Будь умным!


У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.ru

якої кількості контурів

Работа добавлена на сайт samzan.ru: 2015-07-05


4 УТОЧНЕНИЙ РОЗРАХУНОК ГАЗОВОЇ МЕРЕЖІ НИЗЬКОГО ТИСКУ КОМБІНОВАНОЇ СТРУКТУРИ

4.1 Аналітичний розрахунок кільцевої частини мережі низького тиску за стандартизованою програмою

Розглянемо газову мережу низького тиску довільної структури, яка складається з будь-якої кількості контурів. Кожний контур складається з довільної кількості ділянок низького тиску. Кожний контур може мати ділянки, які межують з будь-яким іншим контуром.

Вхідні дані для розрахунку:

  1.  конфігурація газової мережі;
  2.  внутрішні діаметри ділянок;
  3.  масиви довжини і розрахункових витрат газу ділянок газової мережі;
  4.  фізичні властивості газу: густина і кінематична в’язкість   за нормальних умов;
  5.  абсолютна еквівалентна шорсткість внутрішньої поверхні труб .

Мета розрахунку полягає у визначенні уточнених витрат газу і втрат тиску для ділянок газової мережі з врахуванням дії законів Кірхгофа при відомих діаметрах ділянок.

Для розрахунку мережі вводимо фізичні властивості газу за нормальних умов , , абсолютну еквівалентну шорсткість внутрішньої поверхні труби , точність гідравлічної ув’язки кілець , кількість контурів мережі , кількість ділянок у кожному контурі .

Вводимо масиви даних внутрішніх діаметрів , розрахункових витрат газу , індексів сусідніх контурів для всіх ділянок газової мережі.

Обчислювальний алгоритм базується на використанні  нормативних розрахункових моделей (4.1) - (4.4)які рекомендовані ДБН В 2.5-20.

Спочатку визначаємо число Рейнольдса за наступною формулою

    ,     (4.1)

 де - витрата газу, м3/год, при температурі 0С і тиску 0,10132 МПа;

  - внутрішній діаметр газопроводу, см;

  - коефіцієнт кінематичної в’язкості газу, м2 при температурі 0С і

тиску 0,10132 МПа;

Для ламінарного режиму руху газу при перепад тиску визначається за формулою

    .    (4.2)

Для критичного режиму при

    .                      (4.3)

Для турбулентного режиму руху газу при

   ,               (4.4)

де- втрати тиску від тертя на ділянці, Па;

- густина газу, кг/м3, при температурі 0С і тиску 0,10132 МПа;

- довжина газопроводу постійного діаметру, м;

- еквівалентна абсолютна шорсткість внутрішньої поверхні стінки  труби, для стальних труб приймається – 0,01 см, а для поліетиленових труб – 0,002 см.

Розрахункова витрата газу на ділянках розподільних зовнішніх газопроводів низького тиску, що мають шляхові витрати газу, слід визначати як суму транзитного та 0,5 шляхових витрат газу на даній ділянці

   .    (4.5)

Для кожної ділянки за формулою (4.6) знаходимо число Рейнольдса. Залежно від режиму руху газу вибираємо одну із формул (4.7)-(4.9) для визначення втрат тиску від тертя і у місцевих опорах на кожній ділянці.

    .     (4.6)

 

Для

 .   (4.7)

Для

.    (4.8)

При турбулентному режимі

   .  (4.9)

За формулою (4.10) і (4.11) знаходимо для кожного контуру суму втрат тиску на ділянках, що входять у контур, з врахуванням знаків і за абсолютною величиною.

    ,    (4.10)

    .    (4.11)

За формулою (4.12 ) визначаємо значення поправки Кірхгофа для кожного контуру. Якщо хоча б для одного контуру поправка перевищує необхідну точність розрахунку , то виконується гідравлічна ув’язка шляхом визначення та введення поправочних витрат.

     .    (4.12)

Уточнені витрати підставляються у формулу (4.13) і розрахунок повторюється до тих пір, поки похибка Кірхгофа для всіх контурів не стане меншою від заданої точності розрахунку . На друк виводяться для кожного контуру газової мережі виводяться довжини ділянок, внутрішні діаметри, уточні витрати газу і втрати тиску на них.

