Расход газа в трубопроводе расчет онлайн. О классификации газопроводных магистралей

Расход газа в трубопроводе расчет онлайн. О классификации газопроводных магистралей

Пропускная способность – важный параметр для любых труб, каналов и прочих наследников римского акведука. Однако, далеко не всегда на упаковке трубы (или на самом изделии) указана пропускная способность. Кроме того, от схемы трубопровода тоже зависит, сколько жидкости пропускает труба через сечение. Как правильно рассчитать пропускную способность трубопроводов?

Методы расчета пропускной способности трубопроводов

Существует несколько методик расчета данного параметра, каждая из которых является подходящей для отдельного случая. Некоторые обозначения, важные при определении пропускной способности трубы:

Наружный диаметр – физический размер сечения трубы от одного края внешней стенки до другого. При расчетах обозначается как Дн или Dн. Этот параметр указывают в маркировке.

Диаметр условного прохода – приблизительное значение диаметра внутреннего сечения трубы, округленное до целого числа. При расчетах обозначается как Ду или Dу.

Физические методы расчета пропускной способности труб

Значения пропускной способности труб определяют по специальным формулам. Для каждого типа изделий – для газо-, водопровода, канализации – способы расчета свои.

Табличные методы расчета

Существует таблица приближенных значений, созданная для облегчения определения пропускной способности труб внутриквартирной разводки. В большинстве случаев высокая точность не требуется, поэтому значения можно применять без проведения сложных вычислений. Но в этой таблице не учтено уменьшение пропускной способности за счет появления осадочных наростов внутри трубы, что характерно для старых магистралей.

Таблица 1. Пропускная способность трубы для жидкостей, газа, водяного пара

Вид жидкости	Скорость (м/сек)
Вода городского водопровода	0,60-1,50
Вода трубопроводной магистрали	1,50-3,00
Вода системы центрального отопления	2,00-3,00
Вода напорной системы в линии трубопровода	0,75-1,50
Гидравлическая жидкость	до 12м/сек
Масло линии трубопровода	3,00-7,5
Масло в напорной системе линии трубопровода	0,75-1,25
Пар в отопительной системе	20,0-30,00
Па

пример расчета и нюансы монтажа газовой сети

Сегодня наиболее дешевым и доступным видом топлива является газ. Однако пути, подводящие к дому взрывоопасное топливо, следует прокладывать с особой осторожностью и соблюдать все стандарты. Поэтому владельцам загородных домов нужно четко знать, как сделать расчет диаметра газопровода и на что обратить внимание при монтаже.

В представленной нами статье детально описаны способы прокладки труб и подключения их к дому. Мы расскажем о том, какие документы потребуется получить и как проконтролировать монтаж системы. Информация, предложенная нами к ознакомлению, опирается на строительные нормативы.

Содержание статьи:

Зачем газифицировать дом?

Главная причина заключается в дешевизне и удобстве. Сложная экономическая ситуация в стране вынуждает владельцев частных домов подыскивать наиболее доступный вариант обогрева здания. Поэтому совсем неудивительно, что со временем собственники коттеджей приходят к выводу, что нужно .

Да, несомненно, можно обогревать жилье при помощи электричества. Но такое решение довольно дорогостоящее, особенно если нужно отапливать несколько сотен квадратных метров. Да и капризы природы в виде сильного ветра или урагана могут оборвать кабеля и придется неизвестно сколько сидеть без отопления, еды и горячей воды.

Современные газовые магистрали прокладываются с использованием прочных и высококачественных труб и деталей. Поэтому природные катаклизмы вряд ли смогут навредить такой конструкции

Еще одной альтернативой газа является старый и проверенный способ — обогрев при помощи камина или . Основной недостаток такого решения заключается в том, что хранение дров или угля приведет к появлению грязи.

К тому же нужно будет выделять дополнительные квадратные метры для их складирования. Поэтому голубое топливо еще не один год будет занимать лидирующую позицию, а вопрос для подключения частного сектора еще очень долго будет актуален.

Основные разновидности газопроводов

Существует три вида магистралей. Первая — это газопровод низкого давления. Для такой системы максимально допустимое давление составляет 5 кПа. Чаще всего этот тип прокладывается в небольших населенных пунктах. Также он используется для газоснабжения медицинских учреждений, жилых построек, детских и общественных сооружений.

Для второй разновидности — магистрали среднего давления — поток топлива может подаваться с силой до 0,3 МПа. Сфера применения этого типа ограничивается обеспечением газом квартальных и районных регуляторных станций.

Что касается магистрали высокого давления, то она предназначена для подвода топлива к крупным промышленным предприятиям. Для владельцев частных домов такое решение неактуально. Ведь в коттедж газ подается при помощи трубы, давление в которой не превышает отметку 5 кПа.

Прокладка магистрали представляет собой сложный и трудоемкий процесс. Чтобы обезопасить себя и свой дом от утечки газа, необходимо использовать качественную арматуру и следовать рекомендациям специалистов

Подробно о параметрах давления и классификации газопроводных сетей по его значению написано , с содержанием которой мы рекомендуем ознакомиться.

Нормы и стандарты прокладки труб

В жилые здания газ поступает через вводы, идущие от распределяющих топливных станций. Как правило, они устанавливаются на цокольном этаже и дальше прокладываются по лестничным клеткам. Труба, которая подводится к жилому зданию, в обязательном порядке изготавливается бесшовным методом, а толщина ее стенки составляет не менее 3,5 мм.

