Виды давления газа – Классификация газопроводов по давлению

Давление газа в трубе: типы газопроводов, регуляторы давления

Газоснабжение городов и поселков требует наличия разветвленной сети трубопроводов. При этом на различных участках таких сетей по правилам безопасности должно быть разное давление газа в трубе. Существует достаточно жесткая классификация газопроводов по рабочему давлению, при этом различные параметры их работы определяют и сферу их применения.

↑

Классификация газопроводов по рабочему давлению

Требования к газопроводам различного назначения и величине рабочего давления для различных объектов изложены в СНиП 42-01-2002.

Данный документ определяет следующие типы газопроводов (категории):

Магистральные трубопроводы для транспортировки газа

• К 1 категории относятся магистральные трубопроводы для транспортировки газа под давлением от 6 до 12 атмосфер включительно. Такой газопровод высокого давления используется для перекачки газообразных веществ по магистральным линиям и обеспечения групповых потребителей. В данном случае подача газа с такими параметрами осуществляется до газораспределительных станций, где осуществляется снижение давление до требуемых параметров. В некоторых случаях монтируются на предприятиях для обеспечения топливом определенных технологических процессов.
• Во 2 категорию так же относятся линии высокого давления, но рабочие параметры газа уже ниже. По таким трубопроводам транспортируется топливо с давлением от 3 до 6 атмосфер. Так же применяются для магистральной разводки и снабжения газом котельного оборудования.
• Газопроводы среднего давления предназначены для работы с топливом при давлении от 0,05 до 3 атмосфер. Среднее давление газа применяется для обеспечения отдельных видов потребителей.
• К жилым домам газ подается по сетям низкого давления, которое не должно превышать 0,05 атмосфер. Именно такие газопроводы используются в квартирах или при подключении частных домов.

↑

Устройства распределения и регулировки давления газа

Понятно, что для соединения трубопроводов различной категории требуется регулятор давления газа в магистралях. Для этого используются газорегуляторные пункты, которые представляют собой набор специального оборудования для управления потоками топлива.

Регулятор давления газа

В состав современного ГРП входят:

• Редукционные агрегаты, предназначенные для снижения давления газа.
• Коммутационная аппаратура, используемая для перераспределения потоков топлива по отдельным потребителям и различным магистралям.
• Контрольные приборы (манометры, расходомеры), позволяющие контролировать параметры работы системы.
• Оснащение для очистки газово смеси (фильтры).

Схема газораспределительного пункта (ГРП) современного поколения достаточно сложная. Данное устройство оснащается системами автоматического регулирования параметров работы системы, что позволяет не только упростить контроль рабочих режимов, перераспределение потоков, но и обеспечить безопасность эксплуатации газовых магистралей и оборудования.

↑

Какие магистрали используются для снабжения различных потребителей

Вышеуказанный СНиП четко определяет сферу применения газопроводов определенной категории. Понятно, что осуществлять подвод газа по магистралям высокого давления к бытовым потребителям нецелесообразно, так как потребуется установка редукционного оборудования перед каждым прибором. Кроме того, газопровод низкого давления позволяет обеспечить большую безопасность на бытовом уровне.

Итак, сфера применения газовых магистралей различного давления следующая:

Линия высокого давления газа первой категории

• Линия высокого давления первой категории используется только для снабжения промышленных потребителей, технология работы которых требует значительного расхода и давления топлива (сталеплавильные печи и другое подобное оборудование). Кроме того, такие магистрали используют для подачи топлива на котельные таких предприятий, при условии, что они оснащены соответствующим оборудованием. Подключение к системе газоснабжения в этом случае выполняется в соответствии со специально разработанным проектом.
• К остальным производственным помещениям газ может подаваться по линиям высокого давления 2 категории. Такая же магистраль используется для снабжения различных типов котельных (пристроенные, крышные, встроенные), устанавливаемых для отопления производственных зданий.
• Среднее давление газа в магистралях используется для обеспечения бытовых и административных помещений, котельных для их отопления. Кроме того такие же магистрали прокладываются и для обеспечения общественных построек, для снабжения которых требуется увеличенный объем газообразного топлива.
• Все бытовые потребители подключаются только к линиям низкого давления, которые могут обеспечить максимальную безопасность эксплуатации. Использование магистралей высокого и среднего давления для снабжения жилых зданий не допускается.

