Расчет физических свойств газа при условиях перекачки (занятие 1)

1.

Практическое занятие 1
Расчет физических свойств газа
при условиях перекачки.

2. Задание 1

По газопроводу протяженностью L перекачивается
природный газ. Трубопровод условно горизонтальный;
наружный диаметр и толщина стенки соответственно
равны Dн и δ (мм).
Начальное и конечное давление (МПа) соответственно
равны Pн и Pк. Средняя температура газа (К) на участке
равна Tср. Коэффициент гидравлического сопротивления
равен λ.
Определить:
- физические свойства газа при расчетных параметрах
перекачки.

3. Исходные данные для расчета:

Компонентный состав газа, %:
СH4
C2H6
C3H8
и-C4H10 н-C5H12
CO2
Протяженность трубопровода
L, км ;
Начальное давление
Pн, МПа ;
Конечное давление
Pк, МПа ;
Средняя температура газа
Тср, К ;
Наружный диаметр
Dн, мм ;
Толщина стенки трубы
δ, мм ;
коэффициент гидравлического сопротивления λ.
N2

4. Свойства компонентов природного газа

Компонент
СН4
С2Н6
С3Н8
и-С4Н10 н-С5Н12
СО2
N2
Плотность ρст, кг/м3
0,668
1,260
1,864
2,488
3,174
1,839
1,165
Молярная масса Mi,
кг/кмоль
16,04
30,07
44,10
58,12
72,15
44,01
28,02
Критическое
давление Pкр, МПа
4,60
4,88
4,25
3,65
3,36
7,39
3,39
Критическая
температура Tкр, К
190,55
305,83
369,82
408,13
469,69
304,2
126,2

5. 1 Расчет характеристик транспортируемого газа

При стандартных условиях:
Плотность (кг/м3)
n
Молярная масса (кг/кмоль)
n
СТ ai СТ i
MГ ai MГ i
Псевдокритическое
давление (МПа)
Псевдокритическая
температура (К)
n
i 1
n
PПК ai PКР i
i 1
Газовая постоянная
(кДж/(кмоль·К)
R
R
MГ
i 1
TПК ai TКР i
i 1
Относительная плотность
газа по воздуху
СТ
ВОЗД

6.

Среднее давление газа (МПа)
PК2
2
PСР PH
3
PH PК
.
Приведенные давление и температура
PСР
PПР
PПК
TСР
TПР
TПК

7.

Средний коэффициент сжимаемости
2
ZСР 1 A1 PПР A2 PПР
A1 0,39
2,03
TПР
A2 0,0423
3,16
2
TПР
0,1812
TПР
1,09
3
TПР
0,2124
2
TПР
Плотность газа при условиях перекачки (PСР и ТСР)
Г
PСР
.
ZСР R Т СР

8.

Теплоемкость, кДж/(кг·К)
2
3
CP R E0 E1 PПР E2 PПР
E3 PПР
2
E0 4,437 1,015 TПР 0,591 TПР
11,37 10,9
E1 3,29
2
TПР
TПР
E 2 3,23
16,27 25,48 11,81
2 3
TПР
TПР
TПР
0,908 0,967
E3 0,214
2
TПР
TПР
R - газовая постоянная смеси, (кДж/(кг К))

9.

Динамическая вязкость газа (Па с)
2
3
Г 0 1 B1 PПР B2 PПР
B3 PПР
0 1,81 5,95 TПР 10 6
2,36 1,93
B1 0,67
2
TПР TПР
2,89 2,65
B2 0,8
2
TПР TПР
0,354 0,314
B3 0,1
2
TПР
TПР

10.

Коэффициент Джоуля-Томсона (К/МПа)
2
3
Di H0 H1 PПР H2 PПР
H3 PПР
2
H 0 24 ,96 20 ,3 TПР 4,57 TПР
19,92 16,89
H1 5,66
2
TПР
TПР
14,68 13,39
H 2 4,11
2
TПР
TПР
2,0 1,79
H 3 0,568
2
TПР TПР