Calcolo idraulico di un gasdotto: metodi e metodi di calcolo + esempio di calcolo

Codice di buona pratica per la progettazione e la costruzione disposizioni generali per la progettazione e la costruzione di sistemi di distribuzione del gas da tubi di metallo e polietilene la fornitura generale e la costruzione del sistema di distribuzione del gas da acciaio e

CALCOLO DEL DIAMETRO DELLA CONDOTTA DEL GAS E PERDITA DI PRESSIONE AMMISSIBILE

3.21 La capacità di flusso dei gasdotti può essere dedotta dalle condizioni per creare, alla massima perdita di pressione del gas consentita, il sistema più economico e affidabile in funzione, che garantisca la stabilità del funzionamento delle unità di fratturazione idraulica e di controllo del gas (GRU) , nonché il funzionamento di bruciatori di consumo in intervalli di pressione del gas accettabili.

3.22 I diametri interni calcolati dei gasdotti sono determinati in base alla condizione di garantire un'erogazione ininterrotta di gas a tutti i consumatori durante le ore di massimo consumo di gas.

3.23 Il calcolo del diametro del gasdotto deve essere eseguito, di norma, su un computer con la distribuzione ottimale della perdita di carico calcolata tra le sezioni della rete.

Se è impossibile o inopportuno eseguire il calcolo su un computer (mancanza di un programma appropriato, sezioni separate di gasdotti, ecc.), è consentito eseguire un calcolo idraulico secondo le formule seguenti o secondo nomogrammi (Appendice B ) compilato secondo queste formule.

3.24 Le perdite di carico stimate nei gasdotti ad alta e media pressione sono accettate all'interno della categoria di pressione adottata per il gasdotto.

3.25 Si presume che le perdite di carico totali del gas stimate nei gasdotti a bassa pressione (dalla fonte di alimentazione del gas al dispositivo più remoto) non siano superiori a 180 daPa, di cui 120 daPa nei gasdotti di distribuzione, 60 daPa nei gasdotti in ingresso e gasdotti.

3.26 I valori della perdita di carico calcolata del gas durante la progettazione di gasdotti di tutte le pressioni per le imprese industriali, agricole e domestiche e servizi di pubblica utilità sono accettati in base alla pressione del gas nel punto di connessione, tenendo conto delle caratteristiche tecniche di le apparecchiature a gas accettate per l'installazione, i dispositivi di automazione di sicurezza e la modalità di automazione del controllo di processo delle unità termiche.

3.27 La caduta di pressione nel tratto di rete gas può essere determinata:

- per reti di media e alta pressione secondo la formula

- per reti a bassa pressione secondo la formula

– per una parete idraulicamente liscia (vale la disuguaglianza (6):

– a 4000 100000

3.29 Il consumo di gas stimato nelle sezioni dei gasdotti esterni di distribuzione a bassa pressione con i costi di viaggio del gas dovrebbe essere determinato come la somma dei costi di transito e 0,5 di viaggio del gas in questa sezione.

3.30 La caduta di pressione nelle resistenze locali (gomiti, tee, valvole di intercettazione, ecc.) può essere presa in considerazione aumentando la lunghezza effettiva del gasdotto del 5-10%.

3.31 Per i gasdotti esterni fuori terra e interni, la lunghezza stimata dei gasdotti è determinata dalla formula (12)

3.32 Nei casi in cui l'approvvigionamento di gas GPL sia temporaneo (con successivo passaggio all'approvvigionamento di gas naturale), i gasdotti sono progettati con possibilità di un loro futuro utilizzo a gas naturale.

In questo caso la quantità di gas è determinata equivalente (in termini di potere calorifico) al consumo stimato di GPL.

3.33 La caduta di pressione nelle tubazioni della fase liquida del GPL è determinata dalla formula (13)

Tenuto conto del margine di anticavitazione, si accettano le velocità medie della fase liquida: nelle tubazioni di aspirazione - non superiori a 1,2 m/s; nelle tubazioni in pressione - non più di 3 m / s.

