Calcul hydraulique d'un gazoduc : méthodes et méthodes de calcul + exemple de calcul

Code de pratique pour la conception et la construction dispositions générales pour la conception et la construction de systèmes de distribution de gaz à partir de tuyaux en métal et en polyéthylène la fourniture générale et la construction système de distribution de gaz à partir d'acier et

CALCUL DU DIAMÈTRE DU GAZODUC ET PERTE DE CHARGE ADMISSIBLE

3.21 La capacité de débit des gazoducs peut être déduite des conditions de création, à la perte de charge de gaz maximale admissible, du système le plus économique et le plus fiable en fonctionnement, qui assure la stabilité du fonctionnement des unités de fracturation hydraulique et de contrôle du gaz (GRU) , ainsi que le fonctionnement des brûleurs consommateurs dans des plages de pression de gaz acceptables.

3.22 Les diamètres intérieurs calculés des gazoducs sont déterminés en fonction de la condition d'assurer une alimentation en gaz ininterrompue à tous les consommateurs pendant les heures de consommation maximale de gaz.

3.23 Le calcul du diamètre du gazoduc doit être effectué, en règle générale, sur un ordinateur avec la répartition optimale de la perte de charge calculée entre les sections du réseau.

S'il est impossible ou inapproprié d'effectuer le calcul sur un ordinateur (absence d'un programme approprié, tronçons de gazoducs séparés, etc.), il est permis d'effectuer un calcul hydraulique selon les formules ci-dessous ou selon des nomogrammes (annexe B ) compilé selon ces formules.

3.24 Les pertes de charge estimées dans les gazoducs à haute et moyenne pression sont acceptées dans la catégorie de pression adoptée pour le gazoduc.

3.25 Les pertes de pression de gaz totales estimées dans les gazoducs à basse pression (de la source d'alimentation en gaz à l'appareil le plus éloigné) sont supposées ne pas dépasser 180 daPa, dont 120 daPa dans les gazoducs de distribution, 60 daPa dans les gazoducs d'entrée et les gazoducs.

3.26 Les valeurs ​​​​de la perte de charge calculée du gaz lors de la conception des gazoducs de toutes les pressions pour les entreprises industrielles, agricoles et domestiques et les services publics sont acceptées en fonction de la pression du gaz au point de raccordement, en tenant compte des caractéristiques techniques de les équipements à gaz acceptés pour l'installation, les automatismes de sécurité et le mode d'automatisation du contrôle de processus des unités thermiques.

3.27 La perte de charge dans la section du réseau de gaz peut être déterminée :

- pour les réseaux de moyenne et haute pression selon la formule

- pour les réseaux basse pression selon la formule

– pour une paroi hydrauliquement lisse (l'inégalité (6) est valide) :

– à 4000 100000

3.29 La consommation de gaz estimée dans les sections de gazoducs externes de distribution à basse pression avec les coûts de déplacement du gaz doit être déterminée comme la somme des coûts de transit et de 0,5 des coûts de déplacement du gaz dans cette section.

3.30 La chute de pression dans les résistances locales (coudes, tés, vannes d'arrêt, etc.) peut être prise en compte en augmentant la longueur réelle du gazoduc de 5 à 10 %.

3.31 Pour les gazoducs externes hors sol et internes, la longueur estimée des gazoducs est déterminée par la formule (12)

3.32 Dans les cas où l'approvisionnement en gaz GPL est temporaire (avec transfert ultérieur à l'approvisionnement en gaz naturel), les gazoducs sont conçus avec la possibilité de leur utilisation future au gaz naturel.

Dans ce cas, la quantité de gaz est déterminée comme équivalente (en termes de pouvoir calorifique) à la consommation estimée de GPL.

3.33 La perte de charge dans les canalisations de la phase liquide GPL est déterminée par la formule (13)

Compte tenu de la réserve anti-cavitation, les vitesses moyennes de la phase liquide sont acceptées : dans les conduites d'aspiration - pas plus de 1,2 m/s ; dans les conduites sous pression - pas plus de 3 m / s.

