Расчет газопроводов при малых перепадах давления

Под малым перепадом давления обычно понимается величина

где Dp = p₁ - p₂ - изменение давления вдоль трубопровода на рассматриваемом участке, - среднее значение давления на этом участке.

Сжимаемостью газа обычно пренебрегают, если скорость его движения менее четверти скорости звука (V < 0,25 V_зв). Например, для воздуха при обычных (20 ^оС) температурах V < 85 м/с. В системах вентиляции, в некоторых случаях работы установок газового тушения сжимаемостью газов можно пренебречь и считать плотность транспортируемого газа неизменной по всей длине трубопровода. Тогда расчеты воздуховодов и газопроводов принципиально не отличаются от расчетов несжимаемых жидкостей и уравнением Бернулли (8.7) можно пользоваться как и для несжимаемой жидкости без учета температурного напора.

При расчете газопроводов обычно рассматривается изменение давления, а не напора. Поэтому уравнение Бернулли преобразуем, умножив правую и левую часть на rg. С учетом того, что rgDh = DP_п можно записать

. (8.8)

В большинстве случаев изменением весового давления газа можно пренебречь, так как вследствие малой плотности газа эта величина мала по сравнению с другими членами уравнения.

. (8.9)

Если d = const, то и . (8.10)

Потери давления складываются из линейных и местных:

, (8.11)

где n - число линейных участков, m - число местных сопротивлений. Формулы для определения линейных и местных потерь давления имеют вид:

или (8.12)

или . (8.13)

Величина называется динамическим давлением.

Средняя плотность газа определяется по среднему давлению из уравнения состояния (8.4). Формулы (8.9) – (8.13) идентичны формулам для несжимаемой жидкости. Коэффициенты l и z в формулах (8.12) и (8.13) определяются по тем же формулам и таблицам, что и для несжимаемой жидкости. При этом надо помнить, что эти коэффициенты зависят от режима движения, определяемого числом Рейнольдса:

,

где V - скорость газа, м/с, n - кинематическая вязкость газа, м²/с.