Мета аналітичного розрахунку - вибір раціональних діаметрів відводів та уточнення тисків газу в характерних точках газової мережі та на вході споживачів.
Вхідні дані для аналітичного розрахунку:
- конфігурація газової мережі;
- внутрішні діаметри ділянок;
- довжини і розрахункові витрати газу ділянок газової мережі;
- абсолютний тиск газу на початку газової мережі Рп=0,3 МПа;
- абсолютний тиск газу на вході споживачів Рк=0,15 МПа;
- фізичні властивості газу: густина ρн і кінематична в’язкість νн за нормальних умов;
- абсолютна еквівалентна шорсткість внутрішньої поверхні труб ke.
В основу алгоритму аналітичного розрахунку газової мережі покладена розрахункова формула для мереж середнього тиску, яка рекомендується
ДБН В 2.5-20.2001 Газопостачання
, (2.1)
де Рп і Рк – абсолютні початковий та кінцевий тиски на ділянці, МПа;
- геометрична довжина, м;
- внутрішній діаметр ділянки, см;
- кінематична в’язкість газу за нормальних умов, м2/с;
- розрахункова витрата газу на ділянці м3/год;
- густина газу за нормальних умов, кг/ м3;
- шорсткість внутрішньої поверхні труб, =0,01 см.
Виразивши з формули (2.1) Рк отримаємо наступний вираз
(2.2)
Розрахунок розпочинаємо для ділянки, яка виходить від джерела живлення, оскільки лише для неї відомий початковий абсолютний тиск газу 
.
Для обчислення кінцевого тиску за данною формулою необхідно знати фізичні властивості газу, який перекачується в трубопроводі.
Природний газ – це суміш вуглеводневих газів. Як правило, він містить такі компоненти:
- метан(СН4);
- етан(С2Н6);
- пропан(С3Н8);
- бутан(С4Н10);
- пентан(С5Н12).
Крім того природний газ містить невелику частку азоту, вуглекислого газу і води.
Молекулярна маса природного газу визначається за формулою
( 2.3)
де μі – молекулярна маса і-того компонента суміші газів;
rі – об'ємна частка і-того компонента.
Обчислюємо густину газу за нормальних умов
( 2.4)
.
Коефіцієнт динамічної в'язкості газу
(2.5)
де 
– коефіцієнт динамічної в'язкості і-того компонента.
Кінематична в’язкість газу за нормальних умов
(2.6)
.
Підставляємо знайдені величини у формулу (2.2) і знаходимо значення Рк для ділянки ГРС-1 основного напрямку
Розрахунок кінцевих тисків наступних ділянок проводимо аналогічно за допомогою програми наведеної в додатку А.
У випадку якщо кінцевий тиск біля споживачів має великий запас, зменшуємо діаметр трубопроводу.
Результати аналітичного розрахунку заносимо в таблицю 2.1.
Таблиця 2.1 - Результати аналітичного розрахунку газової мережі
середнього тиску
| Ділянки | Dxδ, мм | d, см | L, м | Q, м3/год | Pn, МПа | Рк, МПа | Прим. |
| Основний напрямок | |||||||
| ГРС-1 | 325х5 | 31,5 | 0,3 | 0,2855 | |||
| 1-2 | 273х5 | 26,3 | 0,2855 | 0,2718 | |||
| 2-3 | 273х5 | 26,3 | 0,2718 | 0,2640 | |||
| 3-4 | 159х4,5 | 0,2640 | 0,1925 | ||||
| 4-КФ | 159х4,5 | 0,1925 | 0,1871 | ||||
| Корегуваня 4-КФ | 108х3 | 10,2 | 0,1925 | 0,1491 | < 0,15 | ||
| Відгалуження в точці 1 | |||||||
| 1-5 | 159х4,5 | 0,2855 | 0,2687 | ||||
| 5-ХЗ | 159х4,5 | 0,2687 | 0,2466 | ||||
| Корегуваня 5-ХЗ | 108х3 | 10,5 | 0,2687 | Від'ємне значення | < 0,15 | ||
| Відвід в точці 5 | |||||||
| 5-АЗ | 76х3 | 0,2687 | 0,2262 | ||||
| Корегуваня 5-АЗ | 57х3 | 5,1 | 0,2262 | Від'ємне значення | < 0,15 | ||
| Відвід в точці 2 | |||||||
| 2-ЗБВ | 108х3 | 10,2 | 0,2718 | 0,1858 | |||
| Корегуваня 2-ЗБВ | 89х3 | 8,3 | 0,1858 | Від'ємне значення | <0,15 | ||
| Відвід в точці 3 | |||||||
| 3-ГРП | 89х3 | 8,3 | 0,2640 | 0,1535 | |||
| Корегуваня 3-ГРП | 76х3 | 0,1535 | Від'ємне значення | < 0,15 | |||
| Відвід в точці 4 | |||||||
| 4-РК | 159х4,5 | 0,1925 | 0,1587 | ||||
| Корегуваня 4-РК | 108х3 | 10,2 | 0,1587 | Від'ємне значення | < 0,15 |
Рисунок 2.1 – Результати аналітичного розрхунку газової мережі середнього тиску
ДОДАТОК А
Private Sub CommandButton1_Click()
10 PP = 0.3: v = Worksheets(1).Cells(4, 9): qq = Worksheets(1).Cells(4, 11): m = 0: n = Worksheets(1).Cells(5, 9)
11 Dim L(100)
12 Dim Q(100)
13 Dim d(100)
14 Dim pk(100)
20 For i = 1 To n
30 L(i) = Worksheets(1).Cells(4 + i, 2)
40 Q(i) = Worksheets(1).Cells(4 + i, 3)
50 d(i) = Worksheets(1).Cells(4 + i, 5)
55 Next i
56 For i = 1 To n
57 Worksheets(1).Cells(4 + i, 6) = PP
60 pk(i) = (PP ^ 2 - 1.54 * 10 ^ -5 * (0.01 / d(i) + 1922 * v * d(i) / Q(i)) ^ 0.25 * qq * Q(i) ^ 2 / d(i) ^ 5 * L(i)) ^ (1 / 2)
70 Worksheets(1).Cells(4 + i, 7) = pk(i)
80 PP = pk(i)
90 Next i
110 Dim Lv(100)
120 Dim Qv(100)
130 Dim dv(100)
150 For k = 1 To n - 1
160 Lv(k) = Worksheets(1).Cells(4 + n + k, 2)
170 Qv(k) = Worksheets(1).Cells(4 + n + k, 3)
180 dv(k) = Worksheets(1).Cells(4 + n + k, 5)
190 Next k
195 For k = 1 To n - 1
196 i = k: Po = pk(i): Worksheets(1).Cells(4 + n + k, 6) = Po
200 pk(k) = (Po ^ 2 - 1.54 * 10 ^ -5 * (0.01 / dv(k) + 1922 * v * dv(k) / Qv(k)) ^ 0.25 * qq * Qv(k) ^ 2 / dv(k) ^ 5 * Lv(k)) ^ (1 / 2)
210 Worksheets(1).Cells(4 + n + k, 7) = pk(k)
220 Next k
End Sub
