МОДЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОПРОВОДА

Цель работы:

1. Закрепить знания по гидравлическому расчету газопроводов.

2. Овладеть приемом моделирования простого газопровода в среде программы HYSYS.

3. Изучить влияние параметров внешней среды на гидравлический режим трубопровода.

При движении реального газа по трубопроводу происходит значительное падение давления по длине в результате преодоления гидравлических сопротивлений. В этих условиях плотность газа уменьшается, а линейная скорость – увеличивается [1, 2].

Установившееся изотермическое (Т=const) движение газа в газопроводе описывается системой трех уравнений:

1. Уравнение Бернулли, закон сохранения энергии:

dP/gr_г + udu/2g + dz + ldx/d · u²/2g = 0 (6.1)

2. Уравнение состояния:

P = r _г R _г T z,

где R _г = R / M

3. Закон сохранения массы, выражающийся в постоянстве массового расхода:

G = r _г u s = const.

При этом следует помнить, что изотермический процесс описывается уравнением Бойля-Мариотта:

Р / r = const.

При выводе расчетной формулы вторым и третьим слагаемыми в уравнении (6.1) пренебрегают, т.к. считают, что увеличения линейных скоростей в газопроводе не происходит и газопровод проложен горизонтально [1].

G = pd²/4Ö(P₁² – P₂²)d/(lzR_гTL), кг/с (6.2)

Формула (6.2) является основной для расчета массового расхода газа по трубопроводу. В системе СИ размерности величин следующие:

G – массовый расход газа, кг/с;

d – внутренний диаметр газопровода, м;

P ₁, P ₂ – давление в начале и конце газопровода, соответственно, Па;

l – коэффициент гидравлического сопротивления;

R _г – газовая постоянная, Дж/(кг·К);

R – универсальная газовая постоянная, равная 8314 Дж/(кмоль∙К);

T – абсолютная температура газа, К;

L – длинна газопровода, м;

u – линейная скорость газа, м/с;

r _г – плотность газа, кг/м³.

По уравнению состояния для газа и воздуха имеем:

R_гr_г = R_вr_в или R_г = R_вr_в/r_г = R_в/r, (6.3)

где r = r _г / r _в – относительная плотность газа по воздуху.

Объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям:

V_г = G/r_су = G/r·r_в, (6.4)

где r _су – плотность газа при стандартных условиях.

Или

(6.5)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: