Расчёт диаметра подающего газопровода

Расчёт диаметра подающего газопровода.

Для расчёта потери давления в подающем газопроводе используется следующая формула:

ΔΡΑ-Β – потеря давления на участке между точками А и В (Па);

λ – коэффициент трения;

V – средняя скорость газа (м/с);

ρ – плотность газа (кг/м³ ) при 15°С и 1,013 мбар;

Lобщ – общая длина газопровода (м);

Di – внутренний диаметр газопровода (м).

Среднюю скорость газа можно вычислить по следующей формуле:

Q – расход газообразного топлива (м³ /час); Di – внутренний диаметр газопровода (м).

Расход газа можно рассчитать по следующей формуле:

Q – расход газообразного топлива (м³ /час);

m – максимальная мощность горелки (кВт);

Нi – низшая теплота сгорания газообразного топлива (кВт-ч/м³ );

Напомним, что 1 кВт-ч = 3600 кДж.

Коэффициент трения λ можно рассчитать по следующей формуле:

Di, – внутренний диаметр газопровода (м);

Re – число Рейнольдса, которое можно рассчитать по следующей формуле:

Di – внутренний диаметр газопровода (м);

γ – кинематическая вязкость газообразного топлива (м²/c);

Q – расход газообразного топлива (м³ /ч).

Вязкость газообразного топлива можно определить по графику изображенному на рис. 53.

Рисунок 53. Абсолютная вязкость некоторых газов

На графике показана абсолютная вязкость, выраженная в микроПуазах. Напомним, что кинематическая вязкость связана с динамической вязкостью следующим уравнением:

γабсолютная – Динамическая или абсолютная вязкость (кг/м-с);

γ – кинематическая вязкость газообразного топлива (мг/с);

ρ – плотность газа (кг/м³ ) при 15°С и 1,013 мбар.

На практике абсолютная вязкость измеряется в Пуазах (П), которые пересчитываются следующим образом:

Потеря давления в подающем газопроводе на участке между точкой входа газа и газовой рампой должна находиться в допустимых пределах. В этих пределах должна обеспечиваться правильная работа редуктора (если таковой имеется). В системах с низким давлением (р

Таблица 10. Максимальные потери давления в газопроводах

Газ	Потеря давления (мбар)
Городской газ Смесь природного газа и воздуха	0,5
Природный газ Заменители природного газа Сжиженный нефтяной газ в смеси с воздухом	1,0
Сжиженный нефтяной газ (G.P.L.)	2,0

Потеря давления в газопроводе – это сумма распределённых потерь давления (на трение) в самом газопроводе и местных потерь давления в стыках и в запорно-регулирующей арматуре (фильтры, вентили и т.д.).

Потеря давления в запорно-регулирующей арматуре рассчитывается по принципу эквивалентной длины. Местному сопротивлению ставится в соответствие прямой участок газопровода, потеря давления в котором будет равна потери давления в этом элементе.

Чтобы правильно рассчитать размеры газопровода, следует определить следующие параметры.

Lфак – фактическая длина газопровода (м);

Lэквив – сумма участков газопровода эквивалентной длины, соответствующих потерям давления в местных сопротивлениях См);

Lобщ – общая длина газопровода, сумма фактической длины и эквивалентной длины (м):

Эквивалентную длину, соответствующую элементам газопровода с местным сопротивлением, можно определить по таблице 11, в которой приведены эквивалентные длины основных элементов, имеющих местное сопротивление.

Для того, чтобы определить общую длину, нужно задаться диаметром газопровода, с учётом того, что максимальная скорость потока газообразного топлива равна приблизительно 1 м/с. Значение общей длины необходимо будет скорректировать, если при вычислениях по формуле 2.6.1-1 получается диаметр отличный от заданного вначале.

В разделе 5 приведены таблицы, в которых даны значения расхода газа для стального и медного газопровода и его общей длины. Обратите внимание, что для подбора диаметра газопровода необходимо знать общую длину газопровода и расход газа.

Таблица 11. Эквивалентная длина различных элементов газопровода

Природный газ — смеси СН4/воздух – попутный газ

Сжиженный нефтяной газ L.P.G. – смеси

Таблица 12. Пример расчёта диаметра газопровода

Выбор газовой рампы.

Для горелок малой и средней мощности (бытового и коммерческого применения) газовую рампу необходимо выбирать из каталога производителя (обязательно с учетом потерь давления на данной рампе).

Чтобы правильно подобрать газовую рампу необходимо просуммировать все потери давления, начиная от точки ввода газа и кончая горелкой. Эта сумма не должна превышать начальное давление в точке ввода газа.

По ходу движения газа суммарная потеря давления газа складывается из:

· Н1 – аэродинамическое сопротивление в камере сгорания;

· Н2 – потеря давления на головке горелки;

· Н3 – потеря давления на газовой рампе;

· Н4 – потеря на подводящем газопроводе.

Следует проверять выполнение следующего условия, где Η – минимальное давление в точке ввода газообразного топлива

Желая облегчить расчёты, некоторые производители предоставляют диаграммы потерь давления в газовой рампе в виде суммы потери давления на газовой рампе и на головке горелки (Н2 + НЗ).

Поэтому выбранная газовая рампа должна соответствовать следующему уравнению: