Б.Ә. Унаспеков ГАЗБЕН ЖАБДЫҚТАУ. Университеттің Ғылыми-әдістемелік кеңесі оқулық ретінде ҧсынған

Transcript

1 ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ Л.Н. ГУМИЛЕВ АТЫНДАҒЫ ЕУРАЗИЯ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ Б.Ә. Унаспеков ГАЗБЕН ЖАБДЫҚТАУ Университеттің Ғылыми-әдістемелік кеңесі оқулық ретінде ҧсынған Астана 01

2 ЖОК 696/697 (075.8) ББК я73 У 5 Пікір жазғандар: Искаков Қ.Ә. Л.Н.Гумилев атындағы ЕҦУ-дің «Жылуэнергетика» кафедрасының доценті, техн. ғыл. кандидаты Алимова К.К. К.И.Сәтбаев атындағы ҚазҦТУ- нің «Қҧрылыстық инженерлік жҥйелер» кафедрасының доценті, техн. ғыл. кандидаты Шинибаев А.Д. Сәулет және қҧрылыс институтының доценті, техн. ғыл. докторы Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігінің 01 жылғы жоспары бойынша басылды. У 5 Унаспеков Б.Ә. Газбен жабдықтау: Оқулық. Астана: Л.Н.Гумилев атындағы ЕҦУ АББ, б. Cурет 75. Кесте 37. Әдебиеттер -14 атау. ISBN Оқулықта газ тәріздес отындардың қҧрамы, олардың қасиеттері және тҥрлері келтірілген. Қаладағы тҧтынушылармен қолданылатын газдың жылдық, сағаттық шығындарын есептеу тәртібі және есептеулер қарастырылған. Газдың тӛменгі, жоғары (орташа) қысымдағы желілеріне гидравликалық есептеу әдісі және есептеулер жҥргізілген. Тҧтынушыларды сҧйытылған газбен қамтамасыз және газ толтыру стансасын жобалау әдісі кӛрсетілген. Газдың жану қҧбылысының теориялық негіздері сонымен қатар газ оттықтарының қҧрылымы және есептеу әдістері келтірілген. Тҧрғын ҥйлерді газбен қамтамасыз ету, ондағы қҧбырлардың қҧрылымы, газ аспаптарын орналастыру және оларға қойылатын талаптар келтірілген. Оқулық жоғары оқу орындарында «Қҧрылыс» мамандығында «Жылугазбен жабдықтау және желдету» мамандарын даярлауға арналған, сонымен қатар газ жҥйелерін жобалау және пайдалану жҧмыстары орындалатын мекемелер мамандарына тигізетін пайдасы мол. ЖОК 696/697 (075.8) ББК я73 ISBN Б.Ә. Унаспеков, 01 Л.Н.Гумилев атындағы ЕҦУ, 01

3 КІРІСПЕ Еліміздегі газ ӛндіру қазіргі уақытта халық шаруашылығына ӛте қажет. Газды отын ретінде пайдалану халық тҧрмысын жақсартуға, экологиялық және әлеуметтік мәселелерді шешуге кӛп пайдасын тигізеді. Отындардың ішіндегі ең тиімдісі газды отын. Газ отынын тиімді пайдалану кӛптеген қаржыны ҥнемдеуге әсерін тигізеді. Жылу кӛздерінің ПӘК-ін жоғарылату, отынды ҥнемдеу, ӛнеркәсіптік пештердің тиімділігін арттыру сияқты жетістіктер ӛндірілетін ӛнімнің саны мен сапасын жоғарылата тҥседі. Газ тарату жҥйелерін жобалау, пайдалану мамандардан сапалы білімді талап етеді. Газды халық шаруашылығында пайдалану жаңа әрі қиын мәселелерді туғызады. Оларды шешу ҥшін автоматика жҥйелері мен электронды есептеу әдістерін игеру ӛте қажет. Газдың тӛменгі, жоғары (орташа) қысымдағы желілеріне гидравликалық есептеу әдісі және есептеулер жҥргізілген. Тҧтынушыларды сҧйытылған газбен қамтамасыз ету және газ толтыру стансасын жобалау әдісі кӛрсетілген. Газдың жану қҧбылысының теориялық негіздері келтірілген. Тҧрғын ҥйлерді газбен қамтамасыз ету, ондағы қҧбырлардың қҧрылымы, газ аспаптарын орналастыру және оларға қойылатын талаптар толық жазылған. Газ тарату жҥйелерін қабылдау кезінде кӛптеген сҧрақтарды қарастырып, ең тиімді шешім қабылдануы керек. Осы оқулықта келтірілген тҥсіндірмелер, нҧсқаулар және есептеулер сол шешімге толық жауап береді. Жетілдіре тҥсіндіру ҥшін кейбір тараулар іс жҥзінде кездесетін мысалдарды келтіру арқылы кӛрсетілген. Оқулық жалпы газ тәріздес отындар қасиеттерін, газды пайдалану, желілерді гидравликалық есептеу мен пайдалану тарауларынан қҧралған. Оқулық соңғы уақыт талаптарына сәйкес жазылып, ӛлшем бірліктерінің барлығы халықаралық ӛлшемге сай келтірілген. Қолжазбаны қарап шығып, оқулықтың басылып шығуына ҥлес қосқан Раманқҧлова Г.Б. алғысымды білдіремін. 3

4 МАЗМҰНЫ Кіріспе 3 1 ТАРАУ. ҚАЛА МЕН ӚНЕРКӘСІП МЕКЕМЕЛЕРІН ГАЗБЕН ЖАБДЫҚТАУҒА ҚОЛДАНЫЛАТЫН ЖАНҒЫШ ГАЗДАР Газ тәріздес орындардың қҧрылымы Жанғыш газдардың негізгі қасиеттері... 7 ТАРАУ. ТАБИҒИ ГАЗДЫ КЕНДЕР Табиғи газдар Сҧйытылған кӛмірсутекті газдар ТАРАУ. ҚАЛАДАҒЫ ГАЗ ТАРАТУ ЖЕЛІЛЕРІ Қалалық газ қҧбырларының бӛлінуі Газ қҧбырларын жҥргізу шарттары Жерге кӛмілген газ қҧбырларындағы тетіктер Газ тарату желілерін пайдалану ТАРАУ. ҚАЛАДАҒЫ ҚОЛДАНЫЛАТЫН ГАЗДЫҢ ЖЫЛДЫҚ ШЫҒЫНЫН АНЫҚТАУ Газдың жылдық шығындарын анықтау Газдың сағаттық есептеу максималды шығынын анықтау Тҧрғын және қоғамдық ҥйлерде қолданылатын газдың есептеу сағаттық шығынын анықтау ТАРАУ. ГАЗ ТАСЫМАЛДАУ ЖЕЛІЛЕРІН ГИДРАВЛИКАЛЫҚ ЕСЕПТЕУ Газ қҧбырларына жҧмсалатын қысымды анықтау Тӛмендегі қысымдағы айнала жабық желілерді гидравликалық есептеу әдісі Тҧйық тармақтарды гидравликалық есептеу әдісі Жоғары (орташа) қысымдағы газ желілерін гидравликалық есептеу әдісі ТАРАУ. ГАЗ РЕТТЕУ ОРЫНДАРЫ (ГРО) Газ реттеу орындарының және қондырғылардың орналастырылуы Қысым реттегіштер Қысым реттегішінің газ ӛткізу қабілетін анықтау ТАРАУ. ТҦТЫНУШЫЛАРДЫ СҦЙЫТЫЛҒАН ГАЗБЕН ҚАМТУ Сҧйытылған кӛмірсутекті газдар, олардың негізгі қасиеттері Сҧйытылған газдардың газ толтыру стансасы Қҧю, тӛгу процесстері, баллондарды тасымалдау және автоматтандыру

5 7.4 Буландыру (газға айналдыру) қҧбылыстары. Буландырғыштар Газ толтыру станциясын жобалау ТАРАУ. ОТЫННЫҢ ЖАНУ ҚҦБЫЛЫСЫНЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ Жанудың химиялық реакцияларының кинетикасы Тектесу жылдамдығының ыстыққа тәуелділігі Тізбекті тектесулер Жылулық ӛзіндік тҧтану теориясы Газды отынның жануы Газдың жану тҥрлері ТАРАУ. ГАЗДЫ ОТТЫҚТАР Газды оттықтарының сипаттамалары және тҥрлері Атмосфералық оттықтар Алдын ала толық дайындалған газ ауа қоспасындағы орташа қысымдағы эжекциялық оттықтарды есептеу Турбуленттік оттықтарды есептеу Еденді оттықтарды есептеу ТАРАУ. ТҦРҒЫН ҤЙЛЕРДІ ГАЗБЕН ҚАМТАМАСЫЗ ЕТУ Ҥйдің газ қҧбырларының қҧрылымы Бӛлмелерге тҧрмыстық газды аспаптарын орнатқандағы қойылатын талаптар Ҥйдің газ қҧбырларын есептеу Газ қолданбалы аспаптар Ҥйдің газбен жабдықтау жҥйесін пайдалану Әдебиеттер тізімі

6 1 ТАРАУ. ҚАЛА МЕН ӚНЕРКӘСІП МЕКЕМЕЛЕРІН ГАЗБЕН ЖАБДЫҚТАУҒА ҚОЛДАНЫЛАТЫН ЖАНҒЫШ ГАЗДАР 1.1 Газ тәріздес отындардың құрылымы Тҧтынушыларға берілетін газ тәріздес отындар жанғыш, жанбайтын газдар және тағы басқа да қоспалардан қҧралады. Ӛндірілуіне байланысты жанғыш газдар табиғи және жасанды болып бӛлінеді. Табиғи газдар газ кҥйінде сақталып, тасымалданады. Бҧл газдар кӛмірсутек тобына жатады. Сонымен қатар кӛмірсутек тобына сҧйытылған газдар да кіреді. Сҧйытылған газдар газшықтану кендері мен мҧнай кендерінен ӛндіріледі. Сҧйытылған газдар қалыпты жағдайда газ кҥйінде болады, дәл осы температурада қысым жоғарыласа, сҧйық кҥйге ӛтуімен ерекшеленеді. Сондықтан да оларды тҧрмыстық қажеттіліктерде кӛп қолданады. Жасанды газдар кӛбіне қатты отындарды жылумен ӛңдеу арқасында алынады. Мҧндай газдарды қҧрғақ және генераторлық деп айтады. Жасанды газдардың тӛменгі жану жылулығы аз мӛлшерде және қҧрамында зиянды қоспалар (кӛміртек оксиді) болғандықтан ӛте сирек қолданылады. Кӛмірсутек, сутегі, кӛміртек оксиді газ тәріздес отындардың қҧрамындағы жанғыш газдар. Ал жанбайтын газдарға азот, екі валентті кӛміртек оксиді және оттегі жатады. Сонымен қатар газ тәріздес отындар қҧрамында дымқыл бу, кӛмірсутек пен тозаңдар кездеседі. Газ қолданбастан бҧрын зиянды қоспалардан тазартылады. Зиянды қоспалардың 100м 3 газдағы мӛлшері тӛмендегі кӛрсеткіштерден аспауы керек, грамм: кӛмірсутек-, аммиак-, синиль қышқылына шаққандағы қоспалар HCN-5, смола және тозаң- 0,1, нафталин қыста-10 және жазда-5 (Мемлекеттік стандарт ). Аммиак, синиль қышқылы және нафталин табиғи газдарда кездеспейді. Алыс жерлерге тасымалданатын газдарды қҧрғату керек. Кӛптеген жасанды газдар иісті болып келеді. Табиғи газдар иіссіз болады. Сондықтан да оларды ауада ажырату ҥшін иістендіреді. Иістендіргіш зат этилмеркаптан (C H 5 SH). Қалалық газ жҥйелеріне этилмеркаптанның орташа мӛлшері 16 г газдың 1000м 3. Табиғи газдардың иісі оның ауадағы мӛлшері 1%-ға жеткенде сезілуі тиіс. Оттегі мӛлшері газ қҧрамында 1%-дан аспауы керек. Газ қҧрамындағы зиянды қоспаларға кӛмірсутек, дымқыл бу және 6

7 кӛміртек оксиді жатады. Бҧлардан келетін зияндар тоттану мен кристаллогидраттардың пайда болуы. 1. Жанғыш газдардың негізгі қасиеттері Қолданылатын газдардың басты қасиеттеріне олардың тығыздығы, тҧтану температурасы, жану жылулығы, жануға қажетті ауа мӛлшері, зияндылығы және т.б. жатады. Газдың қасиеттерін қалыпты физикалық шартқа келтіреді. Қалыпты физикалық шарт деп газдың 0 С температурадағы және 0,1013 МПа қысымындағы кҥйін айтады. Тұтыну температурасы мен тұтану шегі. Газды жағу дегеніміз оны ауадағы оттегі арқылы тотықтандыру. Жану барысында жылу бӛлініп, тотығу реакциясы дамый тҥседі. Қоспаның температурасы ӛздігінше тҧтану мӛлшерінен асқан кезде, газ сырттан жылу келмесе де жана береді. Ӛздігінше тҧтану температурасы әрбір газдарда әртҥрлі болады. Мысалы: метан 654 Ста, пропан 466 С-та және бутан 490 С-та тҧтанады. Сонымен қатар, тҧтанудың тӛменгі деңгейіне газдың ең аз мӛлшерінде жылу бермейақ ӛздігінен жануы жатады. Жоғарғы деңгей деп қоспадағы газдың тҧтандырмай жанбайтын мӛлшерін айтады. Бҧл деңгейлердің болуы жану кезіндегі жоғалатын жылуға байланысты. Кейбір газдардың тӛменгі (алымында) және жоғарғы (бӛлімінде) тҧтану деңгейлері тӛмендегідей: метан 5/15; пропан /9,5, бутан 1,9/84. Жылу жылулығы дегеніміз толық жанған газдан бӛлінген жылу мӛлшері. Жану жылулығы жоғарғы және тӛменгі болып тҥрленеді. Жоғарғы жану жылулығының тӛменгіден айырмашылығы ондағы дымқыл булардың шықтану жылуымен қосып есептелуінде. Отындардың жану жылулығы 1м 3 немесе 1 кг мӛлшерінде кӛрсетіледі. (1.1-кесте). Жануға қажетті ауа мөлшері. Қандай да болмасын жанғыш газды жағу ҥшін оттегі қажет. Газды толық жағу ҥшін ауаны қажетті тҥрде қолдана отырып, газ-ауа қоспасын жақсылап араластыру керек. Қажетті ауаның мӛлшері газ қҧрамына байланысты. Мысалға, жану жылулығы Q к т=35600 кдж/м 3 табиғи газды жағу ҥшін газ кӛлеміне 9,5 ауа кӛлемі, ал 1 м 3 пропанды жағу ҥшін шамамен 4 м 3 ауа қажет. Газдың толық жанбауының салдарынан зиянды тек оксид пен кҥкірт қосындылары бӛлінеді. 7

8 1.1-кесте Жанғыш газдардың жану жылулығы Газ Физикалық шартты қалыптағы жану жылулығы Жоғарғы тӛменгі жоғарғы тӛменгі кдж/кг кдж/м 3 1 Сутегі Кӛміртек оксиді Ацителен Кҥкіртсутек Метан Этан Пропан Метан газы Шахта метаны кӛмірден немесе қҧрамында қосындысы бар кеннен бӛлініп шығатын газ. Тҥсі, иісі болмайды, ауамен араласқанда жарылыс қауіпті қосылғышқа айналады. Оның қҧрамына метанның ӛзінен басқа кӛмірқышқыл газы, азот, оттегі және т.б. элементтер енуі мҥмкін. Ғалымдар әлі кҥнге дейін шахта метаны қалай қордаланып қалады деген пікір айналасында дауласып жҥр. Біреулер органикалық заттың температура, қысым және магма компоненттері арқылы кӛмірге айналу процессі кезінде пайда болады десе, енді біреулері оның пайда болуын термодинамикалық тҥрге жатқызады. Яғни, табиғатта таза кҥйінде метан газы жоқ, оның тек бастапқы элементтері ғана бар (сутегі мен кӛміртегі), ол белгілі бір жағдайларда метанның молекулаларына айналады. Бес және оданда кӛп шақырым шахта тереңдігінде тектоникалық кесектер арасында ӛндіріске пайдалануға болатын метанның орасан қоры қордаланып жатады. Әйтсе де, ғалымдар жер асты жҧмыстары кезінде жер қабаттарының табиғи ерекшеліктері заңдылықтарының сақталмауынан метанның ӛлшеусіз қордаланып қалатындығын айтады. Мәселен, жер қойнауынан кӛмір алынғанда оның ҥстіндегі жер қыртысы бос кеңістікке кҥш тҥсіріп, оның арасынан саңылау пайда болады да, сол арқылы шахта кеңістігіне газ таралады екен. Ал бӛлінетін газдың мӛлшері кӛмір ӛндіру тәсіліне, газ бӛлінетін кеннің ара қашықтығына, жер қыртыстарының геологиялық және физикалық ерекшеліктеріне байланысты дейді. Бір қырсығы, бір-бірінен еш айырмашылығы жоқ жер қыртысынан әр жағдайда әртҥрлі кӛлемде газ бӛлінуі мҥмкін. Осы белгісіздіктің кесірінен шахта кеңістігіне жайылып кететін газ мӛлшерін болжап білу мҥмкін емес. 8

9 ТАРАУ. ТАБИҒИ ГАЗДЫ КЕНДЕР.1 Табиғи газдар Тҧтынушыларды газбен жабдықтау ҥшін табиғи газдар кӛптен қолданылады. Бҧл газдар жер қабатынан ӛндіріледі. Олар метан қатарындағы кӛмірсутек қоспаларынан қҧралады. Табиғи газдар қҧрамында сутегі, кӛмірсутек оксиді және оттегі кездеспейді. Кейбір газ кендерінде аз мӛлшерде кҥкіртсутек кездеседі. Табиғи газдарды мынандай ҥш топқа бӛлуге болады: 1. Таза газ кендерінен ӛндірілетін газдар. Олардың қҧрамында кӛбінесе метан кездеседі.. Мҧнай кендерде мҧнаймен бірге ӛндірілетін газдар. Бҧл газдарда метаннан басқа да кӛмірсутекті газдар кездеседі. 3.Шықтану кендерінде ӛндірілетін газдар. Бҧлар қҧрғақ газдар мен қысымның тӛмендеуіне байланысты шықтардан тҥзілген бҧлардың қосындысынан тҧрады. Мҧнай-газды кеннің сҧлбасы.1-суретте келтірілген. 1-газ скважинасы; -газ; 3-мұнай; 4-су; 5-газға тӛзімді материал.1-сурет. Мұнай-газды кен Кейбір газдардың қҧрамы мен қасиеттері.1-кестеде кӛрсетілген. Газдар қҧрамына қарай ауадан жеңіл немесе ауыр болып келеді. Газбензинді зауыттарда мҧнаймен бірге ӛндірілетін газдардан газды бензин, пропан-бутан қосындыларын ажыратып алады. Сонан соң оларды сҧйытылған кҥйде тҧтынушыларға таратады. 9

10 .1-кесте Техникалық сұйытылған газдар құрамына кіретін кӛмірсутектердің физико-химиялық қасиеттері Газ Химиялық Шекті кӛрсеткіштер Қаныққан ӛрнегі Температура, С Қысым, МПа буларының қысымы 1 Метан CH 4-8,6 4, ,6 Пропан C 3 H 8 95,7 4,0 0,47-4,1 3 н-бутан н-c 4 H 10 15,8 3,66 0,1-0,5 4 Этилен С Н 6 61,3 5,03 4, Сұйытылған көмірсутекті газдар Қайнау температурасы, С Сҧйытылған деп қоршаған ауа температурасы мен атмосфералық қысымда газ кҥйінде болып, ал сол температурада қысым жоғарылаған уақытта сҧйық кҥйде енетін кӛмірсутек газдарын айтады. Сҧйытылған газдарды тҥзетін пропан және бутан алкандар қатарына жатады. Олар С n Н n+ химиялық ӛрнекпен белгіленеді (n кӛмірсутек сан). Алкандар тҥссіз, иісі мҧнайға ҧқсас және суда ерімейді. Сҧйытылған газдардың қолайлылығы оларды сҧйық кҥйде сақтап, тасымалдап, газ кҥйінде қолданылады. Газ қысымын қаншама жоғарылатқанмен белгілі бір температура мӛлшерінен асқан мерзімдегі сҧйыққа айналуын сол газдың шекті температурасы деп айтады. Осы шекті температураға сәйкес келетін сҧйытылған газ қысымы шекті қысым деп есептеледі. Қолданылатын сҧйытылған газдарға ең басты пропан С 3 Н 8, бутан С 4 Н 10 және пентан С 5 Н 1 жатады. Cҧйытылған газдардың физико-химиялық қасиеттері (.1-кестеде) келтірілген. Ҥй-жай, тҧрмыстық тҧтынуға сҧйытылған газдың мынадай ҥш тҥрі жіберіледі: СПБТЗ (ҚТПБҚ) қыстық техникалық пропан мен бутан қоспасы (пропан мӛлшері 75%-дан кем болмауы керек); СПБТЛ (ЖТПБҚ) жаздық техникалық пропан мен бутан қоспасы (бутан мӛлшері 60%-дан аспауы керек); БТ (ТБ) техникалық бутан (бутан мӛлшері 60%-дан кем болмауы керек). Сҧйытылған пропанды (-35 С)-қа дейінгі температурада қолдануға болады. Онан тӛмен температурада пропан шықтанып, газ тоқтап қалады. Техникалық бутан қысымы (-0,5 С) температурасында шықталады. 10

11 3 ТАРАУ. ҚАЛАДАҒЫ ГАЗ ТАРАТУ ЖЕЛІЛЕРІ 3.1 Қалалық газ құбырларының бөлінуі. Газды тҧтынушыларға қҧбырлармен тасымалдайды. 3.1-суретте газдың қалаларға дейінгі тасымалдау шарттары кӛрсетілген. Газ скважиналардан (СК) іріктеу орындарына (I0) келеді. Сол жерде қатты, сҧйық қоспалардан тазартылған газ қҧбырлармен ӛндірістік газ тарату станцияларына (ӚГТС) жеткізіледі. Мҧнда газды қайта тазартып, иістендіреді және қажетінше қысымын тӛмендетеді. СК-скважиналар; І0-іріктеу орындары; ӚҚ-ӛндірістік құбырлар; ӚГТСӛндірістік газ тарату станциялары; МҚ-магистральды құбырлар; ҚКСқосалқы компрессорлы станциялар; АТ-ажыратқыш тетіктер; ГТС-газ тарату станциялары; ЖҚ жер асты қоймалары; ҚТ-қосалқы тұтынушылар. 3.1-сурет. Газды қалаларға дейінгі тасымалдау Газдың ӛз қысымы алғашқыда жеткілікті болғанымен ӛндіру барысында тӛмендей бастайды. Сол себептен басты компрессорлы стансалар қолданылады. Қосалқы компрессорлы стансалар әрбір 150 км сайын орнатылады. Жӛндеу жҧмыстарын жҥргізуге қолайлы болу ҥшін кем дегенде әрбір 5 км сайын ажыратқыш тетіктері орналастырылады. Газды тасымалдау және газбен жабдықтау сенімді болу ҥшін желілер санын екі немесе онан да кӛп етіп қабылдайды. Магистральды газ қҧбыры қалалық немесе ірі ӛндіріс тораптарынының ГТС-мен шектеледі. Қаладағы газ қҧбырлары қысымы мен қолдануына байланысты тҥрленеді. Қолданылуына қарай газ қҧбырларын мынадай ҥш топқа бӛлуге болады: 11

12 1. Қаладағы барлық тҧтынушыларға газ жеткізетін тарату желілері. Тӛменгі, орташа, жоғары қысымды газ тарату желілері айнала жабық және тҧйық болып орындалады;. Тарату желілерінен жеке немесе топталған тҧтынушыларға газ тасымалдайтын тармақтар; 3. Ҥй ішіндегі аспаптарға газ жеткізетін ҥйдегі қҧбырлар. Қысымдарына қарай қаладағы газ қҧбырлары тӛмендегідей тҥрленеді: 1. Қысымы 5 кпа-ға дейінгі қысымдағы тӛменгі газ желілері;. 5 кпа-дан 0,3 МПа-ға дейінгі орташа қысымдағы газ желілері; 3. 0,3-0,6 МПа аралықтарындағы II-дәрежелі жоғарғы қысымдағы желілер; 4. 0,6 МПа-дан 1, МПа-дейінгі I-дәрежелі жоғары қысымдағы табиғи газды тасымалдаушы желілер. Ал сҧйытылған газдағы желілерде қысым 1,6 МПа-ға дейін болуы мҥмкін. Тӛменгі қысымдағы желілермен газ тҧрғын қоғамдық ҥйлер және тҧрмыстық қызмет кӛрсету мекемелеріне тартылады. Тҧрғын ҥйлердегі қҧбырлардағы қысым 3 кпа-дан аспауы қажет. Орташа және II-дәрежелі жоғары қысымдағы желілер газ реттеу орындары (ГРО) арқылы қалалық орташа және тӛменгі газ тарату желілерін қамтамасыз етеді. Сонымен қатар газ реттеу орындары (ГРО) арқылы ӛнеркәсіп және ҥй-жай мекемелеріне таратылады. I-дәрежелі жоғары қысымдағы газ желілер ірі қалаларды газбен жабдықтаудың ең жоғарғы сатысы болып табылады. Олар орташа және жоғары қысымдағы желілері мен 0,6 МПа-дан жоғарғы қысымдағы ӛнеркәсіп мекемелерін газбен қамтамасыз етеді. Бҧл желілерді кӛбінесе айнала жабық немесе жартылай жабық етіп орындайды. Желілердегі қысымдар сатыларына байланысты газбен жабдықтау жҥйелері мынадай болып бӛлінеді: 1. Екі сатылы тӛменгі және орташа немесе тӛменгі және II-дәрежелі жоғары қысымдағы желілер.. Ҥш сатылы тӛменгі, орташа және II-дәрежелі жоғары қысымдағы желілер. 3. Кӛп сатылы барлық қысым сатыларындағы желілерден қҧралады. Ҥш және кӛп сатылы газ жҥйелері ірі қалаларда ғана қолданылады. Қалалардағы газ кӛзі газ тарату станциялары ГТС-лары болып табылады. 3.-суретінде қаланы газбен жабдықтау сҧлбасы келтірілген. 1

13 1- магистральды газ құбырлары; - газ тарату стансалары; 3-газ реттеу орындары; 4,5,7-жоғарғы, орташа және тӛменгі қысымдау газ желілері; 6-жер асты қоймалары 3.-сурет. Қаланы газбен жабдықтау көп сатылы жүйе 3. Газ құбырларын жүргізу шарттары Газ қҧбырлары кӛбінесе жер астымен, ал сәулет талаптарына сәйкес жағдайларда жер бетімен жҥргізіледі. Жерге кӛмілген, қҧбырлардың тӛмендігі тҥскен салмақтың әсер етпеу шамасымен анықталады. Сонымен қатар жер асты қҧбырлары жақсы жылу ажыратқыш болып табылады. Тереңдік ӛскен сайын жҧмсалатын қаржы да ӛсе тҥседі. Газ қҧбырларын жҥргізу шарттары КНжЕ * кӛрсетілген. Газ қҧбырларын жҥргізу кезінде оларды тоттанудан сақтау қажет. Темір тоттанған кезінде сыртқы беті қоршаушы орта әсерімен бҧзыла бастайды. Қаладағы газ қҧбырларын тоттанудан сақтау ҥшін алдын-ала мынадай кӛрсеткіштер анықталады: - қҧбырлар жҥргізілетін жерлердің тоттануға тигізер әсері; - жер қабатындағы кездейсоқ токтардың болуы; - газ қҧбырларының электрлік тоттану шарттары. Жалпы тоттануға мынадай кӛрсеткіштер әсер етеді: топырақ қҧрамы, ылғалдылығы, қҧбырлар жҥргізілетін тереңдік, жақын маңдағы электр кӛздері және жақын орналасқан басқа да жер астындағы жҥйелер. Қҧбырларды тоттанудан екі әдіспен сақтандырады. Біріншісі қҧбырларды кӛп қабатты оқшаулау және әртҥрлі материалдармен қҧрау болса, екіншісі катодты протекторлы және электрлік дренаж деп аталатын мҧқият ҧйымдастырылған 13

14 әдістер. Бҧл жағдайда жердің ылғалы, қышқылдар, тҧздар және басқа жағдайлар газ қҧбырының бетінде гальваникалық элементтер туғызады, соның арқасында анодты бӛлік, яғни темір қҧбырға тоттануға мҥмкіндік болады. 3.3-суретте анодты (А) және кадотды (К) екі гальваникалық орындар кӛрсетілген. Анодты орын болуы себебі сақтандырғыш материалдың жоғынан, әлде оның жыртылуға мҥмкіндік болғанда (мысалы жер қазу кезінде). Катод орынан электрі ток металмен анодқа жылжиды (жоғары жағы), ал жер бойымен (астынғы жағы) анодтан, катодқа жылжуы кезінде А нҥктесінде металлдың беті бҧзылады. 1-жер; -құрсау (сақтандырғыш) материал жыртылған орын; 3- құбырдың қабырғасы; 4-құбырдың ішкі жағы; 5-қалыпты бӛлік. 3.3-сурет. Газ құбырдың бетінде гальваникалық орыны болуының сұлбасы Электрлік кӛліктердің (трамвай, темір жолы) рельстерінен темір қҧбырларға кездейсоқ электр тоғынан электро-химиялық бҧзылуларға әкеледі. Кездейсоқ электр тоғының трамвай жолынан газ қҧбырға әсер беруі 3.4-суретте кӛрсетілген. Бҧл жағдайда электр тоғының жоғары әсерімен қҧбырдың сыртында тесіктер болуы мҥмкін. Тоттануға қарсы екі әдіс қолданылады. Біріншісі қҧбырларды сақтандырғыш материалдармен қҧрсау, ал екіншісі кездейсоқ электр тоғынан қорғайтын катодты, протекторлы және кездейсоқ тоқты оның кӛзіне қайтаратын электрлік дренаж. Бҧл әдістер жер астындағы қҧбырларға қолданылады. Жер бетіндегі қҧбырларды сыртқы бетін ӛңдеу (сырлау, лактау т.б) арқылы қорғайды. Катодты және протекторлы әдістерде тоқ кӛзімен және газ қҧбыр арасында тоқтың әсерімен бҧзылатын элементер (графитті анод және протектор-активатор) қойылады. Сол себептен газ қҧбырларға кездейсоқ электр тоғы әсер бермейді. 14

15 1-рельс жолы; -газ құбыры; А-анод бӛлігі; К-катод бӛлігі; ТП-тарту станциясы 3.4-сурет. Трамвай жолынан газ құбырға кездейсоқ электр тоғының жылжу сұлбасы Бҧл екі әдістердің жҧмыс атқаруы 3.5 және 3.6-суреттерден тҥсінуге болады. 1-газ құбыры; -ток кӛзі; 3-графитті анод 3.5-сурет. Катодты қорғау сұлбасы 1-газ құбыры; -бақылау орын; 3-қысқыш сым; 4-активатор; 5- протектор; 6-болат темірі 3.6-сурет. Протекторлы қорғау сұлбасы 15

16 Электрлік дренаж қолданған кезінде газ қҧбырдың темірі электр элементтерімен, яғни тоқ келетін орынмен тікелей байланысты. Дренаждық қондырғылар арнайы шкафтарда орналасады. Бір дренаждық қондырғы газ қҧбырларының 5-6 км аралығында сақтайды. Газ желілерінде болаттан жасалған жҥксіз, тура жікті және спиральді жікті қҧбырлар қолданылды. Қолданылатын болаттың сапасы мен қасиеттері Мемлекеттік стандарт және Мемлекеттік стандарт талаптарына сәйкес болуы қажет. Жер астымен жҥргізілетін қҧбырлардың қалыңдығы кем дегенде 3 мм, ал жер бетінде жҥргізілетін қҧбырлар ҥшін кемі мм болуы қажет. Қҧбырлардың жалғанған орындары мҧқият тексеріліп сынақтан ӛтуге тиіс. Қҧбырларды сақтандыруға қолданылатын материалдар ҚНжЕ * бойынша қабылданады. Бҧл материалдардың тӛмендегідей қасиеттері болуы керек: а) мықты (жыртылмайтын); б) ылғалға тӛзімді және оны ӛткізбейтін; в) қҧбырларға жабысқыш; г) химиялық әсерлерге тӛзімді. Сонымен қатар бҧл материалдарды табу қиынға тҥспегені жӛн. 3.3 Жерге көмілген газ құбырларындағы тетіктер Газ қҧбырларының бойына ажыратқыш тетіктер мен компенсаторлар орнатылады. Ажыратқыш тетіктерге шҥмек (кран) пен ысырмалар. Ал тӛменгі қысымдағы қҧбырларда гидравликалық тығындар қолданылады. Қҧрылысындағы қысымды кӛп шығындауына байланысты шҧраларды (вентильдер) қолдану шектеліп отыр. Шҥмектердің (крандардың) диаметрі мм-ге дейінгі, ал ысырмаларды 50-ммден жоғары диаметрлі қҧбырларда қолданылады. Гидравликалық тығынның қҧрылысы 3.7-суретте кӛрсетілген. Ажыратқыш тетіктер қҧдықтарда орналастырылады. Ысырма шентеміріне (фланецтеріне) тҥсетін және температуралық қысымдарды болдырмау ҥшін сол қҧдықтарда ӛтеуіштер (компенсаторлар) орналастырылады. Дымқыл газдарды тасымалдағанда ең тӛменгі нҥктелерге шық жинағыштар орнатылды. 16

17 1-болат қорап; -бұрылыс; 3-тік құбыр; 4-жерге енгізілген электрод 3.7 сурет Гидравликалық тығын Шық жинағыштардың екі тҥрі бар: 1. Тӛменгі қысымдағы шық жинағыштар. Жиналған шық сораптар арқылы шығарылып тастайды (3.8-сурет). 1-қорап; -шық шығаратын құбыр; 3-жерге енгізілген электрод; 4-құдықтың тірелу орны; 5-құдық; 6-ток айырмашылығын ӛлшеуіш темір 3.8-сурет. Төменгі қысымдағы шық жинағыш. Орташа және жоғары қысымдағы шық жинағыштар. Жиналған шықты ондағы газдың ӛз қысымымен шығарып тастайды. Жоғары қысымдағы шық жинағыш 3.9-суретте кӛрсетілген: 17

18 1-ішкі құбыр; -қорап; 3-сыртқы құбыр; 4-жерге енгізілген электрод; 5-құбырдың тірелу орны; 6-ток айырмашылығын ӛлшеуіш темір; 7- құдық; 8-шүмек 3.9-сурет. Жоғарғы қысымдағы шық жинағыш Жоғары (орташа) қысымдағы шық жинағыштар тӛменгі қысымдағыдан екінші тік қҧбырдың орналасуымен ажыратылады. Екінші тік қҧбыр болмаған жағдайда шық жер бетіне дейін қҧбыр бойымен кӛтеріледі. Қыс кезінде ол мҧз болып қатып қалуы мҥмкін. Сондықтан да екі тік қҧбырдың бір-бірімен жоғарғы жағынан жалғануының нәтижесінде қарсылас қысымдар әсерінен шық жоғары кӛтерілмейді. Ӛтеуіштер газ бағытымен қарағанда ысырмалардан кейін орнатылады суретте 0,3 МПа қысымға арналған қос линзалы ӛтеуіштер кӛрсетілген. Ӛлшемдеріне байланысты әрбір линзалар 5-10 мм-ге ығысады. Шентеміріне кӛлденең тіреуішті (кронштейінді) жалғап бҧрандама (болт) арқылы тартып, қажетті кезде (тетіктерді алмастырғанда) ӛтеуішті босатуға болады. 1-жартылай линза; - құбырша; 3,4- қадалар; 5-қабырға; 6- ішкі құбыр; 7- тартқыш темір; 8-шентемір; 9- бұранда 3.10-сурет. Қос линзалы өтеуіш 18

19 Шағын қҧдықтарда шҥмек пен ысырмаларды орналастырғанда қҧбырдың бҧрылыстарын ӛтеуіш есебінде пайдалану кӛптен қолданылуда (3.11-сурет). 1-шүмек; - бұрылыс; 3-құдық; 4-құдықтың түбі 3.11-сурет. Шағын құдықтардағы шүмектің орналасуы 3.4 Газ тарату желілерін пайдалану Газ қҧбырлары мен жабдықтарының істен шығып қалуын алдын алу, тез арада анықтап, дер кезінде жӛндеу пайдалану қызметіндегілердің міндеті. Бҧл қызметтегілер жер астымен жҥргізілген қҧбырларды пайдалану ҥшін мынадай жҧмыстарды орындаулары қажет: - жаңадан жҥргізілген газ қҧбырларын пайдалануға қабылдап алу; - жаңадан орындалған қҧбырларды бҧрынғы қҧбырларға қосу; - жаңа газ қҧбырларын іске қосу; - газ қҧбырлары мен тетіктерді қадағалау; - қажетті және кҥрделі жӛндеу жҧмыстарын жҥргізу; - қысымды қадағалау; - тоттанудан сақтау. Газ қҧбырларын қабылдау кезінде мҧқият қарап, пісіріліп жалғанған жерлер мен тоттанудан сақтағыш шаралар сапасын тексеру қажет. Дайын болған газ қҧбырларын кӛмбей тҧрып қарап, кемшіліктерін шығару керек. Міндетті тҥрде қҧбырлардың жҥргізілу тереңдігі, кеңістігі, қойылған тіреуіштері, тетіктердің жҧмысы тексеріледі. Егерде тексерген кезде ешқандай кемшіліктер болмаса, онда газ қҧбырларын жоғарғы қысымдағы ауамен сынауға кіріседі. 19

20 Сынау алдында қҧбырларды тазалау ҥшін ауамен тҥгелдей ҥрлеп алады. Газ қҧбырларын сынау екі кезеңнен тҧрады. Біріншісі жалғану беріктігін, ал екіншісі жалпы жҧмысын сынау. Сынаудың бірінші кезеңі қҧбырларды 0-5 см-ге топырақпен кӛміп, жалғану орындарын ашық қалдырып жҥргізеді. Қажетті қысымнан сәл жоғарғы деңгейде қҧбырларды 3 сағат бойы сынайды да, онан әрі қысымды қажетті деңгейге дейін тӛмендетіп, сынау нәтижесін тексереді. Кемшіліктерді газ қҧбырындағы қысымды жою ҥшін атмосфералық деңгейге дейін тӛмендетеді. Екінші кезең қҧбырлар жобаға сәйкес кӛміліп болған соң басталады. Сынау қҧбырдағы ауа мен топырақ температуралары теңескен соң жҥргізіледі. Сынау ҧзақтығы газ қысымына, қҧбырлар диаметріне байланысты 3-тен 48 сағатқа дейін созылады. Газ қысымының сынау барысындағы жҧмсалуы мынадай ӛрнекпен анықталған дәрежеден асып кетпеуі керек: а) бір ғана диаметрден қҧралған қҧбырларда =d; = 0Т ( d l d 1 l d d l l... d... d 0 l ) n n n ln (3.1) мҧндағы қысым жҧмсалуы, кпа; d 1, d газ қҧбырларының ішкі диаметрі, мм; l 1, l газ қҧбырларының ҧзындықтары, м; Т сынау ҧзақтығы, сағ. Ҥй ішіндегі қҧбырлар да екі кезеңге сыналады. Бірінші кезенде сынау қысымының мӛлшері 0,1 МПа болса, екінші кезеңде 5 кпа. Қҧбырдағы ауа мен бӛлмедегі ауа температурасы теңесу ҥшін сынауға ҥш сағат ӛткеннен кейін ғана кірісу керек. Егерде екінші кезең сынауына 5 минут бойы жҧмсалған қысым мӛлшері 00 Падан асып кетпесе, онда қҧбырлар сынақтан ӛтті деп есептеледі. Жаңадан салынған газ құбырларын іске қосу. Бҧл жҧмыс ӛте жауапты болғандықтан, оны жақсы дайындықтан ӛткен арнайы топ жҥргізеді. Жаңа қҧбырларды газ ӛтіп жатқан қҧбырларға газды тоқтатпай-ақ жалғауға болады. Ол ҥшін газ қысымы Па аралығында болуы қажет. Қысым бҧл мӛлшерден тӛмен болған жағдайда ауаның қҧбырларға ену қаупі, онан жоғары мӛлшерде шарпыған жалынды ӛшіру қиындығына әкеліп соғады. Газ аспаптарының бір қалыпта жҧмыс атқаруы газ қысымының мӛлшері мен тҧрақтылығына байланысты.

21 4 ТАРАУ. ҚАЛАДАҒЫ ҚОЛДАНЫЛАТЫН ГАЗДЫҢ ЖЫЛДЫҚ ШЫҒЫНЫН ЕСЕПТЕУ Тҧтынушыларға қажетті газ шығыны әртҥрлі әдістермен анықталады. Сол әдістердің ең кӛп қолданылатын газ шығынын жылдық кӛрсеткіші бойынша анықтау болып саналады. 4.1 Газдың жылдық шығындарын анықтау Қаладағы газ тҧтынушыларын мынадай топтарға бӛлуге болады: а) тҧрмыстағы тҧтыну; б) коммуналдық және қоғамдық мекемелерде тҧтыну; в) жылыту, желдету ҥшін тҧтыну; г) ӛндірістік тҧтыну; Газ шығынын анықтау ӛте кҥрделі есептеулерге жатады. ҚНжЕ * де тҧтынушыларға қажетті жылдық жылу мӛлшері 4.1- кестеде кӛрсетілген. Осы кӛрсеткіштердің кӛмегімен газдың жылдық шығыны анықталады. Тұрғын үйлердегі газдың жылдық шығыны Пәтерлердегі ыстық сумен жабдықталған тҧтынушылар ҥлесі: - орталықтандырылған ыстық сумен жабдықталған пәтерлер х 1 - газ қолданбалы су қыздырғыштармен жабдықталған пәтерлер х 3 - ыстық сумен жабдықталмаған пәтерлер х. Олай болса х 1 +х +х 3 =1,0 Сонымен қатар газ шығынын анықтау ҥшін мынадай кӛрсеткіштер қажет: - қаладағы тҧтынушыларды газбен қамту У п ; - қаладағы адамдар саны ; - тҧтынушылар ҥлесіне сәйкес ҚНжЕ *-де кӛрсетілген жылу шығындарының мӛлшері q (4.1-кесте). ҚНжЕ * бойынша жылу ағымы мӛлшері 1 кісіге немесе шартты бірлікке арнап берілген. Сондықтан қолданылатын газдың жылдық шығынын тҧтынушылардың тҥрлеріне байланысты әртҥрлі әдістермен есептейді. 1

22 4.1-кесте Шаруашылық-тұрмыс коммуналдық қажеттерге жұмсалатын жылу шығынының мӛлшері Газ тҧтынушылар 1 Тҧрғын ҥйлер Газ плита және орталықтандырылған ыстық су мен жабдықталған пәтерлер: табиғи газбен жабдықталған сҧйытылған газбен жабдықталған Газ плита орналасқан пәтерлер (орталықтандырылған ыстық су және газ қолданбалы су қыздырғыштары жоқ) табиғи газбен және сҧйытылған газбен жабдықталған. Газ плита және газ қолданбалы су қыздырғыштары орналасқан пәтерлер: табиғи газбен және сҧйытылған газбен жабдықталған Газ тҧтыну кӛрсеткіші Бір адамға жыл бойы Бір адамға жыл бойы. Халыққа тҧрмыстық қызмет кӛрсету мекемелері Кір жуу фабрикасы орындары - кір жуғанда механикалық қондырғыларды пайдаланған кезде - кір жуғанда механикалық емес қондырғыларды пайдаланған кезде және кептіргіш шкафтарды қолдануы - кір жуғанда механикалық қондырғыларды пайдаланған кезде және кірлерді кептіру, ҥтіктеу. Дезинфекциялық камералар: - кірлерді және киімдерді бу камераларында дезинфекциялық жҧмыстарын ӛткізу - кірлерді және киімдерді ыстық ауа-мен дезинфекциялық жҧмыстарын ӛткізу Моншалар: - ванналарда шомылу - ваннасыз шомылу 1 тонна қҧрғақ кірге 1 тонна қҧрғақ кірге 1 тонна қҧрғақ кірге 1 тонна қҧрғақ кірге 1 тонна қҧрғақ кірге 1 шомылуға 1 шомылуға 3. Қоғамдық тамақтандыру мекемелері Асхана, мейрамхана, кафе: тҥстік тамақ дайындауға (қанша орындық екені есепке алынбайды) ертеңгі немесе кешкі тамақ дайындауға тҥстік 1 асқа ертеңгі және кешкі 1 асқа Жылу шығынының мӛлшері, МДж ,,1

23 4-1 кестенің жалғасы Денсаулық сақтау мекемелері Аурухана, босану ҥйлері: ас дайындауға ыстық су дайындауға (кір жууды қоспағанда) 1 тӛсекке жыл бойы тӛсекке жыл бойы 5. Наубайхана және кондитерлік бҧйымдарды шығаратын мекемелер Наубайханалар, комбинаттар, нан пісіру орындары: жай нан пісіру әртҥрлі нандарды пісіру кондитерлік тәтті тағамдарды пісіру 1 тонна бҧйымға 1 тонна бҧйымға 1 тонна бҧйымға кестеден кӛрінетін жағдай: тҧтынушыларға байланысты газды пайдаланатын кӛрсеткіштер әртҥрлі. Сол себептен газдың жылу шығының анықтау қиындыққа соғады. Әр тҧтынушыларға жылдық газдың шығыны жеке-жеке анықталады [1]. Жалпы тҧрғын ҥйлердегі газдың жылдық шығыны келесі ӛрнекпен анықталады: Q У N ( q Х q Х q Х ) 3 п п.1 1 п п.3 Т. У, м 3 /жыл. (4.1) к QТ мҧндағы, Q к т газдың жану жылулығы, кдж/м 3. Қоғамдық тамақтандыру мекемелеріндегі газдың жылдық шығыны. Q 360 Z У N q ктм к. т. м к. т. м У, к. т. м, м 3 /жыл (4.) к QТ мҧндағы, Z қ.т.м =0,3 газбен қамтылатын тҧрғындар ҥлесі; қ.т.м газбен қамту; q қ.т.м ертеңгі немесе кешкі және тҥскі асқа қажетті жылу мӛлшері, МДж. Тҧрмыстық қызмет кӛрсету мекемелердегі шығыны Кір жуу орындары Q укжо Моншалардағы Q 100 Z м Z м У кжо У 1000 м Q к Т кжо к QT N q N 5 q м кжо газдың жылдық, м 3 /жыл (4.3), м 3 /жыл (4.4) 3

24 мҧндағы, 100-мың кісіден қабылданатын кір бҧйымдары, т; Z кжо, Z м тҧтыну-шылар ҥлесі. Бҧл кӛрсеткіштерді пәтерлердегі ыстық суы жоқ тҧтынушылар ҥлесінен сәл кӛбіректеу қабылдауға болады; У кжо, У м мекемелерді газбен қамту; q кжо, q м мекемелерде жҧмсалатын жылу мӛлшері, сәйкес (МДж. т/қҧрғақ кір және МДж/шомылу); 5 бір адамның жылдық моншаға бару саны. Жалпы тҧрмыстық қызмет кӛрсету мекемелердегі газдың жылдық шығыны. Q У, т. к. к QУ, кжо Qу, м, м 3 /жыл. Денсаулық сақтау мекемелеріндегі газдың жылдық шығыны Есептеуді 1000 тҧрғынға 1 орын келеді деп жҥргіземіз. Газ шығыны ас және ыстық су дайындау ҥшін анықталады. Q У дсм 1 ( У ас дсм q ас дсм У 1000 Q ы. су. дсм к T q ы. су. дсм ) N,, м 3 /жыл (4.5) Наубайханалардағы газдың жылдық шығыны Тәулігіне 1000 кісіге 0,6-0,8 т нан бҧйымы шығарылады деп қабылдағанда, газ шығыны мынаған тең. Q 0,7 365/1000 У N q н н Ун. з, м 3 /жыл (4.6) к QT Ӛнім ӛндірмейтін қызмет кӛрсету орындарындағы газдың жылдық шығыны Бҧл мекемелерге сауда орындары, шаштараз, тігін шеберханалары және т.б. жатады. ҚНжЕ * бойынша бҧл мекемелердің қажетіне жҧмсайтын жылдық шығын жалпы тҧрғын ҥйлердің 5% шамада қабылданады. Q У, о. о. м 0, 05QУт. у, м 3 /жыл. (4.7) Ӛнеркәсіп мекемелерінде газдың жылдық шығыны к Q У, о. м Qж / Qт, м 3 /жыл (4.8) мҧндағы, Q ж ӛнеркәсіп мекемелеріндегі жылдық жылу шығыны, кдж/жыл. Жылыту, желдету және орталықтандырылған ыстық су дайындауға жҧмсалатын газдың жылдық шығынын анықтаймыз Тҧрғын және қоғамдық ҥйлердегі газдың жылдық шығыны жылу ағымының жылдық мӛлшері бойынша мынадай ӛрнектермен анықталады (ҚНжЕ *): -тҧрғын және қоғамдық ҥйлерді жылыту 4

25 Q Q - қоғамдық ҥйлерді желдету Q Q - ыстық сумен жабдықтау n 1,1 жыл о У, жыл, м 3 /жыл; (4.9) к QT n Z 1,1 жел о У, жел, м 3 /жыл; 4.10) к QT Т s Qhm Qhm (350 no ) QУ, h, м 3 /жыл (4.11) к Q мҧндағы, n о жылыту мерзімінің ҧзақтығы (ҚР ҚНжЕ * бойынша қабылданады); Z жылу мерзіміндегі қоғамдық ҥйлердің желдету жҥйесінің орташа есеппен алғандағы тәуліктегі жҧмыс жасау сағаты (берілмеген жағдайда 16 сағат деп қабылданады); 350 ыстық сумен жабдықталған жҥйенің жылдағы жҧмыс жасау тәулігі; η жылу кӛзінің пайдалы әсер коэффициенті (η = 0,8-0,95 к қабылданады.); Q Т газдың тӛменгі қҧрғақ жану жылулығы, кдж/м 3 ; Q жыл. жылыту кезінде (t жыл ) орташа жылу мӛлшері, Вт; 1,1 қазандықтың желілерінде шығындалатын жылу мӛлшерін кӛрсететін коэффициент; Q hm тҧрғын және қоғамдық ҥйлердің жылыту мерзіміндегі бір аптаның орташа тәулік мӛлшерінде ыстық сумен s жабдықтауға арналған жылудың орташа ағымы, Вт; Q hm бҧл да жоғарыдағыдай, тек сыртқы ауаның орташа тәуліктік температурасының 8 С-тан жоғары мерзіміндегісі (жылу тоқталған мерзім), Вт; 1,1 жылыту жҥйелерінде жылдық жоғалуы. Орташа жылу ағымы мынадай формуламен анықталады (ҚР ҚНжЕ Жылыту жҥйелері). - жылытуға, Вт - желдетуге, Вт Q Q t t i жыл жыл Q жылmax ; (4.1) ti t o t t i жыл жел Q жел max ; (4.13) ti t o - жылыту мерзіміндегі тҧрғын және қоғамдық ғимараттарды ыстық сумен жабдықтауға, Вт Q q N ; (4.14) hm h - жылыту тоқтатылған мерзімдегі ыстық сумен жабдықтауға, Вт 5

26 s 55 t Q hm Qhm, (4.15) 55 t мҧндағы, q h ыстық сумен жабдықтау кезіндегі жылудың орташа ағымының 1 кісіге арналған ҥлкейтілген кӛрсеткіші, Вт (қоғамдық ғимараттардағы пайдалануды ескергенде) 4.-кесте бойынша қабылданады; t i жылытылатын бӛлменің ауаның орташа температурасы, тҧрғын және қоғамдық ғимараттар, ҥйлер ҥшін 18 С; t жыл сыртқы ауаның тәуліктегі 8 С және одан тӛмен мерзімдегі орташа температурасы (жылыту мерзімі), С; t ж жылыту жобалауына арналған сыртқы ауаның температурасы, С; t с жылыту мерзіміндегі суық судың температурасы (берілмеген жағдайда 5 С деп s қабылданады); t c жылыту тоқтатылған мерзіміндегі суық судың температурасы (берілмеген жағдайда 15 С деп қабылданады); β ыстық сумен жабдықтауға арналған судың орташа шығынының жылыту тоқтатылған мерзіміндегі ӛзгеруінің, жылыту мерзіміндегі ӛзгеруіне қатынасын кӛрсететін коэффициент, берілмеген жағдайда коммуналды тҧрғын аймаққа 0,8-ге тең деп қабылданады; N адам саны; Q жылmax тҧрғын және қоғамдық ғимараттарды жылытуға жҧмсалатын жылудың максималды ағымы, Вт; Q v. max қоғамдық ҥйлерді желдетуге жҧмсалатын максималды жылу ағымы, Вт. 4.-кесте Ыстық сумен жабдықтауға жұмсалатын жылу ағымының үлкейтілген кӛрсеткіші q h, Вт/адам Температурасы 55 С жылыту мерзіміндегі судың орташа мӛлшері: Бір кісінің тәуліктегі пайдалануы Ыстық сумен жабдықталған кезінде 6 s c c Ғимараттағы бір тҧрғынға, Вт Ыстық сумен жаб-дықталған кезінде қоғамдық ғимарат-тарды қосып есептегендегі Ыстық сумен жабдықталмаған кезінде қоғамдық ғимараттарды қосып есептегенде Максимальды жылу ағымдары мынадай формуламен анықталады (ҚР ҚНжЕ ) - тҧрғын және қоғамдық ғимараттарды жылытуға:

27 Q o max qo А (1 K1 ) (4.16) - қоғамдық ғимараттарды желдетуге Q v max K1 K qo A, (4.17) мҧндағы, K 1 қоғамдық ғимараттарды жылытуға жҧмсалатын жылу ағымын кӛрсететін коэффициент, берілмеген жағдайда 0,5-ке тең; К қоғамдық ғимараттарды желдетуге жҧмсалатын жылу ағымын кӛрсететін коэффициент 1985 жылдан кейінгі салынған ғимараттар ҥшін 0,6, ал 1985 жылға дейінгі салынған ғимараттар ҥшін 0,4 деп қабылданады; q о тҧрғын ҥйлердің 1м жалпы ауданын жылытуға арналған жылу ағымының ҥлкейтіліп алынған кӛрсеткіші, Вт (4.3- кесте бойынша қабылданады); А тҧрғын ҥйлердің жалпы ауданы, м (A = l,5 f' N), мҧндағы, 1,5 жалпы ауданның тҧрғын ауданға қатынасын кӛрсететін коэффициент; f бір кісіге арналған тҧрғын ауданның орташа мӛлшері (1 м /адам деп қабылданады). Жылыту, желдету және ыстық сумен жабдықтауға жҧмсалатын газдың жалпы жылдық мӛлшері мынаған тең: Q У Qуж Qу. жел Qу. ы. су, м 3 /жыл Ҧсақ жылыту қондырғыларына жҧмсалатын газдың жылдық шығыны Тҧрғын және қоғамдық ҥйлердегі ҧсақ жылыту қондырғыларына жҧмсалатын газдың жылдық шығыны қаланы жылыту-желдету шығынының (10-5%)-нан қабылданады және мына формуламен анықталады: 4.3-кесте Тұрғын үйлердің 1 м жалпы ауданын жылытуға жұмсалатын жылу ағымының үлкейтілген кӛрсеткіші q 0, Вт Ҥй Ғимараттардың Жылытуды жобалауға арналған сыртқы ауаның қабаттары сипаттамасы есепті температурасы, С Жаңа бір текті жобалар бойынша 1985 жылдан кейінгі тҧрғызылған ҥйлер және одан жоғары 7

28 6 Q Х ( Q Q ) 10 1/1,1 м 3 /жыл (4.18) У, ж. к Уж Ужел Қаладағы газдың жылдық шығынын анықтау Тӛменгі қысымды газ желілеріне қосылатын тҧтынушылардың жылдық газ шығыны: Q У, т. к QУ, т. у QУ, д. с. м QУ, о. о. м QУ, у. ж. к, м 3 /жыл (4.19) Жоғары (орташа) қысымды газ желілеріне қосылатын тҧтынушылардың жылдық газ шығыны: Q У, о. к QУ, т. к. к. м QУ, к. т. м QУ, н QУ, о. м, м 3 /жыл (4.0) Қоғамдық ғимараттарды, тҧрғын ҥйлерге жылыту, желдету және ыстық сумен жабдықтауға жылдық шығынның қоса есептегенде қаладағы газдың жалпы шығыны келесі ӛрнекпен анықталады: Q У Q ) У, Т. к QУ, ж. к ( QУж QУv) (1 Х QУh, м 3 /жыл (4.1) Мысал 4.1. Қаладағы қажетті газ шығындарын анықтау. Қажетті кӛрсеткіштер: к Газдың жану жылулығы Q Т = кдж/м 3. Қала ауданы 07,3 га, халықтың орташа тығыздығы 400 адам/га. Қала газбен толық қамтылады, У=100%. Монша, кір жуу орындары, қоғамдық тамақтану мекемелері, наубайханалар 40%-ға газбен қамтылған. Денсаулық сақтау мекемелерінде ас дайындау 75%-ға, ыстық су дайындау 30%- ға газбен қамтылған. Пәтерлердің 55%-ы орталықтандырылған ыстық сумен жабдықталған. Ӛнеркәсіп мекемелеріндегі жылдық жылу мӛлшері кдж/жыл. Жобалауға арналған қаланың климаттық кӛрсеткіштерін қабылдаймыз: t ж 19 С ; t оm = 0,3 С ; n о = 169 тәулік; q о =73Вт/м, q η =376 Вт/адам. Газ қолданбалы су қыздырғыштары жоқ пәтерлер ҥшін: Х =100-(х 1 +х 3 ) =100-(55+35)=10% Тҧтынушылардың есептеуге қажетті жылу мӛлшерін ҚНжЕ * бойынша қабылдаймыз. Есептеуді жоғарыда кӛрсетілген жолмен жҥргіземіз. 1. Қаладағы халық санын анықтау N = F қала m = 07,3 400 = 898 адам. Тҧрғын ҥйлердегі газдың жылдық шығыны 1898 (800 0, , ,35) 6 3 Q У, т. у 11,1510 м / жыл Тҧрмыстық қызмет кӛрсету мекемелеріндегі газдың жылдық шығыны - кір жуу орындары 8

29 - моншалар Барлығы: 100 0,1 0, Q У, к. ж. о 0,17 10 м 3 /жыл; 3 QÓ 0,1 0, , ì 0, м 3 /жыл 6 6 Q У, т. к. к Qу. м Qу. к. ж. о ( 0,17 0,19) 10 0,3610 м 3 /жыл. 4. Қоғамдық тамақтану мекемелеріндегі газдың жылдық шығыны: 360 0,3 0,4 898 (4,,1) 6 Q 0,63 м 3 /жыл. У, к. т. м Денсаулық сақтау мекемелеріндегі газдың жылдық шығыны 1 (0, ,3 900) Q 0,14 м 3 /жыл У, д. с. м Наубайханалардағы газдардың жылдық шығыны 0,7 365/1000 0, Q У, н. 1,3 10 м 3 /жыл 3 7. Ӛнім ӛндірмейтін қызмет кӛрсету мекемелеріндегі газдың жылдық шығыны 6 6 Q У, о. о. м 0,05QУ, Т. У. 0,0511,1510 0,5610 м 3 /жыл. 8. Ӛнеркәсіп мекемелеріндегі газдың жылдық шығыны Q У, о. м 4, 10 м 3 /жыл. 9. Жылыту, желдету және орталықтандырылған ыстық су дайындауға жҧмсалатын газдың жылдық шығыны Қаладағы тҧрғын ҥйлердің жалпы ауданын анықтау: А=f1,5=11,5898=149704м 9.. Қоғамдық ғимараттарға, тҧрғын ҥйлерге жылыту, желдетуге арналған жылудың максималды сағаттық ағымы Q ж max 73 1,5 1, 898(1 + 0,5) = 136 МВт; Q 0,5 0, = 16 МВт; max v 9.3. Жылыту, желдету және ыстық су дайындауға қажетті жылудың орташа мӛлшері 18 0,3 - жылытуға Q МВт; жm ,3 16 7, желдетуге Q 6 МВт; vm - жылыту мерзіміндегі ыстық су дайындау Q hm ,55 17 МВт; - жылыту мерзімі аяқталған кезде ыстық су дайындау 9

30 55 15 Q s hm 17 0,8 10,9 МВт Газдың жылдық мӛлшері: - жылытуға , Q У, о 35, 10 м 3 /жыл ,83 - желдетуге 7, , Q У, v,7 10 м 3 /жыл , ыстық су дайындауға ,1 10,9 ( ) Q 14, м 3 /жыл. У, h ,8310 Жылу ӛндіргіш қондырғыларында жылыту, желдету және ыстық су дайындауға жалпы газдың шығыны: 6 6 QУ, ovh ( 35,,7 15) м 3 /жыл. 10. Ҧсақ жылыту қондырғыларындағы газдың жылдық шығыны: 6 6 QУ, у. ж. к 0,1 (35,,7) 10 1/1,1 3,4 10 м 3 /жыл 11. Тӛменгі қысымды газ желілеріне қосылатын тҧтынушылардың жылдық газ шығыны 6 6 QУ,т.к (11,15 0,14 0,56 3,4) 10 15,3 10 м 3 /жыл. 1. Орташа қысымды газ желілеріне қосылатын тҧтынушылардың жылдық газ шығыны: 6 6 QУ, о. к ( 0,36 0,63 1,3 4,) 10 6,4910 м 3 /жыл 13. Қаладағы газдың жалпы шығыны: 6 6 [ 15,6 6,49 (35,,7) (1 0,1) 15] м 3 /жыл. QУ 4. Газдың сағаттық есептеу максималды шығынын анықтау. Газдың жылдық шығыны белгілі жағдайда сағаттық максималды шығынмен есептелінеді. Газбен жабдықтау жҥйесіндегі газ желілерін жобалау кезінде тҧтынушыларды газ қысымдары бойынша топ-топқа бӛліп, олардың әрқайсысына арналған газдың сағаттық максималды шығынын анықтаған қолайлы. Максималды сағатттық газ шығыны мынадай формуламен анықталады. h h Qy Qy Q d max Kmax, (4.) 8760 m 30

31 мҧндағы: Q у тҧтынушылардың жылдық газ шығыны, м 3 h /жыл; K max сағаттық максимум коэффициенті, газдың жылдық шығынынан сағаттық шығынына ӛту коэффициенті; m газды максималды қолданғандағы сағат саны h m 8760/ K max Тӛменгі қысымдағы тҧтынушыларға сағаттық максимум коэффициентінің мӛлшері, тҧрғындардың санына байланысты ҚнжЕ * бойынша қабылданады. (кӛрсеткіштері 4.4-кестеде келтірілген). Бҧл тҧтынушыларға арналған газдың сағаттық максималды шығыны мынадай формуламен анықталады. Q h h dт. Т. к. Kmax ( Q У,т.ҥ + Q У,дсм + Q У,ӛ.ӛ.м + Q У,ҧ.ж.қ ),м 3 /сағ (4.3) мҧндағы, Q У,т.ҥ, Q У,дсм, Q У,ӛ.ӛ.м, Q У,ҧ.ж.қ жылдық газ шығындары, тҧрғын ҥйлер, денсаулық сақтау мекемелері, ӛнім ӛндірмейтін тҧрмыстық қызмет кӛрсету мекемелері, ҧсақ жылыту қондырғылары. 4.4-кесте Газ шығынының максимумы коэффициентінің қала тұрғындарының санына қарай ӛзгеруі Газ қолданушы тҧрғындар саны, мың. адам. Газ шығынының сағаттық максимумы h коэффициенті (жылытусыз), K max және одан артық 1/1800 1/000 1/050 1/100 1/00 1/300 1/400 1/500 1/600 1/800 1/3000 1/3300 1/3500 1/3700 1/4700 Орташа қысымдағы әрбір газ тҧтынушыларға арналған есептеу максималды сағаттық газ шығыны мынадай формуламен анықталады. h h Qо. к. K max QУ, м 3 /сағ (4.4) 31

32 мҧндағы, Q У тҧтынушылардың жылдық газ шығыны, м 3 h /жыл; K max коммуналдық мекемелердегі сағаттық максимум коэффициенті. Қоғамдық тамақтандыру, ірі коммуналдық және нан мен кондитерлік бҧйымдар шығару мекемелерінің максималды сағаттық коэффициенттері 4.5-кестеде, ал ӛнеркәсіп мекемелеріне ҚНжЕ * келтірілген. 4.5-кесте Газ шығынының сағаттық максимумы коэффициентінің коммуналдық мекемелерінің мәндері Ӛнеркәсіп мекемелер Монша Кір жуатын орын Қоғамдық тамақтандыру Нан және кондитерлік бҧйымдар жасайтын кәсіпорындар Газ шығынының сағаттық максимумы коэффициенті K 1/700 1/900 1/000 1/6000 Аудандық жылу кӛздерінің (қазандықтың) максималды сағаттық газ шығыны мынадай теңдеумен анықталады. h ( 1 x ) ( Qo max Qv max ) Qhm1, Qdа. к (4.5) Q к Т Орташа қысымдағы тҧтынушылардың жалпы газ пайдалану шығыны мына ӛрнекпен анықталады. h h h h h h h Q d о. к Qd к. т. м Qd т. к. к. м Qd н Qd о. м Qd а. к Qd т. к, м 3 /сағ, (4.6) h h h h h мҧндағы, Q d к. т. м, Q d т. к. к. м, Q d о. м, Q d а. к, Q d т. к қоғамдық тамақтану, тҧрмыстық қызмет кӛрсету, наубайхана, ӛндірістік және аудандық қазандық мекемелерінің сонымен қатар тӛменгі қысымдағы газ желілерін максималды сағаттық шығындары. Мысал 4.. Тӛменгі және орташа газ желілеріне қосылған тҧтынушылардың (қажетті кӛрсеткіштерді 4.1 мысалдан алу қажет) максималды сағаттық шығындарын анықтау. Шешімі: 1. Тӛменгі газ желілеріндегі тҧтынушылардың максималды газ шығынын анықтау. h 1 6 Qd Т.к 15, м 3 /сағ 750 мҧндағы, 1/750 максималды сағаттық коэффициенті, қаладағы адамның санына байланысты 4.5-кестеден қабылданады. h max 3

33 . Орташа қысымдағы газ желілеріндегі тҧтынушылардың максималды газ шығынын анықтау: а) монша Q h d 6 1/ 700 0, ,3 м 3 /сағ; (мҧндағы 1/700 максималды сағаттық коэффициенті, 4.5-кестеден қабылданады). б) тҧрмыстық қызмет кӛрсету мекемелері Q 1/ 9000, ,8 м 3 /сағ; h d в) қоғамдық тамақтану мекемелері h 6 Qd 1/ 000 0, м 3 /сағ; г) наубайхана Q 1/ 60001, м 3 /сағ; h d д) ӛндірістік кәсіпорын h 6 Qd 1/ , м 3 /сағ; е) аудандық қазандық (1 0,1) (136 16) 171, Q 0557 м 3 /сағ. h d ,83 3 Орташа қысымдағы тҧтынушылардың жалпы газды пайдалануын анықтау: (70,3 57, ) 7557 м 3 /сағ. Q h d о. 4.3 Тұрғын және қоғамдық үйлерде қолданылатын газдың есептеу сағаттық шығынын анықтау. Газдың сағаттық шығынын есептеу ҥшін екі әдіс қолданылады: 1. Газдың ең кӛп пайдаланатын мезгілдегі газ қондырғыларын бір уақытта іске қосу коэффициенті K sim бойынша.. Газдың максималды сағаттық шығынының 1 жыл ішіндегі орташа сағаттық шығынына қатынасын кӛрсететін максималды max біркелкісіз коэффициенті бойынша K саг. Бҧл әдістер бір-бірімен байланысты. Бірінші әдісті қарастырайық. Есептеу сағаттық шығын бір уақытта іске қосу коэффициентін қолдану кезінде келесі ӛрнекпен анықталады. Q h d m K i1 sim q nom N i 33, м 3 /сағ (4.7) мҧндағы, К sim бір тектес немесе бір топ газ қҧралдарының бір уақытта іске қосу коэффициентті жалпы қҧралдарын (газ аспаптарын) санына және тҧрғын ҥйлердің жалпы санына байланысты ҚНжН

34 Пәтер саны * (4.6-кесте) қабылданады; N i бір тектес немесе бір топ газ қҧралдарының саны; q nom газ қҧралдарын немесе бір топ газ қҧралдарының номиналды газ шығыны (4.7-кестеден қабылданады). 4.6-кесте Қала және ауылдардағы тұрғын үйлердегі біруақыттылық коэффициенттерінің К sim мәндері Тҧрғын ҥйлердегі қондырылған газ жабдықтар бойынша бір уақытының Тӛрт оттықты газ плита Екі оттықты газ плита коэффициентінің К sim мәндері Тӛрт оттықты плита және газ қолданбалы су қыздырғыш 34 Екі оттықты плита және газ қолданбалы су қыздырғыш ,700 0,750 0,650 0,840 0,560 0, ,450 0,730 0,480 0, ,590 0,430 0, ,90 0,480 0,400 0, ,80 0,410 0,39 0, , , , ,360 0, ,58 0,89 0,345 0, ,54 0,63 0,340 0, ,40 0,4 0,300 0,75 0 0,35 0,30 0,80 0, ,31 0,18 0,50 0, ,7 0,13 0,30 0, ,3 0,10 0,15 0, ,0 0,07 0,03 0, ,17 0,05 0,195 0, ,14 0,04 0,19 0, ,1 0,03 0,187 0, ,10 0,0 0,185 0, кесте Аспаптардағы номиналды газ шығындары Аспаптар атауы Газ шығыны, кдж/сағ Екі оттықты газ плита Екі оттықта газ плита пісіру қорабымен 500 Ҥш оттықты газ плита пісіру қорабымен 3600 Тӛрт оттықты газ плита қорабымен Ағысты су қыздырғыштар: ваннада орналасқан Ағысты су қыздырғыштар: асханада орналасқан Газ қолданбалы кӛлемді су қыздырғыштар: АГВ 80 АГВ

35 Бҧл әдіс бойынша бір тектес немесе бір топ газ қҧралдарының номиналды газдың шығынын К sim коэффициентіне кӛбейтеде. Бір уақытта іске қосу коэффициентін қолдана отырып, газдың шығынын анықтау кезінде газ қҧралдарын пайдаланатын пәтердегі адам саны және қандай мақсатқа қолданатын жағдайлар (мысалы, тағам, істік су дайындау) есепке алынбайды. Екінші әдіс (Мәскеу мемлекеттік қҧрылыс университеті) талдамасы бойынша біркеліксіз коэффициентінің қолдану қажет. Бҧл жағдайда газдың есептеу шығыны тҧрғын ҥйлерге мына ӛрнекпен анықталады: Q n d n 1 K макс саг Qу, п ) Ni, 8760 ( м 3 /сағ (4.8) макс мҧндағы, N i пәтерлер тҥрінің саны; K саг жыл бойы тҧтынған газдың максималды сағаттың біркелкісіз коэффициенті (4.8, 4.9 кестелер) бойынша қабылданады. Газдың пайдалануына (тағам, ыстық су дайындау), адам санына және тҧрғын ҥйдегі пәтерлердің жалпы санына байланысты; Q у,п пәтерлердегі қолданатын газдың жылдық шығыны, м 3 /жыл. 4.8-кесте Пәтерлерде ас пісіру (коэффициент К сағ.мӛлшері ) Пәтерлердегі тҧрғындар саны, адам кісіге адамнан артық Пәтер саны 1 37,144 30,834 4,55 1,556 18,407 1,915 18,349 14,145 1,43 11, ,80 14,738 1, 11,50 10, ,430 13,364 11,487 10,638 9, ,345 1,388 10,953 10,10 9, ,845 11,93 10,508 9,770 8, ,00 11,38 10,085 9,388 8, ,65 11,005 9,800 9,056 8, ,0 10,641 9,545 8,750 8, ,915 10,38 9,57 8,444 7, ,695 9,533 8,385 7,781 7, ,035 9,014 7,863 7,70 6, ,150 8,65 7,075 6,556 6, ,380 7,681 6,599 6,071 5, ,945 7,37 6,319 5,84 5, ,535 6,993 5,995 5,587 5,3 70 8,110 6,636 5,761 5,38 5, ,830 6,419 5,599 5,55 4, ,615 6,8 5,45 5,17 4, ,455 6,094 5,351 5,05 4, ,000 4,908 4,388 4,158 3,970 35

36 4.9-кесте Пәтерлерде ас пісіру және ыстық су дайындау (коэффициенті К сағ.мӛлшері ) Пәтер Пәтердегі тҧрғындар саны, адам саны кісіге дан кӛп ,934 39,978 9,989 3,98 19,983 3,69 3,809 18,460 15,473 13,195 3,388 16,93 13,995 1,483 11,4 4 19,870 14,900 1,879 11,79 10, ,549 14,310 11,981 10,644 9, ,708 13,586 11,583 10,181 9, ,05 1,81 10,85 9,635 9, ,308 1,49 10,510 9,95 8, ,511 11,981 10,31 8,988 8, ,8 11,608 10,051 8,870 8, ,76 10,458 9,16 8,114 7, ,191 10,030 8,707 7,70 6, ,903 9,470 8,06 7,063 6, ,0 8,907 7,503 6,636 6, ,57 8,346 7,080 6,4 5, ,113 7,918 6,761 6,01 5, ,694 7,570 6,340 5,749 5, ,49 7,114 6,079 5,55 5,8 90 8,896 6,80 5,899 5,40 5, ,553 6,606 5,757 5,89 5, ,46 5,134 4,574 4,70 4,106 Мысалы бір бӛлмелік (кӛлемі 18м ) және 0 ҥш бӛлмелік (кӛлемі 60м ) пәтерлерге есепті газ шығынын анықтау. Есептеу кезінде бір кісіге арналған тҧрғын ауданның орташа мӛлшері f = 1м к табиғи газдың жану жылулығы Q Т = кдж/м З. Шешімі: 1. Газдың жылдық шығыны анықталады q n с Qн f а) ҥш бӛлмелі пәтерге Q 38м З /жыл; б) бір бӛлмелі пәтерге 114м З /жыл; У Q Y мҧндағы, кдж ас дайындауға бір адамға қажетті газ шығыны (4.1-кестеден қабылданады).. Жалпы 40 пәтерлерге (есептеу кезінде бір бӛлмелік пәтерлерде екі кісі, ал ҥш бӛлмелік пәтерлерге бес кісі тҧрады деп қабылданған) жыл бойы тҧтанған газдың максималды сағаттың біркелкісіз коэффициенті 4- кестеден макс макс анықталады. а) ҥш бӛлмелік- К саг = 6,071; б) бір бӛлмелік- К саг = 9, Есепті газ шығынын анықтау Qd h 6, ,38 0 7,73 м 3 /сағ

37 5 ТАРАУ. ГАЗ ТАСЫМАЛДАУ ЖЕЛІЛЕРІН ГИДРАВЛИКАЛЫҚ ЕСЕПТЕУ Газ желілері орындалуына байланысты тҧйық және айнала жабық болып бӛлінеді. Газ тҧйық желілерде тҧтынушыларға бір ғана бағытпен жеткізілсе, айнала жабық жерлерде немесе онан да кӛп бағытпен жеткізіледі. Газдың жол-жӛнекей шығынын тҧйық бӛліктерде белгілі бір ғана жолменен анықтайтын болса, айнала жабық жерлерде кӛптеген тәсілдермен анықтауға мҥмкіндік болады. 5.1 Газ құбырларына жұмсалатын қысымды анықтау. Гидравликалық есептеу кезінде қҧбырмен ӛтіп жатқан газдың тығыздығының ӛзгеруін ескеру қажет. Тығыздықтың ӛзгеру себебі қҧбырмен жылжыған газдың қысымының тӛмендеуінде. Тек қана тӛмендегі қысымдағы желілерде тығыздық тҧрақты деп ескеруге болады. Гидравликалық есептеуге қажетті ең басты кӛрсеткіштер мыналар: газ ағымының қысымы, тығыздығы, жылдамдығы, ал қҧбырмен ӛтіп жатқан газ ағымының температурасы топырақ температурасына тең және тҧрақты деп қабылдаймыз. Осы кӛрсеткіштерді анықтау ҥшін мынадай ҥш теңдеуді қолданамыз: 1. Гидравликалық кедергілерден ӛтуге жҧмсалатын қысымды есептейтін дифференциалдық кҥйде жазылған Дарси теңдеуі dp= - dx (5.1) d мҧндағы, ҥйкеліс коэффициенті; d қҧбырдың ішкі диаметрі;, газдың жылдамдығы және тығыздығы;. Тығыздықтың ӛзгеруі газ ағымы жылдамдығының ӛзгеруіне әкеліп соғады. Сондықтан да тығыздықтың ӛзгеруін ескертетін газ кҥйінің теңдеуін қолданамыз. P=P (5.) 3.Тҧтастық теңдеуі F o o F o Q o мҧндағы, М массалық шығын; Q o қалыпты жағдайдағы кӛлемдік шығын. Ҥшінші теңдеуден шығатыны o Q o / F о Q o F (5.1) ӛрнекке кӛрсеткіштерді қойған кезде 37

