燃气设计说明

安徽建筑工业学院环境工程学院

课程设计任务书

课题名称：燃气输配

专业：建筑环境与设备工程

班级： ccccc

姓名: vvv

学号：bbbb

一、课程设计概况 1、课程设计的目的

本课程设计是《燃气输配》课程实践性教学环节之一。通过本设计使学生巩固所学燃气输配的基本原理和基本知识，了解小区、建筑单体燃气工程设计的基本内容、基本原则和步骤；初步掌握使用各种规范、手册等技术资料的基本方法和技能。

2、课程设计题目

某小区庭院燃气管道设计

二、课程设计原始资料

天然气组分与参数:

组 分 CH 4

C 2H 6

C 3H 8

C 3H 6

CO 2

N 2

含量（%） 93.5 4.2 2.0 0.1 0.1 0.1 分子量

16.043 30.070 44.097 42.081 44.009 28.0134 摩尔容积（Nm3/kmol ） 22.362 22.187 21.936 21.990 22.260 22.403 密度（kg/Nm3） 0.7174 1.3553 2.0102 1.9136 1.9771 1.2504 动力粘度µ6

10⨯(Pa.s) 10.395 8.60 7.502 7.649 14.023 16.671 运动粘度610⨯ν(㎡/s) 14.5 6.41 3.81 3.99 7.09 13.3 高热值3/(m MJ H h ） 39.842 70.351 101.26 93.667 低热值3/(m MJ H l =） 35.902 64.397 93.240 87.667 爆炸极限（体积%） 5-15

2.9-13

2.1-9.5

2-11.7

三、气源性质计算

1、平均分子量的计算

M=1001

100

1=∑i i M y (93.5×16.043+4.2×30.070+2.0×44.097+0.1×42.081

+0.1×44.0098+0.1×28.0134)=17.259kmol Nm /3 其中：M ---混合气体平均分子量

n y ---各单一气体容积 N M ---各单一气体分子量 N M ---各单一气体分子量

2 平均摩尔容积的计算

Mi i M V y V ∑=100

1

=0.01(93.5×22.3621+4.2×22.1872+2.0×21.9362+0.1×21.99+0.1×22.2601+0.1×22.403)

=22.353/Nm kmol

其中：M V ---混合气体平均摩尔容积 Mn V ---各单一气体摩尔容积

3、平均密度的计算

(1) 燃气的平均密度，即指单位体积燃气所具有的质量。

1122n n =0.01y +y +

+y ρρρρ⨯（）

式中—：：混合气体平均密度（Kg/Nm 3）；

ρ1、ρ2…ρn ：标准状态下各单一气体的密度。

计算如下：

ρ=0.01×(93.5×0.7174+4.2×1.3553+2.0×2.0102+0.1×1.9136+0.1×1.9771+0.1 ×1.2504)=0.773 Kg/Nm 3 其中：ρ---燃气平均密度

（2）燃气的相对密度，即指气体的密度与相同状态的空气密度比值。可按下式计算：

293.1ρ=

s

式中，s —混合气体相对密度，空气为1；

ρ—混合气体平均密度，3/m kg ；

1.293—标准状态下空气的密度，3

/m kg 。

本设计中气源混合气体的相对密度为：

S=ρ/1.293=0.773/1.293=0.578

4、燃气的热值

燃气的热值是指单位数量的燃气完全燃烧时所放出的全部热量。 干燃气的热值用下式计算：

∑==6

1

1001i hi

i h H y H ∑==6

1

1001i li

i l H y H

式中，h H —干燃气的高热值，3

/m MJ ；

l H —干燃气的低热值，3/m MJ ； i y —组分i 的容积成分，%； hi H —组分i 的高热值，3/m MJ ； li H —组分i 的低热值，3/m MJ 。 本设计中气源的热值计算如下： （1） 气源高热值计算：

6

1

1100h i hi i H y H ==∑ =0.01×(93.5×39.842+4.2×70.351+2.0×101.266+0.1×93.667)

=42.333

/m MJ 。

（2）气源的低热值计算：

∑==6

1

1001i li i l H y H

=0.01×(93.5×35.902+4.2×64.397+2.0×93.240+0.1×87.667)

=38.233

/m MJ 。

4.气源动力粘度计算

混合气体的动力粘度近似按下式计算：

∑==

6

1

100i i

i

g μ

μ

式中，μ—混合气体在0℃时的动力粘度，s Pa ⋅；

i g —各组分的质量成分，% ；

i μ—各组分的动力粘度，s Pa ⋅。

1725.928.01340.144.00980.1 42.081

0.144.0972.030.0704.216.04393.51

=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∑=n

i i

i M

y

91.861009.1725043

.165.934=⨯⨯=

CH g

32.71009.1725070

.302.462=⨯⨯=

H C g 11.51009.1725097

.440.283=⨯⨯=

H C g 24.01009.1725081

.421.063=⨯⨯=

H C g 26.01009

.17250098

.441.02=⨯⨯=

CO g

16

.01009

.17250134

.281.02=⨯⨯=

N g

其中：n N g ---各组分的质量成分 单位%

综上：混合气体的动力粘度为：

s

Pa g g g g g g n

n

n

⋅⨯=⨯+

++++=

++++++=

6622

1

1211005.1010671.1616

.0023.1426.0649.724.050.711.56.832.7395.1091.86100

..........μμμμ

其中：μ---混合气体在零度时的动力粘度 n μ---相应各组分在零度时的动力粘度

5.气源运动粘度计算

s m /1000.1310773

.005.10266⨯=⨯==

ρμν 其中：ν---混合气体的运动粘度