2.2.4 Тепловий розрахунок промислових

трубопроводів

Температура газу в трубопроводі залежить від умов руху і теплообміну із оточуючим середовищем. Розподіл температури вздовж газопроводу з врахуванням дросель-ефекту і теплообміну визначають за рівнянням, згідно наведеної схеми на рис.2.9.

Рис.2.9 – Розрахункова схема лінійного, горизонтального

відрізку газопроводу

Т_х = Т_гр + (Т_п – Т_гр)^–ах – , (2.62)

де Т_х – температура газу на відстані х від початку газопроводу, К; Т_п, Т_к – відповідно температура на початку і в кінці газопроводу, К; Р_ср – середній тиск в газопроводі, МПа, визначають за формулою (2.20); Т_ср – середня температура в газопроводі, К, визначають за формулою (2.21); L – довжина газопроводу, м; ε_i – коефіцієнт Джоуля-Томсона, К/МПа, який визначають за формулою

ε_i = (2.63)

При 1,6 ≤ Т_пр ≤ 2,1 і 0,8 ≤ Р_пр ≤ 3,5 параметр f (Р_пр, Т_пр) знаходять за формулою

f (Р_пр, Т_пр) = 2,343 – 0,071 (Р_пр – 0,8), (2.64)

Р_кр– псевдокритичний тиск, МПа; Т_кр – псевдокритична температура, К; Р_пр і Т_пр – відповідно зведений псевдокритичний тиск і температура, заходять за формулами Р_пр = Р/Р_кр і Т/Т_кр; С_р – питома ізобарна теплоємність газу при середньому тиску і температурі в газопроводі, Дж/К, знаходять за формулою

С_р = (3,15 + 0,02203 Т_ср – 0,149 · 10 ^-4 + + (2.65)

М_ср = 22,41

Наведене у формулі (2.45) значення знаходять за формулою

а = 62,6 , (2.66)

де К – коефіцієнт теплопередачі, який суттєво залежить від способу прокладки трубопроводу (підземний, наземний, надземний, в насипі, підводний, теплоізольований) і теплопровідності ґрунтів. Для приблизних розрахунків можна прийняти К = (0,5 ÷ 2) кДж/(кг·К); D_З – зовнішній діаметр труб, мм; Q_Г – витрата газу, м³/доб.

2.2.5 Механічний розрахунок промислових

трубопроводів

Механічний розрахунок промислових трубопроводів зводиться до визначення товщини стінки труб при відомому внутрішньому робочому тиску і визначається за формулою

, (2.67)

де – товщина стінки труби, см; D_З – зовнішній діаметр труб, см; n_Р – коефіцієнт перевантаження від тиску, для діаметрів трубопроводів D_З < 700 мм приймається рівним 1,1; Р – робочий тиск в трубопроводі, Па; R₁ – розрахунковий опір розтягненню (стисненню), який визначається за формулою

R₁ = , (2.68)

де – нормативний опір розтягненню (стисненню), рівний мінімальному тимчасовому опору, який визначається технічними умовами на труби, Па; m – коефіцієнт умов роботи трубопроводу, при транспортуванні газу, рівний 0,6; k₁ – коефіцієнт надійності матеріалу, рівний 1,34 ÷ 1,55; K_Н – коефіцієнт надійності трубопроводу, рівний 1,0 для D_З < 500 мм.

Коефіцієнт стисливості газу при Р_ср і Т_ср;

Z_ср = (0, 4 lg Т_пр.ср + 0,73)^P_пр.ср + 0,1 Р_пр.ср (2.69)

Р_пр.ср = Р_ср / Р_кр (2.70)

Т_пр.ср = Т_ср / Т_кр (2.71)

Р_кр = 4,892 – 0,4048 (2.72)

Т_кр = 94,717 + 170, 8 (2.73)

(2.74)

Т_ср = (2.75)