Gaasitorustiku hüdrauliline arvutus: meetodid ja arvutusviisid + arvutuse näide

Gaasivarustuse ohutuks ja tõrgeteta tööks tuleb see projekteerida ja arvutada. Oluline on valida veatult torud igat tüüpi rõhu magistraalide jaoks, mis tagavad stabiilse gaasitarnimise seadmetele.

Selleks, et torude, liitmike ja seadmete valik oleks võimalikult täpne, teostatakse torustiku hüdrauliline arvutus. Kuidas seda teha? Tunnistage, et Te pole selles küsimuses liiga pädev, hakkame selgeks tegema.

Meie pakume tutvuda hoolikalt valitud ja põhjalikult töödeldud teabega gaasitorustikusüsteemide hüdraulilise arvutuse teostamise võimaluste kohta. Meie esitatud andmete kasutamine tagab sinise kütuse tarnimise seadmetesse nõutavate rõhuparameetritega. Põhjalikult kontrollitud andmed tuginevad normatiivdokumentatsiooni eeskirjadele.

Artiklis on ülimalt põhjalikult räägitud arvutuste tegemise põhimõtetest ja skeemidest. Toodud on arvutuste tegemise näide. Kasuliku informatiivse lisandina on kasutatud graafilisi rakendusi ja videojuhiseid.

Hüdraulilise arvutuse eripära

Iga teostatav hüdrauliline arvutus kujutab endast tulevase gaasitorustiku parameetrite määramist. See protseduur on kohustuslik ja üks tähtsamaid etappe ettevalmistuses ehituseks. Arvutuse õigsusest sõltub, kas gaasitorustik töötab optimaalses režiimis.

Iga hüdraulilise arvutuse teostamisel määratakse:

• vajaliku torude läbimõõdu, mis tagavad vajaliku gaasikoguse tõhusa ja stabiilse transpordi;
• kas rõhukaod on vastuvõetavad etteantud läbimõõduga torudes nõutava sinise kütuse mahu liikumisel.

Rõhukaod tekivad seetõttu, et igas gaasitorustikus on hüdrauliline takistus. Vale arvutuse korral võib see viia selleni, et tarbijatel ei jätku gaasi normaalseks tööks kõigis režiimides või selle maksimaalse tarbimise hetkedel.

See tabel on hüdraulilise arvutuse tulemus, mis teostati etteantud väärtusi arvestades. Arvutuste tegemiseks tuleb veergudesse sisestada konkreetsed näitajad.

Selline toiming on riigi poolt standardiseeritud protseduur, mida teostatakse vastavalt valemitele ja nõuetele, mis on sätestatud SP 42-101–2003.

Arvutused peab läbi viima arendaja. Aluseks võetakse torujuhtme tehniliste tingimuste andmed, mida saab oma linnagaasist.

Gaasitorustikud, mis vajavad arvutuste tegemist

Riik nõuab, et hüdraulilisi arvutusi teostataks kõigi gaasivarustussüsteemi kuuluvate torustike tüüpide jaoks. Kuna gaasi liikumisel toimuvad protsessid on alati ühesugused.

Nimetatud gaasitorustike hulka kuuluvad järgmised liigid:

• madalrõhuga;
• keskmise ja kõrge rõhuga.

Esimesed on ette nähtud kütuse transportimiseks elamutele, igasugustele ühiskondlikele hoonetele, olmeettevõtetele. Kusjuures era- ja korterelamutes ning suvilates ei tohi gaasirõhk ületada 3 kPa, olmeettevõtetes (mitte-tootmislikes) on see näitaja kõrgem ja ulatub 5 kPa-ni.

Teine torustike tüüp on ette nähtud võrkude toitmiseks – nii madal- kui keskmise rõhuga võrkude – läbi gaasiregulaatorpunktide, samuti gaasi juhtimiseks üksikutele tarbijatele.

Need võivad olla tööstus-, põllumajandus-, erinevad kommunaalettevõtted ning isegi eraldi seisvad või tööstushoonete juurde ehitatud hooned. Kuid kahel viimasel juhul kehtivad olulised rõhupiirangud.

