Версия для печати темы

Автор: Alex40773 5.6.2015, 10:01

Доброго времени суток уважаемые форумчане.
Имеется трубопровод диаметром 630мм по которому транспортируется кислород. Температура кислорода до 100 С, давлени до 40 кПа и расход до 32000 нм3/ч. требуется высчитать реальную скорость кислорода в трубопроводе.
Сначала расчитываю скорость для нормальных условий:
Сечение трубопровода S=п*R2=3.14*0.315*0.315=0.312 м2. Скорость потока: 32000/3600=8,89 м/с, V0=Q0/S=8.89/0.312=28.5 м/с при нормальных условиях.

Теперь беру номинальные рабочие параметры: T=100 C, p=40 кПа.
Плотность при заданных параметрах: p=p0*(P*T0/P0*T)=1.43*(40000*298/100000*373)=0.457 кг/м3.
где: p0 и p - плотность кислорода при нормальных условиях (20 С и 100000 кПа);
P0 и Р - давление (нормальные условия) и заданное;
Т0 и Т - температура нормальных условий и заданная.
Далее просчитываю массу кислорода при нормальных условиях: m=Q0*p0=32000*1,43=45760 кг/ч.
По соотношению плотностей получаю расход кислорода при заданных условиях: Q=m/p=45760/0.457=100131 м3/ч.
И скорость потка: 100131/3600=27,81 м3/с, V=Q/S=27.81/0.312=69,9 м/с.

Уважаемые форумчане, прошу сказать реален ли такой расчёт или он неправильный и нужен другой метод, так как сильно большая скорость выходит.

Автор: backfire 5.6.2015, 11:20

Да нормальный расчет в принципе. По скорости я бы взял трубу 820. А температура чего такая большая? После газодувки?

Автор: T-rex 5.6.2015, 11:21

Как-то сложно Вы подошли. Переведите нормальные м3/ч в кубометры в час в условиях транспортировки. Получившуюся производительность поделите на живое сечение трубопровода. 2 формулы всего

Автор: Alex40773 5.6.2015, 11:34

Спасибо за ответы.
Кислород действительно поступает после газодувки.
T-rex - не могли бы вы написать формулу перевода нормальных м3/ч в кубометры в час в условиях транспортировки, так как я только через массу внятный результат получил.

Так же если кто то может помочь, объясните пожалуйста про коэффициент сжимаемости кислорода и будет ли влиять он на скорость транспортируемого кислорода. Искал в интернете, но для кислороа формул не нашёл((.
Заранее благодарен.

Автор: backfire 5.6.2015, 12:23

Я так понимаю, кислородное дутье? Доля кислорода какая? Общий вопрос, а зачем расчет скорости так необходим? На такой расход и давление смело берите трубу 820. Думаю не стоит брать 1000 трубу (затратно), в которой скорость совершенно точно меньше 25 м/с.

Автор: Alex40773 5.6.2015, 13:49

Дело в том что труба уже стоит, сейчас проходит тендер на выполнение работ по выбору и установке приборов КИПа для ведения коммерческого учёта расхода кислорода, азота и сжатого воздуха. Они выдвигают пожелание "как можно меньшего вмешательства в процесс и потери давления" и мы рассматриваем вариант с накладными ультразвуковыми расходомерами на кислород, но у них есть ограничение в максимальной скорости среды (в тех что на данный момент рассматривал - до 35 м/с).
А о сжимаемости кислорода я спрашивал так как читал что в зависимости от давления кислород как бы сжимается и уменьшает свой объём, тогда и скорость у меня падала бы, но не нашёл нигде ни таблиц, ни примера расчёта зависимости сжимаемости от давления и температуры.
Доля кислорода от 50 до 100% (выданный заказчиком в ТЗ).

Автор: T-rex 5.6.2015, 14:19

Да вы правильно начали, только зачем-то в плотность и массу поперли поперли. Масса не изменяется, соответственно, отношение объемов есть отношение плотностей.

