Диаграммы изменения расхода, напора и полной энтальпии по длине трубопровода

При решении задач автоматизированного теплогидравлического расчета и проектирования трубопроводов и каналов, при анализе режимов перекачки многофазных и однофазных сред, в т. ч. аварийных режимов, при управлении режимами, при расчетно-параметрическом анализе и оптимизации формы каналов важно иметь визуальное компьютерное представление о динамике изменения параметров в различных сечениях по длине трубопровода. Для этого могут быть использованы балансовые уравнения, а также стандартные процедуры численного компьютерного решения и визуализации полученных результатов. Диаграмма изменения расходов строится на основе уравнения (2.15). Качественный вид этой диаграммы приведен на рис. 2.6.

Рис. 2.6. Диаграмма изменения расходов /-й фазы по длине трубопровода

В произвольном сечении х, по длине трубопровода, соот;

_ х _

ветствующей относительной координате х = — (0 < х < 1),.

расход /-Й фазы G, (кг/с) представляет собой алгебраическую сумму массового расхода G_n во входном сечении и проинтегрированных по длине участка 0 < х < х) расходов, связанных с фазовыми переходами G_(/«₂ с аккумуляцией массы при нестационарных процессах —G, а также утечками, отборами или подводами массы G- .

В данном примере диаграммы расходов (рис. 2.6) G, < 0, Сф < 0, Gj > 0. Знак «-» перед расходами G- и Сф_г

учитывает, что длины отрезков на диаграмме всегда положительны.

Р

Диаграмма напоров Я, = —(м) строится по уравне;

Р, g

нию (5.34), разделенному почленно на р‘⁰⁾ • g .

п <⁰⁾ + п ^(0).

_где (0) ₌ Рп +Pi2

^А 2р, Гр, Г '.

Качественный вид диаграммы напоров представлен на рис. 2.7.

В произвольном сечении х напор /- й фазы.

v] Р

Я = а_к—1—-1- a, z равен напору во входном сечении.

2 g Pig

Я|₍, увеличенному на алгебраическую сумму (со своими знаками) напоров, связанных с работой различных действующих сил, т. е.

В данном примере диаграммы напоров (рис. 2.7) h_mexH > 0, /г, < 0, Иф < О, Л, < 0. Знак «-» в выражениях.

—Л,-, — кф , — /г,. на диаграмме соответствует положительной величине соответствующих отрезков на диаграмме.

Рис. 2.7. Диаграмма изменения напоров /-й фазы по длине трубопровода

Диаграмма полной энтальпии строится для однофазной среды по уравнению (2.42), а для г'-й фазы многофазной среды по уравнению (2.49). Качественный вид этой диаграммы приведен на рис. 2.8. В сечении х полная энтальпия /-й фазы i представляется как алгебраическая сумма слагаемых, входящих в правую часть уравнения (5.49).

На диаграмме (рис. 2.8),.

Рис. 2.8. Диаграмма изменения полной энтальпии /-й фазы по длине трубопровода.

Знак «-» у отдельных слагаемых на диаграмме соответствует положительной величине отмеченных отрезков. Следует отметить, что полученные расчетные данные могут быть также представлены в виде последовательных, изменяющихся по времени диаграмм температур Г, = 7](х), давления Р = Р (х),

скоростей v = v (x), объемных долей фаз а,-(х), плотности р, = р,(х), р|⁰⁾ = р-⁰⁾(х) и других параметров, а также в виде зависимостей параметров от времени в фиксированных сечениях X.