Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Задачник по трубопроводному транспорту нефти нефтепродуктов и газа

..pdf

Скачиваний:

108

Добавлен:

15.11.2022

Размер:

10.83 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3132 / 3532 33 34 35 > Следующая >>>

311

Сложив почленно уравнение (1) с уравнением (2) и за тем - уравнение ( 1 ) с уравнением (3), получим:

Рн2 -Рко2 = B Q :		75	20	2
Рн2 -Рко2 = B Q :
p„2 - p K.2 = B Q 2					Л
p„2 - p K.2 = B Q 2		f - J \| + \| \| ( l - ?)!
		^ iv	К.		f
Разделив почленно одно из этих уравнений на другое,
получим:
Рн.2 Ркр2 _	75/к2+20/к02 «;2
Рн2 - р « 2	75 /К 2 + 5 5 /К 2 (1-< ;) 2
или
1-(Рко/Рн )2 _ 7 5 + 2 0 (К /К 0)2м;2
1-(Рк./р».)2		75 + 5 5 - ( 1 - 0 2
Поскольку К /К 0 = [(1 0 2 0 -2 4 )/(5 3 0 -1 6 )]2'6 = 5,5 8 4 ,то
1 —(2,0/5,8)2 _ 75 + 20-5,5842 <;2
1-(3,5/5,8)2 “		75+5 5 - (1—<;)2			’
откуда получаем квадратное уравнение для определения
отношения q = q / Q :

q2+ 0,278 • q - 0,329 = 0 .

Взяв его положительное решение, имеем:

-0 ,2 7 8 + л/0,2782 + 4 • 0,329	„
с = — !--------— --------------- ------	= 0,451

		2
Следовательно, q = 0,451 • Q .
219.	Обозначим коммерческий расход газа в начале уч
стка Q , а в конце участка - ( Q - 8) млн. м3/сутки. Тогда
справедливы следующие равенства:
2	2 _ п л 2	30
Рн.	Р* —B*Q	■к.2 ’

ТС. - — ■(Lj • Тср 1+ L2 • Тср 2),

312

P.J - P KJ = B ( Q - 8)2~

где p, - давление в сечении отбора газа на СПХГ. Кроме того, коэффициент К расхода газа можно положить рав ным 1 , если за эталонный диаметр принять значение 10 0 0 мм основного газопровода.

Сложив почленно оба уравнения, получим:

Рк.2 - Рк.2 =B -[30Q 2 + 100(Q -8)2] .

Вычислив коэффициент В

В = 0,3452 • 1010 • ° ’9 ' 2 8 5 ' ° ’6 2 = 1,379 • 10"4,

юоо5-2

получим квадратное уравнение для расхода Q :

30 Q2+100 (Q -8)2 = 5,8 ~ 3,7i =141969или v ' 1,379 1 O’4

Q2 —12,3 *Q —1043 = 0 => Q = 39,0 млн. м3/сутки.

Следовательно, коммерческий расход газа в конце участка

составляет =31,0 млн. м /сутки.

220. Очевидно, что средняя на участке газопровода температура Тср выражается формулой

(*)

где L = L, + L2 - протяженность всего участка газопровода; Тср |,ТС 2- средние температуры на первом и втором сег

ментах, соответственно.

Обозначим температуру в месте сочленения сегментов разного диаметра посредством Т ., тогда согласно формуле (118), имеем:

Т. = V + (тв - T rp )-e“ ,L , и Т„ = Тф + (Т. - Тф )• e - L=, где a, =a7ud1/MCp ,а 2 =атсб2/м С р.

313

Отсюда находим a,L, и al 2,L2,:
		т —т					т —т
a,L, = I n *			У		, a2L2 = / л - 1 *			гр
		Т .- Т1гр.г					Тх к. - Т*гр.
и далее получаем:
a,L,		d,L,	/я[С Г .-Х р .)/(Т .-Х т.)]
a 2L2		d2L2	/ « [ ( T . - T ^ V ^ . - V ) ] ’
		\d2L2					\dlLl
T. - X rp				= / / 2		T .-T ,Ф
In				= / / 2		T	- T
T .-T ,n>. у					у	T	- T
T .-T ,n>. у					у	A K.	А гр. у
		\d2L2		f	•-p	тп
T*u - T1 ,rp-					A*	^rp.
T. - X		rp.		\	T - T
		rp.		\	Ак.	Агр. У
Разрешив это уравнение относительно температуры Тф,
получим:
j _у	__ ^>р __>р			^d2L2/(d\|Li+d2L2) ^гр				__р> yJlLl/(d]Li+d2L2)
Поскольку величины						Тн ,ТК		, а также d,,d2,L, и L 2

