сячс. Янукян_задача для самостоятельного решения для РЭ-62 (1). Задача для самостоятельного решения определение основных свойств газа при заданных термобарических условиях

• Название: Задача для самостоятельного решения определение основных свойств газа при заданных термобарических условиях
• Дата: 27.02.2022
• Размер: 487.58 Kb.
• Имя файла: Янукян_задача для самостоятельного решения для РЭ-62 (1).docx
• Тип: Задача; #375195

ЗАДАЧА ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ – ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ ГАЗА

ПРИ ЗАДАННЫХ ТЕРМОБАРИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Необходимо определить плотность и динамическую вязкость газа определённого состава при заданных термобарических условиях. Исходные данные для расчёта представлены в таблице 1.1. Основные параметры компонентов природного газа представлены в таблице 1.2.
Таблица 1.1 – Исходные данные к задаче № 1

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Метан	87	76	84	90	74	75	85	91	87	79
Этан	4	10	7	3	9	3	3	3	5	6
Пропан	3	5	2	2	4	4	4	1	2	4
i-Бутан	2	3	1	1	5	4	4	1	1	3
n-Бутан	1	2	1	1	3	3	1	1	1	2
С5+	1	2	3	1	2	5	1	1	1	2
Азот	1	1	1	1	2	3	1	1	1	2
Диоксид углерода	1	1	1	1	1	3	1	1	2	2
Давление, МПа	25	7	31	3	34	2	26	4	30	1
Температура, К	333	300	350	286	330	327	352	296	349	280

Таблица 1.2 – Основные параметры компонентов природного газа

Компонент	Метан	Этан	Пропан	i-Бутан	n-Бутан	С5+	Азот	Диоксид углерода
Молекулярная масса	16,042	30,068	44,094	58,120	58,120	72,151	28,016	44,011
Критическая температура, К	190,55	305,43	369,82	408,13	425,16	469,65	126,26	304,2
Критическое давление, МПа	4,70	4,98	4,33	3,72	3,87	3,44	3,47	7,53
Критический коэффициент сверхсжимаемости	0,290	0,285	0,277	0,283	0,274	0,269	0,291	0,274

МЕТОДИЧЕСКИЕК УКАЗАНИЯ ПО РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ:


1. Определить среднюю молекулярную массу газовой смеси (М см) по формуле:



(1.1)

где y i – мольная доля i-ого компонента в смеси;

M i – молекулярная масса i-ого компонента.

2. Определить плотность газа при нормальных условиях (0) (0 = 0,1 МПа, T0 = 273 К) по следующей формуле:



(1.2)

3. Определить коэффициент сверхсжимаемости газа z(p, T) при заданных термобарических условиях. Для этого сначала необходимо рассчитать критические давление и температуру смеси по формулам 1.3, 1.4, а затем приведённые параметры по формулам 1.5, 1.6.


(1.3)



(1.4)



(1.5)



(1.6)
где p кр– критическое давление смеси, МПа;

T кр – критическая температура смеси, К;

p кр.i – критическое давление i-ого компонента, МПа;

T кр.i – критическая температура i-ого компонента, К;

р пр – приведённое давление смеси, МПа;

Т пр – приведённая температура смеси, К;

р – заданное давление, МПа;

Т – заданная температура, К.

Далее, используя график зависимости коэффициента сверхсжимаемости газа от приведённых давления и температуры (рис. 1.1), определяем значение параметра z(p, T).

4. Рассчитать плотность природного газа при заданных температуре и давлении по следующей формуле:



(1.7)

Где:

ρ(p,T) – плотность при заданных температуре (T) и давлении (p), кг/м3;

z₀ – коэффициент сверхсжимаемости при нормальных условиях (z₀ ≈ 1).
5. Определить коэффициент динамической вязкости природных газов при атмосферном давлении и заданной температуре по формуле:
μ₀=0,0101∙t^1/8-1,07∙10^-3М_см^1/2 (1.8)

где

μ₀ – вязкость газа при атмосферном давлении и температуре t, мПа · с;

t – заданная температура, °С.



Рисунок 1.1 – Зависимость коэффициента сверхсжимаемости для природного газа от приведённого давления и температуры

6. Рассчитать приведённую плотность газовой смеси ( ρ_пр) и промежуточного параметра ԑ по формулам:



(1.9)


(1.10)

7. Определить коэффициент динамической вязкости (μ) при заданных термобарических условиях по следующим формулам:
При P˂5 МПа

[(μ-μ₀)∙ԑ+10^-4]^0,25=0,10230+0,023364∙ρ_пр+0,058533∙ρ_пр² – 0,040758∙ρ_пр³+0,0093324∙ρ_пр⁴

(1.11)
При P˃5 МПа
(μ-μ₀)∙ԑ = 10,8 ∙ 10^-5(e^1,439∙ρ_пр – e^-1,11∙ρ_пр^1,858)

(1.12)