- •Процесс течения реального газа по магистральному проводу.
- •Постановка задачи.
- •Термодинамическая модель процесса.
- •Расчёт параметров газа.
- •Расчёт и выбор длины трубопровода.
- •Оценка погрешности идеально-газового приближения.
- •2. Процесс сжатия газа в нагнетателе кс
- •2.1 Постановка задачи.
- •2.2 Термодинамическая модель нагнетателя
- •2.3 Расчет параметров процесса сжатия.
- •2.4 Анализ процесса сжатия по термодинам. Диаграммам состояния.
- •2.5. Определение мощности на привод нагнетателя кс
- •3.1 Постановка задачи.
- •3.2 Термодинамическая модель расчета параметров цикла.
- •3.3 Выбор оптимального повышения давления
- •3.4 Расчет параметров оптимального цикла гту
- •3.5. Определение показателей рассчитываемой гту.
- •3.1 Постановка задачи.
- •3.2 Термодинамическая модель расчета параметров цикла.
- •3.3 Выбор оптимального повышения давления
- •3.4 Расчет параметров оптимального цикла гту
- •3.5. Определение показателей рассчитываемой гту.
- •4.1. Постановка задачи
- •4.2. Термодинамическая модель
- •4.3 Расчет цикла пту
- •4.5 Определение внешних характеристик утилизационного парогенератора
Процесс течения реального газа по магистральному проводу.
Постановка задачи.
О бъект исследования — участок газопровода между двумя КС, по которому осуществляется подача природного газа (рис 1.1.). Необходимо определить изменение параметров газа p, T, ρ, ω, G. Задача разбивается на несколько этапов, которые выполняются в виде отдельных заданий (подразделов).
Рис. 1.1. Принципиальная схема участка газопровода
Исходные данные:
D=1.22 — диаметр газопровода, м;
w1=10 — начальная скорость газа, м/с;
р1=11.5 — давление на входе в газопровод, МПа;
T1=303,15 — температура на входе в газопровод, К;
— коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода.
Мольный состав природного газа: CH4 — 97.81%; N2 — 1.31%.
Данные согласно варианту
Таблица 1 Численные значения исходных данных
Диаметр трубы D,м |
Температура газа на входе t1, 0C |
Давление на входе p1, MПа |
Степень падения давления β |
Коэфнт гидравлического трения ξ |
1.22 |
30 |
11.5 |
1.95 |
0.014 |
Таблица 1.1 Термодинамические свойства составляющих компонентов природного газа
Название |
Мольный состав, ук |
Химическая формула |
Мольная масса, кг/кмоль |
Критические параметры |
||
ркр, МПа |
Ткр, К |
zкр |
||||
Метан |
0.9781 |
СН4 |
16.043 |
4.626 |
190.77 |
0.290 |
Этан |
0.0050 |
С2Н6 |
30.070 |
4.872 |
305.33 |
0.385 |
Пропан |
0.0018 |
С3Н8 |
44.097 |
4.246 |
370.00 |
0.277 |
Нбутан |
0.0016 |
nC4H10 |
58.124 |
3.789 |
425.16 |
0.274 |
Нпентан |
0.0003 |
nC5H12 |
72.151 |
3.376 |
469.77 |
0.269 |
Нгексан |
0.0001 |
nC6H14 |
86.171 |
2.988 |
507.31 |
0.264 |
Двуокись углерода |
0 |
CO2 |
44.010 |
7.383 |
304.20 |
0.274 |
Азот |
0.0131 |
N2 |
28.013 |
3.400 |
126.20 |
0.291 |
Термодинамическая модель процесса.
Из общей системы уравнений поточного процесса:
Уравнение состояния рабочего тела:
(1)
Массовый расход газа:
(2)
Общий закон сохранения энергии
, (3)
где ;
Закон сохранения механической энергии
(4)
Уравнение II-го закона термодинамики:
(5)
Можно найти модельную систему для рассматриваемого течения:
Т.к. то уравнения (3)-(5) примут вид:
(6)
:
Для нахождения используются данные гидравлики
(7)
Для изотермического течения (8)
При этом теплота подводится к движущемуся газу. Согласно уравнения (6) .