38 dp = 0Q0 16 Q0 P0 T0 dx dx 5 d F d T 0 (5.3) Екінші теңдеуді қолдана отырып тығыздықтар қатынасын қысымдар қатынасы арқылы ӛрнектейміз o Po T P T Кӛрсеткіштер мәнін орнына қойып бірінші теңдеуді жазамыз. 16 Q o T - РdP o Po dx 5 d T o o (5.4) былай етіп (5.5) λ мен Т бастапқы қысымнан Р соңғы қысымға Р с дейін тҧрақты және х 1 = 0; х 1 = l (мҧндағы, l газ қҧбырының ҧзындығы) деп интегралды анықтаймыз Р б Р с = 1,6 λ Q0 T 0 P0 l (5.6) 5 d T Бҧл ӛрнек газ жҥйелерінің ең бастысы болып табылады. Қалаларда қҧбырлардағы газ температурасы 0 0 С-қа таяу болғандықтан Т/Т 0 =1 деп есептеуге болады. Бҧл жағдайларда орташа және жоғарғы қысымдағы желілер ҥшін P Q 0 б Pc 1,6 5 0 d P l P орт 0 (5.7) Қысым квадраттарын тҥрлендірейік Р б Р с = (Р б Р с ) Р орт мҧндағы, Р орт = (Р б + Р с ) / бастапқы мен соңғы қысымдардың орташа арифметикалық мәні. Тӛменгі қысымдағы желілерде Р орт Р о болғанда теңдеу мынадай болады Р б Р с = 1 1,6 λ Q0 Q0 0 l 0,81 0 l 5 5 d d (5.8) Тӛменгі қысымдағы газ желілерін гидравликалық есептеу кезінде (5.8) ӛрнекті қолданады. Табиғи газдың қҧбырларда жылжуы тәртібіне байланысты ҥйкеліс коэффициенттерді анықтау ҥшін ҚНжЕ * ӛрнектер келтірілген. Әртҥрлі газ қҧбырлардың қысым жҧмсалуын анықтау ҥшін ӛрнектер арқылы номограммалар дайындалған (5.1, 5.-суреттер). Жергілікті кедергілерде қысым жҧмсалуы тӛменгі ӛрнекпен анықталады ΔΡ = Σξ (5.9) мҧндағы, Σξ есептеу бӛлікке жергілікті кедергілер қосындысы; ω, ρ газдың жылдамдығы және тығыздығы. Тҧрғын ҥйлердің, ҧсақ 38

39 ӛнеркәсіп мекемелерінің газ қҧбырларын анықтау кезінде жергілікті кедергілерді эквиваленттік ҧзындықтар арқылы есепке алынады. 5.1-сурет. Төменгі қысымдағы құбырларда қысым жұмсалуын анықтауға арналған номограмма (5 кпа-дейін). Табиғи газ ρ=0,73, V=14, (0 0 С және 101,3 кпа) 5.-сурет. Орташа (жоғарғы) қысымдағы құбырларда қысым жұмсалуын анықтауға арналған номограмма (1, кпа-дейін). Табиғи газ ρ=0,73 кг/м 3. 39

40 Жергілікті кедергілердің эквиваленттік ҧзындығы келесі ӛрнекпен анықтайды: Δр мс lэ, d l d / l (5.10) Эквиваленттік ҧзындық э. Жергілікті кедергілердің қосындысы 1,0 кезінде l э мәнін анықтау ӛрнектер келтіріген [3]. Номограмма (5.3-сурет) арқылы эквиваленттік ҧзындықтарды анықтауға болады. а) табиғи газ (ρ = 0,73 кг/м 3, ν = 14, м /с температура 0 С және қысым 101,3 кпа); б) пропан (ρ = кг/м З, ν = 3, м /с температура 0 С және қысым 101,3 кпа) 5.3-сурет. Эквиваленттік (балама) ұзындықтарын анықтау 1 э = 1 номограмма Газ қҧбырларын есепті ҧзындықтарын эквиваленттік және шын мағынасында қосындылары арқылы анықтайды. ҚНжЕ * бойынша жергілікті кедергілерде қысым 5-10% аралығында қабылдауға болады. Жергілікті кедергілердің мәні арнайы оқулықтарда келтірілген. Бірнеше мәні 5.1- кестеде келтірілген 5.1- кесте Жергілікті кедергілердің ξ коэффициенті Жергілікті кедергілердің тҥрі ξ мәні Жергілікті кедергілердің тҥрі Диаметрге байланысты ξ мәні ден жоғары Тарылу 0,35 Тығынды кран 4 Ҥштармақ 1,0 Ысырма 0,5 0,5 0,15 Бҧрылыс ,3 Шҧра (вентиль)

41 Кӛп қабатты ҥйлердегі гидравликалық есептеу кезінде газ желілерін бӛліктері әртҥрлі биіктікте жҥргізілген болса, онда тығыздықтар айырмашылығы салдарынан қосалқы қысым пайда болады. Ол қысым былай анықталады р g (ρ ρ ) Н, (5.11) в мҧндағы, ρ в, ρ г ауа және газ тығыздықтары; Н биіктіктер айырмашылығы, м. Газ қҧбырларында жҧмсалатын қысым мӛлшері ҚНжЕ * бойынша былай қабылданады: -орташа және жоғары қысымдағы желілер ҥшін тҧтынушыларға қажетті қысымдарға байланысты; - тӛменгі қысымдағы желілерде 1800 Па дейін. 5. Төмендегі қысымдағы айнала жабық желілерді гидравликалық есептеу әдісі. Гидравликалық есептеудің мақсаты тҧтынушыларды қажетті шығын мен қысымда қамтамасыз ететін қҧбырлар диаметрін анықтау. Бҧл желілер айнала жабық және тҧйық болып орындалады. Айнала жабық желілерді есептеудің бірінші кезеңі: 1. Желілер нобайы жҥргізіледі (5.4-сурет).. Бір кісіге шаққандағы газ шығыны (е) анықталады, е = Q h d.т.қ. /N, м 3 /сағ. адам. 3. Белгілі халық тығыздығы m-мен бір кісіге шаққан шығын кӛмегімен әрбір газ тҧтынушы аймақтарындағы қажетті шығын анықталады. Q h d г F e мҧндағы, Ғ і газ тҧтынушы аймақтар ауданы, га. i 5.4-сурет. Желілер нобайы 4. Әрбір аймақтарға ҧзындыққа шыққандағы газ шығынын анықтау q h d h Qd, l м 3 /сағ м (5.1) 41

42 мҧндағы, Σl аймақтарға газ жеткізетін қҧбырлар ҧзындықтарының қосындысы, м. 5. Газдың есептеу шығынын анықтау. Бҧған дейін газ реттеу орынның (ГРО) саны, оның желілер нобайы, әрбір бӛліктер саны, газ бағыттары және тҥйісу нҥктелері анықтауға тиісті. ГРО-ның саны келесі ӛрнекпен анықтауға болады: Q h d. Т. к. n, дана (5.13) Q опт мҧндағы, Q h d.т.қ. тӛменгі қысымдағы газдың сағаттық тығыны, м 3 /сағ; Q опт ГРО-ның оптимальды газ желілеріне берілетін шығын (практика жҥзінде м 3 /сағ. аралығында қабылдап алуға болады). Әрбір бӛліктегі газ шығыны мынадай болады. Q б = 0,55Q ж + Q ж.ж. м 3 /сағ (5.14) мҧндағы, Q ж әрбір бӛліктегі газдың жолдық шығыны; h Q ж = q d. бол. l бӛл., м 3 /сағ (5.15) Q ж.ж. қарастырып жатқан бӛліктер арқылы келесі бӛліктерге ӛтетін газдың жол-жӛнекей шығыны, м 3 /сағ. 6. Әрбір айнала жабдық желілердің реттік саны белгілеп, ондағы әрбір бӛліктердің диаметрін анықтау. Ол ҥшін алдын ала ГРО-дан ең алыс орналасқан тҧтынушыға дейінгі жҧмсалатын қысымды қабылдаймыз (1800 Па дейін). ҚНжЕ талабы бойынша жергілікті кедергілерге 10% қысым жҧмсалуын қабылдап, орташа ҧзындыққа шаққандағы жҧмсалатын қысымда анықтаймыз (ΔΡ/Σl 1,1) орт. Номограмма кӛмегімен 5.1-сурет газдың есептеу шығыны мен ҧзындыққа шаққандағы жҧмсалатын қысым бойынша диаметрлер қабылданады. 7. Қабылданған диаметр бойынша әрбір бӛліктердегі жҧмсалған қысымды анықтау. 8. Айнала жабық жерлерді ҥйлестіру. Ҥйлестіру ҥшін желі суретін қарастырамыз. 5.5-сурет. Айнала жабық желі Ҥйлестірудің мақсаты тҥйісу нҥктелеріне дейінгі жҧмсалаған қысымдар қосындысының нӛлге тең болуы. ҚНжЕ бойынша ҥйлеспеушілік +10%-ға дейін рҧқсат беріледі. Жҧмсалған қысымдар қосындысы таңбаларын ескере отырып орындалады (сағат тілі 4

43 бағытымен қозғалған газ оң, ал сағат тілі бағытына қарсы теріс таңбалармен белгіленген жӛн). Әрбір айнала қарсы теріс таңбалармен ҥйлеспеушілік былай анықталады. 100% 0,5 (5.16) мҧндағы, ΣΔΡ, ΣΔΡ алгебралық және абсолюттік қысымдардың қосындысы, Па. Егерде бірнеше айнала жабық жерлер болып, ҥйлеспеушілік шарты орындалмаған болса, онда әрбір жерлерге тҥзету шығыны анықталады. Әрбір айнала жабық желі бӛліктері ҥшін i Q (5.17) i 1,75 / Q Әрбір айнала жабық желілер шекарасындағы бӛліктер ҥшін / Q Q i i j ij j Qi (5.18) i / Qi Әрбір айнала жабық желідегі жалпы тҥзету шығыны ΔQ = Q i Q i (5.19) Осы тҥзету шығынын әрбір бӛлікте есептей отырып, қабылданған диаметрге байланысты жҧмсалған қысымды анықтаймыз. Есептеулер ҥйлеспеушілік шарты орындауымен аяқталды (±10%). Айнала жабық желілердің гидравликалық есептеудің екінші кезеңі Осыған дейінгі есептеулерде жҧмыс сенімділігі тҧрғысынан қарағандағы шаралар қолданғанмен, ең бастысы-айнала жабық желілердің бірі істен шыққандағы, екіншісінің оны алмастыруы қасиеттеріне қол жеткізе алмадық. Сондықтан да желілер толық сенімді жҧмыс атқара алмайды. Олай болса, ең бастысы газ кӛзімен шектеліп жатқан айнала жабық желілерді бірі істен шыққанда екіншісі оны алмастыратын қалыпқа келтіреміз. Ол ҥшін алғашқы есептелген желілердің орналасуын толық сақтай отырып, газ жҥйесіндегі темірлерді пайдалануы ӛзгертпеу шартына сәйкес есептелген қҧбырлар диаметрін ӛзгертеміз. Бҧл тәсілдерді диаметрлерді біркелкілеу деп атайды. Желідегі қҧбырларды пайдалану былай ӛрнектеледі: T ж = Σd c l (5.0) Желідегі пайдаланатын темірлер саны қҧбырлардың ҧзындығы мен сыртқы диаметрінің кӛбейтіндісіне тең. Біркелкілеу тәсілінің 43

44 шарты айнала жабық желіні бір немесе ең кӛбі екі ғана диаметрден қҧрастыру. Біркелкілеу диаметрі былай анықталады: D c = T ж /Σl (5.1) Осыдан соң диаметрдің ӛзгеруіне байланысты бірінші кезеңдегідей есептеулер қайталанады. 5.3 Тұйық тармақтарды гидравликалық есептеу әдісі 1. Әрбір тармақтағы жҧмсалатын қысым ҥлесі анықталады: ΔР т = ΔР ΣΔР т.д. (5.) мҧндағы, ΣΔР т.д. газ кӛзінен қарастырып отырған тармақтарға дейінгі бӛліктердегі жҧмсалған қысымдар қосындысы.. Осыны тармақ ҧзындығына бӛлеміз ΔР т /l т кӛрсеткішін анықтаймыз. 3. Номограмма 5.1-сурет бойынша ΔР т /l және шығын арқылы диаметрлер қабылданады. 4. Қабылданған қысым жҧмсалуының толықтығын тексеру. Алдын-ала қабылданған жҧмсалатын қысым есептеу бойынша анықталған мӛлшерімен салыстырылады. Қысым жҧмсалуы 95-98% кем болмауы керек, бҧл талапқа сәйкес болып табылады. Тӛменгі қысымдағы газ желілерін гидравликалық есептеулерге мысалдар қарастырайық. Төменгі қысымдағы газ желілерін гидравликалық есептеу Мысал 5.1. Тӛменгі қысымдағы аралас газ желілерін гидравликалық есептеу. Халық тығыздығы m = 460 адам/га. Бір кісіге шаққандағы газ шығыны е = 0,08 м 3 /сағ адам. Жҧмсалатын қысым ΔР = 1000 Па. 5.6-суретте кескіндер ауданы мен желілер ҧзындықтары (а) және тӛменгі қысымдағы аралас газ желілерінің есептеу нобайы кӛрсетілген (б). а) 44

45 б) 5.6-сурет. Төменгі қысымдағы аралас желілер нобайы Есептеудің бірінші кезеңі 1. Барлық кескіндердегі ҧзындыққа шаққандағы газ шығынын анықтаймыз. 5.-кесте Ұзындыққа шаққандағы газ шығыны Кескіндер саны Газбен жабдықталатын аймақ Ӛлшемі, га Халықтар саны Газ шығыны, м 3 /сағ Кескіннің ҧзындығы, м Ҧзындыққа шаққандағы газ шығыны, м 3 /сағ м I ,67 II ,65 III ,333 А ,1 Б ,414 В ,405 Г ,414 Д ,95 Е ,535 Барлығы Газ ағымының алғашқы бӛлінуін белгілейміз. Ҥш тҥйісу нҥктелері 3, 6, 1 және 9 тҧйық тармақтар кӛрсетілген. Бӛліктердің бірін-бірі алмастыру арқасында жҧмыс сенімділігін арттыру тҧрғысынан қарағандағы ең тиімді бір кескінді кӛріп отырамыз. Оның ерекшелігі газ кӛзімен жалғасып жатуда. Ол ІІ айнала жабық желі. Бҧл желі ондағы кейбір бӛліктердің істен шыққан уақытында қосымша шығынды ӛткізетін қабілетте болуға тиісті. 45

46 Тҥйісу нҥктелерін анықтаған кезде екі жақтан келген ағымдар шығыны бірдей болғаны жӛн. Оларды газ келу кезінде қарама-қарсы бетте қабылдаған дҧрыс. Тҥйісу нҥктелерінің белгіленуі кӛршілес айнала жабық желілердегі жол-жӛнекей тарататын шығындарды анықтауға мҥмкіндік береді. Тҥйісу нҥктесіне жалғанған тҧйық бӛліктердің шығынын аз шығын тасымалдаушы бағытқа қосу керек. Барлық бӛліктердегі газдың жолдағы мен жол-жӛнекей шығындарын есептеуді 5.3-кестені пайдалана отырып жҥргіземіз. Бӛліктер саны Желі бӛліктеріндегі газдың есептеу шығыны Ҧзындыққа Бӛліктер Газ шығыны, м 3 /сағ шаққандағы газ ҧзындығы, шығыны, м Q м 3 ж 0,55Q ж Q ж.ж Q е /(ч м) , , ,1+0,67=0, ,1+0,414=0, ,67+0,65=0, ,65+0,414=0, ,414+0,405=0, , , ,333+0,405=0, ,65+0,333=0, , , ,67+0,414=0, ,67+0,65=0, ,414+0,95=0, ,65+0,95=0, ,95+0,535=0, , , ,333+0,535=0, ,333+0,65=0, кесте Бӛліктердің саны ең соңғы нҥктеден бастап газ жҥру бағытына қарама-қарсы реттеледі. Мҧның себебі келесі бӛліктердегі газ шығынынын анықтауға қолайлы.

47 Бӛліктердегі газ шығындары анықталған соң олардың дҧрыстығын тексереміз. Анықталған шығындардың дҧрыстығын тексеру: 1) 9-7 бӛлігі: Q грп-9 = (Q п + Q тр ) уч.9-7 = (78+135) =1430 м 3 /сағ; ) 9-17 бӛлігі: Q грп-9 = (Q п + Q тр ) уч.9-17 = ( ) =1736 м 3 /сағ. Барлығы: = 3166 м 3 /сағ. Бҧл кӛрсеткіштің осыған дейін анықталған 5.-кестедегі есептеу шығынан айырмашылығы сәл ғана. Ескерту: егер кейбір тҧтынушылардың орналасу орны белгілі болса, онда олардың жалғану нҥктесі де дәлірек анықталады. Әр бӛліктердегі газдың есептеу шығыны белгілі болған соң қҧбырлардың диаметрін анықтауға кірісеміз. Жергілікті кедергілерді қосып есептегендегі газ қысымының жҧмсалуы мынаған тең: c P 1, ,1 ΔР ж = 910 Па. Газ кӛзінен тарайтын әрбір бағыттағы желілердегі ҧзындыққа шаққандағы қысым жҧмсалуын анықтаймыз. 1) бағыты l = 780м; ΔР/l = 910/780 = 1,17 Па. ) бағыты l = 830м; ΔР/l = 910/830 = 1,1 Па. 3) бағыты l = 780м; ΔР/l = 910/780 = 1,17 Па. 4) бағыты l = 880м; ΔР/l = 910/880 = 1,03 Па. Номограмма кӛмегімен есептеу шығыны мына ҧзындыққа шаққандағы қысым жҧмсалуы бойынша диаметрді қабылдаймыз. Есептеу нәтижелерін 5.4-кестесіне толтырамыз. Айнала жабық желілердегі ҥйлеспеушілікті анықтағанда 10%-дан кеткен жоқ. Есептеу дҧрыс орындалған. 47

48 Айнала жабық желілер саны I II III Саны Кӛрші айнала жабық желілер Айнала жабық желілерді гидравликалық есептеу нәтижелері Бӛліктер Ағымдардың алғашқы бӛлінуі Ҧзындығы, l, м Диаметрі d н S, мм Газ шығыны, Q P, м 3 /сағ Δр/ l, Па/м Δр, Па 5.4-кесте 1,1 Δр, Па , , II , II , , , δ = (-17 / 0,5 1113) 100% = 0,3% III , , I , III , , I , δ = (57 / 0,5 1357) 100% = 8,5% II , , , II , , δ = (-47 / 0,5 1447) 100% = 6,7%

49 Есептеудің екінші кезеңі. Қҧбырлар диаметрін біркелкілеуді ІІ-айнала жабық желіге жҥргіземіз. Осы желідегі қҧбырларды пайдалану Т = (300+50) 19+76( )=0990; Σ II l = 1110м. T 0990 d орт = 199. II l Зауыттарда мынадай диаметрлі қҧбыр шығарылмайтындықтан желіні осы диаметрге жақын 159 және 19 диаметрлі қҧбырлардан қҧрастырамыз. Бірақ 19 диаметрі есептеу шығынын қажетті қысымда ӛткізбегендіктен, оны 73-ке алмастырамыз. Желідегі 4-6, 15-6 бӛліктерінің диаметрі 159, ал қалған бӛліктерде 73-деп қҧрастырғандағы жаңа қҧбырларды пайдалану мынаған тең: Т' ж.іі = = Бірінші кезеңдегі есептеу нәтижесінен 17,8%-ға айырмашылық бар. Бҧл қосалқы қаржы желілердің жҧмыс сенімділігі артқандықтан ӛзін-ӛзі ӛтейді. Біркелкіленген орташа диаметр d б = 4мм. Диаметрлердің ӛзгеруіне байланысты есептеуді бірінші кезеңдегідей қайталаймыз. Есептеу нәтижелерін 5.5-кестесіне толтырамыз. Айнала жабық желілердегі ҥйлеспеушілік талапқа сәйкес мӛлшерде болмағандықтан гидравликалық теңестіру жҥргіземіз. Әрбір айнала жабық желілердегі тҥзету шығынын анықтаймыз p i 17 QI 0,56; 1,75 p/qi 1,75 17, Δp i 118 QII 66,1 ; 1,75 Δp/Qi 1,75 1,0 p i 16 QIII 8,3. 1,75 p/qi 1,75 14,81 Әрбір айнала жабық желілер шекарасындағы бӛліктердегі тҥзету шығыны мен жалпы тҥзету шығындарын анықтаймыз pij / Qij Q j (0, 0,) ( 66,1) Q I 1,5 ; p / Qi 17, ΔQ I = ΣQ' I + Q'' I = 0,56 1,5 = -0,94; Q II 1110 (0,1 0,1) 0,56 (0,14 0,17) 0,83,7; 1,0 ΔQ II = ΣQ' II + Q'' II = -66,1 +,7 = -63,4; Q III (0,14 0,17) ( 66,1) 1,4; 14,81 ΔQ III = ΣQ' III + Q'' III = 8,3-1,4 = 6,9. 49

50 Айнала жабық желі саны Саны Есептің екінші кезеңіндегі айнала жабық желілерді гидравликалық теңестіру 5.5-кесте Бӛліктер Ағымдардың алғашқы бӛлінуі Ағындар бӛлінуін тиянақтау Кӛрші айнала жабық желіле р Бӛлік ҧзынды ғы, l, м Диаметрі d н S, мм Газ шығыны, Q P, м 3 /ч Қысымның меншікті жоғалуы Δр/l, Па/м Қысым жоғалуы Δр, Па Δр/Q p Тҥзету шығыны ΔQ уч, м 3 /ч ΔQ уч, м 3 /ч ΔQ р, м 3 /ч Δр/l, Па/м Δр, Па Δр 1,1 Па , ,5-0,94-1 1, , ,1-0, , II ,05-8 0, 6,5,5 0,0 3 3,3 I 4-6 II ,05 8 0, -0,94 6,5 10,5 0, ,9 70 1,1-0, , , ,1-0, , δ = (17/0,5 789) 100% = 4,6% , δ = (-/0,5 55) 100% = 0,7% III , ,14-70, , ,7-81 0,15-63,4-587,4 0, II 4-6 I ,05-8 0,1-6,3-10,5 0, III , 86 0,17-63,94-70,3 166, , ,16-63,4 611,6 0, I ,05 8 0,1-6,5 -,5 0,0 3 3,3 δ = (118/0,5 685) 100% =34,4% 118 1,0 δ = (7/0,5 689) 100% = 7,8% II , ,14 70,3 1461,3 1, , ,5-6,9 34,9 0, III , 330 1,3-6,9 56,9, II , -86 0,17 6,9 70,3-156, , ,7-6,9-438,1 0, ,9-18,1 1, δ = (-16/0,5 1616) 100% = -6,7% ,81 δ = (-65/0,5 1517) 100% = -8,6%

51 Бӛлшектердегі тҥзету шығындарын есептей отырып, алдыңғы қабылданған диаметрге сәйкес жҧмсалатын қысымдарды анықтаймыз. Есептеу нәтижелерін 5.5-кестесінің оң жағына толтырамыз. Жаңадан анықталған ҥйлеспеушілік қойылатын талаптарға сәйкес. Осылайша екі жолмен жҥргізілген есептеулердің қай тиімдісі іске асырылуға ҧсынылады. Тұйық тармақтарды гидравликалық есептеу. Есептеу кезінде ескертілген жағдай қабылданған жҧмсалатын қысымды толығынан пайдалану. Есептеуді -1 тармағына жҥргізе отырып тҥсіндірейік. -1 тармағында жҧмсалған қысым. ΔР -1 = ΔР - Σ ΔР т.д. = Σ ΔР = 1000 ( ) = = = 487 Па. Есептеу нәтижелерін 5.6-кестесіне толтырамыз. 5.6-кесте Тұйық тармақтарды гидравликалық есептеу нәтижелері Тармақтар саны Ҧзындығы, l, м Q p, м 3 /сағ Жҧмсалатын қысым Δр, Па Δр/l, Па/м d н S, мм Δр/l, Па/м Δр, Па 1,1Δр, Па , ,93 3,5 55, , , , ,9 88,5 4 1, , ,63 157,5 173, , ,1 30,5 33, , , , , ,95 37,5 61,3 Қысым жҧмсалуын тексеру: бағыты ΔР = 769 Па; бағыты ΔР = 945 Па; бағыты ΔР = 816 Па; бағыты Δр = 757 Па. Берілген қысым орташа 78-94%-ке дейін жҧмсалған. Осымен есеп аяқталады. Осымен тӛменгі қысымдағы газ желілерін гидравликалық есептеулер аяқталады. 5.4 Жоғары (орташа) қысымдағы газ желілерін гидравликалық есептеу әдісі Бҧл желілер айнала жабық және тҧйық болып орындалады. Кішігірім қалаларда бір ғана, ал ҥлкен қалаларда бірнеше айнала жабық желілер қабылданады. 51

52 Орташа (жоғары) қысымдағы газ желілерін апатты жағдайға байланысты есептейді. Газ желілерінде апатты жағдайда шығынды келесі ӛрнекпен анықтайды: Q A = K қ Q h d,і, м 3 /сағ (5.3) мҧндағы, Q h d,і тҧтынушылардың (ӛнеркәсіп мекеме, қазандықтар және т.б.) максималды есепті газ шығыны, м 3 /сағ; К қ апатты жағдайда тҧтынушылардың газ шығынының тӛмендеуі (қамтамасыз коэффициент). Әр тҧтынушыларға тҥріне байланысты қамтамасыз коэффициенттердің мәні 5.7-кестеде берілген. 5.7-кесте Тұтынушылардың қамтамасыз коэффициенттері Газды пайдалану тҧтынушы Камтамасыз коэффициентінің мәні, К қ Газ реттеу орындар 0,8-0,85 Наубайхана 0,85 Аудандық қазандық 0,7-0,75 Ӛнеркәсіп мекеме 0,7-0,8 Ірі коммуналды мекеме 0,6-0,7 Гидравликалық есептеуді жҥргізуге қажетті кӛрсеткіштер: - тҧтынушыларға қажетті есептеу газ шығыны Q e, м 3 /сағ; - газдың бастапқы қысымы Р б, кпа; - газдың соңғы қысымы Р с, кпа; - желілер істен шыққан кезеңдегі тҧтынушыларды қамтамасыз ету коэффициенті К қ. Айнала жабық желілерді гидравликалық есептеу. Бҧл желілерді есептеудің тҧйық желілерді есептеуден айырмашылығы газ кӛзіне жақын бӛліктердің істен шыққан кезеңін қарастыруында. 1. Газ желісінің нобайы сызылып, әрбір бӛліктердің саны мен ҧзындықтары анықталады.. Ең қолайсыз екі кезеңдер (газ кӛзінің оң және сол жақтарындағы бӛліктер істен шыққандағы) белгіленеді. 3. Басты бӛліктен істен шыққан кезеңдердегі (апатты жағдай) тҧтынушыларға қажетті газ шығындары анықталады. Q һ d.a. = 0,63ΣK қ Q і, м 3 /сағ (5.4) мҧндағы, 0,63 желілердегі қосымша 0,63 шығынды белгілейтін коэффициент; Q і тҧтынушылардың есептеу шығыны, м 3 /сағ. 5

53 4. Айнала жабық желілердің бір немесе кӛбі екі диаметрден қҧрылуы жҧмыс сенімділігін арттырады деген тҧрғыдан желілердегі жалпы есептеу шығынын анықтаймыз Q e = 0,63 ΣQ і,ш. 5. Ҧзындыққа шаққандағы жҧмсалатын қысымдар квадратын анықтау мҧндағы, îðò l P б Р с орт 53, (кпа) /м (5.5) ñîë îí - газ беру кӛзінен сол және оң жақтарына жылжу кезінде соңғы нҥктеге дейін жолдың орташа ҧзындығы. 6. Q e және P l кӛрсеткіштеріне қарап номограммадан (5.- сурет) диаметр қабылданады. Осы қабылданған диаметрге сәйкес екі кезеңге де есептеулер жҥргіземіз. Қабылданған диаметрлер дҧрыстығы екі кезеңге де мына теңдеумен тексеріледі P c P б n i1 P, кпа. Анықталған соңғы қысым алдын ала қабылданған дәрежеден кӛп болуы керек. Аз болған жағдайда кейбір бӛліктер диаметрлері ӛзгертіледі. 7. Істен шыққан кезеңдерге қабылданған диаметрлерді қалыпты кезең де тексеру. Желідегі газдың тҥйісу нҥктесі анықталып есептеулер қайталанады. Тҥйісу нҥктесіндегі қателік δ тӛменгі қысымда анықталған жолмен есептелінеді. Қажет жағдайда тҥзету шығыны есептелінеді. 8. Тҧйық тармақтарды гидравликалық есептеу Есептеуді алғашқыда істен шыққан кезеңдерге жҥргізіп, қабылданған диаметрді қалыпты жағдайда тексереміз. Істен шыққан екі кезеңдегі әрбір тармақтар басындағы қысым анықталады. Сол екі кӛрсеткіштің азына есептеуді жҥргіземіз. Осы қабылданған диаметрлер мен соңғы қысым айнала жабық желі есептеуінде кӛрсетілгендей тексереді. Гидравликалық есептеулерге мысалдар қарастырайық. Мысал 5.. Сурет 5.7- кӛрсетілген айнала жабық желісіне гидравликалық есептеу және апатты жағдайда берілген қамту коэфицентіне байланысты К қ = 0,6 диаметрін таңдау. Газ тарту стансасынан кейін Р б = 0,4 МПа (абс), екінші нҥктеде Р с() =0,1МПа (абс), а жетінші нҥктеде

54 Р с(7) =0,5МПа (абс). Бӛліктердің ҧзындығы, соңғы тармақтардың нҥктелерінде және тҥйіндердің шығындары 5.7 суретте және 5.8 кестеде келтірілген. Тҧйық тармақтардың соңғы нҥктелерінде қысым 0, МПа (абс). Тҧтынушылар табиғи газды қолданады (ρ r =0,73 кг/м 3 ) Шешуі: Тҧтынушылардың апатты газды шығыны анықталады 4 3 Qàï, 8 Qàï,10 Ê ê Qi 0,6 1, 10 7,ì / сағ; 3 3 Qàï, 7 Qàï,9 6,10 ì / сағ; Qàï, 4 Qàï,6 0,6 0,8 10 4,810 ì / сағ;. Апатты жағдайда газ желісінің есепті шығынын анықтаймыз п 3 Qе, ап kк Qi 0, (7, ) 1,7 10 i 3 м 3 / саг 3. Ҧзындыққа шаққандағы қысым жҧмсалу квадратын анықтаймыз: ð ðá ð îðò ñ (400) (10) 11,6 10 0,5 ( ) ( êïà ) 46,4 ì 4. Номограмма 5.-сурет бойынша 37х7-бӛліктер 3-4; 4-5; 5-6; -3; ал бӛліктер 1-; 1-7; 7-6 диаметр 35х8. 5. Ең басты 1-7 (І нҧсқа) және 1- (ІІ нҧсқа) бӛліктері істен шыққан кезеңге гидравликалық есептеулер жҥргіземіз. Есептеуді 5.8- кестесін толтыра отырып жҥргіземіз. 5.7-сурет. Бір сақиналы газ құбырларының орташа қысымының сұлбасы 54

55 5.8 кесте Апатты жағдайда гидравликалық есептеу 1-7 бӛлігі істен шыққан 1- бӛлігі істен шыққан d н хs,мм l,м Qх10 3 м 3 /сағ δр /l, кпа δр кпа d н хs,мм l,м Qх16 3, м 3 /сағ δр /l, кпа δр кпа м м х х , , , ,7 600, ,7 00 5, , , , , , , х ,10 1, х , 6, Апатты тәртіпте және 7 нҥктелерде соңғы қысымдарды анықтау; Pàï Pí Ð (400) êÏà ( ) Есептеу кезінде алдын-ала бӛліктерден қабылдаған диаметрлерді қалдырамыз. 5.7 суретте тҥйісу нҥктесін қабылдаймыз және алдынала бағыттарға бӛлеміз. Гидравликалық есептеуді қалыпты жағдайда жүргізу. Реттеу стансасынан екі бағытта жылжыған ағымдардың алғашқы бӛлінуін Q, анықтап, тҥйісу нҥктелерін белгілейміз. Тҥйісу нҥктелерінен ағымдарға қарсы бағытпен жылжи отырып, газ шығынын анықтаймыз. Есептеуді 5.9 кестені толтыра отырып жҥргізейік. 5.9 кесте Бӛліктер бӛл, Шығындардың алғашқы бӛлінуі м Q e, м 3 /сағ δρ /, δρ δρ кпа /м (кпа ) Q p м 3 /сағ , , , , , , , , , ,06 8. Ҥйлеспеушіліктің пайызын анықтау 9. Әр бӛлікке Pàï Pá ð (400) êÏà i Q e, i тҥзету шығынын анықтау. ( 7) , % = 100% 6,3 10% қатынасын анықтаймыз. Әр шеңберге тӛмендегідей 55

56 Бӛліктер Бӛліктер 1 3 Q= - 180ì / 4 ( n 1 n ) i ø Q e i ø , Шеңбердегі бӛліктерде газ ағымының бӛлінуін анықтап гидравликалық есепті орындау. Есептеу нәтижелерін 5.10 кестеге толтырамыз кесте Газ желілерін қалыпты жағдайда есептеу бӛл Q e,м 3 /сағ êïà ì Газ ағымының соңғы бӛлінуі, Бӛліктегі қысым, кпа кпа бастапқы ρ δ соңғы м P P , , , Ҥйлеспеушіліктің пайызын анықтау % = % 3,7% 10% 0, Шеңбердің әр нҥктесінде қалыпты жағдайда қысымның мәнін анықтаймыз. Есептеу нәтижелерін 5.10 кестеге толтырамыз. 13. Тҧйық тармақтарды есептеу. Соңғы тҧтынушыларда, яғни 8,9,10 нҥктелерде қысымдарды 00 кпа (абс) деп алдын-ала қабылдаймыз. Есептеу нәтижелерін 5.11 кестеге толтырамыз кесте Тұйық тармақтарды есептеу áîë, Q e, м 3 /сағ ì êïà Бар қысымы êïà, ì d c хs, мм c íàêòû áîë 1,1 1,1 δρ, íàêòû (кпа) х4, х х4, х х6, х4,

57 6 ТАРАУ. ГАЗ РЕТТЕУ ОРЫНДАРЫ 6.1 Газ реттеу орындарын және қондырғыларын орналастыру Газ реттеу орындары (ГРО) елді мекендерде, қалаларда және ӛнеркәсіп пен коммуналдық мекемелер ауласында орналасса, газ реттеу қондырғылары (ГРҚ) газбен жабдықталған жеке ғимараттардың ішінде орындалады. Газ реттеу орындары келіп жатқан газ қысымдарына байланысты орташа қысымдағы 0,3 МПа дейінгі және жоғарғы қысымдағы 1, МПа дейінгі болып бӛлінеді. Қолданылуына қарай ГРО желілік және объектілік болып тҥрленеді. Желілік ГРО негізінде тӛменгі орташа қысымдағы желілерге орнатылып, газ есептегішпен қамтамасыз етілмейді. Объектілік ГРО-ның желіліктен айырмашылығы, мҧнда газ есептегішінің орналасуында. ГРО негізінде бӛлек орналастырылады. Кішігірім ГРО-лары қабырғаларға немесе бағандарға бекітілген темір шкафтарда орналасуы мҥмкін. Газ реттеу орындарын жылыту қажеттілігінің климаттық кӛрсеткіштерге байланысты. Жылыту қондырғылар жеке бӛлмелерде орналастырылады. ГРО бӛлмелерінде табиғи жарқындату сонымен қатар желдету болу керек. Ғимараттарға және имараттарға дейін минималды арақашықтықтар 6.1-кестеде келтірілген. Қысымға байланысты арақашықтар 6.1-кесте Объект Қысым мӛлшері 0,5 МПа дейін 0,6-1, МПа дейін Арақашықтық, м Ғимараттар мен имараттарға дейін Темір жол және трамвай жолдарына дейін (ең жақын рельс жолына) Кӛлік жолдары 5 8 Жердің ҥстінде орналасқан Тіректік биіктіктен 1,5 м кем электросымдарына дейін болмауы керек 57

58 Газ реттеу орны және бақылау ӛлшегіш аспаптары (6.1-суретте) келтірілген, ал сҧлбасы (6.-суретте). Жоғары немесе орташа қысымды газ тӛмендегі ретпен орналасқан қондырғылардан ӛтеді: - ысырма және шүмек (қҧбырдың диаметрі 100-дейін майланған тығынды кран, одан жоғары ысырма қолданылады); - сүзгі (газды шаң-тозаңдардан тазартады); - қысымның есептелген жоғары немесе тӛменгі деңгейлерінен ауытқып кеткен кезеңдерінде газ келуін тоқтатып қоятын жабылмалы сақтаушы клапан (ЖСК); - қысым реттегіш (қысымды тӛмендету жіне бір деңгейде ҧстап тҧру ҥшін арналған); - сақтандырғыш сыртқа бағыттағыш клапаны газдың қысымы жоғары деңгейден асып кеткен кездегі артық газды сыртқа шығарып тҧратын сақтандырғыш сыртқа бағыттау клапаны (ССБК); 15511,-үрлегіш құбыр;,3,1,17- шүмек, 4,- серіппелі қысым ӛлшегіш; 5,6,7,8,1,15,-қысым ӛлшегіш; 9-термометр; 10-ысырма; 11-сүзгі; 13-жабылмалы сақтаушы клапан; 14-қысым реттегіш (маркасы РДУК - 50/35); 16,19-қысымды қадағалау және тӛгінді құбыр; 0,1 байпас және ысырма 6.1-сурет. Газ реттеу орындарындағы қондырғылардың орналасуының жалпы көрінісі 58

59 1- қысым реттегіш(маркасы РДУК --100); - жабылмалы сақтандырғыш клапан (маркасы ПКН -100); 3-сүзгі; 4-сақтандырғыш сыртқа бағыттағыш клапан; 5-байпас; 6- қысым мӛлшерін анықтайтын құбыр 6.-сурет. Газ реттеу орнының сұлбасы Сақтандырғыш сыртқа бағыттағыш клапаны жабылмалы сақтандырғыш клапанның жоғары қысым деңгейінен тӛменірек деңгейге орнатылады. Оның себебі ССБК жабылмалы сақтаушы клапан іске қосылып газ келуін тоқтатпау. Іске қосылған ЖСК-ның тек қана қадағалап жҥретін жҧмысшылар кӛмегімен ғана ашылып, газ ӛтуге мҥмкіншілік беріледі. Газды тазалау кезінде сҥзгілер қолданылады. Мәскеу газжобалау институтының жасауы бойынша дайындалған сҥзгі кӛрсетілген (6.3-сурет). 1-корпус; -кассета; 3-шатыр (қатты қалдықтарға); 4-штуцер. 6.3-сурет РДУК қысым реттегіштерге сүзгі 59

60 Қатты қалдықтар сҥзгінің тӛменгі жағында, ал шаң-тозаңдар торлы-қылды кассеталарға жиналады. Сҥзгіде 10 кпа-дан кӛп болмауы керек. Пайдалану кезінде қысым 3-5 кпа болады, одан жоғары болған жағдайда сҥзгіні қалдықтардан тазалайды. Газ реттеу қондырғыларда қҧбырлардың диаметрі 50 мм-ге дейін бҧрышты торлы сҥзгі қойылады 6.4-сурет. 6.4-сурет. Бұрышты торлы сүзгі Сҥзгілердегі қысым жҧмсалуы және олардың сипаттамалары 6.-кестеде келтірілген. 6.-кесте Сүзгілердегі техникалық сипаттамлары Қҧбырлардың диаметрі, Мм Сҥзгі маркасы максималды қысым, МПа Газ шығыны, м 3 /сағ Сҥзгіге дейінгі қысымдар, МПа 0,05 0,1 0, 0,3 0,6 Тор сҥзгі 5 ФС-5 1, ФС-40 1, ФС-50 0, Қылды кассеталық сҥзгі (қҧйылған) 80 ФВ-80 1, ФВ-100 1, ФВ-10 1, Қылды кассеталық сҥзгі (пісірілген) 50 ФГ , ФГ , ФГ , ФГ ,

61 6. Қысым реттегіштер Маркасы РДСГ қысым реттегіштер Қысым реттегіштердің негізгі мақсаты қысымның деңгейін тӛмендету және тҧтынушылардың газ аспаптары алдында қажетті деңгейде ҧстап тҧру (шығынның ӛзгеруіне қарамастан). Қысым реттегіштер жҧмысына байланысты екі тҥрлі болады: тікелей және қосымша қондырғылар арқылы жҧмыс атқаруы. Сҧйытылған газдарға әртҥрлі қысым реттегіштер қолданады (6.5, 6.6, 6.7-суреттер). 1- тығыздайтын тӛсем; -штуцер; 3-сүзгі; 4- отырғыш (седло); 5- втулка; 6-плунжер; 7-қорғау бұйым; 8-бұранда; 9-жапқыш; 10-серіппе; 11- штуцер; 1-корпус; 13-мембрана; 14-жазық бет; 15-шток 6.5-сурет. РДСГ 1-1, қысым реттегіш 1-штуцер; -плунжер; 3-ось; 4-тіреу; 5-корпус; 6-шайба; 7- тығырық; 8-серіппе 6.6-сурет РДСГ 1-0,5 қысым реттегіш 61

62 1- штуцер;,8,13,14,3,7- серіппе; 3,1,4,7- корпус; 5,9-қақпаша; 6-нығыздағыш; 10,15-ось; 11-иін; 16,6- ӛзектер; 17-тұтқа; 18-қақпақ; 19-ершік; 0-тарелка; 1,5-мембрана; -сақина; - жұмыр (шарик) 6.7-сурет РДСГ--1 («Балтика») қысым реттегіш Негізгі техникалық сипаттамалары 6.3-кестеде кӛрсетілген. 6.3-кесте РДСГ қысым реттегіштердің техникалық сипаттамалары Кӛрсеткіштер РДСГ 1-0,5 РДСГ1-1, РДСГ -1,0 «Балтика» Газдың қысымы: Кіру, МПа Шығу, кпа 1,6 0,-0,36 Газ шығыны, м 3 /сағ 0,5 1, 1,0 Қысым реттегіштің массасы 0,4 0,5 0,4 Маркасы РД қысым реттегіштер Тӛменгі қысымдағы газ желілерін тҧтынушыларын газбен қамту кезінде РД3М (6.8,а-сурет) және РД50М (6.8,б-сурет) қысым реттегіштер қолданады. Қысым реттегіштерді газ шығын қолдануына қарай қақпақша ерігішінің диаметрлері әртҥрлі болады (6.4-кесте). Сонымен қатар шығу қысымына байланысты серіппелілер арқылы қажетті қысымдарды орнатады: 6

63 а) тӛменгі газ желілеріне табиғи газды пайдалану кезінде 0,9-,0 кпа (90-00 кгс/м ); б) сҧйытылған газдарды (3,0-4,0 кпа). РД қысым реттегіштер максималды газдың кіру қысым 1,6 МПа (16 кгс/см ) жҧмыс атқарады. Қысым реттегіштерден кейін қысым 1-3 кпа деңгейінде болуы мҥмкін. 1-мембрана; -серіппе; 3-сомын; 4-бұрама; 5-қақпақша; 6-ниппель; 7- қақпақша ершігі; 8-тығын; 9-құбыр; 10-рычаг; 11, 1-жабылмалы сақтандырғыш қақпаша 6.8-сурет РД3М (а) және РД50М (б) 63

64 РД-3М және РД-50М қысым реттегіштердің сипаттамасы Техникалық РД-50М кӛрсеткіштер Клапан диаметрі, мм Кіру қысым, МПа 0,3-1,0 0,005-0,3 1,- 1,6 0,6-1, 0,3-06 0,1-0,3 0,001-0,1 Шығу қысым, кпа 0,9-,5 Ӛткізу қабылеті, м 3 /сағ. Жабылмалы сақтан-дырғыш клапанның жҧмыс атқару кезеңі: -тӛменгі қысымға 800 се-ріппе (пружина) ор-наласуы кезінде, Па; жоғары қысымдағы серіппе (пружина) орналасуы кезінде, Па Марксы РДУК қысым реттегіш кесте Қысым реттегіш РДУК қысымдарды жоғары деңгейден жоғарыға, орташа, тӛменгі әлде орташа қысымды орташа және тӛменгі деңгейді жеткізуге арналған. Қысым реттегіш ҥш тҥрлі болады: РДУК-50, РДУК-100 және РДУК-00, корпустың шартты диаметрлері 50, 00 и 00 мм, кӛмекші қондырғы (пилот) тӛменгі маркасы (КН) және жоғары маркасы (КВ) қысымға. Газ шығынын ӛзгертуге арнайы қақпақша ершігі және клапанмен жабдықталған диаметрлері 50, 70 мм РДУК- 100, диаметрлері 105 және 140 мм РДУК-00. Қысым реттегіш РДУК-50 қақпаша ершігі және клапанның диаметрлері 35 мм. Кӛмекші қондырғы (пилот) маркасы КВ айырмашылығы маркасы КН қондырғыдан мембрананың жалпы кӛлемімен және қаттылау серіппенің орналастыруы.