3.34 Il calcolo del diametro del gasdotto in fase vapore GPL viene effettuato secondo le istruzioni per il calcolo dei gasdotti naturali della pressione corrispondente.

3.35 Quando si calcolano i gasdotti interni a bassa pressione per edifici residenziali, è consentito determinare la perdita di pressione del gas dovuta alle resistenze locali nella quantità,%:

- sui gasdotti dagli ingressi all'edificio:

- sul cablaggio intra-appartamento:

3.37 Il calcolo delle reti ad anello dei gasdotti dovrebbe essere effettuato con il collegamento delle pressioni del gas nei punti nodali degli anelli di progetto. Il problema della perdita di pressione nell'anello è consentito fino al 10%.

3.38 Quando si esegue il calcolo idraulico dei gasdotti fuori terra e interni, tenendo conto del grado di rumore generato dal movimento del gas, è necessario prendere velocità di movimento del gas non superiori a 7 m/s per i gasdotti a bassa pressione, 15 m/s per gasdotti a media pressione, 25 m/s per gasdotti ad alta pressione.

3.39 Quando si esegue il calcolo idraulico dei gasdotti, effettuato secondo le formule (5) - (14), nonché utilizzando vari metodi e programmi per computer elettronici, compilati sulla base di queste formule, il diametro interno stimato del gasdotto dovrebbe essere preliminarmente determinato dalla formula (15)

Calcolo idraulico di un gasdotto: metodi e metodi di calcolo + esempio di calcolo

Per un funzionamento sicuro e senza problemi della fornitura di gas, deve essere progettato e calcolato

È importante selezionare perfettamente i tubi per linee di tutti i tipi di pressione, garantendo un'alimentazione stabile di gas ai dispositivi

Affinché la selezione di tubi, raccordi e apparecchiature sia il più accurata possibile, viene eseguito un calcolo idraulico della tubazione. Come farlo? Ammettilo, non sei troppo esperto in materia, scopriamolo.

Ti offriamo la possibilità di conoscere informazioni scrupolosamente selezionate e accuratamente elaborate sulle opzioni di produzione. calcolo idraulico per sistemi di gasdotti. L'utilizzo dei dati da noi presentati garantirà la fornitura di carburante blu con i parametri di pressione richiesti ai dispositivi. I dati accuratamente verificati si basano sulla regolamentazione della documentazione normativa.

L'articolo descrive in dettaglio i principi e gli schemi di calcolo. Viene fornito un esempio di esecuzione dei calcoli. Le applicazioni grafiche e le istruzioni video vengono utilizzate come utile aggiunta informativa.

Perché è necessario calcolare il gasdotto

I calcoli vengono eseguiti in tutte le sezioni del gasdotto per identificare i punti in cui è probabile che appaiano possibili resistenze nei tubi, modificando la velocità di alimentazione del carburante.

Se tutti i calcoli vengono eseguiti correttamente, è possibile selezionare l'attrezzatura più adatta e creare una progettazione economica ed efficiente dell'intera struttura del sistema del gas.

Ciò ti eviterà indicatori inutili e sopravvalutati durante il funzionamento e costi di costruzione, che potrebbero verificarsi durante la pianificazione e l'installazione del sistema senza il calcolo idraulico del gasdotto.

C'è una migliore opportunità per selezionare le dimensioni della sezione e i materiali dei tubi richiesti per una fornitura più efficiente, rapida e stabile di carburante blu ai punti pianificati del sistema di gasdotti.

È garantita la modalità operativa ottimale dell'intero gasdotto.

Gli sviluppatori ricevono vantaggi finanziari dai risparmi sull'acquisto di attrezzature tecniche e materiali da costruzione.

Viene effettuato il calcolo corretto del gasdotto, tenendo conto dei livelli massimi di consumo di carburante durante i periodi di consumo di massa. Vengono prese in considerazione tutte le esigenze industriali, municipali e individuali delle famiglie.

