Газодинамический подход к оценке потерь на теплоотдачу в простом газопроводе
Использование газодинамического подхода, выраженного системой уравнений рабочего процесса газа с учетом теплоотдачи в простом газопроводе, для решения задач по исследованию ресурса, изгибной жесткости трубы или ее перегрузки внутренним давлением газа.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.05.2017 |
| Размер файла | 83,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Газодинамический подход к оценке потерь на теплоотдачу в простом газопроводе
А.В. Кулагин
Рассмотрим установившийся режим течения газа по некоторому газопроводу, представляющему собой обычную цилиндрическую трубу. Будем считать, что условия о равномерном распределении основных параметров газа в любом поперечном сечении такой трубы выполнены. Следует также отметить, что речь идет о термодинамической системе, в которой скорость движения газа будет дозвуковой. Работа газов при расширении при течении по такому газопроводу определяется уравнением [1-7]
, (1)
где - температура взрывчатого разложения, - температура газов в данный момент времени с учетом потерь на теплоотдачу, - поправочный коэффициент, который определяется в экспериментальных условиях.
Уравнение состояния для килограмма газа с учетом потерь на теплоотдачу определится зависимостью [1,2,4-7]
Свободный объем можно рассчитать по формуле
, (2)
где - относительная толщина сгораемого продукта, - вес рабочей смеси в результате горения продукта, - рабочая длина при движении продукта по газопроводу, - длина газопровода в данный момент времени, - универсальная газовая постоянная, - поправка на коволюм .
В результате получаем зависимость
,
в которой сила при сгорании рабочего продукта составит , тогда отношение температур представить следующей зависимостью
Подставим это соотношение в уравнение работы (1), которое примет следующий вид
(3)
И соответственно правая часть числителя уравнения (3) выглядит так
.
Полная работа продукта составит
,
где - коэффициент учета второстепенных работ, - вес продукта, - скорость движения продукта, - часть работы, связанная с потерями на тепло, - давление газов в данный момент времени, - ускорение свободного падения.
Определим работу
;
подставив уравнение отношения температур, получим
, ,
тогда система уравнений в развернутом виде выглядит следующим образом:
;
; (4)
Подставим из уравнений (3) в систему уравнений (4) имеем такие соотношения:
;
;
Устанавливаем связь между давлениями и для равных весовых количеств газа.
Полученное выше последнее уравнение с учетом формулы (3) расписываем так
Для давления рґ имеем
Подобное соотношение представим и для давления р
Разделив почленно эти уравнения и помня, что
,
получим:
;
; ;
;
;
; ;
;
; ;
;
В этих зависимостях коэффициент берется по величине сгораемой части толщины продукта , и - коэффициенты местных потерь на входе и на выходе, параметры с символом "0" - приведенные коэффициенты, либо соответствующие процесса, и - длина канала газопровода и его полная длина, - относительная длина газопровода.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Решая эту задачу можно учесть и потерю давления при внезапном расширении трубопровода (рисунок 1), которое определяется по формуле Борда [4]
,
где v1 и v2 - скорости соответственно до и после расширения рабочего продукта. При этом постановку задачи и само решение задачи придется несколько изменить, введя некоторые дополнительные условия.
Представленный газодинамический подход, выраженный системой уравнений рабочего процесса газа с учетом теплоотдачи в простом газопроводе, можно рекомендовать в качестве базовой. Для решения более сложных задач, например по исследованию ресурса, изгибной жесткости трубы или ее перегрузки внутренним давлением газа в виде скачка уплотнения, исследования физико-механических характеристик самого газа, изменения продольных и поперечных геометрических размеров газопровода [8-10], необходима экспериментальная проверка.
Литература
газодинамический труба теплоотдача жесткость
1. Юдаев Б.Н. Теплопередача [Текст] - М.: Высшая школа, 1973-360 с.
2. Дейч М.Е. Техническая газодинамика [Текст] - М.: Энергия, 1974- 592 с.
3. Falkovich G. Fluid Mechanics, a short course for physicists. [English]. Cambridge University Press, 2011-180 p.
4. Черный Г.Г. Газовая динамика [Текст] - М.: Наука, 1988- 424 с.
5. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика [Текст] - М.: Наука, 1976- 888 с.
6. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи [Текст] - М.: Энергия, 1977- 344 с.
7. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа [Текст] - М.: Дрофа, 2003- 840 с.
8. Chandler D. Introduction to modern statistical mechanics. [English]. Oxford university press, 1987-286 p.
9. Кулагин А.В. Предварительная оценка теплоотдачи труб сложной конфигурации. [Электронный ресурс]// "Инженерный вестник Дона", 2012, №1. - Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/ n1y2012/637 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.
10. Кулагин А.В. Дородов П.В.. О запасе прочности и оценке надежности узлов металлоконструкций. [Электронный ресурс] // "Инженерный вестник Дона", 2012, №2. - Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n2y2012/810 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение коэффициента теплоотдачи при сложном теплообмене. Обмен теплотой поверхности твёрдого тела и текучей среды. Использование уравнения Ньютона–Рихмана при решении практических задач конвективного теплообмена. Стационарный тепловой режим.
лабораторная работа [67,0 K], добавлен 29.04.2015Принцип работы газодинамического лазера, его конструктивные особенности, энергетический баланс, кинетическая модель. Анализ и диагностика лазерного излучения. Текст расчета параметров газодинамического лазера, специфика их промышленного применения.
