Hydraulický výpočet plynovodu: metody a příklady výpočtu

Předpisy pro navrhování a výstavbu rozvodů plynu z ocelových a polyetylénových trubek Obecná ustanovení pro navrhování a výstavbu rozvodů plynu z ocelových a polyetylénových trubek.

VÝPOČET PRŮMĚRŮ POTRUBÍ A PŘÍPUSTNÉ TLAKOVÉ ZTRÁTY

3.21 Propustnost plynovodů lze vzít z podmínek vytvoření co nejekonomičtější a provozně spolehlivé soustavy při maximálních přípustných tlakových ztrátách, zajištění stability provozu distribučních stanic a regulačních jednotek plynu (GDS), jakož i provozu hořáků spotřebitelů v přípustných rozmezích tlaku plynu.

3.22 Vypočtené vnitřní průměry plynovodů jsou založeny na podmínce, že v době špičkové spotřeby plynu nedojde k přerušení dodávek plynu všem odběratelům.

3.23 Výpočet průměrů potrubí by měl být obvykle prováděn na počítači s optimálním rozdělením vypočtené tlakové ztráty mezi úseky sítě.

Pokud není možné nebo vhodné provést výpočet na počítači (nedostatek vhodného softwaru, samostatné úseky plynovodů atd.), lze hydraulický výpočet provést podle níže uvedených vzorců nebo podle nomogramů (příloha B) připravených podle těchto vzorců.

3.24 Vypočtené tlakové ztráty ve vysokotlakých a středotlakých plynovodech se berou v rámci tlakové kategorie přijaté pro plynovod.

3.25 Vypočtené celkové tlakové ztráty plynu v nízkotlakých plynovodech (od zdroje dodávky plynu k nejvzdálenějšímu spotřebiči) se považují za nejvýše 180 daPa, z toho v distribučních plynovodech 120 daPa, v přívodech plynu a vnitřních plynovodech 60 daPa.

3.26 Hodnoty výpočtové tlakové ztráty plynu při projektování plynovodů všech tlaků pro průmyslové, zemědělské a domovní podniky a veřejně prospěšné organizace se přijímají v závislosti na tlaku plynu v místě připojení s přihlédnutím k technickým vlastnostem plynového zařízení přijatého k instalaci, bezpečnostním automatickým zařízením a automatickému řízení technologických podmínek tepelných jednotek.

3.27 Tlakovou ztrátu v úseku plynovodní sítě lze určit takto

- pro středotlaké a vysokotlaké sítě podle vzorce

- pro nízkotlaké sítě podle vzorce

- pro hydraulicky hladkou stěnu (platí nerovnost (6)):

- na 4000 100000

3.29 Návrhový průtok plynu v nízkotlakých úsecích venkovních distribučních plynovodů s průtokem kolejového plynu by měl být stanoven jako součet průtoku tranzitního plynu a 0,5 průtoku kolejového plynu v daném úseku.

3.30 Pokles tlaku v místních odporech (kolena, trojúhelníky, uzavírací ventily atd.) lze zohlednit zvětšením skutečné délky plynovodu o 5-10 %.

3.31 U vnějších nadzemních a vnitřních plynovodů se návrhová délka plynovodů stanoví podle vzorce (12).

3.32 Tam, kde je dodávka plynu LPG dočasná (s následným přechodem na dodávku zemního plynu), jsou plynovody navrženy pro budoucí využití zemního plynu.

Množství plynu se stanoví jako ekvivalent (výhřevnosti) odhadované spotřeby LHG.

3.33 Tlaková ztráta v potrubí kapalné fáze LPG se stanoví podle vzorce (13).

S ohledem na antikavitační rezervu je průměrná rychlost pohybu kapalné fáze následující: v sacím potrubí nejvýše 1,2 m/s; v tlakovém potrubí nejvýše 3 m/s.

3.34 Výpočet průměru plynovodů s parní fází LPG se provádí v souladu s pokyny pro výpočet plynovodů zemního plynu odpovídajícího tlaku.

3.35 Při výpočtu vnitřních nízkotlakých plynovodů pro obytné budovy je dovoleno stanovit tlakové ztráty plynu pro místní odpory ve výši, %:

- Na plynovodech od přívodů do budovy:

- O vnitroblokových rozvodech:

3.37 Výpočet sítí plynových kruhů by měl být proveden s propojením tlaků plynu v uzlových bodech návrhových kruhů. Tlakové ztráty v kroužku mohou být nevyvážené až o 10 %.

3.38 Při provádění hydraulického výpočtu nadzemních a vnitřních plynovodů by s ohledem na míru hluku způsobeného pohybem plynu neměla rychlost pohybu plynu překročit 7 m/s u nízkotlakých plynovodů, 15 m/s u středotlakých plynovodů, 25 m/s u vysokotlakých plynovodů.

3.39 Při hydraulickém výpočtu plynovodů prováděném podle vzorců (5)-(14), jakož i podle různých metod a počítačových programů založených na těchto vzorcích, by měl být vypočtený vnitřní průměr plynovodu předem stanoven podle vzorce (15).

Hydraulický výpočet plynovodu: metody a příklady výpočtu

Systém přívodu plynu musí být navržen a dimenzován tak, aby byl zajištěn bezpečný a bezporuchový provoz.

Pro zajištění stabilní dodávky plynu do spotřebiče je důležité dokonale zvolit potrubí pro všechny typy tlaku.

Aby byl výběr potrubí, tvarovek a zařízení co nejpřesnější, je třeba provést hydraulický výpočet potrubního systému. Jak na to? Je pravda, že se v tomto tématu příliš nevyznáte, tak to pojďme zjistit.

Pečlivě jsme vybrali a důkladně prozkoumali informace o možnostech, jak se hydraulické výpočty pro plynové potrubní systémy. Použití předložených údajů zajistí dodávku modrého paliva s požadovanými tlakovými parametry. Důkladně testované údaje vycházejí z předpisů normativní dokumentace.

V článku jsou velmi důkladně uvedeny principy a schémata výpočtu. Uvádíme příklad, jak by měly být výpočty prováděny. Jako užitečný informační doplněk je k dispozici řada grafických příloh a videonávodů.

Proč je nutné provést výpočet plynového potrubí

Ve všech úsecích potrubí se provádějí výpočty, aby se zjistilo, kde se v potrubí pravděpodobně vyskytuje odpor, který mění průtok paliva.

Pokud jsou výpočty provedeny správně, lze vybrat nejvhodnější zařízení a dosáhnout hospodárného a efektivního návrhu celé plynové soustavy.

Předejde se tak zbytečným, přehnaným provozním a stavebním nákladům, které by mohly vzniknout při plánování a instalaci systému bez hydraulického výpočtu potrubí.

Existuje lepší možnost volby potřebné velikosti průřezu a materiálu potrubí pro efektivnější, rychlejší a stabilnější dodávku modrého paliva do plánovaných bodů plynovodního systému.

Celá plynárenská síť je z hlediska své funkce optimalizována.

Stavebníci mají finanční výhody, protože ušetří za nákup technického vybavení a stavebních materiálů.

Plynovod je správně dimenzován pro maximální spotřebu paliva v období hromadného odběru. V úvahu se berou všechny průmyslové, komunální, individuální a domácí potřeby.

Výpočet počtu regulačních stanic plynu

Regulační stanice plynu jsou navrženy tak, aby snižovaly tlak plynu a udržovaly jej na dané úrovni bez ohledu na spotřebu plynu.

Při známé vypočtené spotřebě plynného paliva určí městská část počet regulačních stanic na základě optimální produktivity regulačních stanic (V=1500-2000 m3/hod) podle vzorce:

n = , (27)

kde n je počet GRP, ks;

V_р - je odhadovaná spotřeba plynu v městské části, m3/hod;

V_opt - optimální produktivita jednotky pro odsávání plynu, m3/hod;

n=586,751/1950=3,008 ks.

Po určení počtu frakovacích jednotek se jejich umístění zakreslí do územního plánu města a umístí se do středu oblasti, která má být v rámci bloků plynofikována.

Přehled programů

Pro snadné výpočty se používají amatérské i profesionální hydraulické výpočtové programy.

Nejoblíbenější je Excel.

Lze použít Excel Online, CombiMix 1.0 nebo online nástroj pro hydraulický výpočet. Stacionární program je přizpůsoben potřebám projektu.

Hlavním problémem těchto programů je neznalost základů hydrauliky. Některé z nich neposkytují vysvětlení vzorců, neuvažují o tom, jak rozvětvit potrubí nebo vypočítat odpory ve složitých obvodech.

• HERZ C.O. 3,5 - vypočítá se pomocí lineární metody měrné tlakové ztráty.
• DanfossCO a OvertopCO - mohou vypočítat systémy s přirozenou cirkulací.
• "Potok" - umožňuje metodu výpočtu s proměnným (klouzavým) teplotním rozdílem napříč stoupačkami.

Je třeba zadat vstupní parametry pro teplotu - Kelvin/Celsius.

Teorie hydraulického výpočtu topného systému.

Teoreticky vychází topný faktor DH z následující rovnice:

ΔP = R-l + z

Tato rovnice platí pro daný úsek. Tato rovnice se rozvádí takto:

• ΔP - lineární tlaková ztráta.
• R je měrná tlaková ztráta v potrubí.
• l je délka potrubí.
• z - pokles tlaku v kolenech, uzavíracích ventilech.

Ze vzorce vyplývá, že tlaková ztráta je tím větší, čím delší je potrubí a čím více je v něm ohybů nebo jiných prvků, které omezují průchod nebo mění směr proudění kapaliny. Odvoďme, čemu se rovnají R a z. Podívejme se proto na jinou rovnici, která ukazuje tlakovou ztrátu způsobenou třením o stěny potrubí:

_tření

Jedná se o Darcyho-Weisbachovu rovnici. Rozluštíme ji:

• λ je koeficient závislý na charakteru pohybu potrubí.
• d - vnitřní průměr trubky.
• v - rychlost kapaliny.
• ρ je hustota kapaliny.

Tato rovnice stanoví důležitou závislost - tlaková ztráta třením je tím menší, čím větší je vnitřní průměr potrubí a čím menší je rychlost pohybu kapaliny. Závislost na rychlosti je kvadratická. Ztráty v kolenech, trojúhelnících a uzavíracích ventilech se určují podle jiného vzorce:

ΔP_kování = ξ*(v²ρ/2)

Zde:

• ξ - koeficient místního odporu (dále jen LCC).
• v - rychlost kapaliny.
• ρ je hustota kapaliny.

Z této rovnice také vyplývá, že tlaková ztráta roste s rostoucí rychlostí kapaliny. Za zmínku stojí také to, že v případě chladicí kapaliny s nízkým obsahem mrazu hraje důležitou roli také její hustota - čím je vyšší, tím je pro oběhové čerpadlo těžší. Proto může být při přechodu na "nemrznoucí směs" nutné vyměnit oběhové čerpadlo.

Z výše uvedeného vyplývá následující rovnice:

ΔP = ΔP_tření +ΔP_kování=((λ/d)(v²ρ/2)) + (ξ(v²ρ/2)) = ((λ/α)l(v²ρ/2)) + (ξ*(v²ρ/2)) = R-l + z;

Z toho vyplývají následující rovnice pro R a z

R = (λ/α)*(v²ρ/2) Pa/m;

z = ξ*(v²ρ/2) Pa;

Podívejme se nyní, jak vypočítat hydraulický odpor pomocí těchto vzorců.

