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 31 3233 / 3533 34 35 > Следующая >>>

321

Имеем: n = 0,982 • n0 = 0,982 • 4800 = 4714 об/мин.

232. Используя формулы (122) - (125), вычислим давле ние рн в начале участка газопровода, необходимое для

транспортировки газа, и соответствующую ему степень сжа тия е . Имеем:

PH2= P ,2+ B a 2 L ,( d ,= d ;K = l) ,

1	,,о	ZT Д
где В = —^. = 0,3452 •-i10‘U		----т-т-
A2		d53

Вычисляем коэффициент В. Сначала рассчитываем ко эффициент Z сжимаемости газа, принимая в качестве перво го приближения среднее давление, равным давлению в кон це участка газопровода.

Z = 1 - 0,4273 • (3,5/4,7) • (285/200)-3’668 = 0,9 1 3. Коэффициент В:

В = 0,3452 ю 10 -0,913' 2 8 5 ' 0,62 = 5,515-,Л’510“ 11965.2

Отсюда находим:

р„ = А3,52+5,515 10- 5 ПооооУ 125 = 4,23 МПа, 350

следовательно, среднее давление рср на участке газопровода равно: 2/3 ■(4,23 + 3,52/7,73) = 3,88 МПа.

Выполняя расчеты второго приближения для давления р = рср = 3,88 МПа, имеем:

Z = 1 - 0,4273 ■(3,88/4,7) ■(285/200)'3’668 = 0,904. Коэффициент В:

В = 0,3452 • 1010 •0’904; 28^ ° ’б 2 = 5,46110 '5 1196

Отсюда находим:

21 — 2841

322

_< nooooY	125	=4,22 МПа,
рн. =л 3,52 +5,461-10"	125	=4,22 МПа,
350
то есть найденное значение давления	рн	в начале участка

практически не изменилось. Следовательно, степень сжатия е, которую должны обеспечивать нагнетатели Н-300-1,23,

равна 4,22/3,5 = 1,21.

После того, как требуемая степень сжатия найдена, вы числим параметры газа в линии всасывания каждого нагнетате ля, учитывая их параллельное соединение:

	_ ^возд	287 1
	7----- = 463,1 Дж/(кг К);
	А	0,62
Z. = 1-0,4273				285 V3'668
Z. = 1-0,4273			4,7		= 0,913;
			4,7	200
Рст. = р„,„ ■А = 1,204 • 0,62 = 0,746 кг/м3;
Р	. = - ^	-		3,5	106		;
Р	. = - ^	-			= 29,045 кг/м		;
	ZB.RTB. 0,913-463,1-285
Л	Л	,	(5000/350)-106			0,746	3/
QB. = Q K Р с т /рв			= -------		24---------------------------60	= 255 м /мин.
		'			24---------------------------60	29,045

Затем определим приведенные параметры режима рабо

ты центробежного нагнетателя:
^ п ^	__П_ 1ZnpRnpTnp. _	п )	0,91 490 288	п
По М р.	n0 V ZB.RTB.	П о\0,913-463,1-285 “ ’		' п0 ’

Ю в . ) ир = Q B — = 255- — м3/мин.

пп

Поскольку степень сжатия £ уже известна и равна 1,21 , то необходимо, используя приведенные характеристики Н-300-1,23, рис. 1.14, подобрать значение п/п0 так, чтобы точка с координа

тами (QB.)np = 2 5 5 /(n /n 0) и е = 1,21 лежала на характеристи

323

ке(п/п0)пр = 1,032-n/n0 . Подбор осуществляем методом после

довательных приближений.

1) Полагаем (п/п0)пр =1,0 => п/п0 = 1,0/1,032 = 0,969; (QB.)np = 255/0,969 = 263м 3/мин => е = 1,275 (см.

рис. 1.14), что больше необходимого значения 1,21. Следо вательно, (п/п0)пр нужно уменьшить

2) Полагаем (п/по)пр =0,95 => п/п0= 0,95/1,032 = 0,921;

(QB.)HP.= 255/0,921 = 277 м 3/м и н => е = 1,24> 1,21 (см.

рис. 1.14), следовательно, (п/п0)п нужно еще уменьшить. 3) Полагаем (п/п0)пр = 0,90 => п/п0 = 0,9/1,032 = 0,872;

( Q B )пР = 255/0,872 = 292м3/мин = > £ = 1,21 (см. рис.

1.14), следовательно, можно считать, что решение найдено.

