10-3. Расчет газопроводов

При проектировании определяют диаметры газопроводов, исходя из величины допускаемой потери давления на рассматриваемых участках и количеств газа, которые требуется передать по трубопроводам. При поверочных расчетах, когда известны размеры газопровода - диаметр и длина, определяют величину падения давления на каждом участке при заданном количестве газа, проходящего через газопровод, которое может быть выражено формулой:

Здесь w - средняя по сечению скорость газа, м/сек; D - диаметр газопровода, м; V - количество газа при фактическом состоянии, т. е. при заданных его давлении и температуре, м3.

Пересчет действительного объема на объем при нормальных или стандартных условиях производится на основе характеристического уравнения. Если первое состояние газа характеризуется абсолютным давлением p1 и абсолютной температурой T1, а второе соответственно p2 и T2, то:

Здесь ρ1 и ρ2 - плотности газа при первом и втором состояниях, кг/м3; v1 и v2 - удельные объемы газа, м3/кг.

В газопроводах низкого давления, когда избыточное давление газа составляет до 5 кн/м2, а абсолютное давление газа мало отличается от нормального (10332 дан/м2), можно считать, что p2/p1 ≈ 1 и тогда:

Условием неразрывности потока в двух его сечениях f1 и f2 является уравнение:

откуда следует, что для газопровода неизменного сечения:

Газ движется по трубопроводу за счет перехода потенциальной энергии сжатого газа в кинетическую; при движении его часть кинетической энергии расходуется на работу трения и далее переходит в тепло. На преодоление сопротивлений при движении газа на данном участке газопровода может быть израсходован перепад давления ∆p = pн - pк, где pн и pк - начальное и конечное давления газа.