Schémas et méthodes de calcul hydraulique d'un gazoduc

La résistance à l'écoulement dans le collecteur agit sur la structure du pipeline aux endroits de rétrécissement et d'élargissement du diamètre, des nœuds de connexion et de rotation, en raison desquels la pression dans le pipeline est perdue. Le calcul hydraulique du pipeline est effectué au stade de la conception pour assurer le fonctionnement normal des consommateurs et la fourniture du volume de gaz requis.

Définition et nécessité du calcul hydraulique

La résistance comprend une obstruction linéaire sur toute la longueur et des obstructions locales à chaque élément structurel du système dans la zone de changement de vitesse. Le calcul hydraulique détermine les paramètres du gazoduc. La procédure est une étape obligatoire de la phase préparatoire à la construction du pipeline.

En conséquence, un diamètre de tuyau est accepté qui est acceptable pour une transmission de gaz très stable sur une distance. Le calcul détermine le montant des pertes de charge et leur admissibilité lors du transfert de carburant.

Les normes de l'État régissent la procédure de calcul pour tous les types de systèmes de gazoducs, car les processus de fourniture de gaz sont caractérisés par l'identité.

Les canalisations sont vérifiées pour la perte de pression :

• basse pression;
• tête moyenne;
• haute.

Les autoroutes à basse pression transportent le carburant vers les bâtiments résidentiels, les entreprises domestiques, l'importance sociale, la pression au niveau de 3 à 5 kPa est considérée comme normale. Les autoroutes à haute et moyenne pression comprennent des embranchements pour les livraisons de masse, des réseaux industriels, des canalisations générales pour les régions et les villes.

Données sources de base

Les paramètres initiaux dépendent du schéma de gazoduc, qui peut être mixte, en anneau et en impasse. La pression dans le réseau diminue avec l'éloignement du point de prélèvement ou de distribution.

Les paramètres initiaux sont présentés par des informations :

• la tête à la place de l'encordement;
• les détails du client tels que le nombre, l'emplacement, le débit nominal requis et la pression ;
• schéma du gazoduc.

Les impasses partent de la principale vers les consommateurs et renvoient à des zones de faible fiabilité et de récupération difficile en cas d'accident, mais nécessitant moins de coûts d'installation. Le système d'anneaux fonctionne de manière plus fiable, mais l'installation nécessite des coûts accrus.

Schémas de calcul

La pression est déterminée en tenant compte du diamètre des tuyaux, en tenant compte de l'influence de la corrosion interne, du matériau des collecteurs, de la forme géométrique de la section. Les enveloppes de tuyaux se rompent lorsque la contrainte de paroi atteint la résistance à la traction admissible.

Lors de l'essai hydraulique, un liquide d'une température de +5 à + 40 °C est utilisé, à moins que la tâche technique de l'essai ne recommande un autre paramètre. Lors du calcul de la résistance, la température du test et de l'environnement ne chute pas à moins de + 5 ° C.

Le temps de maintien sous la pression de conception est indiqué par le concepteur, mais il prend toujours plus de 5 minutes. En l'absence de recommandations, la durée de la haute pression est établie selon les tableaux normatifs et dépend de l'épaisseur de la virole du tuyau.

Méthodologie

La procédure de choix du diamètre et du schéma de conception d'un gazoduc à basse pression est indiquée dans le profil Code of Practice 42. 101 - 2003. Des programmes informatiques sont utilisés pour trouver la valeur de la perte de charge estimée entre les sections de pipeline, le diamètre des collectionneurs.

Des méthodes sont appliquées :

• calcul par formules issues de la joint-venture (processus complexe) ;
• le calcul selon les nomogrammes est plus facile, la technique de sélection selon les tableaux avec la substitution des paramètres requis est utilisée.

Toute technique conduit aux mêmes résultats pour assurer un transport ininterrompu du gaz combustible jusqu'aux consommateurs.

Influence du matériau du tuyau sur le calcul

Les gazoducs sont construits en acier, le polyéthylène, le cuivre est utilisé dans les zones critiques. Les structures en plastique renforcé conquièrent le marché de la consommation. Les informations contenues dans les tables et les collections professionnelles ne s'appliquent qu'aux tuyaux en plastique et en métal. Par conséquent, les calculs sont effectués pour les autoroutes constituées de tels matériaux.

Les conduites d'alimentation en gaz sont calculées en tenant compte du coefficient de rugosité :

• polyéthylène (nouveau et ancien) - 0,007 cm;
• acier, utilisé - 0,1 cm;
• nouveau métal - 0,01 cm.

Si le pipeline est fait d'un matériau différent, les spécialistes du gaz n'accepteront pas le calcul pour le métal et le plastique, un ajustement sera nécessaire, ce qui entraînera des coûts supplémentaires.

