Система производства и распределение энергоносителями промышленных предприятий

Министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет Украины

Киевский политехнический институт

Кафедра теоретической и промышленной атеплотехники

Контрольная работа

с дисциплины Система производства и распределение

энергоносителями промышленных предприятий

Выполнил: студент 5 курса,

гр. ЗТП - 21, ТЭФ

Глянь В. В.

зач. книжка № а2101

вариант № 2

проверила:

Фуртат И.Э.

2007

Задача 1.

Определить относительную плотность газа, следующего состава:

Влагосодержание

Дано:

Решение:

1) Проверяем правильность задания состава газовой смеси:

2) Определяем коэффициент пересчета

3) Состав влажного газа:

4) Процентное содержание водяного пара в газовой смеси:

5) Относительная плотность газа:

Ответ:

Задача 2.

Определить суточную пропускную способность магистрального газопровода, если по нему транспортируется горючий газ при средней температуре 15⁰ С. Состав газа: Влагосодержание Длина расчетного участка Z = 32 км, начальное давление Р_н =4,1 Па, конечное давление Р_к= 2,6 Па, абсолютные давления, внутренний диаметр газопровода D_вн = 0,704 м.

Дано:

Z = 32 км;

Р_н =4,1 Па;

Р_к= 2,6 Па;

D_вн = 0,704 м.

Решение:

1) Проверяем правильность задания состава газовой смеси:

2) Пересчет состава сухого газа на влажный:

3) Состав влажного газа:

4) Процентное содержание водяного пара в газовой смеси:

5) Для определения

Таблица 1. К определению

Наименование
	0,92872	-82,1	190,9	177,293	4,493	4,173	16	14,86
	0,01778	32,3	305,3	5,428	4,728	0,084	30	0,533
	0,00395	95,7	368,7	1,456	4,25	0,017	44	0,174
	0,99	152,8	425,8	0,422	3,502	0,00346	58	0,057
	0,99	197,2	470,2	0,465	3,237	0,0032	72	0,071
	0,99	31,1	304,1	0,301	7,397	0,00732	44	0,044
	0,03458	-147,1	125,9	4,354	3,394	0,117	28	0,968
	0,012	374,12	647,12	7,765	22,12	0,265	18	0,216
								16,923

6) Среднее абсолютное давление на расчетном частке:

7) Среднеприведенное абсолютное давление:

Определяем апо графику а[2, с.26].

9) Плотность газа при н.у.

10)а Относительная плотность газа

Задаемся

11) Суточная пропускная способность МГ

При аи

12) апри рабочих словиях,

13) Проверяем

Средняя скорость газа на расчетном частке

Коэффициент кинематической вязкости

аопределяем из уравнения

Из таблицы 1

тогда

или

14) Число Рейнольдса

15) Проверяем апо формуле Альтшуля

задавались

16) Перезадаемся

при аи

Задача 3.

Определить потери давления на преодоление сил трения в газопроводе низкого давления из водогазопроводных труб, имеющего размеры , длиной l = 130 ма при расходе природного газа , температура газа 20⁰С. При расчетах принять .

Дано:

l = 130 м

t_г = 20 ⁰C

Решение:

1) Внутренний диаметр газопровода.

2) Скорость газа при нормальных словиях

3) Число Рейнольдса

4) Коэффициент трения

5) Потери давления на трение

6) Расход газа при рабочих словиях

7) Скорость газа при рабочих словиях

8) Число Рейнольдса при рабочих словиях

9) Коэффициент трения с четом рабочих словий

10) Потери давления на трение с четом рабочих словий

где

при нормальных словияха

при рабочих условияха

т.е. аувеличились на 5,51мм вод. ст.(

Задача 4.

Определить избыточное давление горючего газа перед горелкой, если в газопроводе низкого давления расход газа составляет . Размеры газопровода и местные сопротивления принять следующие: 1 = 90 м, 2 = 15 м. Избыточное давление в начале газопровода для всех вариантов Р_изб. = 4 кПа, длина одной трубы для монтажа газопровода 10 м. Состав газа: Влагосодержание

Как изменится избыточное давление газа перед горелкой, если газопровод проложить под глом 45⁰ (возвышение к горелке)?

