семинар / 5 Температура газа и механические характеристики смеси

…На следующем занятии или через одно планируется перейти к расчетам механических параметров магистрального газопровода. Толщина стенки, диаметры, давления, компрессоры...

Температура газа в магистральном газопроводе

Станд. Усл.	Pст = 0,101325 .10 6 Па,	Tст=293,15 0К
Нормал. Усл.	P0 = 0,101325 .10 6 Па	T0=273,15 0К.

M= ρvS – Массовый расход const.

ρ- плотность газа

v – скорость газа

S – площадь поперечного сечения

Стационарный режим перекачки – при стационарном режиме работы газопровода массовый (кг/с) расход газа имеет одинаковые значения в любой точке участка газопровода

Необходимо отметить что Q =vS (объемный расход изменяется от сечения к сечению)

Массовый расход газа М(кг/с) – масса газа, протекающего через первичный преобразователь расхода в единицу времени.

Коммерческий расход газа Qk(м^3/c) – это массовый расход, выраженный в стандартных кубических метрах.

ρст.- плотность газа при стандартных условиях

Стандартные условия - pст. = 0,1013 МПа, T = 293 К

Определение распределения давления по длине участка магистрального газопровода при S – const. При условии стационарного изотермического T – const. режима:

x– координате по газопроводу

P(0) – давление в начальной точке x =0

λ – коэф. Гидравлического сопротивления принимаемый как const.

d = D - 2δ - Внутренний диаметр

D – внешний диаметр

Z – коэф. Сжимаемости. Считается постоянным, вычисленным при среднем давлении на участке газопровода

Среднее давление выражается по формуле (СТУДЕНТАМ ЗАПОМНИТЬ!):

Рк. давление в конце участка газопровода, то есть при x = L (протяженность участка)

Давления Рн ,Рк в начале и в конце участка газопровода связаны следующим соотношением:

(та же форула что и распредление давления по длине p(x))

Формула распределения давления по длине газопровода:

(181 задача)

Массовый расход M газа на участке газопровода выражается через давления на его концах следующей формулой:

Для расчета коэффициента λ гидравлического сопротивления можно использовать формулу:

k - среднее значение абсолютной эквивалентной шероховатости

Среднее значение k = 0,03 ÷ 0,05 мм

В случае неизотермического течения газа в МГ распределение температуры по длине участка газопровода выражается следующим образом:

Tгр.,Tн. = T(0 ) - температуры окружающего грунта и газа в начальном сечении участка

a = απd/M*Cp (м^-1) -

α - коэффициент теплопередачи от газа в грунт ( α ≈ 1,5 ÷ 3,0 Вт/(м^2 К))

Cp - теплоемкость газа при постоянном давлении ( Cp ≈ 2500 Дж/(кг К))

D∗ - коэффициент Джоуля-Томсона ( D∗ ≈ 0,3 ÷ 0,5 К/МПа)

В пренебрежении эффектом Джоуля-Томсона (необратимым охлаждением природного газа), имеющим место только для реальных газов - справедлива формула В.Г. Шухова:

В этом случае распределение T(х) температуры газа по длине участка можно представить в виде:

Средняя температура на участке газопровода вычисляется по следующей формуле:

Задачи: 181, 182, 183( стац. Режим)=6,01, 185=4.406, (192, 193), 194, 196!, 197, 198!!!, 199!!, 200!!.