При она должна располагаться от труб водопровода и теплосети на расстоянии не менее 15 см. В случае с телефонными или электрическими кабелями эта величина увеличивается до полуметра.

Газопровод преимущественно изготавливается из стали. Поэтому, чтобы предотвратить коррозию трубы, она покрывается специальным изолирующим материалом. Благодаря этому конструкция не соприкасается с влажным грунтом.

Прокладывать газопровод в какой-либо жилой комнате категорически запрещается. Он должен быть размещен в отдельном хорошо проветриваемом помещении

Способы монтажа и их особенности

Прокладываться газопровод может различными методами. Это подземный, наземный или подводный монтаж. В зданиях прокладка сети может выполняться скрыто или открыто.

Каждая разновидность имеет свои преимущества и недостатки. Поэтому прежде чем отдавать предпочтение какой-либо из разновидностей, необходимо подробно разобраться во всех ее особенностях.

Преимущества и недостатки подземного метода

Еще совсем недавно при монтаже газопровода преимущественно использовался подземный способ. В этом случае трубы укладываются в предварительно вырытые траншеи. Причем их глубина должна в точности соответствовать величине, указанной в проекте. Сегодня такое решение используется все реже.

Падение спроса связано с дороговизной такого рода прокладки. К тому же рытье ям, куда будут укладываться трубы, займет довольно много времени. В настоящее время инженеры отдают предпочтение бестраншейному способу. Его особенность заключается в использовании оборудования, которое может выполнять горизонтально-направленное бурение.

Благодаря этому стоимость прокладки снижается троекратно, а время, необходимое на организацию магистрали, уменьшается как минимум в два раза.

Горизонтально-направленное бурение позволяет избежать демонтажа автомобильного полотна. К тому же скважина без каких-либо проблем сможет обогнуть какое-либо препятствие, например, уже проложенный трубопровод

Подземный метод освобождает от необходимости восстанавливать зеленые насаждения. Поэтому такого рода решение можно назвать максимально безвредным для окружающей среды. Монтаж этим методом представляет собой бурение пилотной скважины, которая в дальнейшем расширяется до необходимых габаритов.

Далее стенки укрепляются при помощи специального раствора. Чтобы уберечь трубопровод от подземных потоков воды и чрезмерных механических нагрузок, он помещается в защитный футляр. Завершающим этапом является протяжка труб через скважину.

Наружная организация газопровода

Наружный метод используется чаще всего. В этом случае газопровод, как правило, протягивается по двору коттеджа. При этом конструкция должна быть защищена от посторонних лиц. С этой целью трубы располагаются на значительной высоте.

Особое внимание стоит уделить фиксации. Крепления должны быть максимально прочными и надежными, чтобы минимизировать риск падения и, как результат, повреждения газовой трубы.

Заниматься сбором конструкции должны только опытные и квалифицированные специалисты. При этом монтаж должен осуществляться в соответствии со строительными правилами и технической документацией

Наземная и надземная прокладка

По сравнению с подземным способом монтажа наземный будет стоить чуть ли не вполовину дешевле. Но в этом случае нужно уделить особое внимание защите конструкции от воздействия окружающей среды и механических повреждений.

Например, труба должна быть заизолирована, чтобы на нее не попадали атмосферные осадки и были не ощутимы перепады температуры. Причем тип защиты подбирается в зависимости от климатических условий региона.

Чтобы не допустить самовольного подключения к магистрали, необходимо позаботиться об охране. Ведь из-за того, что труба лежит на специальных опорах на земле, к ней без проблем могут получить доступ третьи лица. Поэтому в отличие от подземной прокладки такое решение менее надежно.

Наземный газопровод станет идеальным решением для хорошо охраняемых частных домов и коттеджей. Особенно если проложить трубы под землей невозможно из-за довольно густой сети инженерных коммуникаций

Какой способ монтажа газопровода лучше?

Отдавать предпочтение тому или иному решению необходимо в зависимости от климата региона, где будут проводиться работы, плотности застройки и характеристик грунта. Соответственно, однозначного ответа просто-напросто нет.

Чтобы определиться с тем, какой способ монтажа лучше выбрать, следует учесть следующие рекомендации:

1. Если грунт на участке отличается высокой коррозионной агрессивностью, то наиболее правильным решением будет монтаж газопровода наземным методом.
2. При пересечение трубопроводом дороги экономически выгодным является комбинированный вариант. То есть в районе автополотна труба должна располагаться над землей, а на загородном участке – прокладываться в траншеях.
3. В случае прокладки трубопровода через соседние участки рекомендуется выбрать наземный (открытый) метод.
4. При прохождении газопроводной ветки по участку с разветвленной системой ЛЭП разумным решением будет скрытый монтаж магистрали.

Способ прокладки напрямую влияет на материал, из которого должен изготавливаться трубопровод. Вопрос, связанный с тем, какую трубу и арматуру использовать в том или ином случае, будет рассмотрен далее.

Какие документы понадобятся?

Прежде чем приступать непосредственно к монтажу, придется заняться сбором необходимых бумаг. Чтобы сделать это в максимально сжатые сроки, необходимо сразу приготовить паспорт, а также документацию, которая подтверждает владение участком и расположенным на нем домом.

Следующий этап заключается в подаче заявления в соответствующую службу. В нем изъявляется желание газифицировать дом. Сотрудники выдадут бланк, где перечислены все .

