Proiectarea Sistemelor de Distribuţie a Gazelor Naturale

61
PROIECTAREA SISTEMELOR DE DISTRIBUŢIE A GAZELOR NATURALE PRESCRIPŢII DE PROIECTARE Reţele de distribuţie şi instalaţii de utilizare exterioare 1. Alegerea traseelor Traseele reţelelor de distribuţie şi ale instalaţiilor de utilizare exterioare sunt, pe cât posibil, rectilinii. La stabilirea traseelor se acordă prioritate respectării condiţiilor de siguranţă. Conductele reţelelor de distribuţie se montează subteran. În cazul în care nu există condiţii de montare subterană, conductele reţelelor de distribuţie din oţel se pot monta suprateran, numai în condiţii justificate de către proiectant, avizate de operatorul licenţiat al sistemului de distribuţie şi înscrise în certificatul de urbanism. În localităţi, conductele subterane de distribuţie se pozează numai în domeniul public, pe trasee mai puţin aglomerate cu instalaţii subterane, ţinând seamă de următoarea ordine de preferinţă: 1- zone verzi, 2- trotuare, 3- alei pietonale, 4- carosabil. Pentru situaţiile de excepţie (căi de acces private), soluţiile de alimentare se stabilesc de operator, cu acceptul scris al proprietarilor acestora. Se evită terenurile cu nivel ridicat al apelor subterane şi cele cu acţiuni puternic corozive. Pentru cazuri deosebite în care nu este posibilă evitarea amplasării în terenurile menţionate, se prevăd măsuri de protecţie în conformitate cu reglementările tehnice de specialitate şi legislaţia în vigoare. Conductele instalaţiilor de utilizare exterioare se execută din oţel sau din polietilenă. Conductele din oţel se montează de preferinţă suprateran, iar cele din polietilenă în mod obligatoriu subteran. Conductele supraterane se pot monta, în funcţie de cerinţele locale, la înălţimi până la 6 m de la suprafaţa solului, pe: pereţii exteriori ai clădirilor din cărămidă sau beton; garduri stabile din cărămidă sau beton; stâlpi metalici sau din beton şi estacade. 1

description

PROIECTAREA SISTEMELOR DE DISTRIBUŢIE A GAZELOR NATURALE

Transcript of Proiectarea Sistemelor de Distribuţie a Gazelor Naturale

PROIECTAREA SISTEMELOR DE DISTRIBUIE A GAZELOR NATURALE

PROIECTAREA SISTEMELOR DE DISTRIBUIE A GAZELOR NATURALEPRESCRIPII DE PROIECTARE

Reele de distribuie i instalaii de utilizare exterioare

1. Alegerea traseelor

Traseele reelelor de distribuie i ale instalaiilor de utilizare exterioare sunt, pe ct posibil, rectilinii. La stabilirea traseelor se acord prioritate respectrii condiiilor de siguran.

Conductele reelelor de distribuie se monteaz subteran. n cazul n care nu exist condiii de montare subteran, conductele reelelor de distribuie din oel se pot monta suprateran, numai n condiii justificate de ctre proiectant, avizate de operatorul liceniat al sistemului de distribuie i nscrise n certificatul de urbanism.

n localiti, conductele subterane de distribuie se pozeaz numai n domeniul public, pe trasee mai puin aglomerate cu instalaii subterane, innd seam de urmtoarea ordine de preferin: 1- zone verzi, 2- trotuare, 3- alei pietonale, 4- carosabil.Pentru situaiile de excepie (ci de acces private), soluiile de alimentare se stabilesc de operator, cu acceptul scris al proprietarilor acestora. Se evit terenurile cu nivel ridicat al apelor subterane i cele cu aciuni puternic corozive. Pentru cazuri deosebite n care nu este posibil evitarea amplasrii n terenurile menionate, se prevd msuri de protecie n conformitate cu reglementrile tehnice de specialitate i legislaia n vigoare.

Conductele instalaiilor de utilizare exterioare se execut din oel sau din polietilen. Conductele din oel se monteaz de preferin suprateran, iar cele din polietilen n mod obligatoriu subteran. Conductele supraterane se pot monta, n funcie de cerinele locale, la nlimi pn la 6 m de la suprafaa solului, pe:

pereii exteriori ai cldirilor din crmid sau beton;

garduri stabile din crmid sau beton;

stlpi metalici sau din beton i estacade.Pe pereii cldirilor din categoriile A i B pericol de incendiu (risc foarte mare de incendiu), se admite numai montarea instalaiei proprii de alimentare cu gaze naturale.

Prezena conductelor subterane se marcheaz pe construcii i/sau pe stlpii sau alte repere fixe din vecinatate, prin inscripii sau plcue indicatoare, de ctre executant. Distana dintre plcuele de inscripionare va fi mai mic de 30 m.

Intrarea n cldiri a conductelor subterane (branamente i racorduri) se realizeaz suprateran, dup ieirea conductelor la suprafaa solului, prin traversarea peretelui exterior al cldirilor.

Este interzis intrarea instalaiei exterioare n pardoseal sau sub pardoseala cldirilor. n cazuri excepionale, pentru cldiri la care nu se poate realiza soluia suprateran, intrarea conductelor n cldiri se realizeaz prin intermediul unui cmin de aerisire n care se monteaz robinetul de branament sau de incendiu, dup caz. Robinetul este cu tija nalt pentru ca manevrarea s se fac de la suprafaa solului, iar cminul este acoperit cu grtar i are asigurat evacuarea permanent a apelor infiltrate.

Conductele, fitingurile i armturile din polietilen, precum i cele din oel cu protecie exterioar anticoroziv se monteaz ngropate direct n pmnt, adncimea minim de montaj fiind de 0,9 m, de la generatoarea superioar. n cazul n care adncimea minim de montaj a conductelor nu poate fi respectat, este necesar s se prevad msuri de protejare a conductei care s evite deteriorarea acesteia, cu acordul operatorului liceniat de distribuie.

Izolaia anticoroziv de baz a tuburilor de protecie trebuie s respecte condiiile minimale prevzute de STAS 7335/3 pentru conductele de gaze. Fac excepie poriunile de tronsoane rectilinii de conducte care nu pot fi ngropate. n aceste poriuni se pot monta suprateran conducte din PE protejate cu tuburi din oel. Aceste tronsoane sunt marcate cu plcue indicatoare montate pe repere fixe.

Se evit montarea conductelor din PE n vecintatea unor conducte care au pe suprafa temperaturi mai mari de 30C sau care transport uleiuri minerale, benzine sau alte materiale inflamabile. Dac nu se pot elimina aceste vecinti, distana minim admis pe orizontal ntre pereii exteriori ai celor dou conducte este de 0,8 m.2. Rsufltori, tuburi de protecie, ecrane de etanare

n zone construite, cu densitate mare de instalaii subterane, pe reelele de distribuie i/sau pe instalaiile exterioare subterane, executate din oel, se monteaz rsufltori:

deasupra fiecrei suduri, dar nu la distane mai mici de 1 m, cu excepia sudurilor conductelor din interiorul tuburilor de proectie;

la capetele tuburilor de protecie;

la ieirea din pmnt a conductelor.

n cazul unor suduri la distane mai mici de 1 m, se realizeaz drenaj continuu ntre suduri. Pentru conductele din polietilen rsufltorile se monteaz n zone construite, aglomerate cu diverse instalaii subterane, pe reele de distribuie, respectiv pe instalaiile exterioare subterane astfel:

la distane cuprinse ntre 150 i 300 m, cel puin o rsuflatoare ntre dou diafragme impermeabile realizate din teren compact (de preferat argil) care s ntrerup drenajul gazelor naturale acumulate prin neetaneiti.

la capetele tuburilor de protecie;

la ramificaii de conducte i la schimbri de direcie;

la ieirea capetelor de branament din pmnt;

alte situaii deosebite evideniate de proiectant.Diafragmele impermeabile se poziioneaz la distane de maximum 150 m ntre ele i nconjoar conducta pe o grosime de cel puin 50 cm, continundu-se pe vertical pn la nivelul solului. Dimensiunea diafragmei de-a lungul con-ductei este de minimum 50 cm.

Proiectul instalaiilor de gaze naturale pozate subteran trebuie s prevad msuri de etanare mpotriva infiltraiilor de gaze naturale, la trecerile subterane ale instalaiilor de orice utilitate (nclzire, ap, canalizare, cabluri electrice, telefonice, de televiziune etc.) prin pereii subterani ai cldirilor racordate la sistemul de distribuie de gaze naturale.

De asemenea, se etaneaz toate trecerile conductelor prin planeele subsolurilor, pentru evitarea ptrunderii gazelor naturale la nivelurile superioare, n caz de infiltrare a acestora n subsol. Este interzis racordarea la sistemul de distribuie a gazelor naturale a cldirilor care nu au asigurate msurile de etanare prevzute mai sus.

Pentru evacuarea eventualelor infiltraii de gaze naturale, n toate cazurile, se asigur ventilarea natural a subsolului cldirilor prin orificii de ventilare pe conturul exterior al acestora, ntre ncperile din subsol, precum i prin legarea subsolului cldirilor la canale de ventilare natural special destinate acestui scop, n afara ventilaiilor naturale prevzute pentru anexele apartamentelor sau cldirilor.Pentru evacuarea infiltraiilor i scprilor de gaze care se pot acumula n casele de scri ale cldirilor etajate fr suprafee vitrate se prevede la partea superioar a acestora, n planeu sau acoperiul cldirii, un orificiu cu diametrul de 150 - 200 mm, prevzut cu un tub racordat la un deflector.

n ncperile n care exist risc mare de intoxicri, incendii sau explozii cauzate de scprile accidentale de gaze naturale acumulate, se prevd detectoare automate de gaze dotate cu sisteme de semnalizare optic sau alarmare acustic la atingerea concentraiilor periculoase i cu comanda nchiderii automate a admisiei gazelor naturale n instalaii.

n cazul realizrii n subsolul cldirilor a unor spaii de adpostire i a unor galerii de evacuare, conductele de gaze naturale se deviaz astfel nct s nu strabat aceste spaii.

Grosimea pereilor i materialul din care se confecioneaz tuburile de protecie se stabilesc n funcie de sarcinile la care este solicitat tubul. Acesta se confecioneaz din materiale noi. Diametrul interior al tubului de protecie se stabilete n funcie de diametrul exterior i destinaia conductei protejate:

pentru conducte de distribuie din oel d i tub = d e cond izolat + 75 mm,

pentru cele din PE d i tub = d e cond + 100 mm,

pentru branamente din oel d i tub = d e cond izolat + 50 mm,

pentru branamente din PE d i tub = d e cond + 50 mm.

Ramificaiile reelelor subterane se prevd cu robinete de nchidere.

n funcie de coninutul de impuriti al gazelor naturale, n puncte convenabil alese ale reelelor de distribuie i ale instalaiilor exterioare, la cererea operatorului de distribuie a gazelor naturale, se monteaz, separatoare de impuriti sau refulatoare, prevzute cu cte dou robinete.Robinetele, mbinrile cu flane i/sau dispozitivele de dilatare montate subteran se prevd n cmine de vizitare. Se evit montarea subteran a pieselor electroizolante. Atunci cnd montarea lor aparent nu este posibil, ele pot fi montate i subteran, dar numai nglobate n cutii cu bitum (STAS 7335/7). Capacul cminului de vizitare se monteaz deasupra axului vertical al robinetului i se prevede cu guri de ventilare. n cazul mai multor robinete montate n acelai cmin, se asigur accesul direct la acestea de la suprafa.

La conductele din oel montate aerian, susinerea se realizeaz, de regul, cu suporturi tip pentru instalaii, iar preluarea dilatrii prin schimbri de direcie sau prin compensatoare de dilatare. Trecerea de la conducta din polietilen la conducta din metal se realizeaz printr-o pies de trecere polietilen/metal. Aceste piese de trecere trebuie s fie fabricate industrial, numai de ageni economici care au sistemul calitii certificat n conformitate cu prevederile familiei de standarde ISO 9000 i s fie atestate/agrementate tehnic.3. Intersecii cu alte instalaii i construcii

Intersecia traseelor conductelor de gaze naturale cu traseele altor instalaii subterane sau aeriene se face cu avizul unitilor deintoare i se realizeaz, de regul, perpendicular pe axul instalaiei sau lucrrii traversate, sau la cel puin 200 mm deasupra celorlalte instalaii pentru distane mai mici de 200 mm. La traversarea utilitilor se prevd tuburi de protecie adecvate. n cazuri excepionale, se admit traversri sub alt unghi, dar nu mai mic de 60. Alte instalaii subterane, care se realizeaz ulterior conductei de gaze naturale i care intersecteaz traseul acesteia, se monteaz cel puin la distana minim admis n normativ, cu avizul operatorului de distribuie a gazelor naturale.

Trecerea conductelor de gaze naturale prin cmine, canale i construcii subterane ale altor utiliti, este interzis. Tuburile de protecie trebuie s depeasc, n ambele pri, limitele instalaiei sau construciei traversate cu cel puin 0,5 m. La conductele din PE, tuburile de protecie se prevd la capete, la partea superioar cu guri i rsufltori, iar capetele se etaneaz pe eava din PE.Subtraversarea liniilor de tramvai se face n tub de protecie, la adncimea de minim 1,5 m de la talpa cii de rulare la generatoarea superioar a tubului de protecie a conductei. Traversarea cilor ferate, autostrzilor i cursurilor de ap, se face subteran sau aerian, n funcie de condiiile locale, impuse prin avizele administratorilor acestor utiliti.

Traversrile se prevd cu robinete de secionare, care s permit scoaterea din funciune a conductei de gaze naturale n ambele pri ale traversrii, pentru reelele inelare i nainte de traversare, pentru reelele ramificate.

Traversrile aeriene ale cilor de circulaie de pe teritoriul unitilor industriale se fac la nlimi stabilite n funcie de gabaritul vehiculelor utilizate, dar nu mai mici de 5 m de la generatoarea inferioar sau dispozitivul de susinere a conductei pn la nivelul carosabilului. 4. Branamente i racorduri

Instalaiile de utilizare din cldiri se alimenteaz cu gaze naturale din conductele de distribue situate pe strzile din dreptul imobilelor respective, indiferent spre ce parte a cldirii se afl conducta. Imobilele situate la intersecia strzilor pot fi alimentate cu gaze naturale din conducta situat pe oricare din strzile respective.

n situaia strzilor sau drumurilor cu lime mai mare de 12 m, poziia de amplasare a reelelor de distribuie a gazelor naturale se stabilete de proiectant n funcie de condiiile impuse prin certificatul de urbanism.

Fiecare cldire civil, sau grup de cldiri situate pe aceeai proprietate, se alimenteaz printr-un singur branament, indiferent de numrul strzilor cu care se mrginete, exceptnd cazurile deosebite ce se analizeaz de operatorul liceniat de distribuie.

Figura 5.1. Branament executat din oel:1-robinet de incendiu, 2-post de reglare-msurare, 3-racord olandez, 4-regulator de presiune,

5-robinet de contor, 6-robinet de branament, 7-niplu electroizolant, 8-rsufltoare, 9-eav tras, 10-rsufltoare cu capac GN, 11-tub de protecie din PVC, 12-teu branament, 13-conduct distribuieAlimentarea consumatorilor se face prin: branament individual pentru fiecare imobil sau branament ramificat (excepional);

branament comun pentru cel mult dou imobile vecine, cu acordul operatorului liceniat de distribuie, n urmtoarele 3 cazuri:

1. imobilele sunt situate pe aceeai strad i au curile alturate;2. imobilele nu sunt situate pe aceeai strad dar fac parte dintr-un singur corp de cldire, au curte comun i o intrare comun pe strada care are conducta de distribuie;

3. sunt ndeplinite urmtoarele condiii tehnice:

branamentul comun poate asigura debitul total i presiunea minim;

regulatorul de presiune este corespunztor pentru debitul total;

instalaia exterioar de utilizare se poate executa aparent, cu posibiliti de acces rapid la robinetele de incendiu.Racordarea branamentelor la conductele de distribuie din polietilen se face prin teuri de branament, sudate prin electrofuziune pe acestea. Racordarea branamentelor la conductele de distribuie din oel se face n funcie de diametrul acestora: cu diametrul pn la 80 mm inclusiv, se racordeaz prin intermediul unei piese de racord (teu), fr scoaterea din funciune a conductei de distribuie;

cu diametrul peste 80 mm se racordeaz prin sudare direct pe conducta de distribuie, fr piesa de racord, i se prevd cu un robinet i cmin de vizitare.Legtura branamentelor din polietilen cu postul de reglare sau cu insta-laia de utilizare se face prin intermediul unui dispozitiv special, denumit capt de branament (reiser), care realizeaz trecerea de la polietilen la oel, avnd acelai diametru cu eava din polietilen a branamentului. Capetele de branamente cu diametre de 75 mm i mai mari se realizeaz cu pies de trecere PE-oel montat subteran n poziie orizontal. Pe reeaua de polietilen de presiune redus, la captul de branament, se monteaz un robinet de secionare cu sfer, n poziie vertical, unul sau mai multe regulatoare de presiune, sau dup caz, o staie de reglare - msurare. La captul branamentului (reiserului) din reeaua de presiune joas de polietilen, se monteaz un robinet de secionare cu sfer, n poziie vertical. La captul branamentului din polietilen se utilizeaz pentru branamente pn la 63 mm inclusiv, capete de branament fr anod de protecie, atestate/agrementate tehnic, iar pentru branamente cu diametre de 75 mm i mai mari, capete de branament cu izolaie tip foarte ntrit sau echivalent i anod de protecie, avnd componentele atestate / agrementate tehnic.

Consumatorii industriali, blocurile de locuine cu mai multe scri i obiectivele social culturale pot fi alimentate prin mai multe branamente cu condiia ca partea din instalaia de utilizare racordat la un branament s nu se interconecteze cu partea din instalaia de utilizare racordat la un alt branament. Soluia de alimentare prin mai multe branamente se stabilete de proiectant, cu acordul operatorului de distribuie, n funcie de situaia local.n localitile urbane n care reeaua de distribuie nu urmrete traseul stradal, alimentarea imobilelor se face prin branamente la conducta cea mai apropiat, cu respectarea condiiilor de mai sus.

Figura 5.2. Branament din polietilen:1- conduct distribuie din PEHD, 2- fir trasor, 3- teu de branament tip a, electrofuzibil, autoperforant, 4- muf electrofuziune din PEHD, 5- branament din PEHD, 6- capt de branament neanodic, 7- robinet branament, 8- regulator de presiune, 9- firida postului de reglare, 10- manon protector din PE cu rol de rsufltoare Traseul branamentului sau racordului se execut perpendicular pe conducta de distribuie, cu panta nspre aceasta. Pentru situaii care impun racordarea sub alt unghi, acesta nu va fi mai mic de 60. Nu se admit branamente cu traseul n lungul strzii.

Captul de branament se pozeaz la limita de proprietate a consumatorului. Amplasarea captului de branament sau a racordului se face n spaii uor accesibile. La captul branamentului executat din eav de oel racordat la reeaua de presiune redus se monteaz un robinet de secionare, cu sfer, o pies electroizolant, n aval de robinetul de secionare i regulatorul de presiune. La branamentele ramificate se monteaz i cte un robinet pe fiecare ramificaie, nainte de intrarea n cldire.

Instalaiile de utilizare interioare pentru fiecare cldire civil sau hal industrial se alimenteaz cu gaze naturale din instalaia de utilizare exterioar printr-un singur racord sau prin dou racorduri, numai n cazul halelor industriale cu puncte de consum la capete, dar fr interconectarea instalaiilor interioare.

La captul conductei de racord al instalaiei de utilizare interioar se monteaz la exterior, n loc uor accesibil, un robinet de incendiu marcat conform STAS 297. n cazul n care distana dintre robinetul de ieire din postul sau staia de reglare i robinetul de incendiu este sub 5 m, se poate renuna la robinetul de ieire. Robinetele de incendiu plasate la nlimea de peste 2 m se prevd cu scar metalic fix de acces i platform pentru manevrare. Este interzis intrarea conductei din firida de branament sau de racord direct n interiorul construciei.5. Rezemarea conductelor montate aparent sau aerianConductele montate aparent pe elemente de construcii sau aerian pe stlpi sau estacade se reazem, n funcie de diametru, pe brri sau console confecionate conform cataloagelor de detalii tip pentru instalaii.

Distanele maxime ntre dou reazeme i tipul reazemelor pentru conducte sunt prezentate n tabelul 5.1.

Diametrul conductei [in]Dist. maxima intre reazeme [m]Tipul reazemului

3/8.1/23,3Brar

3/4 14,2Brar

11/411/25,1Brar

25,7Brar

21/26,1Brar

36,7Brar

47,5Brar

58,0Brar

Tab. 5.16. Condiii de montajDistana minim ntre conductele subterane de gaze naturale i alte instalaii, construcii sau obstacole subterane, este cea din tabelul 5.2.

Cnd respectarea distanelor indicate mai sus nu este posibil, acestea pot fi reduse cu 20%, pentru poziiile 1- 6, cu condiia ca pe poriunea n cauz s se prevad una din urmtoarele msuri:

eav tras;

izolaie anticorosiv foarte ntrit;

controlul nedistructiv al tuturor sudurilor;

montarea evii n tub de protecie;

rsufltori sau cmine de evacuare n atmosfer a scprilor de gaze;

executarea de drenaje.

Se interzice montarea de conducte din oel supraterane la mai puin de 20 m de calea ferat electrificat i/sau linii electrice aeriene (LEA) de joas, medie sau nalt tensiune.Distana ntre conductele de gaze naturale i liniile de cale ferat n staii, triaje i incinte industriale se stabilete cu acordul deintorilor acestora. Se evit montarea a dou conducte subterane de gaze naturale pe trasee paralele la distana sub 1,5x(D1+D2)-unde D1 i D2 reprezint diametrele exterioare ale conductelor respective - dar nu mai mic de 0,5 m. ntotdeauna conducta de presiune mai mic se pozeaz spre cldiri. Este interzis montarea conductelor de gaze naturale, indiferent de modul de pozare, n urmtoarele cazuri: n terenuri susceptibile la tasri, alunecri, erodri etc.;

sub construcii de orice categorie;

n tunele i galerii;

n canale de orice categorie avnd comunicaie direct cu cldiri;

la nivel inferior fundaiei cldirilor invecinate, la distane sub 2 m;

sub linii de tramvai sau cale ferat, paralel cu acestea la o distan mai mic dect cea prevzut n tabelul de mai sus.

Conductele din oel montate n zona de influen a cilor ferate electrificate sau a liniilor electrice aeriene (LEA) de medie sau nalt tensiune se protejeaz mpotriva tensiunilor induse, conform reglementrilor tehnice de specialitate.Staii i posturi de reglare i msurare1. Reglarea presiunii

Reglarea presiunii se poate efectua n mai multe moduri.

a.Meninerea constant a presiunii n amonte.

