(3.3)

де - довжина основного напрямку руху газу в газовій мережі низького тиску

(3.4)

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

(3.5)

За формулою, рекомендованою ДБН В.2.5 – 20, визначаємо внутрішній діаметр харатерної ділянки газової мережі, що має усереднене значення витрати газу ,

, (3.6)

де - середнє значення температури газу в газовій мережі.

Обчислюємо гідравлічний нахил на характерній ділянці при прийнятій швидкості руху газу

, (3.7)

де - абсолютна еквівалентна шорсткість внутрішньої поверхні труб

- кінематична в’язкість газу за нормальних умов

- густина газу за нормальних умов.

Порівнюємо розрахований гідравлічний нахил з максимально допустимим . Якщо різниця між ними перевищує задану точність розрахунку, тобто виконується умова

(3.8)

то зменшуємо швидкість руху газу за умовою

(3.9)

де - крок зміни швидкості руху газу на ділянці.

У результаті послідовних наближень одержуємо середню швидкість руху газу, пристосовану для газової мережі, що проектується.

Розрахунок передбачає виконання однотипних операцій для кожної ділянки газової мережі. Тому для проведення цих розрахунків у програмі організовуються цикли.

У мережах циклу за індексом і виконуються такі операції.

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

(3.10)

Одержане значення діаметра заокруглюємо до найближчого більшого стандартного значення.

У межах наступних двох циклів проводяться такі розрахунки. Для кожної ділянки газової мережі знаходимо число Рейнольдса за формулою

(3.11)

Для

(3.12)

для

(3.13)

при турбулентному режимі

(3.14)

У формулах (3.12-3.14) числові коефіцієнти враховують додаткові втрати тиску в місцевих опорах газових мереж.

Обчислюємо сумарні втрати тиску від тертя і у місцевих опорах для основного напрямку руху газу у газовій мережі

(3.15)

Знаходимо надлишковий тиск газу в кінці останньої ділянки основного напрямку руху газу

(3.16)

На друк виводяться номери ділянок, їх довжини, розрахункові витрати газу, втрати тиску на ділянках, надлишковий тиск газу у кінці кожної ділянки газової мережі.

3.3 Характеристика оригінальної програми проектного аналітичного розрахунку розгалуженої газової мережі низького тиску

Описаний вище алгоритм реалізований в оригінальній програмі, яка написана на мові BASIC. Перелік вхідних ідентифікаторів програми оформлений у таблицю 3.1. Програма за структурою циклічна, розгалужена, в ній реалізується метод послідовних наближень. Параметри ділянок вводяться і виводяться у вигляді одномірних масивів.

До комплекту вхідних даних для проектного гідравлічного розрахунку розгалуженої газової мережі низького тиску входить витрата газу на характерній ділянці Qcp. ЇЇ величина визначає середнє значення швидкості руху газу в елементах газової мережі. Змінюючи значення витрати газу Qcp у широких межах , можна адаптувати методику розрахунку до конкретних умов газопостачання населених пунктів.

При проектуванні газових мереж населеного пункту, використовуючи програму, виконуємо не один, а декілька гідравлічних розрахунків при різних значеннях характерної витрати газу на її ділянках. У результаті одержуємо кілька варіантів структури розгалуженої газової мережі низького тиску, які суттєво відрізняються значеннями діаметрів окремих ділянок.

Таблиця 3.1 - Перелік вхідних ідентифікаторів програми

Назва параметра | Позначення | Одиниці вимірювання

в алгоритмі | в програмі

Надлишковий тиск газу на початку газової мережі | Pn | PN | Па

Надлишковий тиск газу на вході споживачів | Pк | PK | Па

Середня температура газу в газових мережах | T | T | К

Максимальна швидкість руху газу на ділянках мережі | Wmax | WM | м/с

Коефіцієнт кінематичної в’язкості за нормальних умов | н | NU | м2/с

Густина газу за нормальних умов | н | RO | кг/м3

Абсолютна еквівалентна шорсткість | ke | KE | см

Точність розрахунку гідравлічного нахилу | EPSI | Па/м

Кількість ділянок на напрямі руху газу | n | N | -

Витрата на характерній ділянці | Qcp | QN | м3/год

Масив довжин ділянок | li | L(I) | м

Масив розрахункових витрат газу на ділянках | Qi | Q(I) | м3/год

Аналізуємо одержані проектні варіанти газової мережі низького тиску і вибираємо технологічно допустимі, в яких фактичний перепад тиску не перевищує максимально допустимого значення . Для остаточного вибору варіанта структури газової мережі, який може бути рекомендований до практичної реалізації, необхідно за певною методикою виконати техніко-економічні розрахунки і вибрати той варіант, що характеризується найкращими економічними показниками.

3.4 Аналіз результатів проектного аналітичного розрахунку розгалуженої мережі низького тиску

Розрахунок проводимо тільки для уточненої витрати , яка є найбільш оптимальною.

Результати розрахунків наведені у таблиці 3.2 і на рисунках 3.1,3.2 та в додатку Д.

Таблиця 3.2 – Результати проектного гідравлічного розрахунку розгалуженої газової мережі низького тиску(стальні труби) при

Ділянка | Довжина ділянки, м | Діаметр ділянки , мм | Розрахункова витрата газу, | Втрати тиску, Па | Надлишковий тиск у кінці ділянки, Па

15-21 | 145 | 42,3Ч3,2 | 13,5 | 823 | 2066

17-18 | 160 | 45Ч3 | 14,9 | 725 | 1953

13-14 | 140 | 48Ч3 | 13 | 388 | 1886

Рисунок 3.1 –– Результати розрахунку змін тиску газу у

розгалуженій газовій мережі низького тиску

Рисунок 3.8 – Результати розрахунку необхідних діаметрів

ділянок і уточнених витрат газу на них для

кільцевої газової мережі низького тиску

4 ПРОЕКТУВАННЯ АЛЬТЕРНАТИВНОЇ ДВОСТУПЕНЕВОЇ СИСТЕМИ ГАЗОПОСТАЧАННЯ СЕЛА ІЗ ПОЛІЕТИЛЕНОВИХ ТРУБ

При проведенні розрахунку використовуємо аналогічну методику, яку ми використовували для розрахунку мереж зі стальних труб, різниця при розрахунку полягає тільки в еквівалентній шорсткості внутрішньої поверхні труб, який складає . Результати розрахунків представимо у вигляді таблиць і у додатках Е,Ж,З.

Таблиця 4.1 – Результати проектного розрахунку газової мережі низького тиску кільцевої структури із поліетиленових труб за допомогою програми GMN1NP