输气管道设计与管理课后习题.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date输气管道设计与管理课后习题一、有一条输气管线，管长L=1145km，102016mm，DH=69kg/cm2，DK=39kg/cm2，平均地温T=300K，=0输气管道设计与管理习题一、根据下列气体组分，分别使用实际气体状态方程（BWRS）上机和通用压缩因子图两种方法计算天然气密度组分CH4C2H6C3H8C4H10CO2N2（%）9410.50.531（1）P=10

2、1325 Pa，t=0，t=20（2）P=20 MPa，t=0，t=20二、根据第一题中的气体组分，计算天然气相对密度（1）P=101325 Pa，t=0，t=20 （2）P=20 MPa，t=0，t=20三、天然气中，单位体积干空气所分摊的含水蒸汽质量称含水量，证明 , 符号意义见教材。四、某输气管线，管长L=55km，起点压力P1=20105Pa，终点压力P2=7105Pa，用4267mm螺旋焊接管，输气温度T=288K，天然气相对密度=0.56，水力摩阻系数=1.05910-2，压缩系数Z=0.99，求：（1）平均压力Pcp；（2）输气量。五、一条管内径为300mm、长130km的水平输

3、气管，起点压力PQ=58105Pa，终点压力PZ=40105Pa。平均温度TCP=293K，压缩系数Z=0.85，相对密度=0.6，试用威莫斯公式、潘汉得尔B式（取E=0.9）。苏联近期公式（=1、=1、E=1）分别计算该管线输量。并以潘汉得尔B式的输量为准，与其它公式的计算结果进行比较。六、有一条输气管线，管长L=114.5km，102016mm，PQ=69kgf/cm2，PZ=39kgf/cm2，平均地温T=300K，=0.6，=0.01，空气常数RB=287.1，Z=0.95，根据以下几种地形条件分别求出输气管输量：1、 SQ=SZ；2、 SQ=0，SZ= -800m；3、 SQ=0，S

4、Z=800m；4、 SQ=0，S1=200m，S2=-400m， S3=-200m， S4=-500m， S5=-300m， SZ=-800m，L 1=20km，L 2=30km，L 3=20km，L 4=20km，L 5=10km，L Z=14.5km。七、有一条输气管线，管长L=180km，管径为4267mm，起点压力P1 =15105Pa，终点压力P2 =2105Pa 1、 欲使管道输量增大10%，终点压力升至3.5105Pa，将管道后半部的管径改建为5299mm的管道，求改建长度； 2、 欲使管道输量增大10%，终点压力保持不变，将管道后半部的管径改建为5299mm的管道，求改建长度；

5、3、 欲使管道输量增大15%，终点压力升至3.5105Pa，采用增设副管的方法，副管采用5299mm的管道，求副管长度；4、 欲使管道输量增大15%，终点压力保持不变，采用增设副管的方法，副管与主管管径相同，求副管长度；八、简述天然气水合物的形成条件，并判断下列条件下能否形成水合物1、 =0.6 的水蒸气饱和天然气，压力P= 1 MPa, 温度t=8；2、 =0.7 的水蒸气饱和天然气，压力P= 10 MPa, 温度t=15；九、什么情况下采用多台压缩机并联？根据压缩机并联原则，推导出两台相同离心压缩机恒转速下并联后的特性方程。十、推导相似工况点下，离心压缩机功率的换算公式： 十一、推导相似工

6、况点下，离心压缩机压比的换算公式：十二、已知某天然气管道中的压缩机在额定转速n= 8700 r/min下的特性如下：，入口温度T1=288K，气体压缩因子Z=0.9，用最小二乘法回归压缩机的特性方程（采用公式7-17的形式）测点1234流量（m3/d）322000305000278000246000压力比6.789.9912.3416.90十三、如图所示压缩机站与管道联合工作，管长300km，管径5299mm，压缩机特性方程，压缩机入口压力P1=2.5105Pa，温度T=288K，管路终点压力Pz=5105Pa，平均输气温度T=313K，天然气相对密度=0.7，压缩系数Z=0.9，管路摩阻系数

7、=0.015，求：1）只开动一台压缩机时的工作点参数。2）两台压缩机并联与管路联合工作时的工作点参数。十四、某天然气管道输量为Q=6.2105 m3/d，输气温度T=283K，天然气相对密度=0.6，水力摩阻系数=0.013，压缩系数Z=0.93，最后一个压气站出口最高压力不能超过5 MPa，城市配气站进站压力不能低于1.2 MPa，要求末段最大储气量为日输量的30%，求满足储气要求的最优管径和最优长度。十五、某输气管道有3个压气站，已知第1站有2台离心压缩机并联，其余2个站为1台压缩机，已知每台压缩机特性方程 （QNm3/d，P105Pa），管路特性： ， 假设M=1， 求：（1）Q及，（i

8、 =13）。（2）令，重新计算。（3）令，重新计算。（4）第2站停运，重新计算Q及各站Pd 和PZ十六、某干线输气管道有多个压气站，每个压气站都采用相同型号的离心压缩机并联，其中一个中间压气站可以选择开3台或2台压缩机的运行方案。假设这些压缩机转速为定值，试用逻辑分析法定性分析在这两种运行方案分别对应的稳态工况下，管道流量及各压气站进/出站压力的变化趋势。十七、我国的西气东输管道全长3900Km，设计输气能力为120108Nm3/a，全线选用外径为1016mm的内涂层钢管（按照API SPEC 5L规范，对应于该管径的管壁厚度系列为7.9、8.7、9.5、10.3、11.1、11.9、12.7

9、、14.3、15.9、17.5、19.1、20.6mm），管材等级为X70（s =483MPa），管内壁当量粗糙度为0.01mm 。假设管道全线均为一级地区，平均输气温度为20，管段输气效率为0.95，所输天然气的相对密度为0.6，平均压缩因子为0.96,管道设计压力为10MPa，终点的允许最低压力为4.5MPa，压气站(不包括设在管道起点的第一个压气站)的站压比为1.45。（1）根据输气管段的强度要求确定其管壁厚度。（2）根据Cole-Brook公式及管段输气效率计算管段的摩阻系数。（3）计算最优末段长度及相应的储气能力。（4）根据工艺条件确定管道全线压气站的数目与位置。（5）根据压气站的布站方案重新确定各个压气站的站压比。提示：（1）全年的设计天数取350天。（2）天然气的动力粘度取1.0910-5 PaS。（3）建议用简单迭代法计算管段的摩阻系数，其初值取0.01。-