Определение коэффициента гидравлической эффективности

Работы участка МГ

 

ü относительная плотность газа по воздуху D = 0,561;

Коэффициент гидравлической эффективности Е определяется отношением:

Е = Q_ф / Q_т = [ l_т / l_ф ]^0,5.

При определении теоретической пропускной способности (Q_т) или фактического значения коэффициента гидравлического сопротивления (l_ф) используют диспетчерские данные по абсолютным значениям температуры и давления газа на участке МГ (индекс 1 – для начала участка, индекс 2 – для конца). Расчёт ведётся методом последовательных приближений. Задаваясь средней температурой и режимом давления определяют Q_т. Затем уточняют расчётным путём принятые величины и значение Q_т.

Выполняем расчёт.

1. Задаёмся значением Т_ср:

Т_ср = 1/3× Т₁ + 2/3× Т₂;

2. Определяем среднее давление:

Р_ср = 2/3 [ Р₁ + (Р₂² / (Р₁ + Р₂))];

3. Определяем критические, приведённые значения давления и температуры газа и коэффициент сжимаемости z.

Плотность газа в стандартных условиях

r_ст = 1,205× D = 1,205×0,561 = 0,676 кг/м³;

Р_кр = 0,1773(26,831 – r_ст)

Т_кр = 156,24(0,564 + r_ст)

Р_пр = Р_ср / Р_кр

Т_пр = Т_ср / Т_кр

t = 1 – 1,68× Т_пр + 0,78× Т_пр ² + 0,0107× Т_пр ³

Z = 1 – (0,0241× Р_пр) / t;

4. Задаёмся квадратичной зоной турбулентного режима и определяем расчётное значение коэффициента гидравлического сопротивления. Эквивалентная шероховатость К_э = 0,03 мм.

l = 1,05×0,067(2 К_э / d_э)^0,2

5. Определяем теоретическую пропускную способность участка:

Q_т = 105,087[(Р₁² – Р₂²) d_э⁵ / l × D × Z × T_ср × l ]^0,5;

6. Для проверки принятого значения Т_ср определяем теплоёмкость газа и коэффициент Джоуля-Томсона.

С_р = 1,696 + 1,838×10^-3× Т_ср + 1,96×10⁶×(Р_ср – 0,1) / Т_ср³;

D_i = (1 / C_р)×((0,98×10⁶ / Т_ср²) – 1,5);

7. Определяем среднюю температуру газа:

Т_ср = Т₀ + ((Т₁ – Т₀) / аl)×(1 – е ^{-а l} ) – (D_i×;(Р₁² – Р₂²) / 2аlР_ср)×

×[1 – (1/ аl)×(1 – е ^{-а l} )];

аl = КpD_н l / G×С_р; G = Q×r_ст, кг/с;

8. Если расчётное и принятое (в п. 1) зачения Т_ср имеют большое расхождение (более 0,5 град). Выполняем уточнение характеристик газа (п. 6) и Т_ср (п. 7):

С_р =

D_i =

Уточняем среднюю температуру:

аl =

Т_ср =

Если расхождение мало. Можно принять Т_ср =

и проверить Т₂.

Т₂ = Т₀ + (Т₁ – Т₀) е ^-аl – Д_i ×((Р₁² – Р₂²)×(1– е ^-аl)) / 2 аlР_ср; Т₂ =

расхождение допустимо.

9. Уточняем значение Z (п. 3):

10. Проверяем режим движения газа и уточняем l.

Коэффициент динамической вязкости газа:

m = 5,1×10⁶(1+ r_ст (1,1 – 0,25 r_ст))(0,037+ Т_пр (1 – 0,104× Т_пр))×

×(1+ (Р_пр² / 30(Т_пр ×1)));

Число Рейнольдса Re = 17,75 QD / d _э m

Переходное число Re_II = 11(d_э / 2 К_э)^1,5

Так как Re > Re_II зона квадратичного закона сопротивления подтверждается.

Проверку режима можно выполнить по переходному значению Q_{пер .}

Так как Q > Q_{пер .} принятый режим подтверждается.

11. Уточняем значение l в соответствии с ОНТП 51-1-85 (ч. 1. газопроводы):

12. Уточняем Q_т (п. 5.):

13. Определяем значение Е:

Е = Q_ф / Q_т = 69 / 90,09 = 0,766; Q_ф = 5750×10³×12 = 69 млн. м³/сут.