2.2.3.1 Обробка результатів розрахунків

Результати оформляємо у вигляді таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 – Оформлення результатів розрахунків лабораторної роботи

Параметр	Значення
Пропускна здатність магістралі, млн. м3/д
Номер ділянки	1	...	n
Продуктивність на ділянці, млн. м3/д
Тиск початковий,
Тиск кінцевий,
Початкова температура, 0С
Кінцева температура, 0С

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ:

1. Наведіть і поясніть формулу для визначення відносного шляхового відбору.

2. Практична формула для визначення числа Рейнольдса.

3. В якому випадку необхідно враховувати профіль траси?

4. Наведіть алгоритм розрахунку газопроводу із врахуванням профілю траси.

5. Наведіть формулу для визначення зведеної температури ґрунту і поясніть її.

6. Які газопроводи відносяться до складних трубопроводів?

7. Як впливає на пропускну здатність прокладання лупінга в кінці газопроводу?

8. Для чого прокладають лупінги?

9. Суть методу еквівалентних діаметрів.

10. Які методи розрахунків складних трубопроводів ви знаєте?

ПИТАННЯ ДО НАУКОВО-ДОСЛІДНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ:

1. Порівняти трубопровід з профілем траси і рівнинним трубопроводом.

2. Дослідити вплив профілю траси на кінцевий тиск в складній системі трубопроводу.

3. Визначити вплив координати відбору на пропускну здатність системи.

4. Визначити зміну пропускної здатності із зміною діаметра.

5. Визначити вплив зміни еквівалентного діаметра на пропускну здатність трубопровідної системи.

6. Визначити межі врахування профілю траси.

3 Лабораторна робота №3 (з елементами ндрс) Побудова діагностичної моделі газопроводів

МЕТА: побудова діагностичної моделі газопроводу.

ЗАВДАННЯ: згідно вихідних даних провести розрахунок гідравлічної ефективності газопроводу.

3.1 Основні теоретичні положення

Суть процесу параметричної діагностики газотранспортної системи як складного технічного об’єкта полягає у визначенні ряду параметрів, що характеризують властивості системи на даний момент часу. Вихідною інформацією для реалізації методу є параметри режиму роботи системи, на основі яких визначаються діагностичні характеристики, сукупність яких у свою чергу визначає стан об’єкта. Визначення діагностичних ознак за виміряними значеннями параметрів режиму ведеться на основі діагностичних моделей, що представляють собою сукупність алгебраїчних, диференційних чи інтегральних рівнянь із граничними умовами й обмеженнями, що відображають суть фізичного процесу.

Діагностична ознака або їх сукупність повинна входити як параметр у діагностичну модель, що зв’язує її з параметрами режиму, з одного боку, і не повинна залежати від них (визначати тільки властивості системи) – з іншого.

Магістральний газопровід як об’єкт діагностики є складною технічною системою, усі властивості якої оцінити однією математичною моделлю дуже складно. Тому тут розглядається газотранспортна система з погляду її властивостей стосовно термогазодинамічних процесів, що у ній відбуваються. З точки зору властивостей лінійної ділянки стосовно динаміки газового потоку визначальною діагностичною ознакою є коефіцієнт гідравлічного опору. Інтенсивність теплового потоку в навколишнє середовище найбільш повно може бути охарактеризована повним коефіцієнтом теплопередачі від газу в навколишнє середовище. Тому зазначені величини можуть розглядатися як діагностичні ознаки, що характеризують термогазодинамічні властивості лінійної ділянки.

З часом експлуатації газопроводу спостерігається зміна його гідравлічного опору внаслідок старіння лінійної ділянки. Тому прийнято використовувати неабсолютні значення коефіцієнта гідравлічного опору та його відносну величину порівняно з первісним (теоретичним) значенням.

Нестаціонарність потоку газу в трубах, що не враховується при побудові математичних діагностичних моделей, вносить помилки в результати діагностики.

Тому виникає необхідність у створенні діагностичних моделей газотранспортних систем і простих газопроводів, що враховують нестаціонарність і неізотермічність газового потоку. Ці моделі дуже складні в реалізації, у зв’язку з чим потрібне їх спрощення відповідно до режимів, за параметрами яких виконується діагностування.

Задача моделювання руху газу в газопроводі повинна включати газодинамічні та термодинамічні рівняння, які об’єднані в єдину систему.

Величину гідравлічного опору газопроводу з врахуванням часу його експлуатації оцінюють коефіцієнтом гідравлічної ефективності, який зручно визначати через відношення коефіцієнтів гідравлічного опору на стадії проектування та на даний момент експлуатації:

. (3.1)

Оскільки теоретичне і фактичне значення коефіцієнта гідравлічного опору лінійної ділянки є його властивостями з погляду гідродинаміки потоку, то величину коефіцієнта гідравлічної ефективності зручно використовувати як діагностичну ознаку.

Для визначення значення коефіцієнта гідравлічного опору на основі розв’язку зворотної задачі необхідно задати початкові і граничні умови, які представляють собою зміни у часі фактичних значень тиску, витрати газу і температури на початку і в кінці газопроводу

;

;

; (3.2)

;

;

,

де - масовий розхід газу; - тиск; - температура.

Поставлена задача дуже складна в реалізації, так як система включає нелінійні диференційні рівняння. Тому для практичних розрахунків необхідно шукати шляхи спрощення математичної моделі. Система рівнянь суттєво спрощується для умов стаціонарної течії газу.

Граничні умови в цьому випадку приводяться до вигляду

;

;

; (3.3)

;

.

Таким чином, для визначення коефіцієнта гідравлічного опору із системи необхідно здійснити виміри витрати газу в будь-якому перерізі газопроводу (на початку або в кінці), а також заміри температур і тисків на початку і в кінці досліджуваної ділянки.

Із системи для фактичного значення коефіцієнта гідравлічного опору можна отримати розрахункову формулу у вигляді

. (3.4)