Выданный газовой службой документ заполняет специалист, занимающийся составлением проекта. Выбирайте квалифицированного проектировщика. Ведь от его компетентности зависит результат работы и безопасность жильцов

Согласно проекту проводится монтаж газовой сети. Иногда трубы прокладываются через участки соседей. В этом случае необходимо запросить у них письменное разрешение на проведение такого рода работ.

Помимо перечисленных выше бумаг, также нужно будет получить следующие документы:

• акт ввода оборудования, работающего на газу, в эксплуатацию;
• договор о составлении технической документации и проведении работ;
• разрешение на поставку природного газа и оплату этой услуги;
• документ об установке оборудования и газификации дома.

Также потребуется обследование дымохода. После этого специалисты выдадут соответствующий акт. Последний документ — разрешение на газификацию частного дома — выдается местной архитектурно-планировочной компанией.

Как рассчитать диаметр газопровода?

При составлении проекта особое внимание уделяется диаметру трубы. Делать это будет проектировщик, используя сложные формулы или программу.

Чтобы не забивать себе голову разнообразными формулами, хорошим выбором будет воспользоваться одной из специализированных программ. Благо таких ПО в интернете полным-полно. Пользоваться калькуляторами проще простого — нужно лишь заполнить поля соответствующей информацией.

Чтобы определить оптимальный диаметр газопроводной магистрали, можно воспользоваться таблицей. Для получения необходимого значения нужно лишь выбрать необходимую величину расхода топлива

Стандартные расценки на подключение частного домохозяйства к магистральному газу . Владельцам загородных участков стоит знать, “во что обойдется” газификация.

Выбор труб и крепежных элементов

Так как магистраль с голубым топливом является объектом повышенной опасности, вся используемая арматура должна иметь необходимые сертификаты качества. В противном случае комиссия, проводящая финальную проверку, не позволит, чтобы дом с такими трубами был газифицирован.

Нюансы выбора материала

Материал труб подбирается в зависимости от метода прокладки трубопровода. Наибольшим спросом пользуются изделия из полиэтилена и стали. Главное преимущество последней разновидности заключается в универсальности. Ведь стальные трубы можно использовать как для подземной, так и для наружной прокладки. Но такое решение будет стоить дороже.

Полимерный трубопровод можно использовать только для скрытого монтажа. Это связано с тем, что под воздействием солнца материал разлагается и быстро теряет свои свойства

Что касается крепежных элементов, то для монтажа понадобятся уголки, муфты, тройники, крестовины, заглушки и переходники. Как правило, они изготавливаются из чугуна, стали или полиэтилена.

Также не стоит медлить с установкой счетчика. Ведь он позволит значительно сократить расходы.

Преимущества полиэтиленовых труб

Прежде всего, такая арматура не ржавеет со временем. Поэтому она позволяет сэкономить на обслуживании и ремонте трубопровода. Благодаря особой технологии производства полиэтиленовые изделия имеют абсолютно гладкую внутреннюю поверхность. Как результат, скорость потока топлива никоим образом не замедляется.

Одним из главных преимуществ полимерных труб является их безопасность. В них не появится никаких блуждающих токов, из-за которых может взорваться газ. Так что в случае подземной прокладки нет никакой необходимости использовать специальный дорогой футляр.

Если сравнивать вес стальной трубы и полимерной, то последний вид легче в целых 7 раз. Такое свойство позволяет значительно удешевить строительство, потому как не нужно привлекать технику, обладающую повышенной грузоподъемностью.

Полиэтиленовый трубопровод при соблюдении всех стандартов прослужит не менее полувека. Причем со временем его эксплуатационные характеристики никоим образом не ухудшатся

Трубы, изготовленные из полиэтилена, благодаря своей гибкости заслужили уважение специалистов. За счет этого монтаж методом горизонтально-направленного бурения не вызовет никаких сложностей или проблем. Такое решение особенно актуально, когда скважина имеет неровную форму или при ее создании были обнаружены какие-либо препятствия.

Когда стоит отказаться от полимера?

В некоторых случаях полиэтиленовые изделия будут плохим выбором. К ограничивающим условиям относят ситуацию, когда температура грунта в зимнее время года может опускаться ниже -15 градусов.

От пластикового трубопровода стоит отказаться в регионах, где есть риск возникновения землетрясения магнитудой больше 7 балов по шкале Рихтера

Использование полимерной арматуры также запрещается в следующих ситуациях:

• по трубопроводу будет подавать сжиженный углеводород;
• был выбран открытый способ монтажа;
• если газовая магистраль проходит над какими-либо преградами (железная дорога или автомобильная трасса).

После того как все необходимые изделия были куплены, а документы собраны, можно разбираться с особенностями прокладки магистрали с голубым топливом.

Порядок прокладки газопровода

Вопреки тому, что монтажом труб должны заниматься исключительно профессионалы, имеющие необходимую квалификацию, каждый владелец частного дома должен подробно ознакомиться с порядком проведения работ. Это позволит избежать неприятностей и появления незапланированных финансовых трат.

Монтаж стояка и подготовка помещения

Если частный дом газифицируется с целью организации отопления, то нужно позаботиться об обустройстве помещения. Комната со всем оборудованием должна быть отдельной и иметь довольно хорошую вентиляцию. Ведь природный газ не только взрывоопасен, но и токсичен для организма человека.

В котельной обязательно должно быть окно. Это обеспечит возможность в любой момент проветривать помещение, что позволит избежать отравления парами топлива

Что касается габаритов, то высота потолков в комнате должна составлять не меньше 2,2 м. Для кухни, где будет установлена плита с двумя конфорками, будет достаточно площади 8 м^2, а для четырехконфорочной модели — 15 м².

