 |
Определение коэффициента расхода.
|
|
|
|
Используя уравнение расхода:
, (11)
где: Q 0 - пропускная способность эталонного трубопровода), получим зависимость для определения разности квадратов давления в подучастке:
, (1.81)
Тогда для всего участка: 
, (1.82) или используя уравнение (11): 
. (1.83)
Приравняв правые части уравнений (1.82) и (1.83) получаем:
, (1.84), откуда 
. (1.85)
Определение коэффициента увеличения производительности
С учетом того, что коэффициент увеличения производительности равен для последовательно соединенного газопровода: 
, а для участка: 
, с учетом 1,85 и 1.79 при условии 
получим:
.
Последовательно-параллельное соединение
Процедура приведения таких газопроводов к простому или, что то же, определение их DЭК, kP, χ прежде всего состоит в том, чтобы выделить сначала самые крупные блоки, из которых состоит газопровод, затем более мелкие блоки и так далее до отдельных ниток. Помня, что при параллельном соединении складываются DЭК, kP или χ так как: 
, 
, 
, а при последовательном складываются - 
, 
, 
с учетом ранее полученных зависимостей: 
, , 
. Следующий этап – определение численных значений DЭК, kP или χ отдельных трубопроводов (ниток), затем блоков и всего газопровода в целом.
Методику перехода к расчету простого трубопровода рассмотрим на примере определения коэффициента расхода.
Первым этапом расчета является составление расчетной схемы участка. Так как суммарные потери давления в участке не зависят от порядка следования подучастка, то для упрощения расчетов все трубопроводы одинакового диаметра объединяются в один подучасток (рис. 1.7).
Рис. 1.7 Расчетная схема участка
На втором этапе определяются коэффициенты расхода k Pi всех труб участка. Для этого задаемся эталонным диаметром D 0. Примем D0 = D1. По изложенной ранее методики определяем режим течения газа в подучастках. Если режим определить невозможно, то принимается квадратичная зона турбулентного режима. Используя для простого трубопровода 
или при квадратичном течении газа 
, определяются значения k Pi. В нашем примере получим: k p1 = 1; k p2; k p3; k p5.
|
|
|
На третьем этапе объединяем, где возможно, последовательно соединенные участки. Определяем коэффициент расхода первой нитки k P12; по формуле 
(где 
), тогда 
и коэффициент расхода участков 3 и 4 в пределах лупинга; 
.
Теперь расчетная схема участка примет следующий вид
Рис. 1.8 Расчетная схема участка (этап 3)
На четвертом этапе объединяем параллельные участки второй нитки:
.
Пятый этап. Определяем коэффициент расхода второй нитки k Р11:
.
Шестой этап. Определяем коэффициент расхода участка:
.
ЛЕКЦИЯ 5
Газопроводы с лупингами
Лупинги предназначаются либо для увеличения пропускной способности, либо для повышения давления в конечной тоске и понижения давления в начальной точке газопровода. Цель расчета - определение длины лупинга, при которой обеспечивается временный эффект. Газопровод с лупингами – один из простейших видов сложных газопроводов. Расчетная схема приведена на рисунке 1.11.
| Рис.1.11. Расчетная схема участка |
Определим коэффициент расхода газопровода. Газопровод состоит их участков L-x и x. Первый из них однониточный участок, диаметром D1; коэффициент расхода этого участка kp1. Участок x - двухниточный, Диаметры ниток D1 , D2 коэффициент расхода kp12. Участки L-x и x соединены последовательно и тогда складываются - , , . Поэтому для нашей схемы будем иметь:
, (1)
где: kp - коэффициент расхода всего газопровода; kp12 - коэффициент расхода подлежит определению; коэффициент расхода kp1 - известная величина. Поскольку трубопроводы 1 и 2 соединены параллельно следовательно складываются DЭК, kP,так как: 
, 
, тогда: 
. Коэффициент расхода kp2 - так же известная величина. Подставим полученные зависимости для коэффициента расхода в уравнение 1 и получим:
|
|
|
, тогда: 
.
Пусть пропускная способность газопровода с лупингом (Q+) увеличивается по сравнению с пропускной способностью газопровода без лупинга (Q-), при условии, что давления до и после прокладки лупинга РН, РК одинаковы.
При прокладке лупинга длинной х и диаметром 
на сдвоенном участке эквивалентный диаметр для параллельного соединения труб с учетом квадратичного режима течения определяется 
, то есть равен 
. Для всего газопровода (с учетом последовательного соединения участка без лупинга и участка с лупингом) согласно формуле 
можно записать:
.
Выразим из полученной формулы DЭК:
.
Введем обозначение 
, при 
и, тогда длина участка с лупингом х: 
.
В наиболее распространенном случае, когда DЛ = D1 иw = 1/4 и выражение для определения длины лупинга принимает следующий вид:
.
В практике достаточно часто встречаются случаи, когда лупинг сооружается для повышения давления в конце участка до определенного значения при постоянной пропускной способности участка. Перепад давления до его увеличения на участке при квадратичном режиме течения (для упрощения записи все постоянные величины объединили в коэффициент В) определяется из ранее полученной зависимости:
(2).
Для газопровода с лупингом 
, тогда перепад давления будет равен: 
, (3)
где: РК +- давление в конце участка после прокладки лупинга. Выразим длину лупинга х, решая уравнения 2 и 3 совместно, получим:
, пусть 
, тогда можно записать:
, и тогда 
,
после несложных преобразований при принятых ранее условиях DЛ = D1= DЭК, , окончательно получим: 
.
Для газопровода, с лупингом, предназначенным для снижения давления 
(давление в начале участка после прокладки лупинга), то проведя аналогичные преобразования, получим длину лупинга:
.
Чаще всего при увеличении пропускной способности МГ степень сжатия КС будет меняться. Причем в зависимости от ситуации она может, как уменьшаться, так и возрастать. В этом случае степень сжатия с определенной степенью достоверности может быть предварительно определена, например, из уравнения потребляемой мощности ГПА. Требуемая длина лупинга в этой ситуации определяется зависимостью (1.130)
|
|
|
. (1.130)
Уравнение (1.130) справедливо только для промежуточных участков МГ.
|
|
|
