3. Графоаналітичний розрахунок газової мережі низького тиску комбінованої структури
Дана мережа низького тиску є вуличною мережою газопостачання міського населеного пункту. Вона має комбіновану структуру, так як включає в собі два суміжні кільця І і ІІ , одна зона А та дві тупикові ділянки (рисунок 3.1). Живиться мережа від ГРП. Необхідно підібрати діаметри кожної ділянки мережі так, щоб максимально використати заданий перепад тиску та врахувати для кільцевої частини виконання умови законів Кірхгофа.
3.1 Розробка розрахункової схеми і визначення витрат газу для ділянок газової мережі низького тиску
Складаємо розрахункову схему заданої газової мережі низького тиску. Нумеруємо кільця римськими цифрами, а зони – великими латинськими літерами (рисунок 3.1). Щоб усі ділянки мережі стали приблизно одинаковими, їх доцільно розділити на дві коротші. Нумеруємо усі характерні точки газової мережі (рисунок 3.1).
Вибираємо напрями руху газу за такими принципами:
газ повинен рухатися від джерела (ГРП) до віддаленних точок найкоротшим шляхом і не повертаючись назад;
для виконання закону Кірхгофа у кожному кільці мережі повинна виконуватися умова: по приблизно половині ділянок газ повинен рухатися за годинниковою стрілкою, по другій половині – проти годинникової стрілки.
Для спрощення розрахункової схеми вводимо умовні тупики, місця знаходження яких знаходимо за правилом діагоналей (на рисунку 3.1 позначено стрілками).
Знаходимо основні напрямки руху газу в газовій мережі. Кількість основних напрямків відповідає кількості ділянок, які безпосередньо виходять із джерела живлення мережі і ведуть до найбільш віддалених тупиків. Наносимо основні напрямки на схему (потовщені лінії на рисунку 3.1).
Шукаємо довжини loi основних напрямків:
- перший основний напрямок 5-8-9-2: lo1=250+150+200=600 м;
- ділянки 8-7 та 8-10 є відгалуженнями від першого основного напрямку.
- другий основний напрямок 5-4-3-2-1: lo2=150+150+100+150=550 м;
- третій основний напрямок 5-6-7: lo3=250+250=500 м;
Рисунок
3.1 - Розрахункова схема газової мережі
низького тиску
Для
кожної ділянки 
газової
мережі визначаємо шляхові Qш,
транзитні Qт
і розрахункові Qр
витрати газу за формулами:
, (3.1.1)
де q – питома шляхова витрата газу на ділянці, причому для ділянок, які належать сусіднім кільцям мережі, питома витрата газу визначається як сума питомих витрат сусідніх ділянок;
l – геометрична довжина ділянки.
, (3.1.2)
де Qт і Qш – транзитні та шляхові витрати газу ділянок, які розпочинаються в кінцевій точці рахованої ділянки.
(3.1.3)
Результати розрахунку витрат газу для ділянок мережі зводимо в таблицю 3.1.
Таблиця
3.1 – Результати розрахунку витрат газу
для ділянок газової мережі
Ділянка |
Довжина l, м |
Питома шляхова витрата газу q, м3/(год.м) |
Витрати газу, м3/год |
||
Qш |
Qт |
Qр |
|||
9-2 |
200 |
0,390 |
78,00 |
0,00 |
39,00 |
8-9 |
150 |
0,390 |
58,50 |
78,00 |
107,25 |
10-8 |
100 |
0,190 |
19,00 |
0,00 |
9,50 |
7-8 |
250 |
0,120 |
30,00 |
0,00 |
15,00 |
5-8 |
250 |
0,320 |
80,00 |
185,50 |
225,50 |
|
|||||
2-1 |
150 |
0,190 |
28,50 |
0,00 |
14,25 |
3-2 |
100 |
0,200 |
20,00 |
28,50 |
38,50 |
4-3 |
150 |
0,200 |
30,00 |
48,50 |
63,50 |
5-4 |
150 |
0,200 |
30,00 |
78,50 |
93,50 |
|
|||||
6-7 |
250 |
0,120 |
30,00 |
0,00 |
15,00 |
5-6 |
250 |
0,120 |
30,00 |
30,00 |
45,00 |
|
|
|
Qш = 434 |
|
|
Виконуємо перевірку правильності розрахунку транзитних витрат газу. Для цього спочатку додаємо усі шляхові витрати газу, результат порівнюємо із сумою шляхових та транзитних витрат ділянок, які безпосередньо виходять із джерела живлення.
(Qш + Qт) = (80+185,5)+(30+78,5)+( 30+30)= 434м3/год.
Суми співпали, отже, розрахунок виконано вірно.