输气管道设计与管理习题

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1、《输气管道设计与管理》习题1、某种天然气的摩尔分数如下表：组分CH4C2H6C3H8C4H10CO2N2（%）9410.50.531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。（1）P=101325Pa，t=0℃。（2）P=101325Pa，t=20℃。（3）P=101325Pa，t=60F。（4）P=12MPa，t=20℃。（5）P=20MPa，t=20℃。2、根据第1题中给出的天然气组分数据，计算相应的天然气相对密度。（1）P=101325Pa，t=0℃。（2）P=101325Pa

2、，t=20℃。3、某水平输气管段长L=215km，采用的钢管规格为Ф1220×17.5螺旋焊接管，在该管段停止流动状态下，其起点压力为P1=7MPa，输气温度t=15℃，压缩因子Z=0.91，求该管段中的天然气标准体积（按中国石油行业标准状态）。4、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，试证明：式中各符号意义见教材。5、利用输运定理推导气体管流的连续性方程。6、某输气管段长L=155km，采用的钢管规格为Ф1016×15.9螺旋焊接管，起点压力P1=10MPa，终点压力P2=4MPa，输气温度t=17℃，天

3、然气相对密度Δ=0.59，水力摩阻系数λ=1.059×10-2，压缩因子Z=0.92，求：（1）管段平均压力Pcp；（2）管段输气流量。（3）管段起、终点的气体流速。7、一条管内径为300mm、长130km的水平输气管段，起点压力PQ=58×105Pa，终点压力PZ=40×105Pa。平均温度TCP=293K，天然气压缩因子Z=0.85，相对密度Δ=0.6，试用Weymouth公式、Panhandle-B式（取E=0.9）和苏联近期公式（α=1、Ф=1、E=1）分别计算该管段的日输量。并以Panhandle-B式的计算输

4、量为基准，分析其它公式计算结果的偏差。8、某输气管段长度L=114.5km，钢管规格为Ф1020×16mm，PQ=69bar，PZ=39bar，平均地温T=300K，Δ*=0.6，λ=0.01，空气的气体常数RB=287.1J/kg.K，Z=0.95，根据以下几种地形条件分别计算管段输量：（1）SQ=SZ；（2）SQ=0，SZ=-800m；（3）SQ=0，SZ=800m；3（4）SQ=0，S1=200m，S2=-400m，S3=-200m，S4=-500m，S5=-300m，SZ=-800mL1=20km，L2=30km

5、，L3=20km，L4=20km，L5=10km，L6=14.5km。9、某输气管道长度为180km，管径为Ф426×7mm，起点压力4MPa，终点压力1.6MPa。（1）欲使管道输量增大10%，终点压力升至2.5×106Pa，将管道后半段改建为管径为Ф529×9mm管道，求改建段长度；（2）欲使管道输量增大10%而终点压力不变，将管道后半段改建为Ф529×9mm的管道，求改建长度；（3）欲使管道输量增大15%，终点压力升至2.5×106Pa，拟增设Ф529×9mm的副管，求副管长度；（4）欲使管道输量增大15%而维持终

6、点压力不变，拟增设与主管规格相同的副管，求副管长度。10、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）Δ=0.6的水蒸气饱和天然气，压力P=1MPa,温度t=8℃；（2）Δ=0.7的水蒸气饱和天然气，压力P=10MPa,温度t=15℃。11、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。12、推导相似工况点下，离心压缩机功率的换算公式：13、推导相似工况点下，离心压缩机压比的换算公式：14、某天然气管道配置的压缩机在额定转速n=8700r/min下

7、的特性测试数据如下表，压缩机入口温度15℃，气体压缩因子Z=0.9，试用最小二乘法回归压力形式的压缩机特性方程。测点1234流量（104m3/d）32.230.527.824.6压比ε1.311.481.731.8515、某输气管道管径为Ф1067×15.9mm，全线设3个压气站，沿线站间距如图所示。已知每个压气站分别并联配置2台型号规格及运行特性相同的电驱离心压缩机，每台压缩机的特性方程为：P22=896.5P12-5.743×10-8Q2（Q—m3/h，P—MPa）管道首站进站压力PZ1=6.5MPa，末站进站压力P

8、Z4=4.5MPa，沿线输气平均温度t=17℃，天然气相对密度Δ=0.59，水力摩阻系数λ=0.01，压缩因子Z=0.83，压气站自耗气系数M=1。3300km200km200km（1）设每个站均开2台压缩机，求管道的标准体积流量Q（m3/h）、日输量（m3/d）、年输量（108m3/a，管道年工作天数为350天）及