Газоснабжение пятиэтажного жилого здания (внутренние сети)
Астраханский
инженерно-строительный институт
Кафедра
ТГВ
Пояснительная
записка
К курсовому
проекту
по
дисциплине: «Газоснабжение»
на тему
Газоснабжение
пятиэтажного жилого здания (внутренние сети)
Выполнил: студент
Кузнецов К.С.
Астрахань
2011г.
Введение
Природный газ как высокоэффективное энергетическое топливо широко
применяется в настоящее время во многих звеньях общественного производства.
Совершенствование, интенсификация и автоматизация технологических
процессов приводит к необходимости повысить качества расходуемых
теплоносителей. В наибольшей мере по сравнению с другими видами топлива этим
требованиям удовлетворяет природный газ. Рациональное использование
газообразного топлива позволяет получить значительный экономический эффект,
который связан с повышением КПД агрегатов и сокращения расхода топлива, более
легким регулированием температурных полей и состава газовой среды в рабочем
пространстве печей и состава газовой среды и установок, в результате чего
удается значительно повысить интенсивность производства и качество получаемой
продукции.
По числу ступеней давления, применяемых в газовых сетях, системы
газоснабжения подразделяются на: двухступенчатые, трехступенчатые и
многоступенчатые. Применение той или иной схемы определяется величиной
населенного пункта, планировкой его застройки, расположением жилой и
промышленных зон и расходом газа отдельными потребителями.
В небольших населенных пунктах с малым расходом газа и в средних городах
применяются главным образом двухступенчатые системы. В крупных -
трехступенчатые или многоступенчатые, так как при больших расходах газа
промышленными и коммунально-бытовыми предприятиями с подачей его на
значительные расстояния работа на низком давлении требует увеличения диаметра
газопроводов и затрудняет поддержание необходимого давления у отдаленных от ГРП
потребителей.
Трехступенчатая схема снабжения газом города включает в себя газопроводы
высокого, среднего и низкого давления. По этой схеме весь газ, поступающий от
источника газоснабжения, подается по транзитным газопроводам высокого давления
к ГРС и газгольдерным станциям, откуда после соответствующего снижения давления
он поступает в распределительные сети среднего давления с последующей подачей
через ГРП в сети низкого давления.
От городских распределительных сетей газ подается к потребителю по
ответвлению, т.е. по той части газопровода, которая идет от распределительной
его части до задвижки, устанавливаемой на вводе в домовладение или предприятие.
Участок газопровода от отключающей задвижки до ввода в здание называется
внутриквартальным газопроводом.
Газорегуляторные пункты (ГРП) и установки (ГРУ) служат для снижения
давления газа и поддержания его на необходимом заданном уровне. ГРП обычно
сооружают для питания газом распределительных сетей, а ГРУ - для питания
отдельных потребителей. ГРП размещают в отдельно стоящих зданиях или шкафах
снаружи здания, ГРУ - помещениях предприятия, где расположены агрегаты,
использующие газ. ГРП и ГРУ в подвальных и полуподвальных помещениях, а так же
в жилых и общественных зданиях не устраивают.
Расчёт годового потребления газа
газоснабжение распределительная сеть гидравлический расчет
1. Определение низшей теплоты сгорания и плотности газа (по данным
лабораторной работы №1)
Qн = 25374,58 кДж/кг
2. Определение численности населения
N = 6000 [чел]
3. Расчет годового потребления газа в квартирах
,,
,
где
Yк -
степень охвата населения,
z1 - доля населения проживающего в квартирах с
централизованным горячим водоснабжением,
z2 - доля населения проживающего в квартирах, имеющих
газовый водонагреватель,
z3 - доля населения проживающего в квартирах при
отсутствии централизованного горячего водоснабжения и газовых водонагревателей,
qk1; qk2; qk3 - нормы
расхода тепла на нужды газоснабжения [мДж/чел в год] по СНиП 2.04.08-87
«Газоснабжение» табл.2 стр.3
4.
Потребление газа коммунальными и общественными предприятиями.
Годовой расход газа предприятиями общественного питания
Vс = ,
где
Yк-б -
степень охвата коммунально- бытовых объектов газоснабжением
N - количество
жителей
qс - норма расхода теплоты на приготовления обеда,
завтраков, ужинов
zc -
доля населения пользующихся услугами столовых.
Годовой
расход газа хлебобулочными предприятиями
Vх= ,
где
365 - количество дней в году,
X - ежедневная
норма потребления хлеба на 1000 жителей,
Ук-б
- степень охвата коммунально-бытовых объектов газоснабжением.
N - количество
жителей
qх - норма расхода теплоты предприятиями на выпечку
хлеба .
Годовой
расход газа на нужды предприятий торговли:
Vт= 0.05·Vк=0,05·1166,2
= 58,3 ,
где
Vк -
годовое потребление газа в квартирах ,
Годовой
расход газа на прачечные определяется по формуле:
Где
(100 ÷ 140) - норма накопления белья, т/чел.год;
-
степень охвата населения прачечными
-
степень охвата коммунально-бытовых объектов газоснабжением
.
Годовой
расход природного газа банным предприятием
Где 52 - количество помывок в год, пом./год;
- степень
охвата населения банями;
- норма
расхода теплоты на одну помывку;
Годовой
расход природного газа учреждениями здравоохранения.
Где
- количество коек на 1000 жителей;
- норма
расхода теплоты учреждениями здравоохранения (больницами) на приготовление пищи
и горячей воды,МДж.
Суммарный годовой расход газа на коммунально-бытовое потребление.
Число
потребителей природного газа по районам города выявляют на основе анализа их
населённости, этажности застройки и её основных характеристик, числа и
характеристики предприятий и учреждений городского хозяйства, наличия
централизованного горячего водоснабжения, характеристики отопительных систем,
топливного и теплового баланса города.
5. Определение расхода газа на отопление, вентиляцию и горячее
водоснабжение жилых и общественных зданий
Годовой расход газа на отопление и вентиляцию:
Vов=, ,
где
tвн -
температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий,
tсро - средняя температура наружного воздуха за
отопительный период,
tро - расчетная наружная температура для проектирования
отопления,
tрв -расчетная наружная температура для проектирования
вентиляции,
Уов
- степень охвата отопительных установок газоснабжением,
nо - продолжительность отопительного периода,
qо - укрупненный показатель максимального часового
расхода теплоты на отопление,
z - среднее
число часов работы системы вентиляции общественного здания в течение суток,
K1 , K2 - коэффициент учитывающий расход тепла на отопление и
вентиляцию общественного здания : K1 =0.25 , K2 = 0.6.
ηов - КПД
отопительной системы для котельных от 0.8-0.85 ,
f -норма общей
площади жилых зданий на одного человека .
Годовой
расход на горячее водоснабжение:
Vгв = , ,
где
qгв -
укрупненный показатель среднечасового расхода теплоты на горячее водоснабжение,
β - коэффициент учитывающий снижение расхода горячей воды в летний период ,
tхл ; tхз -
температура холодной воды летом и зимой : tхл = 15oC , tхз = 5oC,
ηгв - КПД
котельной (0.8-0.9)
Суммарный
годовой расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение:
Vовт = Vов + Vгв = 1815031 + 897796 =2712827 ,
Vов - годовой расход газа на отопление и вентиляцию,
Vгв - годовой расход на горячее водоснабжение
6. Максимальные часовые расходы газа
Максимальный расчетный часовой расход газа на хозяйственно-бытовые нужды
= Kmax·Vк-б = ·1804,4 = 0,859 ,
где
Kmax - коэффициент часового максимума т.е. перехода от
годового до часового,
Vк-б - суммарный годовой расход газа на
коммунально-бытовые предприятия,
Максимальный
расчетный часовой расход на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых
и общественных зданий
Максимальный
тепловой поток на отопление:
Qо = qо·A·(1+K1) =77,8·27000·(1+0.25)=2625750 Вт
А=18·N·Jов = 18·6000·0.25=27000 м2
Максимальный
тепловой поток на вентиляцию общественного здания
Qв = K1·K2·qо·A=0.25·0.6·77,8·27000=315090
Вт
Максимальный
тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий
Qгв = 2.4·qгв·N·z1=2.4·407·6000·0.2=1172160 Вт
где
A - общая площадь жилых зданий,
qо - укрупненный показатель максимального часового
расхода теплоты на отопление,
N - количество
жителей
K1 , K2 - коэффициент учитывающий расход тепла на отопление и
вентиляцию общественного здания : K1 =0.25 , K2 = 0.6
Jов - степень охвата отопительных установок
газоснабжением,
z1 - доля населения, проживающая в квартирах с газовой
плитой и централизованным горячим водоснабжением.
Часовой
расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение :
=.
Общий
расчетный часовой расход газа на хозяйственно- бытовые и
отопительно-вентиляционные нужды
Vр = 0,859+583,53=
584,39 .
где
-минимальный расчетный часовой расход газа на
хозяйственно-бытовые нужды,
часовой
расход газа на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.
.
Гидравлический расчет распределительной сети
1. Определяем удельный расход газа на единицу площади застройки
,
м3/ч×га
2. Определяем расход газа по кольцам и прилегающим площадям:
VК
= Vуд F × FК,
Vприл.
пл. = Vуд F×Fприл. пл.,
Результаты заносим в таблицу 1.
Таблица 1
Кольца и прилегающие площади.
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
А
|
Σ
|
F , га
|
9
|
9
|
3
|
4,5
|
3
|
555,18
|
Vк, м3/ч
|
175,32
|
175,32
|
58,44
|
87,66
|
58,44
|
|
3. Определяем расход газа на единицу длины периметра каждого
кольца:
Vуд P = ,
Таблица
2
Кольца
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
А
|
P , м
|
1200
|
1200
|
800
|
900
|
600
|
Vуд P, м3/ч
|
0,1461
|
0,1461
|
0,0731
|
0,0974
|
0,0974
|
4. Определяем путевые расходы, учитывая односторонний и
двухсторонний разбор газа:
Односторонний и двухсторонний
Vп
= lуч×Vуд Pк ,
Vп1-2
= 150∙0,1461
= 21,915 м3/ч
Vп2-3
= 300∙0,1461
= 43,83 м3/ч
Vп3-4
= 100∙0,0974
= 9,74 м3/ч
Vп2-5
= 100∙0,0,731
= 7,31 м3/ч
Vп2-12
= 300∙0,0731
= 21,93 м3/ч
Vп12-6
= 100∙0,0731
= 7,31 м3/ч
Vп12-7
= 150∙0,0974
= 14,61 м3/ч
Vп12-14
= 150∙0,1461
= 21,915 м3/ч
Vп7-15
= 150∙0,0974
= 14,61 м3/ч
Vп3-13
= 150∙0,1461
= 21,915 м3/ч
Vп1-10
= 150∙0,1461
= 21,915 м3/ч
Vп10-11
= 300∙0,1461
= 43,83 м3/ч
Vп11-13
= 150∙0,1461
= 21,915 м3/ч
Vп10-9
= 300∙0,1461
= 43,83 м3/ч
Vп9-14
= 150∙0,1461
= 21,915 м3/ч
Vп9-8
= 150∙0,0974
= 14,61 м3/ч
Vп8-15
= 150∙0,0974
= 14,61 м3/ч
Vп5-6
= 300∙0,0731
= 21
м3/ч
Таблица 3
№ Участка
|
Lуч, м
|
Vуд P, м3/ч×м
|
Vп, м3/ч
|
1-2
|
150
|
0,1461
|
21,915
|
2-3
|
300
|
0,1461
|
43,83
|
3-4
|
100
|
0,0974
|
9,74
|
2-5
|
100
|
0,0731
|
7,31
|
2-12
|
300
|
0,0731
|
21,93
|
12-6
|
100
|
0,0731
|
7,31
|
12-7
|
150
|
0,0974
|
14,61
|
12-14
|
150
|
0,1461
|
21,915
|
7-15
|
150
|
0,0974
|
14,61
|
3-13
|
150
|
0,1461
|
21,915
|
1-10
|
150
|
0,1461
|
21,915
|
10-11
|
300
|
0,1461
|
43,83
|
11-13
|
150
|
0,1461
|
21,915
|
10-9
|
300
|
0,1461
|
43,83
|
9-14
|
150
|
0,1461
|
21,915
|
9-8
|
150
|
0,0974
|
14,61
|
8-15
|
150
|
0,0974
|
14,61
|
5-6
|
300
|
0,0731
|
21,93
|
5. Определение расчетных расходов
Таблица 4
№ участка
|
Lуч, м
|
Vуд P, м3/ч×м
|
Расход
|
|
|
|
Vп, м3/ч
|
0,55 Vп, м3/ч
|
Vтр, м3/ч
|
Vрасч, м3/ч
|
1-2
|
150
|
0,1461
|
21,915
|
12,053
|
162,091
|
174,144
|
2-3
|
300
|
0,1461
|
43,83
|
24,107
|
30.561
|
54.668
|
3-4
|
100
|
0,0974
|
9,74
|
5,357
|
-
|
5,357
|
2-5
|
100
|
0,0731
|
7,31
|
4,021
|
21,93
|
25,951
|
