Методическое пособие 468
.pdfГрафик зависимости давления от продольной координаты трубопровода представлен на рис. 3.3.
Рисунок 3.3 - Давление в эквивалентном газопроводе
13. Рассчитаем давление в узловой точке p1 и построим график давления на участке l1 по формуле (3.1).
|
|
p |
= |
|
p2 |
− |
Q2 |
|
λl |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
A2 |
|
1 1 |
, |
|
|
(3.27) |
|||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
н |
|
|
|
D5 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
p = (4,5 106 )2 |
− |
|
|
1,682 |
|
|
|
|
0,01857 30000 = 4,3МПа |
|
|||||||||||||
|
(9,7 10−5 )2 |
|
. |
||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
0,6125 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
p |
(l) |
= |
|
p |
2 |
|
− |
Q2 |
|
λ1l |
|
|
(3.28) |
||||||||
|
|
|
|
A2 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
l1 |
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
D5 . |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты расчета по формуле (3.28) представлены в табл. 3.4.
Таблица 3.4
l, м |
f=p(l),МПа |
l, м |
f=p(l),МПа |
5000 |
4,466814 |
20000 |
4,365743 |
10000 |
4,43338 |
25000 |
4,331528 |
15000 |
4,399691 |
30000 |
4,297041 |
14. Для того, чтобы вычислить давление в узловой точке p5 , воспользуемся формулой (3.11) или (3.10):
p = |
p2 |
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
5 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
A |
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
λ2l2 |
|
λ3l3 |
|
λ6l6 |
|
|
λ4l4 |
|
λ5l5 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
D5 |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
D5 |
|
|
D5 |
|
|
|
|
|
D5 |
|
D5 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
3 |
|
6 |
|
|
|
|
|
4 |
|
5 |
|
|
|
|||
Давление в точке p5 ,рассчитанное по формуле (3.11) |
|||||||||||||||||||||||||
равно p5=3,42МПа. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
= p2 |
+ |
Q2 |
|
λ l |
|
|
|
|||
|
|
A2 |
7 7 |
, |
(3.29) |
||||||||
|
|
|
5 |
|
к |
|
|
D5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
p |
= (1,7 106 )2 + |
|
1,6092 |
|
|
0,01941 47000 = 3,44МПа |
|
||||||
(9,7 10−5 )2 |
|
. |
|||||||||||
5 |
|
|
|
|
|
0,495 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Результаты расчета давления по участку l7 представлены в табл. 3.5.
40
Таблица 3.5
l, м |
f=p(l),МПа |
l, м |
f=p(l),МПа |
79000 |
3,44 |
102500 |
2,718556 |
86833,33 |
3,217543 |
110333,3 |
2,430952 |
94666,67 |
2,978517 |
118166,7 |
2,104402 |
Примечание: В таблице (3.5) координаты указаны от начала трубопроводной системы согласно ее развертке. Для расчетов величина l берется от начала рассматриваемого участка. Например: 79000 м от начала трубопроводной системы это 0 м от начала участка №7; 86833,33 м от начала трубопроводной системы это 7833,33 м от начала участка №7 и т.д. Аналогичным образом выполнены расчеты для остальных участков (см. таблицы 3.6 – 3.10).
15. Для того, чтобы вычислить расходы по веткам l2 - l3 - l6 и l4 - l5 воспользуемся формулами (3.7) и (3.8):
Q = 9,7 |
10−5 |
× |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
× |
|
|
|
|
|
(4,29 |
106 )2 −(3,44 106 )2 |
|
|
= 0,8 |
м3 |
|
. |
|
||||||||||||
|
0,0202 15000 |
+ |
0,0201 27000 |
+ |
0,0206 7000 |
|
с |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
0,402 |
5 |
|
|
0,408 |
5 |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,361 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Q |
= 9,7 |
10 |
−5 |
× |
|
|
|
(4,29 106 )2 −(3,44 106 )2 |
|
|
= 0,8 |
|
м3 |
. |
||||||||||||
|
|
|
|
0,0206 14000 |
|
0,0202 25000 |
|
|
с |
|
||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
0,402 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,361 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16. Для ветви l2 - l3 - l6 рассчитаем давления в узловых точках по формулам (3.2), (3.3) и (3.4):
41
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
= p2 − |
Q2 |
|
λ l |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1 |
2 |
2 |
, |
(3.30) |
||||||
|
|
|
2 |
1 |
A2 |
|
D5 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
p |
= (4,29 106 )2 |
− |
0,82 |
|
|
0,0201 15000 = 4,06МПа |
|
|||||||
(9,7 10−5 )2 |
|
. |
||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
0,4025 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты расчета давления по участку l2 представлены в табл. 3.6.
Таблица 3.6 |
|
|
|
l, м |
f=p(l),МПа |
l, м |
f=p(l),МПа |
30000 |
4,29 |
37500 |
4,174613 |
32500 |
4,251886 |
40000 |
4,135435 |
35000 |
4,213427 |
42500 |
4,095883 |
|
|
|
p |
= |
|
p2 |
− |
Q2 |
λ l |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
1 |
3 3 |
(3.31) |
|||||||||
|
|
|
3 |
2 |
|
A2 |
D5 , |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
p |
= (4,06 106 )2 − |
|
|
0,82 |
|
|
0,0201 27000 =3,63МПа |
|
||||||||
|
(9,7 10−5 )2 |
. |
||||||||||||||
3 |
|
|
|
|
0,4085 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Результаты расчета давления по участку l3 |
представлены в |
||||||||||||||
табл. 3.7. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Таблица 3.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l, м |
f=p(l),МПа |
|
|
|
l, м |
|
f=p(l),МПа |
|
||||||
|
45000 |
|
|
4,06 |
|
|
|
|
58500 |
|
3,853706 |
|
||||
|
49500 |
3,99242 |
|
|
|
63000 |
|
3,782443 |
|
|||||||
|
54000 |
3,923676 |
|
|
|
67500 |
|
3,70981 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
= p2 − |
Q2 |
λ l |
|
|
|
|||||
|
|
1 |
|
6 6 |
, |
(3.32) |
|||||||
|
|
|
5 |
3 |
A2 |
|
D5 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
p |
= (3,63 106 )2 |
− |
0,82 |
|
|
0,0206 7000 =3,395МПа |
|
||||||
(9,7 10−5 )2 |
. |
||||||||||||
5 |
|
|
|
0,3595 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
Результаты расчета давления по участку l6 представлены в табл. 3.8.
Таблица 3.8 |
|
|
|
l, м |
f=p(l),МПа |
l, м |
f=p(l),МПа |
72000 |
3,63 |
75500 |
3,514892 |
73166,67 |
3,592041 |
76666,67 |
3,475676 |
74333,33 |
3,553676 |
77833,33 |
3,436012 |
В результате расчетов невязка давления в точке p5, рассчитанная по формуле (3.32) и (3.29) составляет менее 1%, поэтому расчет по линии l2 - l3 - l6 считаем верным.
17. Для ветви и l4 - l5, поступая аналогично рассчитаем значения давлений:
|
p |
|
= |
|
p2 − |
Q2 |
|
λ |
l |
|
|
|
||
|
4 |
|
2 |
4 |
|
4 |
, |
(3.33) |
||||||
|
|
|
1 |
A2 |
|
|
D5 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
p = (4,29 106 )2 |
− |
0,82 |
|
|
0,0206 14000 =3,89МПа |
|||||||||
(9,7 10−5 )2 |
||||||||||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
0,3595 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты расчета давления по участку l6 представлены в табл. 3.9.
43
Таблица 3.9
l, м |
f=p(l),МПа |
l, м |
f=p(l),МПа |
30000 |
4,29 |
37000 |
4,093805 |
32333,33 |
4,225614 |
39333,33 |
4,026282 |
34666,67 |
4,160231 |
41666,67 |
3,957608 |
|
|
p |
|
= |
p2 − |
Q2 |
|
λ l |
|
|
|
|||
|
|
5 |
2 |
5 |
5 |
, |
(3.34) |
|||||||
|
|
|
|
|
4 |
A2 |
|
D5 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
p |
= (3,89 106 )2 |
− |
|
0,82 |
|
|
0,0201 25000 =3,446МПа |
|||||||
(9,7 10−5 )2 |
||||||||||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
0,4025 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты расчета давления по участку l5 представлены в табл. 3.10.
Таблица 3.10 |
|
|
|
l, м |
f=p(l),МПа |
l, м |
f=p(l),МПа |
44000 |
3,89 |
56500 |
3,674814 |
48166,67 |
3,819619 |
60666,67 |
3,600228 |
52333,33 |
3,747916 |
64833,33 |
3,524064 |
В результате расчетов невязка давления в точке p5, рассчитанная по формуле (3.34) и (3.29) составляет менее 1%, поэтому расчет по линии и l4 - l5 считаем верным.
18. По результатам расчетов строится графическая зависимость давления от продольной координаты трубопровода (см. рис. 3.4).
44
p, МПа
45
L, м
Рисунок 3.4 - Распределение давления по участкам трубопроводной системы
4 Требования к оформлению курсового проекта
Все расчеты представляются в напечатанном или рукописном виде на листах формата А4 с одной стороны. Титульный лист выполняется обязательно в напечатанном виде в соответствии с приложением. Студентом оформляется лист задания и подписывается у преподавателя. Пояснительная записка выполняется соответствии с приложением СТП ВГТУ 62 - 2007. Последовательность расчетов выполняется в соответствии с примерами (см. главу 3).
При оформлении работы в напечатанном виде использовать шрифт Time New Roman, размер шрифта - 14, интервал полуторный, поля: левое – 3см, правое – 2 см, верхнее – 2 см, нижнее – 3 см, нумерация страниц сквозная, номер страницы в нижней части страницы, центровка текста
– по ширине (первая страница нумеруется, но номер не проставляется).
Графическая часть выполняется на бумаге (формат A3) и оформляется по ГОСТ и подшивается к основной работе.
Пояснительная записка должна быть сшита в единый документ скоросшивателем или при помощи других средств.
Несшитый курсовой проект к защите не допускается.
Результаты расчетов по формулам представляются в виде таблиц. Расчетные формулы сопровождаются комментариями, в которых должен быть понятен ход вычислений со всеми промежуточными и конечными результатами.
Работа должна быть выполнена аккуратно, без следов посторонних веществ на листах. Для исправлений допускается использовать корректор белого цвета и пишущую ручку черного цвета. Чернила других цветов не использовать.
46
Взащиту курсового проекта входит:
•вывод формулы для расчета эквивалентного газопровода;
•расчет и построение графической зависимости давления в трубопроводе от продольной координаты;
•расчет и построение графической зависимости давления в трубопроводной сети низкого давления (конечные потребители);
•ответ на теоретический вопрос из третьей главы;
•оформление курсового проекта в соответствии с требованиями.
Защита курсового проекта осуществляется в сроки до начала экзаменационной сессии. После установленного срока защита возможна только по уважительным причинам.
Заключение
Методические указания предназначены для выполнения курсового проекта по теме: «Гидравлический расчет сложных газопроводов» для студентов четвертого-пятого курсов очной и заочной формы обучения. В результате выполнения данной работы студент получит основные навыки по расчету сложных газопроводов низкого и высокого давления. Познакомится с теоретическими сведениями по данной тематике. В дальнейшем полученные сведения будут использованы для написания выпускной квалификационной работы.
Расчеты в курсовом проекте являются основополагающим для проектирования систем трубопроводного транспорта в целом, а также рассчитанные зависимости являются исходными данными для проектирования энергетических систем газового хозяйства.
47
ПРИЛОЖЕНИЕ А
НОМОГРАММА РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТА СЖИМАЕМОСТИ ПРИРОДНОГО ГАЗА Z (ОБЪЕМНОЕ СОДЕРЖАНИЕ МЕТАНА БОЛЕЕ 90%)
48