- •Загальні методичні вказівки
- •1 Лабораторна робота №1 (з елементами ндрс) Математичні моделі процесів руху газу в газопроводах
- •1.1 Основні теоретичні положення
- •1.2 Методичні рекомендації
- •1.2.1 Розрахунок кінцевого тиску газопроводу
- •Величину середнього коефіцієнта гідравлічного опору знайдемо за формулою
- •1.2.1.1 Обробка результатів розрахунків
- •1.2.2 Розрахунок масової пропускної здатності газопроводу
- •Величину середнього коефіцієнта гідравлічного опору знайдемо за формулою (1.14).
- •1.2.2.1 Обробка результатів розрахунків
- •1.2.3 Розрахунок об’ємної пропускної здатності газопроводу
- •1.2.3.1 Обробка результатів розрахунків
- •2 Лабораторна робота №2 (з елементами ндрс) Побудова математичної моделі складної системи трубопроводів
- •2.1 Основні теоретичні положення
- •2.2 Методичні рекомендації щодо виконання роботи
- •2.2.1 Розрахунок еквівалентного діаметра газопроводу
- •2.2.1.1 Обробка результатів розрахунків
- •2.2.2 Побудова математичної моделі трубопроводу з профілем траси
- •2.2.2.1 Обробка результатів розрахунків
- •2.2.3 Математичне моделювання складних систем трубопроводів
- •2.2.3.1 Обробка результатів розрахунків
- •3 Лабораторна робота №3 (з елементами ндрс) Побудова діагностичної моделі газопроводів
- •3.1 Основні теоретичні положення
- •3.2 Методичні рекомендації щодо виконання роботи
- •3.3 Обробка результатів розрахунків
- •4 Лабораторна робота №4 (з елементами ндрс) Моделювання процесу заправки стисненим газом
- •4.1 Основні теоретичні положення
- •4.2 Методичні рекомендації щодо виконання роботи
- •4.3 Обробка результатів розрахунків
- •5 Лабораторна робота №5 Математичне моделювання процесів в системах газопостачання
- •5.1 Основні теоретичні положення
- •5.2 Методичні рекомендації щодо виконання роботи
- •5.2.1 Методика аналітичного розрахунку газових мереж низького тиску за узагальненою формулою
- •5.2.2 Методика аналітичного розрахунку газових мереж низького тиску за нормативними формулами
- •5.2.3 Гідравлічний розрахунок газової мережі середнього тиску за допомогою номограм
- •5.2.4 Уточнений аналітичний розрахунок газової мережі середнього тиску за нормативною формулою
- •5.3 Обробка результатів розрахунків
- •6 Лабораторна робота №6 (з елементами ндрс) Моделювання процесів в сховищах природного газу
- •6.1 Основні теоретичні положення
- •6.2 Методичні рекомендації щодо виконання роботи
- •Обробка результатів розрахунків
- •7.3 Обробка результатів розрахунків
- •8.2 Методичні рекомендації щодо виконання роботи
- •8.3 Обробка результатів розрахунків
- •Перелік рекомендованих джерел
- •Додаток а завдання для самостійної науково-дослідної роботи студентів
2.2 Методичні рекомендації щодо виконання роботи
2.2.1 Розрахунок еквівалентного діаметра газопроводу
Розглянемо найбільш придатний і зручний для практичних розрахунків метод еквівалентних діаметрів. Для паралельних ниток газопроводу, які мають з’єднання (перемички) на початку і в кінці, початкові і кінцеві тиски в них однакові.
Вихідними даними є: розрахункова схема згідно свого варіанту; діаметри і товщини стінок ділянок складного трубопроводу, а також довжини відповідних ділянок.
Еквівалентні діаметри знаходимо за наступними формулами:
при послідовному з’єднанні
, (2.2)
при паралельному з’єднанні (якщо довжини ділянок однакові )
, (2.3)
при паралельному з’єднанні (якщо довжини ділянок різні)
, (2.4)
де - кількість з’єднаних ділянок;
- еквівалентна довжина, м;
- внутрішній діаметр -тої ділянки, м;
- довжина -тої ділянки, м.
При послідовному з’єднанні еквівалентна довжина береться як сума довжин послідовно з’єднаних ділянок газопроводу. При паралельному з’єднанні еквівалентна довжина це довжина ділянки газопроводу з більшим діаметром.
За вихідними даними виконати розрахунок методом еквівалентних діаметрів, використовуючи математичні моделі (2.2) ÷ (2.4) стосовно своїх вихідних даних. Математичні моделі мають бути розв’язані відносно еквівалентного діаметра.
2.2.1.1 Обробка результатів розрахунків
Кінцевим результатом має бути значення еквівалентного діаметра складного трубопроводу отримане з допомогою програми, яка має бути оформлена із врахуванням вимог форматування.
2.2.2 Побудова математичної моделі трубопроводу з профілем траси
Вихідними даними для виконання лабораторної роботи є довжини ділянок в км, температура грунту в 0С, продуктивність газопроводу в млн.м3/д, зовнішній діаметр і товщина стінки трубопроводу в мм, коефіцієнт теплопередачі в Вт/(м2·К), відносна густина газу , коефіцієнт динамічної в’язкості в Па , початкова температура в 0С, початковий абсолютний тиск в газопроводі в МПа, перевищення початку і кінця ділянки в м.
Для першого наближення приймаємо , .
Реалізація розрахунку газопроводу із врахуванням профілю траси проводиться за наступним алгоритмом.
Переводимо температури в SI. Визначаємо внутрішній діаметр за формулою (1.7).
Обчислюємо число Рейнольдса
, (2.5)
де Q – об’ємна продуктивність газопроводу, млн.м3/д;
– відносна густина газу за повітрям;
- внутрішній діаметр, м;
– коефіцієнт динамічної в’язкості, Па .
Коефіцієнт гідравлічного опору розраховується згідно формули (1.14).
Визначаємо гідравлічний нахил (рисунок 2.1) на - тій ділянці за формулою
, (2.6)
де hі – перевищення кінця і початку ділянки, м;
lі – довжина ділянки, м.
Рисунок 2.1 - Гідравлічний нахил ділянки
трубопроводу.
Визначаємо коефіцієнти А і В на - тій ділянці
, , (2.7)
, , (2.8)
де S – площа поперечного перерізу трубопроводу.
. (2.9)
Обчислюємо кінцевий тиск на - тій ділянці в першому наближенні за формулою
, , (2.10)
де - початковий тиск на - тій ділянці, Па.
Коефіцієнт визначається за формулою
, , (2.11)
де , - відповідно початковий і кінцевий тиск на - тій ділянці, МПа.
Знаходимо параметр а за формулою (1.9).
Середній тиск на - тій ділянці визначаємо за формулою
. (2.12)
Розраховуємо температуру грунту за формулою
, (2.13)
де - коефіцієнт Джоуля-Томсона в К/МПа, який визначається за формулою
, (2.14)
де - середній тиск на - тій ділянці, МПа.
Показник al визначаємо за формулою:
, (2.15)
де - зовнішній діаметр в м.
Визначаємо середню температуру на - тій ділянці за формулою
. (2.16)
Середнє значення коефіцієнта стисливості газу на на - тій ділянці визначаємо за формулою
. (2.17)
Кінцева температура на - тій ділянці визначається за формулою (1.11).
Наступним етапом є визначення коефіцієнтів А і В і кінцевий тиск на - тій ділянці в другому наближенні. Розрахунок вважаємо завершеним, коли виконується умова по тиску .
Тоді приймаємо кінцеві тиск і температуру на - тій ділянці як початкові і проводимо аналогічні розрахунки для наступної ділянки.