2.6. Расчёт и выбор исполнительного устройства.

Исходные данные для расчета:

1 Среда газ

2 Абсолютное давление метана в трубопроводе Р_о = 1,19 кгс /см²

в начале расчетного участка

3 Абсолютное давление метана в трубопроводе Р_к = 1,16 кгс/см²

в конце расчетного участка

4 Максимальный объемный расход метана Q_о макс = 2000 нм³ / ч;

5 Минимальный объемный расход метана Q_о мин = 600 нм³ / ч;

6 Температура метана до ИУ t ₁ = 12 ^оС;

7 Длина трубопровода от коллектора до объекта l = 12 м;

8 На линии имеются местные сопротивления:

диафрагма - 1 ; вентили - 2 ; поворот на угол 90^о - - ; тройники - 5 .

FE

12000

Расчёт.

1.Определяем максимальный объёмный расход газа в рабочих условиях

Qр макс = Qн макс (м³/ч) / 2, с. 24 /

где Qн макс = Qо макс = 2000 нм³/ч - максимальный объёмный расход

газа;

Рн = 1,0332 кгс/см² / 0,10332 МПа / - нормальное абсолютное давление газа

/ 2, с. 5 /;

Т= t₁+273 = 12+273=285 К - абсолютная температура газа перед ИУ;

К = 1 - коэффициент сжимаемости газа / 3, с. 87/

Р = Ро = 1,19 кгс/см² / 0,119 МПа / - абсолютное давление газа трубопроводе

в начале расчётного участка;

Тн = 293 К - нормальная температура газа / 2, с. 6 /.

Qр макс = 2000 = 1689,0584 м³/ч

2. Определяем режим давления метана в трубопроводе

Reмин = 3530 / 2, с. 11 /

=15,1*10^-2 см²/с - динамическая вязкость метана в рабочих условиях

Re макс = 3530 = 157943,73;

Re мин = 3530 = 56105,96.

3.Определяем коэффициент трения при максимальном расходе метана

λ = 0,020 при отношении d_э /e = 1250

где d_э = 0,250 м - эквивалентный диаметр

е = 0,0002 м - средняя высота выступов шероховатости на внутренней

поверхности трубы / 5, c. 494/

4. Определяем скорость протекания газа по трубопроводу

W = (м) / 6, с. 494 /

W = = 9,5629 м/с

5.Определяем потери давления в трубопроводе при максимальном расходе

(кгс/см²) / 4, с. 3 /

а) потери давления в прямых участках трубопровода

*10^-4 (кгс/см²) / 1, с. 160 /

где γ = γ_н , (кгс/м³) - удельный вес метана в рабочих условиях

/ 2, с. 18/

γ = = 0,8525 кгс/м³

γн =0,72 кгс/м³ - удельный вес газа в нормальных условиях / 2, с. 105/

=0,00038145кгс/см² = 0,000037 МПа

б) потери давления в местных сопротивлениях трубопровода

+ ξтр+ ξвых)* (кгс/см²),

/ 1, с. 160 /

где ξвх = 0,5; ξдиаф = 51; ξ вент = 4 ; ξ90 ⁰ = 1,1 ; ξ тр = 0,1; ξ вых = 1

/ 6, с. 64-72 /

Рм = (0,5+51+2*4+5*0,1+1) *0,8525*10^-4 = 0,0242 кгс/см² = 0,002371 МПа

Рт макс = 0,00038145+0,02423841 = 0,02461986 кгс/см²;

6. Определяем перепад давления на ИУ при заданном максимальном

расходе метана

/см² ) / 4, с. 3 /

где Р - суммарные потери давления на расчётном участке трубопровода,

/ кгс/см² /

Рс = Ро - Рк, (кгс/см²) ; Рс =1,19 – 1,16 = 0,03 кгс/см²;

Р мин = 0,03 - 0,0246 = 0,0054 кгс/см² = 0,000529 МПа;

7. Определяем максимальную пропускную способность расчетную:

а) определяем абсолютное давление метана при максимальном расходе ИУ,

/МПа/

Р₁ = Ро - ( λ * γ+ ξ* γ)* 10^-4 (кгс/см²)

Р₁= 1,19 - ( 0,020 = 1,1662 кгс/см² = 0,011662 МПа;

б) определяем критические перепад давления

Ркр (кгс/см²) / 4, с. 5 /

Ркр кгс/см²

Если Р_мин Р_кр т. е. 0,02 0,58 / кгс/см² /, то режим течения метана

по трубопроводу докритический .

КVмакс = / 4 , с. 5 /

где К =1 - коэффициент, учитывающий отклонение метана от законов

идеального газа ;

Т₁ = 285⁰К - температура метана до ИУ;

Р₂ = Р₁ - Р_мин = 1,1662 - 0,0054 = 1,1608 кгс/см² - давление метана после ИУ.

КVмакс = = 740,0275 м³/ч

8. Определяем удельную пропускную способность с учётом коэффициента

запаса η =1,2

KVу = КVмакс * η

KVу = 740,0275*1,2 = 888,033 м³/ч

9. Определяем пропускную способность трубопровода:

КV_Т =

КV_Т = = 345,1603 м³/ч

10. Определяем коэффициент n:

n = = = 2,5728

Исходя из величины n выбираем клапан регулирующий двухдроссельный с расходной характеристикой равнопроцентной стальной 25с50нж4М1 с условным проходом Ду = 200 мм, KVу = 1000 м³/ч, Ру = 6,4 МПа, материал – сталь 25 л.