Расчёт пропускной способности сложного газопровода. Построение зависимости давления в эквивалентном газопроводе от продольной координаты. Распределение давления по участкам трубопроводной системы. Определение диаметра участков распределительной сети.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

20

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Авиационный факультет

Кафедра «НГОТ»

Специальность 130501 «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Основы теории и проектирования энергетических систем газонефтепроводов и газонефтехранилищ»

Тема «Гидравлический расчет сложного газопровода»

Выполнил студент гр. НГД-091 А.С. Соколов

Руководитель А.И. Житенёв

Воронеж 2013



ЗАДАНИЕ

на курсовую работу по дисциплине «Основы теории и проектирования энергетических систем газонефтепроводов и газонефтехранилищ»

Тема проекта «Гидравлический расчет сложного газопровода»

Студент группы НГД-091 Соколов Алексей Сергеевич

Задание №1

1. В соответствии с вариантом задания (Приложение А) составить аналитическую зависимость для эквивалентного газопровода, представить вывод этой зависимости с промежуточными результатами и подробными комментариями.

2. Вычислить пропускную способность сложного газопровода.

3. Рассчитать давления во всех промежуточных точках и построить зависимости давления от продольной координаты газопровода по каждой нитке.

Задание №2

1. В соответствии с вариантом задания рассчитать диаметры трубопроводной системы для обеспечения нормативных значений потерь давления.

2. Определить начальное давление, необходимое для снабжения газом всех потребителей в соответствии с исходными данными (Приложение Б).

3. Рассчитать давление во всех промежуточных точках и построить зависимости давления от продольной координаты газопровода по каждой нитке.

Руководитель А.И. Житенёв

Задание принял студент А.С. Соколов



Содержание

Введение

1. Гидравлический расчет сложного газопровода высокого давления

1.1 Определение пропускной способности сложного газопровода

1.2 Оценка полученного расхода в системе

1.3 Построение зависимости давления в эквивалентном газопроводе от продольной координаты

1.4 Распределение давления по участкам трубопроводной системы

2. Гидравлический расчет сложного газопровода низкого давления

2.1 Определение давления в узловых точках сети

2.2 Определение диаметра участков распределительной сети

2.3 Приведение диаметров участков сети к стандартным значениям

2.4 Определение зависимости давления в сети от продольной координаты

Заключение

Список литературы

Приложения



Введение

В настоящее время уровень энергопотребления населения возрастает с каждым днем, поэтому очень важно доставить энергоноситель вовремя и в нужном количестве. Для выполнения этой задачи основным транспортом в России является трубопровод, а основным топливом - природный газ, львиную долю которого составляет метан.

В данной работе будет рассмотрен расчет тупикового газопровода, питаемого из одной точки, с подключенными сосредоточенными потребителями газа и кольцевого газопровода. Особенностью первого является то, что определение диаметров участков газопровода ведут по суммарным расходам газа на участках и допускаемой потере давления. В отличие от тупиковых газовых сетей, в которых направления потоков и расчетные расходы газа на участках сети определены, в многокольцевых сетях и направления потоков, и количества газа, протекающие по расчетным участкам, не постоянны. Задачей гидравлического расчета таких сетей является определение диаметров участков сети, которые обеспечивают равномерность гидравлического режима всей сети и подачу всем потребителям требуемых количеств газа при заданных перепадах давления. Если в тупиковых сетях из трех величин: расхода газа, допустимого перепада давления и диаметра газопровода - неизвестна одна, то задача решается легко. В кольцевых сетях, когда потоки газа могут распределиться по полукольцам неравномерно, из указанных трех величин известна только одна, а две другие необходимо определить.



1. Гидравлический расчет сложного газопровода высокого давления

1.1 Определение пропускной способности сложного газопровода

Для расчета сложной трубопроводной системы согласно рисунку 1 и данным таблицы 1 воспользуемся методом замены на эквивалентный простой газопровод. Для этого на основании уравнения теоретического расхода для установившегося изотермического течения составим уравнение для эквивалентного газопровода и запишем уравнение.

Таблица 1

Номер индекса i	Наружный диаметр Di , мм	Толщина стенки дi , мм	Длина участка Li , км
1	508	9,52	34
2	377	7	27
3	426	9	17
4	426	9	12
5	377	7	8
6	377	7	9
7	377	7	28
8	630	10	17
9	529	9	27

Рисунок 1 - Схема трубопровода

Для участка l1 запишем формулу расхода:



(1.1)

В узловой точке р1 газовый поток разделяется на две нитки: l2 -l4 -l6 и l3 -l5 -l7 далее в точке р6 эти ветви объединяются. Считаем, что в первой ветке расход Q1 , а на второй ветке Q2.

Для ветви l2 -l4 -l6:

(1.2)

(1.3)

(1.4)

Просуммируем попарно (1.2), (1.3) и (1.4), получим:

(1.5)

Для ветви l3 -l5 -l7:

(1.6)

(1.7)

(1.8)

Просуммируем попарно (1.6), (1.7) и (1.8), получим:



(1.9)

Выразим из выражений (1.5) и (1.9) Q1 и Q2 соответственно:

(1.10)

(1.11)

Расход по параллельному участку равен: Q=Q1+Q2.

(1.12)

Разность квадратов давлений для параллельного участка равна:

(1.13)

Для ветви l8-l9 запишем:

(1.14)



Просуммируя (1.1), (1.13) и (1.14), получим:

(1.15)

Из последнего выражения можно определить пропускную способность системы. С учетом формулы расхода для эквивалентного газопровода:

(1.16)

Найдем соотношение, которое позволяет при заданном LЭК или DЭК найти другой геометрический размер газопровода

(1.17)

Для того, чтобы определить длину эквивалентного газопровода, построим развертку системы. Для этого построим все нити сложного трубопровода в одном направлении, сохраняя структуру системы. В качестве длины эквивалентного трубопровода примем самую протяженную составляющую газопровода от его начала до конца, согласно рисунку 2.



Рисунок 2 - Развертка трубопроводной системы

По результатам построения в качестве длины эквивалентного трубопровода примем длину, равную сумме участков l1 -l3 -l5 -l7 -l8 -l9. Тогда LЭК=...