Курсовая по гидравлике. курсач гидравлика. Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине "Гидравлика и нефтегазовая гидродинамика" опнн21. 05. 0602. 00. 19 Пз
 Скачать 139.1 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» Институт нефтепереработки и нефтехимии ФГБОУ ВО УГНТУ в г. Салавате Кафедра «Оборудование предприятий нефтехимии и нефтепереработки» ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ГАЗОПРОВОДОВ Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине “Гидравлика и нефтегазовая гидродинамика” ОПНН-21.05.06-02.00.19 ПЗ Выполнил: студент гр. ГС-20-21 ________________ А.А. Худайдатов (подпись, дата) Проверил: канд. техн. наук, доцент ________________ Р.Г. Хасанов (подпись, дата) Нормоконтроль: канд. техн. наук, доцент ________________ Р.Г. Хасанов (подпись, дата) Салават 2022
Кафедра “Оборудование предприятий нефтехимии и нефтепереработки” РЕЦЕНЗИЯ на курсовой проект (курсовую работу) студента Худайдатова Айнура Азаматовича гр. ГС-20-21 по дисциплине Гидравлика и нефтегазовая гидродинамика Тема Гидравлический расчёт газопроводов
На основании оценки работы студента в период курсового проектирования считаю возможным ДОПУСТИТЬ его к защите курсового проекта (работы). Руководитель: _____________________________ (_Р.Г. Хасанов___) подпись, дата И.О.Фамилия ПРОТОКОЛ № ________ защиты курсового проекта (курсовой работы)
Результаты защиты
На основании оценки защиты студентом курсового проекта (курсовой работы) комиссия считает защиту СОСТОЯВШЕЙСЯ. Общая оценка защиты студентом курсового проекта (курсовой работы) - ________ баллов. Комиссия: ____________________________________ (Р.И. Насибуллин) ____________________________________ (Р.Г. Хасанов) ____________________________________ (М.В. Клыков) подпись, дата И.О. Фамилия Задание на выполнение КРОпределить давление газа на входе в ГРП1 и ГРП2. При каком расходе газа Q2 давление на входе в ГРП2 упадет ниже 0,06 МПа? Как изменится сопротивление газопровода при замене труб на полипропиленовые с таким же внутренним диаметром?  Таблица – данные значения
РЕФЕРАТКурсовая работа 18 л., 1 рис., 1 табл., 6 источников, 1 прил. ТРУБОПРОВОД, ГАЗ, ДАВЛЕНИЕ, УРАВНЕНИЕ БЕРНУЛЛИ, МЕЖПОСЕЛКОВЫЙ ГАЗОПРОВОД, РАСХОД ГАЗА, ДАВЛЕНИЕ ГАЗА, Объектом гидравлического расчёта газопровода является межпоселковый участок. В процессе расчётов были рассмотрены два газораспределительных пункта. Цель работы – изучение и расчёт межпоселкового газопровода. В результате вычислений были найдены давление газа в газопроводах, расход газа. Практическая значимость результатов работы состоит в правильном расчёте давление газа, подходящего к домам в населённых пунктов. СОДЕРЖАНИЕЗадание на выполнение КР 3 Межпоселковый газопровод среднего давления подводит газ к двум газораспределительным пунктам. Труба стальная с внутренним диаметром 100 мм. Давление на входе в трубопровод Р0, расходы газа ,в ГРП1 и ГРП2 равны Q1 и Q2 соответственно. Состав газа: метан – 97%, этан – 3%. Температура газа 10 ˚С. Длины участков показаны на схеме. 3 1 Литературный обзор 7 Межпоселковый газопровод среднего давления подводит газ к двум газораспределительным пунктам. Труба стальная с внутренним диаметром 100 мм. Давление на входе в трубопровод Р0, расходы газа ,в ГРП1 и ГРП2 равны Q1 и Q2 соответственно. Состав газа: метан – 97%, этан – 3%. Температура газа 10 ˚С. Длины участков показаны на схеме. 11 2 РАСЧЁТ СЛОЖНОГО ТРУБОПРОВОДА 11 ВВЕДЕНИЕГидравлика - прикладная наука, которая изучает законы равновесия и движения жидкостей и применение этих законов к решению инженерных задач. В гидравлике выделяют гидростатику, гидродинамику, гидравлика гидросооружений, гидравлика гидромашин. Методы изучения в гидравлике - экспериментальные, аналитические и численные. Предметом изучения в гидравлике является жидкость. Жидкостью называют физическое тело, обладающее весьма большой подвижностью частиц, текучестью. Различают два вида жидкостей: капельные и газы. Капельные жидкости оказывают большое сопротивление изменению объема и трудно поддаются сжатию. Газораспределительные сети – это очень сложные системы, состоящие из газораспределительных станций, сетей высокого, среднего и низкого давлений, газорегуляторных установок и пунктов, и предназначены для снабжениягазообразным топливом крупных и мелких населенных пунктов. Существует 4 категории газопроводов: – газопроводы высокого давления Iа категории (1,2 МПа для природного газа включительно); – газопроводы высокого давления I категории (от 0,6 до 1,2 МПа включительно); – газопроводы высокого давления II категории (от 0,3 до 0,6 МПа включительно); – газопроводы среднего давления III категории (от 0,005 до 0,3 МПа включительно); – газопроводы низкого давления IV категории (до 0,005 МПа включительно). В газораспределительной сети существуют распределённые и транзитные газопроводы. Транзитные – передача газа от одного населённого пункта до другого, а распределительные служат для подачи потребителю. 