Розрахунок внутрішньо-будинкової газової мережі

Розрахунок проводиться за методом рівномірного розподілу гідравлічного нахилу шляхом підбору ділянок мережі

Методика розрахунку: ДБН В.2.5-20 "Газопостачання"

Зміст

  1. Особливості гідравлічного розрахунку внутрішньо-будинкових газових мереж
  2. Мета
  3. Вихідні дані для розрахунку
  4. Набір стандартних діаметрів трубопроводів
  5. Алгоритм розрахунку
  6. Допустимі втрати тиску в внутрішньо-будинковій мережі
  7. Коефіцієнт одночасності залежно від асортименту встановлених у квартирі газових приладів

Особливості гідравлічного розрахунку внутрішньо-будинкових газових мереж

  1. внутрішні газопроводи житлових будинків відносяться до газових мереж низького тиску
  2. при розрахунку вертикальних ділянок необхідно враховувати зміну надлишкового тиску газу, спричинену різницею геодезичних позначок кінця і початку ділянки та різницею густин повітря і газу
  3. при розрахунку втрат тиску в місцевих опорах необхідно враховувати функціональне призначення ділянки
  4. розрахункові витрати газу на ділянках визнаються з урахуванням коефіцієнта одночасності Кo, який показує імовірність одночасного включення в роботу газових приладів
  5. газифікація будинків проводиться сталевими та поліетиленовими газопроводами

Мета

Мета розрахунку полягає у визначенні діаметрів ділянок внутрішньої газової мережі, при яких максимально використовується заданий перепад тиску

Вихідні дані для розрахунку

  • конфігурація газової мережі
  • масиви довжин і розрахункових витрат газу ділянок газової мережі l, м
  • допустимі витрати тиску у мережі Pдоп, Па
  • фізичні властивості газу: густина ρн, кг/м3 і кінематична в'язкість νн, м2/c за нормальних умов
  • середня температура газу в газовій мережі Tср, oC
  • точність розрахунку гідравлічного нахилу ε, %
  • максимальна швидкість руху газу wmax, м/с (для газових мереж низького тиску слід приймати швидкість руху газу не більшу за 7 м/с)
  • усереднена витрата газу Qcp, м3/год
  • атмосферний тиск Pбар, Па

Набір стандартних діаметрів трубопроводів

Сталеві труби Поліетиленові труби
D×δ, ммd, смD×δ, ммd, см
21,3x2,81,5740х3,73,26
26,8x2,82,1250х2,94,42
33,5x3,22,7163х3,65,58
38х33,275х4,36,64
42,3х3,23,5990х5,27,96
45х33,9110х6,39,74
48х3,54,1125х7,111,08
57х35,1140х812,4
76х37160х9,114,18
89х38,3180х10,315,94
108х310,2200х11,417,72
133х412,5225х12,819,94
159х4,515250х14,222,16
219х520,9280х15,924,82
273х526,3315х17,927,92
325х531,5355х20,131,48
426х641,4400х22,735,46
450х25,539,9
500х28,444,32
560х31,749,66
630х35,755,86
Абсолютна шорсткість труб
Кe 0,01 Кe 0,002

Алгоритм розрахунку

Розрахунок починаємо з головного напряму руху газу – найбільш протяжного напряму руху газу.
Заповнювати таблицю починаємо з найбільш віддаленої ділянки від точки живлення мережі.
Для кожної ділянки основного напрямку руху газу визначаємо розрахункову витрату газу за формулою

0

ko - коефіцієнт одночасності, значення якого залежать від асортименту газових приладів та кількості квартир, приймається згідно з ДБН В.2.5-20 (див. таблицю),
n - кількість квартир, що живить дана ділянка,
qкв - номінальна витрата газу газовими приладами в квартирі.

  1. Знаходимо надлишковий тиск газу на вході споживачів

1

ΔРдоп - максимально допустимий перепад тиску газу у внутрішній газовій мережі;
Рп – надлишковий тиск газу на початку мережі, Па

  1. Обчислюємо середній абсолютний тиск газу в системі, МПа

2

де Рб – атмосферний тиск, при відсутності фактичних даних слід приймати Рб = 101325 Па.

