Таблица гидравлического расчета газопровода excel

Гидравлический расчёт газопровода среднего давления. Образец гидравлического расчёта? Количество просмотров — 7352 (ссылка на эту тему)

Ursul Участник форумов Сейчас отсутствует Доброго времени суток! Нужен образец гидравлического расчета газопровода среднего давления, труба стальная. Требуется расчет по СП 42-101-2003. К сожалению газовик на больничном, а заказчики требуют СРОЧНО!! Ну как всегда. Заранее спасибо! Ведущий инженер (Ростов-на-Дону, Россия)

Bлaдимиp Активный участник форумов Сейчас отсутствует Товарищи помогите! Имею газопровод среднего давления от ШРП до теплогенераторов АЭРТОН. Давление после ШРП — 0,012МПа, диаметр трубопровода — 42мм (dy32), длинна трубопровода — 9м. Минимальное давление АЭРТОНа — 0,005МПа. Выполнить согласно ДБН В.2.5-20 хотел гидравлический расчет по формуле (Е.5 прилож. Е). И тут подстава — выражение под корнем получается отрицательным, что это значит? Я что то неправильно выбрал или неправильно посчитал? Из всех переменных меня смущает только коэффициент кинематической вязкости, в интернете нашел что он равен 1,43*10-6 l — длинна трубопровода в метрах n — шереховатость поверхности стенки(для стальных труб 0,01) d — внутренний диаметр трубопровода а сантиметрах v — коэффициент кинематической вязкости(нашел 1,43*10-6) Р — плотность газа (0,68-0,85) Q — расход газа (58 куб/час) Голова кругом идет, газовщик в декрет ушел. Надо как то разобраться. Начальник энергетического сектора ПО (Вольногорск, Украина)

Bлaдимиp Активный участник форумов Сейчас отсутствует Ну вот… так никто и не ответил. Пришлось самому разбираться…. Может быть кому то пригодится, в формуле Р1 — абсолютное давление. Как мне объяснили это сумма давлений: 1)давление газа в газопроводе (в моем случае 0,012МПа) 2)атмосферное давление (0,10132 МПа) В результате число под корнем не отрицательное, имеем ответ Р2 — абсолютное давление в конце газопровода. Что бы найти давление газа — от абсолютного давления отнимаем атмосферное. В моем случае потеря давления газа составила ~0,001МПа. Начальник энергетического сектора ПО (Вольногорск, Украина)

Українець Куратор Сейчас отсутствует Самые надежные знания когда сам разберешься! Персонально для Вас  Главный инженер проектов (Черкассы, Украина)

Bлaдимиp Активный участник форумов Сейчас отсутствует Спасибо огромное, полезная штука. Начальник энергетического сектора ПО (Вольногорск, Украина)

Українець Куратор Сейчас отсутствует Сам придумал! Теперь пользуюсь. Надеюсь, украинский язык проблем не вызывает. Главный инженер проектов (Черкассы, Украина)

Bлaдимиp Активный участник форумов Сейчас отсутствует Українська — рідна мова. Начальник энергетического сектора ПО (Вольногорск, Украина)

Чарнiчка Участник форумов Сейчас отсутствует Подскажите пожалуйста, номер ТКП где указано что коэффициент одновременности при подсчете расходов на жилой фонд, учитывать не нужно. сказали при согласовании, ищу ткп. Беларусь. Инженер  (Минск, Беларусь)

Granit 201 z Активный участник форумов Сейчас отсутствует Тоже самоделка по формулам СП 42-101-2003. Думаю разберетесь как пользоваться. С уважением, разработчик программы «Планы и Профили» — Бондаренко Е. ? (Волгоград, Россия)

Українець Куратор Сейчас отсутствует коэффициент одновременности при подсчете расходов на жилой фонд, учитывать не нужно. Хотел бы и я такое увидеть. Т.е. в доме 72 квартиры и ВСЕ 72 плиты с духовками ВКЛЮЧЕНЫ ОДНОВРЕМЕННО на всю катушку! Главный инженер проектов (Черкассы, Украина)

