Аналітичний розрахунок розгалуженої газової мережі середнього тиску за індивідуальною програмою

Мета аналітичного розрахунку - вибір раціональних діаметрів відводів та уточнення тисків газу в характерних точках газової мережі та на вході споживачів.

Вхідні дані для аналітичного розрахунку:

- конфігурація газової мережі;

- внутрішні діаметри ділянок;

- довжини і розрахункові витрати газу ділянок газової мережі;

- абсолютний тиск газу на початку газової мережі Р_п=0,3 МПа;

- абсолютний тиск газу на вході споживачів Р_к=0,15 МПа;

- фізичні властивості газу: густина ρ_н і кінематична в’язкість ν_н за нормальних умов;

- абсолютна еквівалентна шорсткість внутрішньої поверхні труб k_e.

В основу алгоритму аналітичного розрахунку газової мережі покладена розрахункова формула для мереж середнього тиску, яка рекомендується

ДБН В 2.5-20.2001 Газопостачання

, (2.1)

де Рп і Рк – абсолютні початковий та кінцевий тиски на ділянці, МПа;

- геометрична довжина, м;

- внутрішній діаметр ділянки, см;

- кінематична в’язкість газу за нормальних умов, м²/с;

- розрахункова витрата газу на ділянці м³/год;

- густина газу за нормальних умов, кг/ м³;

- шорсткість внутрішньої поверхні труб, =0,01 см.

Виразивши з формули (2.1) Рк отримаємо наступний вираз

(2.2)

Розрахунок розпочинаємо для ділянки, яка виходить від джерела живлення , оскільки лише для неї відомий початковий абсолютний тиск газу .

Для обчислення кінцевого тиску за данною формулою необхідно знати фізичні властивості газу, який перекачується в трубопроводі.

Природний газ – це суміш вуглеводневих газів. Як правило, він містить такі компоненти:

- метан(СН₄);

- етан(С₂Н₆);

- пропан(С₃Н₈);

- бутан(С₄Н₁₀);

- пентан(С₅Н₁₂).

Крім того природний газ містить невелику частку азоту , вуглекислого газу і води.

Молекулярна маса природного газу визначається за формулою

(2.3)

де μ_і – молекулярна маса і-того компонента суміші газів;

r_і – об'ємна частка і-того компонента.

Обчислюємо густину газу за нормальних умов

(2.4)

.

Коефіцієнт динамічної в'язкості газу

(2.5)

де – коефіцієнт динамічної в'язкості і-того компонента.

Кінематична в’язкість газу за нормальних умов

(2.6)

.

Підставляємо знайдені величини у формулу (2.2) і знаходимо значення Рк для ділянки ГРС-1 основного напрямку

Розрахунок кінцевих тисків наступних ділянок проводимо аналогічно за допомогою програми наведеної в додатку А.

У випадку якщо кінцевий тиск біля споживачів має великий запас, зменшуємо діаметр трубопроводу.

Результати аналітичного розрахунку заносимо в таблицю 2.1.

Таблиця 2.1 - Результати аналітичного розрахунку газової мережі

середнього тиску

Ділянки	Dxδ , мм	d , см	L , м	Q , м3/год	Pn , МПа	Рк , МПа	Прим.
Основний напрямок
ГРС-1	325х5	31,5			0,3	0,2855
1-2	273х5	26,3			0,2855	0,2718
2-3	273х5	26,3			0,2718	0,2640
3-4	159х4,5				0,2640	0,1925
4-КФ	159х4,5				0,1925	0,1871
Корегуваня 4-КФ	108х3	10,2			0,1925	0,1491	< 0,15
Відгалуження в точці 1
1-5	159х4,5				0,2855	0,2687
5-ХЗ	159х4,5				0,2687	0,2466
Корегуваня 5-ХЗ	108х3	10,5			0,2687	Від'ємне значення	< 0,15
Відвід в точці 5
5-АЗ	76х3				0,2687	0,2262
Корегуваня 5-АЗ	57х3	5,1			0,2262	Від'ємне значення	< 0,15
Відвід в точці 2
2-ЗБВ	108х3	10,2			0,2718	0,1858
Корегуваня 2-ЗБВ	89х3	8,3			0,1858	Від'ємне значення	<0,15
Відвід в точці 3
3-ГРП	89х3	8,3			0,2640	0,1535
Корегуваня 3-ГРП	76х3				0,1535	Від'ємне значення	< 0,15
Відвід в точці 4
4-РК	159х4,5				0,1925	0,1587
Корегуваня 4-РК	108х3	10,2			0,1587	Від'ємне значення	< 0,15

Рисунок 2.1 – Результати аналітичного розрхунку газової мережі середнього тиску

ДОДАТОК А

Private Sub CommandButton1_Click()

10 PP = 0.3: v = Worksheets(1).Cells(4, 9): qq = Worksheets(1).Cells(4, 11): m = 0: n = Worksheets(1).Cells(5, 9)

11 Dim L(100)

12 Dim Q(100)

13 Dim d(100)

14 Dim pk(100)

20 For i = 1 To n

30 L(i) = Worksheets(1).Cells(4 + i, 2)

40 Q(i) = Worksheets(1).Cells(4 + i, 3)

50 d(i) = Worksheets(1).Cells(4 + i, 5)

55 Next i

56 For i = 1 To n

57 Worksheets(1).Cells(4 + i, 6) = PP

60 pk(i) = (PP ^ 2 - 1.54 * 10 ^ -5 * (0.01 / d(i) + 1922 * v * d(i) / Q(i)) ^ 0.25 * qq * Q(i) ^ 2 / d(i) ^ 5 * L(i)) ^ (1 / 2)

70 Worksheets(1).Cells(4 + i, 7) = pk(i)

80 PP = pk(i)

90 Next i

110 Dim Lv(100)

120 Dim Qv(100)

130 Dim dv(100)

150 For k = 1 To n - 1

160 Lv(k) = Worksheets(1).Cells(4 + n + k, 2)

170 Qv(k) = Worksheets(1).Cells(4 + n + k, 3)

180 dv(k) = Worksheets(1).Cells(4 + n + k, 5)

190 Next k

195 For k = 1 To n - 1

196 i = k: Po = pk(i): Worksheets(1).Cells(4 + n + k, 6) = Po

200 pk(k) = (Po ^ 2 - 1.54 * 10 ^ -5 * (0.01 / dv(k) + 1922 * v * dv(k) / Qv(k)) ^ 0.25 * qq * Qv(k) ^ 2 / dv(k) ^ 5 * Lv(k)) ^ (1 / 2)

210 Worksheets(1).Cells(4 + n + k, 7) = pk(k)

220 Next k

End Sub