Контрольний приклад розрахунку

Для розрахунку масової пропускної здатності газопроводу довжиною (км), зовнішній діаметр D (мм), товщина стінки δ (мм), беремо початковий тиск Р_п (кгс/см²) і кінцевий тиск Р_к (кгс/см²), початкову температуру (⁰С), коефіцієнт теплопередачі , відносну густину , температура ґрунту (⁰С).

Для першого наближення задаємось коефіцієнтом стиснення z=0, 9, середньою температурою =300 К і коефіцієнтом гідравлічного опору .

Переводимо тиски і температури в SI.

Па

Па

Газова стала визначається за формулою:

(1.6)

Внутрішній діаметр розраховується за формулою:

. (1.7)

=1, 996 м.

Тоді масова витрата дорівнює:

. (1.8)

=389, 629 кг/с

Визначаємо коефіцієнт згідно формули:

, (1.9)

де – коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м²·К));

– зовнішній діаметр, м;

– ізобарна теплоємність (приймається 2600 Дж/(кг× К).

=7, 57× 10^-6

Коефіцієнт визначається за формулою:

. (1.10)

=1, 324

Визначаємо кінцеву температуру за формулою:

. (1.11)

=293, 6

Маючи початкову і кінцеву температури знаходимо середню температуру за формулою:

. (1.12)

=305, 2

Визначаємо середнє число Рейнольдса за формулою:

^, (1.13)

де – динамічна в’язкість, яка приймається =1, 22 10^-5 Па∙ с.

=33999392

Величину середнього коефіцієнта гідравлічного опору знайдемо за формулою:

, (1.14)

де - коефіцієнт шорсткості труб, який дорівнює =0, 03 мм.

=0, 009416

Знайдемо значення величини середнього тиску в газопроводі за формулою:

. (1.15)

=6213314 Па

Маючи значення середнього тиску і середньої температури визначаємо середнє значення коефіцієнта стисливості газу за формулою:

. (1.16)

= 0, 8834

Провівши розрахунки знаходимо перше наближення пропускної здатності газопроводу (формула (1.8).

= 45, 2264 л/с (1.25)

Якщо ( = 0, 1 млн. м³/д - точність розрахунку), то на цьому розрахунок закінчуємо, якщо ця умова не виконується, то задаємо нове значення продуктивності і проводимо перерахунок починаючи з формули (1.19).

1.5 Аналіз отриманого результату

Таблиця 1.1 – Результати розрахунку кінцевого тиску газопроводу

Вихідні дані
Варіант	Довжина, км	Зовнішній діаметр, мм	Товщина стінки, мм	Початкова температура, 0С
Коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м2·К)	Відносна густина газу	Температура ґрунту, 0С	Початковий тиск, кгс/см2	Кінцевий тиск, кгс/см2
2, 00	0, 622		71, 2	54, 9
Результати розрахунків
Газова стала, Дж/(кг·К)	Пропускна здатність л/с	Кінцева температура, 0С	Параметр , м-1	Коефіцієнт гідравлічного опору
461, 576	40, 653	293, 641	7, 56684E-06	0, 009416

Кінцевим результатом виконання лабораторної роботи має бути значення об'ємної витрати. Програма розрахунку має включати пояснення до розрахунків, виводити на друк кінцеві значення масової витрати і всі проміжні результати.