Гидравлический расчет трубопровода.
Рабочее давление в начале участка Pн= 5,5 МПа
Рабочее давление в конце участка Pк = 3,8 МПа
Протяженность участка L = 115,8 км
Коммерческая производительность Qг = 90 мл.м3/сут
Диаметр МГ D =1020 мм
Средняя температура газа на участке tср = 11 oC
Таблица 1 - Характеристика природного газа
Компонент | СН4 | С2Н6 | С3Н8 | С4Н10 | С5Н12 | СО2 | N2 |
Объемная доля, % | 97,07 | 2,3742 | 0,0675 | 0,0214 | 0,0057 | 0,2750 | 0,1862 |
1) Определим относительную молекулярную массу смеси по формуле:
где: - мольные концентрации компонентов в долях единицы;
- относительные молекулярные массы компонентов.
Подставив известные нам значения, получим:
2) Определим плотность смеси газов по формуле:
Подставив известные нам значения, получим:
3) Найдём относительную плотность смеси по воздуху следующим образом:
где: - плотность сухого воздуха;
=1,2062 кг/м3.
Подставив известные нам значения, получим:
4) Динамическую вязкость смеси найдём по формуле:
где: - вязкость отдельных компонентов.
Подставив известные нам значения в, получим:
5) Вычислим критическую температуру смеси :
где: - критические температуры смеси.
Подставив известные нам значения, получим:
6) Вычислим критическое давление смеси :
где: - критические давления смеси.
Подставив известные нам значения, получим:
Tср=284 oK по исходным данным
7) Вычислим среднее давление газа вдоль трассы трубопровода :
где: - начальное давление на участке;
= 5,5Мпа ;
- конечное давление на участке
= 3,8 Мпа.
Подставив известные нам значения, получим:
8) Для определения коэффициента сжимаемости определим приведённые параметры (температуру
и давление
):
;
Подставив известные нам значения, получим:
9) Коэффициент сжимаемости природных газов:
.
9) Определим число Рейнольдса
(коммерческую производительность переведи в м3/с)
где D - внутренний диаметр.
10) Режим течения газа по трубопроводу из соотношения:
Для уточнения режима течения газа используется переходное значение числа Рейнольдса ReПЕР:
.
где k - коэффициент эквивалентной шероховатости труб. Приняв в соответствии с рекомендацией норм технологического проектирования k = 0,03 мм; D - внутренний диаметр.
Сравниваем Re и ReПЕР.
При Re> ReПЕР зона течения газа будет квадратичной, Re= ReПЕР – зона смешенного трения, Re< ReПЕР - зона гидравлически гладких труб
Тогда
Для определения коэффициента сопротивления трения ОНТП рекомендуют использовать уравнение ВНИИгаза, для зоны смешенного трения
,
в зоне гидравлически гладких труб: ;
в зоне квадратичного трения: ;
11) Определим коэффициент гидравлического сопротивления:
,
где 1,05 - коэффициент, учитывающий наличие местных сопротивлений;
Е - коэффициент гидравлической эффективности работы участка. В соответствие с нормами технологического проектирования коэффициент эффективности работы принимается равным 0,95, если на газопроводе имеются устройства для периодической очистки внутренней полости трубопровода, а приих отсутствии Е=0,92.
12) Осуществим проверку конечного давления:
= подставляется все в системе СИ
МПа