Cálculo do gasoduto hidráulico: métodos de cálculo + exemplo de cálculo

Para uma operação segura e sem problemas do fornecimento de gás, ele deve ser projetado e calculado. É importante combinar perfeitamente os tubos para todos os tipos de linhas de pressão, garantindo um fornecimento estável de gás para os instrumentos.

Para fazer a seleção de tubos, conexões e equipamentos o mais preciso possível, produza o cálculo hidráulico da tubulação. Como fazer isso? Admita, você não é bem versado nesse assunto, vamos entender.

Sugerimos que você conheça as informações escrupulosamente selecionadas e cuidadosamente processadas sobre as opções para a produção de cálculos hidráulicos para sistemas de gasodutos. O uso dos dados apresentados por nós irá garantir o fornecimento de combustível azul para os instrumentos com os parâmetros de pressão necessários. Dados cuidadosamente verificados são baseados em documentos regulatórios.

O artigo é descrito detalhadamente os princípios e esquemas para a produção de cálculos. Um exemplo de realização de cálculos. Aplicações gráficas e instruções de vídeo foram usadas como um suplemento informativo útil.

Especificidade do cálculo hidráulico

Qualquer cálculo hidráulico realizado é a determinação dos parâmetros de um futuro gasoduto. Este procedimento é obrigatório, bem como uma das etapas mais importantes da preparação para a construção. Depende da exatidão do cálculo se o pipeline funcionará de forma otimizada.

Na implementação de cada cálculo hidráulico é a definição:

• necessário diâmetro do tuboque garantirá o transporte eficiente e estável da quantidade certa de gás;
• se as perdas de pressão serão aceitáveis ​​ao mover o volume necessário de combustível azul em tubos de um determinado diâmetro.

Perdas de pressão ocorrem porque a resistência hidráulica existe em qualquer gasoduto. Se for calculado incorretamente, pode levar ao fato de que os consumidores não têm gás suficiente para operação normal em todos os modos ou nos momentos de seu consumo máximo.

Esta tabela é o resultado de um cálculo hidráulico baseado nos valores fornecidos. Para realizar cálculos, você precisará fazer indicadores específicos nas colunas.

Tal operação é um procedimento padronizado pelo estado que é realizado de acordo com as fórmulas, os requisitos SP 42-101–2003.

Cálculos são necessários para realizar o desenvolvedor. A base são os dados das especificações técnicas do gasoduto, que podem ser obtidos na sua loja de gás da cidade.

Oleodutos que exigem liquidação

O estado exige que os cálculos hidráulicos sejam realizados para todos os tipos de tubulações relacionadas ao sistema de fornecimento de gás. Desde que os processos que ocorrem durante o movimento do gás são sempre os mesmos.

Esses pipelines incluem os seguintes tipos:

• baixa pressão;
• média, alta pressão.

Os primeiros são projetados para transportar combustível para instalações residenciais, todos os tipos de edifícios públicos, empresas domésticas. Além disso, em edifícios privados, apartamento, casas, a pressão do gás não deve exceder 3 kPa, em empresas familiares (não-produção), este indicador é maior e atinge 5 kPa.

O segundo tipo de oleoduto é projetado para fornecer redes, com várias pressões baixas e médias, através de pontos de controle de gás, bem como fornecimento de gás para consumidores individuais.

Pode ser industrial, agrícola, várias utilidades e até mesmo desmontadas ou ligadas a edifícios industriais. Mas nos dois últimos casos haverá limitações significativas de pressão.

Os especialistas listados acima são convencionalmente divididos nas seguintes categorias:

• casa, loja intraisto é, transportando combustível azul dentro de um edifício e entregando-o a unidades individuais, aparelhos;
• filiais de assinantesusado para fornecer gás de uma rede de distribuição a todos os clientes existentes;
• distribuiçãousado para fornecer gás a certos territórios, por exemplo, cidades, suas regiões individuais, empresas industriais. Sua configuração é diferente e depende das características do layout. A pressão dentro da rede pode ser fornecida - baixa, média e alta.

Além disso, o cálculo hidráulico é realizado para redes de gás com diferentes níveis de níveis de pressão, dos quais existem muitas variedades.

Assim, para atender as necessidades podem ser utilizadas redes de dois estágios trabalhando com gás transportado em baixa, alta pressão ou baixa, média. E também encontrou o uso de três estágios e várias redes de múltiplos estágios. Ou seja, tudo depende da disponibilidade dos consumidores.

Apesar da grande variedade de opções de gasodutos, o cálculo hidráulico é similar em qualquer um dos casos. Quanto à fabricação, são utilizados elementos estruturais com materiais similares, e os mesmos processos ocorrem dentro dos tubos.

Resistência hidráulica e seu papel

Como mencionado acima, a base para o cálculo é a presença de resistência hidráulica em cada tubulação.

Atua em toda a construção do gasoduto, bem como em suas partes individuais, nós - tees, locais de significativa redução no diâmetro de tubulações, válvulas, válvulas diversas. Isso resulta em perda de pressão pelo gás transportado.

A resistência hidráulica é sempre a soma de:

• resistência linear, isto é, atuando ao longo de toda a extensão da estrutura;
• resistência local agindo em cada componente da estrutura, onde há uma mudança na velocidade de transporte de gás.

Os parâmetros listados constantemente afetam significativamente o desempenho de cada pipeline. Portanto, como resultado de um cálculo incorreto, haverá perdas financeiras adicionais e significativas devido ao fato de que o projeto terá que ser refeito.

Regras de cálculo

Foi declarado acima que o procedimento para qualquer cálculo hidráulico é regulado pelo livro de regras do perfil com o número 42-101–2003.

O documento atesta que a principal maneira de realizar o cálculo é usar um computador com esse programas especiais para calcular a perda de pressão planejada entre seções do futuro gasoduto ou diâmetro do tubo

Se não houver tais programas ou uma pessoa acreditar que seu uso é impraticável, outros métodos permitidos pelo Código de Prática podem ser aplicados.

Que incluem:

• o cálculo pelas fórmulas dadas na joint venture é o método mais complicado de cálculo;
• o cálculo dos chamados nomogramas é uma opção mais simples do que usar fórmulas, porque quaisquer cálculos não é necessário produzir, porque os dados necessários são indicados em uma tabela especial e são dados no Código, e eles só precisam pegar.

Qualquer um dos métodos de cálculo leva aos mesmos resultados. E, portanto, o gasoduto recém-construído será capaz de fornecer suprimento ininterrupto e em tempo hábil da quantidade planejada de combustível, mesmo durante as horas de seu uso máximo.

Opção de cálculo de PC

Realizar o cálculo usando um computador é o menos demorado - tudo o que é necessário de uma pessoa é inserir os dados necessários nas colunas correspondentes.

Portanto, o cálculo hidráulico é feito em poucos minutos, e essa operação não exigirá um grande estoque de conhecimento, o que é necessário ao usar fórmulas.

Para sua correta implementação, é necessário levar os seguintes dados das condições técnicas:

• densidade do gás;
• coeficiente de viscosidade cinética;
• temperatura do gás na sua região.

As condições técnicas necessárias são obtidas na saída de gás do assentamento em que o gasoduto será construído. Na verdade, o design de qualquer pipeline começa com o recebimento deste documento, porque contém todos os requisitos básicos para seu design.

Em seguida, o desenvolvedor precisa saber a taxa de fluxo de gás para cada dispositivo que está planejado para ser conectado ao gasoduto. Por exemplo, se o combustível for transportado para uma casa particular, então muitas vezes são usados placas de cozimento, várias caldeiras de aquecimento e seus passaportes têm sempre números.

Além disso, você precisa saber o número de queimadores para cada placa que será conectada ao tubo.

Na próxima etapa da coleta dos dados necessários, são coletadas informações sobre a queda de pressão nos locais de instalação. qualquer equipamento - pode ser um medidor, uma válvula, uma válvula de fechamento, uma válvula de fechamento térmico, um filtro, etc. itens.

Neste caso, os números necessários são fáceis de encontrar - estão contidos em uma tabela especial anexada ao passaporte de cada produto. O projetista deve prestar atenção ao fato de que a queda de pressão deve ser indicada no consumo máximo de gás.

Na próxima etapa, recomenda-se descobrir qual será a pressão do combustível azul no ponto de amarração. Tais informações podem conter as condições técnicas de seu Gorgaz, um esquema previamente desenhado do futuro gasoduto.

Se a rede consistir em várias seções, elas devem ser numeradas e indicar o tamanho real. Além disso, para cada um, você deve registrar todos os indicadores de variáveis ​​separadamente - este é o consumo total de qualquer dispositivo que será usado, queda de pressão, outros valores.

Sem falhas, um fator de simultaneidade é necessário. Ele leva em conta a possibilidade de operação conjunta de todos os consumidores de gás conectados à rede. Por exemplo, todo o equipamento de aquecimento localizado em um prédio de apartamentos ou em uma casa particular.

Esses dados são usados ​​por um programa que executa um cálculo hidráulico para determinar a carga máxima em qualquer seção ou em todo o gasoduto.

Para cada apartamento ou casa individual, este coeficiente não deve ser calculado, pois seus valores são conhecidos e são mostrados na tabela abaixo:

Se, em qualquer objeto, for planejada a utilização de mais de duas caldeiras de aquecimento, fornos e aquecedores de água capacitivos, o indicador de simultaneidade sempre será igual a 0,85. Como será necessário especificar na coluna apropriada usada para cálculo, o programa.

O seguinte deve indicar diâmetro do tubo, e coeficientes de rugosidade serão necessários, que serão utilizados na construção do gasoduto. Estes valores são padrão e podem ser facilmente encontrados no Código de Práticas.

O efeito do material do tubo no cálculo

Para a construção de gasodutos podem ser utilizados tubos feitos apenas de certos materiais: aço, polietileno. Em alguns casos, produtos de cobre são usados. Em breve será usado maciçamente estruturas metálicas.

Hoje, as informações necessárias podem ser obtidas apenas para tubos de aço e polietileno. Como resultado, o projeto e o cálculo hidráulico podem ser realizados somente levando em consideração suas características, o que é exigido pelo Código de conduta do perfil. O documento também contém os dados necessários para o cálculo.

O coeficiente de rugosidade é sempre igual aos seguintes valores:

• para todos os tubos de polietileno, independentemente de serem novos ou não, - 0,007 cm;
• para produtos de aço já utilizados - 0,1 cm;
• para novas estruturas de aço - 0,01 cm.

Para qualquer outro tipo de tubo, este indicador não está especificado no código. Portanto, eles não devem ser usados ​​para a construção de um novo gasoduto, pois os especialistas da Companhia Gorgas podem exigir emendas. E isso novamente é um custo adicional.

Cálculo do consumo em uma área limitada

Se o gasoduto consistir em seções separadas, o cálculo do fluxo total em cada uma delas terá que ser realizado separadamente. Mas não é difícil, já que números já conhecidos serão necessários para cálculos.

Definição de dados usando o programa

Conhecendo os indicadores iniciais, tendo acesso à tabela de simultaneidade e aos passaportes técnicos de fogões e caldeiras, você pode proceder ao cálculo.

Para fazer isso, as seguintes ações são executadas (um exemplo é dado para um gasoduto interno de baixa pressão):

1. O número de caldeiras é multiplicado pelo desempenho de cada um.
2. O valor resultante é multiplicado pelo coeficiente de simultaneidade para esse tipo de consumidor que foi refinado usando uma tabela especial.
3. O número de pratos de cozinha é multiplicado pelo desempenho de cada um.
4. O valor obtido após a operação anterior é multiplicado pelo coeficiente de simultaneidade, extraído de uma tabela especial.
5. Os montantes recebidos por caldeiras e fogões são resumidos.

Tais manipulações são realizadas para todas as seções do pipeline. Os dados obtidos são inseridos nas colunas correspondentes do programa, com o qual o cálculo é realizado. A eletrônica faz todo o resto.

Cálculo usando fórmulas

Esse tipo de cálculo hidráulico é semelhante ao descrito acima, ou seja, os mesmos dados serão necessários, mas o procedimento será demorado. Como tudo terá que ser feito manualmente, além disso, o projetista precisará realizar várias operações intermediárias para usar os valores obtidos para o cálculo final.

