кг/с
Визначимо площу поперечного перерізу газопроводу
(8.1)
м2
Приймаємо в першому наближенні
Визначаємо коефіцієнти
(8.2)
(8.3)
Визначаємо кінцевий тиск в першому наближенні врахувавши те що формула для визначення кінцевого тиску фізична тому всі веливи підставляються в системі SI.
(8.4)
Проведемо уточнення даного значення кінцевого тиску. Для цього визначимо в
першу чергу середній тиск на ділянці за формулою (5.8).
Для визначення кінцевої температури даної ділянки, а також середньої температури газу на даній ділянці визначимо параметр а за формулою (9.5). Для обрахунку параметрів в першому наближенні задамося значенням: Повного коефіцієнту теплопередачі - приймаємо рівним k =1,25 Вт/м2•К; Теплоємністю газу - приймаємо рівним Ср = 2600 Дж/ кг·К.
Визначимо геометричний нахил газопроводу
(8.5)
Визначаємо коефіцієнт
(8.6)
Визначаємо приведену температура ґрунту за формулою, прийнявши що коефіцієнт Джоуля Томпсона рівний
(8.7)
К
Знаходимо кінцеву температуру газу в газопроводі на ділянці по формулі (6.8):
Маючи кінцеву температуру, визначаємо середню температуру на висхідній ділянці МГ по формулі (6.9):
Маючи значення середнього тиску і середньої температури визначаємо середнє значення коефіцієнта стисливості газу по формулі.
(8.8)
Уточнюємо коефіцієнти по формулам (8.2) та (8.2).
Тоді кінцевий тиск в другому наближенні за формулою (8.4) буде рівним
Проведемо перевірку отриманних значень кінцевого тиску на висхідній ділянці в першому та в другому наближенні, перевіримо виконання умови:
(8.9)
де кінцевий тиск в першому наближенні
кінцевий тиск в другому наближенні
Якщо умова не виконується проведемо трете наближення.
Умова виконується.
8.2 Розрахунок кінцевого тиску та температури на низхідній ділянці
Вихідні данні беремо з п. 8.
Приймаємо число Рейнольда рівним з попереднього разрахунку.
Приймаємо коефіцієнт гідравлічного рівним з попереднього разрахунку.
Приймаємо масову витрату газу в газопроводі рівним ??=472.861 ??/? з попереднього разрахунку.
Приймаємо площу поперечного перерізу газопроводу рівнщю м2 з попереднього разрахунку.
Приймаємо в першому наближенні
Визначаємо коефіцієнти по формулам (8.2) та (8.3) на низхідній ділянці.
Визначаємо кінцевий тиск в першому наближенні по формулі (8.4), врахувавши те що формула для визначення кінцевого тиску фізична тому всі веливи підставляються в системі SI.
Проведемо уточнення даного значення кінцевого тиску. Для цього визначимо в першу чергу середній тиск на ділянці за формулою (6.8).
Для визначення кінцевої температури даної ділянки, а також середньої температури газу на даній ділянці визначимо параметр а за формулою (6.5).
Для обрахунку параметрів в першому наближенні задамося значенням:
Повного коефіцієнту теплопередачі - приймаємо рівним k =1,25 Вт/м2•К;
Теплоємністю газу - приймаємо рівним Ср = 2600 Дж/ кг·К.
Визначимо геометричний нахил газопроводу по формулі (8.5)
Визначаємо коефіцієнт , по формулі (8.6)
Визначаємо приведену температура ґрунту за формулою (8.6), прийнявши що коефіцієнт Джоуля Томпсона рівний , маємо:
К
Знаходимо кінцеву температуру газу в газопроводі на ділянці та враховуючи те, що кінцева темперптура на висхідній ділянці буде початковою температурою на низхідній ділянці, , маємо по формулі (6.8):
Маючи кінцеву температуру, визначаємо середню температуру на висхідній ділянці МГ по формулі (6.9):
Маючи значення середнього тиску і середньої температури визначаємо середнє значення коефіцієнта стисливості газу по формулі (8.7).
Уточнюємо коефіцієнти по формулам (8.2) та (8.2).
Тоді кінцевий тиск в другому наближенні за формулою (8.4) буде рівним
Проведемо перевірку отриманних значень кінцевого тиску на висхідній ділянці в першому та в другому наближенні, перевіримо виконання умови (8.7):
Якщо умова не виконується проведемо трете наближення.
Умова виконується.
9 Розрахунок катодного захисту на трубопроводі
Вихідні дані для розрахунку:
Діаметр трубопроводу товщину стінки
122012.9 мм
Довжина трубопроводу L=110км
Питомий електричний опір ґрунту гр=30 Ом/м
Довжина спуску проводів
Питомий електричний опір металу
Опір схеми СКЗ
Визначаємо повздовжній опір трубопроводу
(9.1)
Величина перехідного опору „труба-земля” вибирають по таблицях або визначають по формулі(Ом/м)
де – зовнішній діаметр трубопроводу в мм
гр – питомий електричний опір ґрунту Ом/м
товщину стінки мм
Ом/м
Знайдемо перехідний опір ізоляції трубопроводу
(9.2)
де – коефіцієнт що характеризує швидкість зміни опору в часі
– початковий перехідний опір завершеного та засипаного трубопроводу, приймаємо рівним
кількість років, приймаємо рівним 30 рокам.
Ом•м2
Стала поширення струму вздовж трубопроводу є основними параметром, що характеризує довжину зони захисту по формулі:
(9.3)
Знайдемо значення стаої поширення струму вздовж трубопроводу
1/м
Знайдемо вхідний опір трубопроводу в даний момент часу по формулі
(9.4)
Ом
Наближене значення плеча захисту відповідно до ВСН-2-106-78 (Инструкция по проектированию и расчету электрохимической защиты магистральных трубопроводов и промысловых объектов) визначаємо по формулі
(9.4)
де – коефіцієнт що враховує вплив сусідніх катодних установок
віддаль від трубопроводу до анодного заземлювача, що знаходиться за формулою:
(9.5)
З номограми рис 6.04 б) [2] в залежності від питомого опору грунту гр=30 Ом/м визначаємо значення P=6.8 .
Обчислемо значення віддалі від трубопроводу до анодного заземлювача
м–
відповідно мінімальне та максимальне розрахункове абсолютне значення захисних потенціалів.
При антикорозійному електрохімічному захисті підземних споруд розрізняють три значення потенціалів:
природний потенціал металевої споруди
– тобто такий який був до накладання електрохімічного захисту Відповідно до ГОСТ 25812–83 значення природного потенціалу сталі в ґрунті приймають
накладений або розрахунковий потенціал
який додатково накладається на споруду внаслідок дії захисту
захисний потенціал
споруди. Тобто такий що встановлюється при підключенні захисту відповідно до вище сказаного
. Якщо всі три значення потенціалів виміряно відносно одного і того ж самого електроду порівняння то між їх абсолютними величинами є така залежність
(9.6)
На підставі вище сказано можна прийняти такі розрахункові абсолютні значення потенціалів
Знайдемо значення плеча захисту по формулі (9.4)
м
Тоді відстань між катодними установками (протяжність захисної зони СКЗ) знайдемо за формулою:
(9.7)
м
Визначаємо кількість СКЗ по довжині трубопроводу заокруглюючи значення в більшу сторону
(9.7)
Приймаємо кількість СКЗ рівнм .
Струм дренування відповідно до ВСН знайдемо по формулі
(9.8)
Переріз дренажних проводів визначається по формулі
(9.8)
де – густина для алюмінію
мм
Приймаємо значення перерізу дренажних проводів рівними мм, відповідно до стандартного перерізу алюміневих проводів.
Визначимо значення опору дренажних проводів поформулі
(9.8)
Ом
Для визначення загальної кількості електродів спочатку