- Especificidad del cálculo hidráulico.
- Reglas de calculo
- Opción de cálculo de PC
- El efecto del material de la tubería en el cálculo.
- Cálculo del consumo en un área limitada.
- Ejemplo de cálculo
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
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Para un funcionamiento seguro y sin problemas del suministro de gas, debe diseñarse y calcularse. Es importante hacer coincidir perfectamente las tuberías para todos los tipos de líneas de presión, asegurando un suministro estable de gas a los instrumentos.
Para que la selección de tuberías, accesorios y equipos sea lo más precisa posible, realice un cálculo hidráulico de la tubería. ¿Cómo hacerlo? Admítelo, no estás bien versado en este asunto, entendamos.
Sugerimos familiarizarse con la información cuidadosamente seleccionada y procesada a fondo sobre las opciones para la producción de cálculos hidráulicos para sistemas de gasoductos. El uso de los datos presentados por nosotros garantizará el suministro de combustible azul a los instrumentos con los parámetros de presión requeridos. Los datos cuidadosamente verificados se basan en documentos reglamentarios.
El artículo está muy bien descrito los principios y esquemas para la producción de cálculos. Un ejemplo de realizar cálculos. Las aplicaciones gráficas y las instrucciones en video se utilizaron como un suplemento informativo útil.
Especificidad del cálculo hidráulico.
Cualquier cálculo hidráulico realizado es la determinación de los parámetros de un futuro gasoducto. Este procedimiento es obligatorio, así como una de las etapas más importantes de preparación para la construcción. Depende de la exactitud del cálculo si la tubería funcionará de manera óptima.
En la implementación de cada cálculo hidráulico se encuentra la definición:
- el diámetro requerido de las tuberías que asegurará un transporte eficiente y estable de la cantidad requerida de gas;
- si las pérdidas de presión serán aceptables al mover el volumen requerido de combustible azul en tuberías de un diámetro determinado.
Las pérdidas de presión se producen porque existe resistencia hidráulica en cualquier tubería de gas. Si se calcula incorrectamente, puede llevar al hecho de que los consumidores no tienen suficiente gas para el funcionamiento normal en todos los modos o en los momentos de su consumo máximo.
Esta tabla es el resultado de un cálculo hidráulico basado en los valores dados. Para realizar cálculos, deberá realizar indicadores específicos en las columnas.
| El comienzo de la trama. | Fin de la trama | Consumo estimado m³ / h | Longitud de la tubería | Diámetro interno, cm | Presión inicial, pa | Presión final, pa | Caída de presión, pa |
| 1 | 2 | 31.34 | 120 | 9.74 | 2000.00 | 1979, 33 | 20.67 |
| 2 | 3 | 31.34 | 150 | 9.74 | 1979, 33 | 1953.48 | 25.84 |
| 3 | 4 | 31.34 | 180 | 7.96 | 1953.48 | 1872.52 | 80.96 |
| 4 | 5 | 29.46 | 90 | 7.96 | 1872.52 | 1836.2 | 36.32 |
| 5 | 6 | 19.68 | 120 | 8.2 | 1836.2 | 1815.45 | 20.75 |
| 6 | 7 | 5.8 | 100 | 8.2 | 1815.45 | 1813.95 | 1.5 |
| 4 | 8 | 9.14 | 140 | 5 | 1872.52 | 1806.38 | 66.14 |
| 6 | 9 | 4.13 | 70 | 5 | 1815.45 | 1809.83 | 5.62 |
Dicha operación es un procedimiento estandarizado por el estado que se lleva a cabo de acuerdo con las fórmulas, los requisitos establecidos en SP 42-101-2003 .
Se requieren cálculos para llevar a cabo el desarrollador. La base son los datos de las especificaciones técnicas de la tubería, que se pueden obtener en la tienda de gas de su ciudad.
Tuberías que requieren asentamiento
El estado requiere que se realicen cálculos hidráulicos para todos los tipos de tuberías relacionadas con el sistema de suministro de gas. Dado que los procesos que ocurren durante el movimiento del gas son siempre los mismos.
Estas tuberías incluyen los siguientes tipos:
- baja presión
- Presión media, alta.
Los primeros están diseñados para transportar combustible a instalaciones residenciales, todo tipo de edificios públicos, empresas domésticas. Además, en los edificios privados de apartamentos, casas de campo, la presión del gas no debe superar los 3 kPa, en las empresas domésticas (no producción) este indicador es mayor y alcanza los 5 kPa.
El segundo tipo de tuberías está diseñado para suministrar redes, con diversos puntos de control de gas de baja y media presión, así como para suministrar gas a consumidores individuales.
Puede ser industrial, agrícola, varios servicios públicos e incluso separados, o unidos a edificios industriales. Pero en los dos últimos casos habrá importantes limitaciones de presión.
Los especialistas enumerados anteriormente se dividen convencionalmente en las siguientes categorías:
- intra-house, intra-shop, es decir, transportar combustible azul dentro de cualquier edificio y entregarlo a unidades individuales, aparatos;
- Las sucursales de suscriptores solían suministrar gas desde una red de distribución a todos los clientes existentes;
- distribución, utilizada para suministrar gas a ciertos territorios, por ejemplo, ciudades, sus áreas individuales, empresas industriales. Su configuración es diferente y depende de las características del diseño. La presión dentro de la red puede ser cualquiera: baja, media, alta.
Además, el cálculo hidráulico se realiza para redes de gas con diferentes números de niveles de presión, de los cuales hay muchas variedades.
Por lo tanto, para satisfacer las necesidades se pueden utilizar redes de dos etapas que trabajen con gas transportado a baja, alta presión o baja, media. Y también encontró el uso de tres etapas y varias redes de múltiples etapas. Es decir, todo depende de la disponibilidad de los consumidores.
La resistencia hidráulica es la razón principal de la necesidad de realizar este tipo de cálculo. Además, depende del material del tubo.
A pesar de la amplia variedad de opciones de tuberías de gas, el cálculo hidráulico es similar en cualquiera de los casos. En cuanto a la fabricación, se utilizan elementos estructurales con materiales similares, y los mismos procesos tienen lugar dentro de las tuberías.
La resistencia hidráulica y su papel.
Como se mencionó anteriormente, la base para el cálculo es la presencia de resistencia hidráulica en cada tubería.
Actúa sobre toda la estructura de la tubería, así como sobre sus partes individuales, nodos - tees, lugares de reducción significativa en el diámetro de las tuberías, válvulas y varias válvulas. Esto da lugar a una pérdida de presión por el gas transportado.
La resistencia hidráulica es siempre la suma de:
- Resistencia lineal, es decir, actuando a lo largo de toda la longitud de la estructura;
- resistencia local que actúa sobre cada componente de la estructura, donde se produce un cambio en la velocidad del transporte de gas.
Los parámetros enumerados afectan de manera constante y significativa el rendimiento de cada canalización. Por lo tanto, como resultado de un cálculo incorrecto, habrá pérdidas financieras adicionales e importantes debido al hecho de que el proyecto tendrá que rehacerse.
Reglas de calculo
Se indicó anteriormente que el procedimiento para cualquier cálculo hidráulico está regulado por el Código de práctica de perfiles con el número 42-101-2003.
El documento prueba que el método principal de cálculo es el uso de una computadora con programas especiales para este fin, que permite calcular la pérdida de presión planificada entre las secciones de un futuro gasoducto o el diámetro requerido de las tuberías.
Cualquier cálculo hidráulico se realiza después de la creación de un esquema de diseño, incluidos los indicadores principales. Además, el usuario introduce datos conocidos en las columnas correspondientes.
Si no hay tales programas o si una persona cree que su uso no es práctico, se pueden aplicar otros métodos permitidos por el Código de Práctica.
Que incluyen:
- El cálculo por las fórmulas dadas en la empresa conjunta es el método de cálculo más complicado;
- el cálculo de los denominados nomogramas es una opción más sencilla que usar fórmulas, ya que no es necesario realizar ningún cálculo, ya que los datos necesarios se enumeran en una tabla especial y se enumeran en las Reglas, y solo tiene que recogerlos.
Cualquiera de los métodos de cálculo lleva a los mismos resultados. Y, por lo tanto, el gasoducto de nueva construcción podrá proporcionar un suministro oportuno e ininterrumpido de la cantidad planificada de combustible, incluso durante las horas de su máximo uso.
Opción de cálculo de PC
Realizar cálculos usando una computadora es lo que menos tiempo requiere: todo lo que se requiere de una persona es insertar los datos necesarios en las columnas correspondientes.
Por lo tanto, el cálculo hidráulico se realiza en unos pocos minutos, y esta operación no requerirá un gran inventario de conocimientos, lo que es necesario cuando se usan fórmulas.
Para su correcta implementación es necesario tomar los siguientes datos de las condiciones técnicas:
- densidad del gas;
- coeficiente de viscosidad cinética;
- Temperatura del gas en su región.
Las condiciones técnicas necesarias se obtienen en la salida de gas del asentamiento en el que se construirá el gasoducto. En realidad, el diseño de cualquier tubería comienza con la recepción de este documento, ya que contiene todos los requisitos básicos para su diseño.
El uso de programas especiales es el método más simple de cálculo hidráulico, que elimina la búsqueda y el estudio de fórmulas para realizar cálculos.
A continuación, el desarrollador debe conocer la tasa de flujo de gas para cada dispositivo que se planea conectar al gasoducto. Por ejemplo, si el combustible se transportará a una casa privada, entonces se usan platos para cocinar, todo tipo de calderas de calefacción, y en sus pasaportes siempre tienen los números correctos.
Además, debe saber la cantidad de quemadores para cada placa que se conectará a la tubería.
En la siguiente etapa de recopilación de los datos necesarios, se toma información sobre la caída de presión en los sitios de instalación de cualquier equipo: esto podría ser un medidor, una válvula de cierre, una válvula de cierre térmico, un filtro y otros elementos.
En este caso, los números requeridos son fáciles de encontrar; están contenidos en una tabla especial adjunta al pasaporte de cada producto. El diseñador debe prestar atención al hecho de que la caída de presión debe indicarse en el consumo máximo de gas.
Desde una tabla especial adjunta al pasaporte de los productos, puede encontrar información sobre la pérdida de presión al conectar dispositivos a la red.
En el siguiente paso, se recomienda averiguar cuál será la presión del combustible azul en el punto de conexión. Dicha información puede contener las condiciones técnicas de su Gorgaz, un esquema previamente dibujado del futuro gasoducto.
Si la red consta de varias secciones, deben estar numeradas e indicar la longitud real. Además, para cada uno, debe registrar todos los indicadores variables por separado: este es el consumo total de cualquier dispositivo que se utilizará, la caída de presión y otros valores.
Sin falta, se requiere un factor de simultaneidad. Tiene en cuenta la posibilidad de un funcionamiento conjunto de todos los consumidores de gas conectados a la red. Por ejemplo, todos los equipos de calefacción ubicados en un edificio de apartamentos o en una casa privada.
Dichos datos son utilizados por un programa que realiza un cálculo hidráulico para determinar la carga máxima en cualquier sección o en toda la tubería de gas.
Para cada apartamento o casa individual, este coeficiente no debe calcularse, ya que sus valores son conocidos y se muestran en la siguiente tabla:
Una tabla con coeficientes de simultaneidad, cuyos datos se utilizan para cualquier tipo de cálculos. Simplemente seleccione la columna correspondiente a un electrodoméstico específico y tome el número deseado.
Si en algún objeto se planea usar más de dos calderas de calefacción, hornos y calentadores de agua capacitivos, el indicador de simultaneidad siempre será igual a 0.85. Como será necesario especificar en la columna apropiada utilizada para el cálculo, el programa.
A continuación, debe especificar el diámetro de las tuberías, y aún necesita la rugosidad de sus coeficientes, que se utilizarán en la construcción de la tubería. Estos valores son estándar y se pueden encontrar fácilmente en el Código de práctica.
El efecto del material de la tubería en el cálculo.
Para la construcción de gasoductos se pueden utilizar tuberías hechas de ciertos materiales: acero, polietileno. En algunos casos, se utilizan productos de cobre. Las construcciones metálicas serán utilizadas masivamente en breve.
Cada tubería tiene una rugosidad, lo que conduce a una resistencia lineal, que afecta el proceso de mover el gas. Además, este indicador es significativamente más alto en productos de acero que en plástico.
Hoy en día, solo se puede obtener la información necesaria para tubos de acero y polietileno. Como resultado, el diseño y el cálculo hidráulico se pueden realizar solo teniendo en cuenta sus características, como lo exige el Código de Práctica del perfil. El documento también contiene los datos necesarios para el cálculo.
El coeficiente de rugosidad es siempre igual a los siguientes valores:
- para todos los tubos de polietileno, sin importar si son nuevos o no, - 0.007 cm;
- para productos de acero ya usados - 0.1 cm;
- Para nuevas estructuras de acero - 0, 01 cm.
Para cualquier otro tipo de tubería, este indicador no se especifica en el Código. Por lo tanto, no deben utilizarse para la construcción de un nuevo gasoducto, ya que los expertos de la Compañía Gorgas pueden requerir enmiendas. Y esto de nuevo es un costo adicional.
Cálculo del consumo en un área limitada.
Si el gasoducto consta de secciones separadas, el cálculo del flujo total en cada una de ellas deberá realizarse por separado. Pero no es difícil, ya que se requerirán cifras ya conocidas para los cálculos.
Definición de datos utilizando el programa.
Al conocer los indicadores iniciales, tener acceso a la tabla de simultaneidad y a los pasaportes técnicos de estufas y calderas, puede proceder al cálculo.
Para hacer esto, se realizan las siguientes acciones (se da un ejemplo para un gasoducto interno de baja presión):
- El número de calderas se multiplica por el rendimiento de cada una.
- El valor resultante se multiplica por el coeficiente de simultaneidad para este tipo de consumidores que se refinó utilizando una tabla especial.
- El número de platos de cocción se multiplica por el rendimiento de cada uno.
- El valor obtenido después de la operación anterior se multiplica por el coeficiente de simultaneidad, tomado de una tabla especial.
- Se resumen las cantidades recibidas por calderas y estufas.
Tales manipulaciones se llevan a cabo para todas las secciones de la tubería. Los datos obtenidos se ingresan en las columnas correspondientes del programa, con las que se realiza el cálculo. La electrónica hace todo lo demás.
Cálculo mediante fórmulas
Este tipo de cálculo hidráulico es similar al descrito anteriormente, es decir, se requerirán los mismos datos, pero el procedimiento será largo. Como todo debe hacerse manualmente, además, el diseñador deberá realizar una serie de operaciones intermedias para utilizar los valores obtenidos para el cálculo final.
También tendrá que pasar mucho tiempo para comprender muchos conceptos, preguntas que una persona no cumple cuando utiliza un programa especial. En la imparcialidad de lo anterior, puede estar seguro de haber leído las fórmulas que se utilizarán.
El cálculo con la ayuda de fórmulas es complicado, por lo que no es accesible para todos. La imagen muestra la fórmula para calcular la caída de presión en la red de presión alta, media y baja y el coeficiente de fricción hidráulica.
En la aplicación de fórmulas, como en el caso del cálculo hidráulico utilizando un programa especial, hay características para tuberías de gas de baja, media y, por supuesto, alta presión. Y esto debe recordarse, ya que el error es tenso, y siempre, con costos financieros impresionantes.
Cálculos utilizando nomogramas.
Cualquier nomograma especial es una tabla donde se indican una serie de valores, después del estudio, en los que puede obtener los indicadores necesarios sin realizar cálculos. En el caso del cálculo hidráulico, el diámetro de la tubería y el espesor de sus paredes.
Los nomogramas para el cálculo son una forma fácil de obtener la información que necesita. Basta con referirse a las líneas que cumplen con las características de red especificadas.
Hay nomogramas separados para productos de polietileno y acero. Al calcularlos, se utilizaron datos estándar, por ejemplo, la rugosidad de las paredes internas. Por lo tanto, la exactitud de la información no puede preocuparse.
Ejemplo de cálculo
Se proporciona un ejemplo de un cálculo hidráulico utilizando el programa para tuberías de gas de baja presión. En la tabla propuesta, todos los datos que el diseñador debe ingresar solo se resaltan en amarillo.
Se enumeran en el párrafo sobre el cálculo hidráulico computarizado arriba. Esta es la temperatura del gas, el coeficiente de viscosidad cinética, la densidad.
En este caso, el cálculo se realiza para calderas y estufas, por lo que es necesario prescribir el número exacto de quemadores, que puede ser 2 o 4. La precisión es importante, porque el programa seleccionará automáticamente el factor de simultaneidad.
Las columnas de la imagen están resaltadas en amarillo, en las que el diseñador mismo debe ingresar los indicadores. A continuación se muestra la fórmula para calcular el flujo en el sitio.
Vale la pena prestar atención a la numeración de las parcelas; no se inventa de forma independiente, sino que se toma del esquema dibujado anteriormente, donde se indican cifras similares.
A continuación, se prescribe la longitud real de la tubería y la llamada longitud estimada, que es más larga. Esto sucede porque en todas las áreas donde hay resistencia local, es necesario aumentar la longitud en un 5-10%. Esto se hace para eliminar la presión de gas insuficiente en los consumidores. El programa realiza el cálculo de forma independiente.
El consumo total en metros cúbicos, para el cual se proporciona una columna separada, se calcula por adelantado en cada sitio. Si se trata de una casa multifamiliar, debe especificar el número de viviendas y comenzar con el valor máximo, como se puede ver en la columna correspondiente.
Es obligatorio incluir todos los elementos de la tubería en la tabla, con el paso de los cuales se pierde la presión. En el ejemplo, la válvula es termoestable, cierre y contador. El valor de la pérdida en cada caso se tomó en el pasaporte del producto.
С помощью одной программы можно делать расчеты для всех видов газопроводов. На картинке исчисления для сети среднего давления
Внутренний диаметр трубы указывается согласно техническому заданию, если у горгаза есть какие-то требования, или из ранее составленной схемы. В этом случае на большинстве участков он прописан в размере 5 см, ведь большая часть газопровода идет вдоль фасада, а местный горгаз требует, чтобы диаметр был не меньше.
Если даже поверхностно ознакомиться с приведенным примером выполнения гидравлического расчета, то легко заметить, что, кроме внесенных человеком значений, присутствует большое количество других. Это все результат работы программы, так как после внесения цифр в конкретные колонки, выделенные желтым цветом, для человека работа по расчету закончена.
То есть само вычисление происходит довольно оперативно, после чего с полученными данными можно отправляться на согласование в горгаз своего города.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Этот ролик дает возможность понять, с чего начинается гидравлический расчет, откуда проектировщики берут нужные данные:
В следующем ролике приведен пример одного из видов компьютерного расчета:
Далее можно ознакомиться с примером расчета с использованием компьютерной программы:
Чтобы выполнить гидравлический расчет с помощью компьютера, как это позволяет профильный Свод правил, достаточно потратить немного времени на ознакомление с программой и сбор нужных данных.
Но практического значения все это не имеет, так как составление проекта - процедура гораздо более объемная и включает в себя множество других вопросов. Ввиду этого большинству граждан придется обращаться за помощью к специалистам.
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