Если для обогрева дома будет использоваться оборудование мощностью более 30 кВт, то котельная должна быть вынесена за пределы дома и представлять собой отдельно стоящее здание.

Газ подводится в коттедж посредством устройства ввода, представляющего собой отверстие над фундаментом. Он оборудуется особым футляром, через который проходит труба. Один ее конец подсоединяется к стояку, а второй является частью внутренней системы подачи газа.

Монтаж стояка осуществляется точно вертикально и конструкция должна быть удалена от стены на расстояние не менее 15 см. Закрепить арматуру можно при помощи специальных крючков.

Тонкости сооружения внутренней системы

В процессе установки трубопровода в стене все его детали должны быть пропущены через гильзы. При этом всю конструкцию необходимо покрыть масляной краской. Свободное пространство, присутствующее между трубой и гильзой, заполняется при помощи просмоленной пакли и битума.

Необходимо добиться того, чтобы во время монтажа трубопровода использовалось как можно меньше резьбовых и сварных соединений. Такой подход позволит сделать всю конструкцию максимально надежной. Соответственно, для этого нужно подбирать трубы максимальной длины

Каждый из узлов собирается внизу, а на высоте проводится только крепеж заранее подготовительных компонентов. Если диаметр труб не превышает 4 см, то их можно крепить при помощи хомутов или крючков. Для всех остальных рекомендуется применять кронштейны или подвески.

Сварка, сборка и правила приема

Со спецификой организации автономного газового отопления ознакомит , детально разбирающая варианты отопительных агрегатов. Самостоятельным мастерам пригодятся , приведенные в рекомендуемом нами материале.

Все составляющие трубопровода соединяется между собой посредством сварки. При этом шов должен быть качественным и надежным. Чтобы добиться этого, необходимо предварительно выровнять конец трубы и зачистить около 1 см с каждой ее стороны.

Что касается сборки резьбовых соединений, то для этого нужно пользоваться особой методикой. Сперва стык обрабатывается при помощи белил. Следующий этап заключается в намотке длинноволокнистого льна или специальной ленты. Только после этого можно закручивать резьбовое соединение.

Как только мастера закончат работу, в дом должна приехать комиссия. Ею проводится и проверка качества монтажа. Причем в обязательном порядке владельца инструктируют по правилам использования газопроводом. Также сотрудники расскажут, как правильно эксплуатировать оборудование, потребляющее голубое топливо.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Все о газификации частного дома:

Видео #2. Основные этапы монтажа:

Прокладка газовой магистрали к частному дому — это трудоемкий и ответственный процесс. Ведь от качества проведения работ напрямую зависит безупречность подачи и безопасность жильцов. Поэтому лучше доверить выполнение расчетов и сам монтаж высококвалифицированным и опытным сотрудникам.

Оставляйте, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке. Расскажите о том, как подключали ваш или соседский дом к магистральному газоснабжению. Задавайте вопросы по спорным моментам, публикуйте фото с процессом прокладки труб или подключением оборудования.

Расчет диаметра газовой трубы по расходу. Зачем это нужно

Во время проектирования трубопровода, выбор размеров труб осуществляется по основанию гидравлического расчета, который определяет внутренний диметр труб для пропуска нужного количества газа при допускаемых потерях давления или, напротив, потери давления при транспортировке нужного количества газа по срубу ранее заданного диаметра. Сопротивление, которое оказывается движению газа в трубопроводе, суммируется из местных сопротивлений и линейных сопротивлений трения: сопротивления трения выполняют свою роль на всей протяженности трубопровода, а местные сопротивления создаются только в пункте изменений направления и скорости движения газа (тройники, углы и т.д.). Подробный гидравлический подсчёт газопроводов выполняется по формулам, которые приведены в CП 42-101-2003, там также учитывается режим движения газа и коэффициенты гидравлического сопротивления газопровода.

***
Так же вы можете использовать Онлайн расчеты , расчёт диаметра газопровода и его размеры. Здесь приводится сокращенный вариант.
***

Для подсчета внутреннего диаметра газопровода можно использовать формулу:

DР= (626AQ0/ρ0 ΔPуд)1/m1

DP – расчетный диаметр. Q0 – расчетный расход газа (м3/ч). ΔРуд – удельные потери давления (ПA/м)

Внутренний диаметр газопровода берется из стандартных внутренних диаметров трубопроводов:: ближайший меньший – для полиэтиленовых газопроводов и ближайший больший – для стальных.

В газопроводах низкого давления, расчётные суммарные потери давления газа принимаются не больше 1.80*10(в третьей степени) ПА, во внутренних газопроводах и газопроводах-вводах – 0,60*10(в третьей степени) ПА.

Для того чтобы рассчитать падение давления нужно определить такой параметр, как число Рейнольдса, которое зависит от характера движения газа. Также нужно определить «λ» -коэффициент гидравлического трения. Число Рейнольдса является безразмерным соотношением, которое отражает – в каком режиме передвигается газ или жидкость: турбулентном и ламинарном.

Существует, так называемое критическое число Рейнольдса, которое равно 2320. Если число Рейнольдса меньше критического значения, то режим является ламинарным, если больше, то турбулентным.

Число Рейнольдса, как критерий перехода с ламинарного режима на турбулентный и обратно актуален для напорных потоков. Если рассматривать переход к безнапорным потоком, то здесь переходная зона между турбулентным и ламинарным режимом возрастает, поэтому использовать число Рейнольдса как критерий, не особо требуется.