Granit 201 z Активный участник форумов Сейчас отсутствует Хотел бы и я такое увидеть. Т.е. в доме 72 квартиры и ВСЕ 72 плиты с духовками ВКЛЮЧЕНЫ ОДНОВРЕМЕННО на всю катушку! Смотря как считать расход газа. Если Вам заранее не известно тип и количество газовых приборов, например газоснабжение коттеджного поселка — о каком коэффициенте может идти речь? Здесь нужно по нормам вычислять количество тепла необходимое на отопление, горячую воду, приготовление пищи и уже после — это необходимое количество тепла переводить в расход газа С уважением, разработчик программы «Планы и Профили» — Бондаренко Е. ? (Волгоград, Россия)

Українець Куратор Сейчас отсутствует Для коттеджного поселка можно сосчитать количество коттеджей и определить расход газа на жилье (с коэффициентом одновременности). Еще надо будет добавить потребление газа на общепоселковые потребители (ФАП, Клуб, сельсовет, магазин и пр.) и возможное производство. При таком расчете расход на жилье будет точнее с коэффициеном одновременности. Главный инженер проектов (Черкассы, Украина)

Сергей Л. П. Куратор подраздела «Технический надзор» Сейчас отсутствует сказали при согласовании, ищу ткп. Вряд ли такое будет в ТКП. Насколько я знаю, у вас в ТКП такая же формула, что и у нас в СП через коэффициент. Так что это просто местное допущение (то есть соглашение между ГРО и заказчиком). Захотелось, например, заказчику на перспективу себе сети диаметром по-больше… Проектировщик ( ? , Россия)

Сейчас Вы — Гость на форумах «Проектант». Гости не могут писать сообщения и создавать новые темы.
Преодолейте несложную формальность — зарегистрируйтесь! И у Вас появится много больше возможностей на форумах «Проектант».

Гидравлический расчет трубопроводов

Опубликовано 08 Апр 2014
Рубрика: Теплотехника | 66 комментариев

Системы отопления зданий, теплотрассы, водопроводы, системы водоотведения, гидравлические схемы станков, машин – все это примеры систем, состоящих из трубопроводов. Гидравлический расчет трубопроводов — особенно сложных, разветвленных…

… — является очень непростой и громоздкой задачей. Сегодня в век компьютеров решать ее стало существенно легче при использовании специального программного обеспечения. Но хорошие специальные программы дорого стоят и есть они, как правило, только у специалистов-гидравликов.

В этой статье мы рассмотрим гидравлический расчет трубопроводов на примере расчета в Excel горизонтального участка трубопровода постоянного диаметра по двум методикам и сравним полученные результаты. Для «неспециалистов» применение представленной ниже программы позволит решить несложные «житейские» и производственные задачи. Для специалистов применение этих расчетов возможно в качестве проверочных или для выполнения быстрых простых оценок.

Как правило, гидравлический расчет трубопроводов включает в себя решение двух задач:

1. При проектировочном расчете требуется по известному расходу жидкости найти потери давления на рассматриваемом участке трубопровода. (Потери давления – это разность давлений между точкой входа и точкой выхода.)

2. При проверочном расчете (при аудите действующих систем) требуется по известному перепаду давления (разность показаний манометров на входе в трубопровод и на выходе) рассчитать расход жидкости, проходящей через трубопровод.

Приступаем к решению первой задачи. Решить вторую задачу вы сможете легко сами, используя сервис программы MS Excel «Подбор параметра». О том, как использовать этот сервис, подробно описано во второй половине статьи «Трансцендентные уравнения? «Подбор параметра» в Excel!».

Предложенные далее расчеты в Excel, можно выполнить также в программе OOo Calc из свободно распространяемого пакета Open Office.

Правила цветового форматирования ячеек листа Excel, которые применены в статьях этого блога, детально описаны на странице «О блоге».

Расчет в Excel трубопроводов по формулам теоретической гидравлики.

Рассмотрим порядок и формулы расчета в Excel на примере прямого горизонтального трубопровода длиной 100 метров из трубы ø108 мм с толщиной стенки 4 мм.

Исходные данные:

1. Расход воды через трубопровод G в т/час вводим

в ячейку D4: 45,000

2. Температуру воды на входе в расчетный участок трубопровода  t_вх в °C заносим

в ячейку D5: 95,0

3. Температуру воды на выходе из расчетного участка трубопровода  t_вых в °C записываем

в ячейку D6: 70,0

4. Внутренний диаметр трубопровода  d в мм вписываем

в ячейку D7: 100,0

5. Длину трубопровода  L в м записываем

в ячейку D8: 100,000

6. Эквивалентную шероховатость внутренних поверхностей труб  ∆ в мм вносим

в ячейку D9:  1,000

Выбранное значение эквивалентной шероховатости соответствует стальным старым заржавевшим трубам, находящимся в эксплуатации много лет.

Эквивалентные шероховатости для других типов и состояний труб приведены на листе «Справка» расчетного файла Excel «gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov.xls», ссылка на скачивание которого дана в конце статьи.

7. Сумму коэффициентов местных сопротивлений  Σ(ξ) вписываем

в ячейку D10:  1,89

Мы рассматриваем пример, в котором местные сопротивления присутствуют в виде стыковых сварных швов (9 труб, 8 стыков).

Для ряда основных типов местных сопротивлений данные и формулы расчета представлены на листах «Расчет коэффициентов» и «Справка» файла Excel «gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov.xls».

Результаты расчетов:

8. Среднюю температуру воды t_ср в °C вычисляем

в ячейке D12: =(D5+D6)/2 =82,5

t_ср=(t_вх+t_вых)/2

9. Кинематический коэффициент вязкости воды n в cм²/с при температуре t_ср рассчитываем

в ячейке D13: =0,0178/(1+0,0337*D12+0,000221*D12^2) =0,003368

n=0,0178/(1+0,0337*t_ср+0,000221*t_ср²)

10. Среднюю плотность воды ρ в т/м³ при температуре t_ср вычисляем

в ячейке D14: =(-0,003*D12^2-0,1511*D12+1003,1)/1000 =0,970

ρ=(-0,003*t_ср²-0,1511*t_ср+1003, 1)/1000

11. Расход воды через трубопровод G’ в л/мин пересчитываем

в ячейке D15: =D4/D14/60*1000 =773,024

G’=G*1000/(ρ*60)

Этот параметр пересчитан нами в других единицах измерения для облегчения восприятия величины расхода.

12. Скорость воды в трубопроводе v в м/с вычисляем

в ячейке D16: =4*D4/D14/ПИ()/(D7/1000)^2/3600 =1,640

v=4*G/(ρ*π*(d/1000)²*3600)

К ячейке D16 применено условное форматирование. Если значение скорости не попадает в диапазон 0,25…1,5 м/с, то фон ячейки становится красным, а шрифт белым.

Предельные скорости движения воды приведены на листе «Справка» расчетного файла Excel «gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov.xls».

13. Число Рейнольдса Re определяем

в ячейке D17: =D16*D7/D13*10 =487001,4

Re=v*d*10/n

14. Коэффициент гидравлического трения λ рассчитываем

в ячейке D18: =ЕСЛИ(D17<=2320;64/D17;ЕСЛИ(D17<=4000; 0,0000147*D17;0,11* (68/D17+D9/D7)^0,25)) =0,035

λ=64/Re                              при Re≤2320

λ=0,0000147*Re                при 2320≤Re≤4000

λ=0,11*(68/Re+∆/d)^0,25  при Re≥4000

15. Удельные потери давления на трение R в кг/(см²*м) вычисляем

в ячейке D19: =D18*D16^2*D14/2/9,81/D7*100 =0,004645

R=λ*v²*ρ*100/(2*9,81*d)

16. Потери давления на трение dP_тр в кг/см² и Па находим соответственно

в ячейке D20: =D19*D8 =0,464485

dP_тр=R*L

и в ячейке D21: =D20*9,81*10000 =45565,9

dP_тр=dP_тр*9,81*10000

17. Потери давления в местных сопротивлениях dP_мс в кг/см² и Па находим соответственно

в ячейке D22: =D10*D16^2*D14*1000/2/9,81/10000 =0,025150

dP_мс=Σ(ξ)*v²*ρ/(2*9,81*10)

и в ячейке D23: =D22*9,81*10000 =2467,2

dP_тр=dP_мс*9,81*10000

18. Расчетные потери давления в трубопроводе dP в кг/см² и Па находим соответственно

в ячейке D24: =D20+D22 =0,489634

dP=dP_тр+dP_мс

и в ячейке D25: =D24*9,81*10000 =48033,1

dP=dP*9,81*10000

19. Характеристику гидравлического сопротивления трубопровода S в Па/(т/ч)² вычисляем

в ячейке D26: =D25/D4^2 =23,720

S=dP/G²

Гидравлический расчет в Excel трубопровода по формулам теоретической гидравлики выполнен!

