3. Уточненный тепловой и гидравлический расчет участка газопровода между двумя кс

Уточненный тепловой и гидравлический расчет участка газопровода между двумя КС производится с целью определения давления и температуры газа в конце рассматриваемого участка.

Абсолютное давление в конце участка газопровода определяется из формулы расхода (12) при средних значениях температуры и давления газа на линейном участке, которые определяются методом последовательных прибли­жений.

. (22)

Уточненный расчет участка газопровода выполняется в следующем порядке:

1. в качестве первого приближения значения принимаются λ и Z_СР, найденные из предварительного определения расстояния между КС. Значение Т_СР определяется по формуле (14);

2. по формуле (22) определяется в первом приближении значение р_К;

3. определяется уточненное среднее давление р_СР по формуле (20);

4. по формулам (10) с учетом средних значений давления и температуры определяются средние приведенные давление р_ПР и температура Т_ПР.

5) удельная теплоемкость газа С_р (кДж/(кг·К)) определяется в соответствии с п.18.6.7. [2] формуле:

; (23)

(24)

где,

Получаем:

кДж/(кг·К)

6) коэффициент Джоуля-Томсона D_i (К/МПа) вычисляется по формуле (п. 18.6.8. [2])

; (25)

где,

Получаем:

7) средняя температура газа рассчитывается по формуле

, (26)

где а – коэффициент Шухова рассчитываемый по формуле

, (27)

где К_СР – средний на линейном участке общий коэффициент теплопередачи от газа в окружающую среду, К_СР =1,75 Вт/(м²·К);

q – пропускная способность подводного газопровода, млн.м³/сут;

Δ – плотность по воздуху.

284,02 К

8) коэффициент сжимаемости Z_СР определяется по формуле (10);

9) коэффициент динамической вязкости рассчитывается по формуле (11)

10) число Рейнольдса вычисляется по формуле (19);

11) коэффициент сопротивления трению λ_ТР и коэффициент гидравлического сопротивления λ вычисляются по формулам (17) и (18);

12) определяем конечное давление во втором приближении по формуле (22);

13) полученный результат отличается от предыдущего приближения менее, чем на 5 % Результат удовлетворяет требованиям точности расчетов, переходим к следующему пункту;

14) уточняется среднее давление по формуле (20);

15) определяется конечная температура газа

. (28)

На этом тепловой и гидравлический расчет участка газопровода заканчивается.

Значение коэффициента теплопередачи от газа в окружающую среду К_СР в выражении (27) для подземных газопроводов (без тепловой изоляции), следует определять по формулам п.18.6.13 [2].

, (29)

(30)

(31)

(32)

где, d_н – наружный диаметр газопровода без изоляции, мм;

d_из – наружный диаметр изолированного газопровода, мм;

δ_сн – толщина снежного покрова, принимаем 0,050 м;

h₀ – глубина заложения оси трубы (расстояние от поверхности насыпи до оси трубы), принимаем 1,7 м;

– коэффициент теплоотдачи от трубопровода в грунт, Вт/м²К

λ_гр – коэффициент теплопроводности грунта, Вт/мК,

При отрицательных температурах грунта значение коэффициента теплопроводности должно приниматься для грунта в мерзлом состоянии λ_м принимаем 2,1;

λ_сн – коэффициент теплопроводности снежного покрова, принимаемый в зависимости от состояния снега. Может быть принят: снег свежевыпавший – 0,1 Вт/м·К; снег уплотненный – 0,35 Вт/м·К; снег тающий – 0,64 Вт/м·К.

– термическое сопротивление изоляции трубопровода, м²К/ВТ,

λ_из – коэффициент теплопроводности изоляции, может быть принят 0,25 Вт/м·К,

α_в – коэффициент теплоотдачи от поверхности грунта в атмосферу, Вт/м²·К,

(33)

где, – среднегодовая скорость ветра принимаем 5,4 м/с;

Коэффициент теплоотдачи от трубопровода в грунт

Коэффициент теплопередачи от газа в окружающую среду