Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Определение коэффициента гидравлического сопротивления
В общем случае коэффициент гидравлического сопротивления l является функцией двух безразмерных параметров: числа Рейнольдса Re и относительной шероховатости e. Число Рейнольдса является параметром гидродинамического подобия потока и зависит от внутреннего диаметра трубопровода, скорости течения газа в нем и вязкости газа: , (1.40) где W - скорость течения газа , м/с; D - внутренний диаметр газопровода, м; ν - кинематическая вязкость газа, м2/с; При расчетах МГ обычно используется понятие динамической вязкости газа m= ν ∙ r. В этом случае выражения для определения Re принимают следующий вид: (1.41) где r - плотность газа, определенная при тех же условиях, что и скорость течения газа, кг/м3; - динамическая вязкость газа. Пас; rв - плотность воздуха при стандартных условиях, кг/м3; D - относительная плотность газа; QК - объемная комерческая производительность МГ при стандартных условиях, м3/с. Учет газа при коммерческих операциях производится в объемных единицах, приведенных к стандартным условиям (ТСТ = 293К, РСТ = 0, 1 МПа): , – плотность газа при стандартных условиях. Так как динамическая вязкость газа в участке принимается величиной постоянной, то из последней зависимости (1.41) видим, что число Рейнольдса по длине участка остается постоянным. При использовании объемной производительности в млн. м3/сут уравнение (1.41) примет удобный для практических расчетов вид . (1.42) Для определения коэффициента сопротивления трения ОНТП рекомендуют использовать уравнение ВНИИгаза, которая по своей сути аналогична формуле Альшуля для зоны смешенного трения , (1.43) где k - коэффициент эквивалентной шероховатости труб. В МГ наиболее распространено течение газа в квадратичной зоне турбулентного режима, течение в зоне смешенного трения возможно при неполной загрузке газопровода, а в зоне гидравлически гладких труб характерно для распределительных газопроводов малого диаметра. Из формулы 1.43 следуют частные случаи: в зоне гидравлически гладких труб при коэффициент сопротивления трения: ; в зоне квадратичного трения при коэффициент гидравлического сопротивления: ; (1.44) Приняв в соответствии с рекомендацией норм технологического проектирования k = 0, 03 мм, получим , (1.45) где D - внутренний диаметр трубопровода, мм. В МГ имеет место только турбулентный режим, поэтому используется терминология: квадратичная зона трения называется квадратичным режимом, а зона смешенного трения – смешенным режимом. МГ работают всегда в турбулентном режиме при числах Рейнольдса в несколько десятков миллионов (задача 1.6). При полной загрузке МГ чаще всего работает в квадратичной зоне. В этом случае влиянием числа Рейнольдса можно пренебречь и воспользоваться формулой (1.44). Уравнение (1.45) широко используется при расчетах МГ, особенно в случаях, когда невозможно определить режим течения газа и им приходится предварительно задаваться. Для уточнения режима течения газа (от смешенного трения к квадратичному) используется переходное значение числа Рейнольдса ReПЕР: . (1.46) При Re> ReПЕР зона течения газа будет квадратичной. Удобно при проведении расчетов использовать для определения режима течения переходную производительность QПЕР. Для определения переходной производительности приравняем между собой (1.42) и (1.46). После преобразований получим QПЕР = 0, 219 . (1.47) После подстановки k = 0, 03 мм (1.47) примет следующий вид . (1.48) С течением времени шероховатость труб увеличивается, особенно если транспортируемый газ содержит сернистые соединения. Внутренняя полость газопровода засоряется отложениями воды, конденсата, продуктов коррозии и масла смазки или уплотнения компрессоров. Все это приводит к повышению гидравлического сопротивления газопровода. Кроме того, не учитывалось наличие потерь давления газа на преодоление местных гидравлических сопротивлений. Для учета местных сопротивлений на линейной части газопровода коэффициент гидравлического сопротивления берется на 5% выше коэффициента сопротивления трения . С учетом указанных факторов ОНТП рекомендуется следующая зависимость для определения расчетного значения коэффициента гидравлического сопротивления lР , (1.49) где 1, 05 - коэффициент, учитывающий наличие местных сопротивлений; Е - коэффициент гидравлической эффективности работы участка. Коэффициент гидравлической эффективности характеризует уменьшение производительности в результате повышения гидравлического сопротивления газопровода, вызванного образованием скоплений влаги, конденсата и выделением гидратов. В соответствие с нормами технологического проектирования коэффициент эффективности работы принимается равным 0, 95, если на газопроводе имеются устройства для периодической очистки внутренней полости трубопровода, а приих отсутствии Е =0, 92. Коэффициент гидравлической эффективности в процессе эксплуатации определяется для каждого участка между КС не реже 1 раза в год. По его величине судят о загрязненности линейной части газопровода. При повышении указанных значений Е необходимо проводить очистку газопровода. Скопление вода и конденсата удаляются продувкой. Если это не приводит к необходимому эффекту, по газопроводу пропускают очистные поршни.
|