1.4 Уточненный тепловой и гидравлический расчеты участка газопровода между двумя компрессорными станциями

1.4.1 Принимаем в качестве первого приближения значения 𝜆, и из первого этапа вычислений

1.4.2 Определяем в первом приближении значение абсолютного давления в конце участка газопровода по формуле

1.4.3 Определяем среднее давление

1.4.4 Определяем средние приведенные давление и температуру

1.4.5 Удельная теплоемкость газа

где – газовая постоянная;

Тогда

=

1.4.6 Коэффициент Джоуля-Томсона D_i

, (29)

где

Тогда

1.4.7 Рассчитываем коэффициент α

где – средний на линейном участке общий коэффициент теплопередачи от газа в окружающую среду, для смешанных грунтов =1 Вт/(м²·К).

1.4.8 Вычисляем значение средней температуры с учетом теплообмена с окружающей средой и коэффициента Джоуля-Томсона

1.4.9 Вычисляем уточненные значения приведенной температуры и коэффициента сжимаемости

,

где

Тогда

1.4.10 Рассчитываем коэффициент динамической вязкости и число Рейнольдса

(32)

где

Тогда

1.4.11 Вычисляем коэффициенты сопротивления трению и гидравлического сопротивления 𝜆

1.4.12 Конечное давление в первом приближении по формуле (24)

1.4.13 Относительная погрешность определения конечного давления составляет

Так как полученный результат отличается от предыдущего приближения более 1%, приравниваем и уточняем расчеты, начиная с п. 1.4.

Принимаем значение абсолютного давления в конце участка газопровода

Определяем среднее давление по формуле (25)

Определяем средние приведенные давление и температуру по формулам (26), (27)

Удельная теплоемкость газа по формуле (28)

Тогда

=

Коэффициент Джоуля-Томсона D_i по формуле (29)

Тогда

Рассчитываем коэффициент α по формуле (30)

Вычисляем значение средней температуры с учетом теплообмена с окружающей средой и коэффициента Джоуля-Томсона по формуле (31)

Вычисляем уточненные значения приведенной температуры и коэффициента сжимаемости

,

где

Тогда

Рассчитываем коэффициент динамической вязкости и число Рейнольдса по формуле (32)

Тогда

Вычисляем коэффициенты сопротивления трению и гидравлического сопротивления 𝜆 по формуле (34)

Конечное давление в первом приближении по формуле (24)

Относительная погрешность определения конечного давления составляет

Таблица 4 – Результаты уточненного теплового и гидравлического расчета линейного участка газопровода

Наименование расчетного параметра	Первое приближение	Второе приближение
1	2	3
Конечное давление , Мпа	5,23	5,61
Приведенная температура	1,525	1,525
Приведенное давление	1,363	1,356
Теплоемкость газа , кДж/(кг·К)	2,694	2,691
Коэффициент Джоуля-Томсона , К/МПа	4,054
Параметр	0,0066	0,0066
Средняя температура , К	291,717	291,565
Средний коэффициент сжимаемости	0,879	0,879
Динамическая вязкость газа , Па·с	1,243∙10-5
Число Рейнольдса	1,72∙107
Коэффициент сопротивления трения	0,0105
Коэффициент гидравлического сопротивления	0,0116	0,0116
Конечное давление , МПа	5,16493	5,16525
Относительная погрешность по давлению, %	1,29	0,102

1.4.14 Уточняется среднее давление по формуле (25)

1.4.15 Определяем конечную температуру газа