Stanovení tlakových ztrát v potrubí

Odpor tlakové ztráty v okruhu, kterým cirkuluje chladicí kapalina, se určí jako součet všech jednotlivých složek. Mezi ně patří:

• ztráty v primárním obvodu, označené jako ∆Plk;
• místní náklady na teplonosnou kapalinu (∆Plm);
• tlakové ztráty ve speciálních zónách, tzv. generátorech tepla, označené jako ∆Ptg;
• ztráty uvnitř integrovaného systému výměny tepla ∆Pto.

Po sečtení těchto hodnot získáme celkový hydraulický odpor systému ∆Pco.

Kromě této zobecněné metody existují i další způsoby stanovení ztráty výšky v polypropylenových trubkách. Jedna z nich je založena na porovnání dvou hodnot, které se vztahují k začátku a konci potrubí. V tomto případě lze tlakovou ztrátu vypočítat prostým odečtením počáteční a konečné hodnoty tlakové ztráty zjištěné ze dvou tlakoměrů.

Další varianta výpočtu požadované hodnoty je založena na složitějším vzorci, který zohledňuje všechny faktory ovlivňující vlastnosti tepelného toku. Následující vzorec zohledňuje především ztrátu výšky kapaliny v důsledku velké délky potrubí.

• h je ztráta výšky kapaliny, která se v daném případě měří v metrech.
• λ - součinitel hydraulického odporu (nebo tření) stanovený jinými výpočtovými metodami.
• L - celková délka potrubí, které má být servisováno, měřená v běžných metrech.
• D - vnitřní velikost potrubí, která určuje průtočný objem topného média.
• V je rychlost proudění kapaliny měřená ve standardních jednotkách (metrech za sekundu).
• Symbol g je gravitační zrychlení, které se rovná 9,81 m/s2.

Velmi zajímavé jsou ztráty způsobené vysokým koeficientem hydraulického tření. Záleží na drsnosti vnitřních povrchů trubek. Poměry použité v tomto případě platí pouze pro trubkové výpalky standardního kruhového tvaru. Konečný vzorec pro jejich zjištění je následující:

• V - rychlost vodních mas, měřená v metrech za sekundu.
• D je vnitřní průměr, který určuje volný prostor pro pohyb tepelné kapaliny.
• Faktor stojící ve jmenovateli udává kinematickou viskozitu kapaliny.

Ta je konstantní a lze ji nalézt ve speciálních tabulkách, které jsou ve velkém množství zveřejněny na internetu.

1.4 Rozložení tlaku v úsecích potrubního systému

Výpočet tlaku v uzlovém bodě р1 a vykreslete graf tlaku
v sekci l1 podle vzorce (1.1):

 (1.31)

 (1.32)

Pojďme reprezentovat
výsledný vztah pl1=f(l) jako tabulka.

Tabulka
4

l,km	5	10	15	20	25	30	34
p,kPa	4808,3	4714,8	4619,5	4522,1	4422,6	4320,7	4237,5

Vypočítejme tlak v klíčovém bodě р6 a vykreslete graf tlaku
na pobočce l8 — l9 podle vzorce (1.13):

 (1.33)

 (1.34)

Dovolte nám, abychom reprezentovali
výsledný vztah p(l8-l9)=f(l) jako tabulka.

Tabulka
5

l,km	87	90,38	93,77	97,15	100,54	104	107,31
p,kPa	2963,2	2929,9	2897,2	2864,1	2830,7	2796,8	2711
l,km	110,69	114,08	117,46	120,85	124,23	127,62	131
p,kPa	2621,2	2528,3	2431,8	2331,4	2226,4	2116,2	2000

Pro výpočet průtoku větví l2 —l4 —l6 иl3 —l5 —l7použijeme vzorce (1.10) a
(1.11):

Kontrola:

Výpočet
je správné.

Nyní
Vypočítejme tlaky v uzlových bodech větve. l2 —l4
—l6 podle
podle vzorců (1.2), (1.3) a (1.4) :

Výsledky
Výpočty tlaku v úseku l2
jsou uvedeny v tabulce 6:

Tabulka
6

l,km	34	38,5	43	47,5	52	56,5	61
p,kPa	4240	4123,8	4004,3	3881,1	3753,8	3622,1	3485,4

Výsledky
vypočtené pro úsek l4
jsou uvedeny v tabulce 7:

Tabulka
7

Varianta výpočtů pomocí počítače

Provedení výpočtu počítačem je časově nejméně náročné - jediné, co se od člověka vyžaduje, je vložení požadovaných údajů do příslušných sloupců.

Hydraulický výpočet je tedy proveden během několika minut a nevyžaduje velké znalosti, které jsou nutné při použití vzorců.

Pro správné provedení je třeba ze specifikací převzít následující údaje:

• hustota plynu;
• koeficient kinetické viskozity;
• teplota plynu ve vaší oblasti.

Potřebné specifikace se získávají od státní plynárenské společnosti v obci, kde má být plynovod vybudován. Tímto dokumentem vlastně začíná projektování každého potrubí, protože obsahuje všechny základní požadavky na jeho výstavbu.

Dále musí stavebník znát spotřebu plynu pro každý spotřebič, který má být připojen k plynovodu. Pokud se palivo dopravuje například do soukromého domu, nejčastěji se tam používají vařiče a nejrůznější topné kotle, v jejichž technických listech jsou vždy uvedeny správné údaje.

Dále je třeba znát počet hořáků pro každý sporák, který bude k potrubí připojen.

V další fázi sběru potřebných údajů se pořizují informace o tlakové ztrátě v místě, kde je instalováno nějaké zařízení - může to být měřič, uzavírací ventil, termostatický uzavírací ventil, filtr, jiné prvky.

V tomto případě je snadné najít požadované údaje - jsou obsaženy ve zvláštní tabulce připojené k datovému listu každého výrobku.

Projektant by měl vzít na vědomí, že musí být uveden pokles tlaku při maximální spotřebě plynu.

V dalším kroku se doporučuje zjistit, jaký tlak bude mít modré palivo v místě připojení. Tyto informace lze získat z technických specifikací inženýrské sítě nebo z výkresu budoucího potrubí.

Pokud se síť skládá z několika úseků, měly by být očíslovány a měla by být uvedena jejich skutečná délka. Kromě toho je třeba u každého z nich zapsat zvlášť všechny proměnné, které se mají změnit - jedná se o celkový průtok jakéhokoli spotřebiče, který se má použít, tlakovou ztrátu a další hodnoty.

Faktor souběžnosti je povinný. Zohledňuje možnost spolupráce všech odběratelů plynu připojených k síti. Například všechna topná zařízení umístěná v bytovém domě nebo v soukromém domě.

Tyto údaje se používají v softwaru pro hydraulický výpočet ke stanovení maximálního zatížení v úseku nebo v celém potrubí.

Tento faktor není nutné vypočítávat pro každý jednotlivý byt nebo dům, protože hodnoty jsou známé a uvedené v tabulce níže:

Pokud mají být v objektu použity více než dva kotle, sporáky nebo zásobníky teplé vody, bude součinitel souběhu vždy 0,85. Tento údaj je třeba zadat do příslušného sloupce ve výpočetním programu.

Dále je třeba specifikovat průměr potrubí a koeficienty drsnosti, které se použijí pro konstrukci potrubí. Tyto hodnoty jsou standardní a lze je snadno nalézt v Kodexu praxe.

Přehled programů

Pro snadný výpočet jsou k dispozici jak amatérské, tak profesionální programy pro výpočet hydrauliky.

Nejoblíbenější je Excel.

Můžete použít aplikaci Excel Online, CombiMix 1.0 nebo online kalkulačku pro hydraulický výpočet. Stacionární program se vybírá podle požadavků projektu.

Hlavním problémem těchto programů je neznalost základů hydrauliky. Některé z nich postrádají dešifrování vzorců, nezohledňují specifika větvení potrubí a výpočet odporů ve složitých obvodech.

