Гидравлический расчет газопровода


Пред.		След.

Гидравлический расчет газопровода проводится для стационарного режима течения и заключается в определении неизвестных параметров режима по заданным граничным условиям. В число параметров режима входят давление в начальной и конечной точке газопровода, расход и скорость течения газа. В качестве граничных условий задаются,как правило, два из трех параметров: расход, давление в начальной и конечной точке. Расчеты проводятся при заданном компонентном составе и температуре газа.

Основными задачами при выполнении гидравлического расчета для газопровода являются:

определение пропускной способности газопровода при заданном максимальном давлении газа в начальной точке и минимальном допустимом давлении газа в конечной точке;
определение давления в конечной точке газопровода при заданном расходе газа и давлении в начальной точке;
определение давления в начальной точке газопровода при заданном расходе газа и давлении в конечной точке;
определение расхода газа при заданных значениях давления в начальной и конечной точке газопровода.

Значения искомых величин определяются по формулам стационарного изотермического течения газа:

без учета рельефа трассы газопровода по формуле:

Рисунок 301.

с учетом рельефа трассы газопровода (hj ≠ hi) по формуле:

Рисунок 302.

Рисунок 303.

где

p_i - абсолютное давление газа в начальной i точке u-го участка газопровода, МПа;
p_j - абсолютное давление газа в конечной j точке u-го участка газопровода, МПа;
- КГС на участке газопровода u;
q_u - расход газа при стандартных условиях по u-му участку газопровода, м³/ч;
|q_u| - модуль величины q_u , м³/ч;
- плотность газа при стандартных условиях, кг/м³;
L_u - расчетная длина u-го участка газопровода постоянного диаметра, м;
T_ср - среднее значение температуры газа на участке газопровода, К;
z_ср - средний коэффициент сжимаемости газа;
g - ускорение свободного падения, м/с²;
h_i - абсолютная отметка высот в начале (в узле i) u-го участка газопровода, м;
h_j - абсолютная отметка высот в конце (в узле j) u-го участка газопровода, м;
R - газовая постоянная, Дж/(кг*К).

Коэффициент гидравлического трения λ_тр следует определять в зависимости от режима движения газа по газопроводу u, характеризуемого числом Рейнольдса:

Рисунок 304.

Коэффициент гидравлического трения следует определять по формуле:

Рисунок 305.

Коэффициент ε абсолютной эквивалентной шероховатости внутренней поверхности стенки трубы.

Среднее давление газа Р_ср по длине газопровода следует определять по формуле:

Рисунок 306.

где

p₁ – абсолютное давление газа в начальной точке газопровода, МПа;
p₂– абсолютное давление газа в конечной точке газопровода, МПа.

Среднюю температуру газа Т_ср по длине газопровода следует принимать равной средней температуре газа (по данным телеметрии) или температуре окружающей среды (грунта для подземных газопроводов, воздуха – для надземных газопроводов).

Средний коэффициент сжимаемости газа по длине газопровода следует определять по формуле:

Рисунок 307.

Рисунок 308.

Рисунок 309.

Рисунок 310.

Максимальная скорость движения газа в u-ом участке газопровода ν_u, м/с, определяется по формуле:

Рисунок 311.

где

q_u – расход газа при стандартных условиях по u-му участку газопровода, м³/ч;
T_ср – среднее значение температуры газа на участке газопровода, К;
z_ср – средний коэффициент сжимаемости газа;
p_i – абсолютное давление газа в начальной i точке u-го участка газопровода, МПа;
p_j – абсолютное давление газа в конечной j точке u-го участка газопровода, МПа;
min (p_i, p_j) – минимальное значение из двух величин p_i и p_j;
d_u– внутренний диаметр u-го участка газопровода, мм.