放散口气体流速计算

气体流速计算

根据工程热力学原理，临界压力Pc与进口压力P1(绝压)的比值称为临界压力比pβ，即β=Pc／P1

从此式可看出气体的临界压力比β只与气体的比热比n有关，气体的比热比可看作为一常数，不同类型气体的n值如下：

对单原子气体，取n=1．67，则β=0．487，即Pc=0．487P1；

对双原子气体，取n=1．40，则β=0．528，即Pc=0．528P1；

对多原子气体，取n=1．30，则β=0．546，即Pc=0．546P1；

故对于空气(双原子气体)Pc=0．528P1，对于燃气(多原子气体)，Pc=O．546P1。燃气放散时出口截面处的压力为P2，外界压力为Po=O．1MPa，高、中压放散压力比较高，此状态下外界压力Po

2 出口流速

高、中压燃气管道放散时出口流速为临界流速，根据工程热力学计算公式，临界流速为：

n—绝热指数，对于多原子气体，n取1．30

R—气体常数，R=Ro／M，M为分子量

对于空气R=287，天然气R=519．6J／kmo1．k

T1—进口气体温度，K

根据上式可知放散过程下的出口流速仅与气体的种类、进口气体温度及气体的绝热指数有关，与放散管截面积无关。

3 最大质量流量

燃气管道放散时，管道内压力逐渐降低，质量流量亦逐渐减少，刚开始瞬间为最大质量流量，其计算公式为：

n——绝热指数，对于多原子气体，n取1．30

R——气体常数，R二R。/M，M为分子量

对于空气R=287，天然气R=519．6，J／km01．k

T1——气体绝对温度，K

f——放散管截面积，m2

Z——压缩系数，取Z=1

根据上式可知此高、中压放散时气体的最大质量流量与气体的种类、进口气体温度、放散前气体绝对压力、放散管截面积及气体的绝热指数有关。

例1：天然气管道内压力为P1=2．0Mpa，温度为tl=293K，管道内燃气流速C1为20m／s，放散管径为D108×5，试计算放散开始时出口截面气流速度和最大质量流量?

解：因燃气流速C1<50m／s,可按Cl=0处理。对多原子气体β=0．546，n=1．3，则Pc=0．5 46×2．0=1．029MPa，此时Pc>Po=0．1MPa，此状态为超临界状态，所以出口截面处的压力为P2 =Pc=1．029MPa,出口处流速为临界流速。