	Имеем: п = 0,872-п0 =0,872-6150 = 5360 об/мин.
	Определяем мощность			N Mn на валу привода ЦБН. Со
гласно (130), имеем:
N =	/ n V / N ^		= 29,045	з / N ^		=19,258-	^
	р в —	• —		(0,872)3- —			—
	Vn ° )	\,Рв. J n p .		\.Рв. Л Ф-		\Р В- М Р-
где	значение (N /pB)пр берется согласно				приведенной ха
рактеристике Н-300-1,23 при (QB)пр =292					м3/мин, рис. 1.14:
(N /рв )пр =135 кВт/(кг/м3)				и N = 19,258 -135 = 2600			кВт и
мощность		N Mnна валу привода: N ^ =2600 + 100 = 2700
кВт.

Поскольку агрегатов 2, то суммарно потребляемая ими мощность составляет 2 х 2700 ~ 5400 кВт или 5,4 МВт.

233. Используем формулу (125): P„2=PK2+ B - a 2. M d 3.= d ;K = l) ,

21*

		324
}_	ZTA
г д е В = ~ = 0 3 4 5 2 1 0
А3	dw
С ват ал ш о д ш	средню ю температуру			на участке
газопровода:
т „ - т к		= 8+	30-12
/f'т ; - т п			= 18,6°С.
	щ.	I n p O z * !
т , - т п		\12 -8 J
	•1Щ>.
Ззшш р з е ш т а п ш	коэффициент Z сжимаемости газа,
> р м ш %ш ш ю	первого приближения среднее дашю-
р и ш дававшие в конце участка газопровода, а тем-
2= ll-^ 4ro --C W /V 5)-C 291,6/195r:u“ = 0,922.
®=<Й34152"1<ЙЙ—^ —			^^=5j974-10-J
+ 5 ^ 4 - H r s		(f210ffl©Y Ш5=5^0МПа.
		35®	JJ
ИЩденн®® ш в т	шйнвагшвайяг^ что среднее давление
та угасшие ш т щ вш щ ь рэиякк:			^ 3 -(4Д +-5^ /1 0 ,4 )= 5ДЗ

MUfe, ЧИФ ш ш е првЕОшаго 3J8 МПа. Сшедоваагеяпшо^ равднг

Шнпйшяйй одкчюю шгоимнп® шияхбппвжения дан давившим

	р 9 Ъ , Ф Щ
Ш—g>34<S2-liqjro■	-Х Т Ш -
	Д Д-Зтго

325

Отсюда находим:

Рн.= 3,82+ 5,78-10"5 r21000Y •105 =6,0 МПа, ^ 350 ,

то есть найденное ранее значение давления рн практически не изменилось. Следовательно, степень сжатия е , которую должны обеспечивать нагнетатели 370-18-1, равна 6,0/4,7 = 1,28.

После того, как требуемая степень сжатия найдена, вы числяем параметры газа в линии всасывания каждого нагне тателя, учитывая их параллельное соединение:

R = = Ш 2А = 4 4 1 7 Дж/(кг К);

А0,65

(285 У3**

Z. = 1 -0,4273 - J = 0,895;

4,75\ l 9 5

Per.= Р«пд.' Д = 1.204 • 0,65 = 0,783 кг/м3;

Р . = - * ’=—			4,7-106	= 41,716 кг/м3;
Р . = - * ’=—		0,895-441,7-285		= 41,716 кг/м3;
	Z .R T .	0,895-441,7-285
	Р /Р		24-60	41,716
Затем определяем приведенные параметры режима ра
боты центробежного нагнетателя:
' п Л	_ n I		n I 0,90-490-288 _		п
^I U JL	“ »V	Z .R T .	no V 0,895-4 4 1,7-285		п0 ’

(Q .)_ =Q^— = 3 9 1 — м3/мин.

^п п

Поскольку степень сжатия С уже известна и равна 1,28 , то необходимо, используя приведенные характеристики 370-18-1,

рис. 1.13, подобрать значение п/п0 так, чтобы точка с координа

326

тами (Q B.)np = 391/(n/n0) и £ = 1,28 лежала на характеристи

ке (п/п0)пр = 1,062-п/п0 . Подбор осуществляем методом после

довательных приближений.

1) Полагаем (п/п0)пр = 1,0 =* п/п0 = 1,0/1,062 = 0,942;

(Q® )пР. = 391/0,942 = 415 м3/мии = > е = 1,25 (см.

рис. 1.13), что меньше необходимого значения 1,28. Следо вательно, (п/п0)пр нужно увеличить.

2) Полагаем (п/п0)пр = 1,05 => п/п0 = 1,05/1,062 = 0,989 ; (QJnp =391/0,989 = 395 м3/мин => £ = 1,28 (см. рис.

1.13), следовательно, решение найдено.

Имеем: п = 0,989 • п0 = 0,989 • 4800 = 4750 об/мин.

234. Определим сначала степень £, сжатия газа первым

нагнетателем. Имеем:
R	= 489Дж/(кг К);
		3 5	f 283 V3,668
ZBl= 1 - 0 ,4 2 7 3 - ^ -			1	= 0,951;
		4,7	170 )
о -	Р»1 -		3,5	106
Рв.1 —				= 26,595;
Z ,,R T ,,		0,951-489-283
	5300	/ 0,91-490-288
п0 JLP.	6150			= 0,85;
		\ 0 ,951-489-283
(Q B)пр	= 250 •	= 290 м3/мин.

5300

Используя характеристики Н-300-1,23, представленные на рис. 1.14, находим: £, = 1,19 .

Рассчитываем давление, температуру, см. (132), и расход га за на входе второго нагнетателя:

				327
Рв.2 = Рн.1 = е1• Рв.1 = 1Д9 • 3,5 = 4,165 МПа;
'Г	m 1		,'27"1
Хо	jmi	=1,19 U7		= 1,0377 ; Тв2 = 283 -1,0377 = 294 К;
= е,—
ZB.2 = 1-0,4273			4,165 Г294Т3,668-= 0,949;
			4,7	I 170
Рв.2	Рв.2		4,165 10*		= 30,528 кг/м3;

Z .2RT.2 0,949-489-294
	Рв.1			250 = 218м3/мин;
QB.2 = -^ -- Q B.I —
	Рв.2		30,528
кп0 j,p	5700		0,91-490-288		= 0,90;
	6150		V0,949-489-294
(QB.)	= 2 1 8 -^ ^ ^ = 235 м3/мин.
пр		5700
Используя характеристики Н-300-1,23, представленные на
рис. 1.14, находим: £2 =1,23.
Степень £ сжатия газа системой двух нагнетателей равна
произведению		£, • Е2	степеней сжатия отдельных нагнетателей.
Имеем:
£ = Е,Е2 = 1,19 -1,23 = 1,46.
Используя формулу (132), находим:
Т	m_1			= 1,045 =>	Тв 2 = 294 • 1,045 = 307 К.
— = е2—		= 1,23 ,-27
ТВ2
235. Определим сначала степень £, сжатия газа первым
нагнетателем. Имеем:
R = fрW		= 9 8 7	1 = 4631 Дж/(кг К);
		0,62
ZBl = 1 -0,4273			з а	( 288 V3’668 = 0,924;
			4,7	,200 ^

						32S
рв 1	3 ,2-106				= 25,967 кг/м3;
рв 1					= 25,967 кг/м3;
0 ,9 2 4 -4 6 3 ,1 -2 8 8
	4800		I 0 ,9 0 -4 9 0 -2 8 8				^
VПо Jnр. “ 4800			VO,9 24 -463,1 -288				“	’
(О .,)	= 500 —			- = 500м3/мин.
пр		4800
Используя характеристики нагнетателя 370-18-1, представ
ленные на рис. 1.13, находим: 8, =1,235.
Рассчитываем давление, температуру, см. (132), плотность и
расход газа на входе второго нагнетателя:
Рв.2 = Рн.1 = ei ’ Рв.. = I»235 • 3>2 = 3»952								МПа;
Т	Щ-1			12=1	= 1,043; Тв 2 = 288-1,043 = 300,4						К;
i l l = е,—		= 1,235 125			= 1,043; Тв 2 = 288-1,043 = 300,4						К;
Z b2 = 1 -0 ,4 2 7 3			3,952		/3 0 0 ,4 Y 3’668 _
Z b2 = 1 -0 ,4 2 7 3				4,7		200 ,	= 0 ,9 1 9 ;
				4,7		200 ,
Р».2 =	3,952 -106					= 30,912 кг/м3;
Р».2 =				300,4		= 30,912 кг/м3;
0,919-463,1				300,4
R ii		QB.I	= т ~ т т *500 = 420 м3/мин;
QB.2 = —		QB.I	= т ~ т т *500 = 420 м3/мин;
Рв.2				30,912
	= П2_.		0 ,9 0 -4 9 0 -2 8 8
^ П о \|р.	п 0 V 0,919 463,1-300,4						’		‘ п0 *
		420
(QB.2)пр = — ;— м3/мин, где п0 = 4800 об/мин.
	п 2/п 0
Поскольку		суммарная				степень сжатия			е равна	е,е2,
то е2 = e /e i	=1,5/1,235 = 1,21,					то есть	степень		сжатия	е 2	во

