газопровода между двумя КС
Принимаем в качестве первого приближения значения коэффициента гидравлического сопротивления λ, средней температуры Т ср и коэффициента сжимаемости газа Z ср из первого этапа вычислений:
Определяем значение 
, давление в конце участка:
(20)
Определяем среднее давление:
Определяем среднее значение приведенного давления и температуры:
Удельная теплоемкость газа:
(21)
Коэффициент Джоуля-Томпсона:
(22)
Рассчитываем коэффициент 
:
(23)
Вычисляем значение средней температуры с учетом теплообмена с окружающей средой и коэффициента Джоуля-Томпсона:
(24)
Вычисляем уточненные значения приведенной температуры 
и коэффициента сжимаемости 
:
Zср = 1-(0,0241* р пр /(1-1.68* Т пр+0.78* Т пр2 +0.0107* Т пр3))
Рассчитываем коэффициент динамической вязкости и число Рейнольдса:
(25) 
Рассчитаем число Рейнольдса по формуле:
(26)
Вычислим коэффициенты 
и 
:
Конечное давление во втором приближении:
Относительная погрешность определяется по формуле
(27)
Сравниваем полученный результат с предыдущим значением и если он отличается менее чем на 5% продолжаем расчет и принимаем окончательное значение 
, если более повторяем расчет, меняя приближения
Результаты расчетов приводим в таблицу.
Таблица 2
результаты уточненного расчета
| Наименование расчетного параметра | Первое приближение |
Конечное давление  ,МПа
| |
Среднее давление  ,МПа
| |
| Приведенная температура
| |
Приведенное давление 
| |
Теплоемкость газа  ,кДж/(кг*К)
| |
Коэффициент Джоуля-Томпсона  ,К/МПа
| |
Параметр 
| |
Средняя температура  ,К
| |
| Средний коэффициент сжимаемости
| |
Динамическая вязкость газа  ,Па*с
| |
| Число Рейнольдса Re | |
Коэффициент сопротивления трения 
| |
| Коэффициент гидравлического сопротивления
| |
Конечное давление  ,МПа
| |
| Относительная погрешность по давлению,% |
Уточняем среднее давление:
Определяем конечную температуру газа:
2.5 Выбор типа ГПА и расчет режима работы КС
В соответствии с проведенными расчетами выбираем и обосновываем газотурбинный агрегат.
По результатам теплового и гидравлического расчета линейного участка определим давление 
и температуру 
газа на входе в центробежный нагнетатель:
Вычисляем значения температуры и давления, приведенные к условиям всасывания при 
и 
по формулам:
Рассчитаем коэффициент сжимаемости по формуле:
Zср = 1-(0,0241* р пр /(1-1.68* Т пр+0.78* Т пр2 +0.0107* Т пр3))
Определим плотность газа по формуле:
(28)
Вычислим требуемое количество нагнетателей по формуле:
(29)
Рассчитаем производительность нагнетателя по формуле:
(30)
Задаваясь несколькими значениями оборотов ротора в диапазоне возможных частот вращения ГПА, определяем 
и 
. Результаты вычислений приводим в таблицу.
Таблица 3-
результаты расчета Qпр и (
)пр
Частота вращения 
| 
|
| 
| 
|
Вычисляем требуемую степень повышения давления по формуле:
(31)
Полученные точки Qпр - [n/nн]пр наносятся на характеристику нагнетателя и соединяются линией режимов.
По характеристике нагнетателя определяем расчетные значения приведенных параметров. Проведем горизонтальную линию из е до линии режимов и найдем точку пересечения.
Восстанавливая перпендикуляр из этой точки до пересечения с горизонтальной осью, находим, Qпр, м3/мин. Аналогично определяем nпол =808 и [Ni/свс]пр =кВт/(кг/м3).
Определим расчетную частоту вращения вала нагнетателя по формуле:
(32)
Рассчитаем внутреннюю мощность, потребляемую ЦН по формуле:
(33)
С учетом, что механические потери мощности составляют 1% от номинальной мощности ГТУ, определяем мощность на муфте привода:
(34)
Вычисляем располагаемую мощность ГТУ ГПА-Ц-16/76 по формуле:
(35)
Проверяем условие. Условие Ni < 
выполняется.
Рассчитываем температуру газа на выходе ЦН по формуле:
, К (36)
Сделать вывод о целесообразности выбора ГТА и количестве компрессорных станций.
Таблица 4
| Наименование параметра | ВАРИАНТ | ||||||||||||
| 1. | Протяженность магистрального газопровода, L, км | ||||||||||||
| Наружный диаметр, Дн,мм | |||||||||||||
| Толщина стенки, мм | |||||||||||||
| Месторождение - | Северо–Ставропольское | Уренгойское | Шатлыкское | Медвежье | Заполярное | Северо–Ставропольское | Уренгойское | Шатлыкское | Медвежье | Арчединское | |||
| Пропускная способность газопровода, Q г,млрд. куб. м/год | 5,5 | 5,7 | 19,2 | 3,8 | 4,7 | 20,6 | 24,8 | 5,8 | |||||
| Давление на всасывании, Рвсас,МПа | 4,65 | 4,97 | 5,08 | 5,17 | 5,96 | 4,65 | 4,97 | 5,08 | 5,22 | 4,65 | |||
| Давление нагнетателя, Рнаг,МПа | 7,15 | 7,58 | 8,13 | 8,59 | 9,21 | 7,15 | 7,58 | 8,13 | 8,59 | 7,15 | |||
| Давление избыточное, Ризб, МПа | 7,00 | 7,42 | 7,96 | 8,41 | 9,02 | 7,00 | 7,42 | 7,96 | 8,41 | 7,00 | |||
| Температура воздуха, Твозд,К | |||||||||||||
| 10. | Средняя температура грунта на глубине заложения газопровода, Т 0,К | ||||||||||||
| Наименование параметра | ВАРИАНТ | ||||||||||||
| 1. | Протяженность магистрального газопровода, L, км | ||||||||||||
| Наружный диаметр, Дн,мм | |||||||||||||
| Толщина стенки, мм | |||||||||||||
| Месторождение - | Северо–Ставропольское | Уренгойское | Шатлыкское | Медвежье | Заполярное | Арчединское | Северо–Ставропольское | Уренгойское | Шатлыкское | Арчединское | |||
| Пропускная способность газопровода, Q г,млрд. куб. м/год | 82,5 | 26,3 | 5,2 | 28,5 | 28,4 | 8,7 | 19,9 | 25,1 | 97,6 | ||||
| Давление на всасывании, Рвсас,МПа | 5,96 | 5,43 | 4,97 | 5,08 | 5,96 | 5,32 | 4,65 | 5,08 | 5,19 | 5,96 | |||
| Давление нагнетателя, Рнаг,МПа | 9,21 | 8,59 | 7,58 | 8,13 | 9,21 | 8,59 | 7,15 | 8,13 | 8,59 | 9,21 | |||
| Давление избыточное, Ризб, МПа | 9,02 | 8,41 | 7,42 | 7,96 | 9,02 | 8,41 | 7,00 | 7,96 | 8,41 | 9,02 | |||
| Температура воздуха, Твозд,К | |||||||||||||
| 10. | Средняя температура грунта на глубине заложения газопровода, Т 0,К | ||||||||||||
