Влияние изменения температуры газа в газопроводе на его производительность

Оценииим как изменяется производиетельность газопровода при неизотермическом течении газа. Пренебрегая изменением кинетической энергии газа считаем, что трение не влияет на изменение температуры газа в газопроводе. С учетом уравнение энергии и потери динамического напора выразим через формулу Дарси-Вейсбаха , тогда , выразим скорость в уравнение теплового баланса

подставим в уравнение

используя уравнения состояния выразим плотность и подставим ее в уравнение , разделим переменные и проинтегрируем уравнения считая, что тогда , поменяем пределы интегрирования так как Р_Н>Р_K преобразуем правую часть

имеем

интегрируем в указанных пределах

выносим за скобки

получим

с учетом (1.50а) ,

где обозначили

- поправочный коэффициент, учитывающий изменение температуры по длине газопровода (неизотермичность газового потока) получим окончательно:

С учетом полученной зависимости массовый расход определяется

.

Значение коэффициента всегда больше единицы, следовательно, массовый расход газа при изменении температуры газа по длине газопровода (неизотермическом режиме течения) всегда меньше, чем при изотермическом режиме при . Произведение называется среднеинтегральной температурой газа в газопроводе.

При значениях числа Шухова Шу>4 течение газа в трубопроводе можно считать практически изотермическим при . Такой температурный режим возможен при перекачке газа с небольшими расходами по газопроводами малого диаметра (менее 500 мм) на значительные расстояния. Влияние изменения температуры газа проявляется при значениях числа Шухова больше 4, то есть в большинстве случаях. Чем больше диаметр газопровода, тем меньше теплообмен между газовым потоком и окружающей средой. Конечная температура газа определяется методом последовательных приближений, поэтому теплогидравлический расчет газопровода носит итерационный характер.