Течение газа по трубопроводам. Часть 1

Пропускная способность трубопроводов при вязкостном течении. Длинный прямолинейный трубопровод круглого сечения. При турбулентном течении поток Q газа, проходящего через трубопровод, приблизи-1TeAbHO пропорционален квадратному корню из градиента давления, а при вязкостном течении поток газа пропорционален градиенту давления. Сопротивление при вязкостном течении зависит от конфигурации трубопровода, скорости, давления и природы протекающего газа.

Рассмотрим элемент трубопровода длиной dl. Выделим элементарную трубку радиусом х вдоль оси элемента dl и примем, что скорость течения не меняется в любой точке выбранного сечения. Тогда сила, обусловленная перепалом давлений по обеим стоhонам выделенного элемента:

сила, обусловленная вязкостью газа,

(знак минус потому, что -^- <0J.

Условие равновесия элемента запишется

откуда

Постоянную С находим из условия, что скорость течения газа у стенки равна нулю, тогда

Распределение скоростей по сечению трубопровода подчиняется параболическому закону.

Объемный расход газа V составит

где r—радиус трубопровода. •

Тогда поток газа

где р = р + -среднее давление в трубопроводе.

Пропускная способность

Для всего трубопровода длиной / и диаметром d

(31)

где

Это выражение носит название закона Пуазейля. Для воздуха при 20° С оно принимает вид

(32)

где L — в л/с; d и I — в см; р — в мм рт. ст.

На рис. 7 приведены кривые, которые позволяют определять пропускную способность L1 трубопровода на длине 1 м в зависимости от его диаметра d при различных средних давлениях р для воздуха при 20° С. Для определения пропускной способности L трубопровода длиной / необходимо найти по графику значение L1 для / = 1 м и затем произвести согласно формуле (32) следующий пересчет:

где L и L1 — в л/с; / — в см.

На рис. 8 приведена номограмма для определения количества водяного пара, проходящего по трубопроводу. Для определения количества воздуха, проходящего по трубопроводу, найденное по номограмме значение количества водяного пара следует умножить на 1,6. На рис. 8 даны два примера пользования номограммой: 1) количество пара 170 кг/ч, количество воздуха 270 кг/ч, давление 15 кН/м2, длина трубы 2,5 м, диаметр трубы 85 мм; 2) диаметр трубы 150 мм, длина трубы 1 м, давление 0 2 кН/м2, количество пара 8,5 кг/ч, количество воздуха 13,6 кг/ч.

 

Другие части:

Течение газа по трубопроводам. Часть 1

Течение газа по трубопроводам. Часть 2

Течение газа по трубопроводам. Часть 3

Течение газа по трубопроводам. Часть 4

Течение газа по трубопроводам. Часть 5

Течение газа по трубопроводам. Часть 6