Басниев К.С. Энциклопедия газовой промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

S ф

110

125

140

160

200

250

315

400

500

Средний внешний

диаметр

мальный

10,0

12.0

16,0

20,0

25,0

32,0

40,0

50,0

63,0

75,0

90,0

110,0

125,0

140,0

160,0

200,0

250,0

315,0

400,0

500,0

макси-

мальный

10,3

12,3

16,3

20,3

25.3

32,3

40,4

50,5

63,6

75,7

90,9

111,0

126,2

141,3

161,5

201,8

252,3

317,9

403,6

504,5

СерияS

2.5-PN

4 (SDR 26) *

Толщина

мини-

мальная

2,0

2.4

2.9

3,5

4,2

4,8

5,4

6.2

7.7

9.6

12,1

15,3

19,1

макси-

мальная

2,4

2,9

3,4

4,1

4.9

5,5

6,2

7.1

8.7

10,8

13,6

17.8

22,2

масса

1м

(кг)

0,318

0,483

0,685

0,990

1,450

1,870

2,350

3,080

4,750

7.400

11,700

19,200

29,900

Серия S 8-PN 6 (SDR 17) (*)

Толщина

мини-

мальная

2,0

2,4

3,0

3,8

4,5

5,4

6.6

7,4

8,3

9,5

11.9

14,8

18,7

23,7

29,6

макси-

мальная

2,4

2,9

3,5

4.4

5,2

6,2

7,5

8,4

9,4

10,7

13,3

16,5

20,8

27,5

34,3

Масса

1м

(кг)

0.152

0.198

0.299

0.458

0,730

1,030

1,480

2,190

2,800

3,500

4,570

7,150

11,100

17,600

28,900

45,100

Серия S 5-PN 10 (SDR11) (*)

Толщина

мини-

мальная

2,0

2,3

2,9

3,7

4,6

5,8

6,8

8,2

10,0

11.4

12.7

14,6

18,2

22.7

28,6

макси-

мальная

2,4

2.4

2,4

2,8

3,4

4,3

5,3

6,6

7.7

9,3

11.2

12.8

14,2

16,3

20,3

25,2

31.7

• j ——— —

Масса

1м

(кг)

0,053

0,066

0,093

0,119

0,173

0,275

0,435

0,675

1,070

1,490

2,150

3,180

4,130

5.150

6,750

10,500

16,400

25,900

' SDR » Standard Dimension Ratio: отношение номинального внешнего диаметра к толщине стенки (по спецификации).

1.10.5.2.

Размеры труб (NF T

54-072)

См.

вышеприведенную таблицу.

1.10.5.3.

Классификация труб

Сопротивление давлению

1.10.5.4.

Трубные

соединения

Класс

трубы

Испытание при 20°С

ч, МПа

Испытание при 80°С 170 ч,

МПа

5-2

11,8

3,9

5-3

14.7

2.9

Электрическая

клемма

Электрическая

обмотка

Полиэтиленовый

корпус

(для труб малого диаметра)

Соединенно

электросваркой

Сопротивление

растяжению

при

постоянной

скорости

Характеристики

Пороговое напряже-

ние текучести, МПа

Удлинение в мо-

мент

разрыва, %

Спецификация

2350

Спецификация

4ификац|

219

2350

Соединение

механическое

184

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Муфта

i^^mad Труба

полиэтиленовая Нагрев полиэтиленовая

Муфта полиэтиленовая

раструбом

фазы сварки

стык

t-0

t-t,+

1-яфам

2-яфма

3-я

фиат

d£

пврвммцммв|

сммиим

со

омрмой

Дмтнн».

piiiiHHuoi»

кода смрки

мрмно*

шоклг друня 1рубм

Сварка

раструбом

(эскиз)

Сварка

стык

Соединение ДЫ 15, 25,

для труб диаметром внешним

номинальным

20,32

или 40

Соединение ДЫ 50,

80,100

для труб внешним номинальным

диаметром

63,

110

Металлический

корпус

Кольцо

Труба

полиэтиленовая

Кольцо

руба

полиэтиленовая

Г^1

лический

Уплотнение Обжимное

корпус

кольцо

Уплотнение

Фланцы обжимные

Соединение

ноталл-пластик

(схема)

1.10.5.5.

Условия применения поли-

этиленовых труб

изделий

Полиэтилен имеет некоторые недостатки:

—

чувствителен

ультрафиолетовому излуче-

нию;

—

деформируется

под

действием тепла;

—

горит

при

относительно низкой температуре;

—

имеет

повышенный

коэффициент температур-

ного расширения;

—

чувствителен

механическому воздействию:

камни,

режущие кромки

т.д.

Достоинства полиэтилена многочисленны

пред-

ставляют интерес

для

газовой промышленности:

—

хорошие механические характеристики;

—

большой коэффициент удлинения при растяже-

нии;

—

большая инертность

по

отношению

большин-

ству химических веществ;

—

нечувствительность

коррозии;

—

большая гибкость

небольшой

вес,

что

позво-

ляет механизированную укладку труб

малым

количеством стыков.

Отсюда следует,

что

этот материал имеет много

преимуществ

для

экономичной прокладки

новых

распределительных сетей

восстановления изно-

шенных

сетей.

185

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.11.

Течение

флюидов

1.11.1.

Установившиеся

течения

флюидов

1.11.1.1.

Определение режима

Установившийся режим характеризуется следу-

ющими условиями:

—

давление

каждой точке постоянно

во

времени;

—

массовый расход

заданный момент времени

одинаков

вдоль

участка,

на

котором отсутству-

ют источники

стоки.

1.11.1.2.

Общие уравнения

Течение флюида

трубе произвольной

формы

со скоростью

постоянной

каждой точке, опи-

сывается соотношением:

сЯЕ

+ UAJ

gdz

(1)

(сохранение энергии единичной массы флюида при

ее

перемещении

на

&.), где:

е£

изменение внутренней энергии

для

единич-

ной массы флюида:

UdU

изменение кинетической энергии

(т

-1);

с№

элементарная работа внутренних сил давле-

ния

струе;

gdz -элементарная работа гравитационных

сил

(т«1);

сЮ -энергия, переданная

из

струи

во

внешнюю

среду

форме тепла;

&н

рассеяние энергии за счет сил трения

Если учесть,

что

также:

= dQ-l

то можно

получить:

pUdU

pgdz

pdw

(2)

плотность флюида при давлении

темпера-

туре течения рассматриваемого элемента;

элементарные потери напора.

Это уравнение пригодно

во

всех случаях (изо-

термического

или

адиабатического течения).

Оно

используется

исследованиях:

—

адиабатических течений

трубопроводах

(трубках Вентури, штуцерах);

—

стационарных течений

флюидов

цилиндриче-

ских трубопроводах.

Расчеты

опыты

показывают,

что

последнем

случае величиной pUdU можно пренебречь. Тогда

имеет

место:

pgdz

(3)

Заштрихован

элемент

единичной

массы флюида

(т » 1)

1.11.1.3.

Частные случаи

Если

р »

const (жидкость

или газ при

слабых

вариациях давления)

если

- 0

(для

очень

ко-

ротких элементов трубопровода можно считать

флюид невязким), можно

получить

формулу

Бер-

нулли

для потока между двумя сечениями 1

P^-pU'

pgz,

= P

Pff^

(

)

Если течение горизонтально,

- г

то:

или

U,=

(6)

при

этом:

= ё~

(отношение площадей сечений)

Уравнения

(5),

(6) используются:

— в

методиках измерения дебитов (трубки Пито,

диафрагмы, трубки Вентури (см.

§1.11.3.2.);

— в

расчетах калиброванных сопел (например, ин-

жекторной части форсунок).

В этих простых уравнениях отсутствует слагае-

мое,

учитывающее потери напора, которое

пер-

вом приближении пропорционально квадрату

ско-

рости

сужении.

186

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.11.2.

Установившиеся

течения

газа

в цилиндрических

трубопроводах

1.11.2.1.

