ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Городские сети. Заводские сети Горячие газопроводы из "Общая химическая технология топлива" Если / е 2300, то в трубе устанавливается ламинарное (струйчатое) течение, а если 2300, то течение турбулентное (вихревое). При значении Re около 2300, течение может быть и ламинарным и турбулентным, но ни то, ни другое не является в данном случае устойчивым. При ламинарном течении потери пропорциональны скорости, при турбулентном режиме, с которым мы в дальнейшем только и будем иметь дело, эта зависимость хорошо передается квадратичным законом. [c.344] Т — объемный вес газа в кг/м . [c.344] В данном случае предполагается, что труба прямолинейна и горизонтальна, не имеет боковых ответвлений и течение газа изотермическое. Течение газа отличается от течения жидкости тем, что при постоянном сечении трубопровода линейная скорость течения по длине трубы не остается постоянной, как у жидкости, а возрастает, так как по мере движения газа давление его благодаря потерям на трение падает, а следовательно увеличивается объем. Это приводит к тому, что потери напора на равных по длине участках трубопровода неодинаковы между собой, как при течении жидкости, а увеличиваются по длине трубы. Следовательно, падение давления по длине происходит не линейно, как у жидкости, а по некоторой кривой (рис. 197). [c.344] Из этого следует, что закон течения для газа сложнее, чем для жидкости, и расчетные формулы являются более сложными. [c.344] Рассмотрим сначала один частный случай. Если падение давления по длине газопровода невелико, то газ расширяется незначительно и можно считать объемный вес у и скорость V постоянными по длине газопровода. [c.344] Многими исследованиями установлено, что величина коэфициента трения X не остается постоянной, а с увеличением диаметра и начального давления увеличивается. Однако обычно этой зависимостью пренебрегают и, взяв для А некоторое среднее значение, считают его постоянным. Это значительно упрощает расчет и не дает существенных ошибок. Значения лежат между 0,02—0,03. Обычно в качестве постоянного значения принимают X равным 0,024. [c.345] Понятно, что числовое значение коэфициента К зависит от единиц, в которых выражены все величины, входящие в формулу Поле. [c.345] Формула Поле часто называется также формулой для низких давлений. Такое ограничение неправильно, так как единственным условием, допущенным при выводе, являлось постоянство объема газа в начале и конце газопровода, т. е. незначительная потеря давления, что может иметь место и при высоких давлениях. Поэтому формулу Поле можно всегда применять для расчетов, если Н С 300—400 мм Н,0, при каком бы абсолютном давлении ни находился газ в газопроводе. [c.345] Как и в формуле Поле, в данном случае основное затруднение при расчете представляет коэфициент А. [c.346] Как показали многочисленные опыты, эта величина не является постоянной и зависит от целого ряда факторов, причем теоретически возможно рассчитать ее только для случая ламинарного движения. При ламинарном движении пограничный слой движущейся жидкости или газа образует у самой стенки неподвижную пленку и коэфициент трения не зависит от характера внутренней поверхности стенок, а только от диаметра трубы и вязкости двил ущейся жидкости или газа. Для турбулентного же течения, которое нас только и интересует (так как газ в трубах практически всегда движется турбулентно), повидимому, еще долго придется довольствоваться эмпирическими зависимостями ввиду большой сложности происходящих при этом физических явлений. [c.346] Это и есть формула Веймаута, наиболее широко применяемая из числа нескольких десятков подобных формул, которых мы не приводим (см. литературу). [c.346] Величина К, как и для формулы Поле, зависит от единиц, в которых выражены все входящие в формулу 104 величины, поэтому формула Веймаута имеет в литературе различный вид. В табл. 95 даны значения коэфициента К для различных случаев. [c.347] Следует подчеркнуть, что в отличие от формулы Поле, в которой расход отнесен к те м-пературе и давлению газа в газопроводе, формула Веймаута дает расход, отнесенный к нормальным условиям (0° С и 760 мм. Hg). [c.347] Неоднократная практическая проверка формулы Веймаута показала, что при пользовании ею ошибка обычно не превышает 3—5%, что для практических целей вполне удовлетворительно. Ошибки при расчете по другим формулам при тех же условиях часто достигают 30—40%. [c.347] Ниже приводятся формулы Поле и Веймаута, решенные относительно перепада давления или разности квадратов давлений и диаметра и несколько видоизмененные для облегчения вычислений. [c.347] Вычисления по этим формулам, особенно по формуле Веймаута, довольно громоздки, так как приходится возводить диаметр в степень 5, Л или Для облегчения вычислений на рис. 198 приведена номограмма, которая позволяет сразу выполнить как прямое (по (1 найти данную степень (1), так и обратное действие (по данной степени ё найти ё). [c.347] Если Угол С Т озо, ТО избыточное давление газа повышается с высотой. Поэтому давление в газовой сети в верхних этажах выше, чем в нижних (конечно, если потеря на трение на этом участке не окажется выше этой разности), и газовые заводы стремятся располагать в наиболее низких частях города. Необходимо подчеркнуть, что объемные веса у возд и Ума, входящие в выражение 108, не являются объемными весами при нормальных условиях, а, как и в случае расчета дымовой трубы, должны определяться для тех условий температуры и давления, в которых находится газ и воздух соответственно в газопроводе и вокруг него. Обычно для газопроводов разность температуры газа и воздуха не дает ощутимой поправки (за исключением так называемых горячих газопроводов), но давление может сильно изменить результат. Конечно при низких давлениях поправка также невелика, но при транспорте газа под высоким давлением плотность газа может оказаться в несколько раз больше плотности воздуха и Др становится отрицательным. Следовательно, мы не только не получаерл никакого дополнительного напора, но, наоборот, должны затрачивать некоторый напор для поднятия газа на высоту Н, как это имеет место при подъеме жидкости. [c.349] Часто для упрощения расчета бывает выгодно заменить потерю, вызываемую местным сопротивлением, потерей на трение некоторого участка трубы с тем же диаметром и коэфициентом сопротивления, что и у основной трубы. [c.350] Л/У2 = С- у (потеря от местного сопротивления). [c.350] Однако для вычисления потерь от местных сопротивлений или эквивалентной длины по приведенным формулам необходимо знать. диаметр трубы, а при проектировании диаметр нам не известен. Поэтому обычно предварительно приходится задаваться величиной потерь от местных сопротивлений, а затем, когда найден диаметр газопровода, вести поверочный расчет. Потеря от местных сопротивлений зависит от характера газопровода и скорости газа. На отдельных участках заводских газопроводов с большим количеством колен, тройников и т. д. потеря от местных сопротивлений может достигнуть значительной величины, обычно же она не превышает 10—15% от потери напора по длине. Для магистральных газопроводов эта потеря еще меньше, не выше 3—5%. [c.350] Вернуться к основной статье