Новости по теме:

Натяжные потолки легко комбинируются с различными цветовыми и фактурными вариантами, к тому же они очень легкие. Главной особенностью натяжного потолка является возможность его монтажа по разным наклоном и углом в различных плоскостях. Потолок снабжен бактериальной пленкой, что послужит хорошей защитой от насекомых и позволит монтировать потолок в медицинских и детских учреждениях. Как у любого материала, кроме недостатков есть и небольшие недостатки, тем более данным материал относится к сегменту класса люкс. Итак, минусы: Невозможность демонтирования потолка и установка его снова в том же помещении, так как физические свойства материала не поз

Как посчитать пропускную способность трубы для разных систем – примеры и правила

Содержание:

Прокладка трубопровода – дело не очень сложное, но достаточно хлопотное. Одной из самых сложных проблем при этом является расчет пропускной способности трубы, которая напрямую влияет на эффективность и работоспособность конструкции. В данной статье речь пойдет о том, как рассчитывается пропускная способность трубы.  

Пропускная способность – это один из важнейших показателей любой трубы. Несмотря на это, в маркировке трубы этот показатель указывается редко, да и смысла в этом немного, ведь пропускная способность зависит не только от габаритов изделия, но и от конструкции трубопровода. Именно поэтому данный показатель приходится рассчитывать самостоятельно.

Способы расчета пропускной способности трубопровода

Перед тем, как посчитать пропускную способность трубы, нужно узнать основные обозначения, без которых проведение расчетов будет невозможным:

1. Внешний диаметр. Данный показатель выражается в расстоянии от одной стороны наружной стенки до другой стороны. В расчетах этот параметр имеет обозначение Дн. Внешний диаметр труб всегда отображается в маркировке.
2. Диаметр условного прохода. Это значение определяется как диаметр внутреннего сечения, который округляется до целых чисел. При расчете величина условного прохода отображается как Ду.

Расчет проходимости трубы может осуществляться по одному из методов, выбирать который необходимо в зависимости от конкретных условий прокладки трубопровода:

1. Физические расчеты. В данном случае используется формула пропускной способности трубы, позволяющая учесть каждый показатель конструкции. На выборе формулы влияет тип и назначение трубопровода – например, для канализационных систем есть свой набор формул, как и для остальных видов конструкций.
2. Табличные расчеты. Подобрать оптимальную величину проходимости можно при помощи таблицы с примерными значениями, которая чаще всего используется для обустройства разводки в квартире. Значения, указанные в таблице, довольно размыты, но это не мешает использовать их в расчетах. Единственный недостаток табличного метода заключается в том, что в нем рассчитывается пропускная способность трубы в зависимости от диаметра, но не учитываются изменения последнего вследствие отложений, поэтому для магистралей, подверженных возникновению наростов, такой расчет будет не лучшим выбором. Чтобы получить точные результаты, можно воспользоваться таблицей Шевелева, учитывающей практически все факторы, воздействующие на трубы. Такая таблица отлично подходит для монтажа магистралей на отдельных земельных участках.
3. Расчет при помощи программ. Многие фирмы, специализирующиеся на прокладке трубопроводов, используют в своей деятельности компьютерные программы, позволяющие точно рассчитать не только пропускную способность труб, но и массу других показателей. Для самостоятельных расчетов можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, которые, хоть и имеют несколько большую погрешность, доступны в бесплатном режиме. Хорошим вариантом большой условно-бесплатной программы является «TAScope», а на отечественном пространстве самой популярной является «Гидросистема», которая учитывает еще и нюансы монтажа трубопроводов в зависимости от региона.

Расчет пропускной способности газопроводов

Проектирование газопровода требует достаточно высокой точности – газ имеет очень большой коэффициент сжатия, из-за которого возможны утечки даже через микротрещины, не говоря уже о серьезных разрывах. Именно поэтому правильный расчет пропускной способности трубы, по которой будет транспортироваться газ, очень важен.

Если речь идет о транспортировке газа, то пропускная способность трубопроводов в зависимости от диаметра будет рассчитываться по следующей формуле:

Где р – величина рабочего давления в трубопроводе, к которой прибавляется 0,10 МПа;

Ду – величина условного прохода трубы.

Указанная выше формула расчета пропускной способности трубы по диаметру позволяет создать систему, которая будет работать в бытовых условиях.

В промышленном строительстве и при выполнении профессиональных расчетов применяется формула иного вида:

• Qmax = 196,386 Ду2 * p/z*T,

Где z – коэффициент сжатия транспортируемой среды;

Т – температура транспортируемого газа (К).

Эта формула позволяет определить степень разогрева транспортируемого вещества в зависимости от давления. Увеличение температуры приводит к расширению газа, в результате чего давление на стенки трубы повышается (прочитайте: «Почему возникает потеря давления в трубопроводе и как этого можно избежать»).

Чтобы избежать проблем, профессионалам приходится учитывать при расчете трубопровода еще и климатические условия в том регионе, где он будет проходить. Если наружный диаметр трубы окажется меньше, чем давление газа в системе, то трубопровод с очень большой вероятностью будет поврежден в процессе эксплуатации, в результате чего произойдет потеря транспортируемого вещества и повысится риск взрыва на ослабленном отрезке трубы.

При большой необходимости можно определить проходимость газовой трубы с помощью таблицы, в которой описана взаимозависимость между наиболее распространенными диаметрами труб и рабочим уровнем давления в них. По большому счету, у таблиц есть тот же недостаток, который имеет рассчитанная по диаметру пропускная способность трубопровода, а именно – невозможность учесть воздействие внешних факторов.

