Особенности расчета газопровода

Газы сжимаемы, и их плотность при уменьшении давления уменьшается. Следовательно, при уменьшении давления в направлении движения увеличивается объемный расход газа.

Рассмотрим горизонтальное течение газа в трубе постоянного диаметра (рис. 2.30). Массовый расход по длине трубы постоянен:

(2.92)

где S – площадь живого сечения трубы,

Рис. 2.30. Схема газопровода

Поэтому уравнение (2.92) упрощается и принимает вид:

(2.93)

Как видно из (2.93), уменьшение плотности газа приводит
к увеличению его скорости. Введем обозначения
и

Принято считать, что если , то перепад небольшой.
Для небольшого перепада давления без большой ошибки можно использовать все формулы для капельной жидкости, принимая

Рассмотрим случай, когда Для этого случая:
и , поскольку согласно формуле (2.93) .

Запишем для участка длиной dx дифференциальное уравнение Бернулли с учетом потери давления:

(2.94)

В этом уравнении не все члены равнозначны. Члены rgdz и
по сравнению с остальными для газа незначительны, поэтому их отбросим. Потери давления определим по уравнению Дарси – Вейсбаха:

(2.95)

В уравнении (2.95) величина rw² неизвестна. Заменим rw² через начальные параметры газа для сечения 1–1, предполагая, что газ течет
по трубе при постоянной температуре, т.е. процесс изотермический.

Для изотермы газа имеем соотношения:

Отсюда, согласно уравнению (2.93), получим:

Используя полученное выражение для rw², перепишем (2.95)
и проинтегрируем: по давлению от до , по длине от до :

(2.96)

Обозначив для давления в сечении 2–2 получим формулу:

(2.97)

Зная находим :

(2.98)

Необходимо отметить, что при вводе расчетной формулы (2.98)
не было учтено возможное изменение коэффициента гидравлического сопротивления l.

При неизотермическом течении газа получить простую расчетную формулу типа (2.98) не удается.

Транспорт сжиженных газов не отличается от транспорта капельных жидкостей. Основное требование при их перекачке – давление в трубах
не должно быть ниже давления насыщения сжиженных газов при температуре перекачки. Если давление упадет ниже этого значения,
то жидкость закипит, в трубопроводе образуются газовые пробки и расход сжиженного газа резко упадет.