  1. Обчислюємо розрахункову довжину кожної ділянки за формулою

3

ai - коефіцієнт місцевих опорів, який залежить від функціонального призначення газопроводу;

Функціональне призначення газопроводу Коефіцієнт місцевого опору a, %
На газопроводах від вводів у будинки до стояків 25
На газових стояках 20
На внутрішньоквартирній розводці при загальній її довжині:
1-2 м
3-4 м
5-7 м
8-12 м
450
300
120
50
  1. Знаходимо суму розрахункових довжин газопроводів на основному напрямку руху газу

4

  1. Методом послідовних наближень знаходимо середнє значення швидкості руху газу для конкретних умов газопостачання. Для цього спочатку обчислюємо середній гідравлічний нахил в газовій мережі

5

  1. Задаємося максимальним значенням швидкості руху газу на ділянках газової мережі низького тиску

6

  1. За формулою, рекомендованою ДБН В.2.5-20, визначаємо внутрішній діаметр характерної ділянки газової мережі, що має усереднене значення витрати газу Qср

7

де Т – середнє значення температури газу в газовій мережі.

  1. Обчислюємо гідравлічний нахил на характерній ділянці при прийнятій швидкості руху газу

8

  1. Порівнюємо розрахований гідравлічний нахил Ір з максимально допустимим Іcр. Якщо різниця між ними перевищує задану точність розрахунку, тобто виконується умов

9

  1. то зменшуємо швидкість руху газу

10

  1. Для кожної ділянки газової мережі визначаємо необхідний внутрішній діаметр труби за формулою

11

Одержане значення діаметра заокруглюємо до найближчого більшого стандартного значення (таблиця).

  1. Обчислюємо середній гідравлічний нахил в газовій мережі

12

де k – коефіцієнт завантаження будинкової мережі. При першому розрахунку слід приймати k = 1

Наступні розрахунки проводимо в циклі для кожної ділянки газової мережі. З сортаменту сталевих труб вибираємо найменший діаметр трубопроводу.

  1. Для ділянки газової мережі знаходимо число Рейнольдса за формулою

13

Залежно від режиму руху газу, який характеризується величиною числа Рейнольда, вибираємо відповідну формулу для розрахунку втрат тиску від тертя для кожної ділянки газової мережі

  1. Втрати тиску від тертя для Rei <= 2000

14

  1. Втрати тиску від тертя для 2000 < Rei < 4000

15

  1. Втрати тиску від тертя для Rei >= 4000

16

  1. Обчислюємо зміну надлишкового тиску газу за рахунок різниці густини повітря і газу, ввівши коефіцієнт Bi для розпізнавання вертикальних ділянок

17

де ρпов.н – густина повітря за нормальних умов, ρпов.н = 1,293 кг/м3.
Вi = 0, якщо ділянка горизонтальна;
Вi = +1, якщо ділянка вертикальна і газ рухається вниз;
Вi = -1, якщо ділянка вертикальна і газ рухається вверх.

  1. Знаходимо загальну зміну тиску газу на ділянці

18

  1. Визначаємо сумарний перепад тиску газу на основному напрямку руху газу

19

В випадку, якщо сумарний перепад тиску газу є значно менше допустимого значення, то згідно першого методу підбору діаметра слід збільшувати значення усередненої витрати газу Qср і навпаки. Для другого методу слід змінювати значення коефіцієнта k в формулі середнього гідравлічного нахилу (12).

Допустимі втрати тиску в внутрішньо-будинковій мережі

Розрахункові сумарні втрати тиску газу в газопроводах низького тиску (від джерела газопостачання до найбільш віддаленого приладу) приймаються не більше 1800 Па, зокрема в розподільних газопроводах 1200 Па, газопроводах-введеннях і внутрішніх газопроводах - 600 Па.

Для садибної забудови розподіл розрахункових втрат допускається приймати в розподільних газопроводах 1500 Па, газопроводах-вводах і внутрішніх газопроводах - 300 Па.

Коефіцієнт одночасності залежно від асортименту встановлених у квартирі газових приладів

Кількість квартир Коефіцієнт одночасності залежно від асортименту встановлених у квартирі газових приладів
ПГ-4 ПГ-2 ПГ-4+ПГВ ПГ-2+ПГВ
1 1,000 1,000 0,700 0,750
2 0,650 0,840 0,560 0,640
3 0,450 0,730 0,480 0,520
4 0,350 0,590 0,430 0,390
5 0,290 0,480 0,400 0,375
6 0,280 0,410 0,392 0,360
7 0,280 0,360 0,370 0,345
8 0,265 0,320 0,360 0,335
9 0,258 0,289 0,345 0,320
10 0,254 0,263 0,340 0,315
15 0,240 0,242 0,300 0,275
20 0,235 0,230 0,280 0,260
30 0,231 0,218 0,250 0,235
40 0,227 0,213 0,230 0,205
50 0,223 0,210 0,215 0,193
60 0,220 0,207 0,203 0,186
70 0,217 0,205 0,195 0,180
80 0,214 0,204 0,192 0,175
90 0,212 0,203 0,187 0,171
100 0,210 0,202 0,185 0,163
400 0,180 0,170 0,150 0,135