Programmes spéciaux

Les sections ramifiées d'un gazoduc avec des données initiales différentes sont calculées séparément, mais la procédure est effectuée de la même manière pour chaque zone. La vitesse d'écoulement change dans les endroits de résistance et change dans la direction du mouvement. Les indicateurs linéaires sont calculés sur les longueurs calculées des sections de ligne.

La direction est choisie en fonction de la différence de pression à la fin et au début de la zone étudiée. Le flux va d'un point avec plus de pression vers un endroit avec moins de résistance. Les programmes aident à réduire l'effort des concepteurs en faisant entrer les valeurs initiales dans le programme et l'électronique effectuant les calculs.

Les nomogrammes sont destinés à résumer les informations à l'aide de tableaux, où chaque ligne correspond aux paramètres de réseau spécifiés.

Professionnel

Les calculs utilisant des formules sont effectués uniquement par des ingénieurs professionnels et des techniciens. Une grande quantité de données est utilisée dans les calculs, des coefficients spécifiques sont utilisés. Il est difficile pour un utilisateur non averti de prendre en compte toutes les nuances, d'effectuer de nombreux calculs intermédiaires pour obtenir le résultat final.

Le calcul professionnel implique non seulement l'utilisation de formules et d'expressions numériques, mais également la possession de connaissances particulières. Les compétences ne seront pas utiles lors de l'utilisation de programmes de calcul gratuits disponibles sur Internet.

Gratuit

Les programmes sont installés pour une utilisation sur des gadgets personnels. Les méthodes déterminent le diamètre et la forme de la section transversale du gazoduc, en tenant compte des pertes et du débit admissibles. L'utilisateur aura besoin de la consommation totale de gaz, qui est indiquée dans les documents techniques de la chaudière, des cuisinières à gaz, des chauffe-eau et des autres équipements.

Ensuite, les endroits avec une éventuelle diminution de la pression sont déterminés. Les chiffres caractéristiques sont dans le tableau passeport, ils montrent une diminution de la pression à la consommation la plus élevée. La quantité de goutte au point d'alimentation est trouvée. Le coefficient de simultanéité prend en compte le fonctionnement combiné des appareils et est contenu dans les tableaux.

Le diamètre du tuyau et le facteur de rugosité sont spécifiés à la dernière étape. Le programme prévoit des calculs différents pour différentes pressions dans les tuyaux, qui doivent être pris en compte lors de l'inclusion des données.

Programmes en ligne gratuits

Dans ce cas, l'utilisateur substitue les informations requises dans les colonnes du tableau pour les calculs en ligne.Le calcul hydraulique d'un gazoduc à basse pression prend plusieurs minutes et aucune connaissance professionnelle ni compétence informatique n'est requise de la part du consommateur.

Les données sont extraites des conditions techniques :

• la densité du mélange gazeux ;
• indice de viscosité cinétique;
• plage de température climatique de la région de résidence.

Les conditions techniques sont émises par le service gaz de l'agglomération, la préparation de la documentation du projet commence avec la réception de cette mission.

Exemples d'exécution d'un calcul hydraulique d'une canalisation

Le nombre exact de foyers de l'équipement connecté est donné pour sélectionner le facteur de simultanéité. La numérotation des tronçons de canalisation n'est pas choisie arbitrairement, mais est tirée du schéma technique.

La longueur réelle de la ligne est indiquée et la longueur calculée est indiquée, qui est plus grande. Lors du calcul, ce paramètre augmente de 7% en raison de la présence de zones de résistance. Le tableau indique tous les éléments structurels du pipeline, où la perte de charge est supposée.

Calcul de gazoduc basse pression

Lors du calcul du gazoduc à l'intérieur de la maison, la quantité d'équipement de chaudière est multipliée par la puissance de chaque unité. Le résultat obtenu est multiplié par l'indicateur du fonctionnement simultané des unités, qui est déterminé à partir du tableau correspondant dans l'ouvrage de référence.

Le nombre de plaques dans tous les appartements est multiplié par la productivité de chacun, le produit du résultat obtenu et le coefficient de simultanéité des appareils connectés est trouvé. Enfin, la pression totale pour les unités de chauffage et les poêles à gaz connectés est additionnée.

Calcul du gazoduc haute pression

Le calcul est effectué sur la base du schéma de distribution, en tenant compte des branchements vers les zones de consommation. La source de séparation est le poste de distribution de gaz. Le diamètre du gazoduc commun et des dérivations est basé sur la pression du gaz à la fin du trajet à l'entrée du consommateur.

La longueur calculée de chaque branche est déterminée, la pression est trouvée en tenant compte des pertes et de la résistance à certains endroits. Les tronçons sans issue sont considérés en fonction de leur longueur, de la consommation de gaz et de la pression de carburant estimée au point de raccordement au consommateur.

Le calcul est considéré comme satisfaisant si les valeurs calculées de la pression des consommateurs ne dépassent pas la tête du réseau.