Определение массового и объемного коммерческого расхода для газопровода. Определение давления в конце газопровода

Министерство образования Российской Федерации

Архангельский Государственный Технический Университет

Факультет промышленной энергетики

Кафедра промышленной теплоэнергетики

Расчетно-графическое задание №2

по курсу: «Компрессорные станции

и магистральные трубопроводы»

Выполнил студент

IV курса, 2 группы

Проверил преподаватель

Архангельск 2003

Вариант №5

Задача №1

Определить массовый и объемный коммерческий расходы для газопровода длиной L=110 км, наружным диаметром и толщиной стенки трубы =820´10 мм. Абсолютное давление в начале газопровода =5,0 МПа, в конце =1,4 МПа. Абсолютная плотность газа при стандартных условиях =0,74 кг/м³, коэффициент сжимаемости =0,91, температура газа считается постоянной и равной =0°С, коэффициент динамической вязкости =10,5×10^-6 Па×с, эквивалентная шероховатость внутренней поверхности труб =0,10 мм.

Решение:

Предполагая квадратичный режим течения, определяем коэффициент трения:

.

Коэффициент сопротивления с учетом местных сопротивлений:

.

Объемный коммерческий расход:

 м³/с=

=19,42 млн. м³/сут.

где      В=0,0385 – параметр;

 - относительная плотность газа по воздуху.

Массовый расход:

 кг/с.

Проверка правильности выбранного режима:

Число Рейнольдса:

.

Переходное число Рейнольдса:

.

Поскольку , то режим выбран правильно.

Задача №2

Определить давление в конце газопровода для Q=12,0 млн. м³/сут, если избыточное давление в начале газопровода =4,9 МПа, эквивалентная шероховатость внутренней поверхности труб =0,05 мм. Недостающие данные берутся из задачи №1.

Решение:

Переходное число Рейнольдса:

.

Число Рейнольдса:

.

Так как , то режим течения – квадратичный.

Коэффициент трения:

.

Коэффициент сопротивления с учетом местных сопротивлений:

.

Давление в конце трубопровода:

 МПа.

=4,06 МПа.

Задача №3

При нормальном режиме работы избыточное давление в начале газопровода =5,5 МПа, в конце =2,3 МПа. Через какое-то время манометры показали следующее значение давление =4,9 МПа, =2,4 МПа, на расстоянии =0,1 =4,1 МПа, а на расстоянии =0,7 =2,7 МПа. Определить место утечки .

Решение:

Находим квадраты давлений:

;  ;    ;   ;     ;            .

Полагаем, что падение квадрата давления по длине трубопровода имеет линейную зависимость, тогда строим зависимости .

Уравнение линии падения квадрата давления от =0 до =0,1 имеет вид , а для линии падения квадрата давления от =0,7 до =1 – .

Для места утечки имеем равенство:

, откуда =0,199.

Задача №4

Для условий задачи №1 оценить изменение пропускной способности, если температура газа на входе в газопровод =30°С. Найти также конечную температуру газа , °С. Коэффициент теплопередачи k=1,35 Вт/(м²×°С), удельная теплоемкость газа =2000 Дж/(кг×К).

Решение:

Число Шухова:

.

Так как ,то учитываем влияние неизотермичности.

Средняя температура газа:

°C=291,0 К.

.

 м³/с.

Производим перерасчет числа Шухова:

.

Средняя температура газа:

°C=290,8 К.

Температура газа в конце трубопровода:

°C.

Задача №5

Коммерческий расход газа, подаваемый нагнетателем типа 370-14-1, составляет =19 млн. м³/сут. Давление газа на входе в нагнетатель =4,40 МПа, частота вращения ротора n=4900 об/мин. Номинальная частота вращения нагнетателя =5400 об/мин. Температура газа на всасывании =20°С. Коэффициент сжимаемости =0,94, относительная плотность газа по воздуху D=0,6. Пользуясь графической приведенной характеристикой второго типа определить степень сжатия , приведенный расход на всасывании , м³/мин и мощность на валу нагнетателя , кВт. По графической приведенной характеристике первого типа найти политропный КПД нагнетателя . Определить температуру и давление газа на нагнетании  и .

Решение:

Газовая постоянная для природного газа:

 Дж/(кг×К).

Приведенный коммерческий расход газа:

 млн. м³/сут.

Приведенное отношение частот вращения:

.

По характеристике второго типа находим:

.

 м³/мин.

 кВт.

Действительная внутренняя мощность:

кВт.

Мощность на валу (привод – газотурбинный):

 кВт.

Давление на нагнетании:

МПа.

По характеристике первого типа находим:

.

Температура на нагнетании:

К.

 °С.