2-12
|
300
|
0,0731
|
21,93
|
12,062
|
43,835
|
55,897
|
12-6
|
100
|
0,0731
|
7,31
|
4,021
|
-
|
4,021
|
12-7
|
150
|
0,0974
|
14,61
|
8,036
|
14,61
|
22,646
|
12-14
|
150
|
0,1461
|
21,915
|
12,053
|
-
|
12,053
|
7-15
|
150
|
0,0974
|
14,61
|
8,036
|
-
|
8,036
|
3-13
|
150
|
0,1461
|
21,915
|
12,053
|
-
|
12,053
|
1-10
|
150
|
0,1461
|
21,915
|
12,053
|
160,71
|
172,763
|
300
|
0,1461
|
43,83
|
24,107
|
21,915
|
46,022
|
11-13
|
150
|
0,1461
|
21,915
|
12,053
|
-
|
12,053
|
10-9
|
300
|
0,1461
|
43,83
|
24,107
|
51,135
|
75,242
|
9-14
|
150
|
0,1461
|
21,915
|
12,053
|
-
|
12,053
|
9-8
|
150
|
0,0974
|
14,61
|
8,036
|
14,61
|
22,646
|
8-15
|
150
|
0,0974
|
14,61
|
8,036
|
-
|
8,036
|
5-6
|
300
|
0,0731
|
21,93
|
12,062
|
-
|
12,062
|
6.
Гидравлический расчет кольцевой сети
Определяем средние удельные потери давления h на участках по главным направлениям потоков газа от ГРП до
нулевых точек:
h = (Па/м), 24[1]
где
∆P - расчетный перепад давления от ГРП до нулевой точки,
,1
- коэффициент, учитывающий местные потери,
ΣL - сумма длин
участков по главным направлениям от ГРП до нулевых точек.
Результаты
заносим в таблицу 5.
Таблица
5
№ кольца
|
№ уч - ка
|
Длина lуч, м
|
Расчетный расход Vр, м3/ч
|
Потери давления h , Па/м
|
Диаметр dуч´s,
мм´мм
|
Потери
|
|
|
|
|
|
|
Дейст.потериh',
Па/м
|
Потери на участ.h'×lуч, Па
|
Потери с учет.местн.сопрот.1,1×h'×lуч, Па
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
I
|
1-2
|
150
|
174.144
|
1,515
|
133x4
|
1,25
|
187.5
|
206.25
|
|
2-3
|
300
|
54.668
|
1,515
|
88,5×4
|
1.40
|
420
|
462
|
|
3-13
|
150
|
12,053
|
1,515
|
57×3
|
0,75
|
112,5
|
123,75
|
|
1-10
|
150
|
172,763
|
1,515
|
133×4
|
1.2
|
180
|
198
|
|
10-11
|
300
|
46,022
|
1,515
|
76x3
|
1.6
|
480
|
528
|
|
11-13
|
150
|
12,053
|
1,515
|
57×3
|
0.75
|
112.5
|
123.75
|
4.8%
|
II
|
1-2
|
150
|
174,144
|
1,515
|
133x4
|
1,25
|
187,5
|
206,25
|
|
2-12
|
300
|
55,897
|
1,515
|
88,5×4
|
1,4
|
420
|
462
|
|
12-14
|
150
|
12,053
|
1,515
|
57×3
|
0,75
|
112,5
|
123,75
|
|
1-10
|
150
|
172,763
|
1,515
|
133x4
|
1,2
|
180
|
198
|
|
10-9
|
300
|
75,242
|
1,515
|
108x4
|
1.25
|
375
|
412.5
|
|
9-14
|
150
|
12,053
|
1.515
|
57×3
|
0.75
|
112,5
|
123,75
|
3.3%
|
III
|
2-12
|
300
|
55,897
|
2,272
|
88.5x4
|
2,27
|
681
|
749.1
|
|
2-5
|
100
|
25,951
|
2,272
|
60×3.5
|
2.7
|
270
|
297
|
|
5-6
|
300
|
12,062
|
2,272
|
48x3.5
|
2.25
|
675
|
742.5
|
|
12-6
|
100
|
4,021
|
2,272
|
33.5x3.2
|
2.5
|
250
|
275
|
1.5%
|
IV
|
12-14
|
150
|
12,053
|
2,02
|
57×3
|
0.75
|
112.5
|
123.75
|
|
9-14
|
150
|
12,053
|
2,02
|
57×3
|
0.75
|
112.5
|
123.75
|
|
9-8
|
150
|
22,646
|
2,02
|
60x3.5
|
2.0
|
300
|
330
|
|
12-7
|
150
|
22,646
|
2,02
|
60x3.5
|
2.0
|
300
|
330
|
|
8-15
|
150
|
8,036
|
2,02
|
48x3.5
|
1.1
|
165
|
181.5
|
|
7-15
|
150