Гидравлический расчет трубопроводов в Excel по формулам СНиП 2.04.02-84.

Этот расчет определяет потери на трение в трубопроводах по эмпирическим формулам без учета коэффициентов местных сопротивлений, но с учетом сопротивлений, вносимых стыками.

На длинных трубопроводах, каковыми являются водопроводы и теплотрассы, влияние местных сопротивлений мало по сравнению с шероховатостью стенок труб и перепадами высот, и часто коэффициентами местных сопротивлений можно пренебречь при оценочных расчетах.

Исходные данные:

Этот расчет использует ранее введенные в предыдущем расчете значения внутреннего диаметра трубопровода d и длины трубопровода L, а также рассчитанное значение скорости движения воды v.

1. Выбираем из выпадающего списка, расположенного над ячейками A30…E30 вид трубы:

Неновые стальные и неновые чугунные без внутр. защитного покр. или с битумным защитным покр., v > 1,2м/c

Результаты расчетов:

По выбранному виду трубы Excel автоматически извлекает из таблицы базы данных значения эмпирических коэффициентов. Таблица базы данных, взятая из СНиП 2.04.02–84, расположена на этом же рабочем листе «РАСЧЕТ».

2. Коэффициент m извлекается

в ячейку D32: =ИНДЕКС(H31:H42;H29) =0,300

3. Коэффициент A₀ извлекается

в ячейку D33: =ИНДЕКС(I31:I42;I29) =1,000

4. Коэффициент 1000A₁ извлекается

в ячейку D34: =ИНДЕКС(J31:J42;J29) =21,000

5. Коэффициент 1000A₁/(2g) извлекается

в ячейку D35: =ИНДЕКС(K31:K42;K29) =1,070

6. Коэффициент С извлекается

в ячейку D36: =ИНДЕКС(L31:L42;L29) =0,000

7. Коэффициент  гидравлического сопротивления i  в м.вод.ст./м рассчитываем

в ячейке D37: =D35/1000*((D33+D36/D16)^D32)/((D7/1000)^(D32+1))*D16^2 =0,057

i=((1000A1/(2g))/1000)*(((A0+C/v)^m)/((d/1000)^(m+1)))*v²

8. Расчетные потери давления в трубопроводе dP в кг/см² и Па находим соответственно

в ячейке D38: =D39/9,81/10000 =0,574497

dP=dP/9,81/10000

и в ячейке D39: =D37*9,81*1000*D8 =56358,1

dP=i*9,81*1000*L

Гидравлический расчет трубопровода по формулам Приложения 10 СНиП 2.04.02–84 в Excel завершен!

Итоги.

Полученные значения потерь давления в трубопроводе, рассчитанные по двум методикам отличаются в нашем примере на 15…17%! Рассмотрев другие примеры, вы можете увидеть, что отличие иногда достигает и 50%! При этом значения, полученные по формулам теоретической гидравлики всегда меньше, чем результаты по СНиП 2.04.02–84. Я склонен считать, что точнее первый расчет, а СНиП 2.04.02–84 «подстраховывается». Возможно, я ошибаюсь в выводах. Следует отметить, что гидравлические расчеты трубопроводов тяжело поддаются точному математическому моделированию и базируются в основном на зависимостях, полученных из опытов.

В любом случае, имея два результата, легче принять нужное правильное решение.

При гидравлическом расчете трубопроводов с перепадом высот входа и выхода не забывайте добавлять (или отнимать) к результатам статическое давление. Для воды – перепад высот в 10 метров ≈ 1 кг/см².

Уважаемые читатели, Ваши мысли, замечания и предложения всегда интересны коллегам и автору. Пишите их внизу, в комментариях к статье!

Ссылка на скачивание файла: gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov (xls 57,5KB).

Важное и, думаю, интересное продолжение темы читайте здесь.

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

Гидравлический расчет газопроводов среднего и высоких давлений в excel (видеоурок прилагается) [ · Скачать удаленно () ] 24.08.2016, 20:35 Гидравлический расчет газопроводов среднего и высоких давлений в excel (видеоурок прилагается). Бесплатная программа для гидравлического расчета газопроводов. Категория: Разное | Добавил: gas Просмотров: 7828 | Загрузок: 3290 | Комментарии: 7 Всего комментариев: 5 Порядок вывода комментариев: 2 Газпром Казань   (13.09.2016 22:14) [Материал] Отличная штука, спасибо создателю! Если не сложная система газопроводов (тупиковая система) до можно посчитать тут https://gidrotgv.ru/gidravlicheskij-raschet-truboprovoda-gazoprovodov/ — «Гидравлический расчет газопровода онлайн» Выполнен тоже в табличном виде, поддерживает экспорт в WORD. Кажется есть даже сохранение, если зарегистрироваться. Расчетную схему только нельзя нарисовать, так бы был полный комплект) 5 Елена   (07.01.2022 19:35) [Материал] Здравствуйте! А можно программу для низкого давления тупиковую

На портале можно провести онлайн гидравлический расчет газопроводов в теме «ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ (ГАЗОПРОВОДОВ)».

На данной странице изложена методика на основании которой составлен расчет.

Пример гидравлического расчета:

РАСЧЕТ ДИАМЕТРА ГАЗОПРОВОДА И
ДОПУСТИМЫХ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ

3.21 Пропускная способность газопроводов может приниматься из условий
создания при максимально допустимых потерях давления газа наиболее экономичной
и надежной в эксплуатации системы, обеспечивающей устойчивость работы ГРП и
газорегуляторных установок (ГРУ), а также работы горелок потребителей в
допустимых диапазонах давления газа.

3.22 Расчетные внутренние диаметры газопроводов определяются исходя из
условия обеспечения бесперебойного газоснабжения всех потребителей в часы
максимального потребления газа.

3.23 Расчет диаметра газопровода следует выполнять, как правило, на
компьютере с оптимальным распределением расчетной потери давления между
участками сети.

При невозможности или нецелесообразности выполнения расчета на компьютере
(отсутствие соответствующей программы, отдельные участки газопроводов и т.п.)
гидравлический расчет допускается производить по приведенным ниже формулам или
по номограммам (приложение Б), составленным по этим формулам.

3.24 Расчетные потери давления в газопроводах высокого и среднего давления
принимаются в пределах категории давления, принятой для газопровода.

3.25 Расчетные суммарные потери давления газа в газопроводах низкого
давления (от источника газоснабжения до наиболее удаленного прибора)
принимаются не более 180 даПа, в том числе в распределительных газопроводах 200
даПа, в газопроводах-вводах и внутренних газопроводах — 60 даПа.

3.26 Значения расчетной потери давления газа при проектировании газопроводов
всех давлений для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых предприятий и
организаций коммунально-бытового обслуживания принимаются в зависимости от
давления газа в месте подключения с учетом технических характеристик
принимаемого к установке газового оборудования, устройств автоматики
безопасности и автоматики регулирования технологического режима тепловых
агрегатов.

3.27 Падение давления на участке газовой сети можно определять:

— для сетей среднего и высокого давлений по формуле

,                             
(3)

где Р_н — абсолютное давление в
начале газопровода, МПа;

Р_к — абсолютное давление в конце
газопровода, МПа;

Р₀ = 0,101325 МПа;

l — коэффициент гидравлического трения;

l — расчетная длина газопровода постоянного
диаметра, м;

d — внутренний диаметр газопровода, см;

r₀ — плотность газа при нормальных условиях, кг/м³;

Q₀ — расход газа, м³/ч, при нормальных
условиях;

— для сетей низкого давления по формуле

,                                  
(4)

где Р_н — давление в начале
газопровода, Па;

Р_к — давление в конце
газопровода, Па;

l, l, d, r₀, Q₀ — обозначения
те же, что и в формуле (3).

3.28 Коэффициент гидравлического трения l
определяется в зависимости от режима движения газа по газопроводу,
характеризуемого числом Рейнольдса,

,                                                   
(5)

где v — коэффициент кинематической вязкости
газа, м²/с, при нормальных условиях;

Q₀, d — обозначения те
же, что и в формуле (3), и гидравлической гладкости внутренней стенки
газопровода, определяемой по условию (6),

,                                 
                          (6)

где Re — число Рейнольдса;

(Примечание :в формуле №6 допущена опечатка. Вместо знака равно должен быть знак умножения)

n — эквивалентная абсолютная шероховатость внутренней поверхности
стенки трубы, принимаемая равной для новых стальных — 0,01 см, для бывших в
эксплуатации стальных — 0,1
см, для полиэтиленовых независимо от времени
эксплуатации — 0,0007 см;

d — обозначение то же, что и в формуле (3).

В зависимости от значения Re коэффициент
гидравлического трения l определяется:

— для ламинарного режима движения газа Re <= 2000

;            
                                                       (7)

— для критического режима движения газа Re =
2000-4000

;                                                         
(8)

— при Re > 4000 — в зависимости от выполнения
условия (6);

— для гидравлически гладкой стенки (неравенство (6) справедливо):

— при 4000 < Re < 100 000 по формуле

;                                                                
(9)

— при Re > 100 000

; 
                                                (10)

— для шероховатых стенок (неравенство (6) несправедливо) при Re > 4000

;                                                   
(11)

где n — обозначение то же, что и в формуле
(6);

d — обозначение то же, что и в формуле (3).

3.29 Расчетный расход газа на участках распределительных наружных
газопроводов низкого давления, имеющих путевые расходы газа, следует определять
как сумму транзитного и 0,5 путевого расходов газа на данном участке.

3.30 Падение давления в местных сопротивлениях (колена, тройники, запорная
арматура и др.) допускается учитывать путем увеличения фактической длины
газопровода на 5—10 %.

3.31 Для наружных надземных и внутренних
газопроводов расчетную длину газопроводов определяют по формуле (12)

,                                                        
(12)

где l₁ — действительная длина газопровода, м;

 — сумма
коэффициентов местных сопротивлений участка газопровода;

d — обозначение то же, что и в формуле (3);

l — коэффициент гидравлического трения,
определяемый в зависимости от режима течения и гидравлической гладкости стенок
газопровода по формулам (7)—(11).

3.32 В тех случаях когда газоснабжение СУГ является
временным (с последующим переводом на снабжение природным газом), газопроводы
проектируются из условий возможности их использования в будущем на природном
газе.

При этом количество газа определяется как эквивалентное (по теплоте
сгорания) расчетному расходу СУГ.

3.33 Падение давления в трубопроводах жидкой фазы СУГ определяется по
формуле (13)

,                                                          
(13)

где l — коэффициент гидравлического трения;

V — средняя скорость движения сжиженных газов, м/с.

С учетом противокавитационного запаса средние скорости движения жидкой фазы
принимаются: во всасывающих трубопроводах — не более 1,2 м/с; в напорных
трубопроводах — не более 3 м/с.

Коэффициент гидравлического трения l определяется
по формуле (11).

3.34 Расчет диаметра газопровода паровой фазы СУГ выполняется в соответствии
с указаниями по расчету газопроводов природного газа соответствующего давления.

3.35 При расчете внутренних газопроводов низкого давления для жилых домов
допускается определять потери давления газа на местные сопротивления в размере, %:

— на газопроводах от вводов в здание:

до стояка — 25 линейных потерь

на стояках — 20      
»              
»

— на внутриквартирной разводке:

при длине разводки 1—2 м — 450 линейных потерь

   »      
»             »      
3—4    —
300         
»          »

   »      
»            
»       5—7    —
120          »         
»

   »      
»            
»       8—12   —
50           »         
»

3.36 При расчете газопроводов низкого давления
учитывается гидростатический напор H_g,
даПа, определяемый по формуле (14)

,                                                    
(14)

где g — ускорение свободного падения, 9,81
м/с²;

h — разность абсолютных отметок начальных и
конечных участков газопровода, м;

r_а — плотность воздуха, кг/м³,
при температуре 0 °С и давлении 0,10132 МПа;

r₀ — обозначение то же, что в формуле (3).

3.37 Расчет кольцевых сетей газопроводов следует выполнять с увязкой
давлений газа в узловых точках расчетных колец. Неувязка потерь давления в
кольце допускается до 10 %.

3.38 При выполнении гидравлического расчета
надземных и внутренних газопроводов с учетом степени шума, создаваемого
движением газа, следует принимать скорости движения газа не более 7 м/с для
газопроводов низкого давления, 15 м/с для газопроводов среднего давления, 25
м/с для газопроводов высокого давления.

3.39 При выполнении гидравлического расчета
газопроводов, проведенного по формулам (5)—(14), а также по различным методикам
и программам для электронно-вычислительных машин, составленным на основе этих
формул, расчетный внутренний диаметр газопровода следует предварительно
определять по формуле (15)

,                                                        
(15)

где d_p — расчетный диаметр, см;

А, В, m, m₁
— коэффициенты, определяемые по таблицам 6 и 7 в зависимости от категории сети
(по давлению) и материала газопровода;

Q₀ — расчетный расход газа, м³/ч, при
нормальных условиях;

DР_уд —
удельные потери давления (Па/м — для сетей низкого давления, МПа/м — для сетей
среднего и высокого давления), определяемые по формуле (16)

,                                                           
(16)

DР_доп —
допустимые потери давления (Па — для сетей низкого давления, МПа/м — для сетей
среднего и высокого давления);

L — расстояние до самой удаленной точки, м.

Таблица 6

Категория сети	А
Сети низкого давления	106 / (162 p2) = 626
Сети среднего и высокого давления	P0 = 0,101325 МПа, Pm — усредненное давление газа (абсолютное) в сети, МПа.

Таблица 7

Материал	В	m	m1
Сталь	0,022	2	5
Полиэтилен	, v — кинематическая вязкость газа при нормальных условиях, м2/с.	1,75	4,75

3.40 Внутренний диаметр газопровода принимается из стандартного ряда внутренних диаметров трубопроводов: ближайший больший — для стальных газопроводов и ближайший меньший — для полиэтиленовых.

Методика взята из
СП 42-101-2003 Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб.

Поделиться ссылкой:

Трубопровод – это промышленное сооружение, предназначенное для транспортировки жидких, газообразных и твердых веществ, а также их смесей за счет разницы давлений в поперечных сечениях трубы.

При гидравлическом расчете трубопроводы подразделяют на простые и сложные. Простым называют трубопровод, состоящий из одной линии труб с постоянным расходом пути и передающий жидкость из резервуара в атмосферу или в другой резервуар. Сложные трубопроводы состоят из системы (сети) труб, подающей жидкость сразу в несколько точек.

Гидравлический расчет трубопровода позволяет определить его диаметр, пропускную способность или необходимый перепад давления. Такие расчеты трубопроводов проводят на основе уравнения Бернулли, которое имеет вид:

Где: величина, которая зависит от расчетного диаметра трубы и которая определяется по специальным справочным таблицам;

коэффициент местных сопротивлений;

удельное сопротивление;

длины участков трубопроводов;

пьезометрические напоры в начале и конце трубопровода. Они определяются по формуле:

где: геодезическая отметка какой-либо точки трубопровода;

избыточное давление в этой точке;

пьезометрическая высота (свободный напор).

Расчет потерь на трение ведется по формуле:

где  диаметр трубопровода;

 коэффициент трения;

 скоростной напор.

Потери напора в местном сопротивлении рассчитываются следующим образом:

При расчетах гидравлического процесса применяют различные эмпирические зависимости и формулы, полученные экспериментально-опытным путем, позволяющие определить коэффициент гидравлического трения:

для гидравлических гладких труб используют формулу Блазиуса:

где число Рейнольдса, (  динамическая вязкость);

в области смешанного режима течения используют формулу:

где e  относительная шероховатость трубы;

для шероховатых труб применяют формулу Шифринсона:

где k – средняя высота выступов шероховатости на внутренне поверхности трубопровода.

