23 Гидравлические расчёты потерь давления в трубопроводах.

Потери давления в трубопроводе состоят из линейных потерь давления и местных потерь на элементах трубопроводных систем. К линейным потерям давления относятся потери давления на трение в трубе, они зависят от режима течения, температуры и расхода воды, а также от шероховатости стенки и диаметра трубы.

Зависимость между расходом воды и линейными потерями давления в трубопроводе — квадратичная — это означает, что трёхкратный прирост расхода приведёт к увеличению потерь давления на участке в 3²=9 раз, а снижение расхода в два раза приведёт к уменьшению потерь давления в трубопроводе в 2²=4раза. Выше приведенная программа рассчитает удельные потери давления в трубопроводе и определит скорость течения воды в нём. К местным потерям давления относятся потери на запорной и регулирующей арматуре, а также потери на отводах, тройниках, переходах и т.д. Потери давления на запорной и регулирующей арматуре определяются на основании её пропускной способности (Kvs) приведенной в характеристиках арматуры. Потери давления на отводах и переходах определяются на основании данных о коэффициентах местных сопротивлений этих элементов полученных в результате гидравлических испытаний. Зависимость между расходом воды и местными потерями давления в трубопроводе — квадратичная.

Перепад давления в простом трубопроводе с учётом разности геодезических отметок:

Потеря напора на местные сопротивления

Полный перепад

24 Гидравлический уклон

Гидравлический уклон характеризует потерю напора на единицу длины трубопровода, т.е.

Формулы более удобные для практических расчётов.

Для ламинарного режима: , для турбулентного режима Решая эти уравнения получаем: Для ламинарного режима: см для турбулентного режима: ; Здесь приняты значения: D в см, V в см/с, расход жидкости Q может быть выражен в л/с, мэ/ч, мэ/сут. Потерю напора на трение по всей длине трубопровода можно определить через гидравлический уклон: h_тр = i*l или

Общий напор в трубопроводе в метрах столба жидкости выражается следующей формулой:

где h_вс – потери напора во всасывающем трубопроводе в м; h_тр – потери напора в нагнетательном трубопроводе, h_в, h_н – разность геодезических отметок начала и конца трубопровода в м.

25. Гидравлический расчет газопроводов.

Гидравлический расчет газопроводов сводится обычно к определению или диаметра D, или начального давления p, или пропускной способности V по известным формулам общей гидравлики. Для определения параметров газопроводов, работающих при давлениях ниже 0,294МПа, обычно пользуются формулой Веймаута:

, (1)

где V- пропускная способность газопровода, м/сут; D- внешний диаметр газопровода, см;

р=р-р=Н- перепад давления между начальной и конечной точками газопровода, мм.вод.ст.(мм.вод.ст.=9,81 Па); - относительная плотность газа по возд.; Т- абсолютная температура, К(Т=t+273,16); L- длина газопровода, м.

для газопроводов с давлением выше 0,294МПа (до 1,47МПа=15 кгс/см) пользуются следующей формулой: , (2) где V- объемный расход газа при стандартных условиях (р=760мм.вод.ст. Т=293К), млн.м/сут; ри р- начальное и конечное абсолютное давление, Па; Т- абсолютная температура газа, К; L- длина газопровода, м; z- коэффициент сжимаемости газа. Из формул (1) и (2) любой искомый параметр. При расчете газосборных сетей расход газа по отдельным участкам газопровода обычно бывает, известен; перепадом давления задаются из условия известного давления в самом удаленном от компрессорной станции сепараторе ГЗУ и необходимого давления на приеме компрессоров, а искомым в этом случае является диаметр газопровода, который можно определить из формулы (2)

, Если к сборному коллектору газа большой протяженности подключено на пути несколько газовых линий от ГЗУ, то его необходимо прокладывать с изменяющимся диаметром, диаметры отдельных участков определяют исходя из количества проходящего по ним газа. Таким образом, при расчете сложных газопроводов их следует разбивать на отдельные участки, равные промежуткам между подключениями к данному газопроводу других газопроводов. Каждый такой участок рассчитывают как простой газопровод. Потеря давления на протяжении газопровода будет равно сумме потерь давлений на всех участках. Тог8да давление в конечной точке газопровода можно определить по формуле: , где р и р- соответственно конечное и начальное давление, Н/м; V,V,… V- расход газа на отдельных участках, млн.м/сут.; l,l,…l- длины отдельных участков, м; К- коэффициент, равный ; n- число участков.

Начальное давление в сепараторах ГЗУ при диаметрах труб, соответствующих расчету, будут поддерживаться автоматически, т.к. газосборная система представляет собой гидродинамически связанную систему с саморегулированием давления.