Funkce programů:

• HERZ C.O. 3.5 - počítá se metodou měrných lineárních tlakových ztrát.
• DanfossCO a OvertopCO - mohou vypočítat systémy s přirozenou cirkulací.
• "Potok" - umožňuje použití metody výpočtu s proměnným (klouzavým) teplotním rozdílem napříč stoupačkami.

Vstupní údaje o teplotě musí být zadány v Kelvinech/Celsiu.

.1 Stanovení kapacity složitého potrubního systému

Výpočet složitého potrubního systému podle obrázku 1 a údajů
V tabulce 1 použijeme náhradní metodu s ekvivalentním jednoduchým plynovodem. Pro
na základě teoretické rovnice průtoku pro ustálený stav.
izotermické proudění, vytvořme rovnici pro ekvivalentní plynovod a
zapišme si rovnici.

Tabulka 1

Indexové číslo i	Vnější průměr Di , mm	Tloušťka stěny δi , mm	Délka úseku Li , km
1	508	9,52	34
2	377	7	27
3	426	9	17
4	426	9	12
5	377	7	8
6	377	7	9
7	377	7	28
8	630	10	17
9	529	9	27

Obrázek 1 - Schéma potrubí

Pro oddíl l1 zapišme si
vzorec pro průtok:

 (1.1)

V uzlovém bodě р1 se proudění plynu rozdělí na dva proudy: l2 —l4 —l6 иl3 —l5 —l7 pak v bodě р6 tyto pobočky
sloučení. Předpokládáme, že průtok první větve je Q1 a průtok druhé větve je Q2.

Pro pobočku l2 —l4 —l6:

 (1.2)

 (1.3)

 (1.4)

Přidejme
ve dvojicích (1.2), (1.3) a (1.4), dostaneme.

 (1.5)

Pro
pobočka l3 —l5 —l7:

 (1.6)

 (1.7)

 (1.8)

Shrnutí
ve dvojicích (1.6), (1.7) a (1.8), dostaneme.

 (1.9)

Vyjádřeme
z rovnic (1.5) a (1.9) Q1 a Q2:

 (1.10)

 (1.11)

Průtoková rychlost
na rovnoběžném úseku se rovná: Q=Q1+Q2.

 (1.12)

Rozdíl
čtverců tlaků pro rovnoběžný řez se rovná:

 (1.13)

Pro
pobočka l8-l9 zapišme si:

 (1.14)

Součtem (1.1), (1.13) a (1.14) získáme tyto hodnoty

 (1.15)

Z
Poslední výraz udává únosnost systému. Vzhledem k tomu, že
vzorec pro průtokovou kapacitu ekvivalentního plynovodu:

 (1.16)

Najděme vztah, který umožňuje pro daný LEC nebo DEC najít další geometrickou velikost potrubí.

 (1.17)

Abychom mohli určit délku ekvivalentního potrubí, nakresleme si.
prověření systému. Za tímto účelem nakreslíme všechna vlákna složitého potrubí do jednoho.
V tomto případě vykreslíme všechny prameny složitého potrubí ve stejném směru, čímž zachováme strukturu systému. Vzhledem k délce ekvivalentního potrubí
jako délku ekvivalentního potrubí předpokládáme nejdelší součást potrubí od jeho začátku do konce.
na konci, jak je znázorněno na obrázku 2.

Obrázek 2 - Uspořádání potrubního systému

Podle výsledků výkresu je délka ekvivalentního potrubí
budeme brát délku rovnou součtu sektorů l1 —l3 —l5 —l7 —l8 —l9. Pak LEC=131km.

Při výpočtu se vychází z následujících předpokladů: předpokládáme, že proudění plynu v potrubí podléhá kvadratickému zákonu odporu.
podléhá kvadratickému zákonu odporu. Proto
koeficient hydraulického odporu se vypočítá podle vzorce:

 , (1.18)

kde k - je ekvivalentní drsnost stěn
trubky, mm;

D -
vnitřní průměr trubky, mm.

