10.11. Определение пропускной способности газопровода

Плотность газа зависит от давления и температуры, поэтому указание, плотности сопровождают указанием давления и температуры, при которых определена плотность.

Давление и температуру обычно не указывают, когда речь идет о плотности при стандартных условиях (760 мм. рт. ст. и 20°С) и при нормальных условиях (760 мм. рт. ст. и 0°).

Вязкость газа, как и вязкость жидкости - свойство, являющееся причиной внутреннего трения и сопротивления при движении.

Вязкость газа определяется главным образом количеством движения, переносимым молекулами при переходе из одного слоя в другой. При повышении температуры увеличивается скорость движения молекул, а отсюда и переносимое количество движения. Поэтому вязкость газа при повышении температуры возрастает.

Массовый расход газа в газопроводе для установившегося изотермического режима течения определяется по формуле

(10.11)

где Р_н и Р_к -давления, соответственно, в начале и в конце газопровода;

D- внутренний диаметр газопровода;

λ- коэффициент гидравлического сопротивления;

Z- коэффициент сжимаемости газа;

R- газовая постоянная;

Т- температура газа;

L ~ длина газопровода.

Коэффициент гидравлического сопротивления определяют:

(10.12)

При 158/Re >> 2К_э/D

(10.13)

При 158/Re << 2 К/D

(10.14)

К_э – эквивалентная шероховатость внутренней поверхности трубы

При технических расчетах коэффициент гидравлического сопротивления можно принимать

(10.15)

Если необходимо определить давление Р на расстоянии Х от начала газопровода, то удобно использовать зависимость

(10.16)

Так как в газопроводах закон падения давления по длине имеет нели-нейный характер, то среднее давление определяется как среднеинтегральное

(10.17)

Задача 10.1. Определить массовый и объемный расходы для газопровода длиной L= 100 км, с наружным диаметром 720 мм и толщиной стенки 10мм. Абсолютное давление в начале газопровода Р_н= 5 МПа в конце Р_К = 1,1 МПа. Плотность газа при стандартных условиях ρ_г=0,8 кг/м³ , газовая постоянная R = 8.31 Дж/(моль К). Коэффициент динамической вязкости газа μ_г = 12 10 ^-6 Па с, коэффициент сжимаемости Z= 0,93. Температура грунта на глубине залегания 5°С. Эквивалентная шероховатость внутренней поверхности трубы К_э= 0,2мм.

Решение.

Задаваясь квадратичным законом сопротивления, по (10.15) определяем коэффициент гидравлического сопротивления

В соответствии с (5) расчетное значение принимаем λ = 0,01575. По (1) определяем массовый расход

720мм – наружный

Внутренний = 720мм -20мм = 0,7м

Температура в Кельвина (273+С)

Литература

1. Бунчук В.А. Транспорт и хранение нефти, нефтепродуктов и газа: Учебник. — М.: Недра, 1977. — 366 с.

1. Гуревич Д.Ф. Справочник конструктора трубопроводной арматуры. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1988. — 518с.

2. Лурье М.В. Сборник задач по трубопроводному транс­порту нефти, нефтепродуктов и газа. — М.: ГАНГ, 1995. — 267 с.

3. Оленев Н.М. Хранение нефти и нефтепродуктов. — Л.: Недра, Ленингр. отд-ние, 1964. - 428 с.

4. Попов С.С. Транспорт нефти, нефтепродуктов и газа. — М.: Недра, 1960.—246с.

5. Тавастшерна Р.И. и др. Технологические трубопроводы промышленных предприятий / Р.И. Тавастшерна, А.И. Бесман, B.C. Позднышев; Под ред, Р.И. Тавастшерна. — М.: Стройиздат, 1991.—665с.

6. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов: Учеб. пособие для вузов / П.И. Тугунов, В.Ф. Новоселов, А.А. Коршак, A.M. Шаммазов. — 2-е изд., перераб. — Уфа: ООО «Дизайн-Полиграф Сервис», 2002. — 656 с.

7. Юфин В.А. Трубопроводный транспорт нефти и газа. — М.: Недра, 1978. —324с.

8. Оборудование транспорта и хранения нефти и газа: Учебное пособие. – Ростов- на –Дону: «Феникс», 2007 – 128 с.

61