Критические параметры газов

Таблица 9.1.1

Газ Температура Ткр, оС Давление ркр, МПа
Азот Бутан Водяной пар Воздух Кислород Метан Пропан Этан Пентан -147,1 152,8 374,15 -140,7 -118,8 -82,5 95,6 32,1 197,2 3,39 3,62 21,77 3,77 5,04 4,65 4,40 4,94 3,34

 

Приведённые температуру и давление выбранной смеси газов для заданного избыточного давления смеси ризб=2,942 МПа и температуры газа Т=293 К определим

Тпр.см=Т/ Ткр.см=293/203,5=1,44

рпр.см=р/ ркр.см=3,043/4,62=0,66

где р=ризб + рб=2,942+0,101=3,043 МПа – абсолютное давление газа.

Пример 9.1.2. Рассчитаем критические давление и температуру газовой смеси с плотностью при нормальных условиях ρн.см=0,7763 кг/м3 для газовой смеси, не содержащей азот и углекислый газ, а также содержащей азот с объёмной концентрацией 1% и углекислый газ с концентрацией 0,5%. Для газа, не содержащего азот и углекислый газ, определим критические параметры

ркр= 4,757 - 0,1773 ρн.см=4,757 - 0,1773∙0,7763=4,619 МПа;

Ткр=87,5 + 155,24 ρн.см=87,5 + 155,24∙0,7763=208 К.

Для расчёта критических параметров газовой смеси с объёмным содержанием азота 1% и углекислого газа 0,5% предварительно определим концентрацию азота и углекислого газа в долях единицы, т.е.

N2=1:100=0,01 и CO2=0,5:100=0,005.

Определим критические параметры смеси газов с содержанием азота и углекислого газа

ркр=4,757 - 0,1773 ρн.см – 1,160 N2 + 2,958 CO2=4,757 – 0,1773∙0,7763 –1,160∙0,01 + +2,958∙0,005= 4,622 МПа;

Ткр=87,5 + 155,24 ρн.см – 148,35 N2 – 88,25 CO2 = 87,5 +155,24∙0,7763 – 148,35∙0,01 – -88,25∙0,005 = 206,1 К.

Пример 9.1.3. Расчёт коэффициента сжимаемости природного газа в рабочих условиях. Рассчитаем коэффициент сжимаемости природного газа при следующих значениях параметров газа: плотность газа при нормальных условиях рн.=0,76 кг/м3, избыточное давление газа ризб=0,78 МПа, температура газа t = -9,5 оС, барометрическое давление рб=0,1 МПа, концентрация азота 1%, углекислого газа – 0,5%.

Для расчета коэффициента сжимаемости предварительно определим абсолютное давление газа р, а также критические и приведённые температуры и давления. Абсолютное давление газа р определяется выражением

р= ризб + рб = 0,78 + 0,1=0,88 МПа,

а абсолютная температура газа

Т= t + 273,15 = -9,5 +273,15 = 263,65 К.

Определим критические давление и температуру

ркр= 4,757 - 0,1773 ρн.см – 1,160 N2 + 2,958 CO2= 4,757 – 0,1773∙0,77 – 1,160∙0,01 + +2,958∙0,005 = 4,62 МПа

Ткр=87,5 + 155,24 ρн.см – 148,35 N2 – 88,25 CO2 = 87,5 +155,24∙0,76 – 148,35∙0,01 – 88,25∙0,005 = 203,56 К

Определим приведённые давление и температуру

рпр = р/ ркр= 0,88/4,62 = 0,191

Тпр= Т/ Ткр= 263,65/203,56 = 1,295

Для расчёта Z найдём значение коэффициентов рс и Тс

рс = 0,6714 рпр = 0,6714∙0,191 = 0,128

Тс = 0,71892 Тпр = 0,71892∙1,295 = 0,931

Так значение рс < 1,3, а Тс < 1,09, значение F

Найдем значение

Найдем значение

Далее найдём

Определим

Найдем значение В1

Зная коэффициенты определим коэффициент сжимаемости природного газа Z в рабочих условиях:

Определим значение коэффициента сжимаемости Z по приближенной формуле при абсолютном давлении р =0,88 МПа и температуре газа Т=263,6К

Сравнивая значения Z, видим, что они различаются друг от друга не более чем на 0,5%, а это вполне допустимо при выполнении большинства практических расчётов.

В качестве примера рассмотрим также определение коэффициента сжимаемости Z в зависимости от приведённых температуры и давления по графикам, показанным на рис. 9.1. На оси абсцисс откладывается значение приведённого давления рпр и восстанавливается перпендикуляр до пересечения с кривой, соответствующей заданной приведённой температуре Тпр. Из точки пересечения перпендикуляра с кривой приведённой температуры проводится горизонтальная прямая до пересечения с осью ординат, на которой отсчитывается искомое значение коэффициента сжимаемости Z. Если заданное значение приведённой температуры находится между двумя кривыми приведённых температур, то производится графическая аппроксимация этих значений.

В качестве примера найдём коэффициент сжимаемости Z при рпр=3,41 и Тпр=1,71. отложим на оси абсцисс значение приведённого давления рпр=3,41 (рис. 9.1) и восстановим перпендикуляр до пересечения с кривой приведённой температуры Тпр=1,71. Так как на рис. 9.1 имеются только кривые для Тпр=1,7 и 1,8, то значение Тпр=1,71 находится методом аппроксимации. Из точки пересечения перпендикуляра с кривой для Тпр=1,71 проведём горизонтальную прямую до пересечения с осью ординат, на которой и отсчитываем искомое значение Z=0,86.

 

Рис. 9.1. График зависимости коэффициента сжимаемости газов от приведенного давления (рпр) и приведенной температуры (Тпр)

 

 

Значение Z, определённое по рис. 9.1, по исходным данным предыдущего примера (рпр=0,191 и Тпр=1,295), равно 0,98.

Расчёт влажности газа. В качестве примера определим по рис. 9.2 абсолютную влажность газа при его температуре точки росы 5 оС и абсолютном давлении 0,5 МПа. Для этого из точки на оси абсцисс со значением температуры точки росы 5 оС восстановим перпендикуляр до пересечения с кривой, соответствующей давлению 0,5 МПа, и из точки пересечения проведём горизонтальную прямую до пересечения с осью ординат. При этом искомое значение абсолютной влажности газа будет 1,4 г/м3. По рис. 9.2 можно также определить массу воды, выделяющуюся из 1 м3 насыщенного влагой газа при снижении температуры от t1 до t2. Так при снижении температуры стенок трубопровода от t1=10 оС до t2 = -10 оС абсолютная влажность, определённая по рис. 9.2 изменяется от 10 до 2 г/м3, т.е. из каждого 1 м3 газа выделяется 8 г воды.

Рис. 8.2. Зависимость абсолютной влажности природного газа от температуры его точки росы и абсолютного давления








Дата добавления: 2016-02-27; просмотров: 1712;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.009 сек.