Вводимо фізичні властивості газу за нормальних умов і , середню температуру газу у мережі Т, точність розра-хунку , абсолютну еквівалентну шорсткість внутрішньої по-верхні труби .

Вводимо початковий і кінцевий надлишковий тиск газу і , витрату газу на характерній ділянці , максимальну швидкість газу , кількість ділянок n.

Вводимо номери ділянок (іде-нтифікатор символьної змінної Y$(I)), розрахункові витрати газу і довжини ділянок газової мережі.

Обчислюємо середній абсолютний тиск газу в системі

, (4.1)

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

Знаходимо максимально допустимий перепад тиску в си-стемі

. (4.2)

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

, (4.3)

де - довжина основного напрямку руху газу в газовій мере-жі низького тиску

. (4.4)

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

. (4.5)

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

, (4.6)

де Т - середнє значення температури газу в газовій мережі.

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

, (4.7)

де - абсолютна еквівалентна шорсткість внутрішньої по-верхні труби;

- кінематична в'язкість газу за нормальних умов;

- густина газу за нормальних умов.

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

, (4.8)

то зменшуємо швидкість руху газу за умовою

, (4.9)

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 межах перших двох циклів, зовнішнього за індексом k і внутрішнього за індексом і, виконуються такі операції.

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

. (4.10)

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

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

. (4.11)

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 Reі < 2000

, (4.12)

для 2000 < Rei <= 4000

, (4.13)

при турбулентному режимі Re < 4000

, (4.14)

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

. (4.15)

Знаходимо надлишковий тиск газу в кінці останньої діля-нки основного напрямку руху газу

. (4.16)

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

4.3 Характеристика програми проектного аналітичного розрахунку розгалуженої газової мережі низького тиску

Описаний вище алгоритм реалізований у програмі GMN3, яка написана на мові ВАSІС. Перелік вхідних ідентифікаторів програми GMN3 оформлений у таблиці 4.2.

Таблиця 4.2 – Перелік вхідних ідентифікаторів програми GMN3

Назва параметра | Позначення | Одиниця вимірювання

в алгоритмі | в програмі

Надлишковий тиск газу на початку газової мережі | Па

Надлишковий тиск газу на вході споживачів | PК | Па

Максимальна швидкість руху газу на дільницях мережі | WM | м/c

Продовження таблиці 4.2

Назва параметра | Позначення | Одиниця вимірювання

в алгоритмі | в програмі

Коефіцієнт кінематичної в‘язкості газу за нормальних умов | NU | м2/c

Густина газу за нормальних умов | RO | кг/м3

Абсолютна еквівалентна шорсткість | KE | м

Точність розрахунку гідравлічного нахилу | EPS1 | Па/м

Витрата газу на характерній ділянці | м3/год

Кількість ділянок на напрямі руху газу | -

Масив довжин ділянок | м

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

Масив розрахункових витрат газу на ділянках | м3/год

Про-грама 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 гідравлічно-го 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 широ-ких межах, можна адаптувати методику розрахунку до конк-ретних умов газопостачання населених пунктів.

При проектуванні газових мереж населеного пункту, ви-користовуючи програму GMN3, виконуємо не один, а декі-лька гідравлічних розрахунків при різних значеннях характе-рної витрати газу на її ділянках. У результаті одержуємо кіль-ка варіантів структури розгалуженої газової мережі низького тиску, які суттєво відрізняються значеннями діаметрів окре-мих ділянок.

4.4 Аналіз результатів проектного аналітичного розрахунку розгалуженої газової мережі низького тиску

Проаналізуємо одержані проектні варіанти газової мережі ни-зького тиску і вибираємо технологічно допустимі, в яких фа-ктичний перепад тиску не перевищує максимально допусти-мого значення Па. Для остаточного вибору варіанта стру-ктури газової мережі, який може бути рекомендований до практичної реалізації, необхідно за певною методикою вико-нати техніко-економічні розрахунки і вибрати той варіант, що характеризується найкращими економічними показниками.

Результати проектного розрахунку розгалуженої газової мережі низького тиску при усередненій витраті Q =30 м3/год оформляємо у таблицю 4.3 і наносимо на розрахункову схему (рисунок 3.3 і 3.4).

Таблиця 4.3 - Результати проектного гідравлічного розрахунку розгалуженої газової мережі низького тиску при усередненій витраті Q