1 Литературный обзорГРС - совокупность установок и технического оборудования, измерительных и вспомогательных систем распределения газа и регулирования его давления. Газораспределительные станции входят в газораспределительные системы. Различают: собственно газораспределительные станции, сооружаемые на конечных пунктах магистральных газопроводов или отходящих от них газопроводах производительностью до 500 тысяч кубометров в час; промысловые газораспределительные станции; контрольно-распределительные пункты; газорегуляторные пункты; автоматические газораспределительные станции. Промысловые газораспределительные станции служат для обработки газа, добываемого на промыслах, а также для снабжения газом близлежащего к промыслу населенного пункта, контрольно-распределительные пункты - промышленных или сельскохозяйственных объектов, а также для питания кольцевой системы газопроводов, сооружаемых вокруг города. Автоматические газораспределительные станции снабжают газом небольшие населенные пункты, совхозы и колхозы на ответвлениях от магистральных газопроводов. В состав газораспределительных станций входят основные блоки: отключающих устройств; очистки газа; предотвращения гидратообразования (при необходимости); автоматического редуцирования (регулирования давления, измерения расхода газа); автоматической одоризации газа. Газ из входного газопровода поступает в блок отключающих устройств и направляется на очистку в масляные пылеуловители или в висциновые фильтры блока очистки, затем поступает в блок автоматического регулирования давления. Далее газ направляется в выходные газопроводы низкого давления, где производятся измерение расхода, его количественный учет и одоризация. Число линий редуцирования на газораспределительных станциях зависит от расхода газа; одна из линий предусматривается как резервная. Автоматизированные газораспределительные станции снабжаются комплектом запорной арматуры, которая при аварийной ситуации обеспечивает автоматический ввод в действие и отключение рабочих и резервных линий редуцирования. Газораспределительные станции стоят во главе систем газоснабжения. Через них идёт питание кольцевых газопроводов высокого или среднего давления. К ГРС газ поступает из магистральных газопроводов под давлением 6, 7 МПа. На ГРС давление газа снижается до высокого или среднего. Кроме того, на ГРС газ приобретает специфический запах. Его одоризируют. Здесь газ также подвергается дополнительной очистке от механических примесей и подсушивается. Выбор оптимального числа ГРС для города является одним из важнейших вопросов. С увеличением числа ГРС уменьшаются нагрузки и радиус действия городских магистралей, что приводит к уменьшению их диаметров и снижению затрат на металл. Однако увеличение числа ГРС увеличивает затраты на их сооружение и строительство магистральных газопроводов, подводящих газ к ГРС, увеличиваются эксплуатационные расходы за счет содержания обслуживающего персонала ГРС. При определении числа ГРС можно ориентироваться на следующее: - для небольших городов и посёлков с населением до 100 ¸ 120 тысяч человек наиболее рациональными являются системы с одной ГРС; - для городов с населением 200¸ 300 тысяч человек наиболее рациональными являются системы с двумя и тремя ГРС; - для городов с населением более 300 тысяч человек наиболее экономичными являются системы с тремя ГРС. ГРС, как правило, располагаются за городской чертой. Если число ГРС более одной, то они располагаются с разных сторон города. ГРС соединяются как правило двумя нитками газопроводов, что обеспечивает более высокую надёжность газоснабжения города. Очень крупные потребители газа ( ТЭЦ, промпредприятия, металлургические заводы и т.п.) питаются непосредственно от ГРС. Основная задача гидравлических расчетов заключается в том, чтобы определить диаметры газопроводов. С точки зрения методов гидравлические расчеты газопроводов можно разделить на следующие типы: - расчет кольцевых сетей высокого и среднего давления; - расчет тупиковых сетей высокого и среднего давления; - расчет многокольцевых сетей низкого давления; - расчет тупиковых сетей низкого давления. Для проведения гидравлических расчётов необходимо иметь следующие исходные данные: - расчетную схему газопровода с указанием на ней номеров и длин участков; - часовые расходы газа у всех потребителей, подключенных к данной сети; Расчетная схема газопровода составляется в упрощенном виде по плану газифицируемого района. Все участки газопроводов как бы выпрямляются и указываются их полные длины со всеми изгибами и поворотами. Точки расположения потребителей газа на плаке определяются местами расположения соответствующих ГРП или ГРУ. Газорегуляторный пункт (ГРП) - это комплекс, состоящий из технологического оборудования и механизмов для регулировки давления газа. Основная цель установки: снижение входного давления природного вещества и поддержание заданного