Determinazione del numero di punti di controllo del gas di fratturazione idraulica

I punti di controllo del gas sono progettati per ridurre la pressione del gas e mantenerla a un determinato livello, indipendentemente dalla portata.

Con un consumo stimato noto di combustibile gassoso, il distretto cittadino determina il numero di fratturazioni idrauliche, in base alla prestazione di fratturazione idraulica ottimale (V=1500-2000 m3/ora) secondo la formula:

n = , (27)

dove n è il numero di fratture idrauliche, pz.;

V_R — consumo di gas stimato dal distretto cittadino, m3/ora;

V_{vendita all'ingrosso} — produttività ottimale della fratturazione idraulica, m3/ora;

n=586.751/1950=3.008 pz.

Determinato il numero delle stazioni di fratturazione idraulica, si pianifica la loro ubicazione sulla pianta generale del quartiere cittadino, installandole al centro dell'area gassificata nel territorio dei quartieri.

Osservazione del Programma

Per comodità di calcolo, vengono utilizzati programmi di calcolo idraulico amatoriale e professionale.

Il più popolare è Excel.

È possibile utilizzare il calcolo online in Excel Online, CombiMix 1.0 o il calcolatore idraulico online. Il programma stazionario viene selezionato tenendo conto dei requisiti del progetto.

La principale difficoltà nel lavorare con tali programmi è l'ignoranza delle basi dell'idraulica. In alcuni di essi non esiste la decodifica delle formule, le caratteristiche della ramificazione delle tubazioni e il calcolo delle resistenze in circuiti complessi non vengono considerate.

• HERZ CO 3.5 - effettua un calcolo secondo il metodo delle perdite di carico lineari specifiche.
• DanfossCO e OvertopCO possono contare i sistemi di circolazione naturale.
• "Flow" (Flow) - consente di applicare il metodo di calcolo con una differenza di temperatura variabile (scorrevole) lungo le colonne montanti.

È necessario specificare i parametri di immissione dei dati per la temperatura - Kelvin / Celsius.

Teoria del calcolo idraulico dell'impianto di riscaldamento.

Teoricamente, il riscaldamento GR si basa sulla seguente equazione:

∆P = R·l + z

Questa uguaglianza è valida per un'area specifica. Questa equazione è decifrata come segue:

• ΔP - perdita di carico lineare.
• R è la perdita di pressione specifica nel tubo.
• l è la lunghezza dei tubi.
• z - perdite di carico nelle uscite, valvole di intercettazione.

Dalla formula si può vedere che maggiore è la perdita di carico, più è lunga e più curve o altri elementi in essa contenuti riducono il passaggio o cambiano la direzione del flusso del fluido. Deduciamo a cosa sono uguali R e z. Per fare ciò, considera un'altra equazione che mostra la perdita di pressione dovuta all'attrito contro le pareti del tubo:

_attrito

Questa è l'equazione di Darcy-Weisbach. Decodifichiamolo:

• λ è un coefficiente che dipende dalla natura del movimento del tubo.
• d è il diametro interno del tubo.
• v è la velocità del fluido.
• ρ è la densità del liquido.

Da questa equazione si stabilisce un'importante relazione: la perdita di pressione dovuta all'attrito è minore, maggiore è il diametro interno dei tubi e minore è la velocità del fluido. Inoltre, qui la dipendenza dalla velocità è quadratica. Le perdite in curve, tee e valvole sono determinate da una formula diversa:

∆P_raccordi = ξ*(v²ρ/2)

Qui:

• ξ è il coefficiente di resistenza locale (di seguito CMR).
• v è la velocità del fluido.
• ρ è la densità del liquido.