втором нагнетателе известна. Теперь необходимо, используя приведенные характеристики нагнетателя 370-18-1, рис. 1.13, подобрать значение п2/п 0 так, чтобы точка с координатами

329

(QB2)np = 4 2 0 /(n 2/n 0) и £2 =1,21 лежала на характеристи

ке (п/п0)пр = 0,997-п2/п 0 . Подбор осуществляем методом по

следовательных приближений.
Полагаем (п2/п 0)пр =0,95 => п2/п 0=0,95/0,977 = 0,972;
тогда	(Q„2)np =420/0,972 = 432 м3/мин =>	е2 = 1,21 (см.
рис.	1.13). Следовательно, (п/п0)пр найдено	уже в первом

приближении и в последующих приближениях необходи мости нет. Имеем: п2 = 0,972 • п0 = 0,972 • 4800 = 4670

об/мин.

Определяем мощность N^Un. на валу привода первого ЦБН. Согласно формуле (130), имеем:

3	Г
N(,) = p „ f" 1]	—	= 25,967 (1,0)3-	= 25,967
	V Aip.l	J1Р	V.P"- Jnp.
где значение	(N /pB)пр берется согласно		приведенной ха

рактеристике 370-18-1 при приведенном расходе 500 м3/мин,

рис.	1.13: (N /pB)пр = 260кВт/(кг/м3). Отсюда					находим:
N ^ = 25,967-260 = 6750				кВт и мощность	N^wm. на валу
привода: N(1)M„. = 6 750+ 100 = 6850 кВт.
	Определяем мощность N (2^ n. на валу привода второго
ЦБН. Имеем:
N W = P .,2f - T -		г ю		j		f
		—	=30,912 (0,972)- f N 1		= 28,4-
	l noJ	I P-	U	[р в - J ™p		V.Р* >Л1
где	значение	(N /pB)пр		берется согласно приведенной ха

рактеристике 370-18-1, рис. 1.13 при приведенном расходе 432

м3/мин: (N /pB)np = 250кВт/(кг/м3).	Отсюда находим:
N(2) = 28,4 • 250 = 7100 кВт и мощность	на валу приво
да: Nw««. =7100+100 = 7200 кВт.

330

Таким образом, суммарная мощность, потребляемая обоими нагнетателями составляет 7200 + 6850 = 14050 кВт или 14,05 МВт.

236. Согласно формуле (137), адиабатическая скорость

звука с	в газе (то есть волны быстрых колебаний, происхо
дящих	без теплообмена) определяется выражением:
с = V y Z R T . где у = Ср/Cv = 2500/2030 s 1,232 .
Далее находим: R = 44~ r = 467 Дж/(кг К),
		17,8
	4 3	(288 Т 3’668	= 0,910,
Z = l-0 ,4 2 7 3 - —		194
	4,8

с = Vy-ZRT =Vl>232-0,91-467-288 = 388 м/с.

237. При мгновенном закрытии крана в газопроводе возникает волна повышенного давления, в которой сжатие частиц газа происходит настолько быстро, что оно не со провождается теплообменом. Поэтому скорость возникаю щей волны давления равна адиабатической скорости звука.

Рассчитываем параметры газа:
D	287 1
_ ^возд.
	== 486,6 Дж/(кг К),
	0,59
	5,2 ( 3 0 3 \-3 ,6 6 8
Z = 1-0,4273- 4,55		205J	= 0,884,
у = Ср/Су = 2400/1913 = 1,255,
с = yly- ZRT = V I255 • 0,884 • 486,6-303 = 404 м/с.
238.	Определим сначала параметр с/>/у = VzRT , назы

ваемый изотермической скоростью звука в газе:

C/V Y = VZ R T = V0.9-490-288 = 356,4м/с.

Далее по формуле (116) вычисляем коэффициент X гид равлического сопротивления:

<<< < Предыдущая 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 3233 / 3533 34 35 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]