уровня на выходе, вне зависимости от расходования. Типы ГРП относительно места установки оборудования бывают: ГРПШ (газорегуляторные пункты шкафные) - для такого типа предусмотрено размещение соответствующего оборудования в специальном шкафу из несгораемых материалов; ГРУ (газорегуляторные установки) - для такого типа оборудование монтируется на раме и располагается в месте использования газа либо в другом месте; ПГБ (газорегуляторные блочные пункты) - при таком размещении оборудование монтируется в зданиях контейнерного типа, одном или нескольких; ГРП (расшифровка - стационарные газорегуляторные пункты) - при таком типе оборудование размещается в специализированных зданиях или отдельных помещениях, такое устройство не принимается как типовое изделие с полной заводской готовностью. ГРУ - снижение (дросселирование) входного давления газа до заданного выходного и поддержание последнего в контролируемой точке газопровода постоянным (в заданных пределах) независимо от изменения входного давления и расхода газа. Кроме того, в ГРП (ГРУ) осуществляются очистка газа от механических примесей; контроль входного и выходного давления и температуры газа; прекращение подачи газа в случае повышения или понижения давления газа в контролируемой точке газопровода за допустимые пределы; измерение расхода газа (если отсутствует специально выделенный пункт учета расхода). Трассы газопроводов проектируют из условия минимальной протяженности сети. При этом газопроводы высоких давлений стараются прокладывать по окраинным районам города, где небольшая плотность населения и меньшее число подземных сооружений. Сети низкого давления состоят из уличных распределительных газопроводов, абонентских ответвлений, подводящих газ к зданию и внутридомовых газопроводов, которые распределяют газ между отдельными приборами внутри здания. Плотность распределительных газопроводов принимают такой, чтобы длина абонентских ответвлений до вводов в здания была 50 - 100 м. Жилые и общественные здания, коммунально-бытовые потребители, а также мелкие предприятия присоединяют непосредственно к распределительным газопроводам. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Определить давление газа на входе в ГРП1 и ГРП2. При каком расходе газа Q2 давление на входе в ГРП2 упадет ниже 0,06 МПа? Как изменится сопротивление газопровода при замене труб на полипропиленовые с таким же внутренним диаметром? Таблица – данные значения
. 2 РАСЧЁТ СЛОЖНОГО ТРУБОПРОВОДАДано: Расходы газа в ГРП1 и ГРП2, соотвественно, равны:  нм3/ч,  нм3/ч. Давление на входе в трубопровод  МПа. Длина первого участка  км, длина второго участка  км. Температура газа T = 283 K, состав газа r(С ) = 0,92 , r( ) = 0,03. Внутренний диаметр трубы d = 0,1 м. Найти: Давление газа на входе в ГРП1 и ГРП2, расход газа Q2. Решение: 1) Для газовой смеси заданного состава средняя молярная масса:  + 0,03 ; (1) Плотность по уравнению состояния, при данных условиях (p0, T):  ; (2) 2) Скорость на участках 1 и 2:  (3) =  3) Число Рейнольдса:  (4)Кинематическая вязкость смеси газов:  ; (5) ; (6)Эквивалентная шероховатость труб:  (сталь); (полипропилен).Коэффициент трения по формуле Альтшуля:  (7) (сталь) (полипропилен)Потери давления на трение по длине:  ; (8)4) По уравнению Бернули для участка 1:  ; (9)Для участка 2:  ; (10) ; ; ; (11) =  ; ; (12) =  .5) При замене труб стальных, имеющих большую шереховатость сопротивление обоих участков уменьшится в:  (13)n =   , т.е. особого изменения нет за счёт того, что Re вносит больший вклад в значение  , чем  .6) Если  , то (14) ; (15)Т.к.  и  равны, то  ,  примем 0,0314  ; (16) ; (17)  = 6,515 м/с; ; (18) =  . Ответ: расход газа во втором трубопроводе  , давление газа в ГРП1:  , давление газа в ГРП2:  .ЗАКЛЮЧЕНИЕВ данной работе были рассмотрены вопросы расчёта давления газа на входе газораспределительных пунктов при определенном расходе. Давления были найдены с помощью уравнения Бернулли. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫТиповые расчеты при проектировании и эксплуатации магистральных газопроводов: учебное пособие / Е.М. Муфтахов, В.Н. Муфтахова. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2016. – 125 с. Гольянов, А.И. Газоснабжение / А.И. Гольянов. – Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002. – 51 с. Расчет газовых сетей: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / Сост. А.А. Кудинов. Ульяновск: УлГТУ, 2001. 44 с. СП 62.13330.2011* Газораспределительные системы. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002 [Электронный ресурс]. – URL: http://docs.cntd.ru/ document/1200084535. Типовые расчеты при проектировании, строительстве и ремоте газонефтепроводов: учеб. пособие / Л.И. Быков, Ф.М. Мустафин, С.К. Рафиков и др.; пож редакцией д-ра тенх. наук, проф. Л.И, Быкова. – СПб.: Недра, 2011. – 748 с., ил. https://www.gazprominfo.ru/terms/gas-distributing-station/. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