|
8,036
|
2,02
|
48x3.5
|
1.1
|
165
|
181.5
|
0%
|
A
|
3-4
|
100
|
5,357
|
9.1
|
33.5x3.2
|
4
|
400
|
440
|
|
2-5
|
100
|
25.951
|
9.1
|
60×3.5
|
4
|
400
|
440
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
кольцо h+ = Па/м,
кольцо
h+ = Па/м,
кольцо
h+ = Па/м,
кольцо
h+ = Па/м,
Расчет
и подбор оборудования ГРП
Пропускная
способность V = 584.39 м3/ч,
Давление
газа на входе P1 = 90
кПа,
Давление
газа на выходе P2 = 3 кПа,
Температура
газа T = 283 K,
Плотность
газа ρ
= 0,761 кг/м3.
1. Определяем перепад давлений в регуляторе давления по формуле:
∆P = P1 - P2 - Pпот,
∆P = 90-3-5 = 82 кПа,
где Pпот - потери давления в арматуре (без
регулятора), в первом приближении принимаем Pпот = 5 кПа.
. Определяется отношение критических абсолютных давлений по
формуле:
,
3. Рассчитывается коэффициент пропускной способности по формуле:
KV = ,
где
ε - коэффициент, определяемый по формуле:
ε = 1 - 0,46×,
ε = ,
где
P - абсолютное давление газа на входе, МПа,
T - температура
газа, К,
z - коэффициент
сжимаемости газа, при P1<1,2
МПа z = 1
. По
таблице 7.1 [1] подбирается типоразмер выбранного типа регулятора давления с
фактическим коэффициентом пропускной способности К.
К= 22 подбираем регулятор РД 50-64
5. Определяется фактическая пропускная способность регулятора
давления по формуле:
Vф = ,
Vф = м3/ч
Запас,
пропускной способности регулятора давления в соответствии со СНиП должен
удовлетворять соотношению:
где
Vф -
фактческая пропускная способность регулятора давления.
6. По таблице 6.1[3] подбираем типоразмер волосяного фильтра,
устанавливаемого перед регулятором давления, и определяем основные табличные
значения его параметров:
тип фильтра ФВ - 50
пропускная способность Vт = 6000 м3/ч,
перепад
давления ∆P= 5 кПа,
давление
при плотности природного газа ρо = 0,73 кг/м3 при нормальных условиях (T =
273 К, Pо = 101,3
кПа).
P = Рт + Ро - ∆P,
P = 600+101,3-5 = 693,3 кПа.
7. Определяем фактический перепад давления в фильтре по формуле:
∆Pф
= ,
∆Pф
= кПа
.
8. Определяем скорость движения газа в линии редуцирования до и
после редуктора по формуле:
,
м/с
м/с,
где
F1,2 -
площадь линии редуцирования, м2.
9.
Определяем местные гидравлические потери давления в линии редуцирования до и
после регулятора давления по формуле:
,
кПа
кПа,
где
Σξ - коэффициенты местных сопротивлений до регулятора,
определяются по
таблице
6.2[3],
Σξ - коэффициенты местных сопротивлений после
регулятора, определяются по
таблице
6.2[3].
10. Определяются суммарные потери давления в линии редуцирования
,
кПа <
3 кПа.
Расчет
внутридомового газопровода
.
Определим расчетные расходы газа на участках:
Vp=∑Kрасчч.г.*N м3/ч
Kрасчч.г -коэф.
неравномерности потребления газа (Ионин табл. 5,12 стр. 69)
N -число квартир
-годовой
расход газа на квартиру (Ионин стр. 45)
.
