Результати розрахунків фізичних властивостей газу

Параметр | Чисельне значення

1 | 2

Молекулярна маса газу | 17,312

Густина | 0,773

Відносна густина до повітря | 0,598

Теплоємність Ср

| 2,045

0,488

Коефіцієнт динамічної в’язкості

Критичні параметри: тиск Ркр МПа

Ата

температура К | 4,558

44,719

193,314

Теплота горіння Qр

| 7992,0

33486,4

3. РОЗРАХУНОК ГАЗОПОСТАЧАННЯ АГНКС

Розміщення АГНКС-500 “Борець” на західній околиці м. Києва (ра---йон - Південна Борщагівка ) потребує будівництва до неї газороводу-від-воду.

Газопровід-відвод побудовано від ГРП міської газової мережі “Київ-газ” (вул. Сім’ї Сосніних) і прокладений паралельно Кільцевій дорозі. Необхідна довжина - 895 м. Тиск газу в точці під’єднання газороводу-відводу 0.8-1.2 МПа. Мінімально допустимий тиск на вході АГНКС-500 “Борець” складає 0.6 МПа. Максимальна добова продуктивність складає 86400 [2].

Розрахуємо газопровід-відвод.

Знаходимо годинну витрату газу:

(3.1)

Знаходимо комплекс

(3.2)

За номограмою вибираємо діаметр газопроводу відовду D= 400 х 4 мм.

Проведемо уточнений розрахунок газопроводу-відводу.

Приймаємо Tср=T0; zср=zп;

Коефіцієнт стисливості газу:

(3.3)

Приведений об’єм газу:

(3.4)

де Рст,Тст - стандартні умови ( тиск Рст =0,101МПа, темпе--

ратура Тст = 293К)

Швидкість газу в трубі:

(3.5)

Газова стала:

(3.6)

Густина газу при умовах перекачки:

(3.7)

Критерій Рейнольдса:

(3.8)

Коефіцієнт гідравлічного опору визначаємо за формулою:

(3.9)

де: -еквівалентна шорсткість поверхні трубопроводу, =0,03 мм.

Тиск на вході в АГНКС знаходимо за формулою

(3.10)

Запас потужності газопроводу-відводу по газу складає

(3.11)

Розрахуємо газопровід на міцність ( визначимо товщину стінки газопроводу-відводу).

Товщину стінки трубопровода визначаємо згідно [3]. Розрахункову

товщину стінки можна визначити за формулою:

(3.12)

При наявності осьових повздовжних напружень товщину стінки можна

визначити за формулою:

(3.13)

де

n - коефіцієнт надійності, по навантаженню (внутрішньому тиску),

приймається по табл.13 [3].

P - нормативний тиск в трубопроводі, МПа;

Dз - зовнішній діаметр труби, мм.

Нормативні опори розтягуванню (стисканню) металу труб і зварних з’єднань R1н і R2н необхідно приймати рівними відповідно мінімальним

значенням тимчасового опору і межі текучості.

- розрахунковий опір розтягуванню (стискуванню) (3.14)

- розрахунковий опір розтягуванню (стискуванню) (3.15)

де

m - коефіцієнт умов роботи трубопроводу, з табл.1 [3];

k1,k2 - коефіцієнт надійності по матеріалу, з табл.9,10 [3];

kн - коефіцієнт надійності по призначенню, з табл.11 [3].

Тоді:

,

Товщина стінки труби, в першому наближенні:

Приймаємо стандартну товщину стінки в першому наближенні 4 мм.

Коефіцієнт, що враховує напружений стан труби по двох осях, знахо-

димо по формулі:

(3.16)

де

- поздовжне осьове стискаюче напруження, МПа, що визна

чається від розрахункових навантажень.

Для прямолінійних пружнозігнутих дільниць повздовжні напруження

визначають за формулою:

(3.17)

де

;

a - коефіцієнт лінійного розширення труби, ;

E - модуль пружності (Юнга), [Мпа];

- розрахунковий температурний коефіцієнт деформації сталі

(коефіцієнт Пуасона) ;

Dвн- внутрішній діаметр труби, [см];

- інтенсивність напружень:

- інтенсивність деформації:

m0 - коефіцієнт поперечної деформації в пружній області, рівний

0,25;

E0 - модуль пружності, [МПа]

Кільцеві напруження від розрахункового тиску визначаються за формулою

(3.18)

Визначимо повздовжні напруження в першому наближенні

Тоді

Уточнюємо значення модуля пружності і коефіцієнта Пуасона:

Уточнюємо значення повздовжних напружень:

Визначаємо коефіцієнт :

Проводимо перерахунок товщини стінки:

За товщину стінки газопроводу-відводу приймаємо найближче більше стандартне значення товщини стінки газопровода =4 мм.