U hlavních plynovodů bez obkladových kroužků je přídavná hodnota
místní odpory (armatury, přechody) obvykle nepřesahují 2-5 % třecích ztrát.
ztráty třením. Proto se pro technické výpočty použije návrhový faktor
se bere jako hodnota:

 (1.19)

Pro
pro další výpočet budeme předpokládat, že , k=0,5.

Výpočet
součinitel odporu proudění pro všechny úseky potrubí.
a výsledky zaznamenejte do tabulky 2.

Tabulka
2

Indexové číslo i	Vnější průměr Di , mm	Tloušťka stěny δi , mm	Koeficient hydraulického odporu, λtr
1	508	9,52	0,019419
2	377	7	0,020611
3	426	9	0,020135
4	426	9	0,020135
5	377	7	0,020611
6	377	7	0,020611
7	377	7	0,020611
8	630	10	0,018578
9	529	9	0,019248

Při výpočtech používáme průměrnou hustotu plynu v potrubním systému,
který se vypočítá z podmínek stlačitelnosti plynu při průměrném tlaku.

Průměrný tlak v systému za daných podmínek je:

 (1.20)

Pro stanovení koeficientu stlačitelnosti pomocí nomogramu je nutné.
vypočítat sníženou teplotu a tlak podle vzorců:

 , (1.21)

 , (1.22)

kde T, p - teplota a tlak za provozních podmínek;

Tcr , pcr - absolutní kritická teplota a tlak.

Podle přílohy B: Tcr=190,9 К, pcr =4,649 MPa.

Další
na nomogramu výpočtu faktoru stlačitelnosti zemního plynu definujemez =
0,88.

Průměr
hustota plynu se určuje podle vzorce:

 (1.23)

Pro
Pro výpočet průtoku plynu plynovodem je nutné stanovit parametr A:

 (1.24)

Pojďme najít
:

Pojďme najít
průtok plynu systémem:

 (1.25)

 (1.26)

Přehled programů

Pro snadné použití jsou k dispozici amatérské i profesionální programy pro výpočet hydrauliky.

Nejoblíbenější je Excel.

Můžete použít aplikaci Excel Online, CombiMix 1.0 nebo online kalkulačku pro hydraulický výpočet. Stacionární program se vybírá podle požadavků projektu.

Hlavním problémem těchto programů je neznalost základů hydrauliky. Některé z nich neposkytují vysvětlení vzorců, neuvažují o tom, jak rozvětvit potrubí nebo vypočítat odpory ve složitých obvodech.

• HERZ C.O. 3,5 - vypočítá se pomocí lineární metody měrné tlakové ztráty.
• DanfossCO a OvertopCO - mohou vypočítat systémy s přirozenou cirkulací.
• "Potok" - umožňuje použití metody výpočtu s proměnným (klouzavým) teplotním rozdílem napříč stoupačkami.

Parametry zadávání teploty musí být zadány v Kelvinech/Celsiu.

Stanovení tlakových ztrát v potrubí

Tlakový ztrátový odpor okruhu, kterým cirkuluje teplonosné médium, se určí jako součet všech jednotlivých složek. Mezi ně patří:

• ztráty v primárním obvodu, označované jako ∆Plk;
• místní náklady na teplonosnou kapalinu (∆Plm);
• tlakové ztráty ve speciálních zónách, tzv. generátorech tepla, označené jako ∆Ptg;
• ztráty uvnitř integrovaného systému výměníku tepla ∆Pto.

Po sečtení těchto hodnot získáme celkový hydraulický odpor systému ∆Pco.

Kromě této zobecněné metody existují i další metody pro stanovení ztráty výšky v polypropylenových trubkách. Jedna z nich je založena na porovnání dvou hodnot, které se vztahují k začátku a konci potrubí. V tomto případě lze tlakovou ztrátu vypočítat prostým odečtením počáteční a konečné hodnoty tlakové ztráty zjištěné ze dvou tlakoměrů.

