Течение газа при малой величине относительного
Перепада давлений
Малая величина перепада давлений определяется соотношением:
(3.1)
где:
Ротн– относительный перепад давлений;
ΔР– абсолютный перепад давлений по трубопроводу;
Рс– среднее давление в трубопроводе.
Причём:
где:
Рн– давление в начале трубопровода;
Рк– давление в конце трубопровода.
В этих условиях сжимаемостью газа можно пренебречь, т.е. считать, что:
Течение газа с большими скоростями, сравнимыми или превышающими скорость звука в этом газе, в нефте – газовой промышленности не используется, а поэтому и не будет рассматриваться.
В случае изотермического течения искомый перепад давления или напора может быть определён по уже неоднократно применяемым формулам Дарси – Вейсхбаха или Лейбензона, как и для однофазной жидкости.
В случае неизотермического течения с успехом применяется формула Черникина, с той лишь оговоркой, что температура газа настолько быстро изменяется до температуры окружающей среды (грунта или атмосферы) и в дальнейшем не изменяется, что неизотермичным участком, чаще всего можно пренебречь и считать трубопровод изотермическим.
При использовании формул Дарси – Вейсхбаха или Чериникина для нахождения коэффициента гидравлического сопротивления «λ» можно пользоваться либо теми же зависимостями, что и для однофазной жидкости, либо применять ряд специфических формул, пригодных только для однофазного газа.
|
|
|
Например, для зоны гидравлически гладких труб:
(3.2)
Для переходной зоны:
(3.3)
Для зоны квадратичного трения:
(3.4)
Границы между зонами турбулентного течения находят либо аналогично однофазной жидкости, либо, используя специфические формулы, пригодные только для однофазного газа.
Например, границу между квадратичной и переходной зоной турбулентного течения можно определить по зависимости:
(3.5)
где:
Gпер – переходный массовый расход;
Δ– относительная плотность газа по воздуху.
Если:
то это зона квадратичного трения турбулентного режима.
Если:
то это переходная зона турбулентного режима.
Где:
G– истинный массовый расход газа.
При этом, зона гидравлически гладких труб турбулентного режима на практике встречается настолько редко, что её существованием можно пренебречь.
Кроме формул Дарси – Вейсхбаха, Лейбензона и Черникина, применимых как для однофазной жидкости, так и для однофазного газа, широко применяется целый ряд специальных формул, применимых только для однофазного газа.
|
|
|
Например, формула Альтшуля:
(3.6)
где:
ΔP– искомый перепад давления, мм.рт.ст.;
L– длина трубопровода, м.;
Kэ– коэффициент эквивалентной шероховатости;
Dв – внутренний диаметр трубопровода, см.;
ν- кинематическая вязкость газа, м2/с (н.у.);
γ– удельный вес газа кг/м3 (н.у.);
Q– объёмный расход газа, м3/час (н.у.).
Таким образом, формула Альтшуля это первая формула курса, применяемая вне системы единиц СИ.
При этом, в случае течения газа с малыми скоростями в гладких трубах (v <3 м/с):
В результате, формула Альтшуля резко упрощается и принимает вид:
(3.7)
В случае течения газа с большими скоростями по трубам со значительной шероховатостью (v> 50 м/с):
В результате, формула Альтшуля также резко упрощается и принимает вид:
(3.8)
При учете рельефа местности и наличия местных сопротивлений все вышеозначенные формулы модифицируются аналогично трубопроводам, транспортирующим однофазную жидкость.
Расчет пропускной способности газопровода и необходимого диаметра, в этом случае, осуществляют аналогично трубопроводу, транспортирующему однофазную жидкость.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 303; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!