Близость газопроводной сети к населенному пункту еще не гарантирует отсутствия проблем с подключением к ней. У транспортирующих самое популярное топливо коммуникаций разные задачи, отчего давление в газопроводе тоже разное.
Мы расскажем, как работает газотранспортная сеть и под каким давлением находится поставляемое потребителю горючее в ее линейных сегментах. В представленной нами статье детально изложены принципы организации систем газоснабжения разного уровня. Приведены механизмы отключения газа.
Снабжение природным газом
Работающее на природной смеси газообразных углеводородов бытовое и промышленное оборудование хорошо известно каждому. В жилых домах установлены котлы, газовые плиты и колонки.
В распоряжении многих предприятий имеются котельное оборудование и огороженные «домики» ГРУ. А на улицах располагаются газораспределительные пункты, привлекающие внимание желтым окрасом и ярко-красной надписью «Газ. Огнеопасно».
Каждому известно – газ поступает по трубам. Только как он попадает в эти самые трубы? Путь, пройденный природным газом до каждой квартиры, каждого дома поистине огромен. Ведь от месторождения до конечных потребителей топливо следует по разветвленным герметичным каналам, протянутым на тысячи километров.
Сразу после добычи на месторождении смесь газов подвергает очистке от примесей и готовится к прокачке. Нагнетаемый компрессорными станциями до высоких значений давления, природный газ направляется по магистральному трубопроводу к станции газораспределения.
Ее установки давление понижают и одоризируют газовую смесь метаном, этан и пентан тиолами, этилмеркаптаном и подобными веществами, чтобы придать ему запах (в чистом виде природный газ запаха не имеет). Пройдя дополнительную очистку, газообразное топливо направляется в газопроводы населенных пунктов.
Газопотребляющие приборы нуждаются в подаче горючего газа под определенным давлением. Комплекс ГРП регулирует (обычно понижает) сетевое давление газа перед подачей во внутридомовые сети с максимальным расходом газа до 30 тыс.
кубометров в час
Затем природный газ поступает к пунктам газораспределения внутри городских кварталов. Перед направлением в сеть газопроводов квартала, давление транспортируемого газа снижается до требуемого минимума.
Наконец газ следует в внутридомовую сеть газоснабжения – к газовой плите, водонагревательной колонке или напольному котлу.
Каждая газоперерабатывающая установка оснащается специальной горелкой, смешивающей перед сжиганием магистральное топливо с воздухом. В чистом виде (т.е. без доступа кислорода) горючесть природного газа нулевая.
Комплексы ГРС используются на отводах от главных газовых магистралей, они понижают давление и управляют подачей объемов газа в локальные сети потребителей (максимально 500 тыс. кубометров в час)
Состав системы газоснабжения
Газотранспортный комплекс образуют трубопроводы и сооружения, а также технические устройства, выполняющие поставку и распределение потока между потребителями. Интенсивность подачи газа определяется потребностями конечных пользователей – промышленных и коммунальных организаций, частных домовладений.
Газоснабжающая сеть состоит из:
- трубопроводов высокого, среднего и низкого давления;
- газорегуляторных устройств – станций (ГРС), пунктов (ГРП), установок (ГРУ);
- автоматов управления и контролирующей системы;
- диспетчерско-эксплуатационной службы.
Под высоким давлением магистральный газопровод доставляет природный газ к распределяющим станциям, понижающих уровень давления до требуемого при помощи клапанов автоматических регуляторов.
Далее газовые сети направляют топливо к потребителям. ГРС автоматически поддерживают показатели давления в заданном диапазоне.
Как организована система газоснабжения?
Ее иерархия определяется классами элементов газотранспортной сети, связанными с давлением прокачиваемого природного газа.
Закладка газопроводящих коммуникаций в городской черте требует достаточного пространства вокруг труб в качестве зоны безопасности. Тем более, если это газопровод значительного сечения с рабочим давлением свыше 0,6 МПа
Принципы устройства газопроводной сети
В состав газопроводов первого уровня входят газовые коммуникации, в которых давление природного газа высокое или среднее. Для исключение тупиковых участков производится резервирование газовых трубопроводов – дублирование отдельных сегментов или кольцевание. Создание тупиковой сети допускается лишь в малых населенных пунктах.
Находящийся под высоким давлением природный газ проходит несколько последовательных ступеней, где его давление понижается. Процесс снижения давления в пунктах газорегуляции происходит скачками, на выходе из них давление постоянное. В городской черте газовые коммуникации с давлением среднего и высокого уровня формируют гидравлически связанную общую сеть.
Подобными знаками обозначается положение подземных газовых коммуникаций и границ охранной зоны.
На этом знаке отображен номер пикета (его нет), указана категория газопроводной магистрали (II-я), диаметр трубопровода (800 мм), периметр охранной зоны (2 м влево и вправо, 1 м вперед), контактный телефон (Т.
