Молекулярная масса газов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУТОЧНОЙ ПОТЕРИ ГАЗА ПРИ ИСТЕЧЕНИИ ЕГО ИЗ ОТВЕРСТИЯ В ТЕЛЕ ТРУБЫ

Полное количество тепла, полученное телом (δQ), характеризует термодинамический теплообмен и определяется как сумма двух величин - теплотые, подведенной извне (δ _Q *), и

теплоты внутреннего теплообмена (δ Q **) - первое начало термодинамики

Термодинамический процесс изменения состояния вещества, выражающийся уравнением δ_Q= 0, называется адиабатическим, δQ* = 0 - внешнеадиабатическим. Определение

суточной потери газа через неплотности осуществляется с учетом предложения о том, что процесс истечения внешнеадиабатический. Уравнение Клапейрона принимается в качестве уравнения состояния газа. В момент достижения критической скорости истечения постоянный показатель политропического процесса истечения равен показателю реального

внешнеадиабатического процесса k в критическом сечении потока (n = k = 1 ,3). Режим истечения газа из отверстий - критический, величина соотношения давлений:

где pкр - критическое давление; p0 - исходное, начальное давление; n - показатель политропы.

Скоростная характеристика расхода газа

Критическая массовая скорость истечения

где g - ускорение свободного падения; ν0 - начальный удельный объем;

Кт к т

р М р

Молекулярная масса газов

Расчетное выражение критического расхода в секунду:

Gсек = fuкр = fλкр ²qpо ^/vо , где f - площадь сечения отверстия.

Пример 4.12. В одном из соединений газопровода образовалась неплотность, эквивалентная

2 отверстию в 1 мм2 . Давление газа 6 МПа, температура 40 °С. Состав газа: 95 % СН ₄; 4 %

С 2 Н 6; 1 % N 2 . Определить суточную потерю газа.

Решение

Молекулярная масса смеси

М = 16,043 ·0,95 + 30,07·0,04 + 28,016·0,01 = 16,7228.

Температура газа T = 273,15 + 40 = 313,15 К. Начальный удельный объем газа

v= 847,83/16,7228·313,15/(60·10⁴ ) = 0,02646 м ³ /кг. Величина соотношения давлений

= 0,5457.

Скоростная характеристика расхода газа

X = 0,54571,3(1,3 + 1) = 0,4718.

При решении аналогичных задач, связанных с определением утечек, характеристика расхода газа принимается равной λкр =0,4718.

Критическая массовая скорость истечения

и_т =0,4718 2-9,80665^-^- = 9949,8

, 0,02646 ' м³/с'

Суточный расход газа

Gсут= 24·3600·9949,8·10−⁶ = 859,66 кг/сут.

Столь значительные величины потерь газа требуют немедленной ликвидации появившихся свищей.