1. Процесс течения реального газа по магистральному проводу.

0. Постановка задачи.

О бъект исследования — участок газопровода между двумя КС, по которому осуществляется подача природного газа (рис 1.1.). Необходимо определить изменение параметров газа p, T, ρ, ω, G. Задача разбивается на несколько этапов, которые выполняются в виде отдельных заданий (подразделов).

Рис. 1.1. Принципиальная схема участка газопровода

Исходные данные:

D=1.22 — диаметр газопровода, м;

w₁=10 — начальная скорость газа, м/с;

р₁=11.5 — давление на входе в газопровод, МПа;

T₁=303,15 — температура на входе в газопровод, К;

— коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода.

Мольный состав природного газа: CH₄ — 97.81%; N₂ — 1.31%.

Данные согласно варианту

Таблица 1  Численные значения исходных данных

Диаметр трубы D,м	Температура газа на входе t1, 0C	Давление на входе p1, MПа	Степень падения давления β	Коэфнт гидравлического трения ξ
1.22	30	11.5	1.95	0.014

Таблица 1.1  Термодинамические свойства составляющих компонентов природного газа

Название	Мольный состав, ук	Химическая формула	Мольная масса, кг/кмоль	Критические параметры
				ркр, МПа	Ткр, К	zкр
Метан	0.9781	СН4	16.043	4.626	190.77	0.290
Этан	0.0050	С2Н6	30.070	4.872	305.33	0.385
Пропан	0.0018	С3Н8	44.097	4.246	370.00	0.277
Нбутан	0.0016	nC4H10	58.124	3.789	425.16	0.274
Нпентан	0.0003	nC5H12	72.151	3.376	469.77	0.269
Нгексан	0.0001	nC6H14	86.171	2.988	507.31	0.264
Двуокись углерода	0	CO2	44.010	7.383	304.20	0.274
Азот	0.0131	N2	28.013	3.400	126.20	0.291

0. Термодинамическая модель процесса.

Из общей системы уравнений поточного процесса:

Уравнение состояния рабочего тела:

(1)

Массовый расход газа:

(2)

Общий закон сохранения энергии

, (3)

где ;

Закон сохранения механической энергии

(4)

Уравнение II-го закона термодинамики:

(5)

Можно найти модельную систему для рассматриваемого течения:

Т.к. то уравнения (3)-(5) примут вид:

(6)

:

Для нахождения используются данные гидравлики

(7)

Для изотермического течения (8)

При этом теплота подводится к движущемуся газу. Согласно уравнения (6) .