Физические свойства жидкостей, транспортируемых по трубопроводам

  Уравнение движения: , где - плотность газа; - средняя по сечению скорость газа; - среднее по сечению давление газа; - внутренний диаметр трубопровода; - высота сечения .

  Величину  можно определить по формуле: . При установившемся движении частная производная средней по сечению скорости газа по времени стремиться к нулю, поэтому .

  Уравнение неразрывности: , или .

  Уравнение состояния: .

  При выводе основных формул для гидравлического  расчёта магистрального газопровода принимаются следующие допущения:

1. Температура постоянная, .
2. Коэффициент сверхсжимаемости не меняется, .
3. Коэффициент местного гидравлического сопротивления остаётся постоянным, .
4. Величиной можно пренебречь, то есть , вследствие малой плотности газа, однако этой величиной нельзя пренебрегать в случае, если проектируемый магистральный газопровод будет проходить по сильно пересечённой местности.
5. Величиной также можно пренебречь, то есть .

  Получаем  следующее уравнение движения: . Плотность газа можно определить по следующей формуле: . Средняя по сечению скорость газа находиться с помощью следующего уравнения: . Тогда уравнение движения примет вид: . Расписав площадь сечения магистрального трубопровода, получим: . Проинтегрируем полученное выражение по координате от до , где - длина трубопровода: - формула падения квадрата давления по длине магистрального трубопровода. С помощью этой формулы можно получить формулу для определения массового расхода: . Найдём коммерческий расход: , где - плотность газа при стандартных условиях, которая определяется по формуле: , в которой , а . Тогда: . Величину можно рассчитать: . Эта величина обозначается за , то есть . С учётом этого выражение для определения коммерческого дебита принимает вид: . 

  Коэффициент гидравлического сопротивления  для магистрального газопровода.

  Коэффициент гидравлического сопротивления для магистральных газопроводов имеет ту же природу, что и коэффициент гидравлического сопротивления для магистральных нефтепроводов, но вычисляется по другим формулам:

1. . Эта формула является аналогом формулы Альтшуля в зоне смешанного трения. Эта зона возникает в магистральных газопроводах при неполной загрузке.
2. . Эта формула используется, если величина много больше, чем величина , то есть в зоне гидравлически гладких труб. Такая зона возникает в газопроводах внутри населённых пунктов.
3. . Эта формула используется в магистральных газопроводах, в которых имеет место режим течения в зоне квадратичного трения, то есть величина много больше величины .

  При необходимости учёта местных  сопротивлений величину коэффициента гидравлического сопротивления берут больше на 5 процентов.

  По  мере эксплуатации магистрального газопровода  коэффициент гидравлического сопротивления меняет своё значение. Если газ сухой и не содержит сероводорода, то твёрдые примеси, содержащиеся в газе, со временем шлифуют внутреннюю поверхность труб, и коэффициент гидравлического сопротивления  увеличивается. Если газ влажный и содержит сероводород, коэффициент гидравлического сопротивления увеличивается.

  Изменение коэффициента гидравлического сопротивления по сравнению с проектной величиной характеризуется коэффициентом эффективности: . Теоретический коэффициент гидравлического сопротивления можно найти по формуле , а практический коэффициент гидравлического сопротивления определяется из формулы . Учитывая это, формула для определения коэффициента эффективности принимает вид: .

  Уменьшение величины коэффициента эффективности означает необходимость очистки внутренней полости магистрального газопровода.