65 Қысымның деңгейі 0,0005-0,06 МПа аралығында КН кӛмекші қондырғыны қолданады, ал қысым 0,06-0,6 МПа аралығында маркасы КВ қондырғы. РДУК қысым реттегіштің сҧлбасы 6.9-суретте кӛрсетілген. Қысым реттегіштің жҧмыс атқаруын қарастырайық. Мысалы, газдың шығыны кӛбейген кезде қысым реттегіштен кейін және 14 мембрананың астында азаяды. Серіппе 15 әсерімен клапан 11 жоғары кӛтеріледі. Газ шығыны кӛбейеді. Мембрана 3 және клапан 1. Ал газдың шығыны тӛмендеген кезде, газдың қысымы реттегіштен кейін және мембрананың ҥстінде жоғарлайды. Соның әсерімен кӛмекші қондырғының клапаны 1 тӛмен тҥседі. Тҧтынушыларға берілетін газдың шығыны азаяды. 6.9-сурет. РДУК қысым реттегіштің сұлбасы Қосымша қондырғылар Жабылмалы сақтандырғыш клапандар. Жабылмалы сақтандырғыш клапан ПКН және ПКВ (6.10-сурет) кӛрсетілген. Клапандары 50, 80, 100 және 00 мм шартты диаметрі болады. Ашық кезінде клапанды кӛтергіш рычаг 4 ҧстап тҧрады. 65

66 1-бағыттаушы; -белгілегіш; 3-айыр темір, 4-ілгіш сақтандырғыш; 5- клапан орналасқан орын, 6-клапан; 7,10-шток; 8-кӛтергіш рычаг; 9-мембрана; 11-соққыш; 1-тіреуіш сақина; 13-сердечник, 14-бұранда; 15,19-серіппе; 16-ілгіш; 17-сальник; 18-рычаг 6.10-сурет. Жабылмалы сақтандырғыш клапан 6.11-суретте мембрана-серіппелі сақтандырғыш сыртқа бағыттау клапаны кӛрсетілген. 1-реттегіш винт; -серіппе; 3-мембрана; 4-тығыздау; 5-газ шығу құбыры 6.11-сурет 66

67 РДУК қысым реттегіш пен ЖСК мына деңгейлерге орнатылады: РДУК Р (тиімді) = 3000 Па; ЖСК Р тӛм = 000 Па; Р жоғ = 3450 Па. Мҧндай клапандар 5 және 50 мм шығарылып 0,001-0,15 МПа аралығындағы артық қысымға есептелген. Мембрананың жоғарғы қуысы қадағаланатын қысымды болады. Егер осы қысым серіппенің орнатылған кҥшінен асып кетсе, онда мембрана тӛмендеп 3 клапанды ашып, газдың артығын сыртқа шығарып жібереді. 6.3 Қысым реттегіштің газ өткізу қабілетін анықтау Газ ағымы реттегіштің кедергілерін ӛтеді. Сондықтан да оның статистикалық қысымы тӛмендейді. Клапандағы жҧмсалған қысым аз болғандықтан газ тығыздығын тҧрақты деп қабылдауға болады. Мҧндай жағдайларда газ сығымдылығын ескеруге болады ΔР/Р 1 0,08. Қысым реттегішінің газ ӛткізу қабілетін белгілі гидравликалық кедергі коэффициенті арқылы анықтаймыз ΔР = 67 w мҧндағы, ΔР реттегіште жҧмсалған қысым; w газ жылдамдығы; ρ газ тығыздығы; Р 1 реттегішке дейінгі газ қысымы. Жылдамдықты шығын арқылы белгілейміз. Q = F р / P / (6.1) мҧндағы, F р реттегіштің шартты ӛзгеру ауданы; ξ ӛзгерту ауданынан келтірілген реттегіштің гидравликалық кедергі коэффициенті. Осы ӛрнекті СИ жҥйесіндегі ӛлшем бірлігіне сәйкес жазамыз Q = 509 F р / P / (6.) Тығыздығы ρ = 1000 кг/м 3 бір сағатта клапан арқылы ӛткен су мӛлшерінің (м 3 ) клапанда жҧмсалған қысымның 0,0981 кезеңіндегі ӛткізгіш қабілеті коэффициенттін К υ қолданамыз. Бҧл коэффициент К υ реттегішінің газ ӛткізу ауданы мен жергілікті кедергілер коэффициентін есепке алады. Ӛткізгіш қабілетінің мәнін орынына қоямыз P Q = 101 K v. (6.3) Енді ΔР/Р 1 жағдайын қарастырайық, яғни газ сығымдылығын ескеру. Мҧнда газ тығыздығының ӛзгеруі де ескеріледі. Кӛрсеткіштер мәндерін орнына қойып ӛрнекті тҥрлендіреміз

68 6 1 Q 0 f 1,4610 (6.4) T z мҧндағы, α шығын коэффициенті; ε тығыздықтың ӛзгеруін кӛрсететін коэффициенті; z 1 газ сығылу коэффициенті. Ӛрнектегі α f кӛбейтіндісін К υ арқылы белгілесек мынадай ӛрнек шығады: Q0 560 K (6.5) 0 T1 z1 Бҧл ӛрнек газ ағымының шекті мӛлшеріне дейін қолданылса, шекті мӛлшер кезеңінде мынадай ӛрнекпен анықталады: Q K ( / ) 1 ш кр P1 (6.6) 0 T z1 Кейбір кӛрсеткіштер белгілі жағдайларда мына ӛрнек арқылы есептеуге болады: Q Q T (6.7) K 0 ГРО гидравликалық есептеуде және қондырғыларын таңдауда негізгі техникалық қҧбырларындағы, газдың жылдамдықтарын алдын ала қабылдап алынған қысым жҧмсалуына байланысты тексереді. Қысым жҧмсалуы қҧбырларда 5-тен 10 кпа дейін қабылданады. Бҧл қысым қҧбырларда, тығындар крандарда, сҥзгіде және жабылмалы сақтандырғыш клапандары жҧмсалу қысымның қосындысы болып табылады. ГРП қондырғысын таңдау және гидравликалық есептеулер мынандай тәртіппен орындалады: 1. Негізгі техникалық жолдағы жҧмсалатын қысым қабылданады да, реттегіштегі (реттегіш клапандағы) жҧмсалатын қысым анықталады: ΔР = min 1 - Р - ΔР ж, МПа min мҧндағы, 1 қысым реттегіш алдындағы газ қысымының минималды мӛлшері, МПа; Р реттегіште кейінгі қысым, МПа; ΔР ж газ реттеу орындағы жҧмсалған қысым қосындылары, МПа.. Қысым ретегішінің жҧмыс кезеңі анықталады: min 1 K 0 K 0,5 (қысым реттегіш клапаннан ӛткен газ ағымының шекті мӛлшеріне дейінгі кезең) бірінші жағдай; 0,5 (ағын шегіне жеткен кезең) екінші жағдай; min 1 68

69 3. Қысым реттегіштен кейінгі ағындарға байланысты бірінші және екінші жағдайда ӛткізу қабілеттері (6.8, 6.9) формулалырмен анықталады: Q0 560 K Q K 1, (6.8) 0 T z1 ( / ) 1 ш кр P1. (6.9) 0 T z1 мҧндағы, К υ қысым реттегішінің газ ӛткізу қабілеті (6.5-кесте); ξ, ξ ш газдың тығыздығынан ӛзгеруін кӛрсететін коэффициенті номограммадан қабылдаймыз; z 1 газ сығылу коэффициенті; ΔР реттегіште жҧмсалған қысым, МПа; ρ 1 қысым реттегіштен кейінгі қысым МПа; ρ 0 газдың тығыздығы, кг/м 3 ; Т қысым реттегішке дейінгі температура, К. 4. Ӛткізу қабілетіне байланысты қысым реттегіш қабылданады 6.5- кесте және оның ӛткізу қабілетін тексереді. ҚНжЕ * бойынша қысым реттегіштің ӛткізу қабілеті 15-0% максималды сағаттың шығыннан кӛп болуы керек. Қысым реттегіштің ӛткізу қабілеті К υ Қысым рететгіштің К υ Қысым рететгіштің тҥрі К υ тҥрі РД-0-5 РД-5-5 РД-5-6,5 РД-3-5 РД-3-6,5 РД-3-9,5 РД РД РД-50-5 РД-3М-4 РД-3М-6 РД-3М-10 РД-50М-8 РД-50М 0,5 0,5 0,9 0,5 0,9 1,9 3,7 7,9 13,7 0,5 0,8 1,4 1,7 1,7 РД-50М-11 РД-50М-15 РД-50М-0 РД-50М-5 РДУК--50/35 РДУК--100/50 РДУК--100/70 РДУК--00/105 РДУК-0-/140 РД РД РД РД РД ,3 5, кесте 5. Техникалық кӛрсеткіштерге байланысты (6.6-кесте) сҥзгі таңдалады. 69

70 Шартты диаметр, мм Сүзгілердің техникалық кӛрсеткіштері Газдың ΔР =5 кпа-кезінде Фильтр қысымы, максималды кӛлемі, м МПа ӛткізгіштік 1,6 1,6 0,6-1, 0,6-1, 0,6-1, Сеткалы сҥзгі Қылды сҥзгі 3000/ / / ,041 0,0070 0,05 0,14 0, кесте Масса, кг 7,5 9,0 60/95 15/ /456 Сҥзгідегі қысым жҧмсалуы келесі ӛрнекпен анықталады: Q, кест 0 c ж Q, кпа (6.10) c 0, кест ΔР с 5 кпа-дан аспауы керек (6.10) ӛрнекте «кест» деп белгіленген мағыналар кестеден алынғандарын кӛрсетеді. 6. Газ қҧбырларындағы реттегішке дейін (5 м/сек) және реттегіштен кейінгі (40-45 м/сек) газдың жылдамдықтары анықталады: W Q 10 4 o F , м/с (6.11) мҧндағы, Ғ газ қҧбырларының кӛлденең қимасының ауданы, см ; Р о 0,1 МПа физикалық атмосфера; Р қҧбырдағы газдың қысымы, МПа (абсолюттік). 7. Газдың жылдамдығына байланысты крандардағы, жергілікті кедергілердегі, ЖСК, қысым реттегішке дейінгі және қысым реттегіштен кейінгі қысым жҧмсалуын анықтаймыз: w 3 ΔР ж.қ. = 10, кпа (6.1) o мҧндағы, Σξ жергілікті кедергілерінің маңыздары 6.7-кестеден қабылдаймыз. 6.7-кесте Жергілікті кердігілер коэффициенті ξ Жергілікті кедергілер Маңыздары тҥрі Реттегішке дейін Реттегіштен кейін Кран ЖСК Диаметрлер ӛзгеруі ,55 Барлығы: 7,55 70

71 8. Жҧмсалуы қысымның мәнін анықтап оны алдан ала қабылдап алынған ГРО жҧмсалаған қысымдарының қосындыларымен салыстырамыз ΣΔР і = ΔР с + ΔР қ.д. + ΔР қ.к. Р ж, кпа (6.13) мҧндағы, Р с сҥзгідегі қысым жасалуы, кпа; ΔР қ.д., ΔР қ.к. қысым реттегішке дейінгі және қысым реттегіштен кейінгі қысым жҧмсалуы, кпа. Мысал 6.1. Тӛменгі кӛрсеткіштерге байланысты газды сҥзгіні таңдау: газ шығыны 600 м 3 /сағ, тығыздығы 0,8 кг/м 3 және басты абсолюттік қысымы 0,3 МПа, Р = 0,7 МПа, ΔР = 5 кпа. Шешуі: 6.6 кесте бойынша қҧбырдың диаметрі Д = 50мм кілді сҥзгіні қабылдауға мҥмкіндігін тексереміз. а) (6.10) ӛрнек бойынша 600 0,695 0, ,95 0,73 Р с = 5 9, 54 кпа ΔР с >5 кпа бҧл жағдайда қҧбырдың диаметрін Д = 100мм қабылдаймыз ,695 0, ,95 0,73 Р с = 5 1, 5 кпа ΔР с <5 кпа, Д = 100мм сҥзгіні қабылдаймыз. Мысал 6.. ГРО қондырғыларын және бақылау-ӛлшегіш аспаптарын таңдау. Табиғи газ шығыны 100 м 3 /сағ, газдың басты қысымы 90 кпа ГРО кейінгі қысым 3 кпа. Шешуі: Қҧбырдағы қысым жҧмсалуы, кранда, жабылмалы сақтандырғыш клапанда, сҥзгіде қысым жҧмсалуы алдын ала 7 кпа деп қабылдаймыз. 1. Реттегіштегі жҧмсалатын қысым анықталады ΔР = = 80 кпа.. Қысым реттегішінің жҧмыс кезеңін анықтаймыз ΔР /Р 1 = 80/190 = 0,4 < 0,5. Қысым реттегіш клапанан ӛткен газ ағымының шекті мӛлшеріне дейінгі кезең. 3. Қысым реттегіштен кейінгі ӛткізу қабілетін анықтаймыз К υ = , ,190,08/ 0,

72 кесте бойынша К υ = 38; РДУК /50 қабылдаймыз. Ӛткізу қабілетін тексереміз 0,190,08 0,73731 Q o = , м 3 /сағ Ӛткізу қабілеті шығыннан 16% асты, ҚНжЕ * қанағаттандырады кесте бойынша кілді сҥзгіні Д=100мм қабылдаймыз. Қысым жҧмсалуын есептейміз. Р =700 кпа; ΔР=5 кпа; ρ=0,73 кг/м 3 ; Q=15000 м 3 /сағ. (6.10) ӛрнек бойынша, сҥзгідегі қысымды анықтаймыз 100 0, ,95 ΔР = 5 1 0, 117 кпа 6. Газдың қҧбырлардағы жылдамдығын анықтаймыз а) қысым реттегішке дейінгі (Д=100мм) б) қысым ретегіштен кейінгі 7. Қысым жҧмсалуы 0,1 0,19 W = м/с; а) қысым реттегішке дейінгі 0,1 0,103 W = 41 м/с. б) қысым реттегіштен кейінгі 0,19 0,1 ΔР ж.қ. = 7 0,73 1, 53кПа; 41 0,103 0,1 ΔР ж.қ. =,55 0,73 1, 61кПа. Қысым жҧмсалуының қосындысы мынаған тең: ΔР Σ = 0, ,53 + 1,61 = 3,5 кпа. Бҧл санның мәні 3,5 кпа, ГРО қысым жҧмсалуынан (7 кпа) кем. Осымен гидравликалық есеп аяқталады. 7

73 7 ТАРАУ. ТҦТЫНУШЫЛАРДЫ СҦЙЫТЫЛҒАН ГАЗБЕН ЖАБДЫҚТАУ 7.1 Сұйытылған көмірсутекті газдар, олардың негізгі қасиеттері Сҧйытылған газ деп қоршаған ауа температурасы мен атмосфералық қысымда газ кҥйінде болып, ал сол температурада қысым жоғарылаған кезде сҧйық кҥйге енетін кӛмірсутекті газдарды айтады. Сҧйытылған газды қҧрайтын пропан, бутан алкандар қатарына жатады. Олар С n H n+ ӛрнегімен белгіленеді. Мҧндағы, n кӛмірсутек саны. Мысалы: n =, С Н 6 этан; n=3, С 3 Н 8 пропан; n = 4, С 4 Н 10 бутан. Алкандар тҥссіз зат, иісі мҧнайдың иісіне келеді және суда мҥлде ерімейді. Олар басқа заттармен қиын байланысқа тҥседі. Сҧйытылған газдардың қолайлығы оларды сҧйық кҥйде сақтап, тасымалдап газ кҥйінде қолданылады. Қолданылатын сҧйытылған газдарға ең басты пропан, бутан және этан жатады. Ҥй-жай, тҧрмыстық тҧтынушыларға сҧйытылған газдардың ҥш тҥрі жіберіледі. 1. Қыстық техникалық пропан-бутан қоспасы - СПБТЗ (пропан мӛлшері 75%-тен кем болмауы керек).. Жаздық техникалық пропан-бутан қоспасы СПБТЛ (бутан 60% аспауы керек, пропан 34%, этан 6%) СПБТЛ. 3. Техникалық бутан БТ (бутан 60%, этан 6% кем болмауы керек). Негізгі газ пропан болып табылады, оны 35 0 С температурада қолдануға болады. Газ қҧрамына қойылатын талаптар 7.1-кестеде кӛрсетілген. 7.1-кесте Сұйытылған газдардың құрамы Кӛрсеткіштер 73 Сҧйытылған газ маркалары СПБТЗ СПБТЛ БТ Газ қҧрамы, % этан, кӛп емес пропан, кем емес бутан, кем емес кӛп емес сҧйық қалдықтар, кӛп емес 1 - Қаныққан қысым, МПа 45 0 С, кӛп емес кем емес 1,6 0,16 1,6-1,6 - Кҥкірт сутегінің ҥлесі, % 0,003 0,003 0,003

74 Газ қоспаларының қысқы және жазғы болып бӛлінуі, сыртқы ауа температурасына байланысты. Осы температураға байланысты газ қоспалары және олардың қысымы да ӛзгеріп тҧрады. Қыс мерзімінде газбен жабдықтау жҥйелеріндегі қолданылып отырған сҧйытылған газ буларының қасиетті қысымын сақтап отыру ҥшін, оның қҧрамындағы жеңіл пропанның мӛлшері кӛп болғаны дҧрыс. Жазда пропан мӛлшерін азайтады. Мысалы, қыста пропан мӛлшері 75% кем болмауы керек. Олай болмаған жағдайда тӛменгі температурада сҧйық газдың буларының қысымы ӛте аз болар еді. Жазғы кезде пропан мӛлшерін 34%-ға дейін азайтады. Газбен жабдықтау жҥйелерінде ең қолайлы температуралық қасиетіне байланысты пропан жоғары бағаланады. Бҧл газды 35 0 С С температураларда қолдануға болады. Осы қасиетке байланысты пропан толтырылған баллондарды ҥй сыртында қолдануға болады. Сҧйытылған газдарды қолданған кезде бҧл газдардың ерекше қасиеттерін ескерген жӛн. 1. Сҧйытылған газдардың кӛлемдік ҧлғаю коэффициенттері ҥлкен, сыртқы ауа температурасы сәл жоғарылаған кезде қоймадағы газ кӛлемінің ҧлғаюы басталады. Сондықтан баллондарды қоймадағы сҧйық газбен толтырғанда, олардың жоғарғы бӛлігінде бос кеңістік (15%) қалдырады.. Сҧйытылған газдар ауадан біршама ауыр болады. Олардың тығыздығы -,5 кг/м 3. Сҧйытылған газбен жабдықтау кезіндегі есептеулер арнаулы кестелер мен диаграммалар бойынша жҥргізіледі. Мҧнда газды белгілі температураға байланысты бу қысымын Р, салмаққа шаққандағы кӛлемі (υ бу, υ с ), екі фазадағы сҧйық және газ тығыздықтары (g бу, g с ), жылу сақтау қабілеті (энтальпия), булану жылулығы және т.б. Сҧйытылған газдың кҥйін кӛрсететін Р-і диаграммасын қарастырамыз (7.1-сурет). Диаграммада абцисса тҥзуінде энтальпия (і) кӛрсетілген, ал ордината тҥзуінде қысым кӛрсетілген. Мҧндағы, К - сҧйық және бу кҥйіндегі тығыздықтардың теңдігін кӛрсететін шектеу нҥктесі, МКN шекаралық қисығы, Р-і диаграммасын ҥш аймаққа бӛледі:i- сҧйық,ii- бу,iii - аралас. МК шекаралық қисық әртҥрлі қысымдағы қаныққан сҧйықты білдіреді. 74

75 7.1-сурет. Р-і диаграммасы Бу мӛлшері мен сҧйық мӛлшері қатынасын қҧрғақтық дәрежесі х кӛрсетеді. Бҧл жҥйедегі будың ҥлесін кӛрсететін жіктелу х нҥктесінен басталады. Диаграммада температура тҥзулері Т (изотермалар). МК шекаралық қисықта Ж нҥктесі сҧйық қалпындағы салмаққа шаққандағы кӛлемді кӛрсетеді (υ с ), ал KN қисығындағы П нҥктесі будың салмаққа шаққандағы кӛлемін кӛрсетеді(υбу). Осы екі кӛлем белгілі болса, онда сҧйытылған газдың баллондардағы және сыртқы ауа температурасына байланысты баллондардың және қоймалардың ішіндегі қаныққан қысымды анықтауға болады. Ӛзара бір-бірімен химиялық реакциясы тҥспейтін идеалды газ қоспаларының қысымын Дальтон заңы анықтайды. Әрбір жеке газ компонент деп аталады. Және ол барлық кӛлемді алып, ол ҥшін жазылған кҥй теңдеуіне бағынады. Бҧл теңдеумен оның жеке (парциалды) қысымы анықталады. Қоспаның қысымы компоненттердің парциалды қысымдарының қосындысына тең: Рқос = ΣР i (7.1) мҧндағы, Р i і газдың парциалды қысымы. Газ қоспасының және бір-бірімен араласатын сҧйықтық қҧрамы молярлық ҥлесімен (газдар ҥшін r i, ал сҧйықтар ҥшін x i ), массалық ҥлесімен m i және кӛлемдік ҥлесімен V і беріледі. Молярлық ҥлес деп компоненттердің мольдерінің санын N i қоспаның жалпы мольдеріне қатынасын айтады, яғни 75

76 r i (x i ) = N i /ΣN i (7.) Компоненттің массасының М і қоспаның массасына ΣМ i қатынасын массалық ҥлес деп атайды: m i = М і /Σ М і (7.3) Сҧйық қоспалар ҥшін кӛлемдік ҥлесті қоспаның температурасы бойынша анықталған компонент кӛлемінің V і қоспаның кӛлеміне қатынасымен анықтайды: υ і = V і /Σ V қос (7.4) Газ қоспалары ҥшін кӛлемдік ҥлес компоненттің парциалды кӛлемін V і қоспаның кӛлеміне тең парциалды кӛлемдердің қосындысына бӛлгенге тең. Парциалды кӛлем деп қоспаның температурасы мен қысымы кезінде орналасқан кӛлемді айтады. Бойль Мариотта заңы бойынша: P і V қос = P қос V і (7.5) мҧндағы, р і және V і і компоненттің қысымы мен кӛлемі. Осыдан, V і = V см (р і /р қос ) (7.6) Авагадро заңы бойынша газдың тығыздығы келесідей анықталады: ρ = μ/v μ мҧндағы, ρ қалыпты жағдайдағы газдың тығыздығы, кг/м 3 ; μ газ киломольінің молекулярлық массасы, кг; V μ - 1 киломоль газдың алатын кӛлемі, м 3. Нақты газдарға жуық идеалды газдар ҥшін V μ =,4 м 3 /кмоль. Авагадро заңының негізінде газ қоспалары ҥшін мольдік және кӛлемдік ҥлестерді тең деп алуға болады. і компонентін алатын кӛлемін келесідей анықтайды: V i = N i V μ (7.7) Бҧл ӛрнекті кӛлемдік ҥлесті анықтайтын теңдеуге қойсақ υ і = r і болады: υ і = Vi V i V V N i ri (7.8) Ni Сондықтан газ қоспалары ҥшін мольдік (кӛлемдік) r i және массалық m i ҥлесті қолданылады. Қоспаның тығыздығы келесі теңдеумен анықталады: ρ см = M V кос кос ri i 1 1 mi i (7.9) 76

77 Орташа молекуларлық массаны μ см есептеуді газдың массасын киломоль саны бӛлу арқылы жҥргіземіз. Кӛлемдік қҧрамы берілген қоспа ҥшін, ñì ri i ri i i 77 ri i ri v V r ӛйткені, ρ і V μ = μ i ; Σr i = 1 Массалық қҧрамы берілген қоспа болса, 1 μ см = (7.10) m i i Ӛзара араластыратын сҧйық қоспаларының тығыздығын тӛмендегі теңдеуден анықтайды ρ см = xii i i 1 (7.11) xii 1 mi Орташа молекуларлық массасын келесідей анықтайды μ см = xii i i 1 xii 1 mi i i i i i i r i i (7.1) Жоғарыда айтылғандай, сҧйытылған газдардың бір-бірімен аралық қасиеті бар. Олар жеткілікті дәлділікпен Рауль заңына бағынады. Сҧйық кӛмірсутектердің қоспасын идеалды ерітінді деп санауға болады. Рауль заңы бойынша берілген компоненттің буларының қысымы келесідей анықталады: Р і = х i Р і қанық (7.13) мҧндағы, Р і і компоненттердің буларының парциалды қысымы; х i сҧйық қоспадағы і компоненттің молярлық ҥлесі; Р і қанық таза компонент буының қысымы. Сҧйық қоспасының буларының қысымы компонент буларының парциалды қысымының қосындысына тең. (7.13)-теңдеуді ескере отырып, Р қоспа қысымы анықталады; Р = Σρ і = Σх i Р і қанық (7.14) Әр компонент ҥшін Дальтон және Рауль заңдарын қолданып, парциалды қысымдардың теңдігін жазуға болады. Дальтон заңы бойынша бҧ фазасындағы і компоненттердің парциалдық қысымы келесі теңдеумен анықталады: Р і =r i Р (7.15)

78 Рауль заңы бойынша сҧйық фазадағы і компоненттің буларының парциалды қысымы мынаған тең: P і = х i Р і қанық (7.16) Теңестіре отырып, негізгі теңдеу аламыз: r i P = х i Р і қанық (7.17) ri iканык k (7.18) x i Р i мҧндағы, k i тепе-теңдік тҧрақтысы немесе тарату коэффициенті, бу компоненті қысымының қоспаның қысымымен байланысты. Тепе-теңдік тҧрақты і компоненттің бу және сҧйық фазадағы молярлық ҥлестерінің қатынастарынан анықталады. Қоспадағы ҧшатын компоненттер ҥшін k i > 1. Бу фазасында оның салыстырмалы ҥлесі сҧйық фазаға қарағанда жоғары. Сҧйық қоспаның қысымын (7.14) теңдеу арқылы анықтаймыз, Р = х 0,47 + (1-х) 0,115, МПа немесе Р = 0, ,355х (7.19) Егер кӛмірсутектер қоспасы жабық кӛлемде орналасса, термодинамикалық тепе-теңдік кезінде екі фазалы жҥйе қҧрайтын болса, берілген температурада және сҧйық фазаның қҧрамы арқылы бу фазасын немесе бу фазасының қҧрамы бойынша сҧйықтық қҧрамын анықтайды және де есептеу кезінде қоспаның қысымы да табылады. Егер сҧйық фазаның қҧрамы белгілі болса, онда бу фазасының қҧрамын келесідей анықтайды. Берілген температура бойынша кесте арқылы компоненттер буының қысымын Р інас анықтап, қоспаның қысымын келесі формула бойынша есептейді Р= Σх і Р і қанық (7.19) (7.17) теңдеу бойынша бу фазасының мольдік қҧрамы анықталады: Pi ri xi P Бу қҧрамы берілген кезде сҧйықтың қҧрамы келесідей анықталады. Р = 1 ri P iк i ќаныќ теңдеу бойынша қоспаның қысымы шектеледі. Содан кейін (7.17)-теңдеумен сҧйық фазаның қҧрамы х і анықталады. 78

79 Есептің нәтижесі кӛмірсутектің сҧйық және бу фазаларында таралу заңдылығын кӛрсетеді. Практикада қысым мен температура және бір фазалы кҥйдегі қҧрам белгілі жағдайда екі фазалы жҥйені есептеу қажет. Мҧндай есеп баллондағы қоспаның қҧрамын анықтағанда кездеседі. Осындай есептін есептеу жолын қарастырайық. Мысалы, қоймаға кӛмірсутектің сҧйық қоспасы қҧйылсын оның мольдік қҧрамы мынаған тең: ΣА і = 1 Баллондағы температура t және қысым Р берілген. Анықтау керек: бу фазасының Σr і = 1 және сҧйық Σх і = 1 қҧрамын, және баллонға толтырылған жалпы мольдер санының ҥлесін (сҧйық фазасында калған және бу фазасына айналған). Бҧл есептің шешуі келесідей болады: і компоненттің материалдық баланстық теңдеуін жазамыз. Бҧл компоненттің мольдерінің жалпы саны А і сҧйық фазадағы мольдер санына х і L бу фазасындағы мольдер санына r і L қосқанға тең, яғни А і = х і L + r і L (7.17) теңдеуден бҧл теңдеуге r і мәнін қойсақ, r і = х P і iк Р және V = 1 L қолдана отырып, V шамасын алып тастаймыз: A i = x i L + х Р і i к (1 - L) Р Ai Ai Осыдан х i = 1 (7.0) Р Р k k 1 L iк Р Р iк Р L Барлық компоненттердің х і қосамыз: i Σх i = 1 ki ki 1 L (7.0) теңдеуден L мәнін анықтап, сҧйық және бу фазасының қҧрамын анықтайды[ және 13.9 мысалдар] Сұйытылған кӛмірсутек газдарының (СКГ) қасиеттеріне және газбен бу қоспаларының ӛзгеруіне мысалдар қарастырайық. Мысал 7.1. Пропанның сҧйық және бу кҥйлеріндегі тығыздығы мен қаныққан қысымдарын анықтау. Баллонға қҧйылған пропанның температуралары t = 0 0 C және t = C. Температураның ӛзгеруіне байланысты тығыздық пен қаныққан бу қысымының ӛзгерулерін сипаттау. 79 i A i

80 Шешуі: 1. Температура t = 0 0 C болғандағы пропанның қаныққан бу қысымы мен массалық кӛлемін P-і диаграммасынан қабылдаймыз (7.-сурет). Р қан = 0,86 МПа; υ сҧйық = 0,00 кг/м 3. Сҧйық кезіндегі тығыздық мынаған тең: 1 1 0,0010 ρ с = 0, 5кг/л. Осылайша бу кҥйіндегі тығыздығын анықтаймыз; c 1 1 0,056 3 ρ бу = 17, 8кг/м 3. бу Осы кӛрсеткіштерді дәлірек 7.1-кесте бойынша да анықтауға болады. Р қан = 0,83 МПа; ρ с = 0,499 кг/л; ρ бу = 17,74 кг/м 3 (7.-кесте).. Осындай есептеулерді t = C температураға жҥргізейік Р қан = 1 1 0, ,17 МПа; ρ с = 0, 57 кг/л. ρ бу = 4 кг/м 3. c 3 1 бу 1 0,5 Р қысым, Па; Т температура, К; і энтальпия, кдж/кг; S энтропия, кдж/(кг град); υ кӛлем, м 3 /кг; х будың кебу кезеңі, кг/кг. 7. сурет. Пропанның күйінің диаграммасы 7.-кестеден қабылдаған жағдайда: Р қан = 0,17 МПа; ρ с = 5,65 кг/л; ρ бу = 3,87 кг/м 3. Есептеулер нәтижесінде мынадай қорытынды айтуға болады: температура жоғарылаған сайын пропанның бу серпімдлігі кӛп мӛлшерде жоғарлайды,бу кҥйіндегі тығыздық ӛседі, ал сҧйық кҥйіндегі тығыздық тӛмендейді. 80

81 Мысал 7.. Баллон кӛлемі 90%-ға сҧйық пропанмен толтырылған. Температура 15 0 С-қа тең. Температура жоғарылаған жағдайда пропанның бу кӛлемі ӛзгереді. Қандай температурада баллон толық сҧйық газбен толады? Шешуі: 1. Пропанның сҧйық тығыздығын t = 15 0 C (7.-кесте) бойынша ρ с = 0,507 кг/л. Баллондағы сҧйық пропанның мӛлшері мынаған тең болады: М с = 0,507 0,9 V мҧндағы, V баллонның кӛлемі, л..пропанның бу кҥйіндегі тығыздығы (t = 15 0 C) ρ бу = 15,51 кг/м 3. Балондағы бу кҥйіндегі пропанның мӛлшері М бу = 15,51 0,1, кг Баллондағы пропанның жалпы мӛлшері М = (Мс + Мбу) V = 15,51 (0,507 0,9 + ) V = 0,457 V Сҧйық пропанның баллондағы толық алып тҧрғандағы тығыздығы ρ с = M 0, 457V V V 81 V 0,457 кг/л. Осы тығыздыққа сәйкес келетін сҧйық пропанның температурасын анықтаймыз (7.-кесте бойынша): ρ с = 0,457 кг/л; t = 4,5 0 С. Қорыта айтқанда, пропаннның температурасы t = 4,5 0 С болған кезде баллон толық сҧйық газбен толады,бу фазасы жойылады, температура жоғарлаған жағдайда сҧйық кенею мҧмкің,сонымен қатар кысым жоғарлайды,ал баллон жарылады. Мысал 7.3. Температурасы t = 18 0 С бӛлмеде кӛлемі 50 л газ баллоны орналасқан. Баллонның ӛлшемдері мынадай: диаметрі 300 мм, биіктігі Н = 86 мм. Баллондағы газдың деңгейі 700 мм. Газ аспаптың қуаты 10 квт. Қоршаған ауадан сҧйық пропанға ӛтетін жылу ӛткізу коэффициенті К = 10 Вт/м 0С. Пропанның булануына қажетті жылу мӛлшері және баллондағы температураны анықтау. Шешуі: 1. Газ аспапқа қажетті пропанның мӛлшері

82 Qг 10,1510 Q М а = кг/с = 0,77 кг/ч. ж.ж мҧндағы, Q пл газ аспапқа қуаты, квт; Q т пропанның жану жылулығы, кдж/кг.. Баллондағы пропанның булауына қажетті жылу мӛлшері анықтап, қоршаған ауадан баллонға ӛттетін жылу ағының келесідей анықтауға болады: M асп r = k F (t қ.ауа t қан ) мҧндағы r байқалмайтын булану жылуы, кдж/кг; F ыдыс ауданы, м ; t қ.ауа, t қан қоршаған ауа және қанығу температурасы, 0 С. Байқалмайтын булану жылуы қанығу температурасына байланысты ӛзгеретін болғандықтан есептеуді алдын ала қанығу температурасын қабылдау арқылы жҥргіземіз. t = 10 0 С деп қабылдасақ r = 364,3 кдж/кг. Ыдыс ауданы F = πdh + t қан = t қ.ауа d 4 M a r k F 3,140, , , ,941 = 3,14 0,3 0,7 + 0,941 м. = 18 - = 9,7 0 С. Бҧл кӛрсеткіш қабылданған мӛлшерге жуық болғандықтан оны қалдырамыз. Булануға қажетті жылу мӛлшері Q = k F (t қ.ауа t қан ) = 10 0,941 (18 9,7) = 78,1 Вт. Мысал 7.4. Ыдысқа қҧйылған сҧйық қоспаның мӛлдік қҧрамы мынадай: A 0,6 ; A 0, 5; A 0, 15. C 3H8 ИЗО C 4H10 HC 4H10 Ыдыс ішінде газ екі кҥйде орналасқан. Термодинамикалық тепетеңдік орнағаннан кейін екі кҥйдегі газдың температурасы t = 30 0 С- қа, қысымы Р = 0,687 МПа (абс) тең. Жеке газдардын: пропан, изо- бутан және қалыпты бутан кысымдары,мпа: 1,07; 0,41; 0,314. Шешуі: 1.Егер қойманы сҧйық қоспамен толтырса, оның ішіндегі қысым сҧйық қоспа буының серпімдлігінен кіші болса, онда сҧйықтық екі фазалы жҥйені қҧрап, буға айналады. Егер ыдыстағы қысым сҥйық қоспаның бу қысымнан жоғары немесе тен болса, онда бу фазасы тҥзелмейді. 8

83 Қҧйылған сҧйықтың қҧрамы сҧйық қоспасының қҧрамына сәйкес болады. Ыдысқа қҧйылған сҧйық қоспаның бу кҥйіндегі қысымы Р бу = Σх і р іқан = 0,6 1,07 + 0,5 0, ,15 0,315 = 0,79 МПа. Сонымен, егер қоспаның қҧйылу қысымы Р 0,79 болса, онда бу фазасы тҥзелмейді.. Сҧйық фазасы жоқ жағдайда кысымды анықтаймыз 1 1 Р 0,606 МПа. Ai 0,6 0,5 0,15 Рi,к 1,07 0,41 0,314 Сонымен, егер ыдыстағы қысым Р 0,606 МПа тен немесе кіші болса, онда қоймада тек қана бу кҥйіндегі фазасы сақталады. Жер астында орналасқан қоймалардан тұтынушыларды сұйытылған газбен қамтамасыз ету кезінде мысалдар қарастырайық. Мысал 7.5. Жер астында орналасқан қоймалардан кӛлемі,5 м 3 (толтырылуы 50%) бір топ тҧрғын ҥйлерді газбен қамтамасыз. Тҧтынушылар саны 100 адам. Пәтерде газ плиталары және газ қолданбалы су қыздырғыштар орналасқан. Жердің есепті температурасы 73 К, жердің жылулығы,91 Вт/(м К). Пропанның мӛлшері 60%, толтыруы 50%. Сҧйытылған газдың жану жылулығы кдж/м 3. Қоймадағы газдың қысымы 0,1 МПа, (7.3-сурет). Шешуі:1. Тҧрғын ҥйлерге қажетті есепті сағаттық газ шығыны келесі ӛрнекпен СНиП * анықталады: Q h d v n Kd Q v Kh 0, 1 e Q , l 5,14 м 3 /сағ. Қойма қондырғылардың есепті ӛнімділігі 5,14 м 3 /сағ. 83

84 п/п Бу серпім длігі, МПа t, 0 С Пропан Тығыздық Қаныққан бу қысымы, сұйық және қаныққан бу тығыздығы, кӛмірсутектердің байқалмайтын булану жылуы Байқалмайтын булану жылуы, кдж/кг Изо-Бутан t, 0 С Тығыздық Байқалмайтын сҧйық бу булану кҥйінде, кҥйінде, жылуы, кг/л кг/м 3 кдж/кг 7.-кесте t, 0 С Тығыздық Байқалмайтын сҧйық кҥйінде, кг/л бу кҥйінде, кг/м 3 булану жылуы, кдж/кг сҧйық кҥйінде, кг/л бу кҥйінде, кг/м , ,606 1,11 441, , ,598 1,36 435, , ,593 1,81 47, , ,587, , ,581,61 419, , ,575 3,5 416, , ,565 3,87 410,3 0,054 0,619 1, ,0-5 0,559 4, ,06 0,61 1,65 380, ,4-0 0,553 5,48 399,9 0,0073 0,606 1,96 375, ,9-15 0,548 6,4 196,1 0,09 0,6, ,051 0,615 1,60 397,3 11 0, ,54 7,57 387,7 0,11 0,594 3,04 366,4 0,8 0,611 1,947 39,3 1 0,41-5 0,535 9,05 383,1 0,133 0,588 3,59 359,7 0,096 0,605,1 388,5 13 0,47 0 0,58 10,37 379,8 0,16 0,58 4,31 355,5 0,115 0,6,8 384,4 14 0,55 5 0,51 11,9 371,4 0,19 0,576 5,07 349, 0,138 0,596 3,35 380, 15 0, ,514 13,6 364,3 0,5 0,557 5, ,164 0,591 3, , ,507 15,51 355,5 0,53 0,565 6,95 339,1 0,197 0,583 4,65 370,5 17 0,83 0 0,499 17,74 345,4 0,306 0,56 7,94 334,5 0,3 0,578 5,39 366,8 18 0,95 5 0,49 0,15 339,1 0,355 0,53 9,1 37 0,69 0,573 6,18 36, 19 1, ,483,8 39,1 0,41 0,546 11,5 3,8 0,314 0,568 7,19 358,4 0 1,1 35 0,474 5,3 30,3 0,471 0, ,1 0,36 0,560 8,17 355,1 1 1, ,464 8,6 311,5 0,639 0,534 14,7 310,3 0,408 0,556 9, ,67 1, ,451 34,5 301,5 0,606 0,57 16,8 301,5 0,477 0,549 10, , 84

85 . Номограмманы (7.3-сурет) қолданып жеке қойманың ӛнімділігін анықтаймыз q =, м 3 /сағ. 3. Қоймалардың саны N = Q h d q 5,14,,34 дана. Қоймалардың санын 3 дана деп қабылдаймыз (7.4-сурет). 4. Жер астындағы орналасқан қоймалардың жылулық әсерін еске алып алдын ала номограмма бойынша анықталған ӛнімділігін коэффициент m = 0,87 (СНиП *) кӛбейту қажет. Q = 3, 0,84 = 5,7 м 3 /сағ. 1 қойма кӛлемі 5 м 3, толтыруы 85%; қойма 5 м 3, толтыруы 35% 3 қойма кӛлемі,5 толтырылуы 50%; 4 кӛлемі,5 м 3, толтыруы 85%; 5 кӛлемі,5 м 3, толтыруы 35%. 7.3-сурет. Қойманың өнімділігін анықтайтын номограмма, көлемі,5 және 5 м 3 85

86 1, қоймалар; 3 басты бӛлігі; 4 қоршау бу құбыры сұйық құбыр. 7.4-сурет. Жер астында орналасқан қоймалар (сұйытылған газдарға) а) жоспары; б) кескін Б-Б; в) сұлбасы; 7. Сұйытылған газдардың газ толтыру стансасы Газ толтыру стансасының (ГТС) негізгі технологиялық операциялар келесідей (сурет-7.5): темір жол цистерналарымен келген сҧйытылған газдарды қабылдау; сҧйытылған газдарды темір жол цистерналарынан ӛзінің қоймасына қҧйып алу; сҧйытылған газдарды жер бетіндегі резервуалар мен баллондарды сақтау; сҧйытылған газбен баллондарды және автоцистерналарды толтыру; баллондарды жӛндеу және куәландыру; сҧйытылған газдарды тҧтынушыларға баллондармен және автоцистерналармен жеткізу. ГТС сҧйытылған газдарды қабылдауға, сақтауға және тҧрғындарды, коммуналды-тҧрмыстық, ӛнеркәсіптік және ауылшаруашылық тҧтынушыларды баллондардағы немесе автоцистернадағы сҧйытылған газбен қамтамасыз ету ҥшін арналған. ГТС-да арнайы бутан мӛлшері кӛп (60% дейін) сҧйытылған газдарды және техникалық бутанды сақтау бӛлімшелері болады. ГТС-да сҧйытылған газдың қҧрамындағы пропан мен бутанның проценттік қатынастары әртҥрлі газдарды бір уақытта темір жол цистерналарынан қҧйып алу қарастырылады. ГТС-да климаттық шарттарға байланысты тӛгудің және қҧюдың екі нҧскалары бар: «сорғы-компрессорлы» жаз мерзімі ҥшін және «сорғы-буландырғыш» қысқы мерзім ҥшін. 86

87 ГТС-дағы жҧмыстың сорғыш-компрессорлық сҧлбасымен орындалғанда барлық тӛгіп-қҧйып алу операциялары сорғыштар мен компрессорлардың кӛлемімен жҥргізіледі. Компрессорлар сҧйытылған газдарды теміржол цистерналарынан қҧйып алу ҥшін қолданылады 1-технологиялық цех; -сұйытылған газды сақтау қоймасы; 3-теміржол цистерналарының сұйытылған газды құйып алу эстакадасы; 4-құйып алу қоймалары; 5-кӛлікке газ құю орын; 6-қосымша бӛлмелер; 7-кӛлік ӛлшегіш; 8- трасформатор; 9-су қоймасы; 10-су беретін орын; 11-генератор; 1-жабық кӛлік тұратын орын; 13-қойма. 7.5-сурет. Газ толтыру стансасының сұлбасы Бҧл сҧйытылған газдарды айдайтын сорғыштардың алдында қысым пайда болады, сорғыштардың кӛмегімен сҧйытылған газдар қоймадағы резервуарлардан баллондарды газбен толтырушы цехтарға беріледі. Сорғыштар және компрессорлармен қатар газдарды қҧю кезінде ағынды буландырғыштар пайдаланылады. Қоймадағы резервуарлардың ішіндегі қысымның тӛмен және газ буларының кӛлемі аз болуы сору процессін ҧзақ уақытқа созып жібереді, бҧл компрессорлардың тез тозуына себепші болады. Осы жағдайларға байланысты газды қҧйып алу немесе беру кезінде және сорғыштыңкомпрессорлық қондырғылардың жҧмысына кері әсер етеді. 87

88 Темір жол цистерналарындағы қаныққан булардың қысымын жоғарылату ҥшін жылдың жаз мерзімінде компрессор қолданылады. Компрессор сорғыштың жҧмысын қамтамасыз етіп тҧрады және газ қҧйылатын баллондарда қысымның тӛмендеуін туғызады. Аса толып кеткен баллондардан газды және газ қалдықтарын компрессордың кӛмегімен резервуарға қҧйған кезде, резервуарда қысым тӛмендейді. Темір жол цистерналарын газбен толтырған кезде компрессор газды белгілі бір резервуардан сорып алып, цистернаға газды айдайды, сонда цистернада қысым 0,-0,3 МПа тӛмендейді. ГТС-да ҥш компрессор орнатылады, олардың екеуі жҧмыстық, ал біреуі- резервті болып табылады. Екі компрессор әртҥрлі газдар ҥшін жҧмыс істейді: пропан және пропан-бутан. Резервті компрессордың қосылуы пропан және пропан-бутан қоспасымен жҧмыс істеуге мҥмкіндік туғызады. Компрессордың сорушы сызығында шық жинағыш, ал айдаушы сызығында кері клапан және май ажыратқыш орнатылады. Жылдың қыс мерзімінде, яғни қоршаған орта температурасы тӛмен болған жағдайда компрессорлардың жҧмысын буландырғыштар атқарады. Тағайындалуына байланысты буланғыштардың сҧлбасы компрессорларға ҧқсайды. Пайдаланудың алдында буландырғышты қоймадағы резервуардың қысымы арқылы пропанмен толтырады. Пропан бірқалыпты қазандыққа жылу тасымалдағышты қажетті температураға дейін қыздыру ҥшін жіберіледі. Буландырғыштағы сҧйық газ фазасының деңгейі 85%-ке жеткен кезде реттегіш клапанға белгі беріліп, калапан газ беруді тоқтатады. Резервуардағы бу фазасының қысымы қажетті қысымға жеткен кезде ысырма ашылып, сҧйық фаза буландырғыштағы қысыммен сору арқылы резервуарға беріледі. Сорғыштардың электрқозғалтқышы іске қосылып, сҧйытылған газдар тҧтынушыларға беріле бастайды. Сҧйық фаза буландырғышқа берілетін жолда кері клапан, шҥра (вентиль), реттегіш клапан және электр ысырма орнатылады. ГТС-да бас ортадан тепкіш электр сорғыштар орнатылады. Сорғыштар газдарды толтырушы бӛлмелерге жеткізу ҥшін, автоцистерналарды газбен толтыру ҥшін және буландырғыштарға жҧмыс істеген уақытында газ беріп тҧру ҥшін орнатылады. Бір сорғы пропанды толтырушы орындарға береді. Басқа екі сорғы пропанбутанды бӛлек толтырушы бӛлмелерге және орындарға береді. Бесінші сорғы - резервті сорғы болып табылады. Сорғыштың сорушы 88

89 жолында сҥзгіш орнатылады, ал айдаушы жолында кері клапан орнатылады. ГТС-да автоцистерналарды газбен толтыратын, толтырушы орындар (автоколонка) қҧралған. Буланбаған қалдықтар және толық баллондардан алынатын газдарды қҧятын резервуарлардан газдар қазандыққа беріледі. Жоғарыда айтылғандардың негізіндше ГТС-тың технологиялық сҧлбасы келесі жҧмыстарды орындауға мҥмкіншілік береді: темір жол цистернасынан сақтаушы резервуарларға екі тҥрлі газды бір уақытта немесе бӛлек қҧю; автоцистерналарды екі тҥрлі газбен бір уақытта немесе әр уақытта толтыру, бір немесе әр уақытта темір жол цистерналарынан газды сақтаушы резервуарларға қҧю, автоцистерналарды толтыру, баллондарды толтыру. Резервуарларды радиациялық қызудан сақтау ҥшін екі қабат алюминий бояумен сырлайды. Резервуарларды бутан мӛлшері 60%- тан кӛп сҧйытылған газдар және техникалық бутан бӛлек сақталып, баллондарды және автоцистерналарды толтыруы процестері бӛлек орындалады. Резервуарлар бір-бірімен темір жол эстакадасымен, сорғы -компрессорлық бӛліммен және жер бетінен 0,5 м биіктікте орналасқан газ қҧбырларымен байланысты. Қосалқы мӛлшерде баллондарды, шҧра (вентильдерді) және клапандарды жӛндеу жҧмыстары жҥргізіледі. Оларға келесі негізгі бӛлмелер кіреді: бояу бӛлімі; ауа-компрессорлық бӛлім; дәнекерлеу бӛлімі, баллондарды куәләндіру бӛлімі, механикалық бӛлім, қойма, зертхана, еңбекті қорғау бӛлмесі, тҧрмыстық бӛлме және т.б. Баллондарды куәландыру бӛлімінде келесі операциялар жҥргізіледі: баллонның ішкі және сыртқы бетін тексеру, баллонның кӛлемін тексеру ҥшін бос және толық баллондар ӛлшеу, баллондарды беріктілікке гидравликалық сынау, баллондарды жапқыш қҧрылғылармен бірге тығыздыққа пневматикалық сынау. 7.3 Құю, төгу процесстері, баллондарды тасымалдау және автоматтандыру Баллон толтырушы бӛлім ГТС-тың негізгі бӛлімі болып табылады. Ол газ толтырушы қондырғылармен жабдықталған. Олар толтырушы баллондардың санына байланысты қолмен, жартылай автоматты және автоматты болып бӛлінеді. Егер баллонға дейін газ толтыратын болса, онда газ толтыру қолымен немесе 89

90 жартылай автоматты тҥрде жҥруі мҥмкін. Ал 500-ден артық баллондар автоматты тҥрде толтырылады. ГТС-тің толтырушы бӛлімінде келесідей жҧмыстар орындалады: баллондардан буланбаған газ қалдықтарын қҧйып алу, баллондарды газбен толтыру, баллондарды толтыру дәрежесін тексеру, баллондардың мықтылығын (герметизация) тексеру.баллондарды газбен толтыру екі жҧмыстардан тҧрады: толтыру және толтырылған газдың мӛлшерін бақылау. Баллондағы толтырылған газдың мӛлшерін дәл анықтау керек, ӛйткені ол пайдалануда қауіпсіздік туғызады. Баллонға толтырылған газдың кӛлемін баллонның салмағын ӛлшеу арқылы және сҧйықтың кӛлемін анықтау арқылы білуге болады. Қазіргі кезде салмағын ӛлшеу тәсілі кӛп таралған. Қазіргі кезде 7 л және 50 л баллондарды газбен толтыратын КГА-МГП-8М автоматты газ толтыру қондырғыны кӛп қолданылады.оның сипаттамалары келесідей: ӛнімділігі 7л ҥшін 40 бал/сағ, 50 л баллондар ҥшін 0 бал/сағ; толтырушы автоматтың саны 1; қызмет етушілер саны ; газдың жҧмыс тығыздығы 1,6 МПа; ауаның жҧмыс тығыздығы 0,5 МПа; ауа шығыны 1,5 м 3 /мин; агрегаттық электр қозғалтқышының қуаты 0,8 квт; қондырғының диаметрі 600 мм; массасы 1368 кг. ГТС-тағы жөндеу және профилактикалық жұмыстарды механикаландыру Баллондардың жҧмыс істеу уақытын ҧзарту ҥшін оларды ескі болудан және тоттан тазартып, жаңадан бояу керек. Сонымен қатар әр бес жыл сайын баллондар техникалық куәландырыладі, әр,5 жылда баллондарды бояйды, жылына 1- рет жапқыш реттегіш қҧралдарын жӛндейді. Баллондардың істен шығуы келесідей болуы мҥмкін: корпусының механикалық тозуы және мойындағы бҧранданың кетуі, корпус металлының ішкі және сыртқы бетінің тот болуы. Тот басу: сыртқы бетінде атмосфераның әсерінен, ал ішкі бетінде кҥкіртті сутек және газ қҧрамындағы басқа зиянды қоспаның әсерінен болуы мҥмкін. Сораптардың және компрессорлардың сипаттамас. ГТС-да газдарды жылжыту ҥшін негізінде сораптарды және компрессорларды қолданады. Кейбір ГТС-та ғана сҧйытылған газдарды жылжыту ҥшін сығылған табиғи газды, буландырғыштарды және т.б. қолданады. 90

91 ГТС-тың қалыпты жҧмысы кезінде компрессорлар әр тҥрлі кӛліктерден газдарды сығу арқылы қҧйып алу ҥшін қолданылады, сораптар бір қалыпты жҧмыс істеу ҥшін, оның алдында орын туғызып тҧрады; қойма резервуарларынан және цистерналардан қалған буларды сорып алу ҥшін қолданылады.қалған жҧмыс сораптардың кӛмегімен іске асырылады. ГТС-тағы газ қҧбырлардағы сҧйық және бу фазалы сҧйытылған газдарды жылжытуға арналған сорғылар мен компрессорлар арнайы тағайындалып, оларды айдауға мҥмкіндігі болуы керек. Компрессорлар сҧйытылған газдың буландырғышымен алмастыруы мҥмкін. Сорғы мен компрессорларды жабық, жылытылатын бӛлмелерде орналастырады. Кей - кездерде ашық алаңшаларда орналастырылуы мҥмкін. Сорғылар мен компрессорлар орнатылған бӛлме едені және ашық алаңшаның едені сол жердің деңгейінен 0,15 м биік орнатылады. Сораптар мен компрессорлар басқа қондырғылардың және ғимарат қабырғасының іргетасына бекітіледі. Екі қатар және кӛп қатар сараптамаларды немесе компрессорларды орнатқан кезде келесіні ескеру керек: - сорғылардың арасындағы арақашықтық 0,8 м; - компрессорлардың арасындағы арақашықтық 1,5 м-ден кем болмауы керек; - сорғы мен компрессорлар арақашықтығы 1 м; - сорғы мен компрессорлардан бӛлменің қабырғасына дейін 1 м. Сорғылар мен компрессорлардың сору және айдайтын қҧбырларын жапқыш қҧрылғылармен, ал айдаушы қҧбыр кері клапандармен жабдықталуы тиіс. Сорғылардың алдында сҥзгіштер болуы керек. Компрессорлардың сору қҧбырларында шық (конденсат) жинағыш, ал айдағыш қҧбырында - май ажыратқыш қойылуы керек.шық жинағышта қҧрғатқыш (дренаж) қҧбырлар болады. Электрқозғалтқыштарды сорғы мен компрессорларға майысқақ муфталар арқылы жалғайды. Сорғылар мен компрессорлар автоматты ажыратқыштармен жабдықталады.олар сорғылардың немесе компрессорлардың қалыпты жҧмысын қамтамасыз етеді. Сұйытылған көмірсутекті газдарды айдауға арналған сораптар. Қазіргі кезде сҧйытылған газдарды арнайы сорғылармен қозғалту кӛп қолданылатын тәсілдердің бірі болып табылады. Сорғыларды ГТС және ГТО-да қолдану қҧйып алу, толтыру 91

92 сҧлбасының технологиясын жеңілдету, кҥрделі қаржысын азайтады және электр энергиясын біршама ҥнемдейді. Сҧйытылған газдарды айдау ҥшін әртҥрлі сорғылар қолданылады. ГТС-та арнайы сҧйытылған газдарға арналған сорғылар және тағы «ыстық» мҧнай ҥшін істейтін сорғылар, химиялық сорғылар қолданылады. Сҧйытылған газдарды айдаған кезде булануды болдырмау керек және буларды қоймаға қайта қайтару керек. Сорғылардың алдындағы булардың парциалдық қысымынан артық қысым болдырмайтындай етіп орнату қажет. Сорғылар жҧмыс шартына байланысты таңдайды: яғни қажетті арын және температурамен беру. Сорғының арыны келесі формуламен анықталады: H = (р р 1 ) 10 5 /ρ + h h 1 + h ҥйк ) мҧндағы, Н қажетті арын; р толтыратын резервуардағы сҧйық ҥстіндегі максималды абсолюттік қысым, МПа; р 1 резервуардағы максималды абсолюттік қысым, минималды температура кезіндегі, қаныққан будың парциалды қысымына тең, МПа; ρ сҧйықтық тығыздығы, кг/м 3 ; h h 1 қабылдау және шығындық резервуарлардағы сҧйытылған газдардың беттерінің деңгейінің айырмашылығы, м; h ҥйк шығындық резервуардан қабылдаушы резервуарға дейінгі жолдағы ҥйкеліске жоғалған толық қысым, м. Динамикалық және кӛлемдік сорғылардын істен шығаратын негізгі жағдай ол кавитация, яғни сҧйықта газ бҥршіктерінің пайда болуы. Бҧл бҥршіктер белгілі бір ауданда тҥйіскен кезде кҥшті гидравликалық соққы болады. Кавитация болған кезде сорғының ПӘК тӛмендеп, арын азаяды. Сонымен қатар, кавитация сорғыңың бӛлшектерінің, реттегіш және жабқыштарды істен шығуына әкеп соғады. Және де бҧдан басқа кавитация кезінде қатты шу шығып, сорғыңы дірілдетеді. Бҧл ҥрдістен қҧбырлардың жалғауы бҧзылып, газдың тесіктен шығуы басталады. ГТС-тағы сорғылар қаныққан және қанығу кҥйіне жақын сҧйытылған газдарды тасымалдау ҥшін орындалады. Сондықтан олар жҧмыстың барлық режимдерінде кавитацияға тҧрақты болуы керек. Сорғыңың кавитациясыз жҧмыс істеуі ҥшін сору қҧрамындағы минималды қысым шекті қысымнан әрқашан артық болуы керек, минималды қысым ретінде қаныққан будың қысымын қабылдайды: Р қ > Р тар сору қҧбырындағы қысым, Па: Р қ = P пар + Δhρ w ρ /(g) -ΔP c 9

93 мҧндағы, P пар будың парциалды қысымы, Па; Δh сору биіктігінің айырымы, м; w сору қҧбырындағы ағынның жылдамдығы, м/с; g сҧйықтың тығыздығы, кг/м 3 ; ΔP c сорғыңың сору қҧбырының гидравликалық кедергісі, Па. Кавитация қысым тӛмендеген жерде пайда болады, сорғыға кіре берістегі механикалық энергия қажетті минималды дан кем болған кезде: Δh = (P қіру(подпор) - P бу +ΔР с )/g + w /(g) < h мин мҧндағы, h мин шекті рҧқсат етілген кавитация. Резервуардағы сҧйықтың деңгейі сорғының сору деңгейінен тӛмен болса сорғы жҧмыс істемеуі мҥмкін. ГТС-тағы сорғылар қалыпты жағдайда жҧмыс атқару ҧшін қосымша кысым (подпор) болу керек. Сору қҧбырының диаметрі сорғының жҧмысына әсер етеді: кіші диаметр кезінде тармақтың кедергісі кӛбейеді, ал ҥлкен болғанда сорғының кіреберісінде ағынның қатты айналуы байқалады. Сорғының сору қҧбырындағы ағынның тиімді жылдамдығы 0,8 1,0 м/с аспауы керек. Сорғының арындық сызығында кері клапан орнатылады. Ал қондырғылардағы қысым ӛсіп кетпеу ҥшін, кӛбіне кӛлемдік сорғыларда сақтандырғыш клапандар орнатылады. Кӛлемдік сорғыларда сору қҧбырында жҧмыс бӛлігіне басқа бӛтен заттар тҥсіп кетпеуі ҥшін сҥзгіштер қояды. Арматураларды таңдаған кезде олардың пайдалану қауіпсіздігіне, қызмет кӛрсету, жӛндеу жҧмысының қарапайымдылығына, аз қысым жоғалуына кӛңіл бӛлінеді. Және де арматураларды шекті қысымға, температураға және сҧйытылған газдың қасиетін ескере отырып таңдайды. Гидравликалық соққы болмау ҥшін ысырмалар мен шҧралар (вентильдер) жай жабылатын болуы керек. Сҧйытылған газдың жҧмысты мҧқият бақылап отыру керек. Қазіргі кезде ӛнеркәсіптерде сҧйытылған газды жылжытатын әр тҥрлі типті сорғылар жасалып шығарылады. Олардың ішінде С 5/140(7.3 кесте) және тік орналасатын ХГВ типті (7.4 кесте)сораптар шығарылады (7.6-сурет). 93

94 а) кӛп блокты С 5/140; б) сорғыштытың сипаттамасы t = 15,6 0 C (ρ=506 кг/м 3 ) және Р = 0,75 МПа (ортадағы сызық (сплошная линия)-сорап жұмысының қажетті жұмыс зонасы) 7.6-сурет. Сұйытылған газдарға сорғы С 5/140 сорғылар қҧйынды кӛп блоктардан тҧрады. Оның сору камерасы электроқозғағыш жақта орналасқан, жҧмыстың дӛңгелегі арнайы орында орналастырылған. С 5 сорғыларының техникалық сипаттамасы 7.3 кестеде келтірілген. 7.3 кесте С 5 типті сорғылардың техникалық сипаттамасы Сипаттамасы С 5/140 М С 5/140 1 Беретін сҧйық кӛлемі, м 3 /сағ 5 5 Арын, м (айдалатын сҧйық биіктігімен) Қозғалтқыш қуаты, квт Айналу жылдамдығы, айн/мин Қысым, МПа ,6 150,5 6 Сатысының саны Қҧбырлардың диаметрі (сорушы және айдаушы) 40/40 40/40 ХГВ типті сораптары техникалық сипаттамасы келесі кестеде кӛрсетілген. 94

95 Сҧйытылған газдың буларын айдауға арналған компрессорлар мен буландырғыштар. Қазіргі кезде ӛнеркәсіптерде арннайы сҧйытылған газдарды айдайтын компрессорлар шығарылмайды. Сҧйытылған газдарды айдау ҥшін бір сатылы және екі сатылы аммиакты компрессорлар қолданады. Аммиакты компрессорларды қолдануға болады, егер олар механикалық бірліктілігі бойынша 1,6 МПа қысымда жҧмыс істеу ҥшін есептелсе. Ауалық және басқада компрессораларды қолдануға болмайды. Арнайы сҧйытылған газ айдайтын компрессорлар болмағандықтан келесі тік ағынды поршеньді аммиакты АВ-, АУ-45, АВ-100, АУ- 00 компрессорлары кӛп қолданылады. Ӛнімділігі аз ГТС-та келесі ағынды буландырғыштар қолданылады: форсункалы буландырғыштар, ИП-04 типті электрлі буландырғыштар. Айтылған буландырғыш жылуалмастырғыштардың кӛмегімен қысымды жоғарлатып, сорапты қалыпты жҧмыспен қамтамасыз етеді. Компрессорлар мен буландырғыштардың тҥрі мен санын бу мӛлшерін есептегенде анықтайды. Будың шығыны тәулік ішінде қызмет кӛрсетілетін цистерналар мен баллондардың санымен анықталады. Толтыру қҧйып алу жҧмыстарын жҥргізген кезде келесі сҧйытылған газдың бу шығынын ескеру қажет: резервуар кеңістігіндегі қысымды жоғарылату ҥшін (G н ); сҧйық бетіндегі будың шықтануы (G ск ); резервуардың булы кеңістігіндегі қабырғалардағы шықтануы (G ж.ж. ); резервуардын кӛлемын толтыруға (бҧрын сҧйық орналасқан орын) G т ; металды қыздыру ҥшін (G м ). Толтыру және қҧйып алу агрегацияларына жҧмсалатын жалпы бу шығыны келесідей анықталады: G жал = G н + G с.к. + G ж.ж + G т + G м мҧндағы, G н = V н (ρ'' с - ρ'' б ) V н резервуарлық булы кеңістігінің кӛлемі; ρ'' с, ρ'' б қҧйып алу кезіндегі будың соңғы және бастапқы тығыздықтар G с.к = α к F з (t бу t сҧйық ) τ/ r 95

96 мҧндағы, α к будан сҧйыққа жылу беру коэффициенті; F з сҧйық бетінің ауданы; t т, t с бу және сҧйық фазаның температурасы; τ газды қҧйып алу уақыт; r- жасырын буға айналу жылулығы. G ж.ж = К F п (t бу t а ) τ/ r мҧндағы,к будан резервуардың қабырғасына жылу беру коэффииценті; F п резервуардың бетінің ауданы; t а сыртқы ауа температурасы. G т = V р 0,85 ρ'' с мҧндағы, V р резервуардың пайдалы кӛлемі. G м = G р М (t т t в ) (30 r) мҧндағы, G р металдың жылу сыйымдылығы; М металл салмағы; 30 металдың қызу ҥлесін ескеретін коэффициент. Будың жалпы шығынынан сағаттық шығынын анықтаймыз G с = G ж /τ ГТС-ке қажетті будың сағаттық шығынынан компрессорлар немесе буландырғыштар саны анықталады: n = G т /G мҧндағы, G компрессордың немесе буландырғыштың сағаттық ӛнімділігі. Буландырғыштың сағаттық ӛнімділігі келесі формуламен анықталады: G = К F (t ж.т t т ) (τ + С р Δt) мҧндағы, К жылутасымалдағыштан сҧйытылған газға жылу беру коэффициенті; F буландырғыштың жылу алмасу бет ауданы; t ж.т, t т жылу тасымалдағыштың температурасы; С р пропан-бутан буларының жылусыйымдылығы; Δt пропан-бутан буларының қызуы. 96

97 Беру м 3 \сағ Арын, м (айдалатын сҧйық биіктігімен) Сҧйықтын сору кысымы,м Сорғыдағы макси-малды қысым, МПа Айдалатын сҧйық-тың максималды Қозғалтқыштың қуаты, квт Айналу жылдамдығы, айн/мин Кернеу, В Ҧзындығы, мм Ен, мм Биіктігі мм Агрегаттық салмағы, кг ХГВ сорғылардың техникалық сипаттамасы кесте Сорғының тҥрі ,5 ХГВ-6х3А-,8 4 8,6 53,3 3 5,0 500, ХГВ 5хА ,8 88,0 5 5, , ХГВ - 7хА ,0 90,0 5 5, , ХГВ-6хА-4,5-4 19,8 61,6 3 3, , ХГВ 6Ах ,0 80,0 5 5, ,

98 7.4 Буландыру (газға айналдыру) құбылыстар. Буландырғыштар. Табиғи түрде булану Қоршаған ауа температурасының жоғары кездерінде сҧйық газ табиғи тҥрде газға айналады (буланады). Қойма ыдыстары мен баллондардағы сҧйықтың булану процессі ауаның температурасы, ылғалдылығы, жылдамдығы, ыдыстағы сҧйық деңгейіне және газ қҧрамына байланысты болады. Сҧйықтың булану мӛлшері мына формуламен анықталады G = 3,6 К F ш (t а t с )/τ, кг/сағ мҧндағы, К жылу беру коэффициенті, квт/м 0С, ыдыстын бетінде мҧз немесе қар қыртысы жоқ жағдайда К = 11,6 13,9, ал жерге астына орналасқан ыдыстар ҥшін К =,9 3,5; F ш сҧйық алып тҧрған ыдыстың жалпы ауданы, м ; F = F ц + F т мҧндағы, F ц цилиндр бӛлігінің ауданы, м ; F т ыдыс тҥбінің ауданы, м. F ц = π d l (d ыдыс диаметрі, м; l цилиндр ҧзындығы, м) H C F т = R R lnr C/ R C мҧндағы, R ыдыс радиусы, м; Н ыдыс тҥбінің биіктігі м; С = R H, м. Есептеу кезінде әрбір толтыруға арналған ыдыстың ішінде кем дегенде 5% сҧйық газ болуы керек екенін ескеру қажет. Жасанды буландыру. Буландырғыштар. Тҧтынушыларды сҧйытылған газбен қамту кезінде қажетті газ шығынын табиғи тҥрде ала алмау, тҧрақты газ қҧрамының қажет болуы, газ қҧрамында бутанның кӛп болуы және газды біркелкісіз пайдалану кезінде газбен қамту сенімді болу жағдайында буландырғыштар қолданылады. Буландырғыштарды қолданған кезде газдың булануы жоғарылап, пайдаланған 1м 3 газға жҧмсалатын қаржылар азаяды. Сонымен қатар мҧндай жағдайларда газдың жану жылулығы тҧрақты сақталып, зауыттарда газ ӛндіру жеңілденеді. Жаз мезгілдерінде тҧтынушыларға қажетті газ шығыны азаяды. Мҧндай уақыттарда буландырғыштар іске қосылмайды. 98

99 СГТС-ында буландырғыштарды қысымдағыштар орнына қолдануға болады. Буландырғыштар тікелей қыздыру және тікелей қыздырмайтын болып тҥрленеді. Тікелей қыздыру буландырғыштары газға жылуды қазған денеден ыдыс қабырғалары арқылы беретін болса, тікелей қыздырмайтын буланғыштарда газ ыстық денеден қызу алған екінші бір денелер арқылы қыздырылады. Тікелей қыздырмайтын буландырғыштарға ыстық су мен электр қуатынан жылу алатын азот немесе гелий арқылы газ қыздыру жатады. Сонымен қатар буландырғыштар мынандай тҥрлерге жіктеледі: - буландырғыш тҥріне байланысты (кӛлемді, ағысты, аралас); - қыздыратын денеге байланысты (электрлі, отты, сулы, булы, майлы және т.б.); - буландыру қабілетіне байланысты (кіші, орташа, ҥлкен). Ағысты буландырғыштар Буландырғыш қҧрылымы ішінде ирелеңдеп орындалған қҧбыры бар тік орналасқан ыдыстан тҧрады. Сҧйық газ тӛменгі жағынан беріліп, жоғары жағынан газ бу кҥйінде таратылады. Сҧйықтың газ қҧбырына ӛтпеуін қадағалау ҥшін қалтқы орнатылған. Бҧл буландырғыштар ӛте қарапайым, кҥрделі автоматика жҥйесі жоқ, газ толтыру деңгейі ӛздігінен реттелетін және темірдің аз қолданылуымен ерекшеленеді. Сонымен қатар тиімсіз жақтарына газдың тоқтап қалуы, арнаулы реттеу орны мен бӛлмелерді қажет етуі, газдың жылу жылдамдығы аз кезінде судың қатып қалу қаупі және қҧбыр тесіліп, газдың жылыту жҥйесіне ӛтіп кетуі жатады. Бүркімелі буландырғыш Қҧрылымын қҧбырға орнатылған қҧбыр ретінде бейнелеуге болады. Газ бҥркіштер арқылы бҥркіп беріледі. Буландырғыш бойында температура біркелкі болу ҥшін жылу екі жерден беріліп, ал суыған су немесе шық бір жерден әкетіледі. Бҥркімелі буландырғыштар жетістіктері: - қҧрылымы қарапайым; - булану қабілетінің оңай реттелуі; 99

100 - оңай қадағаланады және ӛлшемдері ҥлкен емес. Кемшіліктері: - газ қысымының ӛздігінен реттелмей біркелкі болмауы; - бҥркігішке қажетті қысым болмаған жағдайда газбен қамтудың нашарлап кетуі. Отты буландырғыш Ол жылуалмастырғыш, газ оттық қондырғысы, қауіпсіздік және реттеу автоматика жҥйелері орнатылған қораптан тҧрады. Буландырғыш жетістіктері: - сыртқы энергия кӛздеріне тәуелсіз; - металлдың салыстырмалы аз жҧмсалуы; - арнайы бӛлмені қажет етпеуі. Кемшіліктеріне газ булануының жеткіліксіздігі, пайдалану уақытының тӛмендігі (қҧбырлар беті шықтану әсерінен) жалын мен ҧшқын тосқалуының бітеліп қалуы және инжекциялық оттықтың тҧрақсыз жҧмыстары жатады. Буландырғыштың сағаттық шығынын мына ӛрнекпен анықтауға болады: G = k F (t ш t с ) (τ + С р Δt) мҧндағы, k жылу беретін денеден сҧйытылған газға жылу алып беру коэффициенті; F буландырғыштың жылу алмасутыру ауданы; t ш жылу беретін дененің температурасы. 7.5 Газ толтыру стансасын жобалау 1. Қаланың климаттық жағдайы сипатталады ҚР ҚНжЕ * бойынша орташа жылдық, абсолюттік тӛменгі және абсолюттік жоғары температуралары анықталады. Жылдық жел бағыттарының қайталану жиіліктері ескеріле отырып, қалаға қарасты газ толтыру станциясының орналасуы белгіленеді.. Газ толтыру станциясының қуаты (қоры) анықталады Сақталынатын сҧйытылған кӛмірсутек газ (СКГ) мӛлшері (қоры), келесі формуламен есептелінетін газ келмегендігі ГТС-ң есепті жҧмыс уақытына (t, тәулік) байланысты анықталады. L V t =, тәулік t 1 t мҧндағы, L сҧйытылған газдарды ӛндіретін зауыттан ГТС-қа дейінгі арақашықтық, км; V темір жолмен жеткізу кезіндегі нормативті 100