3.34 Le calcul du diamètre du gazoduc en phase vapeur GPL est effectué conformément aux instructions pour le calcul des gazoducs de gaz naturel de la pression correspondante.

3.35 Lors du calcul des gazoducs internes à basse pression pour les bâtiments résidentiels, il est permis de déterminer la perte de pression de gaz due aux résistances locales d'un montant,%:

- sur les gazoducs des entrées au bâtiment :

- sur le câblage intra-appartement :

3.37 Le calcul des réseaux en anneau de gazoducs doit être effectué avec la liaison des pressions de gaz aux points nodaux des anneaux de conception. Le problème de perte de pression dans l'anneau est autorisé jusqu'à 10%.

3.38 Lors du calcul hydraulique des gazoducs aériens et internes, compte tenu du degré de bruit généré par le mouvement du gaz, il est nécessaire de prendre des vitesses de mouvement du gaz ne dépassant pas 7 m/s pour les gazoducs à basse pression, 15 m/s pour les gazoducs moyenne pression, 25 m/s pour les gazoducs haute pression.

3.39 Lors du calcul hydraulique des gazoducs, effectué selon les formules (5) - (14), ainsi qu'en utilisant diverses méthodes et programmes pour ordinateurs électroniques, compilés sur la base de ces formules, le diamètre intérieur estimé du gazoduc doit être déterminé au préalable par la formule (15)

Calcul hydraulique d'un gazoduc : méthodes et méthodes de calcul + exemple de calcul

Pour un fonctionnement sûr et sans problème de l'alimentation en gaz, il doit être conçu et calculé

Il est important de sélectionner parfaitement les tuyaux pour les conduites de tous les types de pression, assurant une alimentation stable en gaz des appareils

Afin que la sélection des tuyaux, des raccords et des équipements soit aussi précise que possible, un calcul hydraulique de la canalisation est effectué. Comment le faire? Avouez-le, vous n'êtes pas trop connaisseur en la matière, essayons de comprendre.

Nous vous proposons de vous familiariser avec des informations scrupuleusement sélectionnées et minutieusement traitées sur les options de production. calcul hydraulique pour réseaux de gazoducs. L'utilisation des données que nous avons présentées assurera la fourniture de carburant bleu avec les paramètres de pression requis aux appareils. Des données soigneusement vérifiées sont basées sur la réglementation de la documentation réglementaire.

L'article décrit en détail les principes et schémas de calculs. Un exemple de réalisation de calculs est donné. Des applications graphiques et des instructions vidéo sont utilisées comme complément informatif utile.

Pourquoi est-il nécessaire de calculer le gazoduc

Des calculs sont effectués sur toutes les sections du gazoduc pour identifier les endroits où d'éventuelles résistances sont susceptibles d'apparaître dans les canalisations, modifiant le débit d'alimentation en combustible.

Si tous les calculs sont effectués correctement, l'équipement le plus approprié peut être sélectionné et une conception économique et efficace de l'ensemble de la structure du système de gaz peut être créée.

Cela vous évitera des indicateurs inutiles et surestimés lors de l'exploitation et des coûts de construction, qui pourraient survenir lors de la planification et de l'installation du système sans calcul hydraulique du gazoduc.

Il existe une meilleure opportunité de sélectionner la taille de section et les matériaux de tuyauterie requis pour un approvisionnement plus efficace, rapide et stable en carburant bleu aux points prévus du système de gazoduc.

Le mode de fonctionnement optimal de l'ensemble du gazoduc est assuré.

Les promoteurs bénéficient d'avantages financiers grâce aux économies réalisées sur l'achat d'équipements techniques et de matériaux de construction.

Le calcul correct du gazoduc est effectué en tenant compte des niveaux maximaux de consommation de carburant pendant les périodes de consommation de masse. Tous les besoins industriels, municipaux, ménages individuels sont pris en compte.

Détermination du nombre de points de contrôle des gaz de fracturation hydraulique

Les points de contrôle du gaz sont conçus pour réduire la pression du gaz et la maintenir à un niveau donné, quel que soit le débit.

