ПРОЕКТУВАННЯ ГАЗОВИХ МЕРЕЖ ТИПОВОГО ЖИТЛОВОГО БУДИНКУ

Внутрішні газопроводи житлових будинків відносяться до газових мереж низького тиску, їх гідравлічний розрахунок базується на використанні розрахункових залежностей газових мереж низького тиску.

Однак, гідравлічний розрахунок внутрішніх газових ме-реж має такі особливості:

1) при розрахунку вертикальних ділянок необхідно вра-ховувати зміну надлишкового тиску газу, спричинену різницею геодезичних позначок кінця і початку ділянки та різницею густин повітря і газу;

2) при розрахунку втрат тиску в місцевих опорах необхід-но враховувати функціональне призначення ділянки;

3) розрахункові витрати газу на ділянках визначаються з урахуванням коефіцієнта одночасності k0, який пока-зує імовірність одночасного включення в роботу газо-вих приладів.

Нижче наводиться опис алгоритму і програми для одно-етапного розрахунку газових мереж, що прокладаються все-редині житлових будинків.

Вхідні дані для аналітичного розрахунку:

- конфігурація газової мережі;

- масиви довжин і розрахункових витрат газу ділянок газової мережі;

- допустимі втрати тиску у мережі ;

- фізичні властивості газу: густина рн і кінематична в'язкість vh за нормальних умов;

- середня температура газу в газовій мережі Т ;

- абсолютна еквівалентна шорсткість внутрішньої по-верхні труб ke.

Мета розрахунку полягає у визначенні діаметрів ділянок внутрішньої газової мережі, при яких максимально використо-вується заданий перепад тиску.

Алгоритм проектного розрахунку газових мереж житлового будинку є наступним:

За допомогою операторів DATA і READ вводимо набір стандартних внутрішніх діаметрів газопроводів, що викорис-товуються для прокладання газових мереж житлових будин-ків.

Вводимо фізичні властивості газу за нормальних умов і , середню температуру газу , точність розрахунку гідра-влічного нахилу , абсолютну еквівалентну шорсткість труб .

Вказуємо, який напрям руху газу розраховується.

Вводимо початковий надлишковий тиск Рп, допустимий перепад тиску в мережі Рдоп, витрату газу на характерній ді-льниці Qcp, максимальну швидкість руху газу wмax, кількість ділянок п.

Вводимо масиви довжин ділянок , коефіцієнтів місце-вих опорів аі , розрахункових витрат газу Qi, коефіцієнтів для розпізнавання вертикальних ділянок Bi.

Приймаємо:

Ві = О, якщо ділянка горизонтальна;

Ві = 1, якщо ділянка вертикальна і газ рухається вниз;

Ві = -1, якщо ділянка вертикальна і газ рухається вверх.

Знаходимо надлишковий тиск газу на вході споживачів

Pk = Pn - Pдon, (6.1)

де Рдоп - максимально допустимий перепад тиску газу у внутрішній газовій мережі.

Визначаємо середнє значення абсолютного тиску газу в газовій мережі

Рт=Рб+0,5(Рп+Рк), (6.2)

де Рб - атмосферний тиск, при відсутності інших даних слід приймати Рб =101325 Па.

Обчислюємо розрахункову довжину кожної ділянки за формулою

, (6.3)

де аі - коефіцієнт місцевих опорів, який залежить від функціонального призначення газопроводу.

Знаходимо суму розрахункових довжин газопроводів на основному напрямку руху газу

. (6.4)

Методом послідовних наближень знаходимо середнє зна-чення швидкості руху газу для конкретних умов газопоста-чання. Для цього спочатку обчислюємо середній гідравлічний нахил в газовій мережі

(6.5)

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

W = Wmax. (6.6)

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

(6.7)

де Т - середнє значення температури газу в газовій мережі.

Обчислюємо гідравлічний нахил на характерній ділянці при прийнятій швидкості руху газу w

(6.8)

де ke - абсолютна еквівалентна шорсткість внутрішньої по-верхні труби;

- кінематична в'язкість газу за нормальних умов;

н - густина газу за нормальних умов.

Порівнюємо розрахований гідравлічний нахил з мак-симально допустимим Іср. Якщо різниця між ними перевищує задану точність розрахунку, тобто виконується умова

(6.9)

то зменшуємо швидкість руху газу за умовою

W = W-W, (6.10)

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 організовується цикл.

У межах циклу по індексу i виконуються такі операції.

Для кожної ділянки газової мережі визначаємо необхід-ний внутрішній діаметр труби за формулою

(6.11)

Одержане значення діаметра заокруглюємо до найближчо-го більшого стандартного значення.

Для кожної ділянки газової мережі знаходимо число Рейнольдса за формулою

(6.12)

Залежно від режиму руху газу, який характеризується ве-личиною числа Рейнольдса, вибираємо відповідну формулу для розрахунку втрат тиску від тертя для кожної ділянки газо-вої мережі:

для < 2000

(6.13)

для 2000 < Rei 4000

(6.14)

при турбулентному режимі Rei > 4000

. (6.15)

Обчислюємо зміну надлишкового тиску газу за рахунок різниці густини повітря і газу, ввівши коефіцієнт Bi для розпі-знавання вертикальних ділянок,

(6.16)

де рповн - густина повітря за нормальних умов;

рповн =1,293 кг/м3.

Знаходимо загальну зміну тиску газу на ділянці

(6.17)

Визначаємо сумарний перепад тиску газу на основному напрямку руху газу

(6.18)

На екран виводимо сумарний перепад тиску газу Рсум . Якщо він нас не задовольняє, вводимо скориговане значення середньої витрати газу Qcp і розрахунки повторюємо до дося-гнення необхідних результатів.

Після одержання кінцевого варіанта на друк виводимо швидкість руху газу w і сумарний перепад тиску для основ-ного напрямку руху газу Рсум. Для кожної ділянки друкуємо номер, довжину, витрату газу, внутрішній діаметр, втрати на-пору на тертя, гідростатичний тиск, загальний перепад тиску.

Для розрахунку відгалужень, не виходячи з програми, не-обхідно ввести будь-яку цифру, окрім 0.

Далі вводимо порядковий номер ділянки k, відлічуючи від входу газу у будинок, з кінця якої відходить відгалуження.

Обчислюємо суму перепадів тиску на ділянках, що ле-жать до точки розгалуження за ходом руху газу

(6.19)

Знаходимо залишковий перепад тиску за формулою

(6.20)

Далі розрахунок виконується для ділянок відгалуження за наведеним вище алгоритмом.

Описаний вище алгоритм реалізований у програмі GMN5, яка написана на мові BASIC. Програма за структурою циклічна, розгалужена,