известны, то можно считать известной и температуру Т, в месте сочленения сегментов газопровода различных диа метров. Если далее учесть, что

Тн.- Т .	„	„	+■	Т .- Т к
Тср, =Т гр. +	иТсп2	= Т т	+■	Т - Т
ТАи - ТА\|гр				Т - Т
ТАи - ТА\|гр			In	А»	1 гр.
In			In	Т	- ТX,гр. У
Т .-Т ,гр. у				Т	- ТX,гр. У
то, согласно равенству (*), имеем:
	/ Х - т . + т . - т кЛ
ТС. = Тгр + (djLi + d2L 2)	d.L		d,L
ТС. = Тгр + (djLi + d2L 2)

In TAM - TAТ>I

Т - Т

1к. 1гр. у

где температура Т. определяется выражением (**).

314

2.13. Расчет режимов работы центробежных

нагнетателей газа

221. Плотность р в			газа, поступающего во всасывающий
коллектор КС, определяется формулой:							8314
Рв. =							8314
Рв. =	, где Z.. = 1 - 0,4273 • р • Т‘3“ 8, R =							Ц
Z.RT .								Ц
Подставляя в эти формулы данные из условия, получаем:
	4 0		f2 8 8 Y 3,668		= 0,91;
ZB= 1-0,4273 —			198		= 0,91;
	4,8		198
R = 8314 ^ 4 78 9Д ж /кгК ,
17,36
Р.		4 1 0 е		= 31,870 кг/м'
рв. = ZBRTB 0,91-478,9-288				= 31,870 кг/м'
рв. = ZBRTB 0,91-478,9-288
222. Коммерческий расход QK газа связан с объемным
расходом QB в линии всасывания КС равенствами:
w = Q«.Pc,=Q..P..-
Отсюда получаем соотношение между расходами:
Q, =	= Q g — t_/ ( RTct. )			= Q		0Д013	2888	Z.
р ,	p ,/(Z .R T .)				" "	3,5	293
Вычисляем ZB:
	3 5		/"288 Y3,668		= 0,925.
ZB= 1-0,4273 —			—		= 0,925.
	4,7		^ 194 J
После этого находим:
1 510‘	0,1013		288
Q B =	3,5		0,925 = 274 м3/мин.
24-60	3,5		293

223. Согласно формуле (132), температуры газа Тв до и

Тн после компримирования связаны формулой

315

т-1

Т. ' р . ' Т.

где т - показатель политропы. Подставив в эту формулу

данные из условия задачи, получим: m-I

273 + 31,5	( 4,55^	т - 1 = 0,212 =>т = 1,27
273 + 15	3,5	т

Следовательно, показатель политропического процесса сжатия газа на КС равен * 1,27

Далее имеем:

TV	/4 5 5	1,27-1
		U 7
273 + 20	3,5	TV =309,8 К,

то есть температура газа увеличится «5,3 С.

224. Сначала вычисляем параметры перекачиваемого газа:

R = Н И = 489,1 Дж/кгК; 17

ZB= 1 - 0 , 4 2 7 3 - ^ - (283 V3,668 = 0,95.

	4,7	170
Затем определяем приведенные параметры режима ра
боты центробежного нагнетателя:
' j O	_ n /Z„pR„pT„p _ 4300 Г 0,9-490-288		_ 08£
vn0	п0 V Z.RT.,	4800 V 0,95 -489,1-283	’ ’
(Q .)	= Q. — = 400 •	= 4 4 7 м3/мин.
v	n	4300
По характеристикам ЦБН 370-18-1, рис. 1.13, находим при
ближенное значение степени сжатия: £ = 1,19.
225.	Сначала вычисляем параметры перекачиваемого газа:
R =	= 449,4 Дж/кг К;

18,5

				316
ZB.= 1-0,4273		3,75	f	283 T 3,668 = 0,915.
		4,8	.1 9 5 ,
Затем определяем приведенные параметры режима ра
боты центробежного нагнетателя:
^ п ^	= п_ IZ„pRnp.Tnp, _ 5300 I 0,91-490-288~,				09
^ П 0 j пр.	n„V	Z.RT.,		6150V0,915• 449,4-283	’ ’
(Q. )„р. = Q. — = 260 •				= 302 м3/мин.
	п			5300

По характеристикам Н 300-1,23, рис. 1.14, находим прибли

женное значение степени сжатия: £ = 1,2 1 .
226.	Из решения предыдущей задачи известны					R = 449,4
Дж/кг К и ZB=0,915, поэтому параметры режима работы
центробежного нагнетателя будут такими:
	= _п_ lz np R npTnp _ 6150				I 0,91 -490 - 288~^ 105.
<По Jnp. п0 \			ZB.RTB.	6150V0,915-449,4-283 “		* ’
(QB)	= QB— = 260 -			^ = 260 м3/мин.
пр		n	6150
По характеристикам Н 300-1,23, рис. 1.14, находим прибли
женное значение степени сжатия: £ = 1,31.
227.	Рассчитываем параметры газа и режима перекачки:
_ R-возд		287 1
	---- =		= 486,6 Дж/(кг К);
	А	0,59		V	'
Z ,= 1-0,4273			3,8 ( 290 V3,668 = 0,916;
			4,75	198
Per. = Рюш. •д = 1.204 • 0,59 = 0,710 кг/м3;
Рв. —	Рв.		3,8	106	= 29,398 кг/м ;
Z,RTB.			0,916-486,6-290

				317
г п Л	__n_ lZnp R npTnp~_ 6500				0,91-490-288
^n0 JLp.	n 0 y	ZB.RTB.		6150	0,916-486,6-290
(Q„ )nn = QB			■= 0,946 • QBм3/мин.
4	' np	v	6500

Поскольку степень сжатия e газа центробежным нагне тателем известна и равна 1,25, то по характеристикам на гнетателя можно найти приведенный расход: см. рис. 1.14

прие = 1,25 и(п/п0)пр =1,05. Имеем: (QB_) «370 м3/мин.

Следовательно, QB= (QB.)np /0,946 = 370/0,946 = 390 м3/мин.

Поскольку		QK• рст = QB• рв , то можно вычислить ком
мерческий расход QK газа, обеспечиваемый данным ГПА:
QK= Q,	п	29 398	= 22,06 • 106 м3/сугки.
	Рс.	= 370 • 60 • 24 • ’
		0,710
228.	Приближение строим по двум точкам, имеющим абс

циссы (Qa.np.), = 3 5 0 м3/мин; и (QB.np.)2 =550 м3/мин, рис. 1.13.

Пусть (п/п0)пр =0,95 . Подставив заданные расходы и соот

ветствующие им степени сжатия в уравнения аппроксимации, получим систему линейных уравнений для коэффициентов а и Ь:

1,2252 = а - Ь - 3 5 0 2, 1,15052 = а - Ь - 5 5 0 2.

Разрешив систему, найдем: а = 1,62; Ь = 0,983-10”6 Таким об разом, первую из характеристик нагнетателя можно представить в виде: £ 2 = 1,62 - 0,983 • 10-6 • Q в.пр.

Аналогично находим вид остальных характеристик: (п/п0)пр = 1,00: е2 = 1,69 - 1,041 • 10^ • Q. пр2;

(п/п„ )лр =1,05: е2 = 1,79 -1,235 10"6 • Q,.np.

318

229. Приближение строим по двум точкам, имеющим абс циссы (0„.пЛ = 2 5 0 м’/мин; и (Q, „p.)2 = 450 м3/мин, рис. 1.14.

Пусть (п/по)^ =0,95. Подставив заданные расходы и соот

Г1,252 = а - Ь - 2 5 0 2,

[1,132 = а - Ь - 4 5 0 2.

Разрешив систему, найдем: а = 1,69; b = 2,040 • 10-6 Таким об разом, первую из характеристик ЦБН Н-300-1,23 можно предста

вить в виде: £ 2 = 1,69 -				2,040 • 10-6 • QBпр 2
Аналогично находим вид остальных характеристик:
(п/п0)лр =1,00: е2 = 1,76 -					2,165-10-* • Q ,np 2;
(n /n 0)„p =1,05: е2 = 1,91 -					2,668 • 10^ • Q„.np,2
230. Сначала вычисляем параметры перекачиваемого газа:
	т>
_ 1Хвозд, 287,1
			=463,1 Дж/(кг К);
	А ~ 0,62
			3 2 /'283>\-3 ,6 6 8
ZB= 1 -0,4273 — • —					=0,927;
			4,8 1^195
Per. = Ркш. •д = 1.204' 0.62 = 0,746 кг/м3;
Рв	-	Рв.		3,2-Ю6	=26,340		кг/м3;
	ZBRTB				=26,340		кг/м3;
	ZBRTB		0,927-463,1-283
^	_	,	15-106 0,746				3/
QB-Q		K Per /Рв = ------------------=295 м3/мин.
		ст/	“	24-60 26,34
Затем определяем приведенные параметры режима ра
боты центробежного нагнетателя:
Г п Л			fZnpRnp.Tnp,		п	0.91-490-288
Vn° Лр			Z .R T		п Л 0,927-463,1-283			пп
Vn° Лр

319

( < 2 в. ) п р = < З Л = 2 9 5 . ^ м 3/ м и н .

