Определяем скорость газа в охлаждающих трубках w, м/с

w= , (8)

где ƒ – площадь поперечного сечения хода, ƒ= 0,390;

n – число аппаратов

w= = 5,65 м/с

 

Число Рейнольдса по газу Re_г

Re_г= , (9)

где d_вн – внутренний диаметр трубки, м, d_вн= 0,022 [1];

μ – вязкость газа, μ= 12,56·10^-6

 

Re_г= = 311,1·10³

 

Т.к. Re_г > 10⁴, то режим газа турбулентный,

 

α₂= , (10)

где λ – коэффициент теплопроводности газа, λ=41,96·10^-3 Вт/(м⁰С),

Nu – критерий Нуссельта;

 

Критерий Нульсетта Nu

 

Nu=0,023·Re^0.8·Pr^0.43, (11)

где Pr – критерий Прандтля, Pr=0,775;

 

Nu=0.023· (311,1·10³)^0.8·0.775^0.43=511

 

α ₂ = =974,6 Вт/(м²·⁰С)

 

Число Рейнольдса для воздуха Re_в

Re_в= , (12)

где η_в – динамическая вязкость воздуха η_в, Па·с,

 

η_в= 10^-6· (0,04903Т_срв+3,7677), (13)

Т_срв – средняя температура воздуха, К,

Т_срв= (τ₁+τ₂) ·0,5+273; (14)

 

Т_срв=(10+14,38) ·0,5+273=285,19 К,

 

η_в=10^-6· (0,04903·285,19+3,7677)=17,75·10^-6Па·с

 

ω_уз – скорость воздуха в узком сечении пучка труб, из технической характеристики аппарата, ω_уз=10,8 м/с,

d_н – наружный диаметр трубки, из технической характеристики аппарата, d_н=0,028 м;

 

Re_в= =21008,45

 

Критерий Нуссельта для воздуха Nu_в

 

Nu_в= (15)

где t - шаг рёбер из технической характеристики аппарата, t=3,5 мм,

h – высота ребра, из технической характеристики аппарата, h=14 мм,

d_н – наружный диаметр трубки, из технической характеристики аппарата,

d_н=28 мм

 

Nu_в= = 39,8

 

Коэффициент теплопередачи наружной поверхности a₁, Вт/(м²·⁰С)

α ₁= , (16)

где λ_в – теплопроводность воздуха при средней температуре, λ_в=2,49·10^-2, Вт/(м²·⁰С),

 

α ₁= = 35,39 Вт/(м²·⁰С)

 

Коэффициент теплопередачи К, Вт(м²·⁰С)

К= , (17)

где δ_ст – толщина стенки трубы, δ_ст=0,002м,

λ_ст – коэффициент теплопроводности стенки, λ_ст=50 Вт/(м²·⁰С),

ψ – коэффициент увеличения поверхности теплообмена, ψ=18,6.

 

К= = 20,8 Вт/(м²·⁰С)

 

Определяем водяной эквивалент поверхности теплообмена КН, кВт/⁰С

КН= , (18)

где Q – количество передаваемой теплоты, кВт,

θ_т – средняя разность температур процесса теплопередачи, ⁰С,

 

КН= =852,11кВт/ºС

 

Необходимая поверхность охлаждения Н_р, м²

Н_р= , (19)

Н_р= =40966,82м²

 

Определяем необходимое количество АВО газа n_р

 

n_р= , (20)

 

n_р= =5,46≈ 6 шт

 

Вывод: для охлаждения 50 млн.м³/сут природного газа, с рабочим давлением 4,86 МПа, от 53⁰С до 35⁰С, необходимо 6 АВО газа типа АВЗ-Д, при температуре наружного воздуха t= 10⁰С.

 

Проверочный расчет

Пылеуловителя

Цель расчета: проверка количества пылеуловителей, установленных на площадке компрессорного цеха.

Исходные данные:

Суточная пропускная способность газопровода, Q_сут, млн. м³/сут 50;

Допустимые потери газа в пылеуловителях ∆Р, кгс/см² 0,3;

Давление газа на входе в пылеуловитель P_вх, МПа 3,6;

Плотность газа при нормальных условиях, r_н, кг/м³ 0,71;

Тип пылеуловителя ГП 144.00.000;

 

Зная давление газа на входе в пылеуловитель и допустимые потери газа в пылеуловителях ∆Р=0,3 кгс/см² по графику Q=f(P), определяется пропускная способность одного пылеуловителя, Q_пыл.

Q_пыл=К·Q, (3.1)

Q_пыл=14,5 млн. м³/сут

Графики составлены для плотности газа р=0,65 кг/м³ и температуры t_н=10 ^оС. Если параметры газа отличаются друг от тех, для которых составлены графики, определяется пересчитанная пропускная способность одного пылеуловителя при рабочих параметрах газа t_вх=20 ^оС, плотность газа р=0,71 кг/м³ .

По графику определяется коэффициент изменения производительности аппарата K=f(p,t).

K=0,96

Пропускная способность пылеуловителя с учетом поправочного коэффициента Q_пер, млн. м³/сут:

Q_пер= , (3.2)

Q_пер= млн м³/сут

Проверяем количество пылеуловителей, установленных на компрессорном цехе n, шт:

(3.3)

где Q_сут- суточная пропускная способность компрессорного цеха, млн. м³/сут;

Q_пер- пересчитанная пропускная способность одного пылеуловителя, млн. м³/сут.

шт

 

Вывод: Расчетное количество пылеуловителей соответствует фактическому количеству пылеуловителей, находящихся в работе компрессорного цеха Изобильненского ЛПУМГ.