1.4. Charakterystyka przepływu w pojedynczym przewodzie i szeregowym systemie hydraulicznym. Rozkład energii wzdłuż rurociągu – wykres Ancony

$$h_{l}^{s} = \lambda\frac{l}{d}\frac{\upsilon^{2}}{2g}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }$$

∖n

- straty miejscowe:

$$h_{m}^{s} = \xi\frac{\upsilon^{2}}{2g}\text{\ \ \ \ \ }\backslash n$$

- υ - średnia prędkość przepływu za przeszkodą, z wyjątkiem szczególnych przypadkówz wyraźnie zaznaczonych np. wlot do zbiornika.

- ξ - w ogólnym przypadku współczynnik strat miejscowych ξ zależy od geometrii oporu miejscowego i liczby Reynoldsa, ale powyżej granicznej liczby Re, zwykle dla Re > 104, nie ma ona już wpływu na ξ, zatem w tym przypadku współczynnik ξ konkretnego oporu miejscowego jest stały.

Pojedynczy i szeregowy system hydrauliczny:

WYKRES ANCONY:

Wykresem Ancony nazywamy przedstawiony graficznie, w odpowiedniej skali, rozkład energii, ciśnienia absolutnego i ciśnienia piezometrycznego wzdłuż szeregowego systemu hydraulicznego.

Aby sporządzić wykres Ancony, należy:

• Określić geometrię systemu

• Założyć wysokość rozporządzalną na początku i końcu systemu,

• Ustalić kierunek przepływu

• Obliczyć objętościowy strumień przepływu

• Wyznaczyć współczynniki strat liuniowych λ_i i miejscowych ξ_i

• obliczyć wysokość strat liniowych h_Li na poszczegółnych odcinkach systemu i strat miejscowych h_mi na wszystkich oporach miejscowych

• narysować w skali rozwinięty schemat systemu

• przyjąć skalę wysokości energii i cisnienia

Linie na wykresie Ancony (ich interpretacja na rys.3):

$$H_{1} = \frac{p}{\text{ρg}} + \alpha\frac{\upsilon^{2}}{2g} + z$$

$$H_{2} = H_{1} - \alpha\frac{\upsilon^{2}}{2g} = \frac{p}{\text{ρg}} + z$$

$${H_{3} = H_{2} - \frac{P_{b}}{\text{ρg}} = \frac{{p - P}_{b}}{\text{ρg}} + z = h_{p} + z\backslash n\backslash n}{h_{p} - wysokosc\ cisnienia\ piezometrycznego}$$

Straty liniowe i miejscowe na wykresie Ancony:

• Straty miejscowe:

Rys. 3. Interpretacja poszczególnych linii wraz oznaczeniem i ze wzorem na straty miejscowe.

• Straty liniowe na wykresie Ancony:

Rys. 4. Interpretacja strat liniowych.

Przykłady:

2.4. Typy palników stosowanych w kotłach małej mocy

Podział ze względu na paliwo:

GAZOWE:
- Atmosferyczne, pracują w warunkach ciśnienia atmosferycznego są stosowane w kotłach domowych o mocach 80-100 kW, charakteryzują się naturalnym odprowadzeniem spalin przez zimne powietrze, są to palniki kinetyczno-dyfuzyjne

- Wentylatorowe (in. nadmuchowe) do kotłów o mocach powyżej 100kW, proces mieszania paliwa i powietrza jest wspomagany przez wentylatorowy, są to palniki kinetyczne

OLEJOWE:

- Wentylatorowe składają się z dmuchawy, zespołu urządzeń zabezpieczających i sterujących oraz urządzeniem mieszankowym i zapłonowym

Podział palników ze względu na obciążenia:
- Palniki I stopniowy, pracuje wyłącznie w warunkach nominalnej mocy, generują duże straty, ponieważ w czasie czuwania musi być włączony płomień pilotujący

- Palniki II stopniowy, pracuje w zakresie obciążeń 60% i 100%

- Palniki III stopniowy, pracuje w zakresie obciążeń 30%, 60% i 100%

- Palniki z mocą modulowaną (zmiennym obciążeniem) możemy płynie zmieniać obciążenie w zależności od obciążenia kotła, stosowane w kotłach dużej mocy, wiszących i kondensujących.

3.4. Magazynowanie oraz transport gazu w magistralach dalekosiężnych oraz w sieciach dystrybucyjnych

• Gazociąg – rurociąg wraz z wyposażeniem, służący do przesyłania
  i dystrybucji paliw gazowych.

• Sieć gazowa – gazociągi wraz ze stacjami gazowymi, układami
  pomiarowymi, tłoczniami gazu, magazynami gazu,
  połączone i współpracujące ze sobą, służące do
  przesyłania i dystrybucji paliw gazowych, należące do
  przedsiębiorstwa gazowego.

Gazociągi dzieli się według:

1) maksymalnego ciśnienia roboczego na:

a) gazociągi niskiego ciśnienia do 10 kPa włącznie,

b) gazociągi średniego ciśnienia powyżej 10 kPa do 0,5 MPa włącznie,

c) gazociągi podwyższonego średniego ciśnienia powyżej 0,5 MPa
do 1,6 MPa włącznie,

d) gazociągi wysokiego ciśnienia powyżej 1,6 MPa do 10 MPa włącznie.

2) stosowanych materiałów na:

a) gazociągi stalowe,

b) gazociągi z tworzyw sztucznych.

Podstawowe definicje dotyczące transportu gazociągami magistralnymi:

1. Przepustowość gazociągu magistralnego to objętościowy strumień przepływu paliwa gazowego (liczony w mln m³/d). Jest to maksymalny dobowy strumień przepływu, jaki można uzyskać utrzymując przez cały rok wszystkie przewidziane projektem wartości parametrów.

2. Wydajność gazociągu magistralnego to objętościowy strumień przepływu gazu liczony na rok, uwzględniający nierównomierność zapotrzebowania.

3. Efektywność pracy gazociągu określa współczynnik efektywności E, który wyraża stosunek rzeczywistego strumienia przepływu gazu Q_vrz do obliczonej teoretycznie zdolności przepustowej gazociągu Q_vt.

Im bardziej czysty jest rurociąg, tym współczynnik efektywności pracy gazociąg bliższa wartości 1.

Czynniki zmniejszające efektywność pracy gazociągu:

- osadzanie produktów korozji,

– powstawanie i zaleganie hydratów,

– wydzielanie i zaleganie kondensatu
(E mniejsze nawet o 20-30%).

Rys.5. Schemat sieci gazowej z oznaczeniem kolejnych etapów eksploatacji gazu – począwszy od odwiertu, poprzez transport aż do magazynu/odbiorców.

Funkcje magazynów gazu :zrównoważenie sezonowych różnic między popytem i podażą na gaz,

zapewnienie niezawodności i bezpieczeństwa dostaw gazu do odbiorców, racjonalna i ekonomiczna eksploatacja złóż gazu, tworzenie gospodarczych i strategicznych rezerw gazu.

Rodzaje magazynów gazu ziemnego

- magazyny podziemne:

-- w wyeksploatowanych złożach,
-- w kawernach solnych,

-- w warstwach skalnych o dużej porowatości (wodonośnych),

- magazyny naziemne:

-- zbiorniki sprężonego gazu ziemnego CNG,

-- zbiorniki skroplonego gazu ziemnego LNG.