Si può anche vedere da questa equazione che la caduta di pressione aumenta con l'aumentare della velocità del fluido.Inoltre, vale la pena dire che nel caso di utilizzo di un liquido di raffreddamento a basso congelamento, anche la sua densità svolgerà un ruolo importante: più è alta, più è difficile per la pompa di circolazione. Pertanto, quando si passa all'“antigelo”, potrebbe essere necessario sostituire la pompa di circolazione.

Da quanto sopra si ricava la seguente uguaglianza:

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

Da ciò otteniamo le seguenti uguaglianze per R e z:

R = (λ/α)*(v²ρ/2) Pa/m;

z = ξ*(v²ρ/2) Pa;

Ora scopriamo come calcolare la resistenza idraulica utilizzando queste formule.

Determinazione delle perdite di carico nelle tubazioni

La resistenza alla perdita di carico nel circuito attraverso il quale circola il liquido di raffreddamento viene determinata come valore totale per tutti i singoli componenti. Questi ultimi includono:

• perdite nel circuito primario, denominate ∆Plk;
• costi locali del vettore di calore (∆Plm);
• perdite di carico in zone speciali, denominate “generatori di calore” con la denominazione ∆Ptg;
• perdite all'interno del sistema di scambio termico integrato ∆Pto.

Sommando questi valori si ottiene l'indicatore desiderato, che caratterizza la resistenza idraulica totale del sistema ∆Pco.

Oltre a questo metodo generalizzato, esistono altri modi per determinare la perdita di carico nei tubi in polipropilene. Uno di questi si basa sul confronto di due indicatori legati all'inizio e alla fine della pipeline. In questo caso la perdita di carico può essere calcolata semplicemente sottraendo i suoi valori iniziali e finali, determinati da due manometri.

Un'altra opzione per calcolare l'indicatore desiderato si basa sull'uso di una formula più complessa che tiene conto di tutti i fattori che influenzano le caratteristiche del flusso di calore.Il rapporto riportato di seguito tiene principalmente conto della perdita di carico del liquido dovuta alla lunga lunghezza della condotta.

• h è la perdita di carico del liquido, misurata in metri nel caso in esame.
• λ è il coefficiente di resistenza idraulica (o attrito), determinato con altri metodi di calcolo.
• L è la lunghezza totale della condotta servita, misurata in metri lineari.
• D è la dimensione interna del tubo, che determina il volume del flusso di refrigerante.
• V è la portata del fluido, misurata in unità standard (metri al secondo).
• Il simbolo g è l'accelerazione di caduta libera, che è 9,81 m/s2.

Di grande interesse sono le perdite causate dall'alto coefficiente di attrito idraulico. Dipende dalla rugosità delle superfici interne dei tubi. I rapporti utilizzati in questo caso sono validi solo per grezzi tubolari di forma rotonda standard. La formula finale per trovarli è simile alla seguente:

• V - la velocità di movimento delle masse d'acqua, misurata in metri/secondo.
• D - diametro interno, che determina lo spazio libero per il movimento del liquido di raffreddamento.
• Il coefficiente al denominatore indica la viscosità cinematica del liquido.

Quest'ultimo indicatore si riferisce a valori costanti e si trova secondo apposite tabelle pubblicate in grandi quantità su Internet.

1.4 Distribuzione della pressione nelle sezioni del sistema di tubazioni

Calcola la pressione nel punto nodale p1 e costruisci un grafico della pressione
Posizione su l1 per formula (1.1):

 (1.31)

 (1.32)

Immaginare
dipendenza risultante pl1=f(l) a forma di tavolo.

Tavolo
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

Calcola la pressione nel punto nodale p6 e costruisci un grafico della pressione
sui rami l8 — l9 per formula (1.13):

 (1.33)

 (1.34)

Immaginare
dipendenza risultante p(l8-l9)=f(l) a forma di tavolo.

Tavolo
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

Per calcolare i costi per filiale l2 —l4 —l6 el3 —l5 —l7, utilizziamo le formule (1.10) e
(1.11):

Controlliamo:

Calcolo
fatto correttamente.

