Гидрогазодинамика
Потери давления на трение составят:
∆
Ртр=Рн-Рк=618187 − 612500=5687 Па (5,687 кПа).
Избыточное давление в конце участка 1:
Ризбк = Ризбн − ∆Рмс = 516,881 − 5,687 = 511,2 кПа.
Аналогично определены потери давления в местных сопротивлениях и на трение на остальных участках газопровода. Результаты занесены в таблицу 1.
Потери геометрического напора на участках 1 и 2:
∆
Ргеом = g · h · (ρв − ρг),
Где h = L1 + L2 = 2 + 1 = 3м.
ρв, ρг – действительные плотности воздуха и газа, кг/м3;
кг/м3;
кг/м3;
∆Ргеом=9,8·3·(1,205−4,564) = −99 Па (−0,099 кПа).
Абсолютное давление в конце участка 2:
Рабск = Рабсн − ∆Ргеом= 694926 + 99 = 695025 Па.
Избыточное давление:
Ризбк = Ризбн − ∆Рабс = 479,141+ 0,099 =479,240 кПа.
Потери давления в газопроводе составили 226073 Па. Абсолютное давление в конце газопровода: 621300 −226073 = 395227 Па. С учетом 10% запаса потери давления: 226073 · 1,1 = 248680 Па. Тогда абсолютное давление в конце газопровода составит: 621300 – 248680 = 372620 Па.
2 РАСЧЕТ ИСТЕЧЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА ВЫСОКСГО ДАВЛЕНИЯ ЧЕРЕЗ СОПЛО ЛАВАЛЯ
Критическая скорость (в узком сечении сопла Лаваля):
; м/с.
Максимальная расчетная скорость:
;
=428 м/с.
Скорость на выходе из сопла Лаваля:
Wmax = φ · Wmax = 0,96 · 428 = 411 м/с.
где φ – коэффициент, учитывающий потери при истечении газа.
Φ = 0,95…0,97. Принимаем 0,96.
Для расчета сопла Лаваля используем газодинамические функции.
Параметры газа в критическом сечении (λ = 1):
− давление 202668 Па;
−плотность 2,287 кг/м3;
− температура 2254 К.
Относительная скорость:
Параметры газа в выходном сечении:
− плотность:
кг/м3
− температура:
Используя закон неразрывности, определим площади поперечного сечения и диаметры сопла:
− в критическом сечении сопла: G= V0г · ρ0 = Wкр · ρкр · fкр,