Министерство
образования и науки Российской
Федерации
ФГАОУ ВПО
«Уральский федеральный университет
имени первого Президента России
Б.Н. Ельцина»
Кафедра «Оборудование
и эксплуатация газопроводов»
ПРОЕКТ
ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАГНЕТАТЕЛЯ ПРИРОДНОГО
ГАЗА
Курсовой
проект
Пояснительная
записка
Руководитель
ассистент Сажина И.В.
Студент гр.
Т48051КТ Гладких С.С.
Краснотурьинск
2012 г.
Содержание
Введение 3
- Расчет теплофизических свойств природного газа 4
- Разработка схемы нагнетателя и определение основных параметров 6
- Расчет рабочего колеса 9
- Расчет безлопаточного диффузора 11
- Расчет выходного устройства 13
- Уточненный расчет КПД 15
- Прочностной расчет корпуса нагнетателя 16
- Описание конструкции 17
Заключение 18
Библиографический список 19
Введение
Главной
задачей при проектировании нагнетателя
является достижение максимальной экономичности
и надежности при минимальной
стоимости. Проектируемый нагнетатель
предназначен для компримирования
природного газа в составе ГПА
с приводом от ГТД НК-16-18-СТ и транспортирования
его по магистральным газопроводам
с рабочим давлением 7,45 МПа.
В ходе расчета
определяются параметры рабочего тела
в контрольных сечениях и геометрические
размеры проточной части нагнетателя.
Так как в исходных данных нет
значения конечной температуры газа,
то показателем политропы задаемся
с учетом рекомендаций по значениям
политропного КПД нагнетателя. Выбрана
схема нагнетателя одноступенчатого
с осерадиальным полуоткрытым рабочим
колесом. Сжимаемая среда – природный
газ Саратовского месторождения.
Исходные данные:
Объемная
производительность компрессорного цеха
Начальное давление
газа
Степень повышения
давления
Начальная температура
газа
Частота вращения вала нагнетателя
Расчет теплофизических
свойств природного газа
- Природный газ Саратовского месторождения
компонент |
|
|
CH4 |
0,947 |
16,043 |
C2H6 |
0,018 |
30,07 |
C3H8 |
0,003 |
44,097 |
C4H10 |
0,002 |
58,123 |
CO2 |
0,03 |
44,01 |
- Коэффициент сжимаемости (определен по ГОСТ 30319.2-96)
K = 0,886
- Молекулярная масса
- Газовая постоянная
- Показатель адиабаты (определен по ГОСТ 30319.1-96) и политропы сжатия
- Число адиабаты и число политропы сжатия
- Политропический КПД сжатия
- Изобарная теплоемкость
- Плотность газа при стандартных условиях (определена по ГОСТ 30319.1-96)
- Плотность газа при начальных условиях
- Конечная температура газа
- Конечное давление газа
- Плотность газа при конечных условиях
- Начальная и конечная скорость газа
- Начальная температура газа по полным параметрам
- Конечная температура газа по полным параметрам
- Начальное давление газа по полным параметрам
- Конечное давление газа по полным параметрам
- Массовая производительность одного из двух ГПА
- Объемная производительность ГПА по начальным условиям
Разработка схемы
нагнетателя и определение основных
параметров
- Задаемся основными параметрами нагнетателя
- Удельная политропная работа сжатия
- Внутренний напор в компрессоре
- Коэффициент теоретической удельной работы
- Число ступеней
- Окружная скорость рабочего колеса
- Число Маха по
- Коэффициент внутреннего напора ступени
- Удельная работа затраченная на вращение РК
- Внутренняя мощность компрессора
- Мощность на валу компрессора
- Коэффициент реакции колеса
- Коэффициент изменения плотности
- Угол выхода потока из рабочего колеса в абсолютном движении
- Диаметр рабочего колеса
- Коэффициент загромождения потока лопатками в выходном сечении РК
- Относительная ширина рабочего колеса
- Коэффициент потерь в рабочем колесе
Расчет рабочего колеса
- Первая критическая частота вращения ротора
- Диаметр вала
- Втулочный диаметр РК
- Отношение диаметров входа в РК и выхода из РК
- Диаметр входа В РК
- Площадь входного сечения в РК
- Коэффициент изменения плотности
- Коэффициент расхода на входе в РК
- Скорость газа на входе в РК
- Температура газа на входе в РК
- Температура торможения газа на входе в РК
- Давление газа на входе в РК
- Давление торможения газа на входе в РК
- Окружная скорость колеса в сечении 0-0
- Угол потока в относительном движении при входе на лопатки РК
- Относительная скорость на входе в РК
- Число Маха по
- Коэффициент загромождения входного сечения колеса
- Ширина лопаток в сечении 1-1
- Ширина лопаток в сечении 2-2
- Густота решетки РК
- Относительный средний диаметр
- Абсолютная скорость газа на выходе и РК
- Температура газа на входе в РК
- Температура торможения газа на входе в РК
- Давление газа на входе в РК
- Давление торможения газа на входе в РК
- Число Маха по
- Политропный КПД рабочего колеса по полным параметрам
Расчет безлопаточного
диффузора
- Диаметр входа в БЛД
- Ширина канала БЛД в сечении 3-3
- Угол потока на входе в диффузор
- Коэффициент диффузорности
- Скорость газа в сечении 3-3
- Температура газа в сечении 3-3
- Давление газа в сечении 3-3
- Ширина канала БЛД в сечении 4-4
- Диаметр выхода из БЛД
- Угол выхода потока из БЛД
- Скорость газа в сечении 4-4
- Температура газа в сечении 4-4
- Давление газа в сечении 4-4
- Число Маха по
Расчет выходного
устройства
Выбрана кольцевая сборная камера
с прямоугольным поперечным сечением.
- Ширина входного сечения в сборную камеру
- Радиус закругления между стенками выходного устройства
- Наружный диаметр кольцевой сборной камеры
- Отношение наружного диаметра к внутреннему
- Отношение ширины камеры к ее высоте
- Внутренний диаметр кольцевой сборной камеры
- Высота сечения сборной камеры
- Площадь выходного сечения сборной камеры
- Диаметр нагнетательного патрубка
- Площадь сечения нагнетательного патрубка
- Температура в сечении к-к
- Давление в сечении к-к
- Длина нагнетательного патрубка
Уточненный расчет КПД
- Коэффициент потерь в диффузоре и выходном устройстве