Adesso
calcolare la pressione nei punti nodali del ramo l2 —l4
—l6 Su
formule (1.2), (1.3) e (1.4):

risultati
calcolo della pressione di sezione l2
presentato nella tabella 6:

Tavolo
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

risultati
calcolo della pressione di sezione l4
sono presentati nella tabella 7:

Tavolo
7

Opzione di calcolo del PC

L'esecuzione del calcolo utilizzando un computer è la meno laboriosa: tutto ciò che è richiesto a una persona è inserire i dati necessari nelle colonne appropriate.

Pertanto, un calcolo idraulico viene eseguito in pochi minuti e questa operazione non richiede un ampio bagaglio di conoscenze, necessario quando si utilizzano le formule.

Per la sua corretta attuazione è necessario ricavare dalle specifiche tecniche i seguenti dati:

• densità del gas;
• coefficiente di viscosità cinetica;
• temperatura del gas nella tua regione.

Le condizioni tecniche necessarie sono ottenute dal dipartimento del gas della città dell'insediamento in cui sarà costruito il gasdotto. In realtà, la progettazione di qualsiasi pipeline inizia con la ricezione di questo documento, perché contiene tutti i requisiti di base per la sua progettazione.

Successivamente, lo sviluppatore deve scoprire il consumo di gas per ciascun dispositivo che si prevede di collegare al gasdotto. Ad esempio, se il carburante verrà trasportato in una casa privata, lì vengono spesso utilizzati fornelli per cucinare, tutti i tipi di caldaie per riscaldamento e i numeri necessari sono sempre nei loro passaporti.

Inoltre sarà necessario conoscere il numero di bruciatori per ogni stufa che andrà collegata al tubo.

Nella fase successiva della raccolta dei dati necessari, vengono selezionate le informazioni sulla caduta di pressione nei siti di installazione di qualsiasi apparecchiatura: può essere un contatore, una valvola di intercettazione, una valvola di intercettazione termica, un filtro e altri elementi .

In questo caso, è facile trovare i numeri necessari: sono contenuti in una tabella speciale allegata al passaporto di ciascun prodotto.

Il progettista dovrebbe prestare attenzione al fatto che deve essere indicata la caduta di pressione al massimo consumo di gas.

Nella fase successiva, si consiglia di scoprire quale sarà la pressione del carburante blu al punto di raccordo. Tali informazioni possono contenere le specifiche tecniche del tuo Gorgaz, uno schema precedentemente elaborato del futuro gasdotto.

Se la rete sarà composta da più sezioni, queste devono essere numerate e indicare la lunghezza effettiva. Inoltre, per ciascuno, tutti gli indicatori variabili dovrebbero essere prescritti separatamente: questa è la portata totale di qualsiasi dispositivo che verrà utilizzato, la caduta di pressione e altri valori.

Assolutamente richiesto un fattore di simultaneità. Tiene conto della possibilità di esercizio congiunto di tutti i consumatori di gas collegati alla rete. Ad esempio, tutte le apparecchiature di riscaldamento situate in un condominio o in una casa privata.

Tali dati vengono utilizzati dal programma di calcolo idraulico per determinare il carico massimo in qualsiasi sezione o nell'intero gasdotto.

Per ogni singolo appartamento o casa non è necessario calcolare il coefficiente specificato, poiché i suoi valori sono noti e sono indicati nella tabella seguente:

Se in alcune strutture si prevede di utilizzare più di due caldaie per riscaldamento, forni, scaldabagni ad accumulo, l'indicatore di simultaneità sarà sempre 0,85.Che dovrà essere indicato nella colonna corrispondente utilizzata per il calcolo del programma.

Successivamente, dovresti specificare il diametro dei tubi e avrai anche bisogno dei loro coefficienti di rugosità, che verranno utilizzati nella costruzione della tubazione. Questi valori sono standard e possono essere facilmente trovati nel Regolamento.