Описаний вище обчислювальний алгоритм реалізований у програмі GMN2, яка написана на мові BASIC. Програма за структурою циклічна, розгалужена, в ній реалізується метод послідовних наближень. Параметри ділянок вводяться і виводяться у вигляді двомірних масивів.

Вхідні ідентифікатори програми зведені у таблицю 4.1.

Вхідні дані для розрахунку кільцевої газової мережі готуємо у вигляді таблиці 4.2. Один із робочих варіантів програми передбачає використання файлу послідовного доступу. Це дає змогу при потребі багатократно роздруковувати результати розрахунку газової мережі, не вводячи при цьому значний обсяг вхідних даних. Для виконання зазначеної процедури необхідно після завантаження програми набрати на клавіатурі RUN 910, не використовуючи функціональної клавіші F2.

Таблиця 4.1 – Перелік ідентифікаторів програми GMN2

Назва параметра

Позначення

Одиниця вимірювання

В алгоритмі

В програмі

Коефіцієнт кінематичної в’язкості газу за нормальних умов

HU

м2

Густина газу за нормальних умов

RO

кг/м3

Абсолютна еквівалентна шорсткість внутрішньої поверхні труби

KE

см

Точність гідравлічної увязки контурів

EPS

%

Кількість контурів

NK

-

Масив індексів, що вказують номер сусіднього контуру

NM (K)

-

Масив довжин ділянок

J (K, I)

-

Масив довжин ділянок

L (K,I)

м

Масив розрахункових витрат газу на ділянках

Q (K,I)

м3/год

Масив внутрішніх діаметрів ділянок мережі

D (K,I)

см

Таблиця 4.2 - Вхідні дані для розрахунку кільцевої частини газової мережі

низького тиску

№ кільця

№ ділянки

сус. кільця

Діаметр ділянки Dз×δ, мм

Розрахункова витрата Q, м3/год

Геометрична довжина l, м

Уточнені втрати тиску на ділянці, Па

І

1-2

2-3

3-4

4-9

12,5

12,5

12,5

7,0

+174,5

+153,5

+125,5

+38,75

100

200

200

250

0

0

0

0

1-6

6-7

7-8

8-9

20,9

20,9

15,0

12,5

-435,5

-282,25

-234

-93

100

150

200

200

0

2

2

0

ІІ

6-7

7-8

8-17

17-14

20,9

15,0

10,2

7,0

+282,25

+234

+63

+21

150

200

150

150

1

1

0

0

6-11

11-12

12-13

13-14

12,5

12,5

10,2

10,2

-113

-97

-74,25

-54,75

200

200

150

150

0

0

0

0

Розрахунки за допомогою даної програми наведені в додатку Б.

Результати гідравлічного розрахунку кільцевої газової мережі низького тиску за програмою GMN2, зводимо у таблицю 4.3. Окрім того, результати гідравлічного розрахунку наносимо на розрахункову схему газової мережі.

Таблиця 4.3 – Результати проектного розрахунку газової мережі низького тиску кільцевої структури за допомогою стандартизованої програми

№ кільця

№ ділянки

сус. кільця

Діаметр ділянки Dз×δ, мм

Розрахункова витрата Q, м3/год

Геометрична довжина l, м

Уточнені втрати тиску на ділянці, Па

І

1-2

2-3

3-4

4-9

133х4

133х4

133х4

89х3

+152,6

+131,6

+103,6

+16,8

100

200

200

250

112

171

111

88

1-6

6-7

7-8

8-9

ІІ

ІІ

219х5

219х5

159х4,5

108х3

-457,4

-302,6

-254,4

-114,9

100

150

200

200

-67

-47

-233

-134

ІІ

6-7

7-8

8-17

17-14

І

І

219х5

159х4,5

108х3

76х3

+302,6

+254,4

+61,5

+19,5

150

200

150

150

47

233

87

68

6-11

11-12

12-13

13-14

133х4

133х4

108х3

108х3

-114,5

-98,5

-75,8

-56,3

200

200

150

150

-133

-101

-127

-74

Як приклад проведемо розрахунок для ділянки мережі 1-2.

