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  文章编号:1000-8241 (2014 )××-0×××-0×

  天然气管道放空时间的计算

  刘英男 张鑫 单鲁维

  西气东输管道公司广东办理处,广东广州 510665

  摘要:天然气管道放空是压力、温度、气体流速都随时间变更的复杂过程,为准确计算长输管道天然气的放空时间,以放

  空管路为研究对象,建立非稳态的偏微分方程组,应用特点线方程将偏微分方程组转化为全微分方程组,并停止数值求

  解,计算出天然气管道放空所需时间。此计算方法的计算结果与工程实践中的管道放空数据吻合优胜,可以较准确地计算

  长输天然气管道放空所需时间。

  关键词:天然气管道;放空时间;非稳态计算;特点线方程;显示差分法

  中图分类号:TE832 文献标识码:A doi :

  2014-07-03 19:17 /kcms/detail/13.1093.TE1917.014.html

  收集出版时间: 收集出版地址:

  长输天然气管道爆发事件或装备检验时,需求放空管道内的天然气。准确计算管道内天然气的放空

  时间和放空量,可认为花费调解决定计划、组织事件抢修供给迷信依据,对确保管线波动运转具有实践的指

  导意义[1-3] 。管道内天然气的放空是一个复杂的非稳态活动过程,随着管道内压力不时降低,天然气的密

  度、流速等参数随时间变更。经过总结已有天然气放空时间计算公式,建立非稳态数值计算模型,采取

  特点线法,求解管道中天然气的放空时间,与实践天然气管道的放空数据停止对比,验证方法的准确

  性。

  1 计算方法

  今朝,国际外学者关于天然气管路放空时间的研究较少,比拟有代表性的放空时间计算方法有两

  种。

  (1)该计算方法基于有限大年夜的容器内气体经过收缩喷口绝热排出模型(图 1),不思考放空管路的摩

  阻影响,且认为全部放空过程当中气体活动处于临界形状,即出口处气体马赫数为 1,其放空时间计算公式

  为:

  M

  V ZRT p1

  t ?ln (1)

  k ?1

  ?F ? 2 ?k ?1 p2

  Kg ? ?

  ?K ?1?

  式中,t 为放空时间,s ;V 为放空管道容积,m3 ;M 为放空气体的相对分子质量;R 为气体常数,

  R=848J/ (kg·K );K 为绝热指数,关于天然气,k=3 ;F 为放空阀全开时的截面积,m2 ;μ 为阀门开启

  度;p 1 、p 2 为放绝后后管道绝压,MPa ;T 为管道温度,K ;Z 为天然气压缩因数。

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