天然气管道的流动方程讨论

天然气管道的流动方程讨论

天然气压缩因子图 compressibility factor 又称 gas deviation factor Supercompressibility factor Fpv1 Fpv = Z

1 Z= ( Fpv )2Standing-Katz chart

Dranchuk, Purvis, and Robinson MethodA5 2 A5 A6 ρ r5 A7 ρ r7 A2 A3 Z = 1 + ( A1 + + 3 ) ρ r + ( A4 + ) ρr + + 3 ( A8 ρ r2 ) 2 Tpr Tpr Tpr Tpr Tpr (1 + A8 ρ r )e

A1 = 0.31506237 0.27 Ppr ρr = A2 = -1.04670990 ZTpr A3 = -0.57832729 A4 = 0.53530771 A5 = -0.61232032 A6 = -0.10488813 A7 = 0.68157001 A8 = 0.68446549 Ppr = pseudo-reduced pressure Tpr = pseudo-reduced temperature

计算拟临界参数 Kay氏法则Tpc = ∑ yiTc

Ppc = ∑ yi PcPpr = P Ppc

Tpr =

T Tpc

用相对密度计算拟临界参数Tpc = 170.491 + 307.344GPpc = 709.604 58.718GG—气体相对密度 Tpc—拟临界温度，oR Ppc—拟临界压力，psiaR = F + 460

1 psi = 6.895 kPa

CNGA法 法Z= [1 + ( 1 Pavg 344, 400(10)1.785G T f3.825 )]

Pavg

2 P 3 P23 = ( 12 ) 2 3 P P2 1

Pavg—平均气体压力，psig Tf —平均气体温度，oR G —气体相对密度

习题 由83%的甲烷、12%的乙烷和5%的丙烷构 成的天然气输送管线从一个处理厂向 100km远的压气站输送流量为3x107m7/天 的气体。管道可假定沿很平坦的地势敷设， 起点压力为8500kPa ,末端最小压力是 5500 kPa 。计算要求的最小管道直径，假 定管路效率是0.95,且燃气温度为18℃。 考虑基准温度为15 ℃ ,基准压力为101 kPa下。

关于摩擦因子 Darcy friction factor Fanning friction factor

Colebrook-White方程 Colebrook-White原方程管材 铆钢 型钢/焊钢 铸铁 镀锌铁 沥青铸铁 熟铁 PVC,冷拉管，玻璃 混凝土 粗糙度mm 0.9到9.0 0.045 0.26 0.15 0.12 0.045 0.0015 0.3到3.0

Colebrook-White修正方程

输送因子F

AGA(美国燃气协会)方程 (美国燃气协会) 对于完全紊流区 对于部分紊流区Df(Drag Factor)管道 的拖曳因子 Ft冯.卡门光滑管输送因子

Df是一个考虑了弯头， 配件等数量的参数。 它的取值范围是0.90 到0.99。

弯头指数 极低 一般 极高 。到10。 。到80。 200。到300。 5 60 裸钢 0.975-0.973 塑料衬里 0.979-0.976 磨光的生铁 0.982-0.980 喷砂 0.985-0.983 0.960-0.956 0.964-0.960 0.968-0.965 0.976-0.970 0.930-0.900 0.936-0.910 0.944-0.920 0.951-0.930