Гидравлический расчет

Значение коэффициента гидравлического сопротивления l рассчитывается в зависимости от режима движения газа и шероховатости труб по тем же формулам, что и для нефтепровода.

Для гидравлических гладких труб l не зависит от шероховатости внутренней поверхности трубы и рассчитывается по формуле:

l=0.067×(158/Re)^0.2 = 0.1844/ Re^0.2 (5.89)

При квадратичном режиме течения l не зависит от Re, и является функцией относительной шероховатости:

l=0.067×(2D/d)^0.2 (5.90)

По универсальной формуле ВНИИ газа:

l=0.067×(158/Re+2D/d)^0.2 (5.91)

Значение числа Re для смеси газов:

, (5.92)

где m_с – вязкость смеси газов;

r_с – плотность смеси газов в условиях трубопровода, кг/м³.

, (5.93)

где r_о – плотность смеси газов при Н.У., кг/м³;

Р_ср и Р_о – соответственно среднее давление в трубопроводе и барометрическое, Па;

Т_ср и Т_о – соответственно средняя температура перекачки и температура абсолютного нуля (273.15 К).

Т.к. в газопроводах закон падения давления по длине имеет нелинейный характер, то среднее давление определяется как среднеинтегральное (5.94).

(5.94)

Упрощение: по данным ВНИИ газа для новых труб D = 0.03мм. Тогда из (5.90):

l=0.03817/d^0.2. (5.95)

При технических расчетах l (с учетом местных сопротивлений) можно принимать l=(1.03-1.05)×l_ТР. (5.96)

Обычно течение газа происходит при высоких скоростях, когда сопротивление определяется только шероховатостью труб (квадратичная зона). Т.к. шероховатость не зависит от диаметра трубопровода, можно считать, что l зависит только от диаметра газопровода.

Одной из формул типа l = ¦(d), получившей широкое распространение, является формула Веймаута:

l=0.009407/ (5.97)

Формула Веймаута (5.97) может использоваться при ориентировочных расчетах диаметра и пропускной способности простого газопровода. В этом случае расчетные формулы имеют вид:

, (5.98)

(5.99)

Из формулы (5.88) можно получить выражение для определения длины L, диаметра d и конечного давления Р₂ при известном начальном Р₁:

. (5.100)