Для решения задачи по определению параметров перекачки, к которым относятся производительность, давления в начале и в конце участка МГП, температурный режим трубопровода, используют уравнение [7] (вывод уравнения дан в приложении Д):

                                 (8.10)

где

Р_н, Р_к – давления в начале и в конце участка, Па;

G – массовый расход газа, кг/с;

Z – коэффициент сжимаемости при Р_ср и Т_ср на заданном участке трубопровода;

R – газовая постоянная, ;

T – средняя температура газа на участке МГП, °К;

D – внутренний диаметр трубопровода, м;

λ – коэффициент гидравлических сопротивлений.

При проведении расчетов и осуществлении перекачки полагают, что Р_н – это давление на выкиде компрессора, равное давлению поступления газа в МГП, Р_к – это давление в трубопроводе в конечной точке участка трубопровода, равное давлению входа в компрессор следующей КС.

На основании уравнения 6.10 в смешанной системе размерностей получено уравнение для определения суточной производительности МГП при стандартных условиях (уравнение 8.11) [19]. Вывод уравнения приведен в приложении Е.

, млн м³/сутки                     (8.11)

где

D_вн – диаметр трубопровода внутренний, мм;

P_н, P_к – давление на входе и выходе из компрессора, кгс/см²;

λ – коэффициент гидравлических потерь;

∆_в – относительная плотность газа по воздуху;

T_ср – средняя температура газа в трубопроводе, °К;

Z_ср – коэффициент сжимаемости при средней температуре и среднем давлении газа в трубопроводе;

L – расстояние, км.

Коэффициент гидравлических потерь λ зависит от режима движения газа в трубопроводе:

- режим смешанного трения

                               (8.12)

- режим квадратичного трения

                                       (8.13)

где

k – шероховатость, мм;

Re – критерий Рейнольдса.

Для смешанной системы размерностей критерий Рейнольдса можно определить по уравнению 8.14 (вывод приведен в приложении Е).

                                    (8.14)

где

q – суточная производительность при стандартных условиях, млн м³/сутки;

μ – вязкость при 20 °С и 760 мм рт. ст., .

Режим движения для определения λ проверяется по значению переходной производительности q_п:

, млн м³/сутки,                             (8.15)

где

D – диаметр, мм;

∆ - относительная плотность газа;

μ – коэффициент динамической вязкости, .

Если q_факт < q_п, имеем режим смешанного трения, если q_факт > q_п, то это условие соответствует режиму квадратичного трения.

Для определения температуры газа в любой точке по длине трубопровода применяют уравнение Шухова [3]. Без учета эффекта Джоуля-Томсона уравнение имеет вид:

, °К                               (8.16)

где

Т_х – температура газа на расстоянии Х от начальной точки заданного участка трубопровода, °К;

Т₀ – температура окружающей среды, °К;

Т_н – температура газа при входе в МГП, °К;

к – коэффициент теплопередачи от газа в окружающую среду, ;

D_н – диаметр трубопровода, м;

G – массовый расход газа, кг/с;

C_v – теплоёмкость газа, .

Для решения уравнений 6.10, 6.11 необходимо знать средние по длине участка МГП параметры состояния газа Р_ср, Т_ср.

На основе 8.16 получено уравнение 8.17 в смешанной системе размерностей для определения средней температуры газа на участке МГП [8]:

 ,                             (8.17)

где

,

К – коэффициент теплопередачи, ;

С_р – теплоёмкость газа, ;

D_н – наружный диаметр, мм;

q_сут – суточная производительность при стандартных условиях, млн.м³/сутки;

L – длина участка, км;

∆_в – относительная плотность газа по воздуху;

T_гр – температура грунта, °К.

Среднее давление в трубопроводе определяют по уравнению:

, МПа                                         (8.18)

Задача №.2

Выбор типа агрегата.