Eespool loetletud gaasitorustike liigid jagavad spetsialistid tinglikult järgmistesse kategooriatesse:

• hoonesisesed, tsehhisisesed, s.t. transportivad sinist kütust mingi hoone sees ja toimetavad selle üksikutele seadmetele, aparaadile;
• abonendiharud, mida kasutatakse gaasi tarnimiseks mingist jaotusvõrgust kõigile olemasolevatele tarbijatele;
• jaotusgaasitorustikud, mida kasutatakse gaasiga varustamiseks teatud territooriumidel, näiteks linnades, nende eraldi rajoonides, tööstusettevõtetes. Nende konfiguratsioon võib olla erinev ja sõltub planeeringu iseärasustest. Rõhk võrgus võib olla mis tahes ettenähtud – madal, keskmine, kõrge.

Lisaks teostatakse hüdraulilist arvutust erineva arvu rõhuastmetega gaasivõrkude puhul, mille liike on palju.

Nii võib vajaduste rahuldamiseks kasutada kaheastmelisi võrke, mis töötavad madal- ja kõrgrõhul või madal- ja keskmisel rõhul transporditava gaasiga. Samuti on leidnud rakendust kolmeastmelised ja mitmesugused mitmeastmelised võrgud. See tähendab, et kõik sõltub ainult tarbijate olemasolust.

Hüdrauliline takistus on peamine põhjus, miks seda tüüpi arvutus on vajalik. Kusjuures see sõltub ka toru materjalist.

Vaatamata gaasitorustike suurele mitmekesisusele on hüdrauliline arvutus igal juhul sarnane. Kuna valmistamisel kasutatakse sarnaste materjalidega konstruktsioonielemente ning torude sees toimuvad samasugused protsessid.

Hüdrauliline takistus ja selle roll

Nagu eespool märgitud, on arvutuse tegemise aluseks hüdraulilise takistuse olemasolu igas gaasitorustikus.

See mõjub kogu torustiku konstruktsioonile ning ka selle üksikutele osadele, sõlmedele – triibikutele, torude diameetri olulise vähendamise kohtadele, sulgarmatuurile, erinevatele klappidele. See põhjustab transporditava gaasi rõhukadu.

Hüdrauliline takistus on alati summa:

• lineaarsest takistusest, mis mõjub kogu konstruktsiooni pikkuses;
• kohalikest takistustest, mis mõjuvad iga konstruktsiooni koostisosa juures, kus toimub gaasi transpordikiiruse muutus.

Loetletud parameetrid mõjutavad pidevalt ja oluliselt iga gaasitorustiku tööomadusi. Seetõttu põhjustab vale arvutus täiendavaid ja märkimisväärseid rahalisi kaotusi, sest projekti tuleb ümber teha.

Arvutuse tegemise reeglid

Eespool märgiti, et iga hüdraulilise arvutuse protseduuri reguleerib vastav reeglistik numbriga 42-101–2003.

Dokument tõendab, et arvutamise peamine viis on selleks kasutada arvutit spetsiaalsete programmidega, mis võimaldavad arvutada planeeritava rõhukao tulevase gaasitorustiku lõikude vahel või vajaliku torude läbimõõdu.

Iga hüdrauliline arvutus teostatakse pärast arvutusskeemi loomist, mis sisaldab põhinäitajaid. Peale selle sisestab kasutaja vastavatesse veergudesse teadaolevad andmed.

Kui selliseid programme pole või inimene leiab, et nende kasutamine on ebaotstarbekas, võib rakendada muid reeglistikuga lubatud meetodeid.

Nende hulka kuuluvad:

• arvutamine reeglistikus esitatud valemite järgi – see on kõige keerulisem arvutusviis;
• arvutamine nn nomogrammide järgi – see on lihtsam variant kui valemite kasutamine, sest mingeid arvutusi pole vaja teha, kuna vajalikud andmed on esitatud spetsiaalses tabelis ja toodud reeglistikus ning need tuleb lihtsalt valida.

Ükskõik milline arvutusmeetod annab samad tulemused. Seetõttu on uuesti ehitatud gaasitorustik võimeline tagama õigeaegse ja katkematu kavandatud kütusekoguse tarnimise isegi selle maksimaalse kasutuse tundidel.

Arvutuste variant arvuti abil

Arvuti abil arvutamise teostamine on kõige vähem töömahukas – kõik, mida inimeselt nõutakse, on sobivatesse veergudesse vajalike andmete sisestamine.