Общая формула для потерь

напора

Как

показано выше (3), уравнение течения име-

ет вид:

dP + pdgz-pcto шО

Опыты

показывают, что потери напора в цилин-

дрических

трубах пропорциональны длине трубы и

кроме

того зависят от средней скорости U флюида

в трубе, его плотности и диаметра D. Они зависят

также от коэффициента шероховатости К, отража-

ющего

состояние поверхности. Пусть А. - длина

элемента трубопровода, потери напора на этом

элементе можно записать в виде:

или

pcto

- F(p, U, D, К,

^ =

F(p,U,D,v,K)

(7)

(8)

Простые соображения теории размерностей

позволяют записать:

X называется коэффициентом сопротивления.

Его роль будет детально исследована §1.11.2.5.

Безразмерное

число R* называемое числом

Рейнольдса, позволяет определять тип течения.

Оно определяет соотношение инерционных эф-

фектов и трения.

1.11.2.2.

Число Рейнольдса

UD pUD

• V Ц.

здесь:

U - скорость газа,

- плотность газа,

- динамическая вязкость,

v - кинематическая вязкость,

D - диаметр трубы.

(10)

1.11.2.3.

Потери напора

в горизонтальных

трубопроводах

Имеет место:

или:

тогда

U?D

= _

8^X^jC

(11)

(12)

(13)

1.11.2.3.1.

Совершенный газ.

Низкие

давления

1.11.2.3.1.1.

Законы совершенных газов

Закон

совершенных газов дается следующим

соотношением:

(14)

1.11.2.3.1.2. Выражение для потерь

при

низких давлениях

Задаваясь какими либо значениями Т

и Р

получим

(15)

В случае распределительной сети низкого дав-

ления абсолютное давление Р мало изменяется и

его

можно рассматривать как константу. Интегри-

рование (15) позволяет в этом случае рассчитать

потери

давления между сечениями 1 и 2, располо-

женными друг от друга на расстоянии L. Они опре-

деляются соотношением

р _

°4

Р2

" ^РТ

(16)

Приближение идеального газа так же, как и при-

веденная формула, может использоваться только

для сетей газа низкого давления (сети ВР). Дейст-

вительно, при высоких давлениях газ ведет себя

иначе и необходимо учитывать его сверхсжимае-

мость.

Кроме

того, при интегрировании уравнения (15)

нельзя считать, что давление вдоль трубопровода

не меняется.

1.11.2.3.2.

Реальные газы. Высокое давление

В случае реального газа высокого давления

уравнение состояния имеет вид

'-ZRT

(17)

где

Z - коэффициент сжимаемости газа.

Если

рабочие давления высокие, интегрирова-

ние уравнения(15) приводит к:

<е тт

(18)

"Z.V

187

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.11.2.4.

Потери

напора

негоризонтальных

трубопроводах

1.11.2.4.1.

Общее уравнение

^ и

х _.

pff

(19)

- длина элемента трубопровода,

dz- разница альтитуд двух концов этого элемента

1.11.2.4.2.

Вертикальный трубопровод (вос-

ходящий)

при низких давлениях

Имеет

место:

d\_

Предполагая р постоянной, получим:

Р«-Р,--(%-*1>(Р0

+ Л) (20)

где

л представляет собой потери напора на едини-

цу длины.

Если

ввести эффективные давления д> и р,:

Рг = Р,-

(г

-г,)п+

(ш.-ю

) (z

-z,) (21)

если течение газа отсутствует, л » 0, то

= р,+ (б, - шр (z

- z,) (22)

где:

др

воздух

1.11.2.4.3.

Реальный газ. Высокие давления

При большой разнице в

альтитудах

разница ква-

дратов Р

- Р

в уравнении потерь напора заменя-

ется на выражение:

-P'P

)

р'-1

где

(23)

(24)

- Zy есть разница уровней входной и выходной

части трубопровода.

1.11.2.5.

Расчеты

потерь

напора

(определение

коэффициента

сопротивления

Чаще

всего расчет X производится с помощью

номограмм

или эмпирических формул, полученных

из

лабораторных экспериментов или измерений в

промышленных трубопроводах.

1.11.2.5.1.