Вихідними даними для аналітичного розрахунку є:

  1.  довжина ділянки =100 м,
  2.  внутрішній діаметр =12,5см,
  3.  розрахункова витрата газу на ділянці =152,6;
  4.  густина =0,851кг/м3 і кінематична в'язкість =1,19.10-5м2;
  5.  середня температура газу в газовій мережі =278К;
  6.  абсолютна еквівалентна шорсткість внутрішньої поверхні =0,01.

Знаходимо значення числа Рейнольда за формулою(4.1)

,

Так як число Re>4000  втрати тиску визначаємо за формулою (4.9)

Па.

4.2  Аналітичний розрахунок тупикових ділянок за допомогою індивідуальної програми

Розглядаємо методику гідравлічного розрахунку розгалужених газових мереж низького тиску при відомих діаметрах ділянок.

Вхідні дані для розрахунку:

  1.  конфігурація газової мережі;
  2.  внутрішні діаметри ділянок;
  3.  масиви довжин і розрахункових витрат газу ділянок газової мережі;
  4.  фізичні властивості газу: густина і кінематична в’язкість за нормальних  умов;
  5.  абсолютна еквівалентна шорсткість внутрішньої поверхні труб .

Мета розрахунку полягає у визначенні втрат тиску на ділянках і надлишкового тиску газу у характерних точках газової мережі.

Обчислювальний алгоритм базується на використанні нормативних розрахункових моделей (4.1)-(4.4), які рекомендовані ДБН В 2.5-20 для визначення втрат тиску у газопроводах низького тиску.

За один раз розраховуємо послідовно з’єднані ділянки газопроводів – певний напрям руху газу. Спочатку розраховується основний напрямок руху газу.

Вводимо фізичні властивості газу за нормальних умов і , абсолютну еквівалентну шорсткість поверхні труб , початковий надлишковий тиск газу і кількість послідовно працюючих ділянок .

Вводимо номери ділянок, довжини ділянок , розрахункові витрати газу і внутрішні діаметри ділянок .

Розрахунок передбачає виконання однотипних операцій для кожної ділянки газової мережі. Тому для проведення цих розрахунків у програмі організовується цикл.

У межах циклу по параметру виконуються такі операції. Для кожної ділянки газової мережі за формулою (4.13) знаходимо число Рейнольдса.

    .     (4.13)

Залежно від режиму руху газу, який характеризується величиною числа Рейнольдса, вибираємо відповідну формулу (4.14)-(4.16) для розрахунку втрат тиску від тертя і у місцевих опорах для кожної ділянки газової мережі.

Для

    .    (4.14)

Для

    .    (4.15)

При турбулентному режимі

.   (4.16)

За формулою (4.17) обчислюємо сумарні втрати тиску від тертя і у місцевих опорах для напрямку руху газу, що розраховується. Далі за формулою (4.18) знаходимо надлишковий тиск газу в кінці останньої ділянки основного напрямку руху газу.

     .    (4.17)

     .    (4.18)

На друк виводяться номери ділянок, їх довжини, розрахункові витрати газу, втрати тиску, надлишковий тиск газу в кінці кожної ділянки газової мережі.

Описаний вище алгоритм реалізований у програмі GMN4 яка написана на мові BASIC. Перелік вхідних ідентифікаторів програми GMN4 показаний у таблиці 4.4.

Таблиця 4.4 – Перелік вхідних ідентифікаторів програми GMN4

Назва параметра

Позначення

Одиниця вимірювання

В алгоритмі

В програмі

Надлишковий тиск газу на початку газової мережі

PN

Па

Кількість ділянок на напрямку руху газу

N

-

Коефіцієнт кінематичної в’язкості газу за нормальних умов

HU

м2

Густина газу за нормальних умов

RO

кг/м3

Абсолютна еквівалентна шорсткість внутрішньої поверхні труби

KE

см

Масив довжин ділянок

L (I)

м

Масив розрахункових витрат газу на ділянках

Q (I)

м3/год

Масив внутрішніх діаметрів ділянок мережі

D (I)

см

Програма за структурою циклічна, розгалужена. Параметри ділянок вводяться і виводяться у вигляді одномірних масивів.

