Esquemas e métodos de cálculo hidráulico de um gasoduto

A resistência ao escoamento no manifold atua sobre a estrutura do duto nos locais de estreitamento e ampliação do diâmetro, conectando e girando os nós, ocasionando perda de pressão no duto. O cálculo hidráulico do gasoduto é realizado na fase de projeto para garantir o funcionamento normal dos consumidores e o abastecimento do volume de gás necessário.

Definição e necessidade de cálculo hidráulico

A resistência inclui obstrução linear ao longo de todo o comprimento e obstruções locais em cada elemento estrutural do sistema na área de mudança de velocidade. O cálculo hidráulico determina os parâmetros do gasoduto. O procedimento é uma etapa obrigatória na fase preparatória para a construção do gasoduto.

Como resultado, aceita-se um diâmetro de tubo que seja aceitável para uma transmissão altamente estável de gás à distância. O cálculo determina a quantidade de perdas de carga e sua admissibilidade ao transferir combustível.

As normas estaduais regulamentam o procedimento de cálculo para qualquer tipo de sistema de gasoduto, uma vez que os processos de abastecimento de gás são caracterizados pela identidade.

As tubulações são verificadas quanto à perda de pressão:

• pressão baixa;
• cabeça média;
• Alto.

Rodovias de baixa pressão transportam combustível para edifícios residenciais, empresas domésticas, significado social, a pressão ao nível de 3-5 kPa é considerada normal. Rodovias de alta e média pressão incluem ramais para entregas em massa, redes industriais, dutos gerais para regiões e cidades.

Dados básicos de origem

Os parâmetros iniciais dependem do esquema do gasoduto, que pode ser misto, anel e beco sem saída. A pressão na rede diminui com a distância do ponto de derivação ou distribuição.

Os parâmetros iniciais são apresentados por informações:

• cabeça no lugar do tie-in;
• detalhes do cliente, como número, localização, taxa de fluxo nominal necessária e pressão;
• diagrama do gasoduto.

As áreas sem saída ramificam-se da principal para os consumidores e referem-se a áreas com baixa fiabilidade e difícil recuperação em caso de sinistro, mas com menores custos de instalação. O sistema de anel funciona de forma mais confiável, mas a instalação requer custos maiores.

Esquemas de cálculo

A pressão é determinada levando-se em consideração o diâmetro dos tubos, a influência da corrosão interna, o material dos coletores, a forma geométrica da seção. Os invólucros do tubo falham quando a tensão da parede atinge a resistência à tração permitida.

Durante o teste hidráulico, um líquido com uma temperatura de +5 a + 40 ° C é usado, a menos que a tarefa técnica para o teste não recomende outro parâmetro. Ao calcular a resistência, a temperatura do teste e o ambiente não caem menos de + 5 ° C.

O tempo de espera sob a pressão de projeto é indicado pelo projetista, mas sempre leva mais de 5 minutos. Na ausência de recomendações, o tempo de ação da alta pressão é estabelecido de acordo com tabelas padrão e depende da espessura do casco do tubo.

Metodologia

O procedimento para escolher o diâmetro e o esquema de projeto de um gasoduto de baixa pressão é dado no Código de Prática do perfil 42. 101 - 2003. Programas de computador são usados ​​para encontrar o valor da perda de pressão estimada entre as seções do gasoduto, o diâmetro dos colecionadores.

Métodos são aplicados:

• cálculo por fórmulas da joint venture (processo complexo);
• o cálculo por nomogramas é mais fácil, utiliza-se a técnica de seleção por tabelas com substituição dos parâmetros requeridos.

Qualquer técnica leva aos mesmos resultados para garantir o transporte ininterrupto de gás combustível até os consumidores.

Influência do material do tubo no cálculo

Os gasodutos são construídos em aço, polietileno, cobre é usado em áreas críticas. Estruturas de plástico reforçado estão conquistando o mercado consumidor. As informações em tabelas profissionais e coleções aplicam-se apenas a tubos de plástico e metal, portanto, os cálculos são realizados para rodovias feitas com esses materiais.

Os tubos de abastecimento de gás são calculados levando em consideração o coeficiente de rugosidade:

• polietileno (novo e velho) - 0,007 cm;
• aço, usado - 0,1 cm;
• metal novo - 0,01 cm.

Se o gasoduto for de material diferente, os especialistas em gás não aceitarão o cálculo para metal e plástico, será necessário um ajuste, que implicará em custos adicionais.

Programas especiais

Seções ramificadas de um gasoduto com diferentes dados iniciais são calculadas separadamente, mas o procedimento é realizado da mesma forma para cada área. A velocidade do fluxo muda em locais de resistência e mudanças na direção do movimento Os indicadores lineares são calculados sobre os comprimentos calculados das seções de linha.

A direção é escolhida em função da diferença de pressão no final e no início da área estudada. O fluxo vai de um ponto com mais pressão para um local com menos resistência. Os programas ajudam a reduzir o esforço dos projetistas, pois os valores iniciais são inseridos no programa e os componentes eletrônicos fazem os cálculos.

Os nomogramas são projetados para resumir as informações usando tabelas, onde cada linha corresponde aos parâmetros de rede especificados.

Profissional

Os cálculos com fórmulas são feitos apenas por engenheiros profissionais e trabalhadores técnicos. Uma grande quantidade de dados é usada nos cálculos, coeficientes específicos são usados. É difícil para um usuário não treinado levar em consideração todas as nuances, realizar muitos cálculos intermediários para obter o resultado final.

O cálculo profissional implica não só o uso de fórmulas e expressões numéricas, mas também a posse de conhecimentos especiais. As habilidades não serão úteis ao usar programas de cálculo gratuitos que podem ser encontrados na Internet.

Grátis

Os programas são instalados para uso em dispositivos pessoais. Os métodos determinam o diâmetro, a forma da seção transversal do gasoduto, levando em consideração as perdas permitidas e a taxa de fluxo. O usuário precisará do consumo total de gás, que consta da documentação técnica da caldeira, fogões a gás, esquentadores e demais equipamentos.

Em seguida, são determinados os locais com uma possível diminuição da pressão. Os números característicos estão na tabela do passaporte, eles mostram uma diminuição da pressão no consumo mais alto. A quantidade de queda no ponto de alimentação é encontrada. O coeficiente de simultaneidade leva em consideração a operação combinada dos dispositivos e está contido nas tabelas.

O diâmetro do tubo e o fator de rugosidade são especificados no último estágio. O programa prevê cálculos desiguais para diferentes pressões nas tubulações, que devem ser levados em consideração ao incluir os dados.

Programas online grátis

Nesse caso, o usuário substitui as informações necessárias nas colunas da tabela para os cálculos online.O cálculo hidráulico de um gasoduto de baixa pressão leva vários minutos e nenhum conhecimento profissional e habilidade computacional são exigidos do consumidor.

Os dados são retirados das condições técnicas:

• a densidade da mistura de gás;
• índice de viscosidade cinética;
• faixa de temperatura climática da região de residência.

As condições técnicas são emitidas pelo serviço de gás do assentamento, a preparação da documentação do projeto inicia-se com o recebimento desta cessão.

Exemplos de execução de um cálculo hidráulico de uma tubulação

O número exato de placas de aquecimento do equipamento conectado é fornecido para a seleção do fator de simultaneidade. A numeração das seções do gasoduto não é escolhida arbitrariamente, mas é retirada do diagrama técnico.

O comprimento real da linha é indicado e o comprimento calculado é indicado, que é maior. No cálculo, este parâmetro aumenta 7% devido à presença de áreas de resistência. A tabela indica todos os elementos estruturais da tubulação, onde a perda de pressão é assumida.

Cálculo do gasoduto de baixa pressão

No cálculo do gasoduto dentro de casa, a quantidade de equipamentos da caldeira é multiplicada pela produção de cada unidade. O resultado obtido é multiplicado pelo indicador de funcionamento simultâneo das unidades, que é determinado a partir da tabela correspondente do livro de referência.

O número de placas em todos os apartamentos é multiplicado pela produtividade de cada um, é encontrado o produto do resultado obtido e o coeficiente de simultaneidade dos aparelhos conectados. Finalmente, soma-se a pressão total das unidades de aquecimento e dos fogões a gás conectados.

Cálculo do gasoduto de alta pressão

O cálculo é feito com base no esquema de distribuição, levando em consideração os ramais para as áreas de consumo. A fonte de separação é a subestação de distribuição de gás. O diâmetro do gasoduto comum e ramais é baseado na pressão do gás no final do caminho ao entrar no consumidor.

O comprimento calculado de cada ramal é determinado, a pressão é encontrada levando-se em consideração as perdas e a resistência em alguns pontos. Os trechos sem saída são considerados de acordo com o comprimento, o consumo de gás e a estimativa da pressão do combustível no ponto de conexão com o consumidor.

O cálculo é considerado satisfatório se os valores calculados da pressão do consumidor não excederem a cabeça da rede.