Расчет физических свойств газа

Исходные данные

Вариант №
Длина трубопровода, м
Базовый диаметр, м	0.64
Начальное давление, ат
Начальная температура, К
Количество метана, %
Количество углекислого газа, %

Расчет физических свойств газа

Таблица 1 – Состав газа.

Метан, %
Этан, %
Пропан, %
Бутан, %
Пентан, %
Азот, %
Углекислый газ, %

Константы:

Молярная масса газа (1):

Удельная теплоёмкость (2):

Псевдокритические температура и давление: (3),(4)

(3)

(4)

Газовая постоянная и удельная плотность по воздуху: (5),(6)

(5)

(6)

Принимая рассчитываем плотность при нормальных условиях (7):

(7)

3.Расчет работы трубопровода по заданным давлениям.

Полагая температуру газа на входе в линейный участок равной Т_Н = 313 К, а
температуру окружающей среды Т₀ = 293 К, а конечную температуру определим ориентировочно среднюю температуру газа (8):

(8)

Принимая конечное давление атмосфер и учитывая начальное давление атмосферы, определяем среднее давление (9) :

(9)

Приведенные значения давления и температуры (10) и (11):

(10)

(11)

Пересчёт приведенного давления в систему СИ:

Коэффициент сжимаемости газа определяем по формуле (12) и результатам (10), (11):

(12)

Согласно стандартам, принимаем . Эквивалентная шероховатость для монолитных труб без внутреннего антикоррозионного покрытия равна: . Принимая эффективность работы трубопровода , считаем коэффициент сопротивления трению и коэффициент гидравлического сопротивления (13) и (14):

(13)

(14)

Учитывая длину трубопровода, равную , начальное давление результаты (14), (8) и (6), определяем объёмный расход газа по формуле (15):

(15)

4.Расчет работы трубопровода по заданному объёмному расходу газа.

Принимая начальное давление и начальную температуру газа, результаты (5) и (12), рассчитываем плотность газа при рабочих условиях(16):

Переводим начальное давление в систему СИ:

(16)

Зная объёмный расход газа , и учитывая результаты (16), находим массовый расход газа по формуле(17):

(17)

Определяя площадь сечения газопровода по заданному диаметру :

,

Находим скорость движения газа в трубопроводе по формуле (18) и расчетам (16), (17):

(18)

Рассчитываем коэффициент динамической вязкости по формуле (19) и расчетам (7), (4), (8), (3) и (9):

(19)

Определяем число Рейнольдса по формуле(20) , заданному диаметру площади сечения трубопровода , начальной температуре и расчетам (19), (12), (16) и (5):

(20)

Коэффициент сопротивления трению для всех режимов течения газа в газопроводе определяется по формуле (21) и расчету (20), принимая эквивалентную шероховатость и базовый диаметр :

(21)

Коэффициент гидравлического сопротивления λ определяется по формуле (22) и расчету (21):

, (22)

где Е – коэффициент гидравлической эффективности, принимается по результатам расчетов диспетчерской службы в соответствии с отраслевой методикой; при отсутствии этих данных коэффициент гидравлической эффективности принимается равным 0,95.

Определяем давление на выходе (конечное давление) по формуле (23), принимая начальное давление , базовый диаметр длину трубопровода , и учитывая расчеты (6), (15), (22) и (8):

(23)

Выводы

В данной курсовой работе был рассчитан простой газовый трубопровод. Расчет состоял из двух частей: определение объёмного расхода газа по известным давлениям на входе и выходе трубопровода; определение давления на выходе трубопровода (конечного давления) по известному объёмному расходу газа.

В результате были получены следующие значения:

.

Список использованной литературы

1. Проектирование и эксплуатация магистральных газопроводов: методические указания / В. Д. Белицкий, С. М. Ломов;Омский государственный университет - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. – 63 с.

2. Транспорт скваженной продукции: учебное пособие / Н.В. Чухарева, А.В. Рудаченко, А.Ф. Бархатов, Д.В. Федин; Томский политехнический университет – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 357 с.

3. М.И. Фык Основы теории транспорта промышленных углеводородов / Учебное пособие. - Х: НТУ « ХПИ», 2013 . - 195 с.