Опыты

Никурадзе

Никурадзе предложил изучать X как функцию

числа Реинольдса потока и степени шероховатос-

ти стенок.

С этой целью он создал искусственную шерохо-

ватость внутренних стенок трубопроводов, при-

клеив однородный слой зерен песка, отсортиро-

ванных с помощью сита. Таким образом он получил

поверхность с однородной шероховатостью К. За

меру шероховатости был взят размер зерен песка.

Меняя одновременно К и D, он

смог

добиться

вариаций отношения - от 30 до 1000 приблизи-

тельно. На следующем рисунке представлены по-

лученные

им результаты.

В областях I, IIX зависит только от R» а шерохо-

ватость не имеет значения. Трубопровод называ-

ется гидравлически гладким.

В области V

Я.

не зависит более от R

но зависит

только от отношения —.

tog л

Ламинарный;

III

гидравлический

гладкий

турбулентный

togR

гидравлический

шероховатый

1.11.2.5.2.

Законы изменения X из

опытов

Ни-

курадзе

Область I описывает ламинарное течение. Зави-

симость

X от числа Реинольдса задается формулой

Пуазейля:

(25)

Область II является переходной от ламинарной к

турбулентной, очень плохо определена, и в ней не

существует формул для X.

В области III при R < 10

можно принять:

0,316

(формула Блазиуса).

(26)

188

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

При R

> 10

X задается соотношением:

(27)

В области V А. не зависит от R* поэтому выпол-

няется:

.од

Tig,

(28)

Два последних выражения известны как форму-

лы Кармана-Прандтля.

1.11.2.5.3.

Промышленные трубопроводы

(практические

расчеты)

В газовой промышленности режим течения

всегда

турбулентный. Прямым измерением потерь

напора можно показать, что для заданного трубо-

провода:

— существует значение величины R

, ниже кото-

рой

трубопровод ведет себя как гидравлически

гладкий,

то есть Я. зависит только от R

(тече-

ние называется частично турбулентным);

— существует также величина R^, при превыше-

нии

которой трубопровод ведет себя как гид-

равлически шероховатый, то есть X не зависит

более от R

и остается постоянным (течение на-

зывается полностью турбулентным).

В зоне между величинами R

, и R* К зависит и

от R,, и от шероховатости К.

Возникла необходимость построения таких фор-

мул,

которые могли бы описать единым образом

течение во всех трех зонах.

Далее представлены наиболее употребляемые

формулы для каждого типа материала, а также

для встречающихся типов течений.

1.11.2.5.3.1.

Трубы из чугуна

Можно

использовать формулу, предложенную

Ренуаром:

А. = 0,172 R, (29)

Она применима приблизительно для R

= 5 х 10~

для отношений —, меньших 150 (Q есть нормаль-

ные расход газа в трубопроводе).

Формула

предназначена для чугунных труб, ко-

торые используются только при низких давлениях

малых

расходах.

1.11.2.5.3.2. Полиэтиленовые трубы

Для полиэтилена наиболее приспособленной

является модифицированная формула Кармана:

Ff"-

log

(30)

F - коэффициент торможения, равный 0.98.

1.11.2.5.3.3.

Стальные

трубы

Исторически

первой формулой, которая могла

использоваться в промышленных трубопроводах

при

больших числах Рейнольдса в областях III, IV и

была

формула Кольбрука (1939)

- 2 log

2,51

3.71 R.VX

(31)

Явные

формулы, то есть более простые в ис-

пользовании,

были предложены не так давно для

описания зон III, IV и V инженерами группы по газу

парижского

региона общества Газ де Франс в

1981 г.:

5,03 log R

(32)

где

F - коэффициент торможения, который зависит

от внутреннего состояния канала и его кривизны.

В следующей таблице представлены значения,

которые может принимать F в типовых конфигура-

циях трубопроводов.

Можно

также упомянуть формулу

Хааланда

(Haaland, 1984):

1,8

ЗЭ-j

(33)

Для очень больших чисел Рейнольдса, превыша-

ющих 10

, можно использовать вторую формулу

Кармана-Прандтля:

^ = 2 log 3,71°

(34)

В транспортных и распределительных сетях тру-

бопроводов из стали давление обычно достаточно

Состояние внутренней поверхности

Пескоструйная

обработка

Очистка

скребком

Пластиковое покрытие

Необработанная сталь без покрытия . . .

Кривизна,

град/км

5-15°

км"

0,9850

0,9800

0,9750

0,9700

- 35°

•

км"

0,9750

0,9700

0,9650

0,9600

=-60°

•

км"

0,9650

0,9600

0,9550

0,9500

>120°-км~

0,9500

0,9400

0,9300

0,9200

Эти

значения соответствуют трубопроводу, имеющему сварные швы

через

каждые 12 км, изгибы, из которых

90%

не превы-

шают

10°, и одну задвижку на каждые 16 км.

189

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

высокое,

а расходы достаточно велики для того,

чтобы можно было применять без сомнений одну

из

трех формул, приведенных в

начале

параграфа.

Однако желательно использовать более точную

формулу, например ту, которая предложена

груп-

пой

по газу парижского региона Газ де Франс, или

формулу

Хааланда.

1.11.2.5.3.4.

Реальные

значения внутренней шеро-

ховатости

Принимается,

что внутренняя шероховатость К

достигает

следующих приближенных значений:

(адиабатическое течение) можно получить:

Тип и состояние трубопровода

Стальные

трубы

без покрытия:

—

новые

— после 6 месяцев на воздухе

— после 1 года на воздухе

— после 2 лет на воздухе

Трубопровод с пластиковым покрытием. .

Трубопровод после пескоструйной обработ-

ки

Трубопровод, очищенный скребком . . . .

Оценочное

значение

(микрометры)

. . 13-19

25-32

. . 44

. 5 - 7,5

5-7,5

7,5-12,5

1.11.2.5.4.

Практические методы расчета по-

терь напора

Правила расчета потерь напора были установле-

ны управлением исследований и новой техники Газ

де Франс на базе формулы Ренуара и управлением

по

добыче и транспорту Газ де Франс, которое ис-

пользует формулу Панхендла (Panhandle) (1).

Недавно управлением исследований и новой

техники Газ де Франс

была

разработана программа

расчета потерь напора, позволяющая применение

любой формулы из § 1.11.2.5. Эта расчетная про-

фамма предназначена для микрокалькуляторов

типа IBM-PC или совместимых с ними. Она написа-

на специально для газовой промышленности и до-

ступна для пользователей, не имеющих никакого

образования в области информатики.

Кроме

этого можно использовать номофаммы.

1.11.3.

Адиабатические

течения

газа

при

больших скоростях

у Р,

Y-1 Pi

-ЙГ

-Дю

(35)

у - отношение

удельных

теплоемкостей при по-

стоянном давлении и постоянном объеме;

Дсо

- потери энергии на трение.

1.11.3.2.

Трубка Вентури

Если

принять:

Дш

= 0 (конусность сужающейся и расширяющейся

частей выражена нечетко)

AP = -^

(36)

где

ДР - изменение давления между сечениями Si

(вход и выход) и S

(сужение), а ДР счита-

ется малым по сравнению сР,, с = -—

коэффициент сужения.

Для жидкости (р постоянна):

(37)

1.11.3.3.

Адиабатическое

дросселирование

в штуцере

1.11.3.1.

Соотношение Сен-Венана

Из

уравнений:

pUdl) + dP = pdco и — = const

(1)

Сборник этих правил можно купить возле здания Об-

щества

развития газовой промышленности во Франции по

адресу:

17,

rue Alfud-Roll,

75017,

Paris.

Применим соотношение Сен-Венана при U, = 0:

— если Р

> P, ( или 0.526Р, при у= 1.41

т-1-i

-ЙГ

(36)

190

ОБЩИЕ

СВЕДЕНИЯ

Массовый расход:

(39)

- сечение сужения,

- функция отношения —, возрастающая при

Р,

уменьшении —- от 1 до

0.526.

—

ЕслиР

<Р

(-^-)

давление

сужении

остается

равным:

Скорость в сужении:

Массовый расход:

2у

(40)

(41)

(42)

iP,

Массовый расход зависит

только

от Р,.

1.11.3.4.

Смесители

Отношение массовых расходов впрыскиваемого

флюида и моторной жидкости может

быть

рассчи-

тано по следующей формуле:

_ р ар

Р^Ро

(1+m)(p

+ mp,)

Pi и pt -давление и плотность моторной жидкости

на входе в сужение,

Ро и ро - давление и плотность впрыскиваемого

флюида в верхней части инжектора,

- давление смеси на

выходе

из расширения,

- коэффициент (<1), учитывающий трение,

также формулу смесителя (= 0.50 -

0.55).

1.11.4.

Нестационарное

течение

газа

1.11.4.1.

Теория

нестационарного

течения

Скорость флюида в каждой точке меняется во

времени L

Если трубопровод горизонтальный и цилиндри-

ческий,

имеет место

jrJdt

SpUdf

- s[pU + '

изменение

масса

газа,

масса

газа,

массы флю- прошедшая прошедшая че-

ида

в элемен- через вход- рез

выходное

те

объема Sdx ное сечение 1 сечение 2

за

или,

после

упрощений

Эр

время

(pU)

Эх

(о

= 0 ('

(уравнение неразрывности или сохранения массы).

С другой стороны:

3U ЭР _ Эсо

(сохранение энергии).

(46)

Расчеты и

опыт

показывают, что инерционные

слагаемые пренебрежимо малы:

ЭР

(47)

Уравнения (47) и (45) используются в исследова-

ниях нестационарного течения

газа

в трубопровод-

ном транспорте. На практике их используют в сле-

дующей форме:

Эх

(уравнение потерь напора),

ЭР

_ j^dQ

3f "

(48)

(49)

(уравнение неразрывности),

А и В - константы, Q - расходы при 0°С и 1,013 бар.

Решение

этих уравнений позволяет

выявить

за-

кономерности различных процессов.

191

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.11.4.2.

Численные решения

Уравнения, описывающие нестационарное тече-

ние,

являются дифференциальными уравнениями

в частных производных (уравнение Навье-Сток-

са).

Они крайне редко имеют решения, которые

можно

выразить в аналитической форме с по-

мощью элементарных функций. В связи с этим при-

ходится прибегать к различным способам дискре-

тизации,

смысл которых заключается в замене не-

прерывной задачи на приближенный дискретный

аналог.

В результате возникает необходимость реше-

ния систем алгебраических или дифференциаль-

ных уравнений. Для этого применяются методы,

разделяющиеся на две группы: методы, использу-

ющие технику конечных разностей, и более новые

методы - конечных элементов. Соответствующие

расчетные программы позволяют моделировать

нестационарные течения газа в сложных сетях. В

частности,

они имитируют влияние аварии, напри-

мер,

прорыва трубы, на работу сети.

1.11.5.

Течения жидкостей

в цилиндрических

трубопроводах

При этом:

1.11.5.1.

Общая формула

Р, - Р

(50)

(обозначения те же, что и для газа, за исключени-

ем S, которая является плотностью по отношению

воде).

Значения коэффициента сопротивления X в за-

висимости

от числа R

и относительной шерохова-

тости

такие же, как для газа.

1.11.5.2.

Течение воды:

потери

напора

в водопроводных сетях

Пусть:

АР - потери напора в метрах водяного столба на

метр длины трубопровода,

D - внутренний диаметр трубопровода в метрах,

- скорость воды, м/с.

Скорости,

достижимые на практике:

= 0,5 - 3 м/с

1.11.5.2.1.

Формула Дарси

АР- «<„•*,./

Применима при 0.040м < D < 0.500м.

(51)

Новью

трубы

Трубы, бывшие в использовании

0,2535x1

(Г

0,507x1

(Г

6,47

х КГ

13Х10"

Формула

Дарен:

коэффициенты

аир.

1.11.5.2.2.

Формула Мориса Леви

(52)

Применима при D < 0.500м.

При этом:

Новые

трубы

Трубы

с покрытием

36,4

20,5

Формула

Мориса Лови.

1.11.5.2.3.

Формула

Кольбрука

ДР = X

2gD

При этом:

- -2 log

п.Л)

(53)

(54)

- коэффициент шероховатости: -

0.0001-

для новых

труб;

0,0020 -

для труб, бы-

вших в упо-

треблении

R.- число Рейнольдса:

0приО°С,

1250000DnpM3(rc

(м)

0,040

0,050

0,060

0,080

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

0,350

0,400

0,500

- для и

и К »

0,0020

1,783

1,293

0,995

0,665

0,486

0,280

0,189

0,140

0,110

0,090

0,0757

0,0566

(м/с)

0,50

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,55

0,60

0,50

0,55

0,70

Формула

Кольбрука.

192

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.11.5.2.4.

Неровности трассы

Пусть Л/7 - потеря напора в метрах водяного

столба:

Дл = К^-

здесь:

- средняя скорость воды, м/с

(ускорение) - 9.81 м/с

значения К даются в следующей таблице.

1.11.5.3.

Течение

жидкого

пропана и бутана

двух

следующих номограммах, заимствован-

ных из работы: L. Herenstein, Manuel pour le stock-

age du propane (издан в: I'

A.T.G.,

62, rue de Cour-

celles, 75008,

Paris)

приводятся значения потерь

напора в трубопроводах жидкого пропана и жидко-

го

бутана.

1.11.5.3.1.

Течение жидкого пропана

См.

номограмму 1.11.5.3.1.

Рис.

1.11.5.3.1

(стр.194).

1.11.5.3.2.

Течение жидкого бутана

См.

номограмму 1.11.5.3.2.

Рис.

1.11.5.3.2

(стр. 195).

1.11.6.

Дросселирование

газа

1.11.6.1.

Общие положения

Устройства, называемые дросселями, понижа-

ют давление Р, в верху потока до более низкого

давления

на выходе, за счет потерь напора,

вызываемых в потоке газа. Этими потерями на-

пора можно управлять, поддерживая одно из

давлений Р, или Р

постоянным или изменяющим-

ся по заданному закону.

Наиболее простое устройство состоит из отвер-

стия,

степень открытия которого варьируется за-

движкой (клапаном или краном) ручного управле-

ния (чтобы добиться желаемого

давления

Р, в сети

в любом случае).

Между верхним и нижним давлением и массо-

вым расходом (либо объемным расходом Q

газа,

выраженным в нормальных условиях по темпера-

туре и давлению), существует взаимосвязь в зави-

симости

от режима истечения газа через отвер-

стие сечением S.

Вследствие этого, каково бы ни

было

значение

одного

из давлений (на входе или

выходе)

и рас-

хода газа, существует значение площади сечения

S, которое позволяет установить другое давление

(на

выходе

или входе) на желаемом значении в

пределах возможностей устройства.

Идея дросселирования не может

быть

отделена

от идеи регулирования, особенно когда, к примеру,

выходное давление должно поддерживаться в ус-

тановленных

пределах. Отсюда следует название

этих устройств: "дроссель-регулятор".

В дальнейшем будут обсуждаться дроссели-ре-

гуляторы выходного давления, упрощенно называ-

емые "штуцерами".

1.11.6.2.

Принципы работы штуцеров

Главным

образом, они состоят из:

— подвижного устройства, снабженного клапа-

ном,

способного перекрыть проход S в большей

или меньшей степени,

— мембраны, к которой приложена сила,

— скользящего штока в герметичном J-образном

соединении.

Разгрузочное

отверстие

1 1

' Сил. | |

Подвижное

устройство —-••

Седло

КЛавН

Ч Мембрана

Схема

работы

штуцера.

Плавные

изгибы

22,5°

45°

60°

90°

0,05

0,19

0,26

0,29

0,05

0,10

0,12

0,14

0,05

0,09

0,11

0,125

0,05

0,08

0,10

0,11

Резкие

изгибы

22°5

45°

60°

90°

0,07

0,24

0,47

1,13

Разветвления

0,04

0,95

0,4

-0,05

0,89

0,8

0,21

1,10

0,35

1,28

Неровности

трассы:

значения К.

193