Você também terá que gastar muito tempo para entender muitos conceitos, questões que uma pessoa não conhece quando usa um programa especial. Na equidade do exposto, você pode ter certeza, depois de ler as fórmulas a serem usadas.

Na aplicação de fórmulas, como no caso do cálculo hidráulico utilizando um programa especial, existem recursos para gasodutos de baixo, médio e, é claro, alta pressão. E isso deve ser lembrado, pois o erro é pesado e sempre com custos financeiros impressionantes.

Cálculos usando nomogramas

Qualquer nomograma especial é uma tabela onde um número de valores é indicado, após o estudo, você pode obter os indicadores necessários sem realizar cálculos. No caso de cálculo hidráulico - o diâmetro do tubo e a espessura de suas paredes.

Existem nomogramas separados para produtos de polietileno e aço. Ao calculá-los, foram utilizados dados padrão, por exemplo, a rugosidade das paredes internas. Portanto, a exatidão das informações não pode se preocupar.

Exemplo de cálculo

Um exemplo de um cálculo hidráulico usando o programa para gasodutos de baixa pressão é dado. Na tabela proposta, todos os dados que o designer deve inserir por conta própria são destacados em amarelo.

Eles estão listados no parágrafo sobre cálculo hidráulico computadorizado acima. Esta é a temperatura do gás, o coeficiente de viscosidade cinética, densidade.

Neste caso, o cálculo é realizado para caldeiras e fogões, tendo em vista que é necessário prescrever o número exato de queimadores, que podem ser 2 ou 4. Precisão é importante, porque o programa selecionará automaticamente o coeficiente de simultaneidade.

Vale a pena prestar atenção à numeração das parcelas - não é inventada independentemente, mas tirada do esquema previamente desenhado, onde são indicados números semelhantes.

Em seguida, o comprimento real do gasoduto e o chamado comprimento estimado, que é mais longo, é prescrito. Isso acontece porque em todas as áreas onde há resistência local, é necessário aumentar o comprimento em 5 a 10%. Isso é feito para eliminar a pressão insuficiente do gás nos consumidores. O programa executa o cálculo de forma independente.

O consumo total em metros cúbicos, para o qual é fornecida uma coluna separada, é calculado antecipadamente em cada local. Se for uma residência multifamiliar, será necessário especificar o número de alojamento e começar com o valor máximo, como pode ser visto na coluna correspondente.

É obrigatório incluir todos os elementos da tubulação na tabela, com a passagem da qual a pressão é perdida. No exemplo, a válvula é termofixa, desligada e contrária. O valor da perda em cada caso foi tomado no passaporte do produto.

O diâmetro interno do tubo é indicado de acordo com a tarefa técnica, se o Gorgas tiver quaisquer requisitos, ou de um esquema previamente desenhado. Neste caso, na maioria das seções, é registrado em um tamanho de 5 cm, uma vez que a maior parte do gasoduto segue ao longo da fachada, e o posto de gasolina da cidade local exige que o diâmetro não seja menor.

Se é até mesmo superficial se familiarizar com o exemplo de realizar cálculos hidráulicos, é fácil ver que, além dos valores inseridos pela pessoa, há um grande número de outros. Este é todo o resultado do programa, pois depois de inserir os números nas colunas de concreto destacadas em amarelo, o trabalho de cálculo é concluído para a pessoa.

Ou seja, o cálculo ocorre rapidamente, após o qual os dados recebidos podem ser enviados para aprovação ao departamento de gás da cidade.

Conclusões e vídeos úteis sobre o tema

Este vídeo permite entender como o cálculo hidráulico começa, de onde os projetistas pegam os dados necessários:

O vídeo a seguir mostra um exemplo de um dos tipos de cálculo do computador:

Então você pode ver um exemplo de cálculo usando um programa de computador:

Para executar um cálculo hidráulico usando um computador, como o código de perfil permite, é suficiente gastar um pouco de tempo para conhecer o programa e coletar os dados necessários.

Mas tudo isso não tem significado prático, uma vez que a elaboração de um projeto é um procedimento muito mais extenso e envolve muitas outras questões. Portanto, a maioria dos cidadãos terá que procurar ajuda de especialistas.

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