Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Уточненный тепловой и гидравлический расчет участка газопровода между двумя компрессорными станциями

Уточненный тепловой и гидравлический расчет участка газопровода между двумя компрессорными станциями производится целью определения давления и температуры газа в конце рассматриваемого участка.

Абсолютное давление в конце участка газопровода определяется из формулы расхода (9)

. (24)

В этом уравнении величина λ вычисляется по формуле (14) с учетом коэффициента динамической вязкости μ при средних значениях температуры и давления газа на линейном участке, которые определяются методом последовательных приближений.

Порядок дальнейшего расчета будет следующий:

2.1 Принимаются в качестве первого приближения значения λ и Z_cp, найденные из предварительного расчета при определении расстояния между КС. Значение Т_ср определяется по формуле (11).

2.2 По формуле (24) определяется в первом приближении значение p_к.

2.3 Определяется среднее давление p_ср по формуле (21).

2.4 По формулам (19) и (20) с учетом средних значений давления и темпе­ратуры определяем средние приведенные давление p_пр и температуру Т_пр.

Для расчета конечного давления во втором приближении вычисляются уточненные значения Т_ср, λ и Z_cp. Для этого при определении Т_ср будем использовать величины средней удельной теплоемкости С_р, коэффициента Джоуля-Томсона Di и коэффициента а_t, вычисленные по приведенным параметрам p_пр и Т_пр (для значений p_ср и Т_ср первого приближения).

2.5 Удельная теплоемкость газа С_р (кДж/(кг·К)) определяется по формуле

, (25)

где

;

;

;

.

2.6 Коэффициент Джоуля–Томсона Di (К/МПа) вычисляется по формуле:

, (26)

где

;

;

;

.

2.7 Средняя температура газа на линейном участке рассчитывается по формуле:

, (27)

где a_t – коэффициент (1/км), рассчитываемый по формуле:

; (28)

К_ср – средний на линейном участке общий коэффициент теплопередачи от газа в окружающую среду, Вт/(м²·К).

2.8 Коэффициент сжимаемости Z_cp определяется по формуле (18).

2.9 Коэффициент динамической вязкости газа (Па·с) рассчитывается по формуле

, (29)

где ;

;

;

.

2.10 Число Рейнольдса вычисляется по формуле (16).

2.11 Коэффициент сопротивления трению λ_ТР и коэффициент гидравлического сопротивления λ вычисляются соответственно по формулам (15) и (14).

2.12 Определяем конечное давление во втором приближении по формуле (24).

2.13 Если полученный результат отличается от предыдущего приближения более, чем на 1%, то есть , имеет смысл уточнить расчеты, выполняя третье приближение при , начиная с пункта 2.3. Если результат удовлетворяет требованиям точности расчетов, переходим к следующему пункту.

2.14 Уточняется среднее давление по формуле (21).

2.15 Определяется конечная температура газа

. (30)

На этом тепловой и гидравлический расчет участка газопровода заканчивается.

Значение коэффициента теплопередачи К_ср в выражении (28) для подземных газопроводов (без тепловой изоляции), следует определять по формуле:

, (31)

где ; (32)

λ_гр – коэффициент теплопроводности грунта, Вт/(м·К); D_н – наружный диаметр газопровода, м; h_o – глубина заложения оси газопровода от поверхности грунта, м; δ_сн – толщина снежного покрова, м; λ_сн – коэффициент теплопроводности снежного покрова, допускается принимать в зависимости от состояния снега: снег свежевыпавший λ_сн =0,1 Вт/(м·К); снег уплотненный λ_сн =0,35 Вт/(м·К); снег тающий λ_сн =0,64 Вт/(м·К);

α_в – коэффициент теплоотдачи от поверхности грунта в атмосферу, Вт/(м²·К)

, (33)

где υ – скорость ветра, м/с.

Для практических расчетов коэффициент теплопроводности грунта λ_гр может быть рассчитан по следующим эмпирическим формулам:

для песка

; (34)

для суглинка

; (35)

для смешанного грунта (песок, глина, суглинок, супесь, песчаник, известняк)

, (36)

где ω_гр – влажность грунта, %; T_гр – температура грунта на глубине заложения оси газопровода, К; ρ_гр – плотность грунта, т/м³.

Расчетное значение коэффициента теплопередачи можно определить также по формуле:

, (37)

где D – внутренний диаметр газопровода, м; `K – базовый коэффициент теплопередачи для газопровода диаметром 1 м.

При ориентировочных расчетах допускается принимать: для песка `K =1,1 … 2,4 Вт/(м<sup>2</sup>·К); для суглинка `K =1,05 … 1,65 Вт/(м²·К); для смешанного грунта `K =1,27 … 1,34 Вт/(м²·К).