Расчет пропускной способности канализационных труб

При проектировании канализационной системы нужно в обязательном порядке рассчитывать пропускную способность трубопровода, которая напрямую зависит от его вида (канализационные системы бывают напорными и безнапорными). Для осуществления расчетов используются гидравлические законы. Сами расчеты могут проводиться как при помощи формул, так и посредством соответствующих таблиц.

Для гидравлического расчета канализационной системы требуются следующие показатели:

• Диаметр труб – Ду;
• Средняя скорость движения веществ – v;
• Величина гидравлического уклона – I;
• Степень наполнения – h/Ду.

Как правило, при проведении расчетов вычисляются только два последних параметра – остальные после этого можно будет определить без особых проблем. Величина гидравлического уклона обычно равна уклону земли, который обеспечит движение стоков со скоростью, необходимой для самоочищения системы.

Скорость и предельный уровень наполнения бытовой канализации определяются по таблице, которую можно выписать так:

1. 150-250 мм — h/Ду составляет 0,6, а скорость – 0,7 м/с.
2. Диаметр 300-400 мм — h/Ду составляет 0,7, скорость – 0,8 м/с.
3. Диаметр 450-500 мм — h/Ду составляет 0,75, скорость – 0,9 м/с.
4. Диаметр 600-800 мм — h/Ду составляет 0,75, скорость – 1 м/с.
5. Диаметр 900+ мм — h/Ду составляет 0,8, скорость – 1,15 м/с.

Для изделия с небольшим сечением имеются нормативные показатели минимальной величины уклона трубопровода:

• При диаметре 150 мм уклон не должен быть менее 0,008 мм;
• При диаметре 200 мм уклон не должен быть менее 0,007 мм.

Для расчета объема стоков используется следующая формула:

Где а – площадь живого сечения потока;

v – скорость транспортировки стоков.

Определить скорость транспортировки вещества можно по такой формуле:

где R – величина гидравлического радиуса,

С – коэффициент смачивания;

i – степень уклона конструкции.

Из предыдущей формулы можно вывести следующую, которая позволит определить значение гидравлического уклона:

Чтобы вычислить коэффициент смачивания, используется формула такого вида:

Где n – коэффициент, учитывающий степень шероховатости, который варьируется в пределах от 0,012 до 0,015 (зависит от материала изготовления трубы).

Значение R обычно приравнивают к обычному радиусу, но это актуально лишь в том случае, если труба заполняется полностью.

Для других ситуаций используется простая формула:

Где А – площадь сечения потока воды,

Р – длина внутренней части трубы, находящейся в непосредственном контакте с жидкостью.

Табличный расчет канализационных труб

Определять проходимость труб канализационной системы можно и при помощи таблиц, причем расчеты будут напрямую зависеть от типа системы:

1. Безнапорная канализация. Для расчета безнапорных канализационных систем используются таблицы, содержащие в себе все необходимые показатели. Зная диаметр устанавливаемых труб, можно подобрать в зависимости от него все остальные параметры и подставить их в формулу (прочитайте также: «Как выполняется расчет диаметра трубопровода – теория и практика из опыта»). Кроме того, в таблице указан объем проходящей через трубу жидкости, который всегда совпадает с проходимостью трубопровода. При необходимости можно воспользоваться таблицами Лукиных, в которых указана величина пропускной способности всех труб с диаметром в диапазоне от 50 до 2000 мм.
2. Напорная канализация. Определять пропускную способность в данном типе системы посредством таблиц несколько проще – достаточно знать предельную степень наполнения трубопровода и среднюю скорость транспортировки жидкости. Читайте также: «Как рассчитать объем трубы – советы из практики».

Таблица пропускной способности полипропиленовых труб позволяет узнать все необходимые для обустройства системы параметры.

Расчет пропускной способности водопровода

Водопроводные трубы в частном строительстве применяются чаще всего. На систему водоснабжения в любом случае приходится серьезная нагрузка, поэтому расчет пропускной способности трубопровода обязателен, ведь он позволяет создать максимально комфортные условия эксплуатации будущей конструкции.

Для определения проходимости водопроводных труб можно использовать их диаметр (прочитайте также: «Как определить диаметр трубы – варианты замеров окружности»). Конечно, данный показатель не является основой для расчета проходимости, но его влияние нельзя исключать. Увеличение внутреннего диаметра трубы прямо пропорционально ее проходимости – то есть, толстая труба почти не препятствует движению воды и меньше подвержена наслоению различных отложений.

Впрочем, есть и другие показатели, которые также необходимо учитывать. Например, очень важным фактором является коэффициент трения жидкости о внутреннюю часть трубы (для разных материалов имеются собственные значения). Также стоит учитывать длину всего трубопровода и разность давлений в начале системы и на выходе.  Немаловажным параметром является и количество различных переходников, присутствующих в конструкции водопровода.

Пропускная способность полипропиленовых труб водопровода может рассчитываться в зависимости от нескольких параметров табличным методом. Одним из них является расчет, в котором главным показателем является температура воды. При повышении температуры в системе происходит расширение жидкости, поэтому трение повышается. Для определения проходимости трубопровода нужно воспользоваться соответствующей таблицей. Также есть таблица, позволяющая определить проходимость в трубах в зависимости от давления воды.

Самый точный расчет воды по пропускной способности трубы позволяют осуществить таблицы Шевелевых. Помимо точности и большого числа стандартных значений, в данных таблицах имеются формулы, позволяющие рассчитать любую систему. Данный материал в полном объеме описывает все ситуации, связанные с гидравлическими расчетами, поэтому большинство профессионалов в данной области чаще всего используют именно таблицы Шевелевых.

Основными параметрами, которые учитываются в этих таблицах, являются:

• Внешний и внутренний диаметры;
• Толщина стенок трубопровода;
• Период эксплуатации системы;
• Общая протяженность магистрали;
• Функциональное назначение системы.

Заключение

Расчет пропускной способности труб может выполняться разными способами. Выбор оптимального способа расчета зависит от большого количества факторов – от размеров труб до назначения и типа системы. В каждом случае есть более и менее точные варианты расчета, поэтому найти подходящий сможет как профессионал, специализирующийся на прокладке трубопроводов, так и хозяин, решивший самостоятельно проложить магистраль у себя дома. 

Уравнение расхода газопровода. Объемный, массовый и коммерческий расход. Падение давления по длине газопровода. Среднее давление.

Вывод формулы расхода газопровода: Рассмотрим установившееся течение газа в трубопроводе. Такой режим движения газа принимают при решении целого ряда практических задач, в том числе и при технологическом расчете магистрального газопровода. Для установившегося течения уравнения (3.1) и (3.2) упрощаются, так как пропадают члены, содержащие время. Получим (3.3) (3.4)

Из (3.4) видно, что – постоянная величина. Поэтому . Учитывая это, приходим к известному уравнению (3.5)Это уравнение говорит о том, что падение давления в трубопроводе складывается из падения давления на трение, на подъем газа по вертикали и на возрастание скорости. Уравнение (3.5) – исходное для вывода основных формул гидравлического расчета газопроводов. Чтобы получить эти формулы, следует из (3.5) исключить переменные и . Это достигается при помощи уравнения неразрывности, которое запишем в виде: , (3.6)

( – массовый расход), и уравнения состояния (3.7) Массовый расход, если нет путевых отборов или подкачек, не изменяется по длине газопровода. Объемный расход (м³/с) – это объем газа перекачиваемый за единицу времени. Объемный расход возрастает, так как давление по длине газопровода снижается. При стационарном режиме газопровода массовый расход газа (кг/с) остается одним и тем же во всех сечениях участка газопровода: ,(П2.1) где – плотность газа; – скорость газа в этом сечении; – площадь поперечного сечения трубопровода.

При этом объемный расход газа (м³/с), изменяется от сечения к сечению. Если , то объемный расход и скорость газа увеличиваются от начала участка к его концу.

Коммерческим расходом газа (м³/с), называется массовый расход газа, выраженный в стандартных кубических метрах. Очевидна формула: (П2.2) Температуру принимают постоянной. Коэффициент , учитывающий отклонение от законов идеального газа, также считают постоянным, поскольку он в диапазоне обычных для газопроводов условий изменяется мало. Заменив в (3.5) согласно (3.6) и (3.7) на и на и пренебрегая членом (его следует учитывать лишь для газопроводов, проходящих по сильно пересеченной местности), получим и далее после интегрирования где – длина расчетного участка газопровода, начало и конец которого обозначены индексами «н» и «к». Второе слагаемое в скобках , учитывает возрастание кинетической энергии по длине трубопровода. Для магистральных газопроводов эта величина по сравнению с весьма мала. Пренебрегая ею и заменив на , получим (3.8)

По этой формуле можно определить падение давления в трубопроводе, если задан массовый расход .

Если расход – искомая величина, то из (5.9) получаем (3.9)

Здесь должны быть заданы давления и . Разумеется, что остальные величины, входящие в (3.8) или (3.9), также должны быть известны. Формулу (3.9) называют уравнением или формулой расхода, формулу (3.8) – формулой падения квадрата давления.

В проектных и эксплуатационных организациях определяют, как уже было сказано, коммерческий расход , т. е. объемный расход, приведенный к стандартным условиям.

Заменим в (5.10) на : . Плотность при стандартных условиях выразим в виде , а газовую постоянную – через газовую постоянную воздуха и относительную плотность : . После таких замен получим, что коммерческий расход: (3.10)

Где Из уравнения 3.10 следует, что коммерческий расход газа в трубопроводе прямо пропорционально зависит от диаметра трубопровода и разности квадратов давлений в начале и в конце трубы, а также обратно пропорционально зависит от средней температуры газа, длины перегона, коэффициента гидравлического сопротивления и от состава газа (коэффициента сжимаемости и относительной плотности по воздуху).

 

Формула для разности квадратов давлений примет вид (3.11)

Входящие в эти формулы , и подлежат предварительному определению.

Вычислим, чему равен коэффициент . Имеем: температура = 293 К, давление =101325 Па, газовая постоянная воздуха = 287 . Следовательно,

Падение давления по длине газопровода:

Распределение давления по длине трубопровода можно получить из , заменив на : или ,(3.12) если принять для краткости Уравнения (3.12) называется уравнением падения квадрата давления.

Из (3.12) получаем уравнение распределения давления по длине газопровода (3.13)

Замечая, что согласно (3.12) , представим уравнение (3.13) в другом виде: (3.14)

Среднее давление в газопроводе:

Воспользовавшись формулой (3.14), найдем среднее давление в газопроводе:

После интегрирования получаем или

(3.15)

Среднее давление устанавливается в газопроводе после остановки перекачки. По среднему давлению находят коэффициент сжимаемости , учитывающий отклонение от законов идеального газа, а также определяют количество газа, содержащегося в трубопроводе.