↑

Немного информации об эксплуатации газовых линий и оборудования

Монтаж магистрального газопровода

Эксплуатация систем газоснабжения, монтаж магистралей и подключения различных потребителей должно осуществляться в строгом соответствии с установленными правилами.

В первую очередь необходимо запомнить следующие моменты:

• Все работы, связанные с монтажом газовых магистралей или внутридомовой разводки должны выполняться только специализированными предприятиями, имеющими лицензию на осуществление такой деятельности.
• Самостоятельное изменение схемы прокладки газовых линий (даже газопроводов низкого давления) запрещено.
• Установка и подключение новых газовых потребителей (котельное оборудование, водогреющие колонки) так же выполняется специалистами на основе разработанных технических условий.

Помните, самостоятельное выполнение работ или поручение ее выполнения лицам, не имеющим разрешения или лицензии, может привести к возникновению аварийных ситуаций, связанных с утечкой газа.

Доверьте решения всех вопросов, связанных с установкой газовых магистралей и подключением оборудования специалистам. Так будет безопасней и надежней.

vsetrybu.ru

7.3. Виды давления

Различают следующие виды давления: барометрическое, абсолютное, избыточное, вакуум.

Барометрическое (атмосферное) давление зависит от высоты места над уровнем моря и от состояния погоды. За нормальное барометрическое давление принимают 760 мм.рт.ст. На свободную поверхность водных потоков, а также естественных и искусственных водоемов действует барометрическое давление.

Абсолютным (полным) давлением р называется давление, определяемое по формуле

, (7.6)

где — давление на свободной поверхности. Если на свободной поверхности давление равно атмосферному, то разность

(7.7)

называется избыточным давлением (избыточным по сравнению с атмосферным) и обозначается

. (7.8)

Из последней зависимости следует, что избыточное давление изменяется с глубиной по линейному закону; оно иногда называется

манометрическим.

Если давление в точках какого-либо объема жидкости или в закрытых сосудах на свободной поверхности меньше атмосферного (p< p_ат), то говорят, что в рассматриваемом пространстве вакуум.

Вакуумом называется разность между атмосферным давлением и давлением в разреженном пространстве; иначе говоря, вакуум есть недостаток величины данного давления до атмосферного.

Обозначая величину вакуума через p_в, а давление в разреженном пространстве через p_разр , получим

p_в = p_ат — p_раз (7.9)

Задача 7.2.

На какой глубине водолаз будет испытывать избыточное давление 1 ат.? Плотность воды ρ=1000 кг/м³.

Решение. Из решения задачи 5.1 следует, что давление в 1 ат. эквивалентно 98Па. Тогда, приравнивая выражение для избыточного давления одной атмосфере, выраженной в паскалях, получим

,

откуда

h = м.

Из полученного решения следует, что 10 м водного столба создают избыточное давление в одну атмосферу.

7.4. Закон Паскаля

Из уравнения (7.5)

=+ρgh

следует, что при изменении давления на поверхности на величину Δp₀ давление во всех точках данного объема изменится на то же значение Δp₀. Таким образом, жидкость обладает свойством передавать давление. Это свойство выражает закон Паскаля, который формулируется так: всякое изменение давления в какой-либо точке покоящейся жидкости, не нарушающее ее равновесия, передается в остальные ее точки без изменения. На использовании закона Паскаля основано устройство многих гидравлических машин.

Пример 7.2. Гидравлический пресс.

Гидравлический пресс создает посредством жидкости усилие, способное произвести на коротком пути большую работу.