Диаметр условного прохода принимаем исходя из конструкторских соображений:
Подводки
к приборам 15 мм.
Стояки
20 мм.
Магистрали
25÷32 мм.
.
Определим ∑ коэф. местных сопротивлений на каждом из расчетных участков
.
По графикам определяем удельные потери на трение. Определим эквивалентные длины
.
По аксонометрической схеме определяем длины участков и потери на них
.
Рассчитываем эквивалентное избыточное давление
g =9,8 м\с2
Н-разность
геометрических отметок конца и начала участка по ходу движения газа. Если
горизонтальный участок Н=0 => Р=0.
ρг
-плотность газа
,29
- плотность воздуха при н.у.
7.
Определяем полные потери давления на участке с учетом дополнительного давления
∆Рполн=hуч-Р
.
Определяем потери давления в газопроводе с учетом потерь в трубах и арматуре
приборов до газовых горелок
Потери
в трубах и арматуре составляют:
В
плитах - 40-60 Па
В
водонагревателях - 80-100 Па.
Рсум
=Рполн+Ртруб
Полученные
∑ потери давления сравниваем с расчетным перепадом давления.
∆Рарм∆Ррас
∆Ррас=300
Па
Результаты
расчета заносим в таблицу.
№ уч
|
Vp
|
dусл
|
lуч
|
∑ξ
|
lэ
|
lэкв
|
lпр
|
h
|
hуч
|
Н
|
Р
|
Рпол
|
Рсум
|
1-2
|
1,14
|
15
|
3,8
|
5,2
|
0,45
|
2,34
|
6,14
|
1,9
|
11,67
|
3,0
|
15,55
|
-3,88
|
231,45+40 =271,45
|
2-3
|
1,44
|
20
|
3,0
|
1
|
0,63
|
0,63
|
3,63
|
0,65
|
2,36
|
3,0
|
15,55
|
-13,19
|
|
3-4
|
1,93
|
20
|
3,0
|
1
|
0,7
|
0,7
|
3,7
|
1,15
|
4,26
|
3,0
|
15,55
|
-11,29
|
|
4-5
|
2,39
|
20
|
3,0
|
1
|
0,6
|
0,6
|
3,6
|
2,25
|
8,1
|
3,0
|
15,55
|
-13,3
|
|
5-6
|
2,85
|
25
|
4,0
|
1,3
|
0,76
|
0,99
|
4,99
|
1
|
4,99
|
-
|
0
|
4,99
|
|
6-7
|
4,86
|
25
|
16,7
|
1,6
|
0,65
|
1,04
|
17,74
|
3,25
|
57,66
|
-
|
0
|
57,66
|
|
7-8
|
6,63
|
25
|
3,4
|
1
|
0,7
|
0,7
|
4,1
|
5
|
20,5
|
-
|
0
|
20,5
|
|
8-9
|
8,28
|
25
|
16,7
|
1,6
|
0,73
|
1,17
|
17,87
|
8
|
142,96
|
-
|
0
|
142,96
|
|
9-10
|
9,91
|
25
|
2,9
|
1
|
0,75
|
0,75
|
3,65
|
10
|
36,5
|
-
|
0
|
36,5
|
|
10-11
|
11,36
|
32
|
1,3
|
1,5
|
1
|
1,5
|
2,8
|
3,75
|
10,5
|
-
|
0
|
10,5
|
|
Полученные суммарные потери давления меньше расчётных, следовательно
расчёт произведён верно.
Расчет продуктов сгорания
Расчет производится на основе реакций горения компонентов при нормальных
условиях. Расчет ведется на 100 м3 сухого газа, и результаты
заносятся в таблицу.
Результаты расчета показателей горения газа.
