Определение пропускной способности газопровода

Плотность газа зависит от давления и температуры, поэтому указание, плотности сопровождают указанием давления и температуры, при которых определена плотность.

Давление и температуру обычно не указывают, когда речь идет о плотности при стандартных условиях (760 мм. рт. ст. и 20°С) и при нормальных условиях (760 мм. рт. ст. и 0°).

Вязкость газа, как и вязкость жидкости - свойство, являющееся причиной внутреннего трения и сопротивления при движении.

Вязкость газа определяется главным образом количеством движения, переносимым молекулами при переходе из одного слоя в другой. При повышении температуры увеличивается скорость движения молекул, а отсюда и переносимое количество движения. Поэтому вязкость газа при повышении температуры возрастает.

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

(10.11)

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

D- внутренний диаметр газопровода;

λ- коэффициент гидравлического сопротивления;

Z- коэффициент сжимаемости газа;

R- газовая постоянная;

Т- температура газа;

L ~ длина газопровода.

Коэффициент гидравлического сопротивления определяют:

(10.12)

При 158/Re >> 2К_э/D

(10.13)

При 158/Re << 2 К/D

(10.14)

К_э – эквивалентная шероховатость внутренней поверхности трубы

При технических расчетах коэффициент гидравлического сопротивления можно принимать

(10.15)

Если необходимо определить давление Р на расстоянии Х от начала газопровода, то удобно использовать зависимость

(10.16)

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

(10.17)

Задача 10.1. 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 ρ_г=0,8 кг/м³ , газовая постоянная R = 8.31 Дж/(моль К). Коэффициент динамической вязкости газа μ_г = 12 10 ^-6 Па с, коэффициент сжимаемости Z= 0,93. Температура грунта на глубине залегания 5°С. Эквивалентная шероховатость внутренней поверхности трубы К_э= 0,2мм.

Решение.

Задаваясь квадратичным законом сопротивления, по (10.15) определяем коэффициент гидравлического сопротивления

В соответствии с (5) расчетное значение принимаем λ = 0,01575. По (1) определяем массовый расход

720мм – наружный

Внутренний = 720мм -20мм = 0,7м

Температура в Кельвина (273+С)