реферат [3,9 M], добавлен 26.11.2012Определение тепловых двигателей как машин, преобразующих теплоту в механическую работу. Рассмотрение рабочего процесса паровых и газовых турбин. Изучение потерь в ступенях, коэффициентов полезного действия, мощности, размеров лопаток и расхода газа.
контрольная работа [225,1 K], добавлен 17.10.2014Степень повышения давления в компрессоре. Скорость истечения газа из выходного устройства. Термогазодинамический расчет двигателя и анализ его результатов. Согласование параметров компрессора и турбины. Газодинамический расчет осевого компрессора.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 15.12.2011Рост потребления газа в городах. Определение низшей теплоты сгорания и плотности газа, численности населения. Расчет годового потребления газа. Потребление газа коммунальными и общественными предприятиями. Размещение газорегуляторных пунктов и установок.
курсовая работа [878,9 K], добавлен 28.12.2011Подача газа потребителям с определенным давлением, степенью очистки и одоризации из магистрального газопровода в газовые сети. Компримирование газа центробежными нагнетателями с приводом газотурбинной установки. Режим работы компрессорной станции.
отчет по практике [4,3 M], добавлен 15.02.2012Регуляторы давления газа и их типы. Принципы действия. Гидратообразование при редуцировании газа. Методы по предотвращению гидратообразования. Новые разработки для газорегулирующих систем. Регуляторы с теплогенераторами РДУ-Т, их принцип работы.
реферат [1,4 M], добавлен 27.02.2009Работа идеального газа. Определение внутренней энергии системы тел. Работа газа при изопроцессах. Первое начало термодинамики. Зависимость внутренней энергии газа от температуры и объема. Основные способы ее изменения. Сущность адиабатического процесса.
презентация [1,2 M], добавлен 23.10.2013Основные понятия конвективного теплообмена: конвекция, коэффициент теплоотдачи, термическое сопротивление теплоотдачи, сущность процессов теплообмена. Циклонные топки для сжигания дробленого угля. Характеристики газообразного топлива, доменного газа.
контрольная работа [122,9 K], добавлен 25.10.2009Выбор рабочего и избыточного давления в газопроводе. Определение числа компрессорных станции (КС) и расстояния между станциями. Уточненный тепловой и гидравлический расчеты участка газопровода между двумя компрессорными станциями. Расчет режима работы КС.
курсовая работа [251,8 K], добавлен 16.03.2015Характеристики населенного пункта. Удельный вес и теплотворность газа. Бытовое и коммунально-бытовое газопотребление. Определение расхода газа по укрупненным показателям. Регулирование неравномерности потребления газа. Гидравлический расчет газовых сетей.
дипломная работа [737,1 K], добавлен 24.05.2012Уравнение состояния идеального газа, закон Бойля-Мариотта. Изотерма - график уравнения изотермического процесса. Изохорный процесс и его графики. Отношение объема газа к его температуре при постоянном давлении. Уравнение и графики изобарного процесса.
презентация [227,0 K], добавлен 18.05.2011Уравнение состояния газа Ван-дер-Ваальса, его сущность и краткая характеристика. Влияние сил молекулярного притяжения на стенки сосуда. Уравнение Ван-дер-Ваальса для произвольного числа молей газа. Изотермы реального газа и правило фаз Максвелла.
реферат [47,0 K], добавлен 13.12.2011Понятие и история происхождения сланцевого газа, его главные физические и химические свойства. Способы добычи, используемое оборудование и материалы, оценка степени влияние на экологию. Перспективы применения данного типа газа в будущем в энергетике.
контрольная работа [28,7 K], добавлен 11.12.2014Характеристика города и потребителей газа. Ознакомление со свойствами газа. Расчет количества сетевых газорегуляторных пунктов, выявление зон их действия и расчет количества жителей в этих зонах. Определение расходов газа сосредоточенными потребителями.
курсовая работа [106,2 K], добавлен 02.04.2013Определение и модель идеального газа. Микроскопические и макроскопические параметры газа и формулы для их расчета. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клайперона). Законы Бойля Мариотта, Гей-Люссака и Шарля для постоянных величин.
презентация [1008,0 K], добавлен 19.12.2013Выбор рабочего давления газопровода. Расчет свойств транспортируемого газа. Плотность газа при стандартных условиях. Определение расстояния между компрессорными станциями и числа компрессорных станций. Расчет суточной производительности газопровода.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 25.03.2013Первый закон термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Термодинамический метод их исследования. Изменение внутренней энергии и энтальпии газа. Графическое изображение изотермического процесса. Связь между параметрами газа, его теплоемкость.
лекция [438,5 K], добавлен 14.12.2013Системы охлаждения транспортируемого газа на компрессорных станциях. Принцип работы АВО газа. Выбор способа прокладки проводов и кабелей. Монтаж осветительной сети насосной станции, оборудования и прокладка кабеля. Анализ опасности электроустановок.
курсовая работа [232,3 K], добавлен 07.06.2014Состав газового комплекса страны. Место Российской Федерации в мировых запасах природного газа. Перспективы развития газового комплекса государства по программе "Энергетическая стратегия до 2020 г". Проблемы газификации и использование попутного газа.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.03.2015
