Лекция 4 Методы расчета распределения перепада давления

Лекция № 4 Методы расчета распределения перепада давления по участкам тупиковой газораспределительной сети • - старый (традиционный) метод; • - метод оптимальных диаметров; • - комбинированный метод.

РАСЧЕТЫ ТУПИКОВОЙ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ Расчет газораспределительной сети сводится к расчету диаметров участков сети и давления в узловых точках. ü при расчете диаметров определяется распределение расчетного перепада давления по участкам сети; ü выбор расчетного перепада на участке при зафиксированном расходе газа однозначно определяет диаметр участка газовой сети;

Старый метод расчета тупиковой сети • основан на принципе равномерного расчетного перепада давления по участкам сети (при расчете диаметров участков сети используются формулы): для высокого (среднего) давления: для низкого давления: расчетная длина приоритетного направления, состоящего из N участков падение давления в местных сопротивлениях (колена, тройники, запорная арматура и др. ) допускается учитывать путем увеличения фактической длины участков газопровода на 5 -10 %. расчетный перепад давления на i-м участке

Порядок выполнения расчета 1. 2. 3. 4. 5. 6. определение теоретического диаметра участка выбор ближайшего стандартного диаметра расчет перепада давления на каждом участке с учетом реального внутреннего диаметра трубы оценка суммарного перепада давления при необходимости - корректировка диаметра одного из участков с целью приведения суммарного перепада давления в соответствие с допустимым расчетным перепадом расчет диаметров вспомогательных направлений (с учетом остаточного давления в узлах)

Номограммы для расчета Номограмма для определения потерь давления в газопроводах высокого и среднего давления. Номограмма для определения потерь давления в газопроводах низкого давления

Метод оптимальных диаметров Оптимизационная задача - четкий критерий (оптимальности), назначив целевую функцию. Критерий оптимальности - минимальные затраты на строительство тупиковой газораспределительной сети (стоимость труб и работ по строительству). Целевая функция будет выражать зависимость стоимости строительства от выбранных диаметров каждого из N участков сети. Суммарный перепад давления от начальной точки сети до конечной точки каждого из ответвлений должен быть постоянным.

Исходные предпосылки и допущения Затраты на строительство где коэффициенты а и b будут зависеть от способа прокладки, материала труб, условий строительства (местности) и других показателей, не зависящих от диаметра газопровода. Перепад давления (потери на трение) где коэффициенты К 1, α и β зависят от давления (высокое (среднее) или низкое), разница давлений (для высокого давления) представлена символом Н. Условие минимизации затрат

МЕТОД "ПРЕДЕЛЬНОЙ ВЫГОДЫ" Решение задачи коррекции диаметров – по методу «предельной выгоды» Параметр U по формуле где ΔH - величина приращения потерь давления, положительная при переходе с большего диаметра на меньший и отрицательная при переходе с меньшего диаметра на больший; ΔS - величина приращения стоимости строительства участка газопровода, отрицательная при переходе с большего диаметра на меньший и положительная при переходе с меньшего диаметра на больший.

МЕТОД "ПРЕДЕЛЬНОЙ ВЫГОДЫ" 1) перепад давления по направлению превышает расчетный перепад давления. Возникает необходимость увеличения диаметра на одном или нескольких участках. 2) на рассматриваемом направлении имеет место недоиспользование расчетного перепада давления. Появляется возможность уменьшения диаметра на каком-то участке. стоимость участка сети: обобщенная формула: оценка параметра U:

Сравнение методов расчета При использовании метода оптимальных диаметров линия гидравлических уклонов представляет собой ломаную линию, всегда располагающуюся ниже линии гидравлических уклонов при традиционном (старый метод) решении. Сравнение распределения расчетного перепада давления между участками сети при различных методах расчета

На основании рассчитанных значений удельных потерь давления и расчетных расходов на обоих ответвлениях по номограммам выбираем диаметры газопроводов для них и по действительным удельным потерям, соответствующим выбранным диаметрам ответвлений, определяем фактические потери давления на каждом из ответвлений.

Алгоритм расчета кольцевых сетей исходные данные количество потребляемого газа, перепад давления, схема г/проводов сосредоточенные и удельные путевые расходы для всех контуров питания потребителей путевые расходы всех участков сети начальное распределение потоков в сети расчетные расходы газа всех участков сети по перепаду давления в сети определяют диаметры главных контуров проводится гидравлическая увязка, окончательное распределение потоков обеспечение надежности-выбор направления движения газа по участкам сети и транзитных расходов Потери давления на местных сопрниях -10 % линейных потерь; выбор диаметров - результат предварит. гидравлического расчета для всех замкнутых контуров сети алгебраическая сумма потерь давления должна быть равна нулю

Методика гидравлической увязки кольцевой сети Предварительно определены диаметры для всех участков сети, где алгебраические суммы потерь давления I II колец не равны нулю первое кольцо имеет гидравлическую невязку Δр1, а второе — Δр2. Схема кольцевой сети Условие: все участки работают в области гидравлически гладких труб, а потери давления в них определяются уравнением

Методика гидравлической увязки кольцевой сети Учитывая формулу получаем: Решение системы – величина поправочного расхода, состоящий из двух : членов, где первый член учитывает невязку в своем кольце, а второй — невязку в соседних кольцах, т. е.

Методика гидравлической увязки кольцевой сети После расчета круговых поправочных расходов для всех колец определяются поправочные расходы и новые расчетные расходы для всех участков. Для участков, не имеющих соседних колец: Для участков, имеющих соседние кольца: где Qк - поправочный расход в кольце; Qск - поправочный расход в соседнем кольце, который прибавляют к расходу на участке с обратным знаком. — выражения типа всегда положительные; — знак выражения ∑∆p определяют расчетом (считая, например, направление движения газа по часовой стрелке положительным); — знак ∆Q’ противоположен знаку ∑∆p.