Влияние изменения температуры на производительность газопровода
Рассмотрим влияние изменения температуры на производительность газопровода.
При движении по участку температура газа постепенно снижается, достигая минимального значения в конце участка. Температурный режим участка определяется рядом факторов: теплообменом с окружающей средой, расширением газа и силами трения в потоке газа. Энергия, затрачиваемая на преодоление сил трения при движении газа, возвращается повышением температуры. Пренебрегая изменением кинетической энергии газа можно считать, что трение не влияет на изменение температуры газа в газопроводе.
С учетом уравнение энергии:
выразим через формулу Дарси-Вейсбаха потери динамического напора
,
тогда , выразим , тогда: , с учетом , получим:
выразим dx: ,
и подставим в уравнение (2): ,
получим: .
Разделим переменные:
,
с учетом, что тогда:
Введем новый коэффициент (для облегчения записи): и получим:
проинтегрируем полученное уравнение:
,
поменяем пределы интегрирования так как РН>РK преобразуем правую часть:
имеем:
интегрируем в указанных пределах:
выносим за скобки -
получим:
и обозначив через поправочный коэффициент , который учитывает изменение температуры по длине газопровода (неизотермичность газового потока) получим:
Заменим из уравнения (1.50а) правую часть выше полученного уравнения и окончательно запишем:
,
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.
В трубопроводе температурный режим можно считать практически изотермическим при при перекачке газа с небольшими расходами по газопроводами малого диаметра (менее 500 мм) на значительные расстояния. Влияние изменения температуры газа проявляется 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.
ЛЕКЦИЯ 4
Дата добавления: 2017-02-13; просмотров: 2987;