Гидравлический пресс (рис. 7.3) состоит из цилиндра1 и поршня 2 с платформой 3, на которой помещено тело

4, например, кубик при испытании материалов. По трубке 5 в цилиндр 1 пресса подается жидкость под давлением p, создаваемым различными способами. Обозначая площадь сечения поршня 2 буквой ω₁ , получим величину силы давления на поршень

P₁=pω₁ . (7.10)

Эта сила сжимает тело 4. постоянное давление p в трубке 5 может быть создано, например, насосом, состоящим из цилиндра 6, в котором движется малый поршень 7. цилиндр имеет два отверстия: отверстие 8 с клапаном, открывающимся внутрь цилиндра, и отверстие 9 с клапаном, Рис. 7.3

открывающимся наружу. Через отверстие 8 жидкость засасывается в цилиндр 6 при поднятии малого поршня 7. В этот момент клапан 8 открыт, а клапан 9 закрыт. Через отверстие 9 жидкость выдавливается из цилиндра 6 в трубку 5 и далее в цилиндр 1 при опускании малого поршня. В этот момент клапан 9 открыт, а клапан 8 закрыт.

Обозначая ω₂ площадь сечения малого поршня, а P₂ — силу давления на малый поршень, получим величину давления в цилиндрах1 и 6 и трубке 5:

.

Подставляя это значение р в формулу (7.10), имеем

. (7.11)

Таким образом, на рабочий поршень передается сила, во столько раз большая силы давления от малого поршня 7, во сколько больше раз площадь сечения поршня. На практике сила R, сжимающая тело 4, вслед- Рис. 7.4

ствие трения меньше Р₁.

Это учитывается введением в формулу коэффициента полезного действия η, принимаемого обычно равным 0,85. Следовательно, расчетная формула гидравлического пресса будет

. (7.12)

Гидравлический аккумулятор. Гидравлический аккумулятор применяется для выравнивания давления и расхода жидкости в гидравлических установках. В периоды малых расходов он накапливает жидкость, поступающую от насосов, в периоды больших расходов отдает ее рабочим машинам.

Гидравлический аккумулятор (рис. 7.4) состоит из цилиндра, в котором ходит поршень 2 с площадью поперечного сечения ω. На верхний конец поршня действует груз P, в результате чего в цилиндре 1 создается давление р=P/ω, которое и передается по закону Паскаля к гидравлическим машинам по трубе 4. В аккумулятор жидкость поступает от насоса по трубе 3. если количество жидкости, поступающей в цилиндр аккумулятора, больше количества используемой жидкости, то поршень 2 будет подниматься; если же, наоборот, количество притекающей жидкости меньше количества уходящей, то поршень 2 будет опускаться. Однако в этих случаях давление в аккумуляторе, а следовательно, и во всей системе, которую он питает, будет оставаться постоянным.

Задача 7.3. Определить усилие, которое развивает гидравлический пресс, имеющий D=250 мм, d=25 мм, если усилие, приложенное к малому поршню, равно 200 Н. Коэффициент полезного действия пресса η = 0,8.

Решение. Искомое усилие равно

Н.

studfiles.net

Назначение, устройство, классификация регуляторов давления газа

Управление гидравлическим режимом работы системы газораспределения осуществляется с помощью регуляторов давления*. Регулятор давления газа (далее РД) — это устройство для редуцирования (понижения) давления газа и поддержания выходного давления в заданных пределах вне зависимости от изменения входного давления и расхода газа, что достигается автоматическим изменением степени открытия регулирующего органа регулятора, вследствие чего также автоматически изменяется гидравлическое сопротивление проходящему потоку газа. РД представляет собой совокупность следующих компонентов:

Д — датчик, который осуществляет непрерывный мониторинг текущего значения регулируемой величины и подает сигнал к регулирующему устройству;

З — задатчик, который вырабатывает сигнал заданного значения регулируемой величины (требуемого выходного давления) и также передает его на регулирующее устройство;

Р — регулирующее устройство, которое осуществляет алгебраическое суммирование текущего и заданного значений регулируемой величины, и подает командный сигнал к исполнительному механизму.

ИМ — исполнительный механизм, который преобразует командный сигнал в регулирующее воздействие, и в соответствующее перемещение регулирующего органа за счет энергии рабочей среды.

* Редкое исключение составляют случаи повышения давления «после себя», которое осуществляется с помощью специальных компрессоров — газовых бустеров

На практике в РД в качестве датчика выступает контролируемое давление или т.н. «импульс», задатчиком является пружина или пневмозадатчик (пилот), а регулирующим устройством выступает мембрана или эластичный затвор. Исполнительный механизм представляет собой части корпуса регулятора с мембраной (эластичным затвором) в качестве разделителя сред и регулирующий орган. Составные элементы регуляторов с пружинным и пневматическим задатчиком показаны на рис.4.1

Рис. 4.1: P_вх — входное давление; P_вых — выходное давление; Д — датчик; З — задатчик; РУ — регулирующее устройство; ИМ — исполнительный механизм; РО — регулирующий орган; P_упр. — управляющее давление

В связи с тем, что регулятор давления газа предназначен для поддержания постоянного давления в заданной точке газовой сети, то всегда необходимо рассматривать систему автоматического регулирования в целом — «регулятор и объект регулирования (газовая сеть)».

Правильный подбор регулятора давления должен обеспечить устойчивость системы «регулятор — газовая сеть», т. е. способность ее возвращаться к первоначальному состоянию после прекращения возмущения.

В зависимости от поддерживаемого давления (расположения контролируемой точки в газопроводе ) РД разделяют на регуляторы «до себя» и «после себя». В ГРП (ГРУ) применяют только регуляторы «после себя».

Исходя из положенного в основу работы закона регулирования, регуляторы давления бывают астатические (отрабатывающие интегральный закон регулирования), статические (отрабатывающие пропорциональный закон регулирования) и изодромные (отрабатывающие пропорциональноинтегральный закон регулирования).

В статических РД величина изменения регулирующего отверстия прямо пропорциональна изменению расхода газа в сети и обратно пропорциональна изменению выходного давления. Примером статических РД являются регуляторы с пружинным задатчиком выходного давления.

РД с интегральным законом регулирования в случае изменения расхода газа создает колебательный режим, обусловленный самим процессом регулирования. При изменении расхода газа разность между первоначальным и заданным значениями выходного давления увеличивается до тех пор, пока количество газа, проходящее через регулятор, меньше нового расхода и достигает своего максимума, когда эти значения сравняются. В этот момент скорость открытия регулирующего отверстия максимальна. Но на этом регулирующий орган не останавливается, а продолжает открывать отверстие, пропуская газа больше, чем требуется, и выходное давление, соответственно, тоже повышается. В результате этого получается ряд колебаний около некоего среднего значения, при котором постоянный режим (как в случае статического регулятора) никогда не будет достигнут.

Представителями астатических регуляторов являются РД с пневматическим задатчиком выходного давления, а характерным примером такого процесса можно считать незатухающие автоколебания (т. н. «качку») некоторых типов пилотных РД в определенных переходных режимах работы.

Изодромный регулятор (с упругой обратной связью) при отклонении регулируемого давления сначала переместит регулирующий орган на величину, пропорциональную величине отклонения, но если при этом давление не придет к заданному значению, то регулирующий орган будет перемещаться до тех пор, пока давление не достигнет заданного значения. Подобный регулятор сочетает в себе точность интегрального и быстродействие пропорционального регулирования. Представителями изодромных РД являются т. н. «прямоточные» регуляторы.

gazovik-gaz.ru

Давление газа

Разделив левую и правую части уравнения (4.4.8) на SΔt и учитывая соотношение (4.3.6), найдем давление газа

(4.4.9)

Это и есть основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа*.

* Это уравнение — первое количественное соотношение, полученное в молекулярно-кинетической теории. Поэтому его принято называть основным.

Давление идеального газа пропорционально произведению массы молекулы на концентрацию молекул и средний квадрат их скорости.

Формула (4.4.9) связывает макроскопическую величину — давление, которое может быть измерено манометром, — с микроскопическими величинами, характеризующими молекулы, и является как бы мостом между двумя мирами: макроскопическим и микроскопическим.

Если через обозначить среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекулы: , то уравнение (4.4.9) можно записать в форме:

(4.4.10)

Отметим в заключение, что хотя расчет произведен без явного учета столкновений молекул, это не означает, что столкновения совсем не учитывались нами. Именно огромное число столкновений приводит к тому, что движение молекул является хаотическим. Равенства (4.3.4) и (4.3.6) выполняются с большой точностью как раз вследствие громадного числа столкновений.

Нам удалось вычислить давление идеального газа на стенки сосуда. Оно зависит от концентрации молекул. Кроме того, давление газа пропорционально средней кинетической энергии молекул. Это и есть главный факт.

§ 4.5. Температура— мера средней кинетической энергии молекул

Из основного уравнения молекулярно-кинетической теории газа вытекает важное следствие: температура есть мера средней кинетической энергии молекул. Докажем это.

Для простоты будем считать количество газа равным 1 моль. Молярный объем газа обозначим через V_M. Произведение молярного объема на концентрацию молекул представляет собой постоянную Авогадро N_A, т. е. число молекул в 1 моль.

Умножим обе части уравнения (4.4.10) на молярный объем V_M и учтем, что nV_M = N_A. Тогда

(4.5.1)

Формула (4.5.1) устанавливает связь макроскопических параметров — давления р и объема V_M — со средней кинетической энергией поступательного движения молекул.

Вместе с тем полученное опытным путем уравнение состояния идеального газа для 1 моль имеет вид:

(4.5.2)

Левые части уравнений (4.5.1) и (4.5.2) одинаковы, значит, должны быть равны и их правые части, т. е.

Отсюда вытекает связь между средней кинетической энергией поступательного движения молекул и температурой:

(4.5.3)

Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа пропорциональна абсолютной температуре. Чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы.

Соотношение между температурой и средней кинетической энергией поступательного движения молекул (4.5.3) установлено для разреженных газов. Однако оно оказывается справедливым для любых веществ, движение атомов или молекул которых подчиняется законам механики Ньютона. Оно верно для жидкостей, а также для твердых тел, у которых атомы могут лишь колебаться возле положений равновесия в узлах кристаллической решетки.

При приближении температуры к абсолютному нулю энергия теплового движения молекул также приближается к нулю*.

* При очень низких температурах (вблизи абсолютного нуля) движение атомов и молекул уже не подчиняется законам Ньютона. Согласно более точным законам движения микрочастиц — законам квантовой механики — абсолютный нуль соответствует минимальному значению энергии движения, а не полному прекращению какого-либо движения вообще.

studfiles.net

Виды давлений

Виды давлений

 

В недрах Земли каждая материальная точка испытывает следующие виды давлений:

1.      Горное (геостатическое) давление – это давление вышележащих горных пород. Оно прямо пропорционально глубине залегания в метрах и плотности вышележащих пород:

, где 2,3 – средняя плотность горных пород в верхней зоне земной коры, в г/см³. 10 – поправочный коэффициент для расчета давления в атмосферах. При расчетах давления в Мпа поправочный коэффициент принимается равным 100.

2.      Гидростатическое давление – давление вышележащих подземных вод, находящихся в порах и трещинах горных пород. Оно прямо пропорционально глубине залегания в метрах и плотности подземных вод, которая в среднем равна 1,05 г/см³.

3.      Гидродинамическое давление – давление движущихся подземных вод.

4.      Пластовое давление – давление внутри залежи нефти и газа. Оно равно давлению вышележащих подземных вод и по закону Паскаля передается на всю залежь через ВНК. Рассчитывается по формуле:

 где Н – глубина в метрах (м) на уровне ВНК, 10 – поправочный коэффициент для расчета давления в ат – это теоретически расчетное давление. Фактическое пластовое давление определяется по замерам в скважинах приборами при испытании пластов. Оно может значительно отличаться от расчетного пластового давления.

5.      Избыточное давление – дополнительное давление в залежи, возникающее за счет силы всплывания нефти над водой. Рассчитывается по формуле:

где h – высота точки расчета над ВНК, (d_B—d_H) – разность плотностей воды и нефти.

6.      Давление насыщения – это давление газа, растворенного в нефти. Зависит от степени газонасыщенности нефти.

