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 (17)

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

l=0.067×(2D/d)^0.2 (18)

По универсальной формуле ВНИИ газа:

l=0.067×(158/Re+2D/d)^0.2 (19)

Значение числа Re для смеси газов:

, (20)

где m_С =у₁×m₁+ у₂×m₂+…+ у_n×m_n – вязкость смеси газов;

m_i – вязкость отдельных компонентов газа, кг/м×с;

у_i – объемная доля компонента в составе газа;

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

, (21)

где r₀ – плотность смеси газов при Н.У., кг/м³;

Р_ср и Р₀ – соответственно среднее давление в трубопроводе и барометрическое, Па;

Т_СР и Т₀ – соответственно средняя температура перекачки и температура абсолютного нуля (273.15).

. (22)

Упрощение: по данным ВНИИ газа для новых труб D=0.03мм. Тогда из (18):

l=0.03817/d^0.2. (23)

При технических расчетах l (с учетом местных сопротивлений) можно принимать l=(1.03-1.05)×l_ТР. (24)

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/ (25)

Формула Веймаута (25) может использоваться при ориентировочных расчетах диаметра и пропускной способности простого газопровода. В этом случае расчетные формулы имеют вид:

, (26)

. (27)

Из формулы (16) можно получить выражение для определения длины L, диаметра d и конечного давления Р₂ при известном начальном Р₁:

. (28)