по Теплотехнике

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ для заочного обучения

Задача 1.

Определить число перекачивающих компрессорных станций и расстояние между ними по следующим исходным данным:

1) состав газа: метан СН4
– 95 % мол., С2
Н6
– 4,5 % мол., С3
Н8
– 0,5 % мол.;

2) разница геодезических отметок не превышает 150 м;

3) средняя температура грунта 3°С;

4) коэффициент теплопередачи от газа к грунту k = 1,8 вт/м2
×град;

5) последующие данные выбирать в зависимости от варианта.

По результатам расчета подобрать ГПА.

Примечания:

1) пример решения задачи приведен в литературе: Л.А. Бабин и др. «Типовые расчеты по сооружению трубопроводов». Москва, Недра, 1979 г., стр. 19-26;

2) для выбора ГПА можно использовать А.В. Деточенко и др. «Спутник газовика», М. Недра, 1978.

Задача 2.

Построить совмещенную характеристику насоса и трубопровода при перекачке нефти для участка трубопровода длиной L
, диаметром D
, начальная точка трубопровода имеет высотную отметку z1
, конечную z2
, конечный напор h
к
. Перекачка ведется двумя последовательно соединенными насосами типа НМ, напор подпорного агрегата равен h
под
. Определить рабочую точку системы трубопровод-насос и наиболее целесообразную производительность перекачки. Характеристики насосов рассчитать по литературным данным. Профиль между отметками z1
и z2
произвольный без значительных подъемов. Сделать выводы, если рабочая точка не попадает в зону оптимальных КПД.

Физические свойства нефти: r = 865 кг/м3
, n = 12×10–6
м2
/с.

При построении характеристик трубопровода задаваться расходами от 0 до 2000-3500 м3
/ч.

Литература: М.В. Лурье. Последовательная перекачка нефтепродуктов по МНПП.

Задача 3.

Профиль трубопровода представлен табл. 1.

Таблица 1

Диаметр трубопровода D
, шероховатость 0,15 мм, давление в конце участка р
к
, расход Q
, плотность продукта 840 кг/м3
, кинематическая вязкость 5×10–6
м2
/с, давление насыщенных паров р
у
= 0,015 МПа. Определить, имеется ли в трубопроводе самотечный участок, и если есть, то где расположен.

Пример
. Профиль участка нефтепродуктопровода (L
= 120 км, D
= 530 х 8 мм, D = 0,15 мм) представлен табл. 1. Давление р
к
в конце участка равно 0,3 МПа. По трубопроводу перекачивают дизельное топливо (r = 840 кг/м3
, n = 5 сСт, р
у
= 0,01 МПа) с расходом 650 м3
/ч). Определить, имеется ли в трубопроводе самотечный участок, и если имеется, то где он расположен?

Ответ
. Имеется между 40 и 49,942 км.

Расчет
. Расчет ведем методом приближений. Задаемся расходом 650 м3
/ч и предполагаем по виду профиля, что перевальная точка расположена в сечении х
= 40 км. Будем находить координату конца самотечного участка.

Параметры перекачки топлива таковы:

n = 4×600/(3600×3,14×0,5142
) @ 0,804 м/с;

Re
= 0,804×0,514/(5×10-6
) @ 82651;

l = 0,11×(0,15/514 + 68/82651)0,25
@ 0,0201;

i
= 0,0201×1/0,514×0,8042
/(2×9,81) @ 1,288×10-3

или 1,288 м/км.

Давление в конце участка равно 0,3 МПа, что составляет

0,3×106
/(840×9,81) @ 36,41 м столба дизтоплива,

поэтому напор в сечении х
= 60 км равен:

0 + 36,41 + (120 – 60)×1,288 @ 113,69 м.

Расчет координаты конца самотечного участка, находящегося между сечениями 40 и 60 км, понятен из рис. 1.

р
у
= rg
@ 1,21 м

Н(60) = 113,69 м

z
40
= 200 м

a

z
6
0
= 50 м

40 х
*
60 км

Рис. 1

Обозначим координату конца самотечного участка х
*
. Поскольку тангенс угла a наклона профиля трубопровода на сегменте (40-60) км известен и равен: (200 – 50)/20000 = 7,5×10-3
, то можно составить уравнение:

50 + 7,5×10-3
×(60000 - х
*
) + 1,21 = 113,69 + 1,288×10-3
×(60000 - х
*
),

из которого находим х
*
@ 49942 м или 49,942 км. Таким образом, в рассматриваемом трубопроводе существует один самотечный участок, начало которого находится в сечении 40 км, а конец - в сечении 49,942 км.

Литература: М.В. Лурье. Задачник по трубопроводному транспорту нефти, нефтепродуктов газа. М., 2002.