. Người dùng chưa chuẩn bị rất khó tính đến tất cả các sắc thái, thực hiện nhiều tính toán trung gian để có được kết quả cuối cùng.
Tính toán chuyên nghiệp không chỉ liên quan đến việc sử dụng các công thức và biểu thức số, mà còn sở hữu kiến thức đặc biệt. Các kỹ năng sẽ không hữu ích khi sử dụng phần mềm thanh toán miễn phí có thể tìm thấy trên Internet.
Miễn phí
Các chương trình được đưa vào sử dụng trên các tiện ích cá nhân. Các phương pháp xác định đường kính, hình dạng cắt ngang của đường ống dẫn khí có tính đến tổn thất cho phép và tốc độ dòng chảy. Người sử dụng sẽ cần tổng mức tiêu thụ gas, được đưa ra trong các tài liệu kỹ thuật cho lò hơi, bếp gas, cột và các thiết bị khác.
Sau đó, những nơi có khả năng giảm áp suất được xác định. Các số liệu đặc trưng nằm trong bảng của hộ chiếu, chúng cho thấy sự giảm áp lực ở mức tiêu thụ cao nhất. Giá trị giảm được tìm thấy tại điểm rạch. Hệ số đồng thời tính đến hoạt động chung của các thiết bị và được chứa trong các bảng.
Đường kính của ống và hệ số nhám được chỉ định ở giai đoạn cuối. Chương trình cung cấp các tính toán khác nhau cho áp suất khác nhau trong các đường ống, phải được tính đến khi bao gồm dữ liệu.
Phần mềm trực tuyến miễn phí
Trong trường hợp này, người dùng thay thế thông tin cần thiết trong các cột của bảng để tính toán trực tuyến.Việc tính toán thủy lực của một đường ống khí áp suất thấp kéo dài vài phút và không có kiến thức chuyên môn hoặc kỹ năng tính toán nào được yêu cầu từ người tiêu dùng.
Từ các dữ liệu kỹ thuật được lấy:
- mật độ hỗn hợp khí;
- chỉ số độ nhớt động học;
- phạm vi nhiệt độ khí hậu của khu vực cư trú.
Điều kiện kỹ thuật được ban hành bởi dịch vụ khí đốt của làng, việc chuẩn bị tài liệu dự án bắt đầu bằng việc nhận nhiệm vụ này.
Ví dụ về thực hiện tính toán thủy lực của đường ống
Số lượng đầu đốt chính xác của thiết bị được kết nối để chọn hệ số đồng thời được đưa ra. Việc đánh số các đoạn đường ống không được chọn tùy ý, nhưng được lấy từ sơ đồ kỹ thuật.
Chiều dài thực tế của đường cao tốc được chỉ định và chiều dài ước tính được đưa ra, dài hơn. Trong tính toán, tham số này tăng 7% do sự hiện diện của các vùng kháng cự. Bảng này cho thấy tất cả các yếu tố cấu trúc của đường ống, nơi giả định tổn thất áp suất.
Tính toán đường ống khí áp suất thấp
Khi tính toán đường ống dẫn khí bên trong nhà, lượng thiết bị nồi hơi được nhân với sản lượng của mỗi đơn vị. Kết quả được nhân với một chỉ số về hoạt động đồng thời của các đơn vị, được xác định bởi bảng tương ứng trong thư mục.
Số lượng tấm trong tất cả các căn hộ được nhân với năng suất của mỗi căn hộ, sản phẩm của kết quả thu được và hệ số đồng thời cho các thiết bị được kết nối được tìm thấy. Tóm lại, tổng áp suất cho các đơn vị sưởi ấm và bếp gas được kết nối được tóm tắt.
Tính toán đường ống khí cao áp
Việc tính toán được thực hiện trên cơ sở sơ đồ phân phối, có tính đến các chi nhánh cho các trang web của người tiêu dùng. Nguồn tách là một trạm phân phối khí. Đường kính của đường ống khí chung và các nhánh được đặt bởi áp suất khí ở cuối đường dẫn khi được giới thiệu tới người tiêu dùng.
Độ dài ước tính của mỗi chi nhánh được xác định, áp lực được tìm thấy có tính đến tổn thất và kháng cự ở một số nơi. Điểm chết được tính theo chiều dài, tốc độ dòng khí và áp suất nhiên liệu ước tính tại điểm chèn vào người tiêu dùng.
Việc tính toán được coi là thỏa đáng nếu các giá trị tính toán của áp lực tiêu dùng không vượt quá áp lực của mạng.