Один із робочих варіантів програми передбачає використання файлу послідовного доступу. Це дає змогу при потребі багатократно роздруковувати результати розрахунку газової мережі, не вводячи при цьому значний обсяг вхідних даних.

Роздруківка із результатами гідравлічного розрахунку розгалуженої газової мережі низького тиску при відомих діаметрах ділянок за програмою GMN4 наведена у додатку В.

Результати розрахунків тупикових ділянок зведені у таблицю 4.5.

Таблиця 4.5 – Результати проектного розрахунку тупикових ділянок газової мережі низького тиску комбінованої структури

Ділянка

Довжина ділянки, м

Розрахункова витрата газу,

м3/год

Діаметр ділянки Dз×δ, мм

Втрати тиску на ділянці,

Па

Надлишковий тиск у кінці ділянки, Па

4-5

200

17

57x3

332

2274

9-10

200

32

76х3

223

2286

14-15

150

33,75

76х3

245

2253

15-16

150

11,25

57х3

158

2095

Наведемо приклад розрахунок тупикових ділянок. Визначаємо число Рейнольдса за формулою (4.13)та перепад тиску за формулою (4.16)

Па.

Аналогічно розраховуємо решту ділянок тупика, і знаходимо їх сумарні втрати тиску від тертя і у місцевих опорах, що обчислюються за вище наведеною формулою.

Далі знаходимо надлишковий тиск газу в кінці останньої ділянки основного напряму руху газу за формулою.

Результати розрахунків витрат, діаметрів ділянок, перепадів тиску та тисків у вузлових точках наносимо на розрахункові схемизображені на рисунок 4.1 та 4.2.

Рисунок 4.1 – Результати розрахунку витрат та діаметрів ділянок газової мережі низького тиску за стандартизованою програмою

Рисунок  4.2–Результати розрахункутисків у вузлових точках та перепадів тиску на ділянках мережі низького тиску за стандартизованою програмою

Як бачимо, результати аналітичного розрахунку дещо відрізняються від графоаналітичного. Це пояснюється, насампередтим, що при аналітичному розрахунку враховуються фізичні властивості даного газу, тому він є точнішим

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КП.ПС-58.00.000 ПЗ




1. Тематика и литература к управляемой самостоятельной работе для студентов специальностей 125 01 04 финансы
2. Контрольная работа- Понятие преступности
3. а и через относительно продолжительные интервалы времени в которых новые качества не появляются а изменяю
4. Около его имени вращаются почти все события русской истории второй половины 11 и первой половины 12 веков
5. массу Общество всегда было подвижным единством меньшинства и массы
6. Интеграция OWSM и BPEL.html
7. Художественная литература о Великой Отечественной войне
8. 1064 1062 5740 58462 ГК 0
9. ПРОЕКТ ПЕРВОЙ РЕДАКЦИИ КОНЦЕПЦИИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАДИАЦИОННОЙ, ХИМИЧЕСКОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЛИЧНОГО СОСТАВА, НАСЕЛЕНИЯ И ОБЪЕКТОВ МО Р
10. ДОКЛАД 2 слайд.
11. КУРСОВИЙ ПРОЕКТ РОБОТА з Історії світового та вітчизняного кіно телемистецтва назва дисциплін
12. Римское рабовладельческое право наидавнейшего периода
13. Счастливого плавания зал празднично украшен
14. Риски инвестирования в сотрудников
15. тема сохранения жизни и здоровья работников в процессе их трудовой деятельности а охрана труда б бе
16. Характер в структуре индивидуальности
17. ва в истор Ф Философия истории представляет собой особую сферу философского знания в которой речь по пр
18. Введение В данной статье Другие игроки с коротким стэком Умение их узнавать Умение к ним адапт
19. Миллиардербунтарь которое вышло на канале телекомпании Fox
20. Мифы и реальности Internet - известные и скрытые возможности сети