Обоснование расчетного перепада давления

Расчетный перепад давления в вертикальном домовом газопроводе можно обосновать из физических соображений. Давление воздуха так же, как и давление газа, изменяется по высоте газопровода. Наилучшим условием для работы газовых приборов на всех этажах будет такое, при котором избыточные давления газа будут одинаковы.

Величину избыточного давления ∆р на всех этажах можно легко обеспечить одинаковой, если скорость изменения давления газа в газопроводе будет равна скорости изменения давления воздуха. Это эквивалентно условию, при котором перепад давления газа в газопроводе равен изменению статического давления воздуха по высоте газопровода.

На рис. 8.24 представлен график изменения давления газа и воздуха по высоте газопровода. Сплошными линиями показано изменение давлений, когда избыточное давление газа увеличивается по высоте. Если давление газа будет изменяться по высоте газопровода так, как это указано пунктирной линией, то избыточное давление будет оставаться постоянным.

Рис. 8.24. Изменение давления газа в вертикальном газопроводе.

1 — атмосферное давление; 2 — давление газа; 3 — избыточное давление.

Исходя из приведенных соображений, расчетный перепад давления в вертикальном газопроводе следует принимать равным

где p₁ и p₂ — абсолютное давление газа в нижней и в верхней точках газопровода; ρ_в — плотность воздуха; g — ускорение силы тяжести; Н — высота газопровода.

Принятый перепад давления не следует включать в установленные нормы допустимого перепада в домовых газопроводах. Величина этого перепада появляется дополнительно только в результате изменения давления воздуха. Весь перепад давления, допускаемый на домовую разводку, следует распределять на всю разводку, исключая вертикальный газопровод.

Если предположить, что на всех этажах установлено одинаковое число газовых приборов с одной и той же нагрузкой, то расчетный перепад для этажей будет одинаковым. Обозначим его через ∆р_э.

Давление газа в любой точке вертикального газопровода

где p₁ — давление газа в начале вертикального газопровода.

Учитывая перепад давления на трубопроводной разводке газа, найдем его давление в конце газопровода на каждом этаже:

Избыточное давление в конце горизонтальной разводки на каждом этаже

Из последнего выражения следует, что избыточное давление газа на каждом этаже определяется только постоянными величинами: давлением газа и воздуха в начале газопровода и допустимым перепадом давления на каждом этаже. Таким образом, если принимать перепад давления в вертикальном газопроводе равным изменению давления воздуха по высоте газопровода, то этим будет обеспечено одинаковое избыточное давление в газопроводах на всех этажах, что в свою очередь обеспечит равномерную работу всех газовых приборов.

Перепад давления, равный изменению давления воздуха по высоте газопровода, можно принимать при использовании природного газа, плотность которого значительно меньше плотности воздуха. При одинаковой плотности газа и воздуха допустимый перепад давления в вертикальном газопроводе следует принимать большим по сравнению с изменением давления воздуха на той же высоте газопровода.

Разность между перепадом давления газа в вертикальном газопроводе и изменением давления воздуха следует включать в общую норму перепада давления на домовую разводку. Этот случай возможен при снабжении потребителей сжиженным газом.