Тепловой расчёт в Г-кон-х шлейфах.

При трансп-е Г проис-т изм-е t-ры Г, за счёт сниж-я Р и теплообмена с ОС. Среднюю t-ру Г на расч-м участке L выч-ют по: T_ср=Т_гр+(Т_н–Т_гр)×(1–е^–a×l)/(a×l), где Т_н – t-ра Г на нач-м участке ГПр-да, К; Т_гр – t-ра Г на глубине прокл-ки ГПр-а; а – пар-р Шухова:

а=(262,3×К×d_н)/(Q×∆C_р×10⁶)

где К – коэф-т теплопередачи от трансп-го Г к ОС, Дж/кг; d_н – наруж-й Æ ГПр-а, мм;

d_н=d_вн+2(δ_т+δ_из)

где δ_т, δ_из – толщины стенок ГПр-а и изоляции, мм.

Осн-м в опр-нии t-ры Г на расч-м уч-ке ГПр-а явл-ся расчёт коэф-та теплопередачи, от транс-го Г к ОС. Коэф-т теплопередачи для подземного ГПр-а при произ-й толщине теплоизоляции опр-ся:

К=1/[1/a_м+d_н/(2×10³×l_м)+ln((d_вн+2×d_м)/d_вн)+d_н/(2×10³×l_из)×ln(d_н/(d_вн+2×d_м))+d_н/(d_вн×a_вн)]

где a_т – коэф-т теплопередачи от трубопро-да в грунт, В/м²; a_м – коэф-т теплемкости металла труб, Вт/(м×^оС); a_из – коэф-т теплоемкости изол-и, Вт/(м×^оС); a_вн – коэф-т теплообмена м/у транс-м Г и стенкой труб, Вт/(м²×^оС). t-ра Г на заданном уч-ке Г-опро-в L опр-ся:

T_l=T_гр(Т_н–Т_гр)е^–a×l–Д_i×(P_н²–Р_к²)×(1–е^–a×l)/(2a×l×P_ср)

где Д_i – коэф-т Джоуля-Томсона, ^оС/МПа; Р_ср – среднее знач-е Р на расч-м участке Г-опро-в: Р_ср=2×(Р_н+Р_к²/(Р_н+Р_к))/3. Для подзем-х МГ экспл-мых при турб-м режиме внутр-й коэф-т теплопередачи равен: a_i=50…400 Вт/(м²×^оС). Эта величина знач-но превыш-т внешн-й коэф-т тепло-чи a₂=1,5…5 Вт/(м²×^оС). 1/a₁×Д₁ можно пренебречь с малой погр-тью. Для гр-та из сухого песка К»1,163 Вт/(м²×^оС); для очень влажного песка К»3,489 Вт/(м²×^оС); для сырой глины К=1,57. При отсутствии данных о хар-ре и влажности грунта по трассе ГПр-а коэф-т теплопер-чи прин-ем К»1,75 Вт/(м²×^оС).

 

14.Расчет входной сепарационной секции

14. Расчет входной сепарационной секции

Объемная производительность по газу в рабочих условиях определяются по фор­муле:

где Q_г- производительность сепаратора по газу, м^3/ч;

Т_р, Т_о -рабочая и нормальная (273 К) температура. К;

Р_р, Р₀ -рабочее и нормальное (0,1 МПа) давления, МПа;

Z_p, Z_o - коэффициент сверхсжимаемости при рабочих в нормальных (Z_o=l) условиях.

Коэффициент сверхсжимаемости газа в рабочих условиях Z_p определяется (исполь­зуя псевдоприведенные давление p температуру t) по графикам рис. 1.1 или по уравнению, справедливому для тощих газов:

или по уравнению

Z_p=4.82*10^-4*p_p²-1.658*10^-2*p_p+1.01=4.82*10^-4*7.5²-1.658*10^-2*7.5+1.01=0.913

Плотность газа в рабочих условиях (r_р), кг/м³, определяется по формуле (1.2):

Определяем критическую скорость газа (W_кр) в прямоточном центробежном эле­менте:

где Т_s=f(p) - коэффициент структурных изменений газожидкостного потока, Т_s=8,5

g - ускорение свободного падения, м²/с;

s -поверхностное напряжение конденсата в рабочих условиях, н/м, s=13 10^-3 н/м/12/;

r -плотность газа в рабочих условиях.

Расчетная площадь прямоточно-центробежных элементов определяется из выраже­ния:

Определяем расчетное количество прямоточно-центробежных элементов:

где f_с - площадь прямоточно-центробежного элемента

где d_с - диаметр элемента, м, d_с=0,1 м.

Расчетный диаметр сепаратора определяется по формуле:

где e - коэффициент использования живого сечения полотна тарелки, e= 0,36

4.2 Расчет секции промывки (элементы по ГПР 340.00.000)

Определяем допустимую скорость в контактно-сепарационном элементе:

где Ф_мах - фактор скорости газа в контактно-сепарационном элементе, Ф_мах⁼24,3.

Расчетное число контактно-сепарационных элементов n_к-с определяется из выраже­ния:

где f_к-с - площадь одного элемента

где d_к-с- диаметр элемента, м. d_к-с=0,06 м.

Рабочая площадь контактно-сепарационной тарелки F_раб равна:

где f_раб - рабочая площадь, занимаемая одним элементом:

где d_эл.н - диаметр элемента наружный, м; d_эл.н=0,062 м;

c_эл - расстояние между элементами по наружному диаметру, м; c_эл=0,038 м.

Площадь сечения перелива:

где Q_ж - производительность по промывочной жидкости, м³/ч

к₁- коэффициент запаса на площадь переливных перегородок; к₁=1,05[11];

W_пер=0,1 м/с [13] - допустимая скорость в переливе.

Площадь свободного сечения аппарата без учета площади опорных балок и опорных колец равна:

Диаметр аппарата D^'' определяется из выражения:

Количество опорных балок n_d определяется из выражения:

где d - ширина полотна тарелки, м

Определяем площадь опорных балок F_оп.d:

где b - ширина полотна тарелки, требуемая под опорную балку, м.

Площадь сечения аппарата с учетом площади опорных балок Р к определяется из выражения:

Определяем диаметр аппарата с учетом площади опорных балок:

Центральный угол сегментного перелива a^'₁ определяется по формуле:

где h'₁ - величина стрелки сегментного перелива, м.

Площадь сегментного перелива F₁определяется по формуле:

Определяем величину стрелки приемного кармана h'₂:

Центральный угол сегмента приемного кармана a'₂, определяется по формуле:

Площадь сегмента приемного кармана F₂ определяется по формуле:

Расчетная площадь сечения аппарата:

Определяем расчетный диаметр аппарата D_р:

На основании анализа расчета входной сепарационной секции (D_р) и секции про­мывки (D_р) проверяют, подходит ли стандартный диаметр аппарата (D=1,8 м). Если D_р<D, то

принимают диаметр аппарата равным 1,8 м. Для этого диаметра аппарата принимается:

-на входной сепарационной тарелке установлены элементы по ГПР 353.00.000 в ко­личестве 112 шт.

-на тарелке в секции промывки установлены элементы по ГПР 340.00.000 в количе­стве 190шт.

-на выходной сепарационной тарелке установлены овально-цилиндрические ба­рабаны по ГПР 657.00.000 в количестве 15 шт.