Osservazione del Programma

Per comodità di calcolo, vengono utilizzati programmi di calcolo idraulico amatoriale e professionale.

Il più popolare è Excel.

È possibile utilizzare il calcolo online in Excel Online, CombiMix 1.0 o il calcolatore idraulico online. Il programma stazionario viene selezionato tenendo conto dei requisiti del progetto.

La principale difficoltà nel lavorare con tali programmi è l'ignoranza delle basi dell'idraulica. In alcuni di essi non esiste la decodifica delle formule, le caratteristiche della ramificazione delle tubazioni e il calcolo delle resistenze in circuiti complessi non vengono considerate.

Caratteristiche del programma:

• HERZ CO 3.5 - effettua un calcolo secondo il metodo delle perdite di carico lineari specifiche.
• DanfossCO e OvertopCO possono contare i sistemi di circolazione naturale.
• "Flow" (Flow) - consente di applicare il metodo di calcolo con una differenza di temperatura variabile (scorrevole) lungo le colonne montanti.

È necessario specificare i parametri di immissione dei dati per la temperatura - Kelvin / Celsius.

.1 Determinazione della capacità di un gasdotto complesso

Per calcolare un sistema di tubazioni complesso secondo la Figura 1 e i dati
Nella tabella 1, utilizzeremo il metodo di sostituzione per un gasdotto semplice equivalente. Per
questo, sulla base dell'equazione di flusso teorica per lo stato stazionario
flusso isotermico, componiamo un'equazione per un gasdotto equivalente e
scriviamo l'equazione.

Tabella 1

Indice numero io	Diametro esterno di , mm	spessore del muro δi , mm	Lunghezza della sezione 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

Figura 1 - Schema della condotta

Per trama l1 annotare
formula di spesa:

 (1.1)

Al punto nodale p1 il flusso del gas è diviso in due fili: l2 —l4 —l6 el3 —l5 —l7 più avanti al punto p6 questi rami
unire. Si consideri che nel primo ramo la portata è Q1, e nel secondo ramo Q2.

Per filiale l2 —l4 —l6:

 (1.2)

 (1.3)

 (1.4)

Riassumiamo
a coppie (1.2), (1.3) e (1.4), otteniamo:

 (1.5)

Per
rami l3 —l5 —l7:

 (1.6)

 (1.7)

 (1.8)

Riassumiamo
a coppie (1.6), (1.7) e (1.8), otteniamo:

 (1.9)

Esprimere
dalle espressioni (1.5) e (1.9) Q1 e Q2, rispettivamente:

 (1.10)

 (1.11)

Consumo
lungo il tratto parallelo è uguale a: Q=Q1+Q2.

 (1.12)

Differenza
quadrati di pressione per una sezione parallela è uguale a:

 (1.13)

Per
rami l8-l9 noi scriviamo:

 (1.14)

Sommando (1.1), (1.13) e (1.14), otteniamo:

 (1.15)

Da
L'ultima espressione può determinare il throughput del sistema. Tenere in considerazione
formule di flusso per un gasdotto equivalente:

 (1.16)

Troviamo una relazione che permetta, per un dato LEK o DEK, di trovare un'altra dimensione geometrica del gasdotto

 (1.17)

Per determinare la lunghezza del gasdotto equivalente, costruiamo
distribuzione del sistema. Per fare ciò, costruiremo tutti i thread di una pipeline complessa in uno
direzione mantenendo la struttura del sistema. Come lunghezza equivalente
gasdotto, prenderemo il componente più lungo del gasdotto dall'inizio a
terminare come mostrato in Figura 2.

Figura 2 - Sviluppo del sistema di gasdotti

Secondo i risultati della costruzione come la lunghezza del gasdotto equivalente
prendi la lunghezza uguale alla somma delle sezioni l1 —l3 —l5 —l7 —l8 —l9. Quindi LEK=131 km.

Per i calcoli, prenderemo le seguenti ipotesi: consideriamo che il gas entra
pipeline obbedisce alla legge quadratica della resistenza. Ecco perchè
il coefficiente di resistenza idraulica si calcola con la formula:

 , (1.18)

dove K è la rugosità equivalente della parete
tubi, mm;

D-
diametro interno di un tubo, mm.

Per i gasdotti principali senza anelli di supporto, aggiuntivi
le resistenze locali (raccordi, transizioni) di solito non superano il 2-5% delle perdite
per attrito. Pertanto, per i calcoli tecnici per il coefficiente di progetto
il valore della resistenza idraulica è preso:

 (1.19)

Per
ulteriore calcolo accettiamo, K=0,5.

Calcolare
coefficiente di resistenza idraulica per tutte le sezioni della condotta
reti, i risultati sono inseriti nella tabella 2.

Tavolo
2

Indice numero io	Diametro esterno di , mm	spessore del muro δi , mm	Coefficiente di resistenza idraulica, λtr
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

Nei calcoli, utilizziamo la densità media del gas nel sistema di tubazioni,
che calcoliamo dalle condizioni di compressibilità del gas a media pressione.

La pressione media nel sistema in determinate condizioni è:

 (1.20)

Per determinare il coefficiente di compressibilità secondo il nomogramma, è necessario
calcolare la temperatura e la pressione ridotte utilizzando le formule:

 , (1.21)

 , (1.22)

dove T, p — temperatura e pressione in condizioni operative;

Tkr, rkr sono la temperatura e la pressione critiche assolute.

Secondo l'appendice B: Tkr\u003d 190,9 K, rkr =4.649 MPa.

Ulteriore
in base al nomogramma per il calcolo del fattore di compressibilità del gas naturale, determiniamo z =
0,88.

mezzo
la densità del gas è determinata dalla formula:

 (1.23)

Per
calcolo della portata attraverso il gasdotto, è necessario determinare il parametro A:

 (1.24)

Cerchiamo
:

Cerchiamo
flusso di gas attraverso il sistema:

 (1.25)

 (1.26)

Osservazione del Programma

Per comodità di calcolo, vengono utilizzati programmi di calcolo idraulico amatoriale e professionale.

Il più popolare è Excel.

È possibile utilizzare il calcolo online in Excel Online, CombiMix 1.0 o il calcolatore idraulico online. Il programma stazionario viene selezionato tenendo conto dei requisiti del progetto.

La principale difficoltà nel lavorare con tali programmi è l'ignoranza delle basi dell'idraulica. In alcuni di essi non esiste la decodifica delle formule, le caratteristiche della ramificazione delle tubazioni e il calcolo delle resistenze in circuiti complessi non vengono considerate.

• HERZ CO 3.5 - effettua un calcolo secondo il metodo delle perdite di carico lineari specifiche.
• DanfossCO e OvertopCO possono contare i sistemi di circolazione naturale.
• "Flow" (Flow) - consente di applicare il metodo di calcolo con una differenza di temperatura variabile (scorrevole) lungo le colonne montanti.

È necessario specificare i parametri di immissione dei dati per la temperatura - Kelvin / Celsius.

Determinazione delle perdite di carico nelle tubazioni

La resistenza alla perdita di carico nel circuito attraverso il quale circola il liquido di raffreddamento viene determinata come valore totale per tutti i singoli componenti. Questi ultimi includono:

• perdite nel circuito primario, denominate ∆Plk;
• costi locali del vettore di calore (∆Plm);
• perdite di carico in zone speciali, denominate “generatori di calore” con la denominazione ∆Ptg;
• perdite all'interno del sistema di scambio termico integrato ∆Pto.

Sommando questi valori si ottiene l'indicatore desiderato, che caratterizza la resistenza idraulica totale del sistema ∆Pco.

Oltre a questo metodo generalizzato, esistono altri modi per determinare la perdita di carico nei tubi in polipropilene. Uno di questi si basa sul confronto di due indicatori legati all'inizio e alla fine della pipeline. In questo caso la perdita di carico può essere calcolata semplicemente sottraendo i suoi valori iniziali e finali, determinati da due manometri.

