Schemata und Methoden der hydraulischen Berechnung einer Gaspipeline

Der Strömungswiderstand im Verteiler wirkt auf die Struktur der Rohrleitung an Stellen der Durchmesserverengung und -erweiterung, Verbindungs- und Drehknoten, wodurch der Druck in der Rohrleitung verloren geht. Die hydraulische Berechnung der Rohrleitung wird in der Planungsphase durchgeführt, um den normalen Betrieb der Verbraucher und die Bereitstellung der erforderlichen Gasmenge sicherzustellen.

Definition und Notwendigkeit der hydraulischen Berechnung

Der Widerstand umfasst lineare Hindernisse über die gesamte Länge und lokale Hindernisse an jedem Strukturelement des Systems im Bereich der Geschwindigkeitsänderung. Die hydraulische Berechnung bestimmt die Parameter der Gasleitung. Das Verfahren ist ein obligatorischer Schritt in der Vorbereitungsphase für den Bau der Pipeline.

Als Ergebnis wird ein Rohrdurchmesser akzeptiert, der für eine hochstabile Gasübertragung über eine Entfernung akzeptabel ist. Die Berechnung bestimmt die Höhe der Druckverluste und deren Zulässigkeit beim Umfüllen von Kraftstoff.

Staatliche Normen regeln das Berechnungsverfahren für alle Arten von Gasleitungssystemen, da die Prozesse bei der Gasversorgung durch Identität gekennzeichnet sind.

Die Rohrleitungen werden auf Druckverlust geprüft:

• niedriger Druck;
• mittlerer Kopf;
• hoch.

Niederdruckleitungen transportieren Kraftstoff zu Wohngebäuden, Haushaltsunternehmen, sozialer Bedeutung, der Druck in Höhe von 3-5 kPa wird als normal angesehen. Hoch- und Mitteldruckautobahnen umfassen Abzweige für Massenlieferungen, Industrienetze, allgemeine Pipelines für Regionen und Städte.

Grundlegende Quelldaten

Die Anfangsparameter hängen vom Gasleitungsschema ab, das gemischt, Ring und Sackgasse sein kann. Der Druck im Netz nimmt mit der Entfernung vom Entnahme- oder Verteilungspunkt ab.

Anfangsparameter werden durch Informationen dargestellt:

• Kopf anstelle der Einbindung;
• Kundendaten wie Anzahl, Standort, erforderlicher Nenndurchfluss und Druck;
• Diagramm der Gasleitung.

Sackgassen zweigen von der Hauptstraße zu den Verbrauchern ab und beziehen sich auf Bereiche mit geringer Zuverlässigkeit und schwieriger Wiederherstellung im Falle eines Unfalls, die jedoch weniger Kosten für die Verlegung erfordern. Das Ringsystem arbeitet zuverlässiger, die Installation erfordert jedoch erhöhte Kosten.

Berechnungsschemata

Der Druck wird unter Berücksichtigung des Durchmessers der Rohre, des Einflusses der inneren Korrosion, des Materials der Kollektoren, der geometrischen Form des Abschnitts bestimmt. Die Rohrschalen versagen, wenn die Wandspannung die zulässige Zugfestigkeit erreicht.

Bei der hydraulischen Prüfung wird eine Flüssigkeit mit einer Temperatur von +5 bis +40 °C verwendet, es sei denn, die technische Aufgabe für die Prüfung empfiehlt keinen anderen Parameter. Bei der Berechnung der Festigkeit sinkt die Temperatur des Tests und der Umgebung nicht unter + 5 ° C.

Die Haltezeit unter dem Auslegungsdruck wird vom Konstrukteur angegeben, beträgt aber immer mehr als 5 Minuten. In Ermangelung von Empfehlungen wird die Einwirkungszeit des Hochdrucks nach Standardtabellen festgelegt und hängt von der Dicke des Rohrmantels ab.

Methodik

Das Verfahren zur Auswahl des Durchmessers und des Auslegungsschemas einer Niederdruck-Gasleitung ist im Profil Code of Practice 42. 101 - 2003 angegeben. Computerprogramme werden verwendet, um den Wert des geschätzten Druckverlusts zwischen den Rohrleitungsabschnitten, den Durchmesser der Sammler.

Methoden werden angewendet:

• Berechnung nach Formeln aus dem Joint Venture (komplexer Prozess);
• die Berechnung nach Nomogrammen ist einfacher, es wird die Technik der Auswahl nach Tabellen mit der Ersetzung der erforderlichen Parameter verwendet.

Jede Technik führt zu den gleichen Ergebnissen, um einen ununterbrochenen Transport von Gasbrennstoff zu den Verbrauchern zu gewährleisten.

Einfluss des Rohrmaterials auf die Berechnung

Gaspipelines werden aus Stahl gebaut, Polyethylen, Kupfer wird in kritischen Bereichen verwendet. Verstärkte Kunststoffstrukturen erobern den Verbrauchermarkt. Die Informationen in professionellen Tabellen und Sammlungen gelten nur für Kunststoff- und Metallrohre, daher werden Berechnungen für Autobahnen aus solchen Materialien durchgeführt.

Gasversorgungsrohre werden unter Berücksichtigung des Rauheitskoeffizienten berechnet:

• Polyethylen (neu und alt) - 0,007 cm;
• Stahl, gebraucht - 0,1 cm;
• neues Metall - 0,01 cm.

Besteht die Pipeline aus einem anderen Material, akzeptieren Gasexperten die Berechnung für Metall und Kunststoff nicht, eine Anpassung ist erforderlich, die zusätzliche Kosten verursacht.

Sonderprogramme

Verzweigte Abschnitte einer Gasleitung mit unterschiedlichen Ausgangsdaten werden separat berechnet, die Vorgehensweise erfolgt jedoch für jeden Bereich gleich. An Widerstandsstellen und Bewegungsrichtungsänderungen ändert sich die Strömungsgeschwindigkeit. Auf den geschätzten Längen der Leitungsabschnitte werden lineare Indikatoren berechnet.

Die Richtung wird in Abhängigkeit vom Druckunterschied am Ende und am Anfang des untersuchten Bereichs gewählt. Die Strömung geht von einem Punkt mit mehr Druck zu einer Stelle mit weniger Widerstand. Programme helfen, den Aufwand der Konstrukteure zu reduzieren, indem sie die Anfangswerte in das Programm eingeben und die Elektronik die Berechnungen durchführt.

Nomogramme sollen Informationen mithilfe von Tabellen zusammenfassen, wobei jede Zeile den angegebenen Netzwerkparametern entspricht.

Fachmann

Berechnungen mit Formeln werden nur von professionellen Ingenieuren und technischen Mitarbeitern durchgeführt. Bei den Berechnungen wird eine große Datenmenge verwendet, es werden spezifische Koeffizienten verwendet. Für einen ungeübten Benutzer ist es schwierig, alle Nuancen zu berücksichtigen, viele Zwischenberechnungen durchzuführen, um das Endergebnis zu erhalten.

Professionelles Rechnen impliziert nicht nur die Verwendung von Formeln und numerischen Ausdrücken, sondern auch den Besitz von Spezialkenntnissen. Kenntnisse werden nicht von Nutzen sein, wenn Sie kostenlose Berechnungsprogramme verwenden, die im Internet zu finden sind.

Kostenlos

Programme werden für die Verwendung auf persönlichen Geräten installiert. Die Verfahren bestimmen den Durchmesser, die Querschnittsform der Gasleitung unter Berücksichtigung der zulässigen Verluste und des Durchflusses. Der Benutzer benötigt den Gesamtgasverbrauch, der in den technischen Unterlagen für Kessel, Gasherde, Warmwasserbereiter und andere Geräte angegeben ist.

Dann werden die Stellen mit einem möglichen Druckabfall bestimmt. Kennzeichnende Zahlen sind in der Passtabelle, sie zeigen einen Druckabfall bei höchstem Verbrauch. Die Tropfenmenge am Einspeisepunkt wird ermittelt. Der Gleichzeitigkeitskoeffizient berücksichtigt den kombinierten Betrieb von Geräten und ist in den Tabellen enthalten.

Im letzten Schritt werden Rohrdurchmesser und Rauheitsfaktor festgelegt. Das Programm sieht unterschiedliche Berechnungen für unterschiedliche Drücke in den Rohren vor, die bei der Datenaufnahme berücksichtigt werden müssen.

Kostenlose Online-Programme

In diesem Fall ersetzt der Benutzer die erforderlichen Informationen in den Spalten der Tabelle für Online-Berechnungen.Die hydraulische Berechnung einer Niederdruck-Gasleitung dauert mehrere Minuten und es werden keine Fachkenntnisse und Rechenkenntnisse vom Verbraucher verlangt.

Daten sind den technischen Bedingungen entnommen:

• die Dichte des Gasgemisches;
• kinetischer Viskositätsindex;
• klimatischen Temperaturbereich der Wohnregion.

Technische Bedingungen werden vom Gasdienst der Siedlung erteilt, die Erstellung der Projektdokumentation beginnt mit Erhalt dieser Beauftragung.

Beispiele für die Durchführung einer hydraulischen Berechnung einer Rohrleitung

Zur Auswahl des Gleichzeitigkeitsfaktors wird die genaue Anzahl der Kochstellen der angeschlossenen Geräte angegeben. Die Nummerierung der Rohrleitungsabschnitte ist nicht willkürlich gewählt, sondern wird dem technischen Plan entnommen.

Angezeigt wird die tatsächliche Länge der Leitung und die berechnete Länge, die größer ist. Bei der Berechnung erhöht sich dieser Parameter aufgrund des Vorhandenseins von Widerstandsbereichen um 7%. Die Tabelle gibt alle Strukturelemente der Rohrleitung an, bei denen der Druckverlust angenommen wird.

Berechnung der Niederdruck-Gaspipeline

Bei der Berechnung der Gasleitung im Haus wird die Anzahl der Kesselausrüstung mit der Leistung jeder Einheit multipliziert. Das erhaltene Ergebnis wird mit dem Indikator für den gleichzeitigen Betrieb der Einheiten multipliziert, der aus der entsprechenden Tabelle im Nachschlagewerk bestimmt wird.

Die Anzahl der Platten in allen Wohnungen wird mit der jeweiligen Produktivität multipliziert, das Produkt aus dem erhaltenen Ergebnis und dem Gleichzeitigkeitskoeffizienten für die angeschlossenen Geräte wird ermittelt. Abschließend wird der Gesamtdruck für die Heizgeräte und die angeschlossenen Gasöfen aufsummiert.

Berechnung der Hochdruck-Gaspipeline

Die Berechnung erfolgt auf Basis des Verteilungsschemas unter Berücksichtigung der Filialen zu den Verbraucherbereichen. Die Trennquelle ist die Gasverteilungsstation. Der Durchmesser der gemeinsamen Gasleitung und der Abzweigungen richtet sich nach dem Gasdruck am Ende des Weges beim Eintritt in den Verbraucher.

Die berechnete Länge jedes Zweigs wird bestimmt, der Druck wird an einigen Stellen unter Berücksichtigung von Verlusten und Widerständen ermittelt. Sackgassen werden nach Länge, Gasverbrauch und geschätztem Kraftstoffdruck am Anschlusspunkt zum Verbraucher berücksichtigt.

Die Berechnung gilt als zufriedenstellend, wenn die berechneten Werte des Verbraucherdrucks die Netzhöhe nicht überschreiten.