Seetõttu tehakse hüdrauliline arvutus mõne minutiga, kusjuures selle toimingu jaoks pole vaja suurt teadmiste varu, mis on vajalik valemite kasutamisel.

Selle õigeks teostamiseks tuleb tehnilistest tingimustest võtta järgmised andmed:

• gaasi tihedus;
• kinemaatilise viskoossuse tegur;
• gaasi temperatuur oma piirkonnas;

Vajalikud tehnilised tingimused saadakse selle asula gaasiettevõttest, kus gaasitorustik ehitatakse. Tegelikult algab iga torujuhtme projekteerimine selle dokumendi saamisest, sest see sisaldab kõiki põhinõudeid selle konstruktsioonile.

Eriprogrammide kasutamine on lihtsaim hüdraulilise arvutuse meetod, mis välistab valemite otsimise ja õppimise.

Edasi peab arendaja teadma gaasitarbimist iga seadme jaoks, mis plaanitakse gaasitorustikuga ühendada. Näiteks kui kütust transporditakse eramajja, siis seal kasutatakse enamasti toiduvalmistuspliite ja mitmesuguseid küttekatlaid, ning nende passides on alati vajalikud numbrid.

Lisaks tuleb teada iga toruga ühendatava pliidi põletite arvu.

Järgmises vajalike andmete kogumise etapis kogutakse teavet rõhulanguse kohta seadmete paigalduskohtades — need võivad olla arvestid, sulgurklapid, termolukustusventiilid, filtrid ja muud elemendid.

Sel juhul on vajalikke numbreid lihtne leida — need on eraldi tabelis, mis on lisatud iga toote passile. Projekteerija peaks tähelepanu pöörama sellele, et tuleb märkida rõhulangus gaasi maksimaalse tarbimise juures.

Toodete passile lisatud eritabelist saab teavet rõhukao kohta seadmete võrku ühendamisel.

Järgmises etapis on soovitatav teada saada, milline on gaasi rõhk ühenduspunktis. Sellist teavet võivad sisaldada oma gaasiettevõtte tehnilised tingimused, varem koostatud tulevase gaasitorustiku skeem.

Kui võrk koosneb mitmest lõigust, tuleb need nummerdada ja märkida tegelik pikkus. Lisaks tuleb iga lõigu kohta eraldi märkida kõik muutuvad näitajad — see on kõigi kasutatavate seadmete kogutarbimine, rõhulangus ja muud väärtused.

Kindlasti on vajalik samaaegsuse koefitsient. See arvestab kõigi võrku ühendatud gaasitarbijate koostöövõimalust. Näiteks kogu küttevarustus, mis asub korterelamus või eramajas.

Selliseid andmeid kasutab hüdraulilist arvutust teostav programm, et määrata maksimaalne koormus mõnel lõigul või kogu gaasitorustikus.

Iga üksiku korteri või maja puhul ei ole nimetatud koefitsienti vaja arvutada, sest selle väärtused on teada ja toodud allpool lisatud tabelis:

Samaaegsustegurite tabel, mille andmeid kasutatakse igasuguste arvutuste puhul. Piisab, kui valida konkreetsele kodumasinale vastav veerg ja võtta vajalik number.

Kui mingis objektis on kavas kasutada rohkem kui kahte küttekatelt, ahju, mahuga veesoojendit, siis on samaaegsuse näitaja alati 0,85. See tuleb märkida vastavasse veergu, mida programmis arvutuseks kasutatakse.

Järgmisena tuleb märkida torude läbimõõt, samuti läheb vaja nende karedustegureid, mida kasutatakse torustiku ehitamisel. Need väärtused on standardsed ja need on kergesti leitavad Reeglistikust.

Torude materjali mõju arvutusele

Gaasitorustike ehitamiseks võib kasutada torusid, mis on valmistatud ainult teatud materjalidest: terasest, polüetüleenist. Mõnel juhul kasutatakse vasktooteid. Varsti hakatakse massiliselt kasutama metallplastkonstruktsioone.

Igal torul on karedus, mis põhjustab lineaarset takistust, mis mõjutab gaasi liikumisprotsessi. Pealegi on see näitaja terastoodetel oluliselt kõrgem kui plasttoodetel.

