1.3. Расчёт параметров газа. Реальный газ (z≠1)

По таблице 1.1. определяем состав смеси и критические параметры каждого компонента.

По правилу Кея:

где - мольная доля к-го компонента смеси.

Критическое давление смеси, МПа:

Критическая температура смеси ,К:

Определяем мольную массу смеси, :

Универсальная газовая постоянная для смеси, :

Приведенные параметры :

По (z, π) диаграмме (Приложение 1) для природного газа находим коэффициент сжимаемости:

Рисунок 1.2 — Определение по (z, ) диаграмме коэффициента сжимаемости

Из уравнения состояния реальных газов:

Массовый расход газа :

где - площадь поперечного сечения трубопровода.

Используя степень падения давления газа по трубопроводу, найдем :

Приведенные параметры :

Так как процесс изотермический, то , следовательно =1,559.

По (z, π) диаграмме для природного газа находим коэффициент сжимаемости:

Плотность газа на выходе, :

Скорость течении газа в конце трубопровода, :

По (h, s) диаграмме (Приложение 2):

Для адиабатного процесса:

Изменение энтропии находится из Рисунок 1.3:

Рисунок 1.3 — Определение по (h, s) диаграмме калорических и

термических параметров в конце трубопровода

, а изменение: .

и а изменение:

Для изотермического процесса:

Изменение энтропии находится из Рисунок 1.4:

Рисунок 1.4 — Определение по (h,s) диаграмме калорических и

термических параметров в конце трубопровода

и , а изменение: . и а изменение:

Для изотермического течения найдем тепловой поток , Вт

МВт

1.4 Расчёт и выбор длины трубопровода

Длина трубопровода,:

1.5 Оценка погрешности идеально-газового

приближения (z=1)

Считая газ идеальным (z=1), его параметры течения будут следующими:

Из уравнения (1.10), приняв, что начальная скорость получим:

Массовый расход газа по газопроводу находим из (1.10):

Процесс адиабатный, то , а изменение - .

Изменение энтропии:

(1.11)

Потери давления газа между станциями, МПа:

Длина трубопровода, из (1.9):

(1.12)

Оценка погрешностей определения величин:

Таблица 1.3 - Результаты численных расчётов

Течение в газопроводе	Термодинамические параметры
	р1, МПа	р2, МПа	t1, ^0C	t2, ^0C	z1	ρ1, кг/м^3	ρ2, кг/м^3	G, кг/с	Q, МВт	h2-h1, кДж кг	w1, м/с	∆s, кДж кг∙К	x12, км
Адиабатное	10	5,56	25	5	0,86	76,98	39,58	539,5	0	0	6	0,2	355,4
Изотермическое	10	5,56	25	25	0,93	76,98	39,58	539,5	21,58	40	6	0,37	355,4
Идеальное газовое приближение	10	5,56	25	5	1	66,2	36,81	463,93	0	0	6	0,2	413,14

Вывод: Мы убедились, что изотермическое течение природного газа более экономично, чем изотермическое идеальное. Так как больше массовый расход и выше скорость течения природного газа на выходе.

Главной задачей является доставка максимально возможного количества природного газа.

Для этой цели можно увеличить плотность, за счет понижения температуры газа. Повышать давление нецелесообразно, так как это приводит к увеличению трения газа о стенки трубопровода, хотя при повышении давления так же увеличивается плотность. Можно увеличить проходное сечение трубы, но это приведет к созданию более громоздких конструкций и сложности технического расчета.

Поэтому, одним из основных методов повышения массового расхода является понижение температуры, вплоть до минусового значения, так называемого сжижения газа.