Stanovení tlakových ztrát v plynovodech

Základní vzorec technické hydrauliky vztahující se k tlaku P , hustota a rychlost je Darcy-Weisbachův vzorec:

Obrázek 290. (17)

– tlaková ztráta k překonání hydraulického odporu na úseku plynovodu ;
— koeficient hydraulického odporu;
и d – délka a vnitřní průměr potrubí, m;
— rychlost plynu, m/s;
– hustota plynu, kg/m3.

Výpočet tlakových ztrát v úsecích plynárenské sítě nízkého, středního a vysokého tlaku lze provést s přihlédnutím k teplotě odpovídající normálním podmínkám podle SP 42-101-2003 a při zohlednění teplot, které se liší od normálních podmínek . V soustavě SI tyto vzorce vypadají takto:

Pro středotlaké a vysokotlaké plynovody

Obrázek 291. (18)

p_н – absolutní tlak plynu na začátku plynovodu, MPa;
p_к – absolutní tlak plynu na konci plynovodu, MPa;
P – 0.101325 MPa;
– koeficient hydraulického tření;
G – spotřeba plynu, m 3 /s, za normálních podmínek;
d – vnitřní průměr plynovodu, m;
– hustota plynu za normálních podmínek, kg/m3;
– návrhová délka plynovodu konstantního průměru, m.

Pro nízkotlaké plynovody

Obrázek 292. (19)

p_н – tlak plynu na začátku plynovodu, Pa;
p_к – tlak plynu na konci plynovodu, Pa.

Vzorce pro stanovení tlakové ztráty s přihlédnutím k rozdílu teplot plynu od 0 stupňů Celsia mají tvar:

— pro sítě středního a vysokého tlaku

Obrázek 293. (20)

— pro nízkotlaké sítě

Obrázek 294. (21)

T – teplota plynu, K;
T – teplota plynu za normálních podmínek, K.

Reynoldsovo číslo, které určuje způsob pohybu plynu plynovodem, se při výpočtu podle SP 42-101-2003 vypočítá pomocí vzorce:

Obrázek 295. (22)

G – průtok plynu, m 3 /h, při teplotě 0 °C a tlaku 0,10132 MPa (760 mm Hg);
d – vnitřní průměr plynovodu, cm;
– koeficient kinematické viskozity plynu, m 2 /s (při teplotě 0 °C a tlaku 0,10132 MPa).

Reynoldsovo číslo, které určuje způsob pohybu plynu plynovodem s přihlédnutím k teplotě plynu, se vypočítá podle vzorce:

Obrázek 296. (23)

— rychlost proudění plynu, m/s;
d — vnitřní průměr plynovodu, m;
– koeficient kinematické viskozity plynu při teplotě T m2/s;
G — objemový průtok plynu při teplotě, m 3 /s.

Hydraulická hladkost vnitřní stěny potrubí je určena podmínkou:

Obrázek 297. (24)

— ekvivalentní absolutní drsnost vnitřního povrchu stěny trubky, mm (cm).

V závislosti na hodnotě Re koeficient hydraulického tření lze určit podle vzorce:

V oblasti laminárního proudění plynu at

Obrázek 298. (25)

pro kritické provozní podmínky při

Obrázek 299. (26)

– v závislosti na splnění podmínky * – Pro hydraulicky hladkou stěnu (nerovnost * platí):

Obrázek 300. (27)

Obrázek 301. (28)

Pro hrubé stěny (nerovnost * je nespravedlivá) s

Obrázek 302. (29)

Při výpočtu plynovodů nízká tlak, je třeba vzít v úvahu přídavný hydrostatický tlak vyplývající z rozdílu geodetických výšek koncových a počátečních bodů plynovodu.

Obrázek 303. (30)

— hustota plynu, kg/m3;
— rozdíl v geodetických výškách úseku plynovodu, m.

Přečtěte si více

Jak a čím vyčistit koupelnové obklady do lesku / Domácí spotřebiče / iXBT Live

Dodatečný tlak plynu s nadmořskou výškou nastává, protože absolutní tlak v plynovodu klesá v menší míře než barometrický tlak. Při zvedání plynovodu bude pozitivní, a když se sníží – negativní. Pokud je plyn těžší než vzduch (například propan), bude dodatečný tlak negativní (přetlak v plynovodu se sníží).

Dodatečný přetlak je zohledněn v případě výrazně proměnlivého terénu.

Celkovou tlakovou ztrátu s přihlédnutím k místním odporům (kolena, T-kusy, uzavírací ventily, kompenzátory atd.) lze určit zvětšením skutečné délky plynovodu o 5 – 10 % podle vzorce:

Obrázek 304. (31)

— tlaková ztráta podél délky plynovodu, Pa;
=(1.05-1.1) – koeficient lokální tlakové ztráty.

V případě, že jsou známy všechny místní odpory, lze odhadovanou délku úseku plynovodu určit podle vzorce:

Obrázek 305. (32)

— skutečná délka úseku, m;
– ekvivalentní délka přímého úseku plynovodu m, na kterém se tlaková ztráta rovná tlakové ztrátě v místním odporu s hodnotou součinitele = 1.