10-3. Расчет газопроводов 1

Допустим, что мы имеем газопровод низкого давления с pн = 3 кн/м2. Если этот газопровод имеет длину l = 100 м и внутренний диаметр D = 100 мм, то при движении природного газа в количестве V = 21,9 м3/ч потеря давления составит ∆p = 10 н/м2, а при пропуске V = 671 м3/ч падение давления составит ∆p = 5 кн/м2, причем скорость газа во втором случае будет w = 23,5 м/сек. Ясно, что второй случай неосуществим, так как ∆p > pн, а в первом случае падение давления слишком мало, что говорит о недостаточном использовании газопровода.

Перепад давления газа от регулятора давления ГРП до газовой горелки зависит главным образом от характера работы технологического агрегата; этот перепад не должен превышать допустимого, величину которого до наиболее удаленной горелки в процентах от номинального давления газа перед горелками можно принимать для печей, оборудованных: а) инжекционными горелками среднего давления 10 — 15 %; б) инжекционными горелками низкого давления 20 — 25 %; в) смесительными горелками 40 — 50 %.

Следует помнить, что расход газа агрегатами часто бывает переменным, поэтому перепад давлений определяется и тепловой нагрузкой агрегата. Если в приведенном выше примере считать величину допустимого падения давления 0,5 кн/м2, то через газопровод с диаметром D = 100 мм можно передать газ в количестве V = 200 м3/ч. Скорость газа в этом случае составит w = 8 м/сек.

Определять диаметр газопровода по формуле (10-1), задаваясь скоростью газа, можно только при ориентировочных (прикидочных) расчетах. При гидравлическом (аэродинамическом) расчете прямолинейных газопроводов в основу расчета берется формула Дарси для определения потерь давления на трение:

Здесь λ - коэффициент трения, зависящий от характера движения, от величины критерия Рейнольдса Re и относительной шероховатости труб e/D; l и D - длина и внутренний диаметр газопровода, м; w - средняя действительная скорость газа, м/сек; ρ - плотность газа, кг/м3 (при заданных условиях).