4. Гидравлический расчёт для суг

Так как проектируемая АЗК является многотопливной, то для ее полноценного функционирования следует произвести проектный гидравлический расчёт для СУГ в соответствии с СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству га­зораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб» [6].

Для гидравлического расчёта СУГ воспользуемся следующими данными (Таблица 11).

Наименование	Значение
Температура СУГ, t ℃	20
Давление паровой фазы, Pm атм.	10
Скорость паровой фазы. Vп.ф. м/c	2
Скорость жидкой фазы Vж.ф.	1,2
Давление в начале газопровода, P1 Мпа	0,981
n см	0,01
Длинна линии, L1 м	15
Диаметр газопровода, d мм	32
Газ	СПБ (сжиженный пропан-бутан)
Хm1 (С3H8), %	40
Хm1 (n-С4H10), %	60
Молекулярная масса индивидуальных углеводородов
μm1, кг/кмоль	44,097
μm2, кг/кмоль	58,124
Давление насыщенных паров индивидуальных
Ps1(20 ℃), Мпа	0,817
Ps2(20 ℃), Мпа	0,197

Таблица 11 - Данные для гидравлического расчёта СУГ

Продолжение таблицы 11

Наименование	Значение
Критическая температура и давление пропана:
Tкр1, К	425,2
Pкр2, Мпа	3,8
Коэффициент динамической вязкости паровой фазы углеводородов в составе газа при Р= 0,10132 МПа, t=0 ℃
μ01, Па·с	7,504·10-6
μ02, Па·с	6,837·10-6
Коэффициенты местных сопротивлений
шаровой кран ξкр	0,02
колено ξк	0,3
тройник ξтр	2,3
Плотность жидкой фазы углеводородов в составе газа
ρж.ф.1(20 ℃) кг/м3	501,1
ρж.ф.2(20 ℃) кг/м3	578,9
Коэффициент динамической вязкости жидкой фазы углеводородов в составе газа
μж.ф.1(20 ℃), Па·с	1,232·10-4
μж.ф.2(20 ℃), Па·с	1,768·10-4
Нормальные условия
P, Мпа	0,10132
T К	273,15

Расчёты для паровой фазы СУГ:

Молярная концентрация i-го компонента в жидкой фазе:

(23)

Давление насыщенных паров смеси при t=20 0C:

(24)

Молярная концентрация i-го компонента в паровой фазе:

(25)

Для расчёта молекулярной масса газовой смеси воспользуемся формулой:

(26)

Газовая постоянная смеси рассчитывается:

(27)

Для газовой смеси при нормальных условиях следует рассчитать критические и приведённые параметры по следующим формулам:

Найдём приведённые параметры смеси:

Найдём коэффициент сжимаемости:

(32)

Плотность паровой фазы при нормальных условиях:

(33)

Для коэффициента динамической вязкости газовой смеси берётся расчётная температура t=273,15 К:

(34)

Коэффициент кинематической вязкости газовой смеси при t=0 ⁰C:

(35)

Для паровой фазы СУГ расход будет равен:

(36)

Число Рейнольдса рассчитывается по следующей формуле:

(37)

Коэффициент гидравлического сопротивления:

(38)

Сумма коэффициентов местных сопротивлений участка длиной l м:

(39)

Расчетная длина газопроводов:

(40)

Давление в конце газопровода паровой фазы СУГ:

(41)

По найденному значению давления в паровой фазе СУГ, производится расчет более подходящего диаметра газопровода:

(42)

(43)

Для выбора технических трубопроводов воспользуемся ГОСТ 8732-78 «Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Характеристики подходящего трубопровода [4]:

Расчёт жидкой фазы СУГ

Плотность ж. ф. СУГ при температуре t=293,15 К:

(44)

Коэффициент динамической вязкости жидкой фазы СУГ:

(45)

Коэффициент кинематической вязкости жидкой фазы СУГ при t=20 ⁰C:

(46)

Расход жидкой фазы СУГ:

(47)

Число Рейнольдса:

Коэффициент гидравлического сопротивления:

Сумма коэффициентов местных сопротивлений участка длиной l:

Расчетная длина трубопроводов жидкой фазы СУГ:

Потери давления в трубопроводах c ж.

(49)

Падение напора в трубопроводах c жидкой фазы СУГ:

(50)

Подбор необходимого насоса:

Исходя из полученных данных, можно увидеть, что нам необходим насос способный обеспечить расход Q = 3,27 м3/ч, и напор Δh = 2,46 м.

По заданным характеристикам подходит открыто-вихревой насосный агрегат компании FD-40/25, с рабочими параметрами [20]:

Таблица 12 – Характеристики насосного агрегата компании FD-40/25

Показатель	Значение
Рабочая среда	сжиженные углеводородный газ
Рабочее давление, МПа	1,6
Температура рабочей среды, 0С	от -40 до +45
Q, л/мин	от 40 до 115
Масса, кг	38,6