Dalším způsobem výpočtu je použití složitějšího vzorce, který zohledňuje všechny faktory ovlivňující charakteristiky tepelného toku. Níže uvedený vzorec zohledňuje především ztrátu výšky kapaliny v důsledku velké délky potrubí.

• h je ztráta výšky kapaliny, která se v daném případě měří v metrech.
• λ - součinitel hydraulického odporu (nebo tření) stanovený jinými výpočtovými metodami.
• L - celková délka potrubí, které má být obsluhováno, měřená v běžných metrech.
• D - velikost vnitřního potrubí, která určuje průtočný objem teplonosné látky.
• V - rychlost kapaliny měřená ve standardních jednotkách (metry za sekundu).
• Symbol g je gravitační zrychlení, které se rovná 9,81 m/s2.

Tlakové ztráty jsou způsobeny třením kapaliny o vnitřní povrch potrubí.

Velmi zajímavé jsou ztráty způsobené vysokým součinitelem hydraulického tření. Záleží na drsnosti vnitřních povrchů trubek. Poměry použité v tomto případě platí pouze pro trubkové sochory standardního kruhového tvaru. Konečný vzorec pro jejich zjištění je následující:

• V - rychlost vodních mas, měřená v metrech za sekundu.
• D je vnitřní průměr, který určuje volný prostor pro pohyb tepelné kapaliny.
• Faktor ve jmenovateli udává kinematickou viskozitu kapaliny.

Druhá hodnota se týká konstantních hodnot a zjišťuje se pomocí speciálních tabulek, které jsou ve velkém množství zveřejněny na internetu.

Hydraulické vyvažování

Vyrovnání diferenčních tlaků v otopné soustavě se dosahuje pomocí regulačních a uzavíracích ventilů.

Hydraulické vyvážení systému se provádí na základě:

• návrhové zatížení (hmotnostní průtok topného média);
• Údaje výrobce potrubí o dynamické odolnosti;
• počet místních odporů v dané oblasti;
• technické vlastnosti ventilu.

U každého ventilu jsou uvedeny jeho instalační charakteristiky - tlaková ztráta, upevnění, průtočná kapacita. Pomocí nich se určují koeficienty průtoku topného média do jednotlivých stoupacích potrubí a následně do jednotlivých spotřebičů.

Tlaková ztráta je přímo úměrná kvadrátu průtoku topného média a měří se v kg/h, kde

S je součin dynamického měrného tlaku vyjádřeného v Pa/(kg/h) a redukčního faktoru pro místní odpor průřezu (ξp).

Redukovaný součinitel ξpr je součtem všech místních odporů systému.

Výsledky.

Výsledné hodnoty tlakových ztrát v potrubí vypočtené oběma metodami se v našem příkladu liší o 15...17 %! Na dalších příkladech vidíte, že rozdíl někdy dosahuje až 50 %! Hodnoty získané z teoretických hydraulických vzorců jsou však vždy nižší než výsledky ze SNiP 2.04.02-84. Přikláním se k názoru, že první výpočet je přesnější a SNiP 2.04.02-84 je "zálohovaný". Možná se ve svých závěrech mýlím. Je třeba poznamenat, že hydraulické výpočty potrubí se obtížně přesně matematicky modelují a jsou založeny především na závislostech odvozených z experimentů.

Každopádně, když máte k dispozici dva výsledky, je snazší se správně rozhodnout.

Při hydraulických výpočtech pro potrubí s rozdílnou výškou vstupu a výstupu nezapomeňte k výsledkům přičíst (nebo odečíst) statický tlak. Pro vodu - výškový rozdíl 10 metrů ≈ 1 kg/cm2.

Prosím, s ohledem na práci autora stáhnout soubor po přihlášení k odběru oznamovat články!

Odkaz ke stažení: gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov (xls 57.5KB).

Důležité a myslím, že zajímavé pokračování tématu si přečtěte zde.