Tänapäeval on vajalikku teavet võimalik saada ainult teras- ja polüetüleentorude kohta. Selle tulemusel saab projekteerimist ja hüdraulilist arvutust teha ainult nende omadusi arvestades, mida nõuab vastav Reeglistik. Samuti on dokumendis märgitud arvutamiseks vajalikud andmed.

Karedustegur on alati võrdne järgmiste väärtustega:

• kõigi polüetüleentorude puhul, olenemata sellest, kas need on uued või mitte, — 0,007 cm;
• juba kasutatud terastoodete puhul — 0,1 cm;
• uute teraskonstruktsioonide puhul — 0,01 cm.

Muud tüüpi torude puhul seda näitajat Reeglistikus ei märgita. Seetõttu ei tasu neid uue gaasitorustiku ehitamiseks kasutada, sest gaasiettevõtte spetsialistid võivad nõuda paranduste tegemist. Ja see on jällegi lisakulud.

Kulu arvutus piiratud lõigul

Kui gaasitorustik koosneb eraldi lõikudest, tuleb kogukulu arvutamine igal neist teha eraldi. Kuid see pole keeruline, sest arvutusteks on vaja juba teadaolevaid numbreid.

Andmete määramine programmi abil

Teades algseid näitajaid, omades juurdepääsu samaaegsuse tabelile ning pliitide ja katelde tehnilistele passidele, võib asuda arvutusele.

Selleks tehakse järgmised toimingud (näide on toodud madalrõhuga hoonestusesisese gaasitorustiku jaoks):

1. Katelde arv korrutatakse igaühe tootlikkusega.
2. Saadud väärtus korrutatakse spetsiaalse tabeli abil täpsustatud samaaegsusteguriga selle tarbijarühma jaoks.
3. Toidu valmistamiseks ette nähtud pliitide arv korrutatakse nende igaühe tootlikkusega.
4. Eelmisest toimingust saadud väärtus korrutatakse spetsiaalsest tabelist võetud samaaegsuse koefitsiendiga.
5. Kateldest ja pliitidest saadud summad summeeritakse.

Sarnaseid toiminguid teostatakse kõigi gaasitorustiku lõikude jaoks. Saadud andmed sisestatakse programmi vastavatesse veergudesse, mille abil arvutused tehakse. Kõik muu teeb elektroonika ise.

Arvutus valemite abil

See hüdraulilise arvutuse liik sarnaneb eespool kirjeldatuga, st nõutakse samu andmeid, kuid protseduur on pikaajaline. Kuna kõik tuleb teha käsitsi, peab projekteerija lisaks tegema rea vahetoiminguid, et saadud väärtusi lõpliku arvutuse jaoks kasutada.

Samuti tuleb kulutada piisavalt palju aega, et aru saada paljudest mõistetest ja küsimustest, mida inimene spetsiaalse programmi kasutamisel ei kohta. Eeltoodu õigsuses saab veenduda, tutvudes valemitega, mida tuleb kasutada.

Valemite abil arvutamine on keeruline, seetõttu pole see kõigile kättesaadav. Pildil on kujutatud valemid rõhulanguse arvutamiseks kõrge, keskmise ja madala rõhuga võrgus ning hüdraulilise hõõrdetegur.

Valemite rakendamisel, nagu ka spetsiaalse programmi abil tehtava hüdraulilise arvutuse puhul, on omapärad madala, keskmise ja loomulikult kõrge rõhuga gaasitorustike jaoks. Ja seda tasub meeles pidada, sest viga võib kaasa tuua, ja alati, märkimisväärseid rahalisi kulutusi.

Arvutused nomogrammide abil

Mingi spetsiaalne nomogramm on tabel, kus on märgitud rida väärtusi, mida uurides saab vajalikud näitajad ilma arvutusi tegemata. Hüdraulilise arvutuse puhul - toru läbimõõt ja selle seina paksus.

Arvutusnomogrammid on lihtne viis vajaliku teabe hankimiseks. Piisab, kui pöörduda võrgu etteantud omadustele vastavate ridade poole.

Polüetüleen- ja terastoodete jaoks on eraldi nomogrammid. Nende arvutamisel kasutati standardandmeid, näiteks siseseinte karedust. Seetõttu ei pea teabe õigsuse pärast muretsema.

Arvutuse tegemise näide

Toodud on näide madala rõhuga gaasitorustike hüdraulilise arvutuse tegemisest programmi abil. Pakutud tabelis on kollase värviga esile tõstetud kõik andmed, mille projekteerija peab ise sisestama.

Need on loetletud eespool toodud punktis arvutipõhise hüdraulilise arvutuse kohta. Need on gaasi temperatuur, kineetilise viskoossuse tegur, tihedus.

Antud juhul tehakse arvutus katelde ja pliitide jaoks, seetõttu tuleb täpselt märkida põletite arv, mida võib olla 2 või 4. Täpsus on oluline, sest programm valib automaatselt samaaegsuse koefitsiendi.

Pildil on kollasega märgitud veerud, kuhu projekteerija peab ise näitajad sisestama. Allpool on toodud valem sektsiooni vooluhulga arvutamiseks.

Tuleb pöörata tähelepanu sektsioonide numeratsioonile — seda ei mõelda ise välja, vaid võetakse varem koostatud skeemist, kus on näidatud sarnased numbrid.

Järgmisena märgitakse gaasitorustiku tegelik pikkus ja nn arvutuslik pikkus, mis on suurem. See toimub seetõttu, et kõikidel sektsioonidel, kus on kohalikku takistust, tuleb pikkust suurendada 5–10% võrra. Seda tehakse selleks, et vältida ebapiisavat gaasirõhku tarbijatel. Programm teeb arvutuse automaatselt.

Summaarne vooluhulk kuupmeetrites, mille jaoks on ette nähtud eraldi veerg, arvutatakse iga sektsiooni puhul eelnevalt. Kui tegemist on kortermajaga, tuleb märkida eluruumide arv, alustades maksimaalsest väärtusest, nagu on näha vastavas veerus.

Tabelisse tuleb kohustuslikult kanda kõik gaasitorustiku elemendid, mille läbimisel rõhk langeb. Näites on toodud termolukuklapp, sulgklapp ja arvesti. Rõhukao väärtus võeti igal juhul toote passist.

Ühe programmiga saab teha arvutusi kõikide gaasitorustike tüüpide jaoks. Pildil on arvutused kesksurvega võrgu jaoks.

Toru siseläbimõõt märgitakse vastavalt tehnilisele ülesandele, kui linnagaasiettevõttel on mingid nõuded, või varem koostatud skeemist. Sel juhul on see enamikul sektsioonidel märgitud suurusega 5 cm, sest suurem osa gaasitorustikust kulgeb piki fassaadi ning kohalik linnagaasiettevõte nõuab, et läbimõõt ei oleks väiksem.

Isegi kui tutvuda vaid põgusalt toodud hüdraulilise arvutuse näitega, on kerge märgata, et lisaks inimese poolt sisestatud väärtustele on palju teisi. See kõik on programmi töö tulemus, sest pärast numbrite sisestamist konkreetsetesse, kollasega märgitud veergudesse on inimese jaoks arvutustöö lõppenud.

See tähendab, et arvutus ise toimub üsna kiiresti, misjärel saab saadud andmetega minna oma linna linnagaasiettevõttesse kooskõlastamisele.

Järeldused ja kasulik video teemal

See video annab võimaluse mõista, millest hüdrauliline arvutus algab, kust projekteerijad vajalikud andmed võtavad:

Järgmises videos on toodud näide ühest arvutiarvutuse liigist:

Edasi saab tutvuda arvutiprogrammi abil tehtud arvutuse näitega:

Hüdraulilise arvutuse teostamiseks arvuti abil, nagu seda võimaldab asjakohane eeskirjade kogumik, piisab vähese aja kulutamisest programmiga tutvumiseks ja vajalike andmete kogumiseks.

Kuid praktilist tähendust sellel kõigel ei ole, kuna projekti koostamine on palju mahukam protseduur ja hõlmab paljusid muid küsimusi. Seetõttu peab enamik kodanikke pöörduma abi saamiseks spetsialistide poole.

Kas teil tekkis küsimusi, leidsite puudusi või saate meie materjali täiendada väärtusliku teabega? Jätke oma kommentaarid, esitage küsimusi, jagage kogemusi allpool asuvas plokis.