Расчёт диаметра подающего газопровода.

Для расчёта потери давления в подающем газопроводе используется следующая формула:

 

где:

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:

 

где:

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

Расход газа можно рассчитать по следующей формуле:

 

где:

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:

 

где:

Di, - внутренний диаметр газопровода (м);

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

 

где:

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:

 

где

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 < 40 мбар), потеря давления не должны выходить за следующие пределы:

 

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

Диаметр, мм	Изгиб 90'	Трой­ник	Крестовое соединение	Остро­угольный изгиб	Вентиль
Природный газ — смеси СН4/воздух - попутный газ
<= 22,3	0,2	0,8	1,5	1	0,3
От 22,3 до 53,9	0,5	2	4	1,5	0,8
От 53,9 до 81,7	0,8	4	8	3	1,5
>=81,7	1,5	6,5	13	4,5	2
Сжиженный нефтяной газ L.P.G. - смеси
<= 22,3	0,2	1	2	1	0,3
От 22,3 до 53,9	0,5	2,5	5	2	0,8
От 53,9 до 81,7	0,8	4,5	9	3	1,5
>= 81,7	1,5	7,5	15	5	2

 

Таблица 12. Пример расчёта диаметра газопровода

Резьба (дюйм)	3/8	1/2	3/4	1	1 1/4	1 1/2	2	2 1/2	3
Di, мм	13,2	16,7	22,3	27,9	36,6	42,5	53,9	69,7	81,7
Толщина, мм	2	2,3	2,3	2,9	2,9	2,9	3,2	3,2	3,6
L,m	Расход (м³ /час)
2	1,69	3,23	7,13	13,18	27,72	41,75	80,04	161,62	246,99
4	1,14	2,18	4,81	8,89	18,70	28,16	53,96	109,03	168,37
6	0,91	1,73	3,82	7,06	14,85	22,36	42,83	88,53	133,62
8	0,77	1,47	3,25	6,00	12,61	18,98	36,36	73,44	113,38
10	0,68	1,30	2,86	5,28	11,10	16,71	32,01	64,66	99,82
15	0,54	1,03	2,27	4,19	8,81	13,26	26,40	51,30	79,19
20	0,46	0,87	1,93	3,56	7,48	11,26	21,56	43,52	67,18
25	0,40	0,77	1,70	3,14	8,59	9,91	18,98	38,31	59,14
30	0,36	0,69	1,53	2,83	5,94	8,93	17,10	34,52	53,28
40	0,31	0,59	1,30	2,40	5,04	7,58	14,51	29,29	45,20
50	0,27	0,52	1,14	2,11	4,43	8,67	12,77	25,78	39,78
75	0,22	0,41	0,91	1,67	3,52	5,29	10,13	20,44	31,54
100	0,18	0,35	0,77	1,42	2,98	4,49	8,59	17,34	26,75

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:

 

Зная максимально допустимое значение суммы Н2 + Н3 с помощью графика (рис. 55), несложно подобрать газовую рампу.

 

Рисунок 55. График для выбора газовой рампы

График характеристической кривой газовой рампы часто изображается вместе с рабочим диапазоном горелки, что облегчает выбор.

 

 

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Поделиться: