Расчет нагнетателя

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

1. Расчет теплофизических свойств природного газа 4
2. Разработка схемы нагнетателя и определение основных параметров 6
3. Расчет рабочего колеса 9
4. Расчет безлопаточного диффузора 11
5. Расчет выходного устройства 13
6. Уточненный расчет КПД 15
7. Прочностной расчет корпуса нагнетателя 16
8. 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

1. 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

 

2. Коэффициент сжимаемости (определен по ГОСТ 30319.2-96)

K = 0,886

3. Молекулярная масса

 

4. Газовая постоянная

 

5. Показатель адиабаты (определен по ГОСТ 30319.1-96) и политропы сжатия

 

6. Число адиабаты и число политропы сжатия

 

7. Политропический КПД сжатия

 

8. Изобарная теплоемкость

 

9. Плотность газа при стандартных условиях (определена по ГОСТ 30319.1-96)

 

10. Плотность газа при начальных условиях

 

11. Конечная температура газа

 

12. Конечное давление газа

 

13. Плотность газа при конечных условиях

 

14. Начальная и конечная скорость газа

 

 

15. Начальная температура газа по полным параметрам

 

16. Конечная температура газа по полным параметрам

 

17. Начальное давление газа по полным параметрам

 

18. Конечное давление газа по полным параметрам

 

19. Массовая производительность одного из двух ГПА

 

20. Объемная производительность ГПА по начальным условиям

Разработка схемы  нагнетателя и определение основных параметров

1. Задаемся основными параметрами нагнетателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Удельная политропная работа сжатия

 

3. Внутренний напор в компрессоре

 

4. Коэффициент теоретической удельной работы

 

5. Число ступеней

 

6. Окружная скорость рабочего колеса

 

7. Число Маха по

 

8. Коэффициент внутреннего напора ступени

 

9. Удельная работа затраченная на вращение РК

 

10. Внутренняя мощность компрессора

 

11. Мощность на валу компрессора

 

12. Коэффициент реакции колеса

 

13. Коэффициент изменения плотности

 

14. Угол выхода потока из рабочего колеса в абсолютном движении

 

15. Диаметр рабочего колеса

 

16. Коэффициент загромождения потока лопатками в выходном сечении РК

 

17. Относительная ширина рабочего колеса

 

18. Коэффициент потерь в рабочем колесе

Расчет рабочего колеса

1. Первая критическая частота вращения ротора

 

2. Диаметр вала

 

3. Втулочный диаметр РК

 

4. Отношение диаметров входа в РК и выхода из РК

 

5. Диаметр входа В РК

 

6. Площадь входного сечения в РК

 

7. Коэффициент изменения плотности

 

8. Коэффициент расхода на входе в РК

 

9. Скорость газа на входе в РК

 

10. Температура газа на входе в РК

 

11. Температура торможения газа на входе в РК

 

12. Давление газа на входе в РК

 

13. Давление торможения газа на входе в РК

 

14. Окружная скорость колеса в сечении 0-0

 

15. Угол потока в относительном движении при входе на лопатки РК

 

16. Относительная скорость на входе в РК

 

19. Число Маха по

 

20. Коэффициент загромождения входного сечения колеса

 

21. Ширина лопаток в сечении 1-1

 

22. Ширина лопаток в сечении 2-2

 

23. Густота решетки РК

 

24. Относительный средний диаметр

 

25. Абсолютная скорость газа на выходе и РК

 

17. Температура газа на входе в РК

 

18. Температура торможения газа на входе в РК

 

19. Давление газа на входе в РК

 

20. Давление торможения газа на входе в РК

 

26. Число Маха по

 

27. Политропный КПД рабочего колеса по полным параметрам

 

 

Расчет безлопаточного диффузора

1. Диаметр входа в БЛД

 

2. Ширина канала БЛД в сечении 3-3

 

3. Угол потока на входе в диффузор

 

4. Коэффициент диффузорности

 

5. Скорость газа в сечении 3-3

 

6. Температура газа в сечении 3-3

 

7. Давление газа в сечении 3-3

 

8. Ширина канала БЛД в сечении 4-4

 

9. Диаметр выхода из БЛД

 

 

10. Угол выхода потока из БЛД

 

 

11. Скорость газа в сечении 4-4

 

12. Температура газа в сечении 4-4

 

13. Давление газа в сечении 4-4

 

14. Число Маха по

 

 

 

Расчет выходного  устройства

Выбрана кольцевая сборная камера с прямоугольным поперечным сечением.

1. Ширина входного сечения в сборную камеру

 

2. Радиус закругления между стенками выходного устройства

 

3. Наружный диаметр кольцевой сборной камеры

 

4. Отношение наружного диаметра к внутреннему

 

5. Отношение ширины камеры к ее высоте

 

6. Внутренний диаметр кольцевой сборной камеры

 

7. Высота сечения сборной камеры

 

8. Площадь выходного сечения сборной камеры

 

9. Диаметр нагнетательного патрубка

 

10. Площадь сечения нагнетательного патрубка

 

11. Температура в сечении к-к

 

12. Давление в сечении к-к

 

13. Длина нагнетательного патрубка

 

 

 

Уточненный расчет КПД

1. Коэффициент потерь в диффузоре и выходном устройстве