2 Аналітичний розрахунок розгалуженої газової мережі середнього тиску

2.1 Розрахунок властивостей природного газу

Природний газ – це суміш вуглеводневих газів. Як правило, він містить такі компоненти:

• метан (СН₄);

• етан (С₂Н₆);

• пропан (С₃Н₈);

• бутан (С₄Н₁₀);

• пентан (С₅Н₁₂)

• та інші члени ряду насичених вуглеводневих газів.

Для знаходження густини реального газу за нормальних умов _н обчислимо його молярну масу _газу:

, (2.1)

де _і – молярна маса і-го компонента газу;

r_i – об’ємна частина і-го компонента газу.

Для знаходження кінематичної в’язкості газу за нормальних умов _н обчислимо його динамічну в’язкість _н за формулою:

, (2.2)

де _і – динамічна в’язкість і-го компонента газу;

r_i – об’ємна частина і-го компонента газу.

Результати розрахунків занесено в таблицю 2.1

Таблиця 2.1 Властивості компонентів природного газу

Складники суміші	Масова частка ri, %	Молекулярна маса, кг/кмоль	Молярна маса µі, кг/кмоль	Динамічна в'язкість компонента газу, , Пас	Динамічна в'язкість, , Пас
Метан	91,92	16,04	15,478	10,310-6	9,937
Етан	2,03	30,07	0,707	8,4610-6	0,199
Пропан	1,92	44,10	0,062	7,3610-6	0,010
Бутан	1,67	58,12	0,017	6,2910-6	0,002
Пентан	1,39	72,15	0,051	6,9910-6	0,005
Азот	0,58	28,01	0,196	16,5910-6	0,116
Вуглекислий газ	0,49	44,01	0,101	13,810-6	0,032
∑	100		16,612		1,03·10-5

Густину реального газу за нормальних умов _н знаходимо за формулою:

, (2.3)

де _газу – молярна маса газу;

22,41 – число Авогадро: об’єм, який займає один кіломоль газу за нормальних умов.

Кінематичну в’язкість газу за нормальних умов _н знайдемо за формулою:

, (2.4)

де _н – динамічна в’язкість газу за нормальних умов;

_н – густина газу на нормальних умов.

.

2.2 Постановка завдання і формування вхідних даних

Вхідні дані для аналітичного розрахунку:

• конфігурація газової мережі;

• внутрішні діаметри ділянок;

• масиви довжин і розрахункових витрат газу ділянок газової мережі;

• абсолютний тиск газу на початку газової мережі ;

• абсолютний тиск газу на вході споживачів ;

• фізичні властивості газу: густина і кінематична в'язкість за нормальних умов;

• абсолютна еквівалентна шорсткість внутрішньої поверхні труб .

Мета розрахунку полягає у визначенні величини тиску газу у вузлових точках основного напрямку руху газу та знаходженні мінімальних значень діаметрів відводів, при яких забезпечується заданий тиск газу на вході споживачів.

Якщо виконується експлуатаційний розрахунок газової мережі високого чи середнього тиску, то перебір можливих діаметрів відводів не проводиться, а тиски газу обчислюються при наявних на кожній ділянці діаметрах газопроводів.