Acest deziderat este posibil atunci cnd este necesar s se evite, n reeaua din care se alimenteaz regulatorul, variaii de presiune considerate nedorite. Funcionarea se face sub aciunea presiunii din amonte. n distribuia gazelor acest tip de regulator este inexistent.

b.Meninerea constant a presiunii n aval.

Este cazul cel mai frecvent ntlnit n distribuia gazelor, mai ales pentru regulatoare alimentnd direct aparate de utilizare. Racordul pune spaiul de sub membran n legtur cu un punct situat n aval de aparat, punct n care trebuie s se menin presiunea constant. nchiderea supapei pe scaun se face de jos n sus. Pentru orice valoare a debitului Q - n cadrul regimului de funcionare a aparatului, sub poziia ventil complet deschis, piesele n micare se gsesc n fiecare moment n diferite poziii, datorit echilibrului dintre forele care se exercit de sus n jos (greutatea sau resortul care apas pe membran, greutatea atmosferic, masa pieselor n micare - tije, ventil etc.) i acelea care se exercit de jos n sus (fora datorit presiunii din aval pe faa inferioar a membranei, fora rezultat din diferena presiunilor ce se aplic pe o parte i de cealalt a ventilului, fora de frecare).

La creterea consumului n aval pn la o valoare Q, concomitent cu mrirea cererii de gaz, presiunea din aval scade, se modific echilibrul forelor n favoarea celor dirijate de sus n jos, ceea ce are ca urmare o coborre a pieselor mobile, respectiv o mrire a deschiderii ventilului pn la stabilirea unui nou echilibru (Q att la intrare, ct i la ieire).

n acest moment, presiunea n aval crete i ca urmare se mrete i presiunea sub membran, stabilindu-se la o valoare egal, sau sensibil egal, cu cea anterioar cnd debitul n aval era Q.n cazul regulatoarelor cu greutate, presiunea n aval rmne ntr-adevr constant la variaia de debit n aval, dup restabilirea echilibrului de fore pe suprafeele pieselor mobile, aa cum a fost prezentat mai sus, n timp ce la regulatoarele la care fora aplicat de ctre greutate este obinut prin intermediul unui resort constana presiunii n aval se pstreaz cu anumite tolerane.

c. Meninerea constant a debitului.

Pentru meninerea constant a debitului n aval (cazul anumitor instalaii industriale care funcioneaz cu regim riguros stabilit) se produc, pe ambele fee ale membranei, presiuni constante, de la un dispozitiv de trangulare, eventual o diafragm, montat n amontele regulatorului, pe un racord de presiune constant.

Dup modul de funcionare se pot stabili urmtoarele categorii:a. Regulatoare cu aciune direct.

La aceste regulatoare diferena dintre presiunile obinute efectiv n aval i presiunea reper, pr, pe care regulatorul trebuie s-o asigure n aval este suficient pentru a comanda direct, pe cale mecanic prin intermediul unor prghii, variaiile seciunii orificiului de trecere.

b. Regulatoare cu aciune indirect.

La aceste regulatoare fora necesar modificrii seciunii orificiului de trecere este furnizat de un dispozitiv auxiliar, amplificator, numit pilot (cu ajutorul cruia, printre altele, se poate varia presiunea reper fixat n aval). 2. Staiile de reglare i de reglare-msurareStaiile de reglare i de reglare-msurare a gazelor naturale se monteaz n construcii proprii. Posturile de reglare, reglare-msurare, msurare se monteaz n firide, cabine sau direct pe instalaia de utilizare a agregatelor tehnologice.

Amplasarea regulatoarelor pe instalaia de utilizare a agregatelor tehno-logice se poate face cu ndeplinirea cel puin a urmtoarelor condiii:

ncperile n care se monteaz s fie bine ventilate; regulatoarele s fie n construcie etan; elementele de etaneitate fa de mediul exterior, precum i componentele regulatoarelor care comunic cu exteriorul s prezinte rezisten la temperaturi nalte (minim 650C)Staiile i posturile de reglare-msurare sunt delimitate de robinetele de nchidere de la intrarea, respectiv ieirea n/din staii i posturi. Robinetele fac parte din componena staiilor i posturilor de reglare-msurare.Dimensionarea i echiparea staiilor i a posturilor de reglare-msurare se face innd seam de parametrii de curgere (debit, presiune, temperatur), domeniul de variaie a acestora, precum i de calitatea gazelor naturale (compoziie chimic, impuriti solide i lichide). Sistemele de msurare se vor alege i poziiona n conformitate cu cerinele normelor n vigoare. Staiile i posturile de reglare-msurare vor fi echipate cu dispozitive de siguran cores-punztoare cerinelor legislaiei n vigoare.Proiectarea staiilor i posturilor de reglare-msurare se face astfel nct s rezulte o grupare ct mai compact a echipamentelor, avndu-se n vedere accesul la echipamentele i dispozitivele componente. Pe conductele de intrare i de ieire din staiile de reglare-msurare se monteaz robinete de secionare i flane electroizolante n locuri uor accesibile.Staiile de reglare msurare pot fi prevzute cu ocolitor, cnd alimentarea aparatelor de utilizare nu poate fi ntrerupt. n funcie de natura i coninutul de impuriti din gazele naturale, la intrarea n staiile de reglare-msurare, se pot monta echipamente de filtrare i/sau separare. Pentru echipamentele care prevd n mod expres filtre de protecie, acestea se monteaz obligatoriu conform instruciunilor productorului.

Staiile de reglare-msurare se prevd cu priz i centur de mpmntare (impedana sub 4 ohm), la care se racordeaz prile metalice ale fiecrui element din staie cuprins ntre dou flane.

Reglarea presiunii se face, n funcie de mrimea debitului, prin regulatoare cu acionare indirect sau acionare direct. n figura 5.3. este prezentat schematic regulatorul RTG 311. Acesta face parte din clasa regulatoarelor cu acionare direct i ventil echilibrat. Regulatoarele din gama RTG sunt regulatoarele cel mai des folosite n distribuiile de gaze naturale din ara noastr.

Figura 5.3. Regulator de presiune RTG 311.

1- corp2- suport ventil3- deflector4- tija5- scaun6- pies separaie7- capac inferior

8- membran comand9- arc descrcare10- capac superior11- arc reglare12- mecanism reglare

Alegerea regulatorului se face cu ajutorul tabelelor puse la dispoziie de productor, pe baza celor dou valori ale presiunii-PI i respectiv PR-i a debitului nominal reglat, Qn=1,45.Qnecesar.

Dup alegerea regulatorului trebuie efectuat calculul vitezei gazelor la ieirea din regulator, verificndu-se condiia v20 m/s.

Formula de calcul este:

Regulatoarele de presiune sunt obligatoriu atestate i agrementate tehnic, conform prevederilor n vigoare.

Principalele caracteristici tehnice i funcionale ale regulatoarelor sunt:

abaterea maxim a presiunii reglate: 5% ;

domeniul presiunilor de intrare, corelat cu domeniul presiunilor de ieire s fie n unul din intervalele:

- mai mic de 50 mbar, pentru presiune joas;

- ntre 2 bar i 50 mbar, pentru presiune redus;

- ntre 6 bar i 2 bar, pentru presiune medie;

presiunea nominal de lucru: 6 bar.Pentru regulatoare care garanteaz abaterea maxim a presiunii reglate prin atestare i/sau agrementare tehnic se pot admite i alte intervale de presiune dect cele menionate mai sus.

n cazul n care n instalaia de utilizare industrial sunt necesare diferite trepte de presiune se prevd panouri de reglare pentru fiecare treapt de presiune.

Amplasarea staiilor i posturilor de reglare-msurare se face respectnd prevederile din ,,Normele tehnice pentru stabilirea zonelor de protecie i de siguran ale obiectivelor din sectorul gazelor naturale".

Posturile de reglare-msurare pentru valoarea maxim a presiunii de intrare ntre 2-6 bar, se pot monta i n cabine aerisite, alipite pereilor cldirilor, n locuri uor accesibile, cu condiia ca pereii respectivi s nu prezinte goluri (ui, ferestre etc.) pe o nlime de cel puin 8 m i pe o lime care s depeasc cabina cu minim 5 m, n ambele sensuri.Amplasarea construciilor pentru staii i posturi de reglare-msurare, independente sau alipite altor construcii, se face suprateran i:

cu respectarea distanelor prevzute n normativ;

la limita de proprietate a consumatorului sau cnd nu este posibil, ct mai aproape de limita de proprietate a consumatorului;

asigurndu-se accesul direct i permanent al personalului operatorului liceniat al sistemului de distribuie.Amplasarea construciilor pentru staiile i posturile de reglare-msurare (aferente reelei de distribuie) se face pe domeniul public, conform precizrilor din certificatul de urbanism. Pentru cazuri excepionale, cu avizul operatorului liceniat al sistemului de distribuie se pot construi staii de sector subterane, prevzute cu ventilare corespunztoare i msuri de evitare a pericolului de incendiu i explozie. Amplasarea construciilor pentru staiile i posturile de reglare-msurare (aferente reelei de distribuie) se face pe domeniul public, conform precizrilor din certificatul de urbanism. Pentru cazuri excepionale, cu avizul operatorului liceniat al sistemului de distribuie se pot construi staii de sector subterane, prevzute cu ventilare corespunztoare i msuri de evitare a pericolului de incendiu i explozie. Construciile staiilor de reglare-msurare se execut din materiale incom-bustibile i fr pod. Posturile de reglare-msurare de la presiune redus la presiune joas se monteaz:

n firid nglobat n peretele exterior al cldirii, n ziduri sau garduri; n cabin independent sau alipit de un perete exterior al cldirii; cu asigurarea accesului operatorului liceniat al sistemului de distribuie.Posturile de reglare-msurare nu se amplaseaz: pe cile de evacuare din cldiri cu aglomerri de persoane; sub ferestrele cldirilor i n locuri neventilate. n cazul excepional n care nu sunt condiii tehnice i pentru postul de reglare exist spaiu de amplasare numai sub fereastr, se vor realiza condiiile:

eava de evacuare a regulatoarelor de presiune se prelungete astfel nct s evite ptrunderea gazelor n interiorul cldirii;

axul de manevr al robinetelor postului se etaneaz.Pentru protejare, siguran n exploatare etc., regulatoarele i celelalte aparate din staiile de reglare, n funcie de presiunile la intrare i de condiiile locale, se amplaseaz n cldiri proprii, cabine, nie i firide (pentru posturi de reglare). Posturile de reglare, n industrie, se pot amplasa i n interiorul halelor, pe aparat sau pe agregat, cu condiia s fie de tip etan.

n general, amplasarea i construcia staiilor de reglare pune probleme din punctul de vedere al prevederilor de siguran, mai ales c aparatajul, care funcioneaz la presiuni mari, i pierde etaneitatea dup un anumit timp de exploatare. ntr-adevr, ca urmare a unei defeciuni oarecare, scprile de gaze sunt posibile oricnd; prin urmare, n incintele nchise, se poate crea o atmosfer exploziv. De aceea, staiile de reglare trebuie s fie prevzute cu o ventilaie bun sau, pentru staiile de la consumatori importani, s fie instalate sub un acoperi realizat special n acest scop.

De regul, staiile de predare se prevd cu paratrsnete, atunci cnd distana pn la cea mai apropiat construcie este mai mare dect nlimea construciei.Instalaii interioare de utilizare1. Utilizarea gazelor naturale n cldiriUtilizarea gazelor naturale este admis numai n ncperi fr pericol: de incendiu, prin aprinderea materialelor i elementelor combustibile, datorit radiaiei termice directe ori a transferului de cldur prin convecie sau conducie; de explozie a materialelor i substanelor combustibile aflate n interior; de intoxicare sau asfixiere a utilizatorilor cu gaze de ardere Condiiile tehnice pentru funcionarea n siguran a instalaiilor interioare de utilizare a gazelor naturale combustibile sunt:

volumul interior minim al ncperilor: 18,0 m3 pentru ncperi curente;

7,5 m3 pentru buctrii, bi i oficii;

5,0 m3 pentru buctrii din construcii existente.

asigurarea aerului necesar arderii;

ventilare natural sau mecanic;

evacuarea total a gazelor de ardere, n atmosfer;

suprafee vitrate.

Toate ncperile n care se monteaz aparate de utilizare a gazelor naturale se prevd cu suprafeele vitrate, sub form de ferestre, luminatoare cu geamuri, ui cu geam sau goluri, toate la exterior sau spre balcoane vitrate cu suprafaa minim total de:

0,03 m2/m3 de volum net de ncpere, pentru construcii din beton armat;

0,05 m2/m3 de volum net de ncpere, n cazul construciilor din zidrie.

Geamurile trebuie s aib grosimea de maxim 4 mm fr armare. Pentru cazul n care geamurile au o grosime mai mare de 4 mm ori sunt de construcie special (securizat, termopan etc.) se vor monta obligatoriu detectoare automate de gaze cu limita inferioar de sensibilitate 2% CH4 n aer, care acioneaz asupra robinetului de nchidere al conductei de alimentare cu gaze naturale al arztoarelor. n cazul utilizrii detectoarelor, suprafaa vitrat poate fi redus la 0,02 m2/m3 de volum net de ncpere. Volumul net reprezint volumul total al ncperii din care se scade volumul elementelor de instalaii sau de construcii existente n ncpere n care nu se pot acumula gaze.

n ncperi cu volum mai mic dect cel prevzut mai sus, sunt admise numai aparate de utilizare legate la co, cu urmtoarele condiii: accesul aerului necesar arderii i aprinderea aparatelor de utilizare s se fac din exteriorul ncperii (coridor, vestibul etc.) sau direct din exteriorul cldirii;

folosirea unor aparate de utilizare cu aprindere din exteriorul cldirii, asigurate mpotriva stingerii prin blocarea admisiei gazului n cazul stingerii flcrii, fie prin construcia aparatului, fie prin dispozitive de protecie.Pentru nclzirea de apartament, centrala termic se monteaz n buctrie, balcon, vestibul, la subsol sau la alt nivel unde nu blocheaz calea de evacuare a persoanelor, cu respectarea tuturor condiiilor sus menionate. n ncperi cu volum mai mic de 18 m3 i n bi (indiferent de volumul acestora), nu sunt admise:

aparate de utilizare pentru prepararea instantanee a apei calde de consum;

aparate de utilizare pentru nclzire central sau local prevzute cu arztor atmosferic i rupere de tiraj, chiar dac au termostat de co.

Fac excepie aparatele de utilizare care au atestare/agrement tehnic sau aviz ISCIR pentru funcionare n alte condiii, (la care prin tubulatur etan, se asigur accesul din exterior al aerului necesar arderii i evacuarea n exterior sub presiune a gazelor de ardere-cazane cu focar etan i tiraj forat). De asemenea sunt exceptate i aparatele de utilizare din categoria turbosuflantelor destinate nclzirii fermelor de psri i animale cu condiia utilizrii detectoarelor de gaze naturale avnd limita inferioar de detecie de 2% CH4 n aer i care acioneaz automat robinetul de nchidere al conductei de alimentare cu gaze naturale a aparatelor de utilizare.

Debitul total al aparatelor cu flacr liber care se pot instala ntr-o ncpere trebuie s satisfac condiia: 15 m3 volum interior de ncpere/m3 debit instalat.2.Aparate de utilizare i arztoaren instalaiile de utilizare se vor monta numai aparate i arztoare avizate conform prevederilor ISCIR n vigoare.

Arztoarele cu panou radiant cu flacr deschis sunt admise numai n spa-ii ventilate corespunztor cu excepia cldirilor civile i de locuit asigurndu-se evitarea producerii incendiilor, prin aprinderea materialelor ca urmare a efectului radiaiilor termice i ncadrarea concentraiei de noxe n limitele admise de reglementrile n vigoare.Aparatele de utilizare se pot monta, n funcie de concepia constructiv, pe perei de zidrie sau beton, fr strat izolator combustibil la faa peretelui, sau pe pardoseal incombustibil. Aparatele de utilizare industriale cu debit instalat de peste 25 m/h se prevd cu armturi pentru montarea unor aparate de msur i control i prize n vederea efecturii de determinri pentru bilan termic: manometru pe conducta de intrare a gazelor n aparat, termometru pe conducta de alimentare cu gaze naturale i pe canalul de ieire a gazelor de ardere,

contor de gaze naturale,

priz de prelevare a probelor din gazele naturale i din gazele de ardere,

priz de msurare a tirajului.Alegerea i montarea arztoarelor i aparatelor de utilizare se face cu respectarea condiiilor tehnice i a criteriilor de performan, a instruciunilor productorului, precum i cu reglementrile n vigoare.3. Trasee i condiii tehnice de amplasare a conductelor de utilizareLa alegerea traseelor pentru conductele de gaze naturale, condiiile de siguran au prioritate fa de orice alte condiii. Fiecare unitate locativ se racordeaz la coloana sau instalaia exterioar printr-o singur derivaie.

Conductele instalaiilor interioare de utilizare se amplaseaz aparent, n spaii uscate, ventilate, luminate i circulate, cu acces permanent, inclusiv n subsolurile care ndeplinesc aceste condiii i se monteaz pe ct posibil, pe elemente rezistente ale construciei, perei, stlpi, grinzi, plafoane, sau pe stlpi metalici sau de beton, montai special n acest scop sau n scopul susinerii con-ductelor de gaze naturale mpreun cu conducte pentru alte instalaii. Se admite montarea conductelor mascate n canale vizitabile i ventilate numai n cazul construciilor cu grad deosebit de finisare. Se interzice trecerea conductelor prin:

un apartament din alt apartament cu excepia coloanelor existente;

spaii neventilate sau nchise cu rabi sau alte materiale;

trecerea conductelor de gaze naturale avnd mbinri fixe sau demontabile prin debara, cmar i altele asemenea, dac acestea nu sunt ventilate;

couri i canale de ventilare;

puuri i camere pentru ascensoare;

ncperi cu mediu corosiv sau cu degajare de noxe;

ncperi cu umiditate pronunat;

ncperi n care se pstreaz materiale inflamabile;

closete;

subsoluri tehnice i canale tehnice;

ghene sau nie comune mai multor nivele, n care sunt montate conducte pentru alte instalaii, inclusiv sub deschiderile inferioare ale acestora;

podurile neventilate ale cldirilor;

locuri greu accesibile n care ntreinerea nu poate fi asigurat;

depozite sau ncperi de depozitare, cu respectarea prevederilor Normativului de siguran la foc a construciilor PI 18.Totodat este interzis montarea conductelor nglobate n elementele de construcie ale pardoselii. n cazul n care nu pot fi evitate trecerile conductelor prin closete sau cmri se admite traversarea acestora utiliznd conducte fr mbinri i protejate n tuburi de protecie. Se evit trecerea conductelor prin camere de dormit neprevzute cu aparate de utilizare a gazelor naturale.

Cnd trecerea conductelor prin ncperi cu umiditate pronunat sau atmosfer corosiv este inevitabil, se folosesc evi zincate sau protejate cu lacuri anticorosive i tub de protecie.

Pentru alimentarea punctelor de consum care nu sunt amplasate lng perei, se admite montarea conductelor n canale amenajate n pardoseal acoperite cu capace perforate i uor demontabile, uscate i aerisite, pe trasee ct mai scurte, cu pant pentru asigurarea scurgerii spre puncte de colectare a eventualelor infiltraii de ap i care s permit controlul i repararea conductei.Este interzis montarea conductelor pentru alte instalaii n canalele pentru conductele de gaze naturale precum i intersectarea canalelor pentru conductele de gaze naturale cu canale pentru alte instalaii sau comunicarea cu acestea. Trecerea conductelor prin perei sau planee trebuie protejat n tub de protecie, fr mbinri ale acestuia.

Conductele instalaiilor de utilizare din hale industriale se amplaseaz astfel nct s fie protejate mpotriva degradrii prin lovire direct sau trepidaii, contactului cu lichide corosive, contactului ndelungat cu apa, radiaiei sau con-duciei termice.

Distanele minime ntre conductele de gaze naturale i elementele celorlalte instalaii se ncadreaz n prevederile din Normativul pentru proiectarea i executarea instalaiilor electrice la consumatori cu tensiuni pn la 1000 V C.A. i 1500 V C.C, indicativ I.7, Normativul pentru proiectarea i executarea reelelor de cabluri electrice, indicativ PE 107, precum i prescripiile tehnice ISCIR.Este interzis utilizarea conductelor de gaze naturale pentru alte scopuri, cum ar fi legarea la pmnt a altor instalaii, realizarea prizelor de protecie electric, susinerea cablurilor i/sau conductorilor electrici, indiferent de tensiune i curent, sau agarea sau rezemarea unor obiecte.4. Armturi de nchidereRobinete de nchidere se prevd: naintea fiecrui contor; n instalaiile cu un singur contor, dac distana ntre robinetul de incendiu i contor este sub 5 m robinetul de contor ine loc de robinet de incendiu;

pe fiecare ramificaie important;

pe fiecare conduct care alimenteaz grupuri de arztoare montate la aparate, mese de lucru, laboratoare etc.;

la baza fiecrei coloane, n cldiri cu peste cinci nivele; dac plasarea robinetelor de la baza coloanelor nu se poate face n condiii de siguran i de estetic corespunztoare, se admite montarea unui singur robinet pentru un grup de coloane, care alimenteaz maxim 24 puncte de consum;

naintea fiecrui arztor se prevd dou robinete montate pe conduct, pentru cazul arztoarelor i aparatelor de utilizare, care nu au robinet de manevr propriu sau n cazul celor care au racord flexibil, respectiv un robinet pentru cazul arztoarelor i aparatelor care au racord rigid i au robinet de manevr propriu.5. Asigurarea aerului necesar arderii i evacuarea gazelor arsePentru toate aparatele de utilizare racordate la co sau cu flacr liber se asigur aerul necesar arderii i evacuarea n exterior a gazelor de ardere, complet i fr riscuri, astfel nct n atmosfera ncperii s nu se depeasc concentraia de noxe admis de normele de protecia muncii precum i de protecie a mediului.

Aerul necesar arderii se asigur n funcie de raportul ntre volumul interior al ncperii Vi [m3] i debitul nominal al aparatului de utilizare Qn [m3 /h]:

pentru cazul Vi / Qn > 30, se consider c prin neetaneitile tmplriei se asigur aerul necesar pentru ardere;

pentru cazul Vi / Qn < 30, se prevede accesul aerului direct din exterior, prin goluri practicate la partea inferioar a ncperii.Sunt exceptate buctriile din locuine cu nclzire central, n care nu exist alte aparate de utilizare, la care se admite accesul aerului dintr-o ncpere vecin prin realizarea unui gol spre aceast ncpere, cu condiia Vi/Qn>30, n care Vi este volumul buctriei plus volumul ncperii respective. Dac i n ncperea vecin, spre care este prevzut golul, sunt instalate aparate de utilizare, raportul dintre suma volumelor celor dou ncperi i suma debitelor aparatelor de utilizare din aceste ncperi trebuie s fie mai mare de 30. n cazul n care aceast condiie nu poate fi ndeplinit sau n cazul tmplriei etanate cu garnituri de cauciuc, se realizeaz prize de aer direct din exteriorul construciei.

Suprafaa golului pentru accesul aerului de ardere ntr-o ncpere n care se utilizeaz gazele naturale se determin cu produsul ntre debitul instalat n ncpere Q [m3 /h] i coeficientul de 0,0025 [m2 /m3 /h], adic S = 0,0025.Q [m2].

Golul pentru accesul aerului de ardere se prevede la partea inferioar a ncperii i fr dispozitive de nchidere sau reglaj. Este interzis obturarea golului de acces al aerului de ardere.La centralele termice cu tiraj forat i camer de ardere etan nu este necesar asigurarea golurilor pentru accesul aerului n ncpere.

La ncperile n care se instaleaz aparate cu flacr liber, independent de volumul lor, se prevd canale de ventilare pentru evacuarea gazelor de ardere. Canalele de ventilare pentru evacuarea gazelor de ardere se racordeaz la partea superioar a ncperilor, ct mai aproape de plafon i nu se prevd cu dispozitive de nchidere sau reglaj.Pentru buctriile construciilor existente, construite fr canale de ventilare i n care sunt instalate aparate cu flacr liber, se admite practicarea n peretele exterior sau n tocul ferestrei, la partea superioar a ncperii, a unui gol pentru evacuarea gazelor de ardere conform detaliilor tip.

Evacuarea gazelor de ardere din buctrii i oficii se face prin tiraj natural organizat sau mecanic, utilizndu-se canale individuale sau canale colectoare. La evacuarea gazelor de ardere prin canale colectoare se va acorda o deosebit atenie executrii corecte i etane a nodurilor de legare a canalelor individuale la canalul colector. ASPECTE TEORETICE DE BAZMicarea gazelor prin conducteLa micarea permanent a unui fluid printr-o conduct cu diametrul interior d, viteza medie de curgere se calculeaz cu relaia

,(5.1) Q fiind debitul volumetric scurs prin conduct.Profilul vitezei n seciunea conductei depinde de regimul de curgere, definit prin numrul lui Reynolds

, (5.2) n fiind vscozitatea cinematic a fluidului. Numrul lui Reynolds poate fi scris i n funcie de ali parametri (viteza maxim a fluidului, raza interioar a conductei), dar cea mai folosit form n practic este aceea dat de relaia de mai sus.Experienele au artat c n tuburile cu seciunea circular regimul de curgere este laminar att timp ct numrul lui Reynolds nu depete valoarea critic

(5.3)Cu toate c regimul laminar este relativ limitat, regimul turbulent fiind mai frecvent ntlnit n activitatea practic, relaiile de calcul pentru acest regim concord foarte bine cu rezultatele experimentale.

n situaia regimului laminar, profilul vitezei n raport cu raza tubului este parabolic, fiind dat de relaia

(5.4)

iar viteza medie are valoarea

Dp fiind cderea de presiune realizat prin frecri pe lungimea l a tubului.n practic cderea de presiune ntre dou puncte pentru acest regim de curgere se calculeaz cu una dintre relaiile cunoscute n literatur sub denumirea de formulele Hagen-Poiseuille

Sau

(5.5)n regimul de micare turbulent aceste relaii i pierd valabilitatea. Se consider c, n tuburile cu seciunea circular, micarea devine complet turbulent dac numrul lui Reynolds are o valoare mai mare dect cea critic; micarea turbulent dezvoltndu-se complet ncepnd cu o distan egal cu cel puin (2540) d de la intrarea n tub.

Dup ultimele cercetri, n condiiile micrii turbulente n seciunea tubului se pot pune n eviden patru domenii de variaie a vitezei (figura 5.4).

Figura 5.4. Delimitarea profilului vitezei n micarea turbulentAstfel, n imediata apropiere a peretelui viteza fluidului variaz aproximativ liniar cu distana y msurat de la perete. n acest domeniu tensiunea de forfecare turbulent este neglijabil i, deoarece variaia vitezei depinde de vscozitatea molecular, ntreaga zon se numete substratul vscos.

Dup substratul vscos urmeaz stratul intermediar (tampon), unde tensiunile de forfecare datorit vscozitii moleculare i fluctuaiilor de vitez sunt comparabile ca mrime. Urmtorul strat fiind acela complet turbulent unde turbulena devine suficient de dezvoltat pentru ca tensiunea datorit micrii laminare s fie neglijabil fa de aceea turbulent. Deoarece, n acest strat, viteza medie punctiform v variaz logaritmic n raport cu distana y msurat de la perete, stratul se numete logaritmic.n jurul axei conductei este zona turbulent a curgerii unde turbulena este complet dezvoltat.Vom nota cu viteza de frecare care este definit cu ajutorul relaiei

(5.6)

n care t0 este valoarea efortului tangenial de frecare la peretele conductei.n zona stratului logaritmic distribuia vitezei adimensionale este dat de relaia

(5.7)

n care valorile constantelor A i B sunt 2,46 i, respectiv, 5,67. n zona central a curgerii turbulente se utilizeaz, pentru distribuia vitezei, tot o relaie asemntoare cu formula (5.7). Uneori, se folosete n aceast zon o distribuie a vitezei sub forma

(5.8)n fiind un coeficient cu valoarea aproximativ 1,5.Pornind de la aceste relaii ale vitezei se poate obine coeficientul de rezisten , ntr-o conduct cu seciunea circular. n micarea turbulent, ntre viteza de frecare i viteza medie vm exist relaia

(5.9)

Indiferent de caracterul micrii n conduct, laminar sau turbulent, ntre viteza medie i debitul de fluid Q care se scurge prin conduct este relaia

(5.10)Dac se are n vedere i relaia (5.7) se gsete una dintre corelaiile teoretice existente ntre coeficientul de rezisten i numrul lui Reynolds Re

(5.11)J.Nikuradze a corectat, n urma datelor experimentale, coeficienii numerici din aceast relaie scriind-o sub forma

(5.12)Aceast relaie asigur o bun concordan cu valorile lui obinute pe cale experimental. n practic s-a constatat o bun concordan cu rezultatele experimentale dac coeficientul l se calculeaz cu formula lui Blasius

(5.13)valabil pentru Re < 105 i formula lui J.Nikuradze

(5.14)valabil n intervalul 105 Re 108.Rezultatele prezentate pot fi utilizate att timp ct peretele interior al tubului este considerat neted. n acest caz se observ c starea peretelui nu are nici o influen asupra caracterului turbulent al micrii. n practic, cele mai multe tuburi, cel puin la valori mari ale numrului lui Reynolds, nu pot fi considerate ca netede.Din cauza rugozitii peretelui, coeficientul de rezisten este mai mare dect acela care rezult din formulele prezentate pentru tuburile netede. Legile micrii turbulente prin tuburile rugoase au deci o mare nsemntate practic dar, cercetrile s-au izbit de o dificultate, i anume de faptul c numrul parametrilor de rugozitate este mare din cauza formelor geometrice foarte variate.

O privire de ansamblu asupra msurtorilor mai vechi a condus la concluzia c exist dou tipuri de rugoziti.

La primul dintre acestea rezistena este proporional cu ptratul vitezei medii, ceea ce nseamn c este independent de numrul lui Reynolds. Acest tip se ntlnete la rugozitile destul de mari i foarte dese, cum ar fi, de exemplu, gruni de nisip lipii de perete, ciment, fier brut. Influena peretelui se poate caracteriza printr-un singur parametru de rugozitate e = 2ks / d, denumit rugozitate relativ, unde ks este nlimea medie a rugozitilor. n acest caz coeficientul de rezisten depinde numai de e.Cel de al doilea tip de rugozitate se ntlnete atunci cnd rugozitile peretelui sunt mai reduse sau cnd un numr mic de rugoziti se afl repartizate pe o suprafa neted destul de mare cum ar fi, de exemplu, evile din fier comer-cial uzuale. n acest caz coeficientul de rezisten depinde att de rugozitatea relativ ct i de numrul lui Reynolds. Msurtorile efectuate de ctre J. Nikuradze care a lipit, ct mai des posibile, gruni de nisip n interiorul tuburilor de seciune circular au condus la aceast concluzie.

n figura 5.5 este prezentat variaia coeficientului n funcie de rugozi-tatea relativ d/k/2 i de numrul Reynolds rezultat din msurtorile efectuate de Moody pe evi comerciale din oel, cu rugozitatea absolut k.

Fig. 5.5. Diagrama Moody

Se constat c n regim laminar toate tuburile rugoase au aceeai rezisten ca i acelea netede. n domeniul micrii turbulente exist, pentru fiecare rugozitate relativ, un anumit interval de valori ale numrului lui Reynolds, n care tubul rugos are aceeai rezisten ca i acela neted. n acest domeniu, tubul, cu toate c poate prezenta un anumit grad de rugozitate a peretelui, este considerat neted din punct de vedere hidraulic i coeficientul de rezisten depinde numai de numrul lui Reynolds. Pentru acest domeniu rezultatele experimentale au artat c

.(5.15)

De la o anumit valoare a numrului lui Reynolds nainte, pe msur ce rugozitatea absolut k crete, curba de rezisten a tubului rugos se desparte de aceea a tubului neted. Acest domeniu de tranziie s-a delimitat n intervalul

,(5.16)

unde coeficientul de rezisten l depinde n acelai timp i de( numrul lui Reynolds i de rugozitatea relativ. La valori mai mari ale numrului lui Reynolds, respectiv pentru

,(5.17)

se ajunge n domeniul complet rugos n care l depinde numai de rugozitatea relativ.Legea logaritmic de repartiie a vitezei v poate fi utilizat i la tuburile rugoase sub forma

,(5.18)

unde constanta are aceeai valoare ca i mai nainte, iar B=8,48. n general, ultimul parametru devine o constant pentru. Dac se admite c aceast lege este valabil i n zona central a tubului, se obine pentru y=R relaia

,(5.19)

iar viteza se poate scrie

.(5.20)Viteza medie din seciunea tubului poate fi scris sub forma

(5.21)

deci, avnd n vedere relaia (5.7), rezult

.(5.22)

Dac se nlocuiesc constantele i B rezult

.(5.23)Aceast relaie poate fi considerat drept formula de calcul pentru coeficientul de rezisten n domeniul complet rugos.Concordana cu rezultatele experimentale ale lui J. Nikuradze este mai bun, dac se modific valorile coeficienilor numerici, i din acest motiv, se poate scrie coeficientul de rezisten pentru acest regim de curgere sub forma

.(5.24)

Cel de al doilea tip de rugoziti dau peretelui interior al conductei un caracter semirugos, iar coeficientul se poate calcula cu ajutorul formulei Colebrook-White.

.(5.25)

Stabilirea pe o cale mai simpl a domeniului de netezime al conductei, deci i a relaiei pentru calculul lui , se face determinnd parametrii adimensionali R1 i R2 care au expresiile

,(5.26)

,(5.27)

precum i a numrului lui Reynolds din conduct. Astfel, dac numrul lui Reynolds satisface condiia tubul este considerat neted din punct de vedere hidraulic i pentru tubul este complet rugos.

n situaia n care Re este cuprins ntre R1 i R2 conducta are o comportare semirugoas. Coeficientul neted se calculeaz pentru regimul de curgere turbulent i conduct neted.Rezistene locale

n anumite puncte ale conductei unde sunt montate armturi, aparate sau unde conducta i modific seciunea sau direcia, se produc pierderi de presiune locale care se pot scrie sub forma

.(5.28)

Coeficientul de rezisten local depinde, n special, de geometria armturii sau a punctului unde conducta i modific seciunea sau direcia. n general, s-a stabilit c la numere Reynolds mici, coeficientul de rezisten depinde i de regimul de micare.

n unele situaii, cum ar fi la schimbarea seciunii i a direciei unei conducte, s-au stabilit relaii pentru calculul coeficientului de rezisten local .

n punctele unde se produce devierea vnei de fluid (curbe, ramificaii, robinete etc.) nu se poate stabili mrimea coeficientului dect pe cale experimental.Dac ntr-un anumit punct al conductei, aceasta i modific brusc seciunea de la valoarea A1 la A2, vna de fluid se contract, producndu-se o pierdere local de presiune, coeficientul de rezisten local se calculeaz cu relaia

, (5.29)

fiind raportul dintre seciunea contractat a vnei de fluid i seciunea A2.

n tabelul 5.3 se redau valorile coeficientului n funcie de raportul A2/A1 i de gradul de rotunjime al muchiilor care fac trecerea de la conducta cu diametrul mai mare la conducta cu diametrul mai mic. Pierderea de presiune local se calculeaz cu viteza medie din seciunea A2.SpecificaieA2/A1

0 0,20,40,50,60,70,80,91,0

Muchii ascuite0,350,290,220,170,100,050,010

Muchii uor rsfrnte0,110,090,070,050,030,0200

Muchii uor rotunjite0,010,010,010,010000

Muchii bine rotunjite00000000

Tab. 5.3

n situaia unei treceri brute de la o seciune mai mare A1 la una mai mic A2, coeficientul de rezisten local, dac la pierderea de presiune local se utilizeaz viteza medie din seciunea A1, se calculeaz cu relaia

.(5.30)Dac o conduct cu seciunea A1 se racordeaz treptat la o alt conduct cu seciunea A2, i unghiul nu depete 7-80, coeficientul se poate calcula cu relaia

,(5.31)pierderea local de presiune fiind raportat la viteza medie a fluidului din seciunea A1. n situaia n care seciunea A1 se reduce, de asemenea, treptat la o alt seciune mai mic A2, pierderea de presiune local se poate neglija.n practic se folosesc n mod frecvent, pentru msurarea debitului care curge printr-o conduct, ajutajul i diafragma. Cteva valori ale coeficientului n funcie de raportul dintre aria orificiului A0 i aria conductei A sunt redate n tabelul 5.4. n acest caz pierderea de presiune local se exprim n funcie de viteza medie a fluidului din seciunea A.

A0/A0,900,800,700,600,500,40

0,060,280,781,823,808,10

Tabelul 5.4Pentru coturile fr rotunjiri coeficientul de rezisten local poate fi calculat cu

.(5.32)Pentru un cot cu raza de curbur R care satisface condiia , coeficientul de rezisten local se poate calcula cu formula lui Weissbach

,(5.33) fiind unghiul cotului introdus, n grade. n tabelul 5.5 se redau, pentru unele armturi utilizate n mod frecvent n practica distribuiei, coeficientul de rezisten local i raportul dintre lungimea echivalent L a conductei, pe care s-ar realiza aceeai cdere de presiune ca aceea local cu diametrul interior d i acest diametru.Tipul organului de nchidereL/d

Robinet cu sertar pan

Deschis complet0,17

deschis0,840

deschis4200

deschis15800

Robinet sferic

Deschis complet6350

deschis10550

Robinet cu ventil (disc)

Deschis complet9500

deschis13700

deschis352.000

deschis1106.000

Calculul hidraulic al conductelor pentru gazeEcuaia de micare a gazelor prin tuburi de seciune circular este

.(5.34)Pentru un gaz real, ecuaia de stare este

,(5.35)n care Z(p, T) este factorul de abatere de la legea gazelor perfecte. n cazul n care se accept ipoteza curgerii izoterme la temperatura Tm i se neglijeaz variaia lui Z n lungul conductei, considerndu-se o valoare medie constant Zm, se poate scrie

.(5.36)

Pentru calculul valorii temperaturii medii Tm se folosete formula

(5.37)T1 i T2 fiind valorile temperaturii la capetele conductei. n cazul reelelor de distribuie variaia temperaturii este foarte mic, astfel nct putem aproxima valoarea temperaturii medii la 278 K. Deci Tm =278 K.

n ceeace privete valoarea medie a factorului de abatere, deoarece presiunile gazelor sunt relativ mici (sub 7 bara) vom aproxima aceast valoare la 0,98.

Deci Zm =0,98.

Ecuaia de micare se mai poate scrie

.(5.38)

Deoarece

(5.39)

unde reprezint debitul masic de gaze transportat prin conduct, ecuaia de micare devine

.

(5.40)

Dac aceast ecuaie se integreaz ntre punctul iniial i cel final, se gsete

,(5.41)

din care rezult

.(5.42)innd seam de valorile R=519,6 J/kg/K, Zm =0,98 i Tm =278 K i de relaia dintre debitul masic i cel volumic n condiii normale

,(5.43)

unde =22,414 /kmol iar M=16 kg/kmol, rezult

,(5.44)

debitul QN fiind exprimat n metri cubi normali pe secund (m3 N/s).

Considernd i valorile corespunztoare strii standard TS=288,15 K i pS=101.325 N/m2, rezult pentru debitul de gaze

. (5.45)

debitul QS fiind exprimat n metri cubi standard pe secund (m3S/s).Dac vom folosi unitile de msur specifice domeniului gazier, respectiv m3S/h pentru debit, km pentru lungime i cm pentru diametrul interior, formula de mai sus devine

.(5.46)Calculul conductelor complexe pentru gazeRelaia de calcul a debitului de gaze n regim staionar se poate scrie, avnd n vedere expresia debitului normal de gaze (5.44), sub forma

,(5.47)p1 i p2 fiind presiunile la capetele conductei cu lungimea l.

La conductele complexe n serie (figura 5.6), unde debitul este acelai n toate tronsoanele, se poate scrie, pentru un tronson oarecare i,

(5.48)

i prin nsumare pentru cele n tronsoane rezult

.(5.49)

Figura 5.6.Schema conductelor nseriateDebitul transportat are valoarea

.(5.50)

Dac se definete conducta echivalent ca fiind acea conduct simpl prin care se transport tot debitul Q avnd la extremitile conductei presiunile p1 i pn+1, rezult dependena dintre elementele conductei echivalente (lungimea le, de obicei egal cu suma lungimilor tronsoanelor, diametrul echivalent de) cu ale sistemului complex de conducte

de unde rezult

. (5.51)

La conductele n paralel (figura 5.7) se poate scrie, pentru o ramur oarecare i, debitul care se transport prin acel tronson

(5.52)

de unde rezult debitul pe ramura i

.(5.53)

Figura 5.7. Schema conductelor n paralelDeoarece debitul total este dat de suma tuturor debitelor, rezult expresia acestuia

.(5.54)

care se mai poate scrie

.(5.55)Dac se introduce i la acest sistem complex conducta echivalent (lungimea le, de obicei egal cu lungimea 1-2, diametrul echivalent de), rezult

,de unde rezult

.

(5.56)

n numeroase cazuri, n diferite puncte ale unei conducte se colecteaz sau se distribuie anumite cantiti de gaze. n prima situaie conducta este un colector de gaze, iar n a doua un distribuitor. Indiferent de situaie, pe un tronson oarecare i, cu lungimea li i diametrul interior di, cu debitul QNi, se poate scrie

.(5.57)

Prin aplicarea formulei la toate tronsoanele i prin nsumare se gsete

(5.58)

Presiunea n punctul final al unui tronson m, notat cu pm+1 se poate exprima fie n funcie de presiunea iniial ( )

, (5.59)fie n funcie de presiunea final ( )

(5.60)

n cazul reelelor de distribuie pe conductele stradale sunt prevzute branamente pentru instalaiile de utilizare ale locuinelor. Schema pentru stabilirea debitelor de calcul este prezentat n figura de mai jos.

Figura 5.8.Schema pentru stabilirea debitelor de calculAici Qi reprezint debitul de gaze care intr n tronson, Qe - debitul care iese, q1, q2,...qn - debitele branamentelor de pe tronson.

Debitul de calcul pentru dimensionarea tronsonului respectiv se obine cu

,(5.61)

iar valoarea debitului care iese din tronson i intr n urmtorul tronson este

.(5.62)

Conducte de gaze de joas presiunen situaia n care presiunea din conduct este cu puin mai mare dect presiunea atmosferic pa, formulele de calcul pot fi simplificate. Astfel, dac se aplic formula aproximativ

(5.63)

relaia (5.50) capt forma

.(5.64)

Aceast formul se aplic n cazul n care presiunea din conduct este mai mare dect presiunea atmosferic pa cu 200 pn la 400 mm H2O.

n tabelul 5.6 se prezint eroarea ce se introduce prin utilizarea formulei (5.64) n loc de (5.44). [mm H2O]50100200300400500

Eroarea, %0,12080,24110,48050,71820,95421,1886

Mrirea capacitii de transport a conductelorExist posibilitatea de cretere a debitului transportat printr-o conduct, ceea ce este tot una cu a spune c se mrete capacitatea de transport, datorit creterii consumului sau a produciei de gaze.Teoretic se poate mri debitul transportat, fie prin creterea parametrilor tehnologici de transport, cum este presiunea diferenial ( ), sau dac este meninut constant acest parametru, prin montarea unei intercalaii cu diametrul interior mai mare dect al conductei date sau realiznd o derivaie pe conduct.

n prima situaie posibil de realizat, debitul Q se poate mri la valoarea Q1 dac ptratul presiunii

(5.65)

se mrete la Dp2. Aceast mrire de la Dp2 la Dp2 se poate efectua fie prin creterea presiunii de la presiunea p1 la p1, sau prin reducerea presiunii de la punctul final p2 la valoarea p2. Apelnd la formula (5.45) de dependen a debitului de cderea de presiune patratic, avem relaiile:

(5.66)

Respectiv

(5.67)din care se pot calcula valorile corespunztoare ale presiunilor modificate.

n cazul cnd presiunile de la capetele conductei p1 i p2 rmn nemodificate, mrirea capacitii de transport se poate realiza fie prin montarea unei intercalaii de lungime x i diametrul interior d1> d (figura 5.9), fie prin montarea unei derivaii cu diametrul d1 d, sau egal cu acesta (figura 5.10).

Figura 5.9.Schema de calcul a intercalaieiLungimea x a intercalaiei se determina utilizand formula (5.48) pe care o scriem pentru cele trei tronsoane ce compun acum conducta i respectiv pentru ntreaga conduct, att pentru noua valoare a debitului mrit i pentru debitul iniial.

-pentru noul debit:

(5.68)

(5.69)

(5.70)

(5.71)-pentru debitul iniial

.(5.72)

Rezult egalitatea

(5.73) de unde putem calcula lungimea intercalaiei

.(5.74)

Este evident c pozitia intercalaiei este arbitrara, dar este preferabil partea final a conductei, unde regimul mecanic de solicitri este mai mic.

Figura 5.10. Schema de calcul a derivaiein cazul montrii unei derivaii vom apela la formulele (5.48) i (5.50) i vom scrie pentru tronsoanele din componena conductei:

(5.75)

(5.76)

(5.77)

i pentru valoare iniial a debitului

.

(5.78)

Rezult egalitatea

(5.79)

si prin urmare derivatia are lungimea

.(5.80)

In cazul in care

rezulta si

,

formula (5.80) devine astfel

.(5.81)ASPECTE TEORETICE SPECIFICEVariaia presiunii i temperaturii n lungul conductelor

n abordarea micrii staionare a gazelor naturale prin conductele din oel sau din polietilen vom porni de la ipoteza c presiunea i temperatura au aceleai valori pe ntreaga seciune de curgere.

Deci vom considera funciile i definite pe domeniul 0L, unde L este lungimea conductei, originea axei Ox fiind la intrare.

Procesul de curgere staionar a gazelor prin conducte montate ngropat este modelat de ecuaiile:

,

(5.82)

,

(5.83)

,

(5.84)

.

(5.85)

Aici f este coeficientul de frecare hidraulic, calculat cu formula Colebrook-White (5.25), D - diametrul interior al conductei, m, M - debitul masic specific de gaze, kg/m2/s, Z - factorul de abatere calculat cu formula lui Berthelot (1.13), cp - cldura specific masic izobar a gazelor, K - coeficientul global de transfer termic de la gaz spre mediul ambiant, W/m2/K, Q - debitul volumic de gaze prin conduct, m3/s, iar Ta - temperatura absolut a mediului ambiant n care este ngropat conducta, K.

Pentru calculul coeficientului global K avem dou relaii de calcul, n funcie de materialul din care este confecionat conducta:

(5.86)

.

(5.87)

Aici este coeficientul de transfer termic convectiv ntre gaze i peretele interior al conductei, W/m2/K, p = 0,4 W/m/K - conductivitatea termic a polietilenei, o= 40 W/m/K - conductivitatea termic a oelului, iz= 0,5 W/m/K - conductivitatea termic a izolaiei, s =2,5 W/m/K - conductivitatea termic a solului, De - diametrul exterior al conductei, m, Diz - diametrul exterior al izolaiei conductei, m, iar h - adncimea de ngropare a conductei, m.

Coeficientul de transfer termic convectiv forat, ntre gaze i peretele interior al conductei, se determin cu ajutorul formulelor:

,

, ,

(5.88)

unde Nu, Re i Pr sunt criteriile Nusselt, Reynolds i respectiv Prandtl, n care l, i cp sunt respectiv conductivitatea termic, vscozitatea dinamatic, cldura specific izobar ale gazelor, toate variind n funcie de temperatur conform relaiilor (1.43), (1.32) i (1.41).Dup o serie de calcule [3] ecuaia de micare se poate scrie

,

(5.89)

iar ecuaia energiei devine

.

(5.90)

Introducnd parametrii adimensionali prin

; ; ,

(5.91) funciile i devin i respectiv , iar ecuaiile de mai sus devin

,

(5.92)

,(5.93) fiind temperatura absolut adimensional a mediului ambiant. n acest fel, soluia sistemului format de ecuaiile (7.92) i (7.93) va fi dat de

;

(5.94)

unde i au expresiile rezultate din rezolvarea sistemului.

Funciile i reprezint funciile modelului numeric ce face posibil rezolvarea sistemului de ecuaii difereniale de mai sus prin metoda de integrare numeric Runge-Kutta de ordinul patru.

Pe baza algoritmului metodei a fost elaborat softul specializat PRETEMP care listeaz curbele de variaie ale presiunii i temperaturii gazelor n micarea lor prin conducta ngropat, din polietilen sau din oel.

Softul PRETEMP a fost rulat pentru o conduct din polietilen Dn 200 lung de 4000 m, cu debitul de 5445 m3N/h, gazele avnd la intrare presiunea de 5 bara i temperatura de 200C, iar temperatura mediului ambiant de 100C. Cu aceste valori s-au obinut urmtoarele curbe (figura 5.11)

Figura 5.11

Variaia presiunii i temperaturii gazelor naturale n lungul conductelor de repartiie este afectat de materialul din care acestea sunt confecionate. n primul rnd calitatea suprafeei interioare a tuburilor din PE conduce la o diminuare a pierderilor de presiune prin frecare, presiunea n captul final al unei conducte din PE fiind ntotdeauna superioar celei corespunztoare unei conducte din oel.Deci polietilena favorizeaz regimul de presiuni din conductele de gaze.

Softul PRETEM a fost rulat pentru o conduct de 4000 m din PE Dn 125 i, n paralel, cu modificarea rugozitii i a conductivitii, pentru o conduct de 4000 m din oel Dn 4 in (avnd acelai diametru interior) pentru debite ncepnd cu 1000 m3N/h, reinnd doar valorile presiunii i respectiv temperaturii gazelor la ieirea din conducte. Rezultatele sunt prezentate n figura 5.12. Se poate observa c n timp ce pentru conducta de PE debitul poate crete pn la 1500 m3N/h, n cazul conductei din oel acesta se oprete la 1300 m3N/h.

Figura 5.12.Variaia presiunii i respectiv a temperaturii gazelor n captul final al conductelor din PE i respectiv din oel n funcie de debitFenomene tranzitorii n conductele de repartiie gazeSe consider pentru toi parametrii hidrodinamici ai gazului n micare (vitez, presiune i mas specific) valori medii constante n seciunea transversal a conductei, fenomenul fiind deci considerat unidimensional. Toi parametrii enumerai mai sus vor depinde de o singur variabil spaial, x, care reprezint distana de la seciunea de intrare n conduct pn la seciunea curent i de timpul t, adic

.

Cercetrile experimentale au condus la concluzia c variaia temperaturii n lungul conductelor de gaze nu este semnificativ. n general, aceast variaie este mai accentuat n apropierea intrrii n conduct, pe o anumit lungime a acesteia, dup care temperatura se menine la o valoare aproape constant. n modelarea matematic a micrii, vom considera, deci, c temperatura gazelor are valoarea .

,

(5.95)

unde Ti este temperatura gazelor la intrarea n conduct iat Ta temperatura mediului ambiant al zonei n care este ngropat conducta.Vom asimila gazele naturale transportate prin conductele de repartiie cu metanul, parametrii critici ai acestuia fiind pc= 46,287 bar i Tc = 190,65 K.

Vom calcula coeficientul de frecare hidraulic cu formula Colebrook-White (5.25), identificarea materialului fcndu-se prin valoarea rugozitii peretelui conductei, respectiv k= 0,00007 m pentru polietilen i k= 0,0005 m pentru oel.

Pentru factorul de abatere Z vom considera o valoare medie, constant, .Modelul matematicModelul matematic al curgerii lente, n aceast ipotez, va fi deci sistemul de ecuaii:

; ; .(5.96)

Eliminnd masa specific i introducnd debitul masic unitar, , ecuaiile de micare i respectiv de continuitate devin

(5.97)

Introducnd funciile

; , (5.98)

ecuaiile (5.97) devin respectiv

(5.99)

(5.100)

Dup eliminarea funciei M(x,t) ntre ecuaiile (5.99) i (5.100), prin derivarea primei ecuaii n raport cu x i nlocuirea n cea de-a doua rezult

=const.(5.101)

Aceasta este ecuaia presiunii n regimul nestaionar lent, n ipoteza simplificatoare n care se consider pentru factorul Z o valoare medie i este modelul matematic al curgerii lente. Este evident caracterul neliniar al ecuaiei (5.101) datorit factorului iraional, ce face imposibil o abordare analitic. Ecuaia se preteaz ns la o abordare numeric prin metoda diferenelor finite.

Condiia iniial a modelului matematic este repartiia iniial, din regimul staionar iniial, a presiunii

,(5.102)unde M0 este debitul masic transportat n regimul staionar.

Condiiile la limit ale modelului matematic sunt cele referitoare la faptul c pe tot parcursul regimului tranzitoriu presiunea din captul iniial al conductei rmne constant iar n captul final valoarea debitului este modificat:

(5.103)

M2 fiind debitul de gaze la livrare.Modelul numericVom transforma domeniul continuu n reeaua discret

unde i este indicele spaial, j - indicele temporal, h - pasul spaial, - pasul temporal, n - numrul pailor spaiali i m - numrul pailor temporali. n acest fel, n locul valorilor presiunii , vom considera valorile aproximative discreteApelnd la o schem de calcul cu diferene finite de tipul implicit Hyman Kaplan, cunoscut ca necondiionat stabil i absolut convergent, definit prin

(5.104)

(5.105)

Ecuaia (5.101) se transform n schema cu diferene finite

(5.106)

unde

, (5.107)

Schema (5.106) se poate scrie

,(5.108)

unde

,(5.109)

pentru .Condiia iniial se scrie acum

, (5.110)

iar condiiile la limit devin

, . (5.111)

Relaiile (5.110) i (5.111) completeaz sistemul generat de schema (5.108), permind astfel calculul repartiiilor presiunii pentru i respectiv .

Pentru rezolvarea sistemului implicit de ecuaii algebrice liniare generat de schema (5.108), completat cu ecuaiile (5.110) i (5.111), vom nota cu P0(i) repartiia patratului presiunii corespunztoare momentului cunoscut, j, i cu P(i) repartiia corespunztoare momentului necunoscut, j+1, adic . Cele dou soluii aproximative ce se obin succesiv prin rezolvarea sistemului algebric generat de schema de calcul adoptat, vor fi notate cu P1(i) pentru prima aproximaie i respectiv P2(i) i P3(i) pentru urmtoarele dou aproximaii.

n continuare, vom defini funcia ajuttoare , cu ajutorul creia putem calcula seturile de valori ale factorului A, generat de schem

, (5.112)

pentru , corespunztoare repartiiilor presiunii reduse la momentele impuse de derularea calculului. Astfel, pentru lansarea calculului iterativ, vom pune P0(i), cu care se obine primul set de valori aproximative ale presiunii P1(i). Pentru obinerea celui de-al doilea set de valori aproximative P2(i), vom pune P1(i), i n fine pentru obinerea celui de-al treilea set de valori aproximative P3(i), vom pune P2(i), ntre acestea din urm fcndu-se comparaia impus de procedeul iterativ.

Se pot astfel calcula valorile expresiilor i corespunztoare celor trei seturi de valori ale repartiiilor presiunii, respectiv:

; , (5.113)

pentru .

Evident condiiile (5.110) i respectiv (5.111) se scriu

; ; .(5.114)

Schema de calcul (5.108) devine acum

(5.115)

i, mpreun cu condiiile (5.114) genereaz urmtorul sistem de ecuaii:

;

, ;(5.116)

Sistemul algebric rezultat avnd matricea coeficienilor de tip Jacobi, tridiagonal, rezolvarea lui se face apelnd la procedeul Tomas [39].

Pe baza algoritmului de mai sus a fost elaborat programul de calcul TRANZ care determin repartiia presiunii n lungul conductelor de gaze n timpul regimului tranzitoriu generat de variaia debitului din captul final. Simularea unui regim tranzitoriu ntr-o conduct de repartiie

S considerm o conduct de repartiie gaze care funcioneaz n regim staionar transportnd debitul M0. Repartiia ptratului presiunii n lungul conductei este dat de ecuaia . La un moment dat, intr n funciune un nou consumator (sau i se ntrerupe alimentarea unui consumator) care face ca n captul final valoarea debitului s fie , unde f este coeficientul de variaie a debitului, supraunitar, sau subunitar. Din acest moment micarea gazelor va avea un caracter nestaionar, n conduct instalndu-se un proces tranzitoriu care va dura pn cnd repartiia ptratului presiunii n lungul acesteia va deveni, corespunztoare noii valori a debitului .Valoarea "critic" a presiunii gazelor din captul final al conductei va fi , fiind cea care controleaz durata procesului, deoarece momen-tul atingerii acestei valori corespunde sfritului procesului tranzitoriu.

