La resistència de flux al col·lector actua sobre el disseny de la canonada en els llocs d’estrenyiment i expansió del diàmetre, els nodes de connexió i rotatius, a causa dels quals es perd la pressió a la línia. El càlcul hidràulic de la canonada es realitza a la fase de disseny per assegurar el funcionament normal dels consumidors i el subministrament del volum de gas necessari.
Definició i necessitat de càlcul hidràulic
La resistència inclou obstrucció lineal al llarg de tota la longitud i obstruccions locals a cada element estructural del sistema a la secció de canvi de velocitat. El càlcul hidràulic determina els paràmetres del gasoducte. El procediment és un pas obligatori en la fase preparatòria per a la construcció de la canonada.
Com a resultat, s’adopta un diàmetre de canonada acceptable per a una transmissió de gas altament estable a distància. El càlcul determina la magnitud de les pèrdues de pressió i la seva admissibilitat en transferir combustible.
Les normes estatals regulen el procediment de càlcul de qualsevol tipus de sistemes de canonades de gas, perquè els processos en el subministrament de gas es caracteritzen per la seva identitat.
Les canonades es comproven per la pèrdua de pressió:
- pressió baixa;
- cap mitjà;
- alt.
Les canonades de baixa pressió transporten combustible a edificis residencials, empreses domèstiques i d’importància pública, la pressió a nivell de 3-5 kPa es considera normal. Les carreteres d'alta i mitjana pressió inclouen branques per a lliurament massiu, xarxes industrials i canonades comunes per a regions i ciutats.
Entrada bàsica
Els paràmetres inicials depenen de l’esquema de la canalització de gas, que pot ser mixta, anular i en punt mort. La pressió a la xarxa disminueix amb la distància des del punt d’inserció o distribució.
La informació es presenta amb els paràmetres inicials:
- pressió al punt d’inserció;
- La informació del consumidor, com ara el número, la ubicació, el cabal nominal i la pressió requerits;
- esquema de gasoductes.
Les seccions sense límit s’obtenen des dels principals fins als consumidors i pertanyen a zones de baixa fiabilitat i de difícil recuperació durant un accident, però requereixen menys costos d’instal·lació. El sistema de timbres funciona de manera més fiable, però la instal·lació requereix augmentar els costos.
Esquemes de càlcul
La pressió es determina tenint en compte el diàmetre de les canonades, la influència de la corrosió interna, el material dels col·lectors i la forma geomètrica de la secció transversal. La closca de la canonada es destrueix quan la tensió a les parets aconsegueix la resistència a la tracció admissible.
Durant les proves hidràuliques, s'utilitza un líquid amb una temperatura de +5 a + 40 ° C, tret que l'especificació tècnica de la prova recomani un altre paràmetre. Quan es calcula la força, la temperatura de la prova i l’entorn no baixa de + 5 ºC.
El temps d’exposició a la pressió de disseny l’indica el dissenyador, però sempre triga més de 5 minuts. En absència de recomanacions, la durada de l’alta pressió s’estableix segons les taules normatives i depèn del gruix de la carcassa del tub.
Metodologies
El procediment per seleccionar el diàmetre i l'esquema de disseny d'una canonada de baixa pressió es troba en el corresponent Codi de normes 42. 101 - 2003.Els programes informàtics s’utilitzen per trobar la magnitud de les pèrdues de pressió estimades entre seccions de la canonada, el diàmetre dels col·lectors.
Mètodes aplicats:
- càlcul segons les fórmules de l’empresa conjunta (procés complex);
- el càlcul per nomogrames és més senzill, s'utilitza el mètode de selecció de les taules amb la substitució dels paràmetres requerits.
Qualsevol mètode porta als mateixos resultats per assegurar el transport ininterromput de combustible de gas als consumidors.
La influència del material de les canonades en el càlcul
Les canonades de gas estan construïdes amb acer, polietilè, coure que es fa servir en zones crítiques. Les construccions metàl·liques i plàstiques conquereixen el mercat de consum. La informació de les taules i col·leccions professionals s'aplica només a les canonades de plàstic i metall, de manera que es realitzen càlculs per a carreteres fetes amb aquests materials.
Les canonades de subministrament de gas es calculen tenint en compte el coeficient de rugositat:
- polietilè (nou i antic) - 0,007 cm;
- acer, anteriorment en funcionament - 0,1 cm;
- metall nou - 0,01 cm.
Si la canonada està feta amb un altre material, els especialistes en gas no acceptaran el càlcul per a metall i plàstic, serà necessari un ajust que comporti despeses addicionals.