101 тәуліктік жылдамдық, км/тәу. (V = 330 км/тәу.); t 1 жҥктерді жіберу және қабылдап алу жҧмыстарына шығындалатын уақыт (1 тәулік деп қабылданады); t ГТС-ғы сҧйытылған газдардың пайдалану қорын ескеретін уақыт (жергілікті жағдайларға байланысты 3-5 тәулік мӛлшерінде қабылданады). 3. Сұйытылған газдың жылу бөлу қабілеті мен салыстырмалы тығыздығы анықталады Сҧйытылған газдар қоспасының жылу бӛлу қабілеті келесі ӛрнек бойынша анықталады: Q т = mc, H Q 6 CH m 6 C3H Q 8 C3H m 8 C4H Q 10 C4H кдж/кг 10 мҧндағы m C H, m, 6 C3H m 8 C4H сәйкесінше этан, пропан және бутанның 10 қоспадағы массалық ҥлестері; Q C H, Q, 6 C3H Q 8 C4H этан, пропан және 10 бутанның массалық жылу бӛлу қабілеттіліктері (жану жылулықтары), кдж/кг. Қыс және жаз мезгілдері ҥшін пропан-бутан қоспаларының салық және кӛлемдік ҥлестері анықталады: r i = mi i n mi 1 i мҧндағы, r i і-ші компоненттің кӛлемдік ҥлесі; μ і і-ші компоненттің молекулярлық массасы, кг. Қыс және жаз мерзімдері ҥшін сҧйытылған газ қоспасының тығыздығы анықталады: ρ қос = rc, H 6 CH r 6 C3H 8 C3H r 8 C4H 10 C4H кг/м 3 10 мҧндағы, C H,, 6 C3H 8 C4H этан, пропан және бутанның бу кҥйлеріндегі 10 тығыздықтары, кг/м 3. Орташа тығыздығы келесі ӛрнек бойынша анықталады: 101 ; к ж кос кос ρ =, кг/м 3, сәйкесінше газ қоспасының қысқы және жазғы к ж мҧндағы, кос кос мерзімдегі тығыздықтары, кг/м 3. Газдың салыстырмалы тығыздығы, осы газдың тығыздығының қалыпты жағдайдағы (0 0 С және 101,3 кпа) ауа тығыздығына қатынасын кӛрсетеді d =. 1,93

102 4. Сұйытылған газ толтыру станциясының сағаттық, жылдық және тәуліктік өнімділігі анықталады. Тҧрғын ҥйлерді газбен қамтаасыз ету барысында, сҧйытылған газдардың есептік сағаттық шығыны келесі ӛрнек бойынша анықталады: Q h di h n Kd Qy Q 365 K 10 v h, кг/сағ. мҧндағы, n газ пайдаланатын тҧрғындар саны, адам. Деректер берілмеген жағдайда газбен қамтылатын пәтерлер саны және газбен қамтылатын ауданның жанҧялық коэффициенті бойынша h қабылданады; K d газды жыл бойғы тҧтынудың тәуліктік бір h қалыпсыздық коэффициенті (пәтерде газ плиталары болса, K d =,0); Q y бір адамға жылу бірлігінде келтірілген жылдық газ шығыны, v кдж/жыл(ккал/жыл); K h тәулікті шығынның сағаттық максимумы кӛрсеткіші 0,1; Q 1 газдың жану жылулығы, кдж/кг(ккал/кг). Газдың сағаттық шығыны ас дайындау және ыстық су дайындау кезінде әрқайсысына жеке анықталады. Газдың жалпы шығыны: h h h Q d Qd ac Qd,. h h мҧндағы, Q d, ac, Qd, ы. су сәйкесінше ас дайындауға және ыстық су дайындауға жҧмсалатын газдың сағаттық шығындары, кг/сағ. Газдың жылдық шығыны Q жыл i, ы су, кг/сағ. nq Q T., т/сағ. Газдың жылдық шығыны ас дайындауға және ыстық су дайындауға әрқайсысына жеке анықталады. Газ толтыру станциясының (ГТС)-ң жалпы жылдық ӛнімділігі (газ шығыны): ΣQ жыл = Q жыл, ас + Q жыл, ы.су, т/жыл мҧндағы, Q жыл, ас, Q жыл, ы.су сәйкесінше ас және ыстық су дайындауға жҧмсалатын газдың жылдық шығындары, т/жыл. Газдың тәуліктік шығыны Q QT 365 жыл, т/тәул. 5. Газ толтыру станциясындағы ыдыстар саны анықталады. Ыдыстар келесі ӛрнек бойынша анықталады: QT t m =, дана V ыд f мҧндағы, Q т ГТС-ң тәуліктік ӛнімділігі, т/тәул.; t газ келмеген жағдайдағы ГТС-ң есепті жҧмыс уақыты, тәулік; V ыд орнатуға

103 таңдалып алынған ыдыстың геометриялық кӛлемі, м 3 ; f ыдысты толтыру коэффициенті (f = 0,85-жер ҥсті, f = 0,9-жер асты орнатылған жағдайларда); ρ қалыптағы жағдайда (0 0 С; 101,3 кпа) = 0,601 кг/л. C H 3H8 C4 10 ρ =, т/м ГТС-да ыдыстардың жер ҥстіне орнатылуын қарастырған жӛн. Қҧрылыс тығыздығы және технологиялық процесстер мен жергілікті жағдайлардың ерекшеліктеріне байланысты ыдыстарды жер астында да орнатуға болады. Ескерту: қандай жағдай болмасын ыдыстар мен технологиялық қондырғыларды орналастыру міндетті тҥрде СНиП * талаптарын сәйкес орындалуы керек. 6. Темір жол цистерналары мен эстакада саны анықталады. Сҧйытылған газ зауыттан ГТС-ға дейін темір жол цистерналарымен жеткізіледі. Олардың саны екі кезең ҥшін келесі ӛрнек бойынша анықталады: n = Qжыл К Д V с ц 3 3, дана мҧндағы, Q жыл СГТС-ң жылдық ӛнімділігі, т/жыл; К с = жазғы мерзімде қҧйып алу ҥшін сығымдағы қолданған кезде; К с = 1,3 қысқы мерзімді қҧйып алу ҥшін буландырғыш қолданған кезді; ДЩ қҧйып алу майданының жҧмыс кҥндері, Д = 1 тәул/жыл; ρ сҧйық газ қоспасы тығыздығы, т/м 3 ; V ц цистернаның сҧйық алып тҧрған пайдасы кӛлемі, м 3. Эстакадалар саны. Q m = жыл, дана К Д G мҧндағы, К темір жол цистерналары келуінің бір қалыпсыздық коэффициенті, К = -3; G цистерна ішіндегі сҧйытылған газ массасы, тонна; n бір уақытта босатылатын цистерна саны. 7. Тәуліктегі тұтынушыларды сұйытылған газбен қамтамасыз ететін ыдыстар саны. QT m =, дана V ыд n f мҧндағы, Q т ГТС-ң тәуліктік ӛнімділігі, т/тәул.; V ыд таңдалынып алынған ыдыс кӛлемі, м 3 ; f ыдысты толтыру.

104 8. Газ таратушы колонкалар саны анықталады. Сҧйытылған газ толтыру станциясынан сҧйытылған газдар автоцистерналармен жіберу газ таратушы калонкалар кӛмегімен жҥзеге асырылады. Олардың саны сҧйытылған газдың тәуліктік шығынына байланысты келесі ӛрнек бойынша анықталады: n =, дана T qq k t мҧндағы, q колонканың есепті ӛнімділігі, т/сағ; k 0,5-0,8 колонканы пайдалану коэффициенті; t автоколонканың жҧмыс уақыты, t = 8 сағ/тәул. 9. Сұйытылған газ толтыру станциясының бас планы құрастыру. ГТС-ң бас планы 1 суретте келтірілген. Газ толтыру станциясының қҧрылысын жҥргізетін алаң таңдау кезінде ГТС-пен ҥйлер, ғимараттар, темір жол және автомобиль жолдары арасында СНиП * келтірілген ара қашықтықтарды ескеру керек. ГТС территориясы жанбайтын материалдармен қоршалуы керек және шартты тҥрде екі негізгі аймаққа бӛлінеді: 1) Ӛндірістік аймақ. Мҧнда темір жолдары бар қҧйып алу эстакадасы, сҧйытылған газдар сақталатын қоймалар, насоссығымдағыш цехы, буландырғыш және баллондарды толтыру цехы, сондай-ақ автоцистерналарды толтыратын колонкалар орналасады; ) Кӛмекші аймақ. Мҧнда әкімшілік-шаруашылық ғимараттары, гараж, суарынды бағана (башня) және ӛртке қарсы су қоры сақталатын ыдыс орналасқан. МоогазНИИпроект қуаты жылына 10,0 және 40 мың.т. ГТС-ң типтік жобаларын ҧсынған. 10. Сұйытылған газды құйып алу технологиялық операциясына қажет бу шығындары анықталады. G = G к + G ш + G жж + G т + G м, кг мҧндағы, G к цистернаның бу кеңістігінде қысымды жоғарлатуға қажет бу шығыны, кг; G ш сҧйық бетінде шыққа айналатын бу мӛлшері, кг; G жж қоршаған ортаға жылу жоғалту салдарынан шықтанатын бу шығыны, кг; G т цистернаның бҧрын сҧйық газ алып тҧрған кӛлемін толтыратын бу шығыны, кг; G м босатылатын ыдыстың металын қыздыруға жҧмсалатын бу шығыны, кг. 104

105 Бу шығындары келесі ӛрнектер бойынша есептеледі: а) S к = V бу (ρ с ρ б ), кг мҧндағы, V бу т.ж. цистернасының бу кеңістігі, м 3 ; ρ с, ρ б будың сәйкесінше сҧйытылған газды қҧйып алудың соңғы және бастапқы кездеріндегі тығыздықтары, кг/м 3 ; б) G ш = d k F t c бу Г t c T, кг мҧндағы, d k будың сҧйыққа жылу беру коэффициенті (d k = 1-14 Вт/м 0С қабылданады); Ғ с сҧйық беті ауданы, м ; t бу, t с сәйкесінше бу және сҧйық фазалардың температурасы, 0 С; егер нақты деректес берілген болса, t сҧй = 15 0 С деп алуға болады; Т газды қҧйып уақыты, сек. (Т = сағ.); г буланудың жасырын жылуы, Дж/кг; в) G ж.ж = K F t T бу Г t aya T, кг мҧндағы, К цистерна қабырғасының жылуалып беру коэффициенті (К = 6-1 Вт/м 0С қабылданады); Ғ г цистернаның бумен жанасатын орташа ауданы, м ; t ауа сыртқы ауа температурасы, 0 С; г) G к = V ц 0,85 ρ с, кг мҧндағы, V ц босатылатын ыдыстың геометриялық кӛлемі, м 3 ; д) G м = C p M t бу 30 Г t aya, кг мҧндағы, С р металдың жылу сыйымдылығы, С = 500 кдж/кг 0С; М металл массасы, кг; 30 металдың қызу ҥлесін ескертетін коэффициент. Әдетте қҧйып алу эстакадасы бір уақытта ҥш темір жол цистернасын босатуға есептеледі. Сондықтан жылпы бу шығыны: G ж = n G, кг мҧндағы, n цистерналар саны, дана (n = 3 дана); G жоғарыда анықталған бір цистернаға жҧмсалатын газ шығыны, кг. Будың сағаттық шығыны G сағ = Т G ж, кг/сағ. Қажетті сығымдағыштар саны саг n = G, дана G c мҧндағы, G c сығымдағыштың ӛнімділігі, кг/сағ. Сығымдағыштардың тҥрі мен ӛлшемдері олардың техникалық сипаттамалары бойынша ()-ден қабылданады. 105

106 11. Сұйық фазадағы газ құбырларының гидравликалық есебі. Насостар таңдау. ҚР ҚНжЕ * талабы бойынша сҧйық фаза қозғалысының орташа жылдамдықтары тӛмендегідей болуы керек: сору қҧбырларында 1, м/с артық емес; арынды қҧбырларда 3 м/с артық емес. Сҧйық фазадағы газ қҧбырларының сҧлбасы 7.7 сурет келтірілген. а) Эстакададан қойма ыдыстарына дейінгі газ қҧбырларының есебі. Құбырлардан ӛтетін сұйық газ шығыны Q 1 = V n n T, м 3 /с мҧндағы, V n темір жол цистернасының пайдалы кӛлемі, м3; n эстакадағы бір уақытта берілетін цистерналар саны, дана (әдетте, n = 3 дана); Т = сағ. таза, қҧйып алуға кететін уақыт. 1-темір жол эстакадасы; -бірінші топтағы қойма ыдыстары (пропан); 3-екінші топтағы қойма ыдыстары (бутан); 4-үшінші топтағы қойма ыдыстары (пропан-бутан); 5-компрессор; 6-сорап; 7-буландырғыш; 8-баллондарды толтыру цехы; 9-кӛлікке толтырылатын орына; 10- қалдықтарды құйып алу цехы; 11-қалдық қойма ыдыстары. 7.7-сурет. Газ толтыру станциясының принципиальды схемасы. 106

107 Құбыр диаметрі Құбырдағы жоғалатын қысым 107 4Q d v l v H d 1, м. 1 50, Па мҧндағы, ξ гидравликалық кедергі коэффициенті; l қҧбыр ҧзындығы, м; v сҧйытылған газдар қозғалысының орташа жылдамдығы, м/с; ρ қалыпты жағдайдағы (0 0 С; 101,3 кпа) сҧйытылған газ тығыздығы, кг/м 3 ; б) Қойма ыдыстарынан насос-сығымдағыштар цехына дейінгі газ қҧбырларының есебі. Сұйытылған газ шығыны Q mv 0,85, м 3 /с мҧндағы, m тәуліктегі тҧтынушыларды сҧйытылған газбен қамтамасыз ететін ыдыс саны, (7. пункт); v ыдыстың геометриялық кӛлемі, м 3. Құбыр диаметрі Құбырдағы жоғалатын қысым T 4Q d v l v H d, м. 50, Па в) Сорап-сығымдағыш цехынан толтыру цехына дейінгі газ қҧбырының есебі. Ӛткізу қабілеттілігі Q 3 = ΣQ баллон, м 3 /с. Құбыр диаметрі Құбырдағы жоғалатын қысым d 4Q v l v H3 50 d 3, м. 3, Па. г) Сорап-сығымдағыш цехынан автоколонкаларға дейінгі газ қҧбырының есебі. Ӛткізу қабілеттілігі Q 4 = ΣQ автоцистерна, м 3 /с. мҧндағы, Q 4 кӛлік цистерналарды толтыруға қажетті сҧйытылған газдың шығыны, м 3 /с; Құбыр диаметрі Құбырдағы жоғалатын қысым 4Q d v l v H4 50 d 4, м. 4, Па. Жалпы ҧзындыққа жоғалатын қысым мӛлшері: Н = Н 1 + Н + Н 3 + Н 4, Па. Толық жоғалатын қысым Н т = 1,1 Н, Па мҧндағы, 1,1 жергілікті кедергілерде жоғалатын қысымдар ҥлесі.

108 Сорапты келесі ӛрнекпен анықталатын толық арыны бойынша таңдайды Н н = ( P1 P ) h h H мҧндағы, Н н айдалатын сҧйық бағаны бойынша насостың беретін қажетті арыны, м; Р сҧйық газ қҧйылатын ыдыстағы сҧйықтың беті ҥстіндегі максималды абсолют қысым, МПа (сҧйытылған газдар ҥшін бҧл қысым максималды температура кезіндегі қаныққан булардың серпімділігіне тең); Р 1 қаныққан булардың минималды температура кезіндегі серпімділігіне тең, босатылатын ыдыстағы максималды абсолют қысым, МПа; ρ сҧйық тығыздығы, кг/м 3 ; һ -һ 1 сҧйытылған газдардың босатылатын және қҧйылатын ыдыстағы деңгейлерінің айырмасы, м; Н т газ қҧбырларындағы толық жоғалатын қысым, м. 1. Бу күйдегі құбырларының гидравликалық есебі. Гидравликалық есепті жҥргізу ҥшін номограмма қолданамыз [1,]. Қҧбырлар диаметрін тағайындау ҥшін ондағы бу кҥйіндегі газ жылдамдығын 10 м/с дейін қабылдап алады. Онда, 4Q d v мҧндағы, Q участкедегі бу кҥйіндегі газ шығыны, м 3 /с; v бу кҥйіндегі газ жылдамдығы, м/с. Бу кҥйіндегі газ қҧбырларын негізгі ҥш бӛлікке жіктеуге болады: 1-бӛлік қойма ыдыстары мен насос-сығымдағыш цехын жалғайтын газ қҧбырлары; -бӛлік насос-сығымдағыш цехы мен алу эстакаларын жалғайтын қҧбырлары; 3-бӛлік насос-сығымдағыш цехы мен автоколонкаларды жалғайтын қҧбырлар. Мысал 7.6: Қарағанды қаласында сҧйытылған газ толтыру станциясын (ГТС) жобалауын орындау, егер келесі деректер берілген болса: газ пайдаланатын тҧрғындар саны адам; тҧрғындарды газбен қамту; ас дайындауға 100%, ыстық су дайындауға 0%; Шешуі: 1. Қаланың климаттық жағдайы СНиП бойынша Қарағанды қаласы ҥшін: орташа жылдық температура,3 0 С, абсолюттік минималды температура ( С), абсолюттік максималды температура 40 0 С, жел бағыттары қайталануының басым бағыты оңтҥстік-батыс жақ. Газ толтыру станциясын солтҥстік-шығыс жаққа орналастыру қажет., м 1 T, м

109 . Газ толтыру станциясының қорын анықтау. 10 t = 9 тәулік Сұйытылған газдың жылу бөлу қабілеті мен салыстырмалы тығыздығын анықтау. ГОСТ талабы бойынша: СПБТЗ СПБТЛ С Н 6 4% С Н 6 6% С 3 Н 8 75% С 3 Н 8 34% С 4 Н 10 1% С 4 Н 10 60% Қыс мерзіміндегі қоспаның массалық жылу бӛлу қабілеті: Т Qкос 0, , , кдж/кг. Жаз мерзіміндегі қоспаның массалық жылу бӛлу қабілеті Т Qкос 0, , , кдж/кг. Орташа массалық жылу беру қабілеті: Т Qкос кдж/кг; Пропан-бутан қоспасының кӛлемдік ҥлестерін анықтау: Қыс мерзімінде: Жаз мерзімінде: 0,04 30,07 r 0,6. C H 6 0,04 0,75 0,1 30,07 44,09 58,1 0,75 44,09 0,04 0,75 0,1 30,07 44,09 58,1 0,1 58,1 C 4 H 10 0,04 0,75 0,1 30,07 44,09 58,1 r 0,775. C 3 H 8 r 0,16. 0,08 30,07 r 0,16. C H 6 0,06 0,34 0,6 30,07 44,09 58,1 0,34 44,09 C 3 H 8 0,06 0,34 0,6 30,07 44,09 58,1 r 0,

110 0,6 58,1 r 0,515. C 4 H 10 0,06 0,34 0,6 30,07 44,09 58,1 Сҧйытылған газ қоспасының тығыздығы: Т кос 0,061,356 0,775,0037 0,16, 703,066 кг/м 3. 0,1 1,356 0,395,0037 0,515, 703,3 кг/м 3. ж кос Орташа тығыздығы ρ орт =,183 кг/м ,066,3,183 Салыстырмалы тығыздығы d орт = 1,93 1, Сұйытылған газ толтыру станциясының сағаттық, жылдық және тәуліктік өнімділігін анықтау. Ас дайындау қажет газ шығыны Q h d. ac , , Ыстық су дайындауға қажет газ шығыны Q h d. ы. су Газдың жылдық шығыны , , кг/сағ. 190 кг/сағ. Газдың жалпы сағаттық шығыны Q d h = = 7548 кг/сағ. Qжыл,су Qжыл, ы. су , , т/жыл. 1, т/жыл. ΣQ жыл = (18,6 + 1,96) 10 3 = 15, т/жыл. Газдың тәуліктік шығыны QT 15, ,63 т/тәул. 5. Сұйытылған газ толтыру станциясындағы ыдыстар санын анықтау 4,639 m = 8 дана. 1000,850,565 Орнатуға 8 дана ПС-100 типті ыдыстар таңдап алынады. Оның 3-не пропан, 3-бутан және -іне пропан-бутан қоспалар қҧюға деп қабылданады. 6. Темір жол цистерналары мен эстакада санын анықтау Қҧйып алу ҥшін сығымдағыш қолданған кезде: n = 3 15, ,56564, 7 дана.

111 Қҧйып алу ҥшін буландырғыш қолданған кезде: Эстакадалар саны n = 3 15, ,3 1 0,565 64, m = 3 15, ,1 3 5 дана. 3 дана. 7. Тәуліктегі босатылатын қоймадағы ыдыстар саны (үлесі) 4,63 m = 0, ,850, 565 яғни, тәулігіне бір ПС-100 ыдысына қҧйылған сҧйытылған газдың 89 проценті шығындалып отырады. 8. Автоколонкалар санын анықтау n = 0,15, 4,63 60,5 8 0,6 n k = 1 дана. 9. Сұйытылған газ толтыру станциясының бас планын құрастыру ГТС бас планын дайындау кезінде ҚР ҚНжЕ * және [1], [] оқулықтарын қолдану керек. Сҧйытылған газды қҧйып алуға қажет бу шығындарын анықтау а) G к = 11,3 (0,15 15,5) = 5,4 кг. б) G ш = в) G ж.ж = 1334(5 15) , ,3 (5 15) ,5 10 = 89,5 кг. = 110 кг. г) G т = 75,5 0,85 0,15 = 193 кг. 0,503810(5 15) д) G ш = = 1758 кг ,5 G = 5,4 + 89, = 3303 кг. 10. Жалпы қажетті бу мөлшері G ж = = 9909 кг. Будың сағаттық шығыны h Gd кг/сағ. Гидравликалық есептеу нәтижесі бойынша таңдалған П-110 сығымдағыш ӛнімділігіне байланысты олардың саны анықталады n = 3 дана. 1989,8 11. Сұйық фазадағы газ құбырларының гидравликалық есебі 111

112 7.7 - суретте газ қҧбырларының сҧлбалары келтірілген. Қҧбырлар диаметрі және олардағы газ қысымдарын анықтау: а) Темір жол эстакадасы мен қойма ыдыстарын жалғайтын қҧбырлар. Қҧбыр ҧзындығы l = 80 м Q 1 = 64, ,0675 3,141, 0,0675 м 3 /с. d 0,168 м. Мемлекеттік стандарт (ГОСТ) бойынша: 19 x 6 мм диаметрі қабылданады H1 1, , 1,9 58 Мемлекеттәк стандарт (ГОСТ) бойынша: 18 х 3 мм диаметрі қабылданады, H Па. 1, Па. б) Қойма ыдыстары мен сорап-сығымдағыш цехын жалғайтын қҧбырлар. Қҧбыр ҧзындығы l = 30 м Q = 0,89(1000,85) ,008 3,141, 0,008 м 3 /с. d 0,054 м. Мемлекеттік стандарт (ГОСТ) бойынша: 57 х 3 мм диаметрі қабылданады H 1, , 5, Па. в) Сорап-сығымдағыш цехы мен баллондарды толтыру цехын жалғайтын қҧбырлар. Қҧбыр ҧзындығы l = 40 м Q 3 = 0,85 0,008 = 0,0038 м 3 /с. 40,0038 d3 0,031 м. 3,143 Мемлекеттік стандарт (ГОСТ) бойынша: 3 х 3 мм диаметрі қабылданады, H 50 3, Па. г) Сорап-сығымдағыш цехы мен автоколонкаларды жалғайтын қҧбырлар. Қҧбыр ҧзындығы l = 5 м Q 4 = 0,15 0,008 = 0,0004 м 3 /с. 40,0004 d4 0,014 м. 3,143

113 Н = = Па. Н т = 1, = Па немесе Н = 3 м сҧйық бағаны бойынша Сораптарды таңдау t max = 5 0 C; t min = 15 0 C; P = 0,951 МПа P 1 = 0,75 МПа h -h 1 = 1,5 м Орнатуға екі 4ХГВ-6АХ-40-4 сораптар (біреуі қорда) қабылданады. Техникалық сипаттамалары: ӛнімділігі 90 м 3 /сағ; арыны 80 м айдалатын сҧйық бағаны бойынша; қозғалтқыш қуаты 40 квт; айналу жылдамдығы 900 айн/мин. 1. Бу күйіндегі газ құбырларының гидравликалық есебі Бу кҥйіндегі газ қҧбырларының гидравликалық есептеу нәтижесі 7.5-кестеде келтірілген. Сағаттық массалық бу шығыны: G = 4954 кг/сағ. Кӛлемдік шығыны: Q = 478 м 3 /сағ. Бӛлік нӛмірі Газ шығыны, Q, м 3 /сағ Газ құбырларының гидравликалық есебі Қҧбыр Жоғалатын диаметрі, қысым, d c хs, мм P Бӛлік ҧзындығы, l, м б Р с МПа Жергілікті кедергіге жоғалатын қысымды ескергенде 1,1 ( P ) б Р с Газдың бастапқы қысымы, Р б, МПа 7.5 кесте Газдың соңғы қысымы, Р с, МПа ,03 0,033 0,95 0, ,14 0,154 0,93 0, ,1 0,11 0,93 0,869 Сору қҧбырындағы газ қысымына (Р = 0,93 МПа) байланысты П 110 сығымдағышы таңдалып алынды. Техникалық сипаттамасы: ӛнімділігі 1989,8 кг/сағ; сору қҧбырындағы қысымы 0,7 МПа; n = 1470 айн/мин; цилиндр саны 4 дана; массасы 850 кг. 113

114 8 ТАРАУ. ОТЫННЫҢ ЖАНУ ҚҦБЫЛЫСЫНЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ 8.1 Жанудың химиялық тектесулерінің (реакцияларының) кинетикасы Химиялық тектесудің жылдамдығы мен болымы (механизмі) туралы ілімді химиялық кинетика деп атайды. Жанар қоспалар бір (газ отындарын жаққанда газ тҥрінде) немесе әртҥрлі агрегаттық кҥйлерде (қатты отынды жаққанда қатты және газ тҥрінде немесе сҧйық отынды жаққанда сҧйық және газ тҥрінде) бола алады. Қҧраушылары бір агрегаттық кҥйде болатын жҥйені біртекті деп атайды, ал әртҥрлі кҥйде болса, онда жҥйені әртекті дейді. Қарапайым тектесу жҥру ҥшін бір, екі немесе ҥш затша (молекула) қатысуы керек. Осыған сәйкес бір мезгілде әрекеттесетін затшалар санына байланысты тектесулер бір затшалы (бір молекулалы), екі затшалы (екі молекулалы) және ҥш затшалы (ҥш молекулалы) болып бӛлінеді. Іс жҥзінде бір, екі затшалы тектесулер жиі кездеседі. Бір мезгілде ҥш затшаның ӛзара соқтығысу ықтималдығы ӛте аз, сондықтан ҥш затшалы тектесулер ӛте сирек кездеседі, ал тӛрт затшалы немесе одан да кӛп затшалы тектесулер белгісіз. Біртекті тектесу жылдамдыгы дегеніміз кӛлем бірлігінде уақыт бірлігі аралыгында тектескен зат мӛлшері, ягни бір зат шоғырының уақыт бірлігінде ӛзгеруі. Әртекті тектесу жылдамдыгы дегеніміз уақыт бірлігі арасында бет бірлігінде тектесетін зат мӛлшері. Тектесу жылдамдығын w т-у кез келген тектескіштің (реагенттің) тҥрлену жылдамдығы арқылы ӛрнектеуге болады. Біртекті тектесу ҥшін αа + βв =γм +δn +Q (8.1) оның жылдамдығын тектесу ӛнімдерінің біреуінің тҥзілу жылдамдығы арқылы немесе бастапқы заттардың біреуінің жҧмсалу жылдамдығы арқылы ӛрнектеуге болады w т-у = 1 dc A 1 dcb 1 dcm 1 dcn d d d d 114, (8.) мҧндағы, C А, C В, C М жвне C N A, B, M жӛне N заттарының шоғырлары, τ уақыт, Q жану жылуы; α, β, γ, δ стехиометриялық еселеуіштер. Отынның жануын қарастырғанда жану жылдамдығын,

115 отынның не тотықтырғыштың жҧмсалу жылдамдығы арқылы немесе жану ӛнімдерінің тҥзілу жылдамдығы арқылы ӛрнектеуге болады. Химиялық тектесу жылдамдығына ыстықтық, әрекеттесетін заттар шоғыры және жеделдеткіштер (катализатор) ықпал етеді. Кӛптеген тәжірибелік мәліметтердің арқасында тектесу жылдамдығының әрекеттесуші заттар шоғырына тәуелділігін анықтайтын химиялық кинетиканың негізгі заңы тҧжырымдалған. Химиялық тектесудің жылдамдығы әрекеттесуші заттар шоғырларының кӛбейтіндісіне тура сәйкес (пропорционал). Мҧны әрекеттесуші маңыздар (массалар) заңы деп атайды. Химиялық кинетика заңы бойынша (8.1) тектесу ҥшін w т-у = kc C A B (8.3) мҧндағы, k тектесу жылдамдығының тҧрақтысы, оның мәні әрекеттесетін заттардың табиғатына, ыстықтыққа, жеделдеткішке (катализаторға) тәуелді, бірақ шоғырға тәуелді емес. Дәреже кӛрсеткіштерінің косындысын тектесу реті деп атайды (α + β). Кӛп жағдайда, ал жану тектесулерінде дағдыдағыдай (как правило), тәжірибе жолымен табылған тектесу реті стехиометриялық теңдеуден шығатыннан тӛмен. Химиялық кинетиканың негізгі заңы қатты кҥйдегі әрекеттесуші заттардың шоғырын есепке алмайды, себебі олардың шоғыры тҧрақты, олардың сыртқы беті ғана әрекеттесуге қатысады. Мысалы, кӛмірдің жану тектесуі ҥшін С + О = СО тектесудің кинетикалық теңдеуі былай жазылады w т-у = kcо. Газ және еріген заттардың шоғыры ғана есептеледі. Химиялық кинетиканың негізгі заңы немесе әрекеттесуші маңыздар заңы бір сатыда жҥретін газдар арасындағы немесе сҧйытылған ерітінділердегі тектесулерге қолданылады. Бірнеше сатыдан тҧратын кҥрделі тектесу ҥшін бҧл заң оның әрбір сатысы ҥшін жеке қолданылады Тектесу жылдамдығының ыстыктыққа тәуелділігі Тектесу жылдамдығына ыстықтықтың ықпал етуін Аррениус тәжірибеден анықтады. Бҧл ықпал Аррениус заңы деп аталған тәуелділікпен ӛрнектеледі k = k 0 exp(- E/RT), (8.4)

116 мҧндағы, k 0 экспонент алдындағы кӛбейткіш (оның ӛлшемділігі k шамасының ӛлшемділігіне сӛйкес); Е белсендіру қайраты (активтендіру энергиясы), Дж/моль; R газдың әмбебап тҧрақтысы, Дж/(мольК); Т толық ыстықтық (абсолюттік температура), К. Е және k 0 кинетикалық тҧрақтылар деп те аталады және отынның тектесулік қасиеттерін анықтайды. Олар тәжірибеден табылады суретте (8.4) кейіптеме бойынша k шамасының Т-ға тәуелділігі кӛрсетілген. Әрине, ошақтық жағдайларда сызықтық тек бастапқы шҧғыл ӛсетін аумағы жҥзеге асырылады.(8.4) ӛрнегін логарифм десек онда Ink = lnko - (E/(R)(1/T). (8.5) Ink - 1/Т мекендіктерінде (координаттарында) (8.5) ӛрнегі тҥзу сызық болады (8.-сурет), оның кӛлбеу бҧрышы E/R шамасын анықтайды Е = Rtgx ӛрнегіндегі бос мҥше lnk 0 бірінші мекендіктің (абциссасы) 1/Т = 0 болғандағы екінші мекендіктің (ордината) мәні болып анықталады сурет. Тектесу жылдамдық тұрақтысының ыстықтыққа тәуелділігі 8. - сурет. lnk-ның 1/Т-ға тәуелділігі 116

117 Сонымен 8.-суреттегі сызбақ (график) кинетикалық тҧрақтыларды анықтау ҥшін пайдаланылады. Кейбір зерттеушілер кинетикалық тҧрақтылар арасында байланыс бар екенін анықтады. Белгілі отын ҥшін k 0 неғҧрлым аз болса, Е соғҧрлым аз болады. Мысалы, қоңыр кӛмірлер ҥшін бҧл шамалардың реті k м/с және E/R 10 4 К, антрацит ҥшін k м/с және E/R х 10 4 К болады. Тектесу жылдамдығының ыстықтықтан кҥшті ӛсуін тҥсіндіру ҥшін Аррениус болжам жасады: тектесу затшалардың кез келген соқтығысуларында болмайды, тек қана осы тектесуді жҥргізуге жететін қайраты бар белсенді затшалар соқтығысқанда болады. Белсенді емес затшаны белсенді ету ҥшін оған қажетті қайрат беру керек бҧл қҧбылысты белсендіру деп атайды. Белсендірудің бір жолы ыстықтықты жоғарлату; ыстықтықты кӛтергенде белсенді затшалардың саны кҥшті артады, сондықтан тектесу жылдамдығы кҥрт жоғарлайды. Белсенді затшаларды тҥзуге жҧмсалатын жылуды белсендіру жылуы деп атайды. Қарапайым және белсенді затшалар арасында теңдесу болады. Бҧл теңдесу тҧрақтысы кҥшті дәрежеде ыстықтыққа тәуелді. Тектесудің жҥруіне кейбір қайраттық тосқауыл (барьер) бӛгет қылады деп елестетуге болады. Сол тосқауылдан ӛту ҥшін белсендіру қайраты қажет. Бҧны сызбақтық тҥсіндіруге болады (8.3-сурет). А кҥйінде болған бастапқы заттардың затшалары белсендіру қайраты Е 1 -ге тең белгілі қайрат мӛлшерін сіңіріп, белсенді В кҥйіне ӛтеді. Бҧл кҥйде затшалар тектесу ӛнімдерін тҥзіп Е қайратын бӛліп тектесе алады. Кӛп жағдайларда ВС аумағында бӛлінетін жылу АВ аумағында жҧтылған қайраттан ҥлкен болады және айырмасы Q = Е -Е 1. Оң тектесу жылуына сәйкес болады жылу беретін (экзотермиялық) тектесу. Егер Е 1 >Е болса, онда тектесу жылу сіңіретін (эндотермиялық) болады. Тектесу жылдамдығы белсендіру қайрат шамасына тікелей тәуелді: неғҧрлым ол кіші болса, соғҧрлым тектесу жылдамырақ жҥреді. Егер белсендіру қайраты кіші болса, онда белгілі уақыт аралығында тектесу жҥргенде қайраттық тосқауылдан кӛптеген бӛлшектер ӛтіп тектесу жылдамдығы артады, ал егер белсендіру қайраты ҥлкен болса тектесу баяу жҥреді. 117

118 8.3-сурет. Белсендіру және тектесу құбылысында қайрат өзгеруі Иондар әрекеттескен кезде белсендіру қайраты ӛте аз болады, сондықтан иондық тектесулер ҥлкен жылдамдықпен жҥреді. 8.3 Тізбекті тектесулер Жай тектесулер бір ғана сатыда жҥреді және кинетикалық теңдеуінде бір ғана жылдамдық тҧрақтысы болады. Кҥрделі тектесулер бірнеше жай тектесулердің жиынтығынан тҧрады және кинетикалық теңдеуі бірнеше жылдамдық тҧрақтыларынан тҧрады. Кҥрделі тектесулерге қайтымды, тізбекті және т.б. тектесулер жатады. Газ отынның жануы тізбекті тектесулер заңдылықтары бойынша жҥреді. Тізбекті тектесулердің заңдылықтарын зерттеуге Н.Н.Семенов, С.А.Хиншельвуд зор еңбек сіңірді. Тізбекті тектесудің негізгі ерекшелігіне тізбектің пайда болуы, оның дамуы және ҥзілуі жатады. Тізбек пайда болу ҥшін әрекеттесетін заттарға жоғарғы ыстықтық, жарық сәулесі т.б. әрекет етуі керек. Осындай әрекеттердің нәтижесінде тізбекті тектесудің бірінші сатысы тізбек пайда болады, яғни бастапқы заттардан іліктілік (валенттілік) байланыстары қанықпаған бейтарап атомдар немесе атомдар тобы тҥзіледі. Сол аралық ӛнімдер бастапқы заттармен тектесіп ақырғы ӛнімді тҥзеді. Ақырғы ӛнімдермен қатарлас қайтадан белсенді ӛнімдер (бос радикалдар не атомдар) пайда болады. Шындығында тектесулер тікелей бастапқы ӛнімдер затшаларының арасында етпейді. Тектесулердің аралық сатылары бар, оларда аралық белсенді ӛнімдер пайда болады. 118

119 Мҧндай тектесулер тізбекті тектесулер деп аталады. Кҥрделі тізбекті тектесулер теңдеулерінің реті, әдетте, стехиометриялық теңдеуден шығатынына қарағанда тӛмен болады. Тізбекті тектесулер тектесуді қыздыру және белсенді ӛнімдердің жаңғырту (регенерация) тәсілімен ерекшеленеді. Егер белсенді ӛнімдердің жаңғырту мӛлшері жҧмсалғанымен бірдей болса, онда тектесу тармақталмаған болады. Егер белсенді ӛнімдердің жаңғыру мӛлшері жҧмсалғанынан ҥлкен болса, онда тізбекті тектесу тармақталған болады. Тармақталған тізбекті тектесудің мысалы ретінде сутек пен оттек затшаларынан су тҥзілуін келтіруге болады. Мҧнда бір радикалдар тізбекті дамытса, екіншілері жаңа тізбекті бастайды. Тізбекті тектесу белсенді радикалдар пайда болудан басталады. Белсенді радикалдардың туындауы екі мҥмкін бастапқы тектесулердің біреуі арқылы болады Н + М= Н + М, немесе 1) Н hv = OH + OH, мҧндағы, М басқа белсенді затшалар, hv қайрат кванты. Бҧдан кейін тізбек жалғасы ақырғы ӛнім Н О-ны тҥзе отырып ) ОН + Н = Н 0 + Н; 3)Н + 0 = ОН + О тізбектің тармақталу тектесулері. 4) О + Н = ОН + Н. Мҧнда бір белсенді бӛлшектен екі белсенді бӛлшек тҥзіледі. ОН + Н = Н О + Н т.б. 5)Н + қабырға 0,5 Н - тектесу ыдысының қабырғасындағы тізбектер ҥзілу тектесулері. 6) ОН + қабырға 0,5 Н О ; 7) О + қабырға 0,5 О ; 8) НО + қабырға-» 0,5 Н О + 0,5О ; 9) H + О + М 0,5 Н О + 0,5О газ кӛлемінде соқтығысудағы тізбек ҥзілуі (мҧнда М - басқа затша). Сонымен тармақты тізбектелген тектесу жҥрген кезде белсенді бӛшектер - радикалдардың еселеп кӛбею нәтижесінде тектесу жылдамдығы ӛте артып, кҧбылыс жарылыспен аяқталуы мҥмкін. Тармақталған тізбекті тектесулер арқылы газ отынның басқа жанар қҧраушыларының: CO, метан және басқа кӛмірсутек қосындыларының жануы ӛтеді. 119

