Гидравлический расчет газопроводов

Диаметры газопроводов определяют посредством гидравлического расчета, исходя из условия обеспечения бесперебойного снабжения газом всех потребителей в часы максимального потребления. При проектировании газопроводов определяют диаметр труб на основе значений расчетного расхода газа и удельных потерь давления. При реконструкции газопроводов по заданным значениям диаметров и новым расходам газа определяют потери давления.

Сопротивление движению газа в трубопроводе складываются из сопротивлений по длине и местных сопротивлений. Сопротивление трения есть по всей длине трубопровода. Местные сопротивления образуются в местах изменения скорости и направления движения газа.

Источниками местных сопротивлений являются: переход с одного диаметр на другой, отводы, тройники, крестовины, компенсаторы, запорная и регулирующая арматура и т. д.

Считают, что потери на местные сопротивления составляют 5-10% от сопротивления по длине.

Расчетную длину наружных подземных и внутренних газопроводов определяют по формуле:

l = l₁ + Ʃ ƺ*l_экв

где l₁ – действительная длинагазопровода, м;

Ʃ ƺ – сумма коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода длиной l₁ ;

l_экв – эквивалентная длина прямолинейного участка газопровода, м (т. е. длина участка, потери давления на котором равны потерям давления на местном сопротивлении Ʃ ƺ=1).

Эквивалентную длину газопровода определяют в зависимости от режима движения в нем.

Расчетные перепады давлений газа в распределительных газопроводах низкого давления принимают равным 180 Па.

Для ламинарного режима движения газа при Re ≤ 2000 и коэффициенте гидравлического сопротивления ƛ = 64/Re потери давления, Па:

∆p = 1,132 ⋅ 10⁶ ⋅ Q/d^{4 ⋅}_ᶹ⋅ ρ ⋅ l ,

где Q – расход газа, м³/ч; d – внутренний диаметр газопровода, см; _ᶹ

кинематическая вязкость газа, м²/с; ρ– плотность газа кг/м³.

Для критического режима движения газа при Re= 2000-4000 и ƛ= 0,0025 ³√Reпотери давления.

∆p= 0,516 ρ⋅l.

Для турбулентного движения газа при Re > 4000 и

ƛ = 0,11 ( )0,25

потери давления

∆p = 69( )0,25 ⋅ ρ⋅l,

где К_{экв –} эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности стенки трубы, см (для стальных труб принимается 0,01 , а для полиэтиленовых 0,002).

Движение газа в газопроводах среднего и высокого давлений, в отличие от газопроводов низкого давления, происходит при значительном изменении плотности газа и скорости его движения.

Для гидравлического расчета газопроводов среднего и высокого давлений в области турбулентного движения используют формулу

Р²_абс.н - Р²_абс.к = 1,4⋅10^-5 ( )0,25 ⋅ ρ⋅l,

где Р_абс.н – абсолютное давление газа в начале участка, МПа;

Р_абс.к - абсолютное давление газа в конце участка, МПа.