Материал: Методические указания к выполнению курсового проекта «Гидравлический расчет сложных газопроводов». Житенёв А.И., Рощупкина И.В
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
||
Q = A |
pн |
− pк |
D5 |
|
k |
p . |
(2.26) |
||
|
|
||||||||
|
λоL |
|
o |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Коэффициент расхода однониточного газопровода с различными диаметрами:
kp = |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
n |
|
l |
|
1 , |
(2.27) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
∑ |
i |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
2 |
|
||||||||
|
|
|
|
i=1 L |
|
kpi |
|
|||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
k |
|
= |
|
|
λ D5 |
|
||||||||
pi |
|
|
|
o |
|
i |
|
|||||||
|
|
|
|
|
λ D5 . |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
o |
|
||||
Полагая, что абсолютная шероховатость труб одинаковая (для новых труб), с учетом (2.8) имеем
|
2,6 |
|
|
Di |
|
kpi = |
|
(2.28) |
|
Do . |
2.2.2 Параллельное соединение газопроводов
Под параллельным соединением понимается такая система газопроводов, которая имеет общие начальную и конечную точку, а также одинаковые давления в начале и конце для всех трубопроводов системы. В реальных условиях длины параллельных ниток могут быть различными. Для расчета используем следующие зависимости.
19
Рисунок 2.4 - Параллельное соединение трубопроводов
Для эквивалентного газопровода:
|
|
|
Dэ5 |
|
|
|
= ∑n |
|
|
|
|
Di5 |
|
|
|
(2.29) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
λ |
L |
э |
|
i=1 |
|
|
|
|
λ |
L . |
|||||||||
|
|
|
э |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
i |
|
|||||
Если l1 =l2 =... = L = Lэ , тогда |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
= ∑n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Dэ5 |
|
|
Di5 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
λэ |
|
|
|
i=1 |
|
|
λi . |
|
|
|
(2.30) |
||||||||
В квадратичной зоне течения газа одинаковой |
||||||||||||||||||||||
шероховатости (одинаковые λ ) имеем |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
= ∑n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Dэ5,2 |
|
|
|
|
Di5,2 |
, |
|
|
(2.31) |
||||||||||
|
|
|
L |
э |
|
|
|
i=1 |
|
|
|
L |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
= ∑n |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
Dэ5,2 |
|
|
Di5,2 . |
|
|
|
(2.32) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Если диаметры всех ниток одинаковые и равны D, то ряд заменяется произведением. Тогда для переходной зоны
Dэ5 |
= n |
D5 |
, Dэ = n0,4 D ; |
(2.33) |
для квадратичной зоны
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D = n0,385 D |
|
|
|
|
|||||
|
D5,2 |
= D5,2 |
, |
. |
(2.34) |
|||||||||||||
|
|
э |
|
i |
|
э |
|
|||||||||||
Расход по системе будет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D5 |
|
|
|
|
p2 − p2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Q = A p2 |
− p2 |
|
|
э |
|
|
= A |
н |
|
к |
D5 |
|||||||
|
|
|
|
λэLэ |
|
|||||||||||||
|
|
н |
|
к |
|
λэLэ |
|
э ; (2.35) |
||||||||||
при одинаковых D
Q = nQi . |
(2.36) |
Коэффициент расхода (при одинаковых длинах) равен
k p = ∑n k pi . |
(2.37) |
i=1 |
|
При этом общий расход в системе
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
p2 |
− p2 |
|
|
|
||||
Q = A |
н |
|
к |
D5 |
|
k |
p . |
(2.38) |
|
|
|
|
|||||||
|
λэL |
|
o |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Количество газа, перекачиваемого по любой нитке параллельной системы:
21
Q =Q |
k pi |
|
|
|
k p . |
(2.39) |
|||
i |
||||
|
|
|
||
2.2.3 Газопровод постоянного диаметра с путевыми отборами (подкачками) газа
Расчетная схема такого газопровода выглядит следующим образом
Рисунок 2.5 - Схема газопровода постоянного диаметра с путевыми отборами и подкачками
На основании формулы расхода, исключая давление в узловых точках, можно записать
pк2 − pн2 = |
1 |
|
∑n Qi2λili . |
(2.40) |
2 |
5 |
|||
|
A D |
|
i=1 |
|
В данном случае целесообразно для приведения сложного газопровода к простому воспользоваться методом
эквивалентного расхода, а именно (L = ∑n li )
|
|
|
|
|
|
|
i=1 |
|
p2 |
− p2 |
= |
1 |
Q2λ |
L |
. |
(2.41) |
|
A2 D5 |
||||||||
к |
н |
|
э э |
|
||||
|
|
|
|
22 |
|
|
|
Из уравнения (2.41) выражаем Qэ :
Q |
= |
|
∑n Qi2λili |
|
|
|
|
i=1 |
. |
(2.42) |
|||
|
||||||
|
Э |
λэL |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Для квадратичного закона сопротивления
Q = |
|
∑n Qi2li |
|
|
|
i=1 |
. |
(2.43) |
|||
|
|||||
Э |
L |
||||
|
|
|
|
|
|
Давление в узловых точках можно найти по зависимостям
|
|
|
1 |
|
m |
|
pн2 |
− pm2 = |
|
∑Qi2λili ; |
(2.44) |
||
2 |
5 |
|||||
|
|
|
A D |
|
i=1 |
|
pm2 |
− pн2 = |
|
1 |
|
∑n Qi2λili . |
(2.45) |
|
2 |
5 |
||||
|
|
|
A D |
|
i=m+1 |
|
Для расчета параметров сложного газопровода с путевыми отборами и подкачками газа служат уравнения (2.44), (2.45). По ним можно найти давления, если заданы диаметры по участкам. Целесообразно диаметры назначать пропорционально расходам на участках таким образом, чтобы линия падения давления приближалась к параболе (к закону простого газопровода). Это позволит дополнительные местные сопротивления в местах смены диаметров свести к
23