При  вскрытии пласта скважиной в ней устанавливается столб жидкости высотой, уравновешивающей пластовое давление. Если в пласте существует застойный водный режим, то во всех скважинах устанавливается одинаковый уровень жидкости. Если же подземные воды испытывают направленное боковое движение, то давление в жидкости будет равно сумме гидростатического и гидродинамического давлений. При этом уровни столбов жидкости будут ниже в тех скважинах, в сторону которых направлено боковое движение подземных вод. Пьезометрический уровень в таких системах будет иметь наклонное положение. Пьезометрическая поверхность определяется для каждого пласта отдельно как поверхность, выше которой вода в скважине не поднимается. В резервуарах с наклонной пьезометрической поверхностью ВНК и ГВК приобретают наклонное положение (рис.6). Угол наклона ГВК И ВНК всегда больше наклона пьезометрической поверхности. Повышение угла наклона пьезометрической поверхности может привести к полному разрушению (вымыванию) залежи. Наклон пьезометрической поверхности иногда может играть и созидающую роль: при наклонных ВНК и ГВК залежи нефти и газа могут формироваться в пределах незамкнутых структур типа флексуры и структурных носов. Наклон пьезометрической поверхности прямо пропорционален региональному наклону пласта-резервуара. Он характерен для всех артезианских бассейнов.

Между глубиной залегания и пластовым давлением существует прямая связь: чем больше глубина залегания, тем больше пластовое давление. Это – общая закономерность, которая претерпевает отклонения под влиянием других факторов. Геостатический градиент в среднем равен 2-3 атмосферам на каждые 10 метров глубины. Гидростатический градиент в среднем равен 1 атмосфере на 10 метров глубины, т.е. через каждые 10 м. давление в подземных водах возрастает на 1 атмосферу.

 

oborudka.ru

Давление газа в газопроводе дома – каким оно должно быть? + Видео

Газификация частного сектора – сегодня норма жизни, хотя каких-то десять лет назад об этом многие могли только мечтать. Однако использование газа большим кругом потребителей вызывает ряд проблем, о которых следует знать заранее. Эти знания пригодятся вам при выборе жилья или покупке дорогостоящих газовых котлов и прочего оборудования, потребляющего голубое топливо.

Газовые вены – как циркулирует газ по системе?

Прежде, чем газ загорится голубым пламенем на вашей кухонной плите, он проходит сотни и тысячи километров по газопроводам. Самой главной артерией газотранспортной системы является газовая магистраль. Давление в таких магистралях очень большое – 11,8 МПа, и совершенно не подходит для частного потребления.

Голубое пламя газа на кухонной плите

Однако уже в газораспределительных станциях (ГРС) происходит снижение давления до 1,2 МПа. Кроме того, на станциях происходит дополнительная очистка газа, ему придается специфический запах, который ощутим человеческим обонянием. Без одоризации – так называется этот процесс – мы бы не ощущали наличие газа в воздухе при его утечке, поскольку сам по себе метан не имеет ни цвета, ни запаха. Для придания запаха зачастую используют этантиол – даже если в воздухе будет находиться одна часть этого вещества на несколько десятков миллионов частей воздуха, мы почувствуем его наличие.

Газораспределительная станция

Из газораспределительных станций путь газа пролегает к газорегуляторным пунктам (ГРП). Эти пункты фактически и являются точкой распределения голубого топлива между потребителями. На ГРП автоматическое оборудование контролирует давление и распознает потребность в его повышении или понижении. Также на газорегуляторных пунктах происходит еще один этап фильтрации газа, а специальные приборы регистрируют степень его загрязнения до и после очистки.

Низкое или среднее – какое давление лучше?

Раньше большинство жилых домов снабжались газопроводом низкого давления (0.003 МПа), поскольку магистраль со средним давлением (0.3 МПа) требует более масштабных монтажных работ и закупки специального оборудования, которое снижает давление непосредственно на входе газа в трубы внутри дома.

Однако с ростом количества потребителей в газопроводе низкого давления топлива может попросту не хватать на всех – особенно это становится заметно зимой, когда большинство включает на полную мощность газовые котлы. В системе со средним давлением такая проблема практически исключена. Следует учитывать и высокие требования современных газовых котлов. При недостаточном давлении многие агрегаты в лучшем случае выдают меньшую мощность, чем указал производитель, а в худшем случае – отключаются до момента появления нужного давления в системе.

Современные газовые котлы

Приобретать дорогостоящие котлы потребителям низкого давления – все равно, что выбрасывать деньги на ветер, поскольку такая покупка себя совершенно не оправдает. Решать проблему с перебоями газа приходится самим потребителям. Как вариант, можно приобрести комбинированный твердотопливный котел, который можно загружать твердым топливом во время отсутствия или слишком низкого давления газа. На кухне же можно пользоваться баллоном со сжиженным газом, установив одну конфорку под такой тип топлива.