Avec une consommation estimée connue de combustible gazeux, la commune détermine le nombre de fracturations hydrauliques, en fonction de la performance optimale de fracturation hydraulique (V=1500-2000 m3/heure) selon la formule :

n = , (27)

où n est le nombre de fracturations hydrauliques, pcs. ;

V_R — consommation de gaz estimée par le quartier de la ville, m3/heure ;

V_{de gros} — productivité optimale de la fracturation hydraulique, m3/heure ;

n=586.751/1950=3.008 pièces.

Après avoir déterminé le nombre de stations de fracturation hydraulique, leur emplacement est prévu sur le plan général du quartier de la ville, en les installant au centre de la zone gazéifiée sur le territoire des quartiers.

Aperçu du programme

Pour la commodité des calculs, des programmes amateurs et professionnels de calcul hydraulique sont utilisés.

Le plus populaire est Excel.

Vous pouvez utiliser le calcul en ligne dans Excel Online, CombiMix 1.0 ou le calculateur hydraulique en ligne. Le programme stationnaire est sélectionné en tenant compte des exigences du projet.

La principale difficulté à travailler avec de tels programmes est l'ignorance des bases de l'hydraulique. Dans certains d'entre eux, il n'y a pas de décodage des formules, les caractéristiques de branchement des pipelines et le calcul des résistances dans les circuits complexes ne sont pas pris en compte.

• HERZ C.O. 3.5 - effectue un calcul selon la méthode des pertes de charge linéaires spécifiques.
• DanfossCO et OvertopCO peuvent compter les systèmes de circulation naturelle.
• "Flow" (Flow) - vous permet d'appliquer la méthode de calcul avec une différence de température variable (glissante) le long des colonnes montantes.

Vous devez spécifier les paramètres d'entrée de données pour la température - Kelvin / Celsius.

Théorie du calcul hydraulique du système de chauffage.

Théoriquement, le chauffage GR est basé sur l'équation suivante :

∆P = R·l + z

Cette égalité est valable pour un domaine déterminé. Cette équation se décrypte comme suit :

• ΔP - perte de pression linéaire.
• R est la perte de pression spécifique dans le tuyau.
• l est la longueur des tuyaux.
• z - pertes de charge dans les sorties, vannes d'arrêt.

On peut voir à partir de la formule que plus la perte de charge est importante, plus elle est longue et plus il y a de coudes ou d'autres éléments qui réduisent le passage ou changent la direction de l'écoulement du fluide. Déduisons à quoi R et z sont égaux. Pour ce faire, considérons une autre équation montrant la perte de charge due au frottement contre les parois du tuyau :

_friction

C'est l'équation de Darcy-Weisbach. Décodons-le :

• λ est un coefficient dépendant de la nature du mouvement de la conduite.
• d est le diamètre intérieur du tuyau.
• v est la vitesse du fluide.
• ρ est la masse volumique du liquide.

À partir de cette équation, une relation importante est établie - la perte de charge due au frottement est d'autant plus faible que le diamètre intérieur des tuyaux est grand et que la vitesse du fluide est faible. De plus, la dépendance à la vitesse est ici quadratique. Les pertes dans les coudes, les tés et les vannes sont déterminées par une formule différente :

∆P_raccords = ξ*(v²ρ/2)

Ici:

• ξ est le coefficient de résistance locale (appelé ci-après CMR).
• v est la vitesse du fluide.
• ρ est la masse volumique du liquide.

On peut également voir à partir de cette équation que la chute de pression augmente avec l'augmentation de la vitesse du fluide.En outre, il convient de noter que dans le cas de l'utilisation d'un liquide de refroidissement à faible congélation, sa densité jouera également un rôle important - plus elle est élevée, plus elle est difficile pour la pompe de circulation. Par conséquent, lors du passage en "antigel", il peut être nécessaire de remplacer la pompe de circulation.

De ce qui précède, on déduit l'égalité suivante :

∆P=∆P_friction +∆P_raccords=((λ/d)(v²ρ/2)) + (ξ(v²ρ/2)) = ((λ/α)l(v²ρ/2)) + (ξ*(v²ρ/2)) = R•l +z ;

De là, nous obtenons les égalités suivantes pour R et z :

R = (λ/α)*(v²ρ/2) Pa/m ;

z = ξ*(v²ρ/2) Pa ;

Voyons maintenant comment calculer la résistance hydraulique à l'aide de ces formules.

Détermination des pertes de charge dans les canalisations

La résistance à la perte de charge dans le circuit à travers lequel le liquide de refroidissement circule est déterminée comme leur valeur totale pour tous les composants individuels. Ces derniers comprennent :

• les pertes dans le circuit primaire, notées ∆Plk ;
• coûts caloporteurs locaux (∆Plm) ;
• perte de charge dans des zones particulières, appelées « générateurs de chaleur » sous la désignation ∆Ptg ;
• pertes à l'intérieur du système d'échange de chaleur intégré ∆Pto.

Après sommation de ces valeurs, on obtient l'indicateur recherché qui caractérise la résistance hydraulique totale du système ∆Pco.

En plus de cette méthode généralisée, il existe d'autres moyens de déterminer la perte de charge dans les tuyaux en polypropylène. L'un d'eux repose sur la comparaison de deux indicateurs liés au début et à la fin du pipeline. Dans ce cas, la perte de charge peut être calculée en soustrayant simplement ses valeurs initiale et finale, déterminées par deux manomètres.

Une autre option pour calculer l'indicateur souhaité est basée sur l'utilisation d'une formule plus complexe qui prend en compte tous les facteurs qui affectent les caractéristiques du flux de chaleur.Le ratio donné ci-dessous tient compte principalement de la perte de charge liquide due à la grande longueur de la canalisation.

• h est la perte de charge liquide, mesurée en mètres dans le cas étudié.
• λ est le coefficient de résistance hydraulique (ou frottement), déterminé par d'autres méthodes de calcul.
• L est la longueur totale du pipeline desservi, qui est mesurée en mètres courants.
• D est la taille interne du tuyau, qui détermine le volume du débit de liquide de refroidissement.
• V est le débit de fluide, mesuré en unités standard (mètre par seconde).
• Le symbole g est l'accélération de la chute libre, qui est de 9,81 m/s2.

Les pertes causées par le coefficient élevé de frottement hydraulique sont d'un grand intérêt. Cela dépend de la rugosité des surfaces intérieures des tuyaux. Les rapports utilisés dans ce cas ne sont valables que pour des ébauches tubulaires de forme ronde standard. La formule finale pour les trouver ressemble à ceci :

• V - la vitesse de déplacement des masses d'eau, mesurée en mètres / seconde.
• D - diamètre intérieur, qui détermine l'espace libre pour le mouvement du liquide de refroidissement.
• Le coefficient au dénominateur indique la viscosité cinématique du liquide.

Ce dernier indicateur fait référence à des valeurs constantes et se trouve selon des tableaux spéciaux publiés en grande quantité sur Internet.

1.4 Répartition de la pression dans les sections du système de canalisation

Calculer la pression au point nodal p1 et construire un graphique de pression
Emplacement sur je1 par la formule (1.1):

 (1.31)

 (1.32)

Imaginer
dépendance qui en résulte PL1=F(je) sous forme de tableau.

Table
4

l,km	5	10	15	20	25	30	34
p,kPa	4808,3	4714,8	4619,5	4522,1	4422,6	4320,7	4237,5

Calculer la pression au point nodal p6 et construire un graphique de pression
sur les branches je8 — je9 par la formule (1.13) :

 (1.33)

 (1.34)

Imaginer
dépendance qui en résulte p(je8-je9)=F(je) sous forme de tableau.

Table
5

l,km	87	90,38	93,77	97,15	100,54	104	107,31
p,kPa	2963,2	2929,9	2897,2	2864,1	2830,7	2796,8	2711
l,km	110,69	114,08	117,46	120,85	124,23	127,62	131
p,kPa	2621,2	2528,3	2431,8	2331,4	2226,4	2116,2	2000

Pour calculer les coûts par succursale je2 —je4 —je6 etje3 —je5 —je7, nous utilisons les formules (1.10) et
(1.11):

Nous vérifions:

Calcul
fait correctement.

À présent
calculer la pression aux points nodaux de la branche je2 —je4
—je6 sur
formules (1.2), (1.3) et (1.4) :

résultats
calcul de la pression de section je2
présenté dans le tableau 6 :

Table
6

l,km	34	38,5	43	47,5	52	56,5	61
p,kPa	4240	4123,8	4004,3	3881,1	3753,8	3622,1	3485,4

résultats
calcul de la pression de section je4
sont présentés dans le tableau 7 :

Table
7

Option de calcul PC

Effectuer le calcul à l'aide d'un ordinateur est le moins laborieux - tout ce qui est demandé à une personne est d'insérer les données nécessaires dans les colonnes appropriées.

Par conséquent, un calcul hydraulique se fait en quelques minutes, et cette opération ne nécessite pas un grand stock de connaissances, ce qui est nécessaire lors de l'utilisation de formules.

Pour sa mise en œuvre correcte, il est nécessaire de prendre les données suivantes des spécifications techniques :

• densité de gaz ;
• coefficient de viscosité cinétique ;
• température du gaz dans votre région.

Les conditions techniques nécessaires sont obtenues auprès du service du gaz de la ville de la localité où le gazoduc sera construit. En fait, la conception de tout pipeline commence avec la réception de ce document, car il contient toutes les exigences de base pour sa conception.

Ensuite, le développeur doit connaître la consommation de gaz de chaque appareil qu'il est prévu de connecter au gazoduc. Par exemple, si le combustible doit être transporté dans une maison privée, puis des poêles pour la cuisson, toutes sortes de chaudières de chauffage y sont le plus souvent utilisées, et les numéros nécessaires sont toujours dans leurs passeports.

De plus, vous devrez connaître le nombre de brûleurs pour chaque poêle qui sera connecté au tuyau.

À l'étape suivante de la collecte des données nécessaires, des informations sont sélectionnées sur la chute de pression sur les sites d'installation de tout équipement - il peut s'agir d'un compteur, d'une vanne d'arrêt, d'une vanne d'arrêt thermique, d'un filtre et d'autres éléments .

Dans ce cas, il est facile de trouver les numéros nécessaires - ils sont contenus dans un tableau spécial joint au passeport de chaque produit.

Le concepteur doit faire attention au fait que la chute de pression à la consommation maximale de gaz doit être indiquée.

À l'étape suivante, il est recommandé de savoir quelle sera la pression de carburant bleue au point de raccordement. Ces informations peuvent contenir les spécifications techniques de votre Gorgaz, un schéma préalablement établi du futur gazoduc.

Si le réseau se compose de plusieurs sections, elles doivent être numérotées et indiquer la longueur réelle. De plus, pour chacun, tous les indicateurs variables doivent être prescrits séparément - il s'agit du débit total de tout appareil qui sera utilisé, de la chute de pression et d'autres valeurs.

Un facteur de simultanéité est requis. Il prend en compte la possibilité d'exploitation en commun de tous les consommateurs de gaz raccordés au réseau. Par exemple, tous les équipements de chauffage situés dans un immeuble à appartements ou une maison privée.

Ces données sont utilisées par le programme de calcul hydraulique pour déterminer la charge maximale dans n'importe quelle section ou dans l'ensemble du gazoduc.

Pour chaque appartement ou maison individuel, le coefficient spécifié n'a pas besoin d'être calculé, car ses valeurs sont connues et sont indiquées dans le tableau ci-dessous:

Si, dans une installation, il est prévu d'utiliser plus de deux chaudières, fours, chauffe-eau à accumulation, l'indicateur de simultanéité sera toujours de 0,85.Lequel devra être indiqué dans la colonne correspondante utilisée pour le calcul du programme.

Ensuite, vous devez spécifier le diamètre des tuyaux et vous aurez également besoin de leurs coefficients de rugosité, qui seront utilisés dans la construction du pipeline. Ces valeurs sont standard et peuvent être facilement trouvées dans le Rulebook.

Aperçu du programme

Pour la commodité des calculs, des programmes amateurs et professionnels de calcul hydraulique sont utilisés.

Le plus populaire est Excel.

Vous pouvez utiliser le calcul en ligne dans Excel Online, CombiMix 1.0 ou le calculateur hydraulique en ligne. Le programme stationnaire est sélectionné en tenant compte des exigences du projet.

La principale difficulté à travailler avec de tels programmes est l'ignorance des bases de l'hydraulique. Dans certains d'entre eux, il n'y a pas de décodage des formules, les caractéristiques de branchement des pipelines et le calcul des résistances dans les circuits complexes ne sont pas pris en compte.

Fonctionnalités du programme :

• HERZ C.O. 3.5 - effectue un calcul selon la méthode des pertes de charge linéaires spécifiques.
• DanfossCO et OvertopCO peuvent compter les systèmes de circulation naturelle.
• "Flow" (Flow) - vous permet d'appliquer la méthode de calcul avec une différence de température variable (glissante) le long des colonnes montantes.

Vous devez spécifier les paramètres d'entrée de données pour la température - Kelvin / Celsius.

.1 Détermination de la capacité d'un gazoduc complexe

Pour calculer un système de pipeline complexe selon la figure 1 et les données
Tableau 1, nous utiliserons la méthode de remplacement pour un gazoduc simple équivalent. Pour
ceci, basé sur l'équation de débit théorique pour l'état stationnaire
flux isotherme, nous composons une équation pour un gazoduc équivalent et
écrivons l'équation.

Tableau 1

Numéro d'index je	Diamètre extérieur Di , mm	épaisseur du mur δi , mm	Longueur de section Li , kilomètres
1	508	9,52	34
2	377	7	27
3	426	9	17
4	426	9	12
5	377	7	8
6	377	7	9
7	377	7	28
8	630	10	17
9	529	9	27

Figure 1 - Schéma de la canalisation

Pour l'intrigue je1 écrire
formule de dépenses :

 (1.1)

Au point nodal p1 le flux de gaz est divisé en deux fils : je2 —je4 —je6 etje3 —je5 —je7 plus loin au point p6 ces branches
unir. On considère que dans la première branche le débit est Q1, et dans la deuxième branche Q2.

Pour la branche je2 —je4 —je6:

 (1.2)

 (1.3)

 (1.4)

Résumons
deux à deux (1.2), (1.3) et (1.4), on obtient :

 (1.5)

Pour
branches je3 —je5 —je7:

 (1.6)

 (1.7)

 (1.8)

Résumons
deux à deux (1.6), (1.7) et (1.8), on obtient :

 (1.9)

Exprimer
à partir des expressions (1.5) et (1.9) Q1 et Q2, respectivement :

 (1.10)

 (1.11)

Consommation
le long de la section parallèle est égal à : Q=Q1+Q2.

 (1.12)

Différence
carrés de pression pour une section parallèle est égal à :

 (1.13)

Pour
branches je8-je9 nous écrivons:

 (1.14)

En résumant (1.1), (1.13) et (1.14), on obtient :

 (1.15)

De
La dernière expression peut déterminer le débit du système. Prendre en compte
formules de débit pour un gazoduc équivalent :

 (1.16)

Trouvons une relation qui permette, pour un LEC ou DEC donné, de trouver une autre taille géométrique du gazoduc

 (1.17)

Afin de déterminer la longueur du gazoduc équivalent, on construit
déploiement du système. Pour ce faire, nous allons construire tous les threads d'un pipeline complexe en un seul
direction tout en maintenant la structure du système. En équivalent de longueur
pipeline, nous prendrons le composant le plus long du gazoduc depuis son début jusqu'à
extrémité comme illustré à la figure 2.

Figure 2 - Développement du réseau de canalisations

Selon les résultats de la construction comme la longueur du pipeline équivalent
prendre la longueur égale à la somme des sections je1 —je3 —je5 —je7 —je8 —je9. Alors LEK=131km.

Pour les calculs, on prendra les hypothèses suivantes : on considère que le débit de gaz dans
pipeline obéit à la loi quadratique de la résistance. C'est pourquoi
le coefficient de résistance hydraulique est calculé par la formule :

 , (1.18)

où k est la rugosité de paroi équivalente
tuyaux, mm ;

RÉ-
diamètre intérieur d'un tuyau, mm.

Pour les gazoducs principaux sans bagues d'appui, des
les résistances locales (raccords, transitions) ne dépassent généralement pas 2 à 5 % des pertes
pour les frottements. Par conséquent, pour les calculs techniques du coefficient de calcul
la valeur de la résistance hydraulique est prise :

 (1.19)

Pour
calcul supplémentaire que nous acceptons, k=0,5.

Calculer
coefficient de résistance hydraulique pour toutes les sections de la canalisation
réseaux, les résultats sont consignés dans le tableau 2.

Table
2

Numéro d'index je	Diamètre extérieur Di , mm	épaisseur du mur δi , mm	Coefficient de résistance hydraulique, λtr
1	508	9,52	0,019419
2	377	7	0,020611
3	426	9	0,020135
4	426	9	0,020135
5	377	7	0,020611
6	377	7	0,020611
7	377	7	0,020611
8	630	10	0,018578
9	529	9	0,019248

Dans les calculs, nous utilisons la densité moyenne de gaz dans le système de canalisation,
que l'on calcule à partir des conditions de compressibilité des gaz à moyenne pression.

La pression moyenne dans le système dans des conditions données est :

 (1.20)

Pour déterminer le coefficient de compressibilité selon le nomogramme, il faut
calculer la température et la pression réduites à l'aide des formules :

 , (1.21)

 , (1.22)

où J, p  température et pression dans les conditions de fonctionnement ;

Tkr, rkr sont la température et la pression critiques absolues.

Selon l'annexe B : Tkr\u003d 190,9 K, rkr =4,649 MPa.

Plus loin
selon le nomogramme de calcul du facteur de compressibilité du gaz naturel, on détermine z =
0,88.

milieu
la densité du gaz est déterminée par la formule :

 (1.23)

Pour
calcul du débit à travers le gazoduc, il est nécessaire de déterminer le paramètre A:

 (1.24)

Allons trouver
:

Allons trouver
débit de gaz dans le système :

 (1.25)

 (1.26)

Aperçu du programme

Pour la commodité des calculs, des programmes amateurs et professionnels de calcul hydraulique sont utilisés.

Le plus populaire est Excel.

Vous pouvez utiliser le calcul en ligne dans Excel Online, CombiMix 1.0 ou le calculateur hydraulique en ligne. Le programme stationnaire est sélectionné en tenant compte des exigences du projet.

La principale difficulté à travailler avec de tels programmes est l'ignorance des bases de l'hydraulique. Dans certains d'entre eux, il n'y a pas de décodage des formules, les caractéristiques de branchement des pipelines et le calcul des résistances dans les circuits complexes ne sont pas pris en compte.

• HERZ C.O. 3.5 - effectue un calcul selon la méthode des pertes de charge linéaires spécifiques.
• DanfossCO et OvertopCO peuvent compter les systèmes de circulation naturelle.
• "Flow" (Flow) - vous permet d'appliquer la méthode de calcul avec une différence de température variable (glissante) le long des colonnes montantes.

Vous devez spécifier les paramètres d'entrée de données pour la température - Kelvin / Celsius.

Détermination des pertes de charge dans les canalisations

La résistance à la perte de charge dans le circuit à travers lequel le liquide de refroidissement circule est déterminée comme leur valeur totale pour tous les composants individuels. Ces derniers comprennent :

• les pertes dans le circuit primaire, notées ∆Plk ;
• coûts caloporteurs locaux (∆Plm) ;
• perte de charge dans des zones particulières, appelées « générateurs de chaleur » sous la désignation ∆Ptg ;
• pertes à l'intérieur du système d'échange de chaleur intégré ∆Pto.

Après sommation de ces valeurs, on obtient l'indicateur recherché qui caractérise la résistance hydraulique totale du système ∆Pco.

En plus de cette méthode généralisée, il existe d'autres moyens de déterminer la perte de charge dans les tuyaux en polypropylène. L'un d'eux repose sur la comparaison de deux indicateurs liés au début et à la fin du pipeline. Dans ce cas, la perte de charge peut être calculée en soustrayant simplement ses valeurs initiale et finale, déterminées par deux manomètres.

Une autre option pour calculer l'indicateur souhaité est basée sur l'utilisation d'une formule plus complexe qui prend en compte tous les facteurs qui affectent les caractéristiques du flux de chaleur. Le ratio donné ci-dessous tient compte principalement de la perte de charge liquide due à la grande longueur de la canalisation.

• h est la perte de charge liquide, mesurée en mètres dans le cas étudié.
• λ est le coefficient de résistance hydraulique (ou frottement), déterminé par d'autres méthodes de calcul.
• L est la longueur totale du pipeline desservi, qui est mesurée en mètres courants.
• D est la taille interne du tuyau, qui détermine le volume du débit de liquide de refroidissement.
• V est le débit de fluide, mesuré en unités standard (mètre par seconde).
• Le symbole g est l'accélération de la chute libre, qui est de 9,81 m/s2.

La perte de pression se produit en raison du frottement du fluide sur la surface intérieure des tuyaux

Les pertes causées par le coefficient élevé de frottement hydraulique sont d'un grand intérêt. Cela dépend de la rugosité des surfaces intérieures des tuyaux. Les rapports utilisés dans ce cas ne sont valables que pour des ébauches tubulaires de forme ronde standard. La formule finale pour les trouver ressemble à ceci :

• V - la vitesse de déplacement des masses d'eau, mesurée en mètres / seconde.
• D - diamètre intérieur, qui détermine l'espace libre pour le mouvement du liquide de refroidissement.
• Le coefficient au dénominateur indique la viscosité cinématique du liquide.

Ce dernier indicateur fait référence à des valeurs constantes et se trouve selon des tableaux spéciaux publiés en grande quantité sur Internet.

équilibrage hydraulique

L'équilibrage des pertes de charge dans le système de chauffage est effectué au moyen de vannes de régulation et d'arrêt.

L'équilibrage hydraulique du système est effectué sur la base de:

• charge de calcul (débit massique de liquide de refroidissement) ;
• les données des fabricants de tuyaux sur la résistance dynamique ;
• le nombre de résistances locales dans la zone considérée ;
• caractéristiques techniques des raccords.

Les caractéristiques d'installation - perte de charge, montage, capacité - sont définies pour chaque vanne. Ils déterminent les coefficients de débit de liquide de refroidissement dans chaque colonne montante, puis dans chaque appareil.

La perte de charge est directement proportionnelle au carré du débit de liquide de refroidissement et se mesure en kg/h, où

S est le produit de la pression spécifique dynamique, exprimée en Pa/(kg/h), et du coefficient réduit de résistance locale de la section (ξpr).

Le coefficient réduit ξpr est la somme de toutes les résistances locales du système.

Résultats.

Les valeurs obtenues des pertes de charge dans la canalisation, calculées par deux méthodes, diffèrent dans notre exemple de 15…17%! En regardant d'autres exemples, vous pouvez voir que la différence atteint parfois 50 % ! Dans le même temps, les valeurs obtenues par les formules de l'hydraulique théorique sont toujours inférieures aux résultats selon SNiP 2.04.02–84. Je suis enclin à croire que le premier calcul est plus précis et que SNiP 2.04.02–84 est "assuré". Peut-être que je me trompe dans mes conclusions. Il convient de noter que les calculs hydrauliques des canalisations sont difficiles à modéliser avec précision et reposent principalement sur des dépendances obtenues à partir d'expériences.

Dans tous les cas, ayant deux résultats, il est plus facile de prendre la bonne décision.

N'oubliez pas d'ajouter (ou de soustraire) la pression statique aux résultats lors du calcul des conduites hydrauliques avec une différence de hauteur entre l'entrée et la sortie. Pour l'eau - une différence de hauteur de 10 mètres ≈ 1 kg / cm2.

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