ічний режим газопроводів
Гідравлічний розрахунок газопроводів необхідний для визначення діаметрів газопроводів, що забезпечують пропуск необхідних кількостей газу при допустимих перепадах тиску. При русі газу по трубопроводах відбувається поступове зниження початкового тиску за рахунок подолання сил тертя і місцевих опорів, тобто
.
Щоб встановити фактори, від яких залежить падіння тиску, розглянемо основні положення динаміки потоку газу.
При русі газу в трубі через прояви сил тертя у стінок труби швидкість потоку менше, а в центрі більше. Однак у розрахунках орієнтуються на середню швидкість, м / сек,
=V / F,
де V - об'ємна витрата газу, м3/сек; F - площа поперечного перерізу труби, м2.
Залежно від швидкості потоку, діаметра труби і в'язкості газу протягом його може бути ламінарним, тобто впорядкованим у вигляді рухомих один щодо іншого шарів, і турбулентним, коли в потоці газу виникають завихрення і шари перемішуються між собою. Режим руху газу характеризується величиною критерію Рейнольдса
Re=wD / v,
де w - швидкість потоку, м / сек; D - діаметр трубопроводу, м; v - кінематична в'язкість, м2/сек.
Інтервал переходу ламінарного руху в турбулентний називається критичним і характеризується Re =2000 4000. При Re < ; 2000 протягом ламинарное, а при Re > 4000 - турбулентний.
Практично в розподільних газопроводах переважає турбулентний рух газу. Лише в газопроводах малого діаметра, наприклад у внутрішньобудинкових, при невеликих витратах газ тече ламінарно. Перебіг газу по підземних газопроводах вважають ізотермічним процесом, так як температура грунту навколо газопроводу за короткий час протікання газу змінюється мало. З урахуванням цих положень падіння тиску в газопроводах за рахунок сил тертя визначають на підставі формули Дарсі-Вейсбаха:
,
де р - втрати тиску, кгс/м2;- Коефіцієнт тертя; l - довжина трубопроводу, м; D - внутрішній діаметр трубопроводу, м; p - щільність газу, кг/м3 (0,102 кг/м3=1 кгс сек2м4); w - середня швидкість руху газу, м / сек.
Наведена формула справедлива для нестискуваних рідин, що протікають з постійною швидкістю при незмінній щільності. Тому вона застосовна для розрахунку лише газопроводів низького тиску, в яких при невеликих перепадах тиску незначними змінами щільності і швидкості газу можна знехтувати. Однак в газопроводах коефіцієнт тертя є змінною величиною, яка від критерію Рейнольдса і відносної шорсткості стінок трубопроводу ( k9 / D ).
Для ламінарного режиму руху при Re 2000 коефіцієнт тертя за формулою Пуазейля
=64/Re;