Programes especials
Les seccions ramificades del gasoducte amb diferents dades inicials es calculen per separat, però el procediment es realitza de manera similar per a cada regió. La velocitat del flux canvia en llocs de resistència i canvi de direcció. Els indicadors lineals es calculen en la longitud estimada dels segments de l’autopista.
La direcció es selecciona en funció de la diferència de pressió al final i al començament de la zona d’estudi. El flux va des d’un punt amb més pressió a un lloc amb menys resistència. Els programes ajuden a reduir els esforços dels dissenyadors perquè els indicadors inicials s'introdueixen al programa i l'electrònica faci càlculs.
Els nomogrames tenen l'objectiu d'obtenir informació resumida mitjançant taules on cada línia correspon als paràmetres de xarxa especificats.
Professional
Enginyers professionals i tècnics fan càlculs mitjançant fórmules. En els càlculs s’utilitza una gran quantitat de dades, s’utilitzen coeficients específics. És difícil per a un usuari no preparat tenir en compte tots els matisos, realitzar molts càlculs intermedis per obtenir el resultat final.
El càlcul professional implica no només l’ús de fórmules i expressions numèriques, sinó també la possessió de coneixements especials. Les habilitats no seran útils quan s’utilitzi el programari de liquidació gratuït que es pot trobar a Internet.
Gratuït
Els programes es fan servir en gadgets personals. Els mètodes determinen el diàmetre, la forma de secció de la canonada de gas, tenint en compte les pèrdues i el cabal admissibles. L’usuari necessitarà el consum total de gas, que es recull als documents tècnics de la caldera, estufes de gas, columnes i altres equips.
A continuació, es determinen els llocs amb una possible disminució de la pressió. Les xifres característiques es troben a la taula del passaport, mostren una disminució de la pressió al consum més alt. El valor de reducció es troba al punt d’incisió. El coeficient de simultaneïtat té en compte el funcionament conjunt dels dispositius i es troba a les taules.
El diàmetre de les canonades i el coeficient de rugositat s’indiquen a l’última etapa. El programa preveu càlculs diferents per a diferents pressions a les canonades, que s’han de tenir en compte a l’hora d’incloure dades.
Programari en línia gratuït
En aquest cas, l’usuari substitueix la informació necessària a les columnes de la taula per càlculs en línia.El càlcul hidràulic d’un gasoducte a baixa pressió té una durada de diversos minuts i no es necessita coneixement professional ni competències computacionals per part del consumidor.
De les dades tècniques s’extreuen:
- densitat de barreja de gas;
- índex de viscositat cinètica;
- rang de temperatures climàtiques de la regió de residència.
El servei de gas del poble emet condicions tècniques, la preparació de la documentació del projecte comença amb la recepció d’aquesta tasca.
Exemples de realització de càlculs hidràulics de la canonada
Es dóna el nombre exacte de cremadors dels equips connectats per seleccionar el factor de simultaneïtat. La numeració dels segments de canonada no es tria arbitràriament, sinó que es pren de l'esquema tècnic.
S'indica la longitud real de l'autopista i es dóna la longitud estimada, que és més llarga. En el càlcul, aquest paràmetre augmenta un 7% a causa de la presència de regions de resistència. La taula mostra tots els elements estructurals del conducte, on s'assumeixen pèrdues de pressió.
Càlcul d'una canonada de baixa pressió
Quan es calcula el gasoducte dins de l’habitatge, la quantitat d’equips de caldera es multiplica per la producció de cada unitat. El resultat es multiplica per un indicador del funcionament simultani de les unitats, determinat per la taula corresponent al directori.
El nombre de plaques de tots els apartaments es multiplica per la productivitat de cadascun, el producte del resultat obtingut i es troba el coeficient de simultaneïtat dels dispositius connectats. En conclusió, es resumeix la pressió total per a les unitats de calefacció i estufes de gas connectades.
Càlcul d'un gasoducte d'alta pressió
El càlcul es fa a partir de l’esquema de distribució tenint en compte les sucursals als llocs de consum. La font de separació és una subestació de distribució de gasos. El diàmetre del gasoducte comú i de les branques es localitza per la pressió del gas a l'extrem del camí quan s'introdueix al consumidor.
Es determina la longitud estimada de cada branca, la pressió es troba tenint en compte les pèrdues i la resistència en alguns llocs. Els puntets no es calculen segons la seva longitud, el cabal de gas i la pressió estimada del combustible en el punt d’inserció al consumidor.
El càlcul es considera satisfactori si els valors calculats de la pressió del consumidor no superen la pressió de la xarxa.