рп п

Поскольку степень сжатия 8 в рассматриваемом случае из вестна и равна 1 ,2 , то необходимо, используя приведенные ха рактеристики Н 300-1,23, рис. 1.14, подобрать такое значе ние п/п0 , чтобы точка с координатами (QB)пр =295Д п/п0) и

8 = 1,2 лежала на характеристике (n/n0) =1,028*п/п0 . Ответ

на этот вопрос ищем методом последовательных приближений. 1) Полагаем (п/п0)пр =0,85 => п/п0 =0,85/1,028=0,827 ;

( Q J np=295/0,827=356,7 м3/мин => е = 1,175 <1,2 (см.

рис. 1.14), следовательно, (п/п0)п нужно увеличить.

2) Полагаем (п/п0)пр =0,90 => п/п0=0,90/1,028=0,875; (Q. )nP =295/0,875=337 м3/мин => е = 1,205 = 1,19 (см.

рис. 1.14), следовательно, можно считать, что решение най дено.

Имеем: п = 0,875 *п0 =0,875-6150 = 5380 об/мин.

Определяем мощность N^,,					на валу привода ЦБН. Со
гласно (130), имеем:
N =Pl		3 'N	'	=26,34(0,875)3			=17,65-
k n 0 у		, Р в .	J			^Рв. , ip .		kP., у
где значение		(N/pB)		берется	согласно		приведенной ха
рактеристике Н 300-1,23 при (QB)						= 3 3 7	м3/мин, рис. 1.14:
(N /pB)пр =137 кВт/(кг/м3). Подставляя это значение в фор
мулу для	мощности,			находим:	N=17,65*137=2418 кВт и
мощность	N Mn на валу привода: N MII = 2418 + 100 = 2518
кВт.
231.		Сначала		вычисляем		параметры		перекачиваемого
газа:

					320
R = R,		287,1
R = R,		0,62		= 463,1 Дж/(кг К);
		0,62
Z. = 1-0,4273			—		288 Т 3'Ш = 0,919;
			4,7		194
Рст.	Рвозя.	А = 1,204 • 0,62 = 0,746 кг/м3;
	Рв.				3,8 106		= 31,002 кг/мз.;
р-.= ZB.RTB.			0,919-463,1-288
л	л	,		22-106			0,746	3/
QB= Q K Р с т / Р				= --------------------- = 367,6 м /мин.
V B .	V K . H e x ./ И в.				24 60 3 1 0 0 2
Затем определяем приведенные параметры режима ра
боты центробежного нагнетателя:
/ п ^	= _п_ lZnpRnpTnp. = n					1 0 ,9 0 -4 9 0 -2 8 8 "^ ^ ^			п ,
/пр.	n0 V	ZB.RTB.			n0 v 0,919*463,1-288 —				п0 ’
(QB.)np = Q B— = 367,6* — м3/мин.
	р	п			п
Поскольку степень сжатия						е	в рассматриваемом случае из

вестна и равна 1,25, то необходимо, используя приведенные ха рактеристики 370-18-1, рис. 1.13, подобрать такое значение п/п 0 ,

чтобы точка с координатами QB= 367,6/(n/n0)			и £ = 1,25 ле
жала на характеристике (п/п0)пр = 1,018 - п/п0 . Решение				ищем
методом последовательных приближений.
1) Полагаем (п/п0)пр =0,9	=> п/п0 =0,916;
(Q» )пр. = 367,6/0,916 = 401 м3/мин =>		е = 1,2 <1,25		(см.
рис. 1.13), следовательно, (п/п0)пр нужно увеличить.
2) Полагаем (п/п0)пр =1,0	=> п/п0 =1,0/1,018 = 0,982;
(QB)np = 367,6/0,982 = 374	м3/мин	=>	£ = 1,25	(см.

рис. 1.13), следовательно, можно считать, что решение най дено.

<<< < Предыдущая 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3132 / 3532 33 34 35 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]