Если Р2=40 кПа - это избыточное давление, тогда формула получится такая:


------------------р1------T2
Q2 = Q ну * ( ---- * ---- ) = Qну* [ 101,325 * (273.15 + 100)] / [ (101,325 + 40) * 273.15]
------------------Т1------p1


Для случая вашего низкого давления сжимаемостью можно пренебречь - нас учили выше 10 МПа использовать

Автор: Alex40773 5.6.2015, 14:39

T-rex спасибо за формулу и уточнения на счёт сжимаемости.
Хотел спросить не ошибка ли у вас в том что вы берёте реальное давление не 40 кПа, а 140 кПа - это вы накладываете моё давление на атмосферное?
Если это правильно так делать, то мой первый расчёт неверный, так как я брал просто 40 кПа без учёта атмосферного давления.

Автор: T-rex 5.6.2015, 16:07

Я же уточнил: Если Р2=40 кПа - это избыточное давление
Если это абсолютное давление - тогда в знаменателе просто 40 кПа надо ставить
Еще расчет отличается от Вашего давлением 101,325 кПа против 100 кПа и температурой 0 градусов против 20 градусов

Судя по контексту беседы (трубопровод на выходе газодувки), тогда давление 40 кПа избыточное и Ваша первая формула неверная

В формуле ошибка во второй дроби - правильное выделил полужирным

Автор: Alex40773 5.6.2015, 16:40

Всё, понял, тогда и скорость поменьше выходит, моя ошибка была((
Спасибо вам большое за помощь).

Автор: T-rex 5.6.2015, 17:04

Да, и про сжимаемость я немного наврал. Учитывать при давлении более 10 кгс/см2, то есть более 1,0 МПа (ошибочка на порядок такая)

Автор: timmy 8.6.2015, 13:33

я бы еще раз убедился, что 40 кПа это не 4 кгс/см2. Потому что и труба Ду600 и потерь давления избежать хотят и расход 32000 м3/час. И с термином "газодувка" я бы был поосторожнее, т.к. для металлургов компрессор К-1500 это тоже "газодувка")) К тому же промелькнуло что-то про сжатый воздух и (такой же сжатый) азот. Что хоть за завод? Не ЗапСиб надеюсь?

Автор: Alex40773 8.6.2015, 16:53

Завод АрселорМиттал в Украине, г. Кривой Рог.
Проводится тендер на выполнение системы АСУТП по учёту расхода кислорода, сжатого воздуха и азота.
Я так понимаю параметры они дали не максимально возможные, а ещё немножко выше, как говорят "для запаса".
Конкретно эта труба на 600 мм транспортирует технологический кислород (содержанием кислорода от 50 до 100%) от газодувки на ТЭЦ, откуда уже поступает в доменную печь.

Автор: timmy 8.6.2015, 18:07

А, Криворожский комбинат, значит. Я там не был, но на доменное производство технические газы приходят под давлением 3,5..4,0 бар (кгс/см2), то есть 350-400 кПа сверх атмосферного давления. Уточните этот момент, тогда у вас совсем другие скорости потоков будут..

Автор: COOLik0ff 14.9.2018, 16:11

Добрый день, уважаемые специалисты! Подскажите пожалуйста, а где посмотреть этот коэффициент сжимаемости, ну или как рассчитать? нужно для кислорода и азота

Автор: Twonk 14.9.2018, 22:10

В литературе, обычно представлено в виде графика Z=f(p). Где то недавно книгу смотрел с свойствами газов, в том числе и этих, но найти не смог. Гугленье выдало такое

Автор: COOLik0ff 19.9.2018, 10:25

Большое спасибо!

Автор: ТГС 5.10.2018, 11:32

п.9.2,табл.4 ВСН1-83 ограничивает скорость кислорода в трубопроводе до 30 м/с!

Автор: backfire 17.10.2018, 17:58

Европейские стандарты при отсутствии факторов риска по возгораемости допускают на углеродистой трубе до 1,6 МПа скорость 60 м/с., а до 2 бар допускают не ограничивать скорость вообще. ГОСТ на кислородное оборудование на местных сужениях допускает скорость до 60 м/с