При расчетах коротких трубопроводов из уравнения Бернулли (1) находят, в зависимости от условий задачи, расход Q,необходимый напор H трубопровода или диаметр трубопровода d и т.д.

В среде электронной таблицы MS Excel решим следующую задачу на гидравлический расчет трубопровода.

Дан трубопровод, с областью смешанного режима течения, внутренний диаметр которого равен 42 мм. К этому трубопроводу подключен насос, перекачивающий воду с расходом 10 м³/час и создающий напор 12 м. Температура перекачиваемой среды 20 °C. Конфигурация трубопровода представлена на рисунке 1. Необходимо рассчитать потери напора и проверить способность имеющегося насоса перекачивать воду при заданных параметрах трубопровода. Относительную шероховатость труб принять равной 0,15 мм. (Справочный материал приведен в таблице 1).

Рисунок 1 – Конфигурация трубопровода.

Таблица 1 – Табличные значения коэффициентов местных сопротивлений.

Колено (угол 90°)
Диаметр трубы, мм	12,5	25	37	50	Более 50
Коэффициент местного сопротивления	2,2	2	1,6	1,1	1,1
Нормальный вентиль (полное открытие)
Диаметр трубы, мм	13	20	40	80	100	150	200	250	350
Коэффициент местного сопротивления	10,8	8,0	4,9	4,0	4,1	4,4	4,7	5,1	5,5

Решение:

1. Введем исходные данные в ЭТ Ms Excel.

Рисунок 2 – Исходные данные.

2. Рассчитаем скорость течения жидкости, используя формулу:

Рисунок 3 – Скорость течения жидкости в трубопроводе.

3. Рассчитаем потери на трение в трубах и коэффициент трения, используя формулы (3) и (6) соответственно:

Рисунок 4 – Потери на трение в трубопроводе.

4. Найдем потери напора на местные сопротивления.

Из схемы трубопровода на рисунке 1 известно что, из местных сопротивлений присутствуют два вентиля, четыре прямоугольных колена и один выход из трубы. Так как в таблице 1 нет значений коэффициентов местных сопротивлений для нормальных вентилей и прямоугольных колен при диаметре трубы 42 мм, поэтому будем использовать один из методов приближенного расчета необходимых нам значений.

Возьмем табличные значения коэффициентов местных сопротивлений нормального вентиля для диаметров 40 и 80 мм. Положим, что график значений коэффициентов на этом промежутке представляет собой прямую линию. Составим и решим систему уравнений, матричным методом, с целью найти график функции зависимости коэффициента местного сопротивления от диаметра трубы:

Рисунок 4 — Коэффициент местного сопротивления нормального вентиля.

Аналогично найдем значение коэффициента местного сопротивления для прямоугольного колена. Возьмем табличные значения для диаметров 37 и 50 мм и составим и решим систему уравнений, вновь сделав аналогичное допущение о характере графика на данном участке:

Рисунок 5 – Коэффициент местного сопротивления для прямоугольного колена.

Для выхода из трубы коэффициент местного сопротивления принимается равным единице.

Следовательно, потери напора на местные сопротивления вычисляем по формуле (4):

Рисунок 6  Потери напора на местные сопротивления.

5. Найдем суммарные потери напора в системе:

Таким образом, проанализировав полученные результаты, можно сделать вывод, данный насос подходит для перекачивания воды по данному трубопроводу, так как создаваемый им напор больше суммарных потерь напора в системе, и скорость тока жидкости укладывается в границы оптимума.

Библиографический список

Альтшуль А.Д. , Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика. Основы механики жидкости /Альтшуль А.Д. , Киселев П.Г. – Москва: Изд-во Стройиздат, Москва, 1975 г.  327 стр.

Галдин Н.С. Основы гидравлики и гидропривода: учебное пособие /Н.С.Галдин. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2010. – 145 с.

Чугаев Р.Р. Гидравлика (техническая механика жидкости): учебник /Р.Р.Чугаев. – М.: Бастет, 2008. — 672 с.