Расчет магистрального газопровода. ПЗ 5. Этап 2. Тепловой и гидравлический расчет линейного участка газопровода

1. Расчет магистрального газопровода

Практическое занятие 5
Этап 2. Тепловой и
гидравлический расчет
линейного участка газопровода

2.

Цель расчета – определение давления и температуры
газа в конце линейного участка между соседними КС:
PK
и
TK
.
Расчет
выполняется
методом
последовательных приближений.
2.1 В первом приближении принимаются значения и
ZCP и ТСР из предварительных вычислений (в первом
этапе).
2.2 В первом приближении рассчитывается конечное
давление
2
Q
ZСР TСР КС
2
PК PН
K D
2
5
.
1
2.3 По известным значениям PН и PК рассчитывается
уточненное среднее давление PСР и приведенное
PПР .

3.

2.4 Для расчета PK во втором приближении вычисляется
уточненное значение ТСР. Для этого используют
величины СР, Di и коэффициента аt , вычисленные при
найденных значениях РСР и ТСР первого приближения :
Теплоемкость,
2
3
CP R E0 E1 PПР E2 PПР
E3 PПР
Дж/(кг·К)
2
E0 4,437 1,015 TПР 0,591 TПР
E1 3,29
11,37 10,9
2
TПР
TПР
E 2 3,23
16,27 25,48 11,81
2 3
TПР
TПР
TПР
0,908 0,967
E 3 0,214
2
TПР
TПР

4.

Коэффициент Джоуля-Томсона, К/МПа
2
3
Di H0 H1 PПР H 2 PПР
H3 PПР
2
H 0 24 ,96 20 ,3 TПР 4,57 TПР
19,92 16,89
H1 5,66
2
TПР
TПР
14,68 13,39
H 2 4,11
2
TПР
TПР
2,0 1,79
H 3 0,568
2
TПР TПР
Параметр at, 1/км (D,мм; KСР,Вт/(м2·К); сР, Дж/(кг·К)
at 225,5 10
3
KСР D
Q сР
Средняя температура (2-е приближение)
1 e at КС
1 e at КС
PН2 PК2
TСР T0 TН T0
Di
1
at КС
2 at КС PСР
at КС

5.

2.5 Во втором приближении при P=PСР
вычисляются:
приведенные давление и температура
PПР
и T=TСР
P
PПК
; TПР
T
;
TПК
средний коэффициент сжимаемости
2
ZСР 1 A1 PПР A2 PПР
динамическая вязкость газа, Па·с
2
3
Г 0 1 B1 PПР B2 PПР
B3 PПР
2,36 1,93
2
TПР TПР
0 1,81 5,95 TПР 10 6
B1 0,67
2,89 2,65
B2 0,8
2
TПР TПР
0,354 0,314
B3 0,1
2
TПР
TПР

6.

2.6 Определяются значения :
числа Рейнольдса
Q
Re 17,75 10
;
D Г
3
коэффициента сопротивления трению
158 2 kЭ
ТР 0,067
D
Re
0,2
;
коэффициента гидравлического сопротивления
линейного участка газопровода
ТР
2 .
E

7.

2.7 Во втором приближении по формуле (1) вычисляется
давление в конце линейного участка газопровода PK/ .
Проверяется условие |(PK/ – PK )/ PK|<1%.
При невыполнении условия – повторить расчет с пункта 2.3,
принимая в следующем приближении PK =PK/ (третье
приближение и т. д.) .
2.8 Определяется температура в конце линейного участка
TK T0 (TН T0 ) e at КС Di
2 at КС PСР
PН2 PК2
1 e at КС .