Pentru determinarea duratei regimului tranzitoriu, pornind de la programul TRANZ, a fost elaborat softul specializat DURTRANZ care traseaz cele dou curbe de variaie a presiunii corespunztoare celor dou regimuri staionare, iniial i final i afieaz durata regimului tranzitoriu i valorile presiunilor finale.

Figura 5.13. Variaia presiunii n lungul unei conducte de PE Dn 200 n regim tranzitoriuProgramul de calcul DURTRANZ a fost rulat pentru simularea regimului tranzitoriu n conducte de gaze cu geometrii diferite i funcionnd n condiii diverse, obinndu-se timpii de restabilire corespunztori. Rezultatele au pus n eviden urmtoarele:1. Condiiile de funcionare influeneaz i ele durata de restabilire, n cazul meninerii geometriei conductei. Astfel, creterea coeficientului de variaie a debitului conduce la o mrire a duratei procesului tranzitoriu.

Figura 5.14. Variaia debitului i a duratei de restabilire a regimului staionar

2. Comportarea conductelor din polietilen este superioar celor din oel, n sensul c, la aceleai date (lungime, diametru interior, debit i presiune de intrare i coeficient de variaie a debitului), timpii de restabilire a regimului staionar sunt mai mici, iar presiunile n captul final sunt mai mari.

Figura 5.15. Regimul tranzitoriu n conducta de OL Dn 8

Figura 5.16. Regimul tranzitoriu n conducta de PE Dn 250

Figura 5.16. Regimul tranzitoriu n conducta de PE Dn 2503. Geometria conductei afecteaz esenial durata regimului tranzitoriu. Astfel, n condiii de funcionare identice (presiune la intrare i debit iniial), cu creterea lungimii conductei crete i durata de restabilire, iar unui diametru superior i corespunde o durat mai mic.

Figura 5.17. Durata de restabilire a regimului staionar pentru conducta de PE Dn 250, 6 km

Figura 5.18. Durata de restabilire a regimului staionar pentru conducta de PE Dn 250, 6 km

Figura 5.19. Durata de restabilire a regimului staionar pentru conducta de PE Dn 280, 6 kmDIMENSIONAREA ASISTAT DE CALCULATOR A REELELOR DE DISTRIBUIE GAZE NATURALECalculul hidraulic al unei reele de conducte de distribuie se face tronsonal, conform Normativului NT-DPE-01/2004, cu relaia debitului:

,(5.117)

n care: D - diametrul interior al conductei, n cm; - debitul de calcul n condiii standard (1,013 bar, 288,15 K), m3/h; P1 - presiunea absolut a gazelor la intrare n tronson, bar, cunoscut; P2 - presiunea absolut a gazelor la ieire, bar, cunoscut sau estimat; L - lungimea tronsonului de conduct, n km; T = 288 K - temperatura absolut a gazelor; =0,554 - densitatea relativ a gazelor;

- coeficientul de frecare hidrodinamic, dat de formula

,(5.118)

undek = 0,05 cm - rugozitatea absolut a peretelui interior al evii de oel;k = 0,007 cm - rugozitatea peretelui interior al tubului din polietilen;

Re - numrul Reynolds, dat de formula

.(5.119)

Pentru dimensionare, relaia debitului de calcul se scrie:

.(5.120)

Aceast relaie conine coeficientul de rezisten care depinde de asemenea de diametrul d. Pentru calculul de dimensionare se apeleaz la un procedeu iterativ clasic ce const n alocarea unei valori de "lansare" pentru i obinerea unor valori succesive aproximative pentru diametru i numrul lui Reynolds. Valoarea de lansare este 0= 0,03, cu care se obine irul de valori aproximative:

;(5.121)

;(5.122)

(5.123)

Procedeul iterativ se oprete la acea valoare a lui D la care aproximaiile succesive i difer la a asea zecimal. Aceast valoare a diametrului D, fiind rezultatul calculului de dimensionare, se noteaz cu Dc.

Din gama de evi de oel standardizate, sau de tuburi groase de polietilen SDR 11, se alege diametrul corespunztor, notat cu Da, cruia i corespunde valoarea a a coeficientului de rezisten hidraulic. Presiunea real din captul tronsonului, corespunztoare acestui diametru, precum i viteza medie a gazelor se calculeaz cu relaiile:

; (5.124)

.(5.125)

Calculul secvenial prezentat mai sus se preteaz a fi programat pe calculator n mediul de programare DELPHI 5.

Programul astfel elaborat determin diametrul interior corespunztor regimului de presiuni, debitului i lungimii pentru fiecare tronson din reeaua de distribuie, respectiv, alege diametrului nominal corespunztor din gama de evi sau tuburi groase SDR 11, calculeaz presiunea gazelor la ieirea din tronson, precum i viteza medie a acestora.n vederea desfurrii calculului de dimensionare, reeaua trebuie schematizat ca o reea de tip arborescent.

Calculul tronsoanelor conductei principale se bazeaz pe considerarea unei cderi liniare a patratului presiunii absolute n lungul acesteia, , pornind de la valoarea de P1 bara n punctul de intrare i ajungnd la valoarea P2 (1,05 bara) n punctul cel mai deprtat, aflat la distana de L km

, bar2/km.

(5.126)

Presiunile absolute estimate n nodurile reelei se calculeaz cu relaia

.(5.127)

unde Pi este presiunea din nodul anterior, iar Li lungimea tronsonului respectiv. EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

ln ,dn

li ,di

l2 ,d2

l1 ,d1

pn+1

pn

pi+1

pi

p3

p2

p1

B

A

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

ln , dn , Qn

li , di , Qi

l2 , d2 , Q2

l1 , d1 , Q1

B

p2

A

p1

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Qe

Qi

q1 q2 q3 qn

Qe

Qi

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

N

M

Q', 1, d1

Q', ', d

l-x-l1

x

l1

Q', ', d

p2

p1

B

A

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

M

l-x, d

x, d

x, d1

l

p2

p1

B

A

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED MSGraph.Chart.8 \s Error! Not a valid embedded object.

EMBED MSGraph.Chart.8 \s Error! Not a valid embedded object.

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

PAGE 1

_1338379995.unknown

_1338382110.unknown

_1338382944.unknown

_1338383357.unknown

_1338383887.unknown

_1338448020.unknown

_1338


SISTEME DE ACTIONARE II - mec.upt.ro · PDF filesi studiul sistemelor de ... Transportul energiei electrice – centrala – statii ... • punctele de alimentareşi de distribuţie

SISTEME DE ACTIONARE II - mec.upt.ro · PDF filesi studiul sistemelor de ... Transportul energiei electrice – centrala – statii ... • punctele de alimentareşi de distribuţie

APARATE DE DISTRIBUŢIE IN INSTALAŢIILE ELECTRICE

APARATE DE DISTRIBUŢIE IN INSTALAŢIILE ELECTRICE

ST 023 - FIRIDĂ DE DISTRIBUŢIE ... - Delgaz Grid

ST 023 - FIRIDĂ DE DISTRIBUŢIE ... - Delgaz Grid

purificarea gazelor

purificarea gazelor

portal.just.roportal.just.ro/63/SiteAssets/SitePages/achizitii... · - Intretinerea a sistemelor si instalatiilor de ventilare pentru evacuarea fumului si gazelor fierbiniti; - Personal

portal.just.roportal.just.ro/63/SiteAssets/SitePages/achizitii... · - Intretinerea a sistemelor si instalatiilor de ventilare pentru evacuarea fumului si gazelor fierbiniti; - Personal

MINISTERUL MEDIULUIinseco.gov.md/wp-content/uploads/2010/06/04.28...R.M. la Amendamentul NCM G.05.01-2014/A2:2016 „Sisteme de distribuţie a gazelor”. răspuns către MM referitor

MINISTERUL MEDIULUIinseco.gov.md/wp-content/uploads/2010/06/04.28...R.M. la Amendamentul NCM G.05.01-2014/A2:2016 „Sisteme de distribuţie a gazelor”. răspuns către MM referitor

politiei/ · poliţişti, pompieri şi angajaţi ai companiei de distribuţie a gazelor, a avut loc în data de 19 februarie 2012. De atunci Darius se luptă pentru viaţa sa, chiar

politiei/ · poliţişti, pompieri şi angajaţi ai companiei de distribuţie a gazelor, a avut loc în data de 19 februarie 2012. De atunci Darius se luptă pentru viaţa sa, chiar

Dulapuri de distribuţie a cablurilor, Tabouri de ... · 3 Dulapuri de distribuţie a cablurilor (KVS) 7 - 20 Dulapuri plate de distribuţie a cablurilor 21 - 27 Coloane de distriubuţie

Dulapuri de distribuţie a cablurilor, Tabouri de ... · 3 Dulapuri de distribuţie a cablurilor (KVS) 7 - 20 Dulapuri plate de distribuţie a cablurilor 21 - 27 Coloane de distriubuţie

§ 1.2 Semnale...Dragomir, T.L., Teoria sistemelor, Curs anul II CTI, 2014/2015 16 0 t 1 t În teoria distribuţiilor semnalul treaptă este tot o distribuţie şi se demonstrează

§ 1.2 Semnale...Dragomir, T.L., Teoria sistemelor, Curs anul II CTI, 2014/2015 16 0 t 1 t În teoria distribuţiilor semnalul treaptă este tot o distribuţie şi se demonstrează

Dinamica Mecanismelor de Distribuţie, Petrescu Florian Ion

Dinamica Mecanismelor de Distribuţie, Petrescu Florian Ion

Legea gazelor naturale

Legea gazelor naturale

MONITORIZAREA PIERDERILOR DE APA … · inginereşti, cât şi in analiza fiabilităţii sistemelor de distribuţie a apei ... • duratele medii de refacere a avariilor în sistem;

MONITORIZAREA PIERDERILOR DE APA … · inginereşti, cât şi in analiza fiabilităţii sistemelor de distribuţie a apei ... • duratele medii de refacere a avariilor în sistem;

privind racordarea la sistemul de distribuţie a gazelor naturale ...

privind racordarea la sistemul de distribuţie a gazelor naturale ...

249_Mecanismul de distribuţie

249_Mecanismul de distribuţie

L E G E A - PADOGROUPbunuri proprietate a terţilor - elemente componente ale sistemelor de transport sau ale sistemelor de distribuţie, utilizate de către operatorii licenţiaţi

L E G E A - PADOGROUPbunuri proprietate a terţilor - elemente componente ale sistemelor de transport sau ale sistemelor de distribuţie, utilizate de către operatorii licenţiaţi

Digitală MDM Manualul de Operațiuni...sistemelor de captare a gazelor reziduale, sistemelor de distribuție a gazelor și sistemelor de comunicaţii pentru birou pentru uzul medicilor,

Digitală MDM Manualul de Operațiuni...sistemelor de captare a gazelor reziduale, sistemelor de distribuție a gazelor și sistemelor de comunicaţii pentru birou pentru uzul medicilor,

Lichefierea gazelor

Lichefierea gazelor

valorificarea gazelor naturale

valorificarea gazelor naturale

Tratarea Gazelor Industriale

Tratarea Gazelor Industriale

Tablouri de distribuţie - ETI Romanian · Tablouri de distribuţie Tablourile de distribuţie DIDO-S sunt disponibile în doua tipuri: montat pe o suprafaţă şi încastrate. O

Tablouri de distribuţie - ETI Romanian · Tablouri de distribuţie Tablourile de distribuţie DIDO-S sunt disponibile în doua tipuri: montat pe o suprafaţă şi încastrate. O