Читайте также:

Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту

6.5 Расчет газопроводов среднего и высокого давлений.

Расчет производят после составления схемы, которая вычерчивается в масштабе генплана района с указанием ответвлений к потребителям. Задачей расчета является определение диаметров отдельных участков газопровода и от­ветвлений, а также давлений в начале и конце каждого участка газопровода. Перед началом расчета должны быть известны давления газа в начале (на вы­ходе из ГРС) и в конечных точках газопровода, длины всех расчетных участков, включая ответвления к потребителям, и расчетные расходы газа.

Давление газа после ГРС принимается по заданию, а давление в конечной точке у наиболее удаленного и нагруженного потребителя должно быть не ни­же 300 кПа.

Гидравлический расчет газопроводов среднего и высокого давления про­изводят в следующей последовательности.

1) Для учета потерь давления в местных сопротивлениях определяют рас­четную длину l_р, м, каждого участка по формуле

(6.18)

2) Устанавливают расчетную ветвь (до наиболее загруженного и удаленно­го потребителя) и определяют ее расчетную длину, м, как сумму расчет­ных длин всех участков, расположенных на этой ветви. Для рассматриваемого примера расчетная ветвь проходит от ГРС до потребителя С.

3) Рассчитывают расчетный расход газа , м³/ч, на первом (наиболее за­груженном) расчетном участке:

(6.19)

4) Вычисляют разность квадратов давлений в начале и в конце расчетной ветви(кПа)²:

5) По известным значениям l_р= 4400 м, Q_p^грп = 13652,44м³/ч, 160000 (кПа)² с помощью номограмм, подбирают диаметр участка газопровода уч.:d_нxS=273x7 мм.

6) Рассчитываем конечное давление на расчетном участке, используя фор­мулу

(6.20)

7) Определяют скорость движения газа в трубопроводе высокого (средне­го) давления по формуле,

(6.21)

где Р_ср — среднее давление на участке, равное полусумме давлений в начале и в конце расчетного участка, кгс/см².

7. Подбор газового оборудования: Клапан предохранительный. Запорные клапаны

Это вид арматуры, предназначенный для автоматической защиты трубопроводов от недопустимого увеличения давления рабочей среды. Осуществляется эта защита с помощью частичного сброса некоторого количества среды из защищаемой системы.

1 — Ось; 2 — Корпус; 3 — Клин; 4 — Шпиндель; 5 — Маховик;

6 — Гайка; 7 — Втулка резьбовая; 8 — Гайка; 9 — Сальник;

10 — Набивка сальниковая; 11 — Крышка; 12 — Прокладка.

Клапан отсечной быстродействующий газовый ПЗК-300, ПЗК-400, ПЗК-500, ПЗК-600

Клапаны быстродействующие отсечные серии ПЗК предназначены для прекращения подачи природного газа к газоиспользующим устройствам. Клапаны ПЗК устанавливаются на трубопроводе в горизонтальном положении. Имеется возможность контроля положения затвора. Материал корпуса — сталь. Герметичность затвора при перепаде давления 0,02 МПа — класс «А» ГОСТ 9544.

Параметры изделия ПЗК-300 ПЗК-400 ПЗК-500 ПЗК-600 Рабочая среда природный газ по ГОСТ 5542-87 Температура окружающей среды, °C от -30 до +80 Диаметр условного прохода, мм 300 400 500 600 Максимальное входное давление, МПа (кгс/см²) 1,2 (12) Присоединение к трубопроводу фланцевое по ГОСТ 12815 Напряжение питания постоянного тока механизма открытия, В 220 Напряжение питания постоянного тока механизма закрытия, В 220 Время полного закрытия, сек, не более 1 Габаритные размеры, мм — длина 800 950 1220 1440 — высота 850 930 1050 1345 Масса, кг, не более 272 480 785 1157

Клапаны предохранительно-сбросные ПСК-25, ПСК-50 являются устройствами мембранного типа прямого действия и предназначены для ограничения давления неагресивных газов путем сброса избыточного давления в атмосферу до установления требуемой величины.

Клапаны устанавливаются на газопроводах и в газорегуляторных пунктах.

Клапаны изготавливаются в климатическом исполнении У2 ГОСТ 15150-69, но для работы притемпературах от минус 40 до плюс 50С.

Клапаны ПСК-25 изготавливаются с условным проходом Ду 25 низкого и высокого давления срабатывания.

Клапаны ПСК-50 изготавливаются в исполнениях рассчитанных на поддержание низкого, среднего и высокого давления в газопроводах.

 

Предохранительный сбросной клапан ПСК-50:

1 — корпус; 2 — крышка; 3 — клапан с направляющей;

4 — пружина; 5 — регулировочный винт; 6 — мембрана;

7 — тарелка; 8 — тарелка пружины

Наименование	Предел настройки, кПа	Габаритные размеры, мм
ПСК-25Н	1-20 (2,5-100)	Диаметр – 160 Высота — 200
ПСК-25В	100-300 (400-1000)
ПСК-50Н/5	1 — 5	Диаметр – 220 Высота — 245
ПСК-50Н/20	5 — 20
ПСК-50С/50	20 — 50
ПСК-50С/125	50 — 125
ПСК-50С/300	125 — 300
ПСК-50В/400	125 — 400
ПСК-50В/700	300 — 700
ПСК-50В/1000	300 — 1000