La resistencia al flujo en el colector actúa sobre la estructura de la tubería en los lugares de estrechamiento y expansión del diámetro, nodos de conexión y giro, por lo que se pierde la presión en la tubería. El cálculo hidráulico de la tubería se lleva a cabo en la etapa de diseño para garantizar el funcionamiento normal de los consumidores y el suministro del volumen de gas requerido.
- Definición y necesidad de cálculo hidráulico
- Datos de origen básicos
- Esquemas de cálculo
- Metodología
- Influencia del material de la tubería en el cálculo
- Programas especiales
- Profesional
- Gratis
- Programas en línea gratuitos
- Ejemplos de realización de un cálculo hidráulico de una tubería.
- Cálculo de gasoductos de baja presión
- Cálculo de gasoductos de alta presión
Definición y necesidad de cálculo hidráulico
La resistencia incluye obstrucciones lineales a lo largo de toda la longitud y obstrucciones locales en cada elemento estructural del sistema en el área de cambio de velocidad. El cálculo hidráulico determina los parámetros del gasoducto. El procedimiento es un paso obligatorio en la etapa preparatoria para la construcción del gasoducto.
Como resultado, se acepta un diámetro de tubería que es aceptable para una transmisión de gas altamente estable a distancia. El cálculo determina la cantidad de pérdidas de carga y su admisibilidad al transferir combustible.
Las normas estatales regulan el procedimiento de cálculo para cualquier tipo de sistemas de gasoductos, ya que los procesos al suministrar gas se caracterizan por la identidad.
Se comprueba la pérdida de presión de las tuberías:
- baja presión;
- cabeza mediana
- elevado.
Las carreteras de baja presión transportan combustible a edificios residenciales, empresas domésticas, importancia social, la presión al nivel de 3-5 kPa se considera normal. Las carreteras de alta y media presión incluyen ramales para entregas masivas, redes industriales, oleoductos generales para regiones y ciudades.
Datos de origen básicos
Los parámetros iniciales dependen del esquema del gasoducto, que puede ser mixto, en anillo y sin salida. La presión en la red disminuye con la distancia desde el punto de toma o distribución.
Los parámetros iniciales se presentan por información:
- cabeza en el lugar de la atadura;
- detalles del cliente como número, ubicación, caudal nominal requerido y presión;
- diagrama de la tubería de gas.
Las zonas sin salida se ramifican desde la principal hacia los consumidores y se refieren a zonas de baja fiabilidad y difícil recuperación en caso de accidente, pero que requieren menores costes de instalación. El sistema de anillos funciona de manera más confiable, pero la instalación requiere mayores costos.
Esquemas de cálculo
La presión se determina teniendo en cuenta el diámetro de las tuberías, se tiene en cuenta la influencia de la corrosión interna, el material de los colectores, la forma geométrica de la sección. Las carcasas de la tubería fallan cuando la tensión de la pared alcanza la resistencia a la tracción permisible.
Durante la prueba hidráulica, se utiliza un líquido con una temperatura de +5 a + 40 ° C, a menos que la tarea técnica de la prueba no recomiende otro parámetro. Al calcular la resistencia, la temperatura de la prueba y el medio ambiente no descienden menos de + 5 ° C.
El tiempo de mantenimiento bajo la presión de diseño lo indica el diseñador, pero siempre se tarda más de 5 minutos. En ausencia de recomendaciones, el tiempo de acción de la alta presión se establece de acuerdo con tablas estándar y depende del espesor de la carcasa de la tubería.
Metodología
El procedimiento para elegir el diámetro y el esquema de diseño de una tubería de gas de baja presión se da en el perfil Código de práctica 42. 101 - 2003. Se utilizan programas de computadora para encontrar el valor de la pérdida de presión estimada entre las secciones de la tubería, el diámetro de los coleccionistas.
Se aplican métodos:
- cálculo por fórmulas de la empresa conjunta (proceso complejo);
- el cálculo según nomogramas es más sencillo, se utiliza la técnica de selección según tablas con la sustitución de los parámetros requeridos.
Cualquier técnica conduce a los mismos resultados para garantizar el transporte ininterrumpido de combustible gaseoso a los consumidores.
Influencia del material de la tubería en el cálculo
Los gasoductos están construidos con acero, polietileno, el cobre se usa en áreas críticas. Las estructuras de plástico reforzado están conquistando el mercado de consumo. La información en tablas y colecciones profesionales se aplica solo a tuberías de plástico y metal, por lo tanto, los cálculos se realizan para carreteras hechas de dichos materiales.
Las tuberías de suministro de gas se calculan teniendo en cuenta el coeficiente de rugosidad:
- polietileno (nuevo y viejo) - 0,007 cm;
- acero, usado - 0,1 cm;
- metal nuevo - 0,01 cm.
Si la tubería está hecha de un material diferente, los especialistas en gas no aceptarán el cálculo para metal y plástico, se requerirá un ajuste, lo que implicará costos adicionales.
Programas especiales
Las secciones ramificadas de un gasoducto con diferentes datos iniciales se calculan por separado, pero el procedimiento se lleva a cabo de la misma manera para cada área. La velocidad del flujo cambia en lugares de resistencia y cambia en la dirección del movimiento. Los indicadores lineales se calculan sobre las longitudes calculadas de las secciones de línea.
La dirección se elige en función de la diferencia de presión al final y al inicio del área estudiada. El flujo va desde un punto con más presión hacia un lugar con menos resistencia. Los programas ayudan a reducir el esfuerzo de los diseñadores al tener valores iniciales ingresados en el programa y la electrónica hace los cálculos.
Los nomogramas están diseñados para resumir información mediante tablas, donde cada fila corresponde a los parámetros de red especificados.
Profesional
El cálculo profesional implica no solo el uso de fórmulas y expresiones numéricas, sino también la posesión de conocimientos especiales. Las habilidades no serán útiles cuando se utilicen programas de cálculo gratuitos que se pueden encontrar en Internet.
Gratis
Los programas se instalan para su uso en dispositivos personales. Los métodos determinan el diámetro, la forma de la sección transversal del gasoducto teniendo en cuenta las pérdidas permitidas y el caudal. El usuario necesitará el consumo total de gas, que se da en la documentación técnica de la caldera, estufas de gas, calentadores de agua y otros equipos.
Luego se determinan los lugares con una posible disminución de la presión. Las cifras características están en la tabla de pasaportes, muestran una disminución de la presión en el consumo más alto. Se encuentra la cantidad de gota en el punto de entrada. El coeficiente de simultaneidad tiene en cuenta el funcionamiento combinado de los dispositivos y está contenido en las tablas.
El diámetro de la tubería y el factor de rugosidad se especifican en la última etapa. El programa prevé cálculos disímiles para diferentes presiones en las tuberías, que deben tenerse en cuenta al incluir los datos.
Programas en línea gratuitos
En este caso, el usuario sustituye la información requerida en las columnas de la tabla por cálculos en línea.El cálculo hidráulico de un gasoducto de baja presión lleva varios minutos y no se requieren conocimientos profesionales ni habilidades computacionales por parte del consumidor.
Los datos se toman de las condiciones técnicas:
- la densidad de la mezcla de gases;
- índice de viscosidad cinética;
- rango de temperatura climática de la región de residencia.
Las condiciones técnicas son emitidas por el servicio de gas del asentamiento, la preparación de la documentación del proyecto comienza con la recepción de esta asignación.
Ejemplos de realización de un cálculo hidráulico de una tubería.
El número exacto de fogones del equipo conectado se da para la selección del factor de simultaneidad. La numeración de las secciones de la tubería no se elige arbitrariamente, sino que se toma del diagrama técnico.
Se indica la longitud real de la línea y se indica la longitud calculada, que es mayor. Al calcular, este parámetro aumenta en un 7% debido a la presencia de áreas de resistencia. La tabla indica todos los elementos estructurales de la tubería, donde se asume la pérdida de carga.
Cálculo de gasoductos de baja presión
Al calcular el gasoducto dentro de la casa, la cantidad de equipo de caldera se multiplica por la salida de cada unidad. El resultado obtenido se multiplica por el indicador de funcionamiento simultáneo de las unidades, que se determina a partir de la tabla correspondiente en el libro de referencia.
El número de placas en todos los apartamentos se multiplica por la productividad de cada uno, se calcula el producto del resultado obtenido y el coeficiente de simultaneidad de los dispositivos conectados. Finalmente, se suma la presión total para las unidades de calefacción y las estufas de gas conectadas.
Cálculo de gasoductos de alta presión
El cálculo se realiza sobre la base del esquema de distribución, teniendo en cuenta las sucursales a las áreas de consumo. La fuente de separación es la subestación de distribución de gas. El diámetro del gasoducto común y los ramales se basa en la presión del gas al final del camino al ingresar al consumidor.
Se determina la longitud calculada de cada rama, la presión se encuentra teniendo en cuenta las pérdidas y resistencias en algunos lugares. Los tramos sin salida se consideran según su longitud, consumo de gas y presión de combustible estimada en el punto de conexión al consumidor.
El cálculo se considera satisfactorio si los valores calculados de la presión del consumidor no superan la cabeza de la red.