Un'altra opzione per calcolare l'indicatore desiderato si basa sull'uso di una formula più complessa che tiene conto di tutti i fattori che influenzano le caratteristiche del flusso di calore. Il rapporto riportato di seguito tiene principalmente conto della perdita di carico del liquido dovuta alla lunga lunghezza della condotta.

• h è la perdita di carico del liquido, misurata in metri nel caso in esame.
• λ è il coefficiente di resistenza idraulica (o attrito), determinato con altri metodi di calcolo.
• L è la lunghezza totale della condotta servita, misurata in metri lineari.
• D è la dimensione interna del tubo, che determina il volume del flusso di refrigerante.
• V è la portata del fluido, misurata in unità standard (metri al secondo).
• Il simbolo g è l'accelerazione di caduta libera, che è 9,81 m/s2.

La perdita di pressione si verifica a causa dell'attrito del fluido sulla superficie interna dei tubi

Di grande interesse sono le perdite causate dall'alto coefficiente di attrito idraulico. Dipende dalla rugosità delle superfici interne dei tubi. I rapporti utilizzati in questo caso sono validi solo per grezzi tubolari di forma rotonda standard. La formula finale per trovarli è simile alla seguente:

• V - la velocità di movimento delle masse d'acqua, misurata in metri/secondo.
• D - diametro interno, che determina lo spazio libero per il movimento del liquido di raffreddamento.
• Il coefficiente al denominatore indica la viscosità cinematica del liquido.

Quest'ultimo indicatore si riferisce a valori costanti e si trova secondo apposite tabelle pubblicate in grandi quantità su Internet.

bilanciamento idraulico

Il bilanciamento delle perdite di carico nell'impianto di riscaldamento avviene tramite valvole di regolazione e intercettazione.

Il bilanciamento idraulico dell'impianto viene effettuato sulla base di:

• carico di progetto (portata massica del refrigerante);
• dati dei produttori di tubi sulla resistenza dinamica;
• il numero delle resistenze locali nell'area in esame;
• caratteristiche tecniche degli allestimenti.

Le caratteristiche di installazione - caduta di pressione, montaggio, capacità - sono impostate per ciascuna valvola. Determinano i coefficienti del flusso di refrigerante in ciascun montante e quindi in ciascun dispositivo.

La perdita di carico è direttamente proporzionale al quadrato della portata del refrigerante e si misura in kg/h, dove

S è il prodotto della pressione specifica dinamica, espressa in Pa/(kg/h), e del coefficiente ridotto per la resistenza locale della sezione (ξpr).

Il coefficiente ridotto ξpr è la somma di tutte le resistenze locali del sistema.

Risultati.

I valori ottenuti delle perdite di carico nella tubazione, calcolati con due metodi, differiscono nel nostro esempio del 15…17%! Guardando altri esempi, puoi vedere che la differenza a volte arriva fino al 50%! Allo stesso tempo, i valori ottenuti dalle formule dell'idraulica teorica sono sempre inferiori ai risultati secondo SNiP 2.04.02–84. Sono propenso a credere che il primo calcolo sia più accurato e che SNiP 2.04.02–84 sia "assicurato". Forse sbaglio nelle mie conclusioni. Va notato che i calcoli idraulici delle condotte sono difficili da modellare con precisione e si basano principalmente su dipendenze ottenute da esperimenti.

In ogni caso, avendo due risultati, è più facile prendere la decisione giusta.

Ricordarsi di aggiungere (o sottrarre) la pressione statica ai risultati quando si calcolano le tubazioni idrauliche con una differenza di altezza tra ingresso e uscita. Per l'acqua - un dislivello di 10 metri ≈ 1 kg / cm2.

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Una continuazione importante e, credo, interessante dell'argomento, leggi qui