Дано:

l₁ = 90 м

l₂ = 15 м

Р_изб. = 4 кПа

Р_гор. - ?а

Решение:

Плотность и коэффициент кинематической вязкости для данного состава газа принимаем из задачи № 2: а

Так как на расчетной схеме разные диаметры, то разбиваем схему на расчетные частки:

1) 1 - вый часток 1 = 90 м:

коэффициент местного сопротивления

- задвижка с параллельным затвором при →

Скорость газа в сечении газопровода:

Число Рейнольдса:

Коэффициент трения:

Потери давления на трение:

Потери давления газа на преодоление местных сопротивлений 1 - го участка:

Общие потери на 1 - вом частке:

2) 2 - 2 = 15 м:

коэффициент местного сопротивления

- внезапный переход (сужение)а при →

Скорость газа в сечении газопровода:

Число Рейнольдса:

Коэффициент трения:

Потери давления на трение:

Потери давления газа на преодоление местных сопротивлений 2 - го участка:

Общие потери на 2 - ом частке:

3) Избыточное давление горючего газа перед горелкой:

4) Газопровод проложен под глом 45⁰ (возвышение к горелке):

Разность высот:

Поправка на гидростатическое давление:

Избыточное давление горючего газа перед горелкой (при расположении газопровода под глом 45⁰):

Задача 5.

По газопроводу, имеющему размеры , подается 3010³ м³/ч горючего газа. Длина газопровода 4 м.

Определить давление газа у потребителя, если абсолютное давление газа в начале газопровода составляет Р₁ = 4,2 кгс/см²;

Состав газа: Влагосодержание

Решение:

1 - вый способ по номограмме:

1. Вводим поправку на коэффициент меньшения длины К = 100.

2. На шкале расхода откладываем точку Q_н = 3010³ м³/ч, на размерной шкале - точку аи проводим линию до пересечения системной линией.

3. На шкале длин откладываем точку аи проводим линию до пересечения с системной линией.

4. На пересечении с линией разницы давления находима аи множаем на поправочный коэффициента

5. Давление газа у потребителя:

2 - ой способ:

Внутренний диаметр:

Задаемся

Расход газа при рабочих словиях:

Скорость газа при рабочих словиях:

Число Рейнольдса:

Коэффициент трения:

Секундный расход газа:

Подставляем все величины:

Тогда

где Р₁ = 4,2 кгс/см² = 411879 Па;

Задались получили

Ответ:

Задача 6.

Произвести гидравлический расчет тупиковых газопроводов среднего давления для транспортирования горючего газа (). Схема газопровода показана ниже. Абсолютное давление газа после ГРС составляет 500кПа.

Потребитель	Расчетный расход, м³/ч	Минимальное абсолютное давление, кПа
	1800	250
Б	250	280
В	1700	340
ГРП	1500	270

Решение:

Результаты расчета записываем в табл. 2.

Таблица 2. Исходные данные и результаты расчета.

Расчетный часток	Расчетный расход, Q_расч., м³/ч		Длина, м	бсолютное давление, кПа	Сопротивление на расчетном частке Р_н - Р_к, кПа
		начальное, Р_н, кПа	конечное, Р_к, кПа
1	2	3	4	5	6	7	8
1 - 2	5250		250	275	500	353,55>340	146,45
2 - 3	1800		200	220	353,55	291,007>250	62,007
2 - 5	3450		450	495	353,55	340,584>340	12,966
5 - 4	250		250	275	340,584	330,904>280	9,68
5 - 6	1700		350	385	340,584	340 = 340	0,584
5 - 7	1500		100	110	340,584	304,955>270	35,629

2. Рассчитываем часток 1 - 2.

Определяем самого дальнего потребителя для газа, поступающего через часток 1 - 2, - это потребитель В.

Расчетная длина до потребителя В:

Расчетный расход газа на частке 1 - 2:

Минимальное абсолютное давление у потребителя В составляет Р_к = 340 кПа, начальное давление на частке 1 - 2 - Р_н = 500 кПа.

Определяем по номограмме конечное давление газа:

уменьшаем длину расчетного частка в 100 раз:

Рассчитываем разность а

Уменьшаем полученное значение в 100 раз:

По номограмме определяем точки, соответствующие значениям а(Д) и а(И), и через них проводим прямую линию, которая пересечет вспомогательную ось графика J (А). Проводим прямую линию через точки, соответствующиеа(Е) и точку (А), которая пересечет ось ав точке (В). На оси авыбираем ближайшую точку в сторону увеличения диаметра (Б), соответствующую выпускаемому размеру трубопровода. Размер газопровода будет . Через точку (Б) на оси аи точку (Е) на оси апроводим прямую до пересечения с осью J (Г). Полученная точка (Ж) на осиабудет соответствовать результатуа.

величим значение ав 100 раз;

Вычислим фактическое давление в конце участка 1 - 2:

Сопротивление на частке 1 - 2:

Проверяем, чтобы давление газа в конце участка 1-2а было не меньше минимального давления у потребителя В:

2. Рассчитываем часток 2-5.

Самый дальний потребитель - В. Расчетная длина до потребителя В составит:

меньшаем длину расчетного частка в 10 раз:

Расчетный расход газа на частке 2 - 5:

Минимальное абсолютное давление у потребителя В:

Начальное абсолютное давление на частке 2-5 равно конечному абсолютному давлению на частке 1-2:

Рассчитываем разность а

Уменьшаем полученное значение в 10 раз:

По номограмме определяем аи

Увеличим значение ав 10 раз;

Конечное давление в конце частка 2 - 5:

Сопротивление на частке 2 - 5:

Проверяем давление в конце частка 2-5:

3. Рассчитываем часток 2-3.

Расчетная длина:

Расчетный расход газа:а

Минимальное абсолютное давление у потребителя A:а

Начальное абсолютное давление на частке 2-3 равно конечному абсолютному давлению на частке 1-2 :

Рассчитываем разность :

Уменьшаем длину расчетного частка в 10 раз:

Уменьшаем ав 10 раз:а

По номограмме определяем аи

Увеличим значение ав 10 раз;

Конечное давление в конце частка 2 - 3:

Сопротивление на частке 2 - 3:

Проверяем давление в конце частка 2-3:

4. Рассчитываем часток 5-6.

Расчетная длина:

Расчетный расход газа:а

Минимальное абсолютное давление у потребителя В:а

Начальное абсолютное давление на частке 5-6 равно конечному абсолютному давлению на частке 2-5 :

Рассчитываем разность

Уменьшаем длину расчетного частка в 10 раз:

Уменьшаем ав 10 раз:а

По номограмме определяем аи

Увеличим значение ав 10 раз;

Конечное давление в конце частка 5 - 6:

Сопротивление на частке 5 - 6:

Проверяем давление в конце частка 5-6:

5. Рассчитываем часток 5-4.

Расчетная длина:

Расчетный расход газа:а

Минимальное абсолютное давление у потребителя Б:а

Начальное абсолютное давление на частке 5-4 равно конечному абсолютному давлению на частке 2-5 :

Рассчитываем разность

Уменьшаем длину расчетного частка в 10 раз:

Уменьшаем ав 10 раз:а

По номограмме определяем аи

Увеличим значение ав 10 раз;

Конечное давление в конце частка 5 - 4:

Сопротивление на частке 5 - 4:

Проверяем давление в конце частка 5-4:

6. Рассчитываем часток 5-7.

Расчетная длина:

Расчетный расход газа:а

Минимальное абсолютное давление у потребителя ГРП:а

Начальное абсолютное давление на частке 5-7 равно конечному абсолютному давлению на частке 2-5 :

Рассчитываем разность

Уменьшаем длину расчетного частка в 10 раз:

Уменьшаем ав 10 раз:а

По номограмме определяем аи

Увеличим значение ав 10 раз;

Конечное давление в конце частка 5 - 7:

Сопротивление на частке 5 - 7:

Проверяем давление в конце частка 5-7:

Задача 7.

В газопроводе низкого давления находится объем априродного газа с температурой аи относительной влажностью

Определить размеры цилиндрического конденсатосборника, приняв высоту равной диаметру, если газ охладить до температуры аоставить без изменения. Плотность газового конденсата принять

Дано:

Решение:

Определяем содержание водяных паров в состоянии насыщения:

При

2. Фактическое содержание при асоставляет:

3. Фактическое содержание при асоставляет:

4. дельное количество водяного пара, которое выпадает в виде конденсата:

5. Общее количество выпавшего конденсата:

6. Объем конденсата:

где h Ца высота конденсатосборника, м.

По условию h<=d. Тогда

8. Высота конденсатосборника:

Ответ:а

Задача 8.

Определить годовой расход природного газа на отопление и естественную вентиляцию здания, имеющего наружные размеры амесяцев. При расчетах принять аа

Решение:

1. Теплоту сгорания газа определяем как сумму произведений величин теплоты сгорания горючих компонентов на их объемные доли.

Из задачи 1 объемные доли рабочего состава газа следующие:

Теплота сгорания газа:

2. Определяема наружный объем здания:

3. Годовой расход газа для отопления жилого здания составит:

где q₀ = 0,4 Вт/(м³ К) - дельная отопительная характеристика здания;а вн = 18⁰C - расчетная температура внутри жилого здания; t_н._cp = 3⁰C - средняя температура наружного воздуха за отапливаемый период; а<- КПД отопительной установки (при отоплении от ТЭЦ).

4. Годовой расход газа на естественную вентиляцию здания в связи с потерей теплоты через вентиляционные каналы:

где в = 0,3 Вт/(м³ К) - дельная вентиляционная характеристика здания.

5. Годовой расход газа на отопление и вентиляцию:

Ответ:

Задача 9.

Определить количество сероводорода или диоксида глерода, которое можно извлечь иза загрязненного природного газа, если количество затраченного водного раствора моноэтаноламина составляет m = 21 кг, концентрация моноэтаноламина в водном растворе - n = 20%.

Решение: