23段管路、大压降水平输气管道的流量计算公式(修改)
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第三节 短距离、大压降水平输气管计算公式
对于短距离、压降很大的输气管,例如:干线截断阀两侧的放空管(在门站、首战和末站里面经常会有放空管),放空时,流速很高,则动能所占比例很大,不能忽略微分方程中的项,否则,可能会引起较大的计算误差,这时候就必须要考虑动能。
2
2
22
dP
v dx dv D
λ
ρ
-=+
两侧同时除以v 2/2
2
222dP dx dv
v D v
λρ-=+ 同样根据气体状态方程和连续性方程得到
1
zRT P
ρ
=
,M zR T v A P
=
代入上式得
2
2
2
112Q
Q
z
z
P P L
P P zRTdP AP dx d P P P
M zRT D
λ
⎛⎫
⎛⎫
⎛⎫-
=
+
⎪ ⎪ ⎪⎝⎭
⎝⎭
⎝⎭
⎰⎰⎰
积分:
()
22
2
2
2112ln 2
Q
z z Q P
P A
L
M zRT
D P P λ-⎛⎫
=+- ⎪ ⎪⎝⎭
整理得
M
=
水平管方程M
=
如果令2ln
0Q z
P P =的话,稍作整理就可以得到水平管道的输量的计
算公式,这一项就是考虑了由于动能的变化对管道输量产生的影响。相应的我们也可以得到在标准状态下的体积流量。
考虑动能项的体积流量:
Q C
=这就是短距离、大压降放空管线的体积流量的计算公式。如果在管线上开一个空,来计算放空的流量的话,我们就可以用这个公式来进行计算。
与不考虑dv 2/2推导地公式相比,公式中多一项2ln
Q z
P P ,因而在
P Q 、P z 和其它参数相同时,考虑dv 2/2后引起数量下降。(考虑这项之后分母增加了,整个数值就会降低,这时候所引起的输量就会下降)
例题1.长距离输气管:L=100km ,D=1m ,λ=0.01,P Q =60×105Pa ,P z =30×105Pa
1000L D
λ
= 2ln
1.39Q z
P P =,占前一项的1.39‰
例题 2.有一条短放空管线:L=100m ,D=0.5m ,λ=0.01,P Q =60×105Pa ,P z =3×105Pa
1000.01
20.5
L D λ
==,2ln
6Q z
P P =,若忽略2ln
Q z
P P ,误差很大。所以针对段放
空管线我们必须要采用后面计算出来的公式。