Скорость газа и категория сети, Есть ли строгий критерий при гидравлическом расчете? Опции

[knmdk]

Добрый вечер,

Разъясните, пожалуйста, следующий момент.

В СП 42-101-2003 сказано:
«3.38 При выполнении гидравлического расчета надземных и внутренних газопроводов с учетом степени шума, создаваемого движением газа, следует принимать скорости движения газа не более 7 м/с для газопроводов низкого давления, 15 м/с для газопроводов среднего давления, 25 м/с для газопроводов высокого давления.»

ЕСЛИ при разработке расчетной схемы газоснабжения сети низкого давления (0,003 МПа) по формулам (3)-(11) из СП 42-101-2003 и формуле (13) Приложения 5 СНиП 2.04.08-87 на отдельных участках (заданного диаметра) сети скорость газа превышает 7 м/с (составляет 11 м/с и 8-9 м/с), но у всех потребителей минимально допустимое для функционирования оборудования давление (0,002 МПа) соблюдено, ТО:
а) это означает, что нужный поток газа (м3/ч) не пройдет через этот участок повышенной скорости при давлении 0,003 МПа (минус небольшие потери до начала участка с повышенной скоростью) и таким образом у потребителей не будет нужного давления и кубометров газа?
б) это значит, что на этом участке сети должно быть не низкое, а среднее давление, чтобы в конце участка было расчетное давление, и далее снова пункт «а»
в) это значит лишь повышенный шум трубы и нужное число кубометров через трубу пройдет, то есть все в порядке?

Если правильное объяснение под пунктом «в», то расскажите дальше:
1. Какая связь между давлением в трубе и скоростью движения газа?
2. Работает ли в газовой трубе уравнение Бернулли и его суть «Давление жидкости (газа), текущей по трубе, меньше там, где скорость её течения больше, и, наоборот, где скорость течения жидкости (газа) меньше, давление там больше.»
3. Каково тогда обоснование с точки зрения физики того, что если в трубу Ду50 длиной 1 км при давлении 0,003 МПа подать 2000 м3/ч газа с расходом в конце трубы 2000 м3/ч, то давление в конце трубы будет 0 МПа, то есть газа не будет, хотя скорость газа будет 139 м/с?
4. Где можно прочитать, каким образом и на основании каких формул были высчитаны данные для п. 3.38 из СП 42-101-2003? Другими словами, почему именно при давлении не больше 0,003 МПа скорость газа не должна быть больше 7 м/с, и что будет, если она превысит 7 м/с?

Вопросы немного перекликаются друг с другом. Очень надеюсь на ответы, это правда важно.

С уважением!

[knmdk]

Добрый вечер,

Разъясните, пожалуйста, следующий момент.

В СП 42-101-2003 сказано:
«3.38 При выполнении гидравлического расчета надземных и внутренних газопроводов с учетом степени шума, создаваемого движением газа, следует принимать скорости движения газа не более 7 м/с для газопроводов низкого давления, 15 м/с для газопроводов среднего давления, 25 м/с для газопроводов высокого давления.»

ЕСЛИ при разработке расчетной схемы газоснабжения сети низкого давления (0,003 МПа) по формулам (3)-(11) из СП 42-101-2003 и формуле (13) Приложения 5 СНиП 2.04.08-87 на отдельных участках (заданного диаметра) сети скорость газа превышает 7 м/с (составляет 11 м/с и 8-9 м/с), но у всех потребителей минимально допустимое для функционирования оборудования давление (0,002 МПа) соблюдено, ТО:
а) это означает, что нужный поток газа (м3/ч) не пройдет через этот участок повышенной скорости при давлении 0,003 МПа (минус небольшие потери до начала участка с повышенной скоростью) и таким образом у потребителей не будет нужного давления и кубометров газа?
б) это значит, что на этом участке сети должно быть не низкое, а среднее давление, чтобы в конце участка было расчетное давление, и далее снова пункт «а»
в) это значит лишь повышенный шум трубы и нужное число кубометров через трубу пройдет, то есть все в порядке?

Если правильное объяснение под пунктом «в», то расскажите дальше:
1. Какая связь между давлением в трубе и скоростью движения газа?
2. Работает ли в газовой трубе уравнение Бернулли и его суть «Давление жидкости (газа), текущей по трубе, меньше там, где скорость её течения больше, и, наоборот, где скорость течения жидкости (газа) меньше, давление там больше.»
3. Каково тогда обоснование с точки зрения физики того, что если в трубу Ду50 длиной 1 км при давлении 0,003 МПа подать 2000 м3/ч газа с расходом в конце трубы 2000 м3/ч, то давление в конце трубы будет 0 МПа, то есть газа не будет, хотя скорость газа будет 139 м/с?
4. Где можно прочитать, каким образом и на основании каких формул были высчитаны данные для п. 3.38 из СП 42-101-2003? Другими словами, почему именно при давлении не больше 0,003 МПа скорость газа не должна быть больше 7 м/с, и что будет, если она превысит 7 м/с?

Вопросы немного перекликаются друг с другом. Очень надеюсь на ответы, это правда важно.

С уважением!

[knmdk]

Почитал книжку «Проектирование и эксплуатация магистральных газопроводов» за авторством Белицкого В.Д. и написал вывод с ответами на свои вопросы. Расчеты приведены в книге. Вывод прошу покритиковать:

Перемещение газа по трубопроводу связано с преодолением сил трения, что приводит к снижению его давления. При снижении давления плотность газа уменьшается и при постоянном массовом расходе это приводит к увеличению объемной производительности и скорости течения газа (*).

Возрастание скорости течения газа сопровождается увеличением потерь давления на преодоление сил трения и переходом части потенциальной энергии в кинетическую.

Таким образом, при известном расходе и бесконечно высокой скорости газа (бесконечно малом диаметре газопровода) потери давления на преодоление сил трения рано или поздно достигнут величины начального давления, и в конечной точке газопровода давление будет равно нулю.

Так как при известном расходе скорость движения газа увеличивается с уменьшением диаметра газопровода, можно объяснить потерями давления на преодоление сил трения, почему в конце очень длинного и тонкого газопровода с большим расходом давление будет равно нулю.

Далее получаем, что скорость движения газа по трубе не является прямым и главным критерием подбора внутреннего диаметра газопровода в промышленном помещении и для подземных газопроводов (когда уровень шума НЕ важен). И при условии соблюдения в конечной точке газопровода минимального необходимого давления скорость газа может значительно превышать значения 7, 15, 25 м/с (для категорий сетей соответственно).

Кроме этого, при малой длине газопроводной трубы потери так же будут незначительные даже при очень высокой скорости потока газа. Благодаря этому принципу внутри ГРУ/ГРПШ используются трубы Ду50.

В заключение, можно сделать вывод о том, что при движении газа по участкам между контрольными точками потери давления на единице длинны трубопровода возрастают и линия изменения давления газа по длине участка не будет прямой.

Примечание (*)
Кроме расчетов из книги, это частично объясняется и уравнением Бернулли: «Давление жидкости (газа), текущей по трубе, меньше там, где скорость её течения больше, и, наоборот, где скорость течения жидкости (газа) меньше, давление там больше».

[Dima75]

Ну и где же здесь Америка? Гидродинамику изучали?