При повышенном давлении ситуация ничуть не лучше – если в домах не установлены распределительные аппараты, повышается риск возникновения аварийных ситуаций. Поскольку газ с низким давлением считается более безопасным, его использование предписано в общественных учреждениях, таких как школы, детсады, больницы, а также заводы и предприятия различного типа, где газ используют в целях отопления. Также газовые магистрали с низкими показателями прокладывают в небольшие населенные пункты.

Газовая магистраль в небольшом населенном пункте

В крупных городах с высоким социальным статусом прокладывают газопровод с высоким давлением. Решение об этом принимают, исходя не только из количества потребителей, но и из их финансовой возможности оплатить приобретение более дорогостоящего и мощного оборудования. По большому счету, потребители не выбирают, каким газопроводом пользоваться, разве что только при выборе места жительства.

Отличие газопроводов по типу прокладки

Газовая магистраль может быть проложена разными способами. Чаще всего сегодня используют кольцевой способ прокладки и тупиковый. В случае с тупиковой сетью газ поступает к пользователю только с одной стороны, тогда как в кольцевой магистрали газ поступает с двух сторон и движется дальше по типу замкнутого кольца.

Прокладка газопровода кольцевым способом

В тупиковой системе существует большой недостаток – когда газовые службы проводят ремонтные или профилактические работы, они вынуждены отключать от газа огромное количество потребителей. Если вы проживаете именно в такой зоне, то при выборе газового котла следует учесть наличие автоматического отключения оборудования при отсутствии давления, иначе агрегат будет работать вхолостую.

Ремонтные работы газовой службы

В кольцевой системе такого недостатка нет – газ поступает с двух сторон. Благодаря этому давление равномерно распределяется между всеми потребителями, тогда как в тупиковой системе чем дальше будет находиться дом от ГРП, тем меньше давление будет в трубе. Опять же, этот фактор следует учесть при покупке дома – чем дальше дом находится от газорегуляторного пункта, тем сильнее нивелируется качество газоснабжения.

Причины отключения газа – ремонт или профилактика?

Поломки в системе газоснабжения – явление довольно редкое. Чаще всего отключение газа происходит по той причине, что кому-то из потребителей понадобились услуги газовой службы по замене или переустановке газового оборудования. Только специалист может осуществлять подобные процедуры, и желательно, чтобы это был мастер с большим опытом подобных работ. Газовую трубу обесточивают в том случае, если необходима ее обрезка.

Обесточивание трубы

В частном секторе сделать это намного проще, чем в многоэтажном доме. Если частник может попросту закрыть кран, то житель многоэтажки сначала должен получить специальное разрешение от соответствующей инстанции.

Закрытие крана

Советоваться со специалистами следует и в случае необходимости установить или поменять тот или иной аппарат, который будет подключен к газовой магистрали. Как уже было отмечено выше, разное оборудование предназначено для разных состояний самого газа в сети. Именно по причине неосведомленности потребителей им приходится впоследствии переделывать целые проекты. Поэтому всегда сначала подбирайте оборудование, и только потом приступайте к составлению проекта. Пренебрегать давлением газа в системе нельзя ни в коем случае, иначе это может обернуться весьма плачевными ситуациями.

remoskop.ru

Ламинарное и турбулентное движение газов. Давление газов и его разновидности

1. Ламинарное и турбулентное движение газов

В зависимости от характера движения в трубах, каналах печей и т. д. различают ламинарное (или слоистое) и турбулентное (или вихревое) движение газов.

Ламинарное называют такое движение, при котором струйки газа перемещаются параллельно одна другой, не пересекаясь.

Характерной особенностью ламинарного движения является параболическое распределение скоростей по сечению потока, обусловленное трением о поверхность канала прилегающего к ней слоя газа и последующих слоев друг о друга.

W_ср=0,5W_max W_ср=0,76W_max

Рисунок 1

При турбулентном режиме в потоке возникает множество вихрей, что приводит к интенсивному перемешиванию газа. Распределение скоростей при этом более равномерное и имеет вид усеченной параболы. Возникает вопрос: от чего зависит характер движения газов и как определить, что это ламинарное или турбулентное движение.

