Практическое занятие 2.

Определение пропускной способности газопровода (2 часа).

Массовый расход газа в газопроводе для установившегося изотермиче­ского режима течения определяется по формуле

, кг/сек (2.1)

где Р_н и Р_к - давления, соответственно, в начале и в конце газопровода;

D- внутренний диаметр газопровода;

- коэффициент гидравлического сопротивления;

Z - коэффициент сжимаемости газа;

R - газовая постоянная;

Т - температура газа;

L - длина газопровода.

Коэффициент гидравлического сопротивления определяют по универсальной формуле ВНИИгаза:

, (2.2)

при 158/Re>>2K_э/D

(2.3)

при 158/Re<<2K_э/D

(2.4)

По данным ВНИИгаза, для новых труб К_э = 0,03 мм. Тогда из (2.4) получим

, (2.5)

где D - диаметр, мм.

Граница между смешанным и квадратичным режимами течения определяется зависимостью

(2.6)

при Re > Re_кр - квадратичный режим течения, при Re < Re_кр - смешанный.

Число Рейнольдса

, (2.7)

где, _г- средняя по сечению трубы скорость газа;

n_{г г}- коэффициенты кинематической и динамической вязкости газа, соответственно.

При технических расчетах коэффициент гидравлического сопротивления можно принимать

(2.8)

Если необходимо определить давление Р на расстоянии Х от начала газопровода, то следует использовать уравнение

(2.9)

Так как в газопроводах закон падения давления по длине имеет нелинейный характер, то среднее давление определяется как среднеинтегральное

(2.10)

Задача 2.1. Определить массовый и объемный расходы для газопровода длиной L = 100 км, с наружным диаметром 720 мм и толщиной стенки 10мм. Абсолютное давление в начале газопровода Р_н = 5 МПа в конце Р_к =1,1 МПа. Плотность газа при стандартных условиях р_г =0,8 кг/м , газовая постоянная R = 8.31 Дж/(моль-К). Коэффициент динамической вязкости газа _r = 12-10^-6 Па-с, коэффициент сжимаемости Z= 0,93. Температура грунта на глубине залегания 5°С. Эквивалентная шероховатость внутренней поверхности трубы К_э = 0,2 мм.

Решение.

Задаваясь квадратичным законом сопротивления, по (2.4) определяем коэффициент гидравлического сопротивления

В соответствии с (3.8) расчетное значение принимаем = 0,01575. По (3.1) определяем массовый расход

.