Пропускная способность газопровода в сутки (в млн. м/сут)

,

где  - годовая пропускная способность газопровода, млрд. м/год; - среднегодовой коэффициент использования пропускной способности газопровода,  - коэффициент народнохозяйственного резерва; - относительный показатель надежности газопровода; - коэффициент регулирования неравномерности газопотребления.

Пропускная способность участка газопровода (при 0,1013 МПа и 20 °С)

,

где  - внутренний диаметр газопровода, мм;  и - давление газа соответственно в начале и конце участка газопровода, МПа;  - коэффициент гидравлического сопротивления;  - относительная плотность газа по воздуху;  - средняя температура по длине газопровода, К;  - средний по длине газопровода коэффициент сжимаемости газа;  - длина участка газопровода.

Пропускную способность участка газопровода при разности отметок его более 200 м рассчитывают по формуле

где ;  - отметка конечной точки расчетного участка относительно начальной, м;  - метка -й точки трассы относительно начальной, м;  - длина -гo участка, км.

Среднее давление газа на участке газопровода

.

Давление газа в произвольной точке участка газопровода

,

где  - расстояние от начала до произвольной точки участка газопровода.

Число Рейнольдса определяют по формуле    

,

где  - линейная скорость потока газа, м/с;  - плотность газа, кг/м;  - диаметр газопровода, мм;  - динамическая вязкость газа, Па·с; - кинематическая вязкость газа, м/с;  - относительная плотность газа по воздуху;  - пропускная способность газопровода, млн. м/сут.

Теоретический коэффициент гидравлического сопротивления , где 1,05 - поправочный коэффициент, учитывающий сопротивления линейных кранов и многониточных переходов; - коэффициент гидравлического сопротивления трубы при течении газа:

для ламинарного режима (Re < 2·10) = 64/Re;

для зоны гладкостенного режима (Re = 24·10)

= 0,067(158/Re)= 0,1844/Re:

для зоны смешанного или переходного режима (Re > 4·10)

= 0,067(158/Re+2)= 0,067(158/Re+)

 - эквивалентная шероховатость, т. е. средняя высота линейных размеров выступов (для новых газопроводов = 0,03 мм);  - относительная шероховатость, 1/мм; ;

для зоны квадратичного режима

= 0,067(2)= 0,067.

При эквивалентной шероховатости, равной 0,03 мм

= 0,03817.

Коэффициент гидравлического сопротивления можно определить по номограмме, изображенной на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Зависимость коэффициента гидравлического сопротивления  от числа

Рейнольдса Re и шероховатости

Пропускная способность газопровода для граничных условий течения газа (между переходным и квадратичным режимами) при  = 0,03 мм определяется по номограмме на рис. 4.2 или по формуле = 0,4 при Re = 11.

Рис. 4.2. График для определения режима течения газа

Для эквивалентной шероховатости = 0,03 мм коэффициент гидравлического сопротивления для труб различного диаметра можно найти по номограмме, изображенной на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Зависимость коэффициента гидравлического сопротивления  от расхода

газа и диаметра газопровода

При квадратичном режиме течения теоретический коэффициент гидравлического сопротивления  определяют по номограмме на рис, 4.4.

Рис. 4.4. Зависимость   от диаметра газопровода при квадратичном режиме

Пропускная способность газопровода в общем виде

,                          (4.1)

где  - поправочный коэффициент, учитывающий отклонение режима течения газа от квадратичного, определяется графически (рис. 4.5) в зависимости от пропускной способности  и диаметра газопровода  (для квадратичного режима = 1);  - коэффициент, учитывающий влияние подкладных колец (при расстоянии между кольцами  = 0, = 1; при = 12 м,  = 0,975; при  = 6 м,  = 0,95);  - коэффициент эффективности, учитывающий состояние внутренней полости газопровода.

 Рис. 4.5. График определения коэффициента

Для упрощения расчетов по формуле (4.1) можно пользоваться табл. 4.1 (при = 0,6,  = 0,92 и  = 288 К), в которой  - наружный диаметр газопровода, мм;  - толщина стенки газопровода, мм; 

.

 Таблица 4.1

Вспомогательные данные для гидравлического расчета газопровода

Среднее давление газа  в зависимости от начального  и конечного давления , а также соответствующее ему значение коэффициента сжимаемости газа  для диапазона температур:  = 298323 К,  = 283298 К и  = 323 348 К, можно определить по рис. 4.6.

Рис. 4.6. График определения среднего давления и коэффициента сжимаемости газа