Материал: Методические указания к выполнению курсового проекта «Гидравлический расчет сложных газопроводов». Житенёв А.И., Рощупкина И.В

давление. Так как в газопроводах закон падения давления по длине имеет нелинейный характер, то среднее давление вычисляется как среднеинтегральное значение по формуле

Вычислим (2.17) в явном виде

Иногда вместо среднеинтегрального применяют среднеарифметическое давление, которое меньше среднеинтегрального на величину, пропорциональную заштрихованной площади (см. рис. 2.2).

14

Рисунок 2.2 - Распределениедавленияподлинетрубопровода

2.2 Расчет сложных газопроводов

Любую сложную систему можно разбить на элементы, к каждому из которых можно применить расчетные зависимости для простых газопроводов при выполнении в узловых точках следующих условий: равенство давлений и сохранения массы газа (уравнение неразрывности). Такой поэтапный способ расчета является трудоемким. Во многих случаях процесс расчета ускоряется посредством приведения сложной системы к фиктивному простому газопроводу. При этом оперируют такими понятиями, как эквивалентный газопровод, эквивалентный расход, коэффициент расхода.

Простой газопровод будет эквивалентен сложной газопроводной системе, если у него и у системы будут одинаковы все параметры перекачки (расходы, давления в начале и в конце, температуры, теплофизические характеристики перекачиваемого газа), т. е. при различии в геометрических размерах потери на трение в эквивалентном газопроводе будут такими же, что и в сложной системе.

15

Эквивалентными между собой могут быть и два простых газопровода. Эквивалентным расходом пользуются для расчета газопроводов с переменным расходом по длине.

Опр. Эквивалентный расход - это такой усредненный и постоянный по длине расход, при котором будут такие же потери на трение, что и при изменяющемся расходе по длине.

В данном случае сложная газопроводная система заменяется простым эквивалентным газопроводом, но в отличие от предыдущего случая геометрические размеры газопровода остаются теми же самыми. Таким образом, при применении эквивалентного расхода соблюдается равенство всех параметров за исключением расходов.

Опр. Коэффициент расхода - это отношение расходов проектируемого газопровода к расходу эталонного простого газопровода.

С помощью коэффициента расхода можно любую газопроводную сложную систему (или простой газопровод) привести по пропускной способности к одному эталонному газопроводу и этим самым упростить расчет.

Рассмотрим наиболее часто встречающиеся случаи.

2.2.1 Однониточные газопроводы с участками различного диаметра

Пропускная способность однониточного газопровода с участками различного диаметра определяется по формуле:

16

где

A = zRTK ;

n – число участков.

Давление в конце участка m может быть определено по формуле (2.20)

Рисунок 2.3 - Схема однониточного газопровода

или по формуле (2.21) в зависимости от того, какое давление известно в начале или конце трубопровода:

Соотношение для определения геометрических параметров эквивалентного газопровода найдем из выражения

Длину эквивалентного трубопровода принимают

Lэ = L = ∑n li

i=1

Если режим квадратичный (для газопровода квадратичный закон наиболее вероятный), то

Коэффициент расхода сложного газопровода равен

Фактическая пропускная способность Q данного сложного газопровода равна:

18