120 8.4 Жылулық өзіндік тұтану теориясы Энергетикада қолданылатын жанар қоспалардағы химиялық тектесулер жылдамдығы тӛмен ыстықтықта аз және онда елеулі тектесу байқалмайды. Бірақ жоғары ыстықтықта (1000 С және жоғары) тектесу жылдамдығы жоғарлайды, кӛп жылу шығарып және жалык тҥзіп шапшаң тектесу жҥреді. Жанар коспаның баяу тектесу күйінен жылдам тектесуге ӛтуі тұтану деп аталады. Тұтанудың екі тәсілі бар: ӛзіндік тұтану және еріксіз тұтану. Ӛзіндік тҧтану жанар қоспаның кейбір маңызының барлық кӛлемінде ӛзіндік тектесуі, онда жылу бӛлу қоспаны шектейтін бет арқылы жылу әкетуден ҥдемелі артады, ыстықтық ҥдемелі ӛседі. Қҧбылыс кӛп жылу шығу және жарылыспен аяқталады. Ӛзіндік тҧтану қҧбылысын белгілі кӛлемдегі, яғни тҧрақты кӛлемдегі жанар қоспаға қатысты немесе ағындағы шектелген маңыз ҥшін, мысалы, толық ӛтімді қҧтыда қоспа кейінгі маңыздан оқшауланып, яғни тҧрақты қысымда қозғалғанда қарастыруға болады. Іс жҥзінде ӛзіндік тҧтану жағу тәсілі ретінде айналымдық қҧбылыс тҥрінде іштен жану козғалтқышта тез сыққанда орын алады. Жану қҧбылысы ҥзіксіз және орнықты болатын ошақтық қондырғыларда және қҧтыларда (камераларда) ӛзіндік тҧтану жағу тәсілі ретінде қолданылмайды. Еріксіз тҧтану жалын таралғанда жҥзеге асырылады. Жылулық өзіндік тұтанудын қалыптасқандық теориясы Ӛзіндік тҧтану қҧбылысын тҥсіну ҥшін ыдыс ішіндегі жанар қоспада қоршаған орта ыстықтығы ӛскенде сонымен бірге және жанар қоспа ыстықтығы да ӛскендегі химиялық тектесуді қарастырамыз. 8.4-сурет. Жылу бөлу Q т және жылу шығындарының Q ш ыстықтыққа тәуелділігі 10

121 8.5-суретте жылу бӛлу Q T мен жылу шығынының Q ш, ыстықтыққа тәуелділігі кескінделген. Жылу бӛлу қарқыны тектесу жылдамдығына сәйкес, яғни ыстықтыққа Аррениус заңы бойынша тӛуелді. Q т = k 0 exp(-e/rt)c n Q, (8.6) мҧндағы, k 0 exp(-e/rt) тектесу жылдамдығының тҧрақтысы; С жанар газдың шоғыры; n тектесу реті; Q жану жылуы. Кӛлем бірлігіне келтірілген жылу беру ыстықтықтың сызықтық бернесі (функциясы) болады Q ш = а(ғ/v)(т-т 0 ), (8.7) мҧндағы, a жылу беру еселеуші; F,V жанар қоспа тҧратын ыдыстың ауданы мен кӛлемі; Т барлық тектесулік кӛлемде бірдей деп қабылданған тектескен қоспа ыстықтығы; T 0 қоршаған орта ыстықтығына тең ыдыс қабырғасының ыстықтығы. Q т және Q ш сызықтарының қиылысқан нҥктелері 1 және қалыптасқан тәртіптер болады, онда жылу беру жылу шығынына тең. 1-ші нҥктеге дейін жылу бӛлу жылу шығынынан ҥлкен, сондықтан қоспа қызады. Қоспа ыстықтығы Т 1 -ге дейін ӛскенде қызу тоқтайды. Бҧл ыстықтықта Q т =Q ш. Одан әрі қоспа қызбайды. T 1 -ден жоғары ыстықтықтарда Q' m > Q т. Егер бір себеппен қоспа Т -ден жоғары қызса, ол қайтадан сол ыстықтыққа дейін салқындайды. Бҧл жағдайда тектесу қоспаны Т 1 ыстықтығына дейін қыздырады, ол ыдыс қабырғасының ыстықтығы Т 0 -дан біраз жоғары. Демек, тӛменгі қалыптасқан тәртіп орнықты болады және елсіз қызумен, аз жылдамдықпен сипатталады. Бҧл тәртіпте баяу тотығу орын алады. Қоспаны -ші нҥктеге сӛйкес Т ыстықтықтан жоғары қыздырғанда жылу бӛлу жылу шығынынан артады, соның нәтижесінде ӛзіндік тҧтануға әкелетін ҥдемелі қызу ӛрбиді. Ыстықтықты темендетсе жылу бӛлу Q T жылу шығыннан Q ш азаяды, сондықтан жҥйе -ші нҥктедегі кҥйге қайтып келе алмайды, ол 1-ші нҥктеге орын ауыстырады. Сонымен, жоғарғы тәртіп орнықсыз және ол іс жҥзінде жҥзеге асырылмайды. Енді қоршаған орта ыстықтығын T 0 жоғарлатайық, бҧл сызбақта (графикте) Q ш тҥзуін оңға қатарлас (параллельно) жылжыту болып кескінделеді. Кейбір Т оа мәнінде Q T және Q ш сызықтарының тек бір жалпы a нҥктесі болады. Бҧл кҥй ыстықтықтың тӛмендеуіне қатысты орнықты, бірақ оның 11

122 жоғарлауына қатысты орнықты емес. а нҥктесі шекті нҥкте: оған сәйкес Т а ыстықтығынан тӛмен-тәртіп қалыптасқан, керісінше, қоршаған орта ыстықтығының Т оа -дан азғантай асуынан ӛзіндік тҧтануға әкелетін қоспаның ӛзіндік қызуы болады. Т 0 ӛзінің шекті мәні Т оа -дан және сәйкесті Т а -дан аз ғана асқанда қалыптаскан кҥй мҥмкін емес және ыстықтық ҥдемелі ӛскендіктен, жылулық ӛзіндік тҧтанудың қалыптасқандық теориясында ӛзіндік тҧтану ыстықтығы ретінде Т а ыстықтығы немесе ӛлшеуге қолайлы Т оа қабылданады. Ӛзіндік тҧтану ыстықтығы тек жанар қоспа табиғатына және қасиеттеріне ғана тәуелді емес, және тектескен қоспаның жылу беруін анықтайтын жағдайларға да тәуелді, сондықтан физикахимиялық тҧрақты емес, қҧбылыстың нәтижелік сипаттамасы. Q T сызығы мен Q ш тҥзуі жанасқан нҥктеде Т 0 = Т оа болғанда жылу бӛлу жылу шығынына тең болады және олардың уақыты бойынша бірінші туындылары тең деген шарттардан Q Т = Q ш (8.8) dq T /dt = dq ш /dt (8.9) H.H. Семенов ӛзіндік тҧтану ыстықтығын анықтады. (8.8) және (8.9) теңдеулерге (8.6) және (8.7) ӛрнектерін қойып шешсек, аламыз T a =T oa + [(RT oa)/e]. (8.10) Одан ΔT a = T a -T oa = (RT oa)/e. (8.11) Егер ΔT < ΔТ а болса, онда ӛздігінен тҧтану мҥмкін емес. Егер ΔТ > ΔТ а болса, онда бҧндай ӛздігінен қызу ҥшін уақыт берілсе ӛздігінен тҧтану бола алады. 8.5 Газды отынның жануы Жалынның газда таралуы Газ отынның жануы оның тотықтырғыш (дербес жағдайда ауа) және жану ӛнімдер қоспасында жалын таралу арқылы болады. Жалын дегеніміз жҧқа аймақ, онда жанудың химиялық тектесулері болады және ол жану ӛнімдерін жанбаған қоспадан бӛліп тҧрады. Әрбір уақыт мезгілінде жалын шебінен (фронт) жылу берілу нәтижесінде жанасқан газ қабаттары тҧтанды, сол жалынның таралуы болып тҥсініледі (воспри-нимается). Жану ӛнімдері мен жаңа қоспа арасындағы араласу қызуға мҥмкіндік туғызады. 8.5-суретте ағында ыстықтық ӛзгеруі керсетілген. Жану аймағының сол жағында ыстықтық тӛмен, жану аймағында кенет ӛседі. 1

123 Қозғалмайтын газда жалын шебі жаңа қоспаға қарай кейбір жылдамдықпен козғалады. Бҧл жылдамдық жалын шебіне тік бағытталған жалынның тіктік таралу жылдамдығы w т деп аталады, ол газдың физика-химиялық тҧрақтысы. Егер қоспа жалын шебіне қарсы w т -кe тең жылдамдықпен қозғалса, онда жалын қалыптасқан орында болады, ал жану ӛнімдері жалын шебінен w т жылдамдықпен алыстайды. Екі жылдамдық арасындағы қатынасты ҥзіксіздік теңдеуінен алуға болады w г /w т = ρ 0 /ρ, (8.1) мҧндағы, ρ 0 және ρ сәйкесті жаңа қоспа мен жану ӛнімдерінің тығыздығы, кг/м сурет. Жалын құрылымының оңайлатылған сұлбасы 8.5-суретте жалын шебінің жылулық ені δ 1 арқылы белгіленген. Жанар газдардың оттектік және ауалық қоспаларында жалынның тіктік таралу жылдамдығы қоспа кҧрамына және ыстықтыққа кҥшті тәуелді екенін тәжірибе кӛрсетеді. Н, CO, СН 4 газдарының тіктік таралу жылдамдықтарының ауалық қоспалардағы газ шоғырына тәуелділігі келтірілген. Ҥш газдың ауалық қоспаларындағы w т -ны салыстырса сутек-ауа қоспасы ҥшін ол бірнеше есе ҥлкен, ал шоғырлық шектері кеңірек. Жанар газдардың оттектік қоспаларында жалынның таралу жылдамдығы кенет ӛседі. Мысалы, метан - оттектік қоспасында ең ҥлкен жалын таралу жылдамдығы 3,5 м/с, ал метан-ауа қоспасы ҥшін 37 см/с. Ең ҥлкен 13

124 ыстықтық стехиометриялық қҧрамда болса, w т ӛзінің ең ҥлкен (максимум) мәніне жанғыш біраз артық болғанда жетеді. Мысалы, CO + ауа қоспасы ҥшін стехиометриялық қҧрамда CO шоғыры 9,5%- ке тең, ал жалын жылдамдығы ең ҥлкен мәніне жанғыш қоспада 4-43% болғанда жетеді. Тәжірибелік сызықтар (8.6-сурет) шеттерінде ҥзіледі, бҧл жалын таралуының шектік жылдамдықтары бар екенін кӛрсетеді. 8.6-сурет. Н, CН 4, CO газдарының ауалық қоспасындағы жалынның тіктік таралу жылдамдығының газдар құрамына тәуелділігі Егер қоспадағы жанғышты азайтқаннан жалын таралуы ҥзілсе, онда тӛменгі шек, ал жалын жанғыштың молдығынан ҥзілсе, онда жоғарғы шек деп атайды. Егер осы кӛрсетілген тҧтанудың шоғырлық шектерінің арасындағы кейбір қоспаны әйтеуір бір жерінде жандырса, онда жалын барлық қоспа бойынша таралады. Егер қоспа қҧрамы шоғырлық шектерден тыс болса және кҥшті жандыру кӛзінің кӛмегімен жандырылса да жалын ол қоспада таралмай сӛнеді. Сутек + ауа ҥшін қысым 0,1 МПа және ыстықтық 0 С болғанда тӛменгі шек қоспадағы сутектің кӛлем бойынша 4,0% шоғырына, ал жоғарғы шек - 74, %-ға тең. Ретсіз ағында жалын шебі толқиды. Ӛте кҥшті қисаяды және қалыңдығы едәуір болады, соның нәтижесінде оның беті қатты дамығын. Тіктік жанудан ретсізге ӛткенде жалын таралу 14

125 жылдамдығы кенет ӛседі. Ҧсақ ӛлшемдікті ретсіздік (мелкомасштабная турбулентность) ҥшін араласу қашықтығы w p /w т ~ Re, (8.13) мҧндағы, w p жалынның ретсіздік таралу жылдамдығы; Re Рейнольдс саны; w т жалынның тіктік (ретті) таралу жылдамдығы. Ошақтық тәсілде (техникада) ӛлшемдігі ҥлкен (ҥлкен масштабты) ретсіздіктің мәні зор (8.7 -сурет). Кҥшті ретсіздікте І р > δ және w p w', (8.14) немесе w т ~Re. мҧндағы, w' толқулық жылдамдық. Жалынның ретсіздік таралу жылдамдығы газдың физика-химиялық тҧрақтысы емес. Ҥлкен ӛлшемдікті ретсіздік жану тәртібінде жалын шебі ретсіздік мольдердің кездейсоқ қозғалуына байланысты толқынды болады және бӛлек аймақтарға ҥзіледі. Жалын шебінің беті ҥлкейеді, онда уақыт бірлігінде артығырақ қоспа мӛлшері жанады. Сондықтан жалынның тіктік таралуына қарағанда жалын шебі ҥлкенірек жылдамдықпен қозғалады және оның қалыптасқан орында болуын қамтамасыз 8.7-сурет. Үлкен өлшемдікті ретсіз ағындағы жалын сұлбасы Ҥлкен ӛлшемдікті ретсіздік жану тәртібінде жалын шебі ретсіздік модельдердің кездейсоқ қозғалуына байланысты толқынды болады және бӛлек аймақтарға ҥзіледі. Жалын шебінің беті ҥлкейеді, онда уақыт бірлігінде артығырақ қоспа мӛлшері жанады. Сондықтан жалынның тіктік таралуына қарағанда жалын шебі ҥлкенірек жылдамдықпен қозғалады және оның қалыптасқан орында болуын қамтамасыз ету ҥшін жаңа қоспаның келу жылдамдығын ҥлкейту керек. 15

126 8.6 Газдардың жану түрлері Ауа мен газдың оттықтан шыққанша араласу дәрежесіне байланысты газды жағудың келесі тәсілдерін ажыратамыз: алдын-ала дайындалған жанар газ қоспасының, яғни біртекті газ-ауа қоспасының жануы (кинетикалық жану); жанар газ және ауа алдын - ала араластырылмаған, таралулық (диффузионное) жану; ауамен ішінара араласқан газ қоспасының жануы. Біртекті коспаның жануы жалын жанар қоспаның қарсы ағынында таралғанда болады. Жанар қоспаның козғалу тәртібіне қарай ретті және ретсіз жану деп ажыратылады. Ретті ағында біртекті газ ауа қоспасын жандыру тәсілі ӛнеркәсіпте орын алмайды, тек кішкентай қыздырғыш аспаптарда қолданылады. Іс жҥзінде ӛнеркәсіптік қондырғыларда газ ретсіз ағындарда жандырылады. Біртекті газ қоспасының ретсіздік жануы Жану қҧтысына не қазанның ошақтық кеңістігіне оттықтар арқылы берілген қоспа (8.8-сурет) ыстықтығы жоғары жану ӛнімдерінің ортасында ретсіз ағынша (струя) болып таралады. Қҧтыға кірген ағыншаның ыстықтығы қоршаған орта ыстықтығынан тӛмен. Ағынша таралғанда ыстық газдарды ілестіреді, бҧл араласу аймағында қыздырылған тектескіш қоспаның тҥзілуіне алып келеді. Алаудың қимасында оның ішкі шекарасынан сыртқы шекарасына ӛткенде ыстықтық кенет артады, ал жанар қоспаның шоғыры кішірейеді. Бастапқы аумақтағы тҧрақты жылдамдықтар ӛзегінде ыстықтық ӛзгермейді және ағып шығу ыстықтығына тең. 8.8 сурет. Біртекті қоспаның ретсіздік алауының сұлбасы: С-жанар қоспа шоғыры, Т-ыстықтық. 16

127 Орнықты ретсіз жанғанда (8.16) қатынас бойынша газ-ауа қоспасының оттықтан шығу жылдамдығьш ҥлкейту жалынның тҧтану аймақ ҧзындығына әсер етпеу керек, ӛйткені орташа жылдамдық ҥлкейгенде сәйкесті толқулық жылдамдықта ҥлкейеді, ал оның ықпалынан сәйкесті жалын таралу жылдамдығы да ҥлкейеді. Кӛрінетін жану шебінің ҧзындығы l т.а + δ ж, онда ағынша тҧтанады және тҧтанған қоспа жанады. Тіпті оттықтан ағып шығу жылдамдығы ҥлкен болғанда да бҧл аймақтан шыққанда жану дәрежесі 90 %-ға дейін жетеді. Жанып біту (l ж.б ) аймағында жану кажетті толықтықпен аяқталуы керек. l ж.б алаудың жалпы ҧзындығының аз бӛлігін қҧрайды. Сондықтан алау ҧзындығын қысқартудың басты тәсілі l та мен δ ж -ді кішірейту. Қоспаның ағып шығу жылдамдығы w белгілі бір теменгі шекті жылдамдықтан w ш кіші болса, жалын оттық ішіне ӛтіп кетеді, ал ағып шығу жылдамдығы ӛскен кезде жоғарғы шекті жылдамдықтан w a.ж acca жалын оттықтан ажырап алау сӛнеді. Аталған екі қҧбылыс зиянды қҧбылыстар. Іс жҥзінде оларды болдырмауға тырысады. Ретсіз таралулық жану Жанар газ бен оттек жағу қҧтысына ыстық жану ӛнімдерінің ортасына бӛлек берілгенде орын алады (8.9-сурет). 8.9-сурет. Ретсіз таралулық алаудың құрылымы: а-газ шоғыры, б-оттек шоғыры, с-жану өнімдерінің шоғыры. 17

128 Жанар газ дӛңгелек оттықтан 1 қозғалыстық, ретсіз тәртібін қамтамасыз ететін жылдамдықпен тотықтырғыштың бағыттас ағынына ағып шығады. Қалыптасқан алауда қоршаған ортадан жану аймағына ауа, ал ағыншаның ӛзегінен газ тарайды. Газ бен оттектің таралулық (диффузионные) ағындары жану аймағында 3 химиялык тектесуге енеді. Оттек шоғыры ауа ағынындағы ең ҥлкен мәнінен жану аймағында нӛлге дейін азаяды. Газ шоғыры алау ортасындағы ең ҥлкен мәнінен жану аймағында нӛлге дейін тӛмендейді. Тектесу барысында тҥзілген жану ӛнімдерінің шоғыры жану аймағында ең ҥлкен болады олар ауамен араласып қоршаған кеңістікке және газбен араласып алау ішіне де тарайды. Газбен жану ӛнімдерінің араласу аймағы 4 санымен, жану ӛнімдерімен ауаның араласу аймағы 5 санымен белгіленген. Жалынды тұрақтандыру Іс жҥзінде газдарды жаққанда оттықтардың орнықты істеуін қамтамасыз ету керек. Оттықтың орнықты істеуінің бҧзылуы не жалынның оттықтың саптамасынан ажырауына, не жалынньщ оттықтың араластыру бӛлігіне ӛтіп кетуіне байланысты. Оттықтың орнықты істеуі w ш <w<w а.ж жылдамдықтар аралығында болады. Таралулық оттықтар ҥшін жалынның оттық ішіне ӛтуі болмайды, тек жалынның оттық саптамасынан ажырауы мҥмкін. Ӛнеркәсіптік оттықтардың кӛбінде жалын орнықты болуы ҥшін қҧрылмалары (конструкция) әр тҥрлі арнайы тҧрақтандырғыштарды (стабилизаторы) пайдаланады. Жалынды тҧрақтандау ҥшін оттықтың ӛрнеуінде газ-ауа қоспасының сенімді тҧтануы ҥшін жағдай жасау керек. Бҧл ҥшін тҧрақтандырғыштарды, мысалы, нашар ағысталатын дене (8.10- сурет) және ауа қозғалымдық тәсілдерді, айналдырылған ағынша (8.11-сурет) қолданылады. Бҧлар оттықтың шығу қимасының маңында жоғары ыстықтықты жану ӛнімдерінің кері ағысын тҥзеді. Жоғары ыстықтықты жану ӛнімдері жаңа қоспамен араласып тез тҧтанады. 18

129 8.10-сурет. Нашар ағысталатын дененің артында жану өнімдерін кері қайтарып жандыру сұлбасы сурет. Айналдырылған ағыншада жану өнімдерін кері қайтарып жандыру сұлбасы 19

130 9 ТАРАУ. ГАЗДЫ ОТТЫҚТАР 9.1 Газды оттықтарының сипаттамалары және түрлері Оттықтардың негізгі міндеттері газбен ауа толығымен араластыру қажетті мӛлшерде және жанғызатын орынға беру. Оттықтың негізгі сипаттамасы газды жануы кезіндегі әдісі. Жану әдісі бойынша оттықтарды тӛрт топқа бӛлуге болады: 1) атмосфералық оттықтар (9.1, б сурет); ) газбен және ауамен толық дайындалған оттық (9.1, в сурет); 3) газбен және ауа толық дайындалмаған оттықтар, диффузиялық принциппен жҧмыс атқаратын (9.1, а сурет); а диффузиялық; б аралас; в кинетикалық; 1 ішкі жалын; жанудың бірінші аймағы; 3 жанудың негізгі аймағы; 4 жану заттары; 5,6 бірінші және екінші оттыққа берілетін ауа 9.1 сурет. Оттықтар әртүрлі жұмыс атқарады 4) диффузиялық және кинетикалық принциппен жҧмыс атқаратын оттықтар (9.1, б сурет). 130

131 9. Атмосфералық оттықтар Атмосфералық (эжекциялық) оттықтар (9. - сурет) тӛменгі қысымдағы (3 кпа дейінгі) қондырғыларда пайдаланады. Бірінші ауа эжекторға газдың әсерімен келеді және қоспа дайындалады. Оттықтың басты бӛлігінен 6 тесіктер 7 арқылы дайындалған қоспа шығады. 1 сопло; конфузор; 3 мойын; 4 диффузор; 5 кратер; 6 басты бӛлік; 7 қоспа шығатын тесіктер (отверстия) 9. сурет. Атмосфералық оттықтың эжекторының сұлбасы Оттықтың басты бӛлігі әртҥрлі формасы болады. Эжекциялық араластырғыштар тӛменгі араластырғыштарының қатарына жатады, себебі ауаның коллекторға келу жылдамдығы ӛте тӛмен. Атмосфералық оттықтарды есептеу. Басты бӛліктерді есептеу. Жҧмыс кезіндегі оттықтың негізгі кӛрсеткіштерінің бір болып газ-ауа қоспасының оттықтан шығардағы жылдамдығы W о. Бҧл кӛрсеткіш жалынның ішке еніп және оның бӛлініп кетпеулерін қамтамасыз ететін мӛлшерде қабылданады. 131

132 Жалынның тҧрақты болуына газ қҧрамы, алғашқы ауа коэффициенттері, газ-ауа қоспасының шығу жылдамдығы W o, және қоспаның шығу тесіктерінің диаметрлері d о әсер етеді. Алғашқы ауа коэффициентінің табиғи газ бен бутандағы жалынның ішке енуін болдырмайтын ең ҥлкен мӛлшері α' = 0,65. Тӛменде (9.1-кесте) α' және d о байланысты жалынның ішке енуі болмайтын газ-ауа қоспасының шығардағы шекті жылдамдығы W і,ену келтірілген. Жалынның ішке ену шарты W o < W і,ену 9.1-кесте Жалынның ішке енуінің шекті жылдамдығы W і,ену, м/с Газдар Табиғи Бутан α' коэффициенті 0,7 0,8 0,7 0,8 Газ шығару тесіктерінің диаметлері, мм 4 0,1 0,5 0, 0,4 8 0,1 0,5 0, 0,4 Газ оттықтың басты бӛлікте тесіктердің жалпы ауданы келесі формуламен анықталады Q1 1 V o F, (9.1) o мҧндағы, Q 1 оттықтың ӛнімділігі; W o басты бӛліктің тесіктерінен шығатын газ ауа қоспасының шығу жылдамдығы; V o газдың жануына қажетті ауаның теоретикалық кӛлемі, м 3 /м 3. Атмосфералық оттықтағы эжекциялық араластырғыштың аэродинамикалық жҧмыс тәртібі. Эжекциялық араластырғыштар (эжектор) әртҥрлі оттықтарда кӛптен қолданылуда. Олардың атқаратын негізгі міндеттері мынадай: қоршаған ортадан ауаны сорып алып газбен араластыру; оттық қҧрылысындағы кедергілерді жойып жану орнында қажетті қысым мӛлшерін қамтамасыз ету; қоспаның шығардағы қажетті жылдамдығын реттеу. Эжектор ӛте қарапайым және сенімді жҧмыс атқарады. 9.3-суретте тӛменгі қысымдарда қолданылатын эжектордың сҧлбасы кӛрсетілген. Ол мынадай басты элементтерден қҧралған: 1- сопло, араластыру камерасы және диффузор 4. Араластыру камерасы газбен ауаны араластырып, ағынның жылдамдық ӛрісін теңестіретін болса, диффузор қоспа ағымның статикалық қысымын ӛсіреді. Кейбір жағдайларда диффузордың болмауы да мҥмкін. W o 13

133 1-сопло; -араластыру камерасы; 3-мойын; 4-диффузор 9.3-сурет. Атмосфералық оттықтың эжекциялық араластырғышы 9.4-сурет. Эжекциялық араластырғыштың аэродинамикалық жұмысы Эжектор жҧмысын қарастырайық. Газ соплодан W c жылдамдығымен шығып араластырғыш камерасының сорғыш бӛлігіне еркін таралады. Сопло тӛңірегінде газдың потенциалдық энергиясы кинетикалық энергияға ауысады. Газ ағымы барған сайын кеңейіп эжектор қабырғасына соқтығады. Осы жер ағымның кесілуі болып есептеледі. Шамамен бҧл ара қашықтықтың соплодан (,8) мӛлшерінде болады (9.4-сурет). Сору 133

134 бӛлігінің аумағы ҥлкен болғандықтан ағымның еркін таралуына кедергі жасамайды. Ауаның мҧнда кіру жылдамдығының ӛте тӛмен болғандығынан бҧл эжекторларды тӛменгі жылдамдықтағы деп атайды. Газ ағымы турбуленттік қалыпта болады. Газ молекулалары кӛлденең қозғалу салдарынан ауа арасына ӛтіп, оның молекулаларын қозғап, ағым бойымен жылжуға ықпал жасайды. Бҧдан әрі қарай ағымның жылдамдық ӛрісі тегістеле бастайды. Статикалық қысым араластырғыш камерасының сорғыш бӛлігінде тҧрақты болса, тҧрақтандыру бӛлігінде ӛседі. Цилиндрлік бӛлікте пайда болған ағымға кедергілік қоспаның араласуына әсерін тигізеді. Араластыру камерасының ҧзындығы онан шығардағы ағымның статикалық қысымы Р с және динамикалық қысымы W c косп болуымен анықталады. Эжектор бойындағы қысымдар сызығы мынадай (9.3-суретті қара). Copy бӛлігінде қысым тҧрақты цилиндрлік бӛлікте жылдамдық ӛрісінің теңелуіне байланысты қысым ӛседі. Бҧл кезде әртҥрлі жылдамдықтағы молекулалардың бір-біріне соқтығысын энергия жоғалтуы азаяды. Қоспаның араласуы энергияның азаюына әсер етеді. Сонымен қатар энергия мынадай кедергілерге жҧмсалынып жоғалады: ҥйкеліске, араласу камерасы мен диффузордағы ағымның тежеліуіне және газдың соплодан шығуына. Тӛменгі жылдамдықтағы эжекторларды мынадай теңдеумен есептейді: косп c c F F 134 (1 u)(1 us) (9.) мҧндағы, ΔΡ қосп эжектордағы статикалық қысым; ΔΡ г сопло алдындағы қысым; u = α'v o /S салмақты эжекциялық коэффициент; V o жануға қажетті ауа мӛлшері; S= ãàç àóà газдың салыстырмалы тығыздығы; u, s кӛлемдік эжекциялық коэффициент; μ с соплоның шығындық коэффициент; К эжекциялық араластырғыштың қысым жоғалту коэффициенті: n К = ψ 1м + ξ ҥ + ξ д - n 1 (9.3) мҧндағы, ψ 1м жылдамдық ӛрісінің біркелкісіз коэффициенті; n диффузордың кеңейуі, n = Ғ д / Ғ м ; ξ ҥ араластыру камерасындағы

135 ҥйкелістік кедергі коэффициенті; ξ д диффузордағы кедергі коэффициенті; F эжектордың негізгі кӛрсеткіші F F м F ; Ғ м, Ғ с эжектор мойыны мен сопло аудандары. 9. формула эжектор арқылы дайындалатын ӛлшемсіз қысымды (ΔР А / ΔР Г ) эжекциялық коэффициентімен U және негізгі кӛрсеткішпен F байланысын кӛрсетеді. Жалпы атмосфералық оттықтар теңдеуі мынадай: F K K F 1 1 (1 u)(1 us) c (9.4) Оттықтың параметрінің мәні келесідей анықталады F 1тиімді = k / k1 (9.5) мҧндағы, k эжекциялық араластырғыштың тҥріне байланысты қабылданатын коэффициент (9.5 сурет); k 1 басты бӛлікте энергиясының жоғалатын коэффициент T 73 k 1 = 1 (9.6) мҧндағы, φ шығу тесіктердің кедергі коэффициенті; Т шығу каналдардың жылыту температурасы, С аралықта қабылданады. Негізгі (9.) формуланы шешуі ҥшін (9.5) формуланы қолданып және X = F 1 / F 1опт белгілеп келесі кӛрсеткіштерді жазуға болады Ах х А = 0 (9.7) А = k 1 (1 U) (1 US) F1 òèiìäi F o F c (9.8) (9.8) формуланы шешу кезінде х мәні екеу болып қабылданады. Есепке кіші мәні қабылдаады. А параметрінің ҥш мәні А = 1; A > 1 және A < 1 болуы мҥмкін. Бірінші мәні А = 1; х = 1 оттықтың тиімді тәртібіне сәйкес. Ал A > 1 жағдайда, 9.7 формуланың тҥбірлері нақты емес, оттықтың эжекциялық қабілеті тӛмен болады. Егер A < 1, қысымнан артықшылығына сәйкес, бҧл жағдайда қысқаша эжекторда қабылдауға мҥмкіндік бар. 135

136 а тиімді формасы (k = 1,0); б, в қысқаша формасы, сәйкес k =,1 және 3,0 9.5 сурет. Атмосфералық оттықтардың эжекциялық араластырғыштың құрылымдары (конструкция) Соплонын шығу қимасы келесі формуламен анықталады F c = Q c 1 P T P ãàç (9.10) Атмосфералық оттықтың конструвтивтік есебі келесідей орындалады: 1) оттықтың басты бӛлігін есептейді және α', U, d o, F o, K 1 ӛлшемдерінің мәндерін анықтайды; ) газдың қысымына байланысты Fc ӛлшемі анықталады. Эжектордың тҥрін таңдап және А, х кӛрсеткіштерін анықтайды; 3) F 1тиімді және F г параметрлері анықталады және эжектордың барлық мӛлшерлері анықталады. 136

137 Мысал 9.1. Ӛнімділігі 15 м 3 /сағ атмосфералық оттықты табиғи газға арнап есептеу. Газдың жану жылулығы 3518 кдж/м 3, тығыздығы ρ = 0,7 кг/м 3. Жану қажет жылу мӛлшері V o = 9 м 3 /м 3. Оттық алдындағы газ қысымы кпа тең (9.6 сурет). 1. Есептеуді орындамай тҧрып оттықтың негізгі кӛрсеткіштерін қолдаймыз: алғашқы ауа коэффициенті α' = 0,6. Газ-ауа қоспасы шығатын тесіктер диаметрі d 0 = 4 мм кесте бойынша [] жалынның бӛлінуін кӛрсететін жылдамдықты шекті мӛлшерін қабылдаймыз. W Б.қ ш =,15 м/с. Газ-ауа қоспасының оттықтан шығу жылдамдығы осы шекті мӛлшердегі жылдамдықтан 65% шамасында қабылданады: W c = 0,65,15 = 1,39 м/с Газ-ауа қоспасының шығу тесіктерінің тереңдігі мынадай мӛлшерінде қабылданады, (3 d o = 3 4 = 1 см). 1. Қоспаның шығу тесіктерінің жалпы ауданы Q1 V 151 0,6 9,010 F o W o o 1, мҧндағы, Q оттықтың ӛнімділігі, м 3 /сағ см.. Эжекциялық коэффициент V U S мҧндағы, S = ρ г /ρ а = 0,7/1,9 = 0,55. o 0,6 9 0,55 3. Энергия жҧмсау коэффициенттерін анықтау. (9.5 суретте) кӛрсетілген оттықтың ҥш тҥрінің біреуін қабылдаймыз. Осы мысал ҥшін оттықтың ҥшінші тҥрін қабылдайық. Энергия жҧмсалу коэффициенті К = 3. Шығын коэффициенттері мынадай: қоспа шығу тесіктерінде μ о = 0,8, ал соплода μ с = 0,9. Қоспаның шығындар кезіндегі қызу температурасын t = C. Қоспа шығарардағы кедергі коэффициенті мен энергия жҧмсалу коэффициенттерін анықтау 9,8 1 o 1 0,8 T 373 0,56; К 1 = o 1 0,56 1, 3. 0, o 137

138 1 конфузор; мойын; 3 диффузор; 4 басты бӛлігі; 5 сопло. 9.6 cурет. Атмосфералық оттық 4. Сопло ауданы диаметрін анықтау: F c = Q 1 c P T P ãàç ,7 10 0, мҧндағы, ΔР г = оттық аудандағы газ қысымы, Па. 5. Оттықтың тиімді кӛрсеткіші F 1T 6. А кӛрсеткішінің мәні А = k1 ( 1U) (1 US) F1 F o K K 3,3 F 1T = 1,14. тиiмдi F c 1,3 1 0,6 см ; d c = 8,8 мм 9,8 1 9,8 0, ,140,6 0,584. Егер А = 1 болса, онда оттық ең тиімді жағдайда жҧмыс атқарады. Ал егер А < 1 болса, онда оттық артық қысымда болғаны. Мҧндай жағдайда қысым артықшылығын толығырақ жасау арқасында оттық ӛлшемдерін қысқартуға мҥмкіншілік туады. A > 1 болған жағдайда оттық жҧмысқа жарамсыз. Ах х А = 0 теңдеуімен кӛрсеткішті анықтаймыз. 0,584х х 0,584=0; х 3,4х 1=0; х 1, =1,71,0 1 =1,71±1,39, х= 0,3 мҧндағы, х оттық ӛлшемін қысқарту деңгейі. 138

139 7. Оттық мойынының ауданы мен диаметрін анықтау: F 1 = x F 1опт = 0,3 1,14 = 0,36 см. F г = F 1 F 0 = 0,36 19 = 69см ; d = 9,4 см. Оттықтың қалған ӛлшемдері осы мойын диаметріне байланысты анықталады (9.6 сурет). Мысал 9.. Осыған дейінгі мысалда есептелген атмосфералық оттықты кокс газын қолданған кезеңге есептеу. Кокс газының мынадай кӛрсеткіштері белгілі: Q т = кдж/м 3 ; S = 0,38; V o = 4,3 м 3 /м 3. Шешуі: 1. Оттық тҧрақтысын анықтау С = 4,48 FГ с, ,9 k k1f1 3,3 0, 36 0, Оттықтың жылулық жҥктемесі N = Q от Q т = = кдж/ч. мҧндағы, Q от оттықтың табиғи газды қолданғандағы ӛнімділгі, м 3 /м 3 ; Q т табиғи газдың жану жылулығы, кдж/м 3. Кокс газын қолданған кезеңдегі оттықтың ӛнімділігі Q = N/Q т = 56 90/ = 9,3 м 3 /сағ. Эжекциялық коэффициент U = α'v 0 /S = 0,6 4,3/0,38 = 6, Оттық жҧмысына қажетті қысым ΔР г = Q 1 1 U 1 US S 9,31 6,781 6,780,38 C 0, , Па; Кокс газын қолданған кезеңде оттыққа 877 Па қысым қажет. 4. Сопло диаметрін анықтау F c = Q 1 c г P газ 9,3 0,9 0,381, см ; d c = 4,4 мм. 5. Қоспаның тесіктерден шығардағы жылдамдығы 4 Q 1 1 Vo 9,3 1 0,6 4,310 W 1,5 м/с. o F o Осы жылдамдықта жалынның бӛлініп кетпеу және оттық ішіне шекті еніп кетпеу жылдамдықтарымен салыстырамыз. W 0 >W еніп жалын оттық ішіне еніп кетпейді. Жалынның бӛлініп кетуі жылдамдық 9 м/с кӛп болғанда. Салыстыру нәтижесі анықталған жылдамдықтың қанағаттанарлық мӛлшерінде екенін кӛрсетеді (кесте 9.1). 139

140 9.3. Алдын ала толық дайындалған газ-ауа қоспасындағы орташа қысымдағы эжекциялық оттықтарды есептеу. Мысал 9.3. Орташа қысымдағы эжекциялық тунельді оттықты есептеу. Ӛнімділігі м 3 /сағ, оттықта табиғи газ қолданылады: Q қ т = кдж/м 3 ; ρ г = 0,73 кг/м 3 ; V 0 = 0, м 3 /м 3. Оттықтың максималды ӛнімділігін минималды ӛнімділігіне қатынасын кӛрсететін реттеу деңгейінің коэффициенті m 3 = 4,0. Оттықтың басы мен тунельде энергияның жҧмсалу коэффициенті K = 1,3. Оттық алдындағы газ қысымы ΔP г = 45 кпа. Шешуі: 1. Қоспаның шығу тесігінің ауданы мен диаметрін анықтау. Ол ҥшін алдын ала мынадай кӛрсеткіштерді қабылдаймыз: α = 1,05, газ қасиетін есептеу коэффициенті m 1 = 1,0; температуралық коэффициент m = 1,. Қоспа шығу тесігінің диаметрін алдын ала қабылдаймыз d 0 = 80 мм; F 0 = 504 м. Кесте бойынша жалын бӛлініп кетпейтін шекті жылдамдықты қабылдаймыз W ш =,8 м/с Алдын ала қабылданған коэффициенттің нақты мӛлшерін анықтау ҥшін шығу тесігіндегі қоспа жылдамдығын есептеу керек 6 Q 1 1 Vo 1 1,059,10 W 1,9 м/с. o F o W0 1,9 m 3 3,8. ш m m W 11,,8 1 Қабылданған диаметрді қалдырамыз. Оттық басы мен тунель ӛлшемдері осы диаметрге байланысты анықталады. d тҥн =,5 d 0 ; d д = 1,5 d 0 ; m 1 коэффициенті табиғи газ ҥшін 1 1,3 аралығында қабылданады m = Т ш /73; Т ш = 73 + t қосп мҧндағы, t қосп қоспаның оттық басындағы (кратердегі) температурасы. Ct г 1 US C at 0 t қосп =, С C US C г мҧндағы, С г ', С а ' қызған кезеңдегі газ бен ауаның орташа кӛлемдік жылу сыйымдылықтары, кдж/м 3 ; С г '', С а '' қоспа тҥзелген кезеңдегі газ бен ауаның орташа кӛлемдік жылу сыйымдылықтары, кдж/м 3 ; t 1 '', t ' қоспа мен ауа температуралары, 0 С. a 140

141 Егер газ, ауа және қоспаның кӛлемдік жылу сыйымдылықтары бірдей деп қабылданса, онда t 1 US t ,9 0,570 0 t қосп = 55 C. 1US. Оттық соплосының ауданы F c = Q 1 c г P газ 116,9 0,57 0,73 0,9650, ,199 см ; d c = 5 мм. мҧндағы, ε соплодан шығардағы газдың таралуын кӛрсететін коэффициент. 3. А 1 коэффициентін анықтау. Ол ҥшін алдымен U, B және F 1тиім кӛрсеткіштерін есептеу керек. U = αv 0 /S = 1,05 9,/0,57 = 16,9. U S 16,9 0,57 (1 U) (1 US) (1 16,9) (1 16,9 0,57) B 0,855. Эжектордағы энергия жҧмсалу коэффициентін К = 1,6 деп қабылдаймыз. n 1. К = ψ 1г + ξ ҥйк + ξ диф + мҧндағы, ψ 1г эжектор мойынындағы жылдамдықтың біркелкісіз коэффициенті; ξ ҥйк араласу бӛлігіндегі кедергі коэффициенті; ξ диф диффузордың кедергі коэффициенті; n диффузордың кеңейуі n = F д /F м = (d д /d м ) Сору коллекторындағы энергия жҧмсалу коэфффициенті К = сору сору 1 0,87 0,87 1 0,7; μ сору = 0,85 0,9. n К К 1,6 0,7 1 1 В 1 0,855 0,87. К К 1,3 0,6 F тиiм 1 1 А 1 К1(1 U)(1 US) Fc F1 F F 0 тиiм 1,3(1 16,9)(1 16,9 0,57) 0,870,199 0,9150,4 = 0,8. ε = 0,91 (9.7-сурет бойынша қабылданады); А = 0,8<1,0. Оттықтың ӛлшемдерін қысқартуға мҥмкіншілік бар. Ол ҥшін А=1 деп қабылдап қоспа шығу тесігінің ауданын қайтадан есептейміз: F 0 К 1U)(1 US) F c F тиiм 1 ( 1 F 1,3(1 16,9)(1 16,9 0,57) 0,870,199 0,91 = 46,9 см. 141

142 9.7 сурет 9.8 сурет. Орташа қысымдағы эжекциялық тунелдік оттық 5. Қоспаның шығу жылдамдығы Q 1 1 Vo 1 1,059, W 13,9 м/с. o F o 46,

143 Бҧл жылдамдық жалынның бӛлінуін болдырмайды W0 13,9 m 3 4,16. ø m m W 11,,8 6. Оттықтың қысқартқандағы ӛлшемдері d м = 0, ,8 мм. 1 F1 òèiì d 0 Дифузор кӛлемі d диф = 1,4 d м = 1,4 7,18 = 100 мм. Диффузордың кеңеюі n = (d диф /d м ) n = d диф /d м = 100/71,8 = 1, сурет. 9.9 суретке қарап К мәнін тексереміз К = 1,55 алдын ала қабылданған мӛлшерден айырмашылығы кӛп емес. l диф = 8(d диф -d м ) = 8(100-71,8) = 5,6 мм. Қоспа тҥзілу бӛлігінің ҧзындығы l = 5,5 d м = 5,5 71,8 = 377 мм. Эжектордың жалпы ҧзындығы l ж = l + l диф = ,6 = 60,6 мм. 143

144 9.4.Турбуленттік оттықты есептеу. Мысал 9.4. Турбуленттік оттықты есептеу: Ӛнімділігі Q 1 = 80 м 3 /сағ. оттықта табиғи газ қолданылады. Газдың жану жылулығы Q т = кдж/м 3, тығыздығы ρ г = 0,73 кг/м 3 ; жануға қажетті ауа мӛлшері V 0 = 9,5 м 3 /м 3 және ауаның артықшылық коэффициенті α = 1,1 тең. Оттықтың нобайы 9.10 суретте кӛрсетілген. Шешуі 1. Ауаның иіріп берілуін қабылдап, оттықтың қоспа шығу тесігі мен иіру қондырғысының ӛлшемдерін анықтаймыз. 3 Q1 QТ F0 0,0847 см. Д 6 0 = 38 мм. Q / F мҧндағы, Q/F оттық қимасындағы жылу кернеуі (35 40) 10 6 Вт/м. Иіру қондырғысының диаметрін Д 0 = 300 мм деп қабылдаймыз. Иіру дәрежесі (0,35 0,4 аралығында қабылданады) болғандағы қондырғының ӛлшемдері в = Д 0 = 300 мм; a в а 0,35; а = 0, = 105 мм. Д 0 Д0. Ауаның жҧмыстық аумағы мен иіру қондырғысынан шығарардағы жылдамдығын анықтау. Кері оған диаметрі мына ӛрнекпен анықталады: Д қ.а. = 0,45 Д 0 = 0, = 135 мм. Ауаның жҧмыстық аумағы Δ=Д 0 Д қ.а. / = / = 8,5 мм. Иірімден кӛтерілген ауаның орташа кӛтерілу бҧрышы β орт = 35 0 ; sinβ ср = sin 35 0 = 0,574. Ауаның иіру қондырғысынан шығарардағы жылдамдығы V0V г Тв 1,1 9,5 80 W в = 5,6 м/с. Д Д 73 3,140,3 0,135 а 4 к. а sin ср 4 0,574 Ауа қыздырылмағандықтан Т в 73 1,0. 144

145 9.10 сурет. Турбуленттік оттық 3. Оттық алдындағы ауаның қысымын анықтау ҥшін осы жердегі ауа жылдамдығын есептеу керек. V0 QT Тв 1,1 3,5 80 W 1 = 5,8 м/с. a в 73 0,1050, Иіру қондырғысының кедергілік коэффициентін ξ = 4,7 (4,5 5 аралығында қабылданады) деп қабылдап, ауа қысымын анықтаймыз Wв W 5,8 5,8 в в в 9 в 1 1,9 4,7 1 1, 011 Па. 4. Газ коллекторының қимасы F қ = Q/υ г = 80/ = 0,00518 м. мҧндағы, υ г газ жылдамдығы (15-0 м/с мӛлшерінде қабылданады). 5. Иірімделген ауа ағынына газ ағынының ену тереңдігін анықтау. Кері ағыс жоқ аймақтағы А кӛрсеткіші А = 0,55 τ 0 = 0,55 Д =0, = 8 мм. 0 Ҥлкен және кіші тесіктерден берілген газ ағынының ӛну тереңдігі һ ҥ = 0,36 А = 0,36 8 = 9 мм. 145

146 һ кіші = 0,13 А = 0,13 8 = 11 мм. 6. Ҥлкен тесіктердің арасын t ҥ =,5 деп қабылдасақ. t ҥ =,5 9 = 73 мм. 7. Ҥлкен тесіктер саны n ҥ = Д0 hy 3, деп қабылдаймыз. 7. Ҥлкен тесіктердің диаметрін анықтау d ҥ = р Q 0,9 K n W y 1 aya г ауа t y , ,9 1,7 1095, ,4. 0,73 1,9 0,0118м 1мм. 9. кесте К коэффициентінің мәні. Тесіктер аралығы К 1,6 1,7 1,9, Тесіктер аралығы d0 3,14300 δ/d = 7,85 8. n d 101 Қабылданған ε ғ = 0,98 және К = 1,7 (9.-кесте δ/d мәніне сәйкес нәтиже шығарады). Сондықтан да есептеуді ӛзгертпейміз. 8. Оттық тесігінен газдың шығу жылдамдығы W г = 0,9 F Q1 n d y y 0, , Газ шығу тесіктерінің жалпы ауданы 5,93 м/с. F Q1 0,98 80 F 0,0014 м = 14,4 см. W 5, Кіші тесіктерді есептеу: г 5,93 5,8 0,73 1,9 г а) һ кіші /d кіші = К W г /W aya 1,7,64. ауа б) d к = d ҥ /,64 = 4,55 5 мм. Кіші тесіктердің жалпы ауданы F кіші = F - n ҥ πd ҥ /4 = 14,4-10 3,14 1, /4 = 31 см. Кіші тесіктердің саны Fкiшi 3,1 n = 16. d 3,140,5 4 к Кіші есіктер арасы t кіші = h 3, Д0 кiшi 55мм n 16.

147 Ҥлкен және кіші тесіктерден шығатын газ ағындарының қосылмауын тексеру t кіші / һ кіші = 55/11 = Коллектордағы газ қысымы ΔР г = 1 Wг мҧндағы μ = 0,65 0,7. р г 1 0,980,65 5,93 0, Па Еденді оттықты есептеу. Мысал 9.5. Қазандыққа жылыту ауданы Н = 8 м диффузиялық (еденді) оттықты есептеу. Қазандықтың ӛнімділігі Q = 30 квт. Табиғи газдың жану жылулығы Q т = кдж/м 3 ; V 0 = 9,5 м 3 /м 3 ; ρ г = 0,73 кг/м 3 ; қазандықтың пайдалы әсер коэффициенті η = 0,85. Шешуі: 1. Қазандыққа еденді оттықтық беруі қойылады. Газдың шығыны анықталады: Q г = Q/Q т η = / ,85 = 38 м 3 /сағ. Оттықтың қҧбырының сыртқы диаметрі d c = 40, ал қалыңдығы 4 мм, жылдамдығы газдың 0 м/с аралығында болуы керек. Бҧл жағдайда оттықтың қҧбырындағы газдың жылдамдығы анықталады: W қ = Q г /F қ = 38/0, = 13,1 м/с. d к , F қ = c 0, м. мҧндағы, F қ оттықтың қҧбырының ауданы, м ; d c, S қҧбырының сыртқы диаметрі және қалыңдығы, мм. 3. Қазандықтың жану бӛлігіне ауа сырттан ауасыздандыру (ΔР = -8 Па) арқылы келеді. Жану бӛлігіндегі ең тар қуысындағы ауаның жылдамдығы W a (9.11-сурет) мынадай ӛрнекпен анықталады: W a = μ P aya 0,7 8 1,9,45 м/с. мҧндағы, μ 0,7; ρ ауа 1,9 кг/м 3 қабылданған. 4. Алдын ала (q қ = 45 квт/м ) газ қҧбырының (коллектордың) ҧзындығы анықталады. l = Q г Q т / N q қ = / = 10,8 м. мҧндағы, Q г газ шығыны, м 3 /сағ.; N оттықтың саны, дана; q қ қазандықтың жылу мӛлшері (жылытуға жҧмыс атқаратын қазандықтарға q қ = квт/м. 147

148 5. Қазандықтың от жану бӛлігінің қуысының ені (9.11-сурет) мынаған тең V Q T г aya 1, 9,5 38 a 0 dc 0,04 0,085м 85мм W l 73,451, aya 6. Газ ағымының ауа ағымына ену тереңдігі һ = 0,45(а-d c ) = 0,45 (85-40) = 0, мм. 7. Коллектордағы шығу тесігінің диаметрін анықтау d қ = 1 1 г ,9 1 h 0,,03 мм. K Wг ауа sin 1,7 11 0,73 0,707 W ауа мҧндағы, К коэффициент қҧбырдағы тесіктердің арасындағы қадамына байланысты (δ/d жағдайда К = 1,7); W г /W aya = м/с аралығында қабылданады, бҧл жағдайда газдың жылдамдығы м/с, ал α = 45 0, sinα 45 = =0,707. Тесіктер арасындағы қадам δ = 0,75 h + ( 5) мм; δ = 0,75 0, +,5 =17,65 мм 18 мм. 8. Коллектордағы (газ қҧбырындағы) тесіктер саны анықталады n = Q, дана q мҧндағы, q жалғыз тесіктен шығатын газ шығыны, м 3 /сағ.; q = F 0 W г = W г /W aya = 11; d 0 4 3,14, W г = , 3 м 3 /сағ. W г = W aya 11 =,45 11 = 7 м/с; n = 38 = 118 дана. 0,3 9. Коллектордың ҧзындығын алдын ала есептелген ҧзындықпен тексереміз n l = 1070 мм = 1,07 м мҧндағы, n тесіктердің саны; l = 1,07 м бҧл саны алдын ала есептелінген l = =1,08 м шамасынан айырмашылығы бар. Қуыстың ҧзындығы коллектордың ҧзындығынан мм кӛп алынады, себебі коллектор ҧлғаю мҥмкін. коллектордың ҧзындығы алдын ала қабылданған ҧзындықтан 10% - дейін айырмашылығы болуы қажет. Қазандықтың колосник решеткасының ӛлшемі 159х815 мм. Қуыстың ҧзындығы = 1100 мм. Бҧл ҧзындық колосник решеткасының ҧзындығынан ( ) = 49 мм кем, бҧл қажетті деңгейде. 148

149 10. Оттықтың ысырма алдындағы газдың қысымы 1 0 F Fк W 1 0,65 0 г ΔР г =,5 0, Па. г d 4 3,14, ΣF 0 = F 0 n = n мм. мҧндағы, μ 0 оттықтың тесіктерінің шығыны коэффициенті (μ 0 = 0,6 0,7); Σξ оттыққа дейін кедергі коэффициенттерінің мәндерінің қосындысы; ΣF 0 газ қҧбырдың (коллектордың) ауданы, мм сурет. Диффузиялық (еденді) оттықтың орналасуы 149

150 10 ТАРАУ. ТҦРҒЫН ҤЙЛЕРДІ ГАЗБЕН ҚАМТАМАСЫЗ ЕТУ 10.1 Үйдің газ құбырларының құрылымы Тҧрғын, қоғамдық және коммуналдық ҥйлерге газ қалалық желілерден жҥргізіледі. Ҥйлердің газ қҧбырлары ҥйге дейінгі тармақтар мен ҥй ішіндегі қҧбырлардан тҧрады. Бҧл қҧбырларда тек қана тӛменгі қысымдағы газ тасымалданады. Газ қҧбырлары тҧрғын ҥйлерге кісілер тҧрмайтын бӛлмелер арқылы енгізіп, қадағалап тҧруға мҥмкіншілік жасалады. Қоғамдық және коммуналдық ҥйлерге газ қҧбырлар дәліздер немесе газ аспаптары орналасқан бӛлмелерге енгізіледі. Ҥйге кіреберістегі қҧбырларға ажыратқыш тетіктері орналастырады (10.1-сурет). Олар ҥй сыртында қалғаны жӛн. Ажыратқыш тетіктер қолайлы және тез іске қосылатын қалыпта орналасулары керек. Ҥй ішіндегі ажыратқыш тетіктер баспалдақ бӛлмелері мен тамбурларда орналасады. Газ тарату қҧбырларын ҥй ішінде бірінші қабаттағы қабырғалардың жоғарысымен жҥргізіледі. Тік қҧбырлар асханада, дәліздерде және баспалдақ бӛлмелерде орналасады. Бҧл қҧбырларды тҧрғын және санитарлық бӛлмелермен жҥргізуге болмайды. Егер бір желіден бірнеше тік қҧбырлар тарайтын болса, онда әрбір тік қҧбыр ажыратқыш тетікпен жабдықталады. Газ қҧбырлары бір-бірімен негізінен пісіру арқылы жалғанады, ал фланец, резьба (бҧранда) арқылы тек қана ажыратқыш тетіктер орналасқан жерлер жалғанады. Қабырғалардағы тесіктер арқылы ӛтетін қҧбырлар болат қорапта орындалып, қораптың ҧшы еденнен 3см шығып тҧруы қажет. Қҧбырлар қабырғаларға бекітіледі. Бекіткіштердің ара қашықтығы қҧбыр диаметріне байланысты мынадай болып қабылданады:,5м егер 15мм болса, 3,5м егер диаметр 5мм болса, ал 5м егер де диаметр 50мм болатын болса қҧбырлармен қабырға арасында 1,5-см қуыс қалуы керек (10.1- сурет). 150

151 1-сақтандырғыш құбыр; -қорап; 3-болат қорап; 4-тығынды кран 10.1-сурет. Газ құбырларын үйге енгізу 1-қабырға (бетон); -(смола) батырылған тығыздағыш; 3-құйылған битум 10.-сурет. Қабырғалар арқылы құбырлар өтуге арналған болат қорап 10. Бөлмелерге тұрмыстық газды аспаптарын орнатқандағы қойылатын талаптар Газды аспаптар тҧрғын ҥйлердің кӛбісіне асханада орналасады. Сондықтан да асханалардың биіктігі, м-ден, ал кӛлемі тӛмендегі мӛлшерден кем болмауы керек: екі оттықты плитасы болса 8 м 3 ; ҥш оттықты плитасы болса 1 м 3 ; тӛрт оттықты плитасы болса 15 м

152 Егер осы бӛлмелерге қосымша су қыздырғыштары орнатылатын болса, жоғарыда кӛрсетілген бӛлме кӛлемін 6 м 3 -ке ҥлкейту қажет. Газды аспаптар орналасқан бӛлмелердің терезесінде форточка және желдету жҥйесі болуы керек. Газды аспаптардың орналасу ӛлшемдері 10., 10.3-суреттерде кӛрсетілген сурет. Тұрмыстық газ плитасының орналасуы 10.4-сурет. Ағысты су қыздырғыштарының орналасуы 15

153 10.3 Үйдің газ құбырларын есептеу Есептеуге газ қҧбырларының нобайын орындап, барлық қондырғылардың орналасу орындарын анықтаған соң ғана кіріседі. Ҥйдегі жҧмсалатын қысым мӛлшерін бҧған дейінгі есептелген кӛрсеткіштермен салыстыра отырып қабылдайды. Жҧмсалатын қысым мӛлшерін ҚНжЕ * талаптарына сәйкес қабылдау керек. Есептеу шығынын анықтағанда тҧтынушылардың біркелкі еместігі ескертіледі. Есептеу мынадай тәртіппен жҥргіземіз: 1. Әрбір бӛліктерге қажетті газ шығын анықталады;. Бӛліктердегі қҧбырлар диаметрі қабылданады; 3. Әрбір бӛліктердегі жергілікті кедергілер коэффициентінің қосындысы есептеледі; 4. Номограмма бойынша ҧзындыққа шаққандағы жҧмсалатын қысым мен жергілікті кедергілер коэффициенті ξ=1 эквиваленттік ҧзындығы анықталады; 5. Бӛліктердің есептеу ҧзындықтары мен оларда жҧмсалатын қысым мӛлшері есептеледі; 6. Тығыздықтар айырмашылығынан пайда болатын гидравликалық қысым былай анықталады P = gh (1,9 ρ г ); 7. Осы гидравликалық қысымды қосып есептегендегі жҧмсалатын қысым анықталады; 8. Қҧбырлардағы, аспаптар тетіктерінде жҧмсалатын қысымды қосып есептегендегі жалпы жҧмсалатын қысым мӛлшері анықталады (қҧбырларда, аспаптар тетіктерінде жҧмсалатын қысымда тӛменде кӛрсетілген мӛлшерде қабылдауға болады: газ плиталарында Па, газды су қыздырғыштарында Па); 9. Есептеу бойынша анықталған жалпы жҧмсалған қысымды қабылдаған мӛлшерімен салыстырады. Қажет жағдайда есептеуге ӛзгерту енгізіледі. Ҥйдегі газ қҧбырларын есептеуді мысал келтіру арқылы жҥргізейік. Мысал бір бӛлік және 10 ҥш бӛлмелік пәтерлерден тҧратын ҥйлердің газ қҧбырларын есептеу. Бір бӛлмелік пәтерлер екі оттық газ плиталар және газ қолданбалы су қыздырғыштармен, ал ҥш бӛлмелік пәтерлер тӛрт оттықты плиталар және газ қолданбалы су қыздырғыштармен жабдықталған. 153

154 Есептеуге қажетті ӛлшемдер ҥй жоспары (10.5-сурет) мен қҧбырлардың аксонометриялық нобайында кӛрсетілген (10.6-сурет). K Газдың жану жылулығы QT кдж/м 3. Жалпы жҧмсалған қысымды 600 Па-деп қабылдаймыз. Шешуі: бӛліктеріндегі газ шығынын анықтаймыз (145- сурет). Q h d n 1 K qn N 59, ,0 K Q max cааж T м 3 /сағ. Ескерту: Есептеу кезінде бір бӛлік пәтерлерде екі кісі, ал ҥш бӛлмелік пәтерлерде 5 кісі тҧрады деп қабылданған. 8-7 бӛлігі, газ екі бір бӛлмелік пәтерлерге тасымалданады. h Qd ,69 3, м 3 /сағ; h бӛлігі Qd 3, 4м 3 /сағ. 6-5 бӛлігі бӛлігі h Qd h Qd ,87 4 4, , , м 3 /сағ. м 3 /сағ. 3- бӛлігі арқылы газ 5 бір бӛлмелік және 5 ҥш бӛлмелік пәтерлерге тасымалданады (жалпы пәтер саны 10) h Qd ,8 5 8,87 5 9, м 3 /сағ. -1 бӛлігі жалпы ҥйді қамтиды (жалпы пәтер саны 0) h Qd , , , м 3 /сағ. Осыдан кейінгі есептеулерді кестеге толтыра отырып жҥргіземіз. Ҥй қҧбырларының гидравликалық есептеу нәтижелерін кестесіне толтырамыз. 154

155 10.5-сурет. 5 қабатты үйдің жоспары 10.6-сурет. Үй құбырының жазып көрсетілген нобайы кесте

156 Бӛліктер саны Есептеу шығыны, Q,м 3 /сағ Диаметр d, мм Бӛліктер ҧзындығы, м Σξ ξ = 1 кезіндегі l экв, м l экв, м Бӛлікті есептеу ҧзындығы, L е, м Ҧзындыққа шаққандағы қысым жҧмсалуы, ΔР/ l, Па/м Қысым жҧмсалуы, Р, Па Бӛліктегі тік қҧбыр биіктіктерінің айырмасы, м Гидростатикалық қысым, Р, Па Қысым жҧмсалуы, ΔР ж, Па Үй құбырларын гидравликалық есептеу нәтижелері ,3 7,0 0,507 3,5 8,8 3,8 33,75-0,7 =, ,3 0,75 1 0,506 0,5 3,5 4 13, ,4 0,75 1 0,506 0,5 3,5 4, 14, ,1 0 3, 1,3 0,503 0,7 3,9 8 31, , ,5 0,55,4 1, , ,8 0,75 1,1 4, , ,1 0, , бӛліктер: 3 бҧрылыс 90 0 ξ = 3 0,3=0,9; ҥштармақ ξ = 1=,0; тығынды шҥмек ξ =,0; бҧрылыс (угольник) ξ =,1. Барлығы Σξ = 7, бӛліктер: ҥштармақ ξ = 1,0; 6-5 бӛліктер: ҥштармақ ξ = 1,0; 5-4 бӛліктер: ҥштармақ ξ = 1,0; бҧрылыс 90 0 ξ = 0,3; 4-3 бӛліктер: ҥштармақ ξ = 1=,0; 5 бҧрылыс 90 0 ; ξ = 5 0,3= 1,5; тығынды шҥмек ξ =,0; Барлығы Σξ = 5,5. 3- бӛліктер: бҧрылыс 90 0 ξ =0,3; ҥштармақ ξ=1,5. Барлығы Σξ = 1,8. -1 бӛліктер: ҥштармақ ξ = 1,5; бҧрылыс 90 0 ξ = 0,3= 0,6; тығынды шҥмек ξ =,0; Барлығы Σξ = 4,1. Қҧбырлардағы (464 Па), тетіктердегі, кедергілерді (90 Па) қосып есептегендігі жалпы жҧмсалған қысым (464+90) = 554 Па. Бҧл кӛрсеткіш қабылдап алынған қысымнан (600 Па) жоғары емес, қҧбырлардың диаметрлерін ӛзгертпейміз. Есеп аяқталды Газ қолданбалы аспаптар Тҧрғын және қоғамдық ҥйлерде газ ас пен ыстық су дайындауға қолданады. Оған қажетті аспаптарға мыналар жатады: газ плиталары су қыздырғыштары, шағын қазандар, пісіру шкафтары. Газ аспаптары мынадай кӛрсеткіштермен бағаланады: - жҧмсалған қуаты (жылу алу ҥшін жҧмсалатын жалпы газ мӛлшері); - пайдалы қуат (пайдаланған жылуға ған жҧмсалған газ мӛлшері); 156

157 - пайдалы әсер коэффициенті (пайдалы қуаттың жҧмсалған қуатына қатынасы). Аспатардың номиналды кӛрсеткіштері деп олардың ең тиімді жұмыс атқарған кезеңдегі кӛрсеткіштерді айтады. Ҥйдегі газ аспаптары кӛбінесе тӛменгі қысымда жҧмыс атқарып, атмосфералық эжекциялық оттықтармен жабдықталады. Сондықтан да тӛменде атмосфералық оттықтар қарастырылады. «Брест газ плитасы» Плита (10.8-сурет) пісіру орны бар тумба қораптан тҧрады. Қорап ақ эмальмен қапталған жҧқа болат қабықшалардан тҧратын жапсарланған элементтерден тҧрады. Плита атмосфералық тҥрлердегі әртҥрлі жылу қуаттылығы бар тӛрт оттықтан тҧрады. Пісіру қорабында тӛменгі негізгі және жоғары қосымша (қыздырғыш) екі оттық орналасқан. Пісіру қорабындағы екі оттықтардың жҧмысын -термоэлектромагниттік клапан пен 8-термореттегіш ретке келтіреді. Бҧл қондырғылар 9-термостатикалық шҥмекке қосылған. Термоэлектромагниттік клапанға 7, 11, 1 термопаралар қосылған. Осы термопаралар 4 қыздырғыш оттық пен 3 негізгі оттықтардан таралған. Термоэлектромагниттік клапан жанған отқа бақылау жасап, от кенеттен ӛшкен кезде газдың берілуін тоқтатады. Термостатикалық шҥмектің қҧрылымына байланысты негізгі және қыздырғыш оттықтардың бірлесіп жҧмыс істеуі мҥмкін емес. Термоэлектромагниттік клапан және термореттегіш қамыт қысқыш кӛмегімен плита колекторына отырызылған. Газ олардан біртіндеп ӛтеді. Алғышқыда газ коллектордан термоэлектромагниттік клапанға келіп, содан осы ғана, яғни термоэлектромагниттік клапанның ашық кезінде, ары қарай термореттегішке ӛтеді. Оттықтардан шығатын тҥтін плитаның жҧмыс столы мен ыдыс тҥбінің астындағы қуыстан ӛтіп, сол ыдыстың бҥйір қабырғасынан қыздыра жоғары жылжи отырып, қоршаған ортаға таралып кетеді. Пісіру қорабындағы плитаның артқы қабырғасындағы қуыс арқылы асханаға ӛтеді. Оттықтардағы оттың (жалынның) химиялық толық жанбауының басты себептері: - ыдыс қабырғаларының салқын болуы. Қабырғаның салқын болуы химиялық жану реакциясының толық аяқталмау әсерінен кӛміртек тотығы (СО) мен кҥйенің пайда болуына әкеп соғады; - бастпақы ауаның жетіспеушілігінен; - екінші ауаның берілуінің дҧрыс ҧйымдастырылуынан; - тҥтінді сыртқа шығару толық қарастырылған. 157

158 10.8 сурет. «Брест» тұрмыстық газ плитасы: 1 тумба, қорап; оттықтар (а, б, в орташа, жоғары және тӛменгі жылу қуатындағы бар оттықтар); 3 негізгі оттық; 4 жоғарғы қыздырғыш оттық; 5 коллектор; 6 электромагнит клапанның кнопкасы; 7 термоэлектромагниттік клапан; 8 термореттегіш; 9 термостатикалық шүмек, 10 стол оттықтарының шүмектері; 11, 1 термопаралар; 13 стол оттықтарын жалғау құбыры; 14 траверс; 15 терможүйе; 16, 17 қыздырғыш және негізгі оттықтарды жалғау құбыры сурет. Терможүйемен мембраналар: 1 втулка; ішкі мембрана; 3 сыртқы мембрана; 4 штуцер; 5 қорап; 6 түтікше; 7 баллон. Оттықтардың пайдалы әсер коэффициенті (ПЭК) ГОСТ бойынша 56% - тен кем болмауы қажет, ал мҧржа арқылы жалын қалдықтары атмосфераға келетін плиталардың ПЭК 1. 40% -тен кем болмауы керек. 158

159 Пісіру қорабындағы оттықтардың жҧмысын басқару. Пісіру қорабындағы оттықтардың жҧмысы термореттегіш арқылы басқарылады. Термореттегіштің тҧтқасын (10.10 сурет) сағат тілі бойынша 60 0 қа бҧрғанда мәнерлі ойық (10.11 сурет) 1 газ келу тесігімен (10.10 сурет) сәйкес келіп газ қыздыру оттығына ӛтеді. Сағат тілі бойынша тҧтқаны әрі қарай бҧрған кезде мәнерлі ойықтың кесіндісі кӛбейіп, соған сәйкес қыздыру оттығындағы газ шығыны кӛбейеді. Термореттегіштің тҧтқасын қа сағат тіліне қарсы бҧрағанда жартылай сақиналы ойық (10.11 сурет) 1 газ келу тесігімен сәйкес келеді де газ 7 аз жалын бҧрандасы мен 11 клапан арқылы (10.10 сурет) негізгі оттыққа ӛтеді. Аз жалынды винт арқылы газ ҥнемі беріліп тҧрады. Оның атқаратын міндеті жалпы термореттегіш жҥйесінің жҧмысына қарамастан негізгі оттықта қауіпсіздік тҧрғысынан қарағандағы жалынның ең аз мӛлшерін қамтамасыз етеді. 11 клапанмен газдың берілуі 7 винт арқылы аздап берілетін газды толтыра отырып, негізгі оттықтың жҧмысын жандандыра тҥседі. 11 клапанның ашылып жабылуы автоматты тҥрде терможҥйе, мембраналар мен серіппе (10.9 сурет) арқылы іске асырылады сурет. Термо реттегіш: 1 тұтқа; сақина; 3 фланец; 4 серіппе; 5 латун құбыры; 6 қорап; 7 аз жалын бұрандасы; 8-1 сақиналар; 9 бұранда, 10 резеңке тығыздағыш; 11 клапан; 13, 18 сақиналар; 14 серіппе; 15 қақпақ; 16 терможүйе; 17 бұранда; 19 мембраналар; 0 втулка; 1 газ келу тесігі. 159

160 10.11 сурет. Термо реттегіш: Терможҥйе пісіру қорабындағы температураны бір қалыпты ҧстап тҧрады. Терможҥйенің негізгі бӛлігін -ішкі және сыртқы мембраналар қҧрайды. Ішкі мембрананың сырт бетіне 1 втулка жапсырылған. Сыртқы мембрананың сырт бетіне дәл осындай әдіспен 4 штуцер жалғанған. Штуцерге 3 капиллярдың 5 қабығы жапсырылған. Капиллярға 8 баллон жалғанған. Баллонның соңғы жағы балқытылып жабылған. Терможҥйедегі капилляр және баллон сҧйықпен толтырылады. Пісіру қорабында орналасқан баллонның қызуы оның ішіндегі сҧйықтың температурасын кӛтеріп, кӛлемнің ҧлғаюына әкеліп соғады. Сол себептен ішкі мембрана сыртқы мембранадан ажырап, втулка осі бойымен жылжиды. Термореттегіштің 11 клапаның сол жабылып оттыққа газ беруі азаяды. Ағысты су қыздырғыш. Аспап құрылысы Аспаптың бетінде (10.1-сурет) газ шҥмегін басқаратын тҧтқа 3 электромагнит клапанның қосатын нҥкте 8 бақылау терезесі мен 9 тҥтін тарту терезесі орналасқан. Аспаптың жоғарғы жағында газды мҧржаға бағыттайтын 1 қҧбырша орналасқан. Тӛменгі жағында аспапты газбен су жҥйесіне қосатын қҧбырлар орналасқан: олар 10 газ беруге, 4 суық суды беруге және 9 ыстық суды алуға арналған қҧбырлар (10.13-сурет). Аспап 3 қабырға, 4 тҥтін тарту бӛлігі және жылу алмастырғышынан тҧратын жану бӛлігі мен (10.14-сурет) негізгі, 1 тҧтандырғыш оттықтары, 6 ҥшторап, 5 газ шҥмегі, 4 суды реттегіш пен 3 электромагниттік клапаннан (10.13-сурет) тҧратын 7 су газ оттығының торабынан қҧралған. 160

161 Аспаптың жұмыс атқаруы 1. Газ 4 қҧбырымен (10.1-сурет) 3 электромагнитті клапанға (10.1-сурет) келеді. Электромагнитті клапан 3 қосу нҥктесі арқылы іске қосылады сурет. Ағысты су қыздырғыш: 1 құбырша; тұтқа; 3 қосу нүктесі; 4, 5, 6 құбырлар; 7 қаптама; 8, 9 терезе сурет. Ағысты су қыздырғыш: 1 тұтандырғыш оттық; негізгі оттық; 3 электромагнитті клапан; 4 суды реттегіш; 5 газ шүмегі; 6 үшторап; 7 су газ оттығының торабы; 9 түтін түтікшесі. 161

162 . 5 газ шҥмегі (10.13-сурет) біртіндеп тҧтандырғыш оттықпен негізгі оттыққа газ береді. Бір тҧтқамен жабдықталған газ шҥмегі солдан оңға ҥш жағдайда бҧралады. Кӛлденең қалпында газ кӛзі жабық. Орташа белгіленген жағдайда газ тҧтандырғыш оттыққа келеді де, оның негізгі оттыққа келу жолы жабық. Ҥшінші белгіленген жағдайда шҥмек тҧтқасын ось бойынша аяғына дейін басып, оңға қарай тоқтағанша бҧрса, газ негізгі оттықтың жануы ҥшін жағдайда тҧтқаны бҧрау арқылы реттейді (10.15-сурет). 3. Негізгі оттыққа газ келетін жолда газ шҥмегінен басқа екі автоматты ажыратқыш қҧрылғы бар. Біріншісі негізгі оттыққа газдың берілуін тҧтандырғыш ӛшіп, термопара суған кезде электромагнитті клапан арқылы тоқтату. Екіншісі аспап арқылы су ағып ӛтпеген жағдайда газды сулы реттегіш кӛмегімен тоқтату. Электромагнитті клапанның қосу нҥктесін басқанда (тҧтандырғыш оттыққа газ шҥмегі анық болса) газ ҥшторап арқылы тҥтін тарту тҥтікшесі мен тҧтандырғыш оттыққа келеді. Тҧтандырғыш жанып, термопара қызғаннан кейін, электромагниттік клапанда электроқыздырғыш кҥйі пайда болу себебінен қосу нҥктесін жібере берсе болады. Аспапты іске қосу тәртібі 1. Аспапты қоспастан бҧрын тарту кҥшінің барлығын тексеру ҥшін жағылған сіріңкені 9 терезеге әкеліп (10.1-сурет) текесеру. Тарту кҥші жоқ кәде жалпы кері қарай толқиды.. Аспап алдындағы су қҧбырының шҥмегін ашу. 3. Аспап алдындағы газ қҧбырындағы шҥмекті ашу. 4. Сағат тілінің бағытымен газдың тҧтқасын аяғына дейін бҧрады. 5. Электромагнитті клапанның қосу нҥктесін басып тҧтандырғыш оттыққа жанып тҧрған сіріңкені 8 терезе арқылы тигізіп тҧтандыру. 6. Электромагнитті клапанның қосу нҥктесін жіберу, жҧмысқа қосылғаннан кейін (10 60 сек.) тҧтандырғыш оттығы жалын сӛнбеуі керек. 7. Негізгі оттыққа баратын газ шҥмегін ашу. Ол ҥшін ось бойымен газ шҥмегінің тҧтқасын басып тҧрып, оңға қарай аяғына дейін бҧрау керек, бҧл жағдайда тҧтандырғыш оттығы жанып тҧрады, бірақ негізгі оттық жанбайды. 8. Ыстық судың шҥмегін ашып, негізгі оттықты балу тҧтандыру. 16

163 10.14 сурет. Ағысты су қыздырғыш: 1 жану бӛлігі; жылу алмастырғыш; 3 аспап қабырғасы; 4 түтін тарту бӛлігі; 5 термопара сурет. Аспапты іске қосу тұтқасы. 163

164 Аспапты сӛндіру 1. Газ шҥмегінің тҧтқасын ось бойымен басып тҧрып сағат тіліне қарсы аяғына дейін бҧрап, негізгі оттықты ажырату. Сонан соң тҧтқаны баспай сағат тіліне қарсы аяғына дейін бҧру. Осы кезде тҧтандырғыш оттығы ӛшіп, электромагнитті жапқыш ажыратылады. Газ қолданбалы АГВ-10 кӛлемді су қыздырғыш АГВ-10 кӛлемді су қыздырғышы шағын ҥйлер мен ғимараттарды жылытуға және ыстық су дайындауға қолданылады (10.16-сурет). Аспапты мынадай жҧмыстар ӛздігінен автоматты тҥрде атқарылады: - қыздырылатын судың температурасын реттеу; - тҧтандырғыш жанбай және мҧржа тҥтін тартпай қалған жағдайларда газ келуін тоқтату. АГВ-10 кӛлемді су қыздырғышының техникалық кӛрсеткіштері. Су қыздыратын ыстық кӛлемі 10 л. Қыздырылатын су температурасы С. Жылу қуаты квт. Газдың тиімді шығыны: - табиғи газ 1,4 м 3 /сағ; - сҧйытылған газ 1,4 кг/сағ. Аспапқа қажет қысым: - табиғи газ ҥшін 174 Па. - сҧйытылған газ ҥшін 940 Па. Пайдалы әсер коэффициенті (ПЭК) 81%. Мҧндағы ең тӛменгі сиретілген қысым 1,96 Па. Аспаптың құрылымы Аспап тік орналасқан дӛңгелек 15 ыдыстан тҧрады. Ыдыс 11 қораппен қапталған және оның ортасында тҥтін ӛту қҧбыры орналасқан. Осы ыдыстың тӛменгі жағында 14 басты оттық, 7 тҧтандырғыш және 8 термопара орналасқан ошақ бар. Ошақтың аузына 13 автомат жҥйесі орнатылған, бҧлардың бәрі 5 қақпақпен жабылған. Аспап қабығының жоғарысында электромагнит клапанымен 3 ток ӛткізгіш сым арқылы жалғанған тҥтін бақылағыш орнатылған. Автоматика жҥйесі мынадай басты элементтерден қҧралған: ішіне сҧйық қҧйылған сильфонды термореттегіш, электромагнит пен клапандар. 164

165 10.16 сурет. АГВ-10 көлемді су қыздырғыш: 1 кнопка; ыстық су шығатын құбыр; 3 ток ӛткізгіш сым; 4 түтін бағыттағыш; 5 қақпақ; 6 термобаллон; 7 тұтандырғыш; 8 термопара; 9 кран (шүмек); 10 ауа реттегіш; 11 қорап; 1 экран (қақпашы); 13 автоматты жүйе; 14 басты оттық; 15 дӛңгелек ыдыс; 16 салқын судың құбыры; 17 түтін тартудың қиғашы. Су температурасы қабылданған мӛлшерге жеткенде термореттегіш 7 клапанды (10.17-сурет) жауын бастап оттыққа ӛтетін газды тоқтатады. Ал температура қабылдаған мӛлшерден С-қа тӛмендеген кезде 7 клапан қайтадан ашылып, ось бастапқы оттыққа ӛтеді. Термопараның су электромагниттік клапандағы ЭҚК-1-ің жоғалуына әкеліп соғады. Бҧл кезде якорь кері жылжып 5 клапанды жабады. Клапанның жабылуына 16 серіппе кӛмектеседі. Тҧндырғыш жанғаннан соң электромагнит нҥктесі басылған қалпында тҧрып қалмаса, аспапты қолдануға болмайды. 165