Компонент
|
Колком.Уравнения реакции горенияРасход воздухаВыход продуктов, м3
|
|
|
|
|
|
|
О2
|
N2
|
Итого
|
СО2
|
Н2О
|
N2
|
О2
|
Итого
|
СН4
|
95
|
CH4+2O2=CO2+2H2O
|
190
|
703
|
893
|
95
|
190
|
703
|
-
|
988
|
С2Н6
|
4,6
|
2С2Н6+7O2=4CO2+6H2O
|
32,2
|
119,14
|
151,34
|
18,4
|
27,6
|
119,14
|
-
|
165,14
|
С3Н8
|
0,9
|
С3Н8+5O2=3CO2+4H2O
|
4,5
|
16,65
|
21,15
|
2,7
|
3,6
|
16,65
|
-
|
22,95
|
С4Н10
|
0,35
|
2С4Н10+13O2=8CO2+4H2O
|
4,55
|
16,84
|
21,39
|
2,8
|
3,5
|
16,84
|
-
|
23,14
|
СО2
|
0,6
|
----------------
|
-
|
-
|
-
|
0,6
|
-
|
-
|
-
|
0,6
|
N2
|
1.1
|
----------------
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
1.1
|
-
|
1.1
|
Итоги при α=1
|
100
|
|
231.25
|
855.63
|
1086.9
|
119.5
|
224.7
|
856.7
|
-
|
1201
|
Итоги при α=1,1
|
|
|
254.38
|
941.19
|
1195.6
|
131.45
|
241.17
|
942.4
|
-
|
1321
|
Расчет атмосферной горелки
Объем теоретически необходимого воздуха для горения газа:
V0 = 0,2675 × 10-3 × Qн
V0 =0,2675 × 10-3 × 25375 = 6,79 м3/м3
Qн - низшая теплота сгорания
Рассчитываем производительность (часовой расход газа через горелку)
по формуле:
Qг= 3600 × N горелки /( h горелки × Qн)
Qг= 3600 × 1,9 /0,56 × 25375= 0,48 м3/ч
Принимается диаметр выходных отверстий d0 = 1-2 мм. Вычисляем необходимую площадь выходных отверстий по
формуле:
F0= Qг × (1+ α ×V0) / 0,36 × w0
F0 =0,48 × (1+ 0,6 × 6,79) / 0,36 × 1.5 = 4.5 см2
α - коэффициент первичного воздуха; = 0,6
для природного газа;
w0 - скорость выхода смеси, принимают
(0,6 - 0,7) от предельной скорости, соответствующей отрыву пламени
Определяется коэффициент эжекции по формуле
u = α ×V0 / s = 0,6 × 6,79/ 0,589 = 6,92
s -
относительная плотность воздуха, s = ρгаза /ρвоздуха.
Принимается и определяются параметры:
коэффициент потерь энергии: k = 3 (т.к. выбираем самую короткую эжекционную трубку);
коэффициент расхода отверстий головки горелки: μ0 = 0,77;
коэффициент сопротивления отверстий определяется по формуле:
ξ0 =
(1- μ02) / μ02 = 0,69
коэффициент, учитывающий потер энергии в головке горелки:
k1
= ξ0 + 2 × Т / 273 - 1
k1 = 0,69 + 2 × 423 / 273 - 1 = 2,8
Т - температура подогрева в выходных каналах; 50 - 150 С для бытовых
газовых плит;
μс- коэффициент расхода сопла = 0,9.
Площадь сопла определяется по формуле:
Fс = (Qг ×) / (0,36
×
μс ×)
Fс = (0,48 ×) / (0,36
× 0,9 ×) = 0,025
см2
Определяется
диаметр сопла по формуле (для круглого сопла)
dс=, см
dс== 0,178 см =1,8 мм
Определяется
оптимальное значение параметра горелки по формуле:
Fonm
=
Fonm
= = 1.05
Рассчитывается
оптимальный параметр горелки по формуле:
А = k1 × (1 + u) × (1 + u × s) × Fc × F1onm / Fo
А
= 2.7 × (1 + 6,92) × (1 + 6,92 × 0,589) × 0,025 × 1.05 / 4.2 = 1
А
= 1, следовательно, горелка работает в оптимальном режиме.
Список
литературы
1. Ионин А.А.
Газоснабжение. - М.: Стройиздат, 1985. - 440с.
. СНиП
2.04.08-87 Газоснабжение. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. - 86с.
. Шишкин Н.Д.
Газоснабжение района города. Методические указания к курсовому проекту по
газоснабжению. - Астрахань: АИСИ, 1997. - 20с.
. Стаскевич
Н.Л. и др. Справочник по газоснабжению и использованию газа. - Л.: Недра, 1990.
- 768с.
. Газоснабжение
района города с использованием ЭВМ. Методические указания к курсовому проекту
по газоснабжению. - Ростов-на-Дону: РГАС, 1995. - 24с.
. Кязимов
К.Г., Гусев В.Е. Основы газового хозяйства. - М.: Высшая школа, 2000. - 462с.
. Кязимов
К.Г. Справочник газовика. - М.: Высшая школа, 2000. - 272с