051)
Применение ГРП позволяет снабжать потребителей газом различного давления, даже если они расположены на одной улице – газопроводы неодинаковых давлений размещаются параллельно.
Газопроводы второго уровня обеспечивают подачу газового топлива под низким давлением для основного числа потребителей. Такие сети выполняются смешанными, с преобладанием тупиковых сегментов. Кольцеванию подвергаются лишь главные трубопроводы.
Состоящий под низким давлением газопровод не должен пересекать крупные техногенные (автострады, ж/д пути) или природные (озера, реки, овраги) преграды. Не допускается монтаж таких коммуникаций в промышленных зонах.
К потребителю газа в частных домовладениях газ поступает по веткам низкого давления.
Параметры давления на входе в прибор должны соответствовать указанным в техпаспорте данным
Газовые сети, поставляющие топливо под низким давлением, не могут образовывать гидравлически связанную систему крупного населенного пункта. Они проектируются исключительно в качестве локальных комплексов, питаемых несколькими ГРП.
В свою очередь подключенными к сетям среднего давления, которые в свою очередь по аналогии подсоединяются к магистралям высокого давления. Третий уровень сетевых газопроводов используется на потребляющих объектах – на территориях предприятий, в постройках жилого и общественного назначения.
Потребность в давлении для таких сетей определяется их назначением и рабочими характеристиками газоиспользующих приборов (установок). Резервирование (частичное дублирование) на газовых коммуникациях третьего уровня обычно не производится.
Типы и категории газопроводов
Деление газоснабжающих трубопроводов по типам отражено в СНиП 42-01-2002. Магистральные газопроводы высокого давления соответствуют одному типу, подразделяемому на две категорий.
Проводящие газ коммуникации первой категории размещаются исключительно для потребителей промышленного сектора, что потребляют значительные объемы газообразного топлива под стабильно высоким (0,6-1,2 МПа) давлением.
К примеру, это сталеплавильные комбинаты. Подключение каждого промышленного потребителя к газовой магистрали первой категории требует подготовки специального проекта газоснабжения.
Современные стандарты монтажа газовых сетей допускают их построение трубами ПВХ с “желтой” маркировкой.
Однако через любые преграды трубы газовых коммуникаций требуется вести только в стальном защитном футляре
Проводящие природный газ линии второй категории создаются для прочих производственных объектов, нуждающихся в поставке газовой смеси под высоким давлением, но меньшем (0,3-0,6 МПа), чем потребители первой категории. Такие же газопроводы поставляют топливо котельным, отапливающим производственные постройки.
Трубопроводы, снабжающие газом среднего (0,005-0,3 МПа) уровня давления, подводятся к котельным, отапливающим бытовые и административные объекты. Их же применяют для обеспечения общественных построек, нуждающихся в повышенном объеме топлива.
Газопроводные магистрали низкого уровня давления (до 0.005 МПа) тянутся к бытовым потребителям. Все бытовое оборудование рассчитано именно на такие характеристики подачи газа.
Иначе, чем максимально снизив параметры давления, достичь максимальной безопасности на газовых коммуникациях для жилых объектов невозможно. Организация газоснабжения жилых домов магистралями среднего давления и выше категорически запрещена.
Многоступенчатость системы газоснабжения
Потребность создания нескольких ступеней в местной системе снабжения природным газом в т.ч. вызвана наличием потребителей, нуждающихся в поставках газообразного топлива под различным давлением.
Градация газопроводов по ступеням
По количеству ступеней давления различаются следующие газоснабжающие системы:
- Двухступенчатые. Образованы сетями под давлением низким и средним, либо с низким и высоким;
- Трехступенчатые. Состоят из коммуникаций с давлениями высоким, средним и низким;
- Шагоступенчатые. Их формируют газопроводами с давлениями всех уровней.
Чередование магистралей с высоким и средним давлением требуется из-за значительной протяженности сетевых трубопроводов, а также из-за нескольких направлений транспортировки. В местностях со значительной плотностью населения прокладка газопроводов, проводящих газообразное горючее под высоким давлением, не рекомендуется.
Основные газопроводящие коммуникации города размещены под землей.
Иначе крупных аварий на газовых сетях из-за ошибок управления автотранспортом избежать было бы невозможно
Еще одна частая причина – в районах старой застройки городские улицы недостаточно широки, чтобы протянуть под ними газоснабжающие линии высокого давления. Ведь чем выше давление перемещающегося по трубопроводу газа, тем более значительная дистанция необходима между коммуникациями и соседними постройками.
Потребность в ступенчатой схеме газоснабжения также вызвана технологическими требованиями к присоединению и монтажу газорегуляторных установок, устанавливаемых на зданиях.
Типы городских сетей согласно назначения
Территории городских районов оборудуются наиболее разветвленной сетью газоснабжающих коммуникаций.
В состав снабжающего природным газом городского комплекса входят следующие типы газопроводов:
- распределительные, проводящие газ под различным (фактически необходимым) давлением. Обеспечивают транспортировку по обслуживаемой территории;
- ответвления абонентские, снабжающие газом от распределительных магистралей конкретных абонентов;
- внутридомовые и внутрицеховые.
Проектируемая для города схема распределительных газовых коммуникаций, направляющих газ под средним и высоким давлением, образует общую сеть. Со спецификой разработки проекта для газификации частного дома ознакомит предложенная нами статья.
Шкафной регуляторный пункт газоснабжения используется на конечных потребляющих сетях мощностью не более 1800 кубометров в час. Он способен уменьшить давление до 2 кПа
Т.е.
коммунальным потребителям, котельным и промышленным объектам природный газ поставляется по общей газораспределительной сети.
Построение отдельных магистральных сетей для коммунально-бытовых, либо промышленных потребителей невыгодно с позиции экономики.
При выборе планировочных решений для городского газоснабжения учитывается планировка и размеры города, плотность населения и застройки, потребности электростанций и промышленных объектов. В расчет принимаются перспективы будущего развития города, наличие крупных препятствий (искусственных, естественных) для ведения газопроводных коммуникаций.
Особенности городской планировки газоснабжения
В границах города идеальная схема поставок природного газа обязана быть экономически выгодной, эксплуатационно-безопасной и надежной, удобной и несложной в работе с ней.
Таким шаровыми задвижками оборудуются сети газовых коммуникаций для крупных потребителей и для многоступенчатых систем.
Данная запорная арматураустанавливается на газопроводе при его выводе через газорегуляторную станцию, позволяя переключать газоснабжающие контуры системы
Трубопроводная сеть газоснабжения обязана допускать безаварийное отключение отдельные ее сегментов для выполнения ремонта. Обязательное условие – полная однотипность узлов, оборудования и сооружений в составе одной системы.
При изображении на схеме городские газопроводы показаны последовательно. Однако по улицам допускается укладка параллельных газовых коммуникаций, при условии различного давления в них.
Такая планировка экономически эффективна, поскольку позволяет сократить расход труб:
- газовые магистрали низкого давления запитываются несколькими ГРП;
- к центральным ГРП метан поставляется параллельно уложенными газопроводами среднего, либо высокого давления.
Аналогичные схемы прокладки коммуникаций используются для снабжения котельных и предприятий, находящихся внутри жилых районов.
Структура городской застройки требуют построения сети низкого давления в формате двух несвязанных зон. Для резервирования по низкой ступени давления ГРП каждой из двух зон подключаются к трубопроводам большого диаметра, проводящим газ под низким давлением.
- В городах небольшой и средней площади используется двухступенчатый комплекс газопроводов, сочетающий коммуникации низкого и высокого давления (не более 0,6 МПа).
- При невозможности закладки газовых труб в центре города для прокачки газовой смеси высокого давления, их проектные мощности разделяются между сетями высокого давления (укладываются в периферии) и среднего давления (создаются в центральной части).
- В результате образуется трехступенчатая система снабжения природным газом, обустроенная распределительными газопроводами диаметром 50-400 мм.
- Перед сооружением отдельной газотранспортной ветки и перед врезкой в существующую газовую трубу производится проектирование запланированного участка системы, выполняется гидравлический расчет, предоставляющий возможность подобрать трубы для газа и арматуру для обустройства сети.
Механизмы отключения подачи природного газа
Выполнение ремонта требует периодического отключения определенных участков городских газовых коммуникаций, состоящих под давлением высокого и среднего уровня, а также определенных сетей под низким давлением.
Поэтому газопроводные системы сетевых, общественных и жилых трубопроводов, а также промышленных объектов или нескольких зданий оборудуются устройствами отключения – задвижками (иное наименование – пробковые краны).
Сборка коммуникационной системы по правилам завершается опрессовкой газопровода, позволяющая выявить проблемные места. Они чаще всего проявляются в местах расположения запорных устройств.
Устанавливаемые наружно в защитном шкафу или без него, эти задвижки используются при потребности полного отключения домовладения от газоснабжающей сети
Монтаж задвижек выполняется:
- на газовых трубах в ГРП (выходящих и входящих);
- на ответвлениях главных газопроводов, идущих в микрорайоны и кварталы;
- перед крупной преградой, пересекаемой трубопроводом (водоемы, автомобильные и ж/д трассы).
На наружных газопроводах задвижки устанавливаются с заглублением в колодцы. Вместе с ними монтируются линзовые компенсаторы, предназначенные для съема показаний напряжения (монтажного, температурного) по трубопроводу, а также для облегчения процедур постановки и снятия запорной арматуры.
Колодцы допустимо закладывать на дистанции более 2 м от ближайшей постройки или ограждения.
Запорная арматура на газовых вводах в здания размещается на стене. Газовые краны, с заменой которых ознакомит следующая статья, размещают с выдерживанием метровой дистанции от ближайших проемов.
Независимо от уровня давления, разветвленности и протяженности проводящего газовую смесь трубопровода число устройств отключения должно быть минимально необходимым, с обоснованием каждого местоположения.
Немаловажный для собственников вопрос – цена подключения к магистральному газу, подробности определения которой приведены здесь. Рекомендуем ознакомиться с полезным материалом.
Выводы и полезное видео по теме
Видео #1. Как происходит снабжение газом многоквартирного дома:
Видео #2. Как устроена и как изготавливается шаровая запорная арматура для газопроводов:
Система газопровода обеспечивает исправное снабжение природным газом лишь при условии ее сбалансированности. Любые работы с газотранспортным оборудованием могут производится исключительно сотрудниками газовых служб. Посторонние вмешательства в работу газовой сети недопустимы и крайне опасны – помните это!
Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Делитесь ценными рекомендациями и сведениями, которые будут полезны посетителям сайта. Оставляйте посты, размещайте фото по теме, задавайте вопросы.
Большая Рнциклопедия Нефти Рё Газа
Cтраница 2
РќР° СЂРёСЃ. 11 — 35 дана технологическая схема газораздаточной станции, обеспечивающей также Рё газоснабжение РіРѕСЂРѕРґР° паровой фазой сжиженного газа. Р�спарение осуществляется Р·Р° счет тепла конденсирующегося пара. [16]
- Временно, впредь до освоения промышленностью соответствующих насосов, обладающих достаточной герметичностью, при возможности постоянного присутствия в атмосфере насосной паровой фазы сжиженных газов, помещение насосной следует относить к категории B-I, с отнесением здания насосной к I категории с точки зрения мероприятий по грозозащите. [17]
- Диаметр трубопровода, отводящего газона свечу РѕС‚ предохра-нительных клапанов, должен определяться расчетом РёСЃС…РѕРґСЏ РёР· условий обеспечения СЃР±СЂРѕСЃР° максимального количества паровой фазы сжиженных газов РїСЂРё — давлении, соответствующем расчетному рабочему давлению РІ парофазном пространстве резервуара. [18]
- Диаметр трубопровода, отводящего газ на свечу 5т предохранительных клапанов, должен определяться расчетом нсходя вз ус-ловий обеспечения сброса, максимального количества паровой фазы сжиженных газов при давлении, соответствующем раеяетному рабочему давлению в парофазном пространстве резервуара. [19]
Перед первичным заполнением сжиженным газом, а также перед заполнением после освидетельствования или ремонта резервуары, автоцистерны и обвязывающие их трубопроводы продувают паровой фазой сжиженных газов. К продувке приступают после расстановки людей по рабочим местам. Для этого к сливной эстакаде подают две железнодорожные цистерны с газом, закрепляют их башмаками и заземляют. После удаления тепловоза с территории станции осматривают их, определяя исправность, комплектность оборудования, отсутствие утечек газа. [20]
При правильном наполнении из вентиля контроля предельного уровня налива с маховиком красного цвета 3 ( см. рис.
2) должен выходить газ ( паровая фаза сжиженного газа), Р° РёР· вентиля контроля СѓСЂРѕРІРЅСЏ верхнего налива СЃ маховиком зеленого цвета 2 — жидкость. [21]
При первичном заполнении резервуаров, а также после их ремонта и технического освидетельствования, непосредственно перед заполнением газом должна быть произведена продувка резервуаров паровой фазой сжиженных газов или инертным газом. [22]
�спарители, применяемые для искусственного испарения сжиженного газа в групповых резервуарных установках, классифицируются по двум признакам: по виду теплоносителя и производительности по паровой фазе сжиженного газа. [23]
�нжекционный способ смешения газа и воздуха и прввцнп двухпознциоввого регулировавия производительности исполь-вованы в разработанной Гвпронингазом установке ( рнс.
Паровая фаза сжиженного газа после форсуночного испарителя с испарительной способностью 100 мй / ч подается на вход регулятора давления РДУК2В 3, где регулируется до 0 1 МПа.
�з регулятора газ поступает в газовый коллектор 5, где общий поток разделяется на четыре отдельных потока.
Газ подается к соплам инжектора 14 через газовый клапан-отсекатель, а воздух засасывается из атмосферы за счет ннжекции газовой струи и проходит фильтр 6 и воздушный клапаи-отсекатель. Воздушный фильтр, заслонка, инжектор, газовый и воздушный клапаны-отсекатели составляют единый сборно-разборный блок. Газовоздушная смесь поступает в газометрическую емкость / /, благодаря которой поддерживается постоянное давление смеси иа выходе из установки. [25]
С увеличением холодопроизводительности компрессора значительно снижается расход электроэнергии на 1 кг перекачиваемого пропана.
Так, удельный расход электроэнергии компрессора РђР’-75 составляет 0 023 — 0 44 РєР’С‚ / РєРі РІ зависимости РѕС‚ давления паровой фазы сжиженных газов РЅР° всасывающей линии компрессора Рё давления нагнетания, компрессора РђРЈ-150 — 0 01 — 0 023 РєР’С‚ / РєРі. Р’ Р·РёРјРЅРёР№ период показатели компрессоров, перекачивающих сжиженные углеводородные газы, ухудшаются РїРѕ сравнению СЃ летними, наблюдаются явления цикличной конденсации паров РІ цилиндрах. Процесс конденсации усиливается РІ результате работы РІРѕРґСЏРЅРѕРіРѕ охлаждения РІ головках цилиндров Рё маслоотделителе. Р’ Р·РёРјРЅРёР№ период рекомендуется отключать РІРѕРґСѓ, поступающую для охлаждения цилиндров, Рё подогревать пары сжиженных газов РІ теплообменнике РЅР° 5 — 10 РЎ. [26]
Паровая фаза сжиженных углеводородных газов по плотности значительно тяжелее воздуха.
Паровая фаза сжиженных газов не рассеивается в атмосфере, поднимаясь вверх ( подобно природному газу), а стелется по поверхности земли или полу помещения ( подобно СО2 и другим тяжелым газам), стекая в пониженные места и заполняя все углубления, встречающиеся на пути. [27]
Наиболее ответственным периодом является ввод трубопровода сжиженных газов в эксплуатацию.
Перед РїСѓСЃРєРѕРј его предварительно охлаждают, для чего обычно используют сжиженный газ, подаваемый РІ трубопровод СЃ рабочей температурой Сжиженный газ движется РїРѕ трубопроводу, испаряется Рё охлаждает стенки трубопровода. Паровую фазу сжиженного газа через определенные интервалы необходимо выпускать РёР· трубопровода, чтобы обеспечить нужный для охлаждения трубопровода расход газа РЅР° РІС…РѕРґРµ Рё снизить давление паровой фазы РІ начале испарения сжиженного газа. Наряду СЃ повреждениями трубопроводов сжиженных газов, связанных СЃ трещинообразованием, большую опасность РІРѕ время эксплуатации представляет разгерметизация трубопровода РІ местах соединений, обычно фланцевых. Рти аварийные ситуации возникают, как правило, РІ начальный период работы трубопровода Рё РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґСЏС‚ РёР·-Р·Р° неправильного РїРѕРґР±РѕСЂР° материала герметизирующих прокладок, устанавливаемых между фланцами. [28]
Газопроводы жидкой Рё паровой фаз сжиженных газов выполняются РёР· стальных бесшовных горячекатаных труб РёР· стали 10, прокладываются надземно РЅР° РЅРёР·РєРёС… опорах — высотой 0 5 Рј РѕС‚ СѓСЂРѕРІРЅСЏ планировочной отметки земли. Р’ качестве запорной арматуры применяются стальные задвижки типа Р—РљР› РЅР° условное давление 1 6 РњРџР°. Р’СЃРµ трубопроводы паровой фазы сжиженных газов теплоизолируются. РўСЂСѓР±РѕРїСЂРѕРІРѕРґС‹ жидкой фазы окрашиваются алюминиевой краской. РќР° трубопроводах паровой фазы, идущих Рє всасывающим коллекторам компрессоров, устанавливаются конденсатосбор-РЅРёРєРё. Прокладка межцеховых газопроводов выполняется СЃ учетом РёС… самокомпенсации жестким креплением перед присоединением Рє установленному стационарному оборудованию. [29]
Транспортировка сжиженных углеводородных газов от заводов-поставщиков до газонаполнительных станций может осуществляться по магистральным трубопроводам.
К магистральным трубопроводам сжиженного газа предъявляются более высокие, чем к трубопроводам для природного газа, требования по обеспечению условий безопасности.
Рто обусловлено физико-химическими свойствами сжиженного газа: паровая фаза сжиженных газов значительно тяжелее РІРѕР·РґСѓС…Р°, имеет РЅРёР·РєРёРµ пределы взрываемости, РїСЂРё испарении жидкой фазы образуется большой объем паровой фазы. Так, например, РїСЂРё испарении 1 Рј3 жидкого пропана образуется 269 Рј3 паровой фазы ( РїСЂРё 0 РЎ Рё 760 РјРј СЂС‚, СЃС‚.), 1 Рј3 жидкого бутана — 229 Рј3 паровой фазы. [30]
Страницы: 1 2 3
Чем отличается сжиженный газ от природного газа?
Сжиженный газ — это продукт, который получается при переработке нефти. Добытая нефть поставляется на нефтеперерабатывающие заводы, и там при переработке на разных этапах получается масло, солярка, бензин и в том числе газ. Этот газ в жидком виде, как и солярка и бензин, в вагонах с заводов отгружается, поступает в хранилище в Московской области. Оттуда приезжает автомобильным транспортом, загружается в машины, и далее его везут по емкостям, по заправочным станциям, где он доходит до потребителя.
По большому счёту сжиженный газ можно сравнить с тем же бензином. Газгольдер, который закапывается у вас на участке, является небольшим хранилищем, куда сливается этот сжиженный газ. И по трубопроводу он уже поступает к вам на котел. Возникает вопрос: А как же сжиженный газ в жидком виде поступает на котел? На самом деле всё очень просто. Сжиженный газ имеет следующее свойство. У него есть жидкая фаза и паровая. Из жидкой фазы он под давлением переходит в паровую фазу, и уже эта паровая фаза в виде газа поступает к вам в дом на котел, где она сгорает, и происходит отопление вашего дома.
Отличие природного газа от сжиженного
Главное его отличие в том, что сжиженный газ измеряется в литрах, потому что он находится в жидком состоянии. А природный газ находится всегда в газообразном. Природный газ добывают из-под земли уже в газообразном состоянии, и по магистралям он по всей территории России, и в принципе по всему миру, уже поступает непосредственно к потребителю.
Что выгоднее
Ещё очень важный вопрос, который постоянно возникает.
Стоимость сжиженного газа и природного, что же выгодней? И что же эффективнее использовать? Для того, чтобы это понять, нужно сжиженный газ, который находится у вас в литрах, перевести в газообразное состояние, в газ.
Тогда его можно корректно сравнивать с природным газом. То есть там будут кубы, и здесь будут кубы. Сейчас на экранах вы ведите формулу, как правильно перевести сжиженный газ из литров в газообразное состояние и сравнить его с природным газом.
Как же рассчитать
Если вы хотите сами рассчитать, то это в принципе сделать несложно. Вы можете по формулам, которые мы показали, сами просчитать стоимость сжиженного газа и природного газа, и для себя понять разницу. Но если вам не хочется этого делать, можете воспользоваться нашими данными. Мы уже неоднократно это делали, неоднократно просчитали. У нас на канале есть даже видео, и есть отдельная статья, где мы сравниваем разные виды топлива: и дрова, и дизель, и сжиженный газ, и природный газ. Там всё очень подробно рассказано. Заходите, смотрите, изучайте.
Для тех, кто не хочет не считать, не смотреть видео, то просто воспользуйтесь моим советом. Мы уже неоднократно считали сами.
Стоимость природного газа где-то примерно в два раза дешевле, чем стоимость отопления на сжиженном газе.
Поэтому, если у вас есть возможность подключить природный газ недорого, обязательно его подключайте. Это будет для вас самое выгодное, что может быть на сегодняшний день.
Приведу пример, для отопления дома площадью в 100-150 квадратов природным газом вам потребуется финансов, примерно, 1500-2000 рублей в месяц, это в отопительный сезон зимой.
Соответственно, сжиженного газа вам понадобится где-то на 3000-4000 рублей. Поэтому, если у вас есть возможность подключить природный газ, подключайте природный.
Но если такой возможности нет, подключайте сжиженный. Ничего страшного в этом нет.
Лень читать? Тогда смотри!
- С вами была Компания СКГАЗ!
- Палец вверх, подписка — неоценимая поддержка нашего труда.
- Вы можете ПОДПИСАТЬСЯ на наш Telegram — канал
- Если статья была полезной, то обязательно поделитесь ею.
- Оставляйте своё мнение в х!
Режимы течения газа
Создание и поддержание вакуума предполагает течение газа из вакуумного сосуда по трубопроводам и насосам в атмосферу. Отсюда большое значение имеют элементы вакуумной системы, управляющие и воздействующие на природу газового потока. Как правило, течение газа в вакуумных системах можно разделить на три основных режима:
- • турбулентное;• вязкостное, или ламинарное;
- • молекулярное.
- С определением режима течения газа связано много факторов, включая следующие:
- • величина потока газа;• перепад давлений на концах трубопровода или канала;• свойства поверхности и геометрические параметры трубопровода канала;
- • вид и свойства откачиваемых газов.
Количественное выражение, устанавливающее связь между такими факторами, как геометрия канала, свойства и количество газа, носит сложный характер.
Однако были разработаны формулы и выражения для ряда распространенных форм трубопроводов и каналов, которые позволяют рассчитать величину газового потока с относительной точностью и простотой.
В последующих подразделах приводятся расчеты величины потока газа в трубопроводах и каналах при различных условиях. Подробный вывод многих формул можно найти в литературе. В целях упрощения расчетов три режима течения газов обычно рассматриваются отдельно.
Все три режима течения газа встречаются одновременно, когда откачка вакуумной системы, соединенной трубопроводом с вакуумным насосом, происходит от атмосферного давления до высокого вакуума, что характеризуется такой величиной, как время откачки.
Общие положения
При высоких значениях давления и очень высоких значениях потока газа средняя длина свободного пути молекул очень мала по сравнению с размерами трубопровода или вакуумного сосуда, так что поток газа ограничивается вязкостью газа.
Поток газа при этих условиях называется вязкостным, а режим его течения может быть либо турбулентным, либо ламинарным. Когда скорость газа превышает определенные значения, течение становится турбулентным, слои газа перестают быть параллельными, их направление меняется под воздействием любого препятствия на их пути.
В пространствах между слоями появляются области с более низким давлением. При более низких значениях скорости газа вязкостный поток становится ламинарным, т. е. слои потока газа являются параллельными, их скорость увеличивается в направлении от стенок к оси трубопровода.
По мере уменьшения давления средняя длина свободного пути молекул становится эквивалентной размерам сосуда, и поток регулируется сочетанием скорости и молекулярных взаимодействий. В этих условиях устанавливается промежуточный, молекулярно-вязкостный режим течения газа.
По мере дальнейшего уменьшения давления средняя длина свободного пути молекул становится больше размеров сосуда, и поток зависит только от столкновений молекул со стенками сосуда; поэтому поток в таких условиях называется молекулярным. Молекулярное течение в различных режимах представлено на рис. 2.
Режим течения газа (турбулентный, ламинарный, промежуточный или молекулярный) определяется значениями двух безразмерных параметров: чисел Рейнольдса и Кнудсена.
Переход между турбулентным и ламинарным, или вязкостным, течением определяется числом Рейнольдса, в то время как для описания ламинарного, промежуточного и молекулярного течения газа используется число Кнудсена.
Число Рейнольдса — это безразмерная величина, выраженная следующим образом:
$$ Re=pvD/ eta , (42)$$
где р -плотность газа; v — скорость потока газа; η — динамическая вязкость газа; D — диаметр трубопровода.
При Re > 2200 поток является полностью турбулентным.При Re< 1200 поток является полностью ламинарным.
В области 1200 < Re < 2200 поток может быть турбулентным или вязкостным в зависимости от шероховатости поверхности и геометрических параметров трубы. По мере увеличения потока при высоких давлениях число Рейнольдса увеличивается, и поток газа вместо равномерного течения приобретает завихрения и колебания.
Вязкостный поток имеет место в области, ограничиваемой числом Рейнольдса менее 1200 и числом Кнудсена менее 0,001.Число Кнудсена Кn — это также безразмерная величина, выражаемая следующим образом:
$$K_{n}=lambda / D, (43)$$
Когда число Кнудсена равно или больше диаметра трубопровода, скажем, К„> I, свойства потока определяются столкновениями молекул газа и стенкой канала, поэтому течение потока является молекулярным. Более подробные описания трех главных режимов течения приведены ниже.
Турбулентное течение
Турбулентное течение газа возникает при высоких градиентах давления, характеризуется завихрениями и редко встречается в вакуумной технике.
Однако на непродолжительное время оно все-таки возникает в момент начала откачки, когда давление газа и быстрота откачки являются достаточно высокими, а поток газа в вакуумном сосуде и соединительных трубах очень хаотичный. В течении потока отсутствует упорядоченность, он характеризуется возникающими и исчезающими вихрями.
Движение молекул газа в турбулентном потоке сложно и беспорядочно; слои газа могут иметь скорости и направления, весьма отличающиеся от средней скорости и общего направления потока. В условиях турбулентного потока давление газа и скорость потока в любой точке системы колеблются относительно средней величины.
Кроме очень специальных случаев (например в очень больших вакуумных системах), продолжительность существования турбулентного режима течения незначительна по сравнению с вязкостным и молекулярным.
В большинстве производственных систем нанесения тонкого слоя пленки для снижения первоначальной быстроты откачки, уменьшения турбулентности в камере и, как следствие, минимизации образования пыли или частиц, а также загрязнения подложек используются специальные технологии «мягкой откачки».
Несмотря на свою нерегулярность, турбулентный поток можно описать с помощью законов вероятности. Существование турбулентного потока определяется величиной безразмерного числа Рейнольдса. Если число Рейнольдса больше 2100, поток всегда будет полностью турбулентным; например, течение воздуха при комнатной температуре по круглому трубопроводу является турбулентным, если
- $$ frac{pF}{d}> 5 cdot 10^{5}, (44)$$
- где F — расход газа в трубопроводе, л/с; р — это среднее давление воздуха; d — это диаметр трубопровода.
- Во многих ситуациях, однако, турбулентным потоком можно пренебречь, поскольку он, как правило, возникает всего лишь в течение небольшого периода времени (в трубе между механическим насосом и вакуумной системой) на первоначальной стадии откачки от атмосферного давления.
Вязкостное или ламинарное течение
Структура данного режима течения газа значительно проще, чем у турбулентного потока. Ламинарное течение возникает при средних градиентах давления, когда X < (d/100) (где X - средняя длина свободного пути молекул, d - диаметр трубопровода).
Вязкостный поток является равномерным и упорядоченным; каждая частица, проходящая через какую-либо точку, следует по тому же пути, что и предыдущая частица, проходящая через эту точку. Скорости потока пропорциональны градиенту давления и вязкости газа. Слои потока параллельны друг другу в отличие от случая с турбулентным потоком.
Средняя длина свободного пути молекул невелика по сравнению с линейными размерами канала, следовательно, характеристики потока зависят от столкновений молекул, а вязкость газа оказывает влияние на скорость потока. Вязкостный ламинарный поток часто возникает в форвакуумных линиях диффузионных насосов.
Условия для формирования вязкостного течения возникают по мере того, как продолжающаяся откачка уменьшает давление, а число Рейнольдса снижается до 2200. Вихри больше не образуются, а энергия, возникающая в результате градиента давления, используется для поддержания стабильного потока.
Скорость и давление со временем выравниваются, а поток становится сплошным, т. е. слои потока имеют равномерный и непрерывный вид, слегка искривляясь в районе изгибов и других неровностей трубы.
Рядом со стенкой газ находится почти в состоянии покоя, при этом в направлении к оси трубы слои газа скользят быстрее по отношению друг к другу, пока на оси трубы скорость не достигнет максимума. Вязкость имеет важное значение для определения расхода газа через трубопровод при данных условиях. Этот тип течения называется либо вязкостным, либо ламинарным, его описывает закон Пуазейля:
$$ frac{Q}{P_{1}-P_{2}}=K frac{d^{4} P}{ eta L} , (45)$$
где L — длина трубопровода диаметром d Q — поток газа; η — коэффициент вязкости газа; К — числовая постоянная.
Под действием градиента давления смежные слои газа передают разницу давления друг другу, приводя в движение весь газ в направлении меньшего давления.
Вязкостный поток может возникать, только когда средняя длина свободного пути молекул невелика по сравнению с диаметром трубопровода.
Со стенками трубопровода сталкиваются только те молекулы, которые находятся рядом с ними, и поскольку такие молекулы представляют собой всего лишь малую долю от общего числа присутствующих молекул, характер стенок не оказывает значительного воздействия на величину потока.
Молекулярное течение
Если давление газа снижается еще больше (при этом по-прежнему вдоль трубопровода поддерживается градиент давления), средняя длина свободного пути молекул газа увеличивается и приближается по значению к диаметру трубопровода, тогда режим течения потока изменяется.
Ламинарное течение исчезает, поскольку молекулы теперь сталкиваются со стенками трубопровода, а не друг с другом. Когда давление достаточно низкое, молекулы перемещаются внутри трубопровода независимо друг от друга, поэтому течение газа становится «молекулярным».
Давление вдоль трубопровода больше не является движущей силой для перемещения потока газа вдоль трубопровода.
При таких низких значениях давления молекулы перемещаются в произвольных направлениях, и имеет место только переход газа из области высокого давления в область низкого давления вследствие процесса диффузии.
Молекулярное течение характеризуется столкновениями молекул со стенками трубопровода, а не с другими молекулами газа. Скорости потока пропорциональны разности давлений на концах трубы, а также обратной величине квадратного корня молекулярной массы газа. Зависимость величины потока от вязкости начинает уменьшаться, потому что межмолекулярные столкновения становятся менее частыми.
При значениях давления, достаточно низких для того, чтобы средняя длина свободного пути молекул была в несколько раз больше диаметра сосуда или канала, молекулы мигрируют по системе свободно и независимо друг от друга.
Такой режим называется свободно-молекулярным или просто молекулярным течением, а значения скорости потока газа главным образом зависят от столкновений молекул со стенками трубы. Молекулярный поток возникает при высоком вакууме, когда X > (d/3).
Когда механический насос удаляет газ из трубопровода, соединяющего его с вакуумной камерой, газ перемещается в направлении насоса посредством столкновений с соседними слоями. Так происходит при вязкостном режиме течения, на что указывает его пропорциональная зависимость от градиента давления.
Когда высоковакуумный насос перекачивает газ непосредственно из камеры, насос улавливает молекулы и препятствует их возвращению обратно в камеру: при этом типичный КПД высоковакуумных насосов составляет приблизительно 40%. При молекулярном течении, в котором межмолекулярные столкновения являются редкими, одни молекулы могут выходить от насоса независимо от молекул, перемещающихся в направлении насоса.
Загрузка...
