Приближенные расчеты течения газа в трубопроводах

Как и в гидравлике, расчет течения газа в трубопроводах сводится к определению потерь по длине трубы. По сравнению с течением несжимаемой жидкости течение газа – более сложное явление, связанное, прежде всего с изменением параметров газа вдоль трубопровода и, следовательно, с изменением скорости и режима течения газа. На практике используют приближенные методы расчета, основанные на допущениях, правомерность которых подтверждена опытным путем.

При достаточно длинном трубопроводе, даже в случае его теплоизоляции, течение газа происходит при постоянной температуре. Если принять, что Т = const, то постоянной также будет и вязкость, а следовательно, и число Re. С учетом этого потери по длине трубопровода могут быть определены по известным формулам гидравлики

.

В эту формулу, в отличие от гидравлики, подставляется среднее значение плотности r_ср = (r₁ + r₂)/2, где r₁ и r₂ – соответственно, плотность газа в начале и конце трубы. Для круглой трубы .

Расчеты и опыты показывают, что течение воздуха в трубопроводах носит обычно турбулентный характер и число Re лежит в пределах от 2300 до 10⁸. Поэтому величину коэффициента l, как и в гидравлике, определяют по формуле

,

где .

Если течение газа по трубопроводу происходит под действием малого перепада давлений, когда , то массовый расход Q_m. для приближенного расчета можно определять по формуле

. (1.8)