Пределы существования ламинарного и турбулентного движения были установлены Рейнольдсом (1883 г.), который показал, что характер движения газов зависит от соотношения сил инерции и сил внутреннего трения (вязкости) в потоке. Это соотношение характеризуется безразмерным комплексом, названым впоследствии критерием Рейнольдса:

, (1.6)

где d_г – гидравлический диаметр канала; d_г=4F/П (здесь F – площадь сечения канала, П – периметр для некруглого сечения), для круглого сечения .

Установлено, что ламинарное движение имеет место при Re2100, турбулентное – при Re2300.

Из структуры критерия Рейнольдса видно, что турбулизации потока способствует увеличение скорости и диаметра канала и препятствует увеличение коэффициента кинематической вязкости. При течении какого-то конкретного газа по каналу постоянного сечения характер потока зависит исключительно от скорости. При увеличении скорости поток может перейти из ламинарного в турбулентный и наоборот.

Если обратить внимание на эпюру распределения скоростей при турбулентном движении, то видно, что все сечение потока может быть разделено на две, не равные части: очень тонкий, пристеночный пограничный слой и основная часть потока. В пределах пограничного слоя резко изменяется (уменьшается к поверхности) скорость, а в пределах основного потока скорость практически неизменна. Таким образом, при турбулентном движении основной части потока, где скорость практически неизменна, характерно отсутствие трения, т. е. в этой части потока вязкость среды на движение не влияет и можно применять в этом случае закономерности, характерные для идеальной среды.

2. Давление газов и его разновидности

Как известно, давление – это сила, действующая на единицу площади. Различают давление абсолютное и избыточное. избыточное давление – разница между давлением в какой-либо емкости, газопроводе и т. д. и в окружающей атмосфере. Если давление в емкости меньше атмосферного (отрицательное избыточное давление), то его называют разрежением. В металлургической теплотехнике пользуются избыточным (над атмосферным) давлением. Различают три основных вида давления: геометрическое, статическое, динамическое давление.

Геометрическое давление обусловлено стремлением горячих газов подняться вверх. Если в результате разности плотностей окружающего воздуха и газа последний переместится на высоту Н, то геометрическое давление

, (1.7)

где: g – ускорение силы тяжести, м/с²;

_в,_г – плотность, соответственно воздуха и газа, кг/м³;

Н – расстояние, на которое переместился газ, м.

Статическое давление Р_ст. – это разность давлений заключенного в сосуде газа и окружающей среды. Оно может быть как положительным, так и отрицательным. Его величина определяется из опыта с помощью U – образного манометра (пьезометра). Манометр устанавливают так, чтобы один конец сообщался с атмосферой, а выходное отверстие другого конца было расположено перпендикулярно направлению потока газа.

Рисунок 1

Динамическое давление наблюдается при движении газа.

Оно равно:

(Н/м²). (1.8)

Динамическое давление обусловлено скоростью потока и может быть определено экспериментально (рис 1.).

Сумма статического и динамического давления составляет полное давление Р_п.=Р_ст.+Р_дин., которое воспринимается трубкой помещенной навстречу потока. Но поскольку Р_дин=Р_п.-Р_ст, манометр нам покажет динамическое давление. Существуют специальные приборы, позволяющие определить динамическое давление газового потока. Это напорные трубки или трубки Пито.

Статистическое давление характеризует тот запас потенциальной энергии, которой располагает 1 м² газовой системы. Представьте воздушный шар – давление на стенки – статическое давление.

Динамическое давление – это кинетическая энергия потока. В процессе движения газа на преодоление всевозможных сопротивлений затрачивается часть кинетической энергии, убыль которой восстанавливается за счет запаса потенциальной энергии (статического давления), например, от вентилятора создается избыточное статическое давление при движении газа по газопроводу.

Единицы измерения давления:

1атм = 1 кг/см²;

1атм = 760 мм. рт. ст.

1 атм = 10⁴ кг/м² (мм. в. ст.) * 9,81 10⁵н/м² (Па).

studfiles.net