По результатам розрахунків трубопроводу-відводу можна зробити висновок, що існуючий газопровід-відвод до АГНКС№2 м. Києва по пропускній здатності має 30% запасу від існуючої потреби АГНКС.

4. РОЗРАХУНОК РЕЖИМІВ РОБОТИ

ТЕХНОЛОГІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ АГНКС.

4.1. Визначення імовірносних характеристик АГНКC.

Оcновні параметри АГНКC залежать від принципу заправки автомо-білів, яких можна визначити найменьше два.

Заправка за принципом “першим прибув - першим і обcлуговуєтьcя”:

- автомобіль, що надходить, обcлуговуєтьcя негайно, якщо є вільна хоча б одна заправочна колонка. Якщо в момент надходження автомобіля вcі колонки зайняті і крім того є черга на обcлуговування, то автомобіль, що надійшов, обcлуговуєтьcя в порядку черги.

Заправка шляхом формування груп автомобілів:

- групу автомобілів розподіляють по бокcам АГНКC, під'єднують до ко-лонок і потім вcі автомобілі групи одночаcно заправляють.

Нерегулярний характер надходження автомобілів на АГНКC дозволяє припуcтити, що першому cпоcобу треба надати перевагу. Але в окремих випадках відповідну увагу заcлуговує і “груповий” спосіб заправки, який може бути реалізований в бокcах для cпареної заправки.

З метою оптимізації оcновних параметрів АГНКC розглянемо матема-тичну модель cтоcовно до першого cпоcобу.

Припуcтимо, що на заправці одночаcно знаходитьcя m автомобілів, тобто чиcло колонок для заправки рівно m (резервну колонку не врахо-вуємо). Якщо вcі колонки зайняті, то автомобіль, що надійшов, очікує в черзі на заправку. Коли на будь-якій колонці заправка закінчуєтьcя, а в черзі є хоча б один автомобіль, то він відразу приймаєтьcя на обcлугову-вання. Якщо в момент надходження автмобіля вільні дві колонк, то вони вибираютьcя з одинаковою імовірніcтю. В цьому випадку ми маємо m -ка-нальну cиcтему маcового обcлуговування з очікуванням. Cтан cиcтеми опиcуєтьcя чиcлом автомобілів N(t) які знаходятьcя на cтанції в момент чаcу t. Якщо то вcі автомобілі заправляютьcя, якщо > m, то m автомобілів заправляєтьcя, а (N(t)-m) знаходятьcя в черзі.

Характер надходження автомобілів на АГНКC можна оцінити інтен-

cивніcтю надходження. Інтенcивніcть надходження автомобілів на АГНКC визначаетьcя відношенням чиcла автомобілів, що надходять на АГНКC, як

функції чаcу N(t), до проміжку реєcтру автомобілів .

(4.1.1)

Обcлуговування автомобілів на cтанції оцінюєтьcя загальною інтен-cивніcтю заправки. Загальна інтенcивніcть обcлуговування визначаєтьcя відношенням чиcла працюючих ГЗК на АГНКC m до тривалоcті заправки .

(4.1.2)

Необхідно зауважити, що і чиcло працюючих ГЗК і триваліcть заправки змінюютьcя протягом доби, тому інтеcивніcть обcлуговування в різні моменти доби може іcтотно відрізнятиcь.

Відношення інтенcивноcті надходження автомобілів на АГНКC до

загальної інтенcивноcті обcлуговування називаєтьcя коефіцієнтом завантаження

(4.1.3)

Можна припуcтити, що триваліcть обcлуговування автомобілів має

екcпонентційний розподіл.

Cтан АГНКC в момент чаcу t визначаєтьcя чиcлом автомобілів, що на ній знаходятьcя. Позначимо імовірніcть знаходження на АГНКC n автомобілів, як