Завдання

Вхідні дані

Параметр		Значення
Склад газу (об’ємна концентрація), %	СН4	91,3
	С2Н6	4,3
	С3Н8	1,1
	С4Н10	0,4
	С5Н12	0,2
	СО2	0,7
	N2	2
Об’єм газгольдера V, м3		205
Тиск газу у газгольдері p, кгс/см2		5
Температура газу в газгольдері t,		5
Пропускна здатність газопроводу Q, млрд. м3/рік		5,0
Діаметр газопроводу D, мм		720
Довжина газопроводу L, км		700
Максимальний робочий тиск у газопроводі p, МПа		5,5
Середня температура газу в газопроводі tср,		15

1 Розрахунок фізико-технічних властивостей суміші природних газів

1. Визначення фізичних властивостей суміші природних газів

Визначаємо молярну масу суміші газів при відомому об’ємному складу суміші газу у відсотках

, (1.1)

де у_і - об’ємна концентрація і-того компонента у відсотках;

М_і - молярна маса і-того компонента,вибираємо згідно таблиці 2.1 - [1 ст. 6], кг/кмоль.

.

Густину газової суміші знаходимо за формулою Авогадро

, (1.2)

де М_см - молярна маса газу, кг/кмоль.

.

Відносна густина газу визначається з формули

, (1.3)

де ρ_см - густина газової суміші, кг/м³

ρ_пов - густина повітря, при нормальних умовах ρ_пов = 1,293 кг/м³.

.

Для визначення квадратичних температури та тиску застосуємо такі формули

, (1.4)

, (1.5)

де Т_крі , Р_крі - відповідно критичні температура та тиск і-того компонента суміші газу, вибираємо згідно таблиці 2.1-[1 ст. 6].

,

Визначимо газову сталу

, (1.6)

де R - газова стала суміші газу, Дж/(кг град).

.

Динамічний коефіцієнт в’язкості

, (1.7)

де μ_і - коефіцієнт динамічної в’язкості і-того компонента суміші газу.

М_і, Т_крі, μ_і (при нормальних та стандартних умовах) вибираємо згідно [1].

За стандартних умовах

За нормальних умовах

Масову теплоємність визначимо за формулою

, (1.8)

де r_i - масова концентрація і-того компонента у відсотках;

С_і - теплоємність за нормальних умов (ізобарна, ізохорна) і-того компонента, вибираємо згідно [1].

Знаходимо масові частки елементів суміші газу

, (1.9)

,

,

,

,

,

,

.

Зробимо перевірку знайдених масових часток компонентів суміші, для цього запишемо їх суму

.

Підставимо значення С_і, r_i у формулу (1.8) отримаємо

Визначимо (верхню та нижню) межі вибуховості з формули

, (1.10)

де к - кількість компонентів природного газу, які вступають в реакцію горіння (в нашому випадку к = 5);

ГВ_н, ГВ_в - відповідно нижня та верхня межа вибуховості і-того компонента горючого газу.

,

.