- •Курсовая работа
- •1.Опредиление параметров природного газа в магистральном трудопроводе
- •1.1 Постановка задачи
- •1.2 Термодинамическая модель процесса
- •1.3 Расчет параметров газа
- •1.5. Оценка погрешности идеально-газового приближения
- •1.6. Расчёт погрешности термодинамических параметров реального и идеального газа
- •2 Расчет процессов сжатия в нагнетателе компрессорной станции (кс)
- •2.1 Постановка задачи
- •2.2 Термодинамическая модель адиабатного компрессора
- •2.3 Расчет параметров процесса сжатия газа.
- •3. Выбор оптимальных параметров цикла и расчет показателей газотурбинной установки (гту)
- •3.1. Постановка задачи
- •3.2 Термодинамическая модель цикла
- •3.3. Определение оптимальных параметров гту
- •3.4. Определение показателей гту
- •6. Используемая литература
1.2 Термодинамическая модель процесса
Система уравнений одномерного стационарного течения газа :
- уравнения нерозрывности;(1.1)
- первый закон термодинамики для открытой однопоточной системы;
,(1.2)
- закон сохранения механической работы;
, (1.3)
- второй закон термодинамики;(1.4)
- уравнения состояния газа; , (1.5)
- уравнение Вейсбаха-Дарси для гидравлического сопротивления;
, (1.6)
Необходимо принять следующие допущения:
Участок трубопровода горизонтальный
Течение газа в трубопроводе «медленное» – квадрат числа маха
Техническая работа на участке трубопровода отсутствует
Поперечное сечение трубопровода постоянно
кинетическая энергия
Из системы уравнений 1.1, 1.6 с учетом принятых допущений получим расчетную интегральную систему уравнений.
Из уравнений 1.2 и 1.3
Дж/кг.
(1.7)
А также
(1.8)
(1.9)
Из уравнения (1.1)следует:
(1.10)
Из уравнения 1.4 получаем:
. (1.11)
Уравнение состояния газа: (1.12)
Здесь и– соответственно теплота процесса и энергия диссипации, Дж/кг;h – энтальпия, Дж/кг;s– энтропия, Дж/(кгК);– техническая работа, совершаемая внешними объектами над газом, Дж/кг;– работа, затрачиваемая на преодоление трения в пограничном слое потока, Дж/кг;Н – уровень сечения потока, отсчитанный от нулевой горизонтали, м;G– массовый расход газа, кг/с; z– коэффициент сжимаемости; – средняя температура газа, К.
1.3 Расчет параметров газа
Определение параметров газовой смеси.
Используем уравнение Кея определим критическое давление и температуру смеси газов.
Критическое давление смеси:
Критическая температура смеси:
.
Удельная газовая постоянная смеси:
;
Молекулярная масса смеси:
Рассмотрим изотермический процесс течения реального газа в трубопроводе.
Определяем коэффициент сжимаемости zдля режимных параметров на входе и на выходе.
Приведенное давление на входе в трубопровод:
;;
;
; ;
Приведенное давление и температура на выходе из трубопровода:
;Па;
;;
;;
Из диаграммы находим, что
На входе
На выходе
Плотность газа
На входе - ;;
На выходе - ;;
Определение термодинамических параметров природного газа по h,S-диаграмме
Для газа с параметрами =9,0 МПа и=303 К с помощью графика находим значение энтальпии=502 кДж/кг и энтропии=8,62 кДж/кг К
Для газа с параметрами=5,294 МПа и=303 К с помощью графика находим значение энтальпии=548 кДж/кг и энтропии=9,08 кДж/(кг К)
Удельный тепловой поток равен разности энтальпий на участке:
;кДж/кг;
;Па;
1.4.Расчет и выбор длины трубопровода
Определяем массовый расход природного газа по условиям на входе:
;
;
Используя уравнение (1.10) получим скорость газа на выходе из трубопровода:
;
Определяем тепловой поток, отводимый от природного газа в трубопроводе:
Из уравнения (1.9) находим расстояние между компрессорными станциями: