输气管道设计与管理（李玉星）第三章 气体管流的基本方程.pptVIP

* * 天然气长输管道工程 线路选择 工艺设计 辅助系统设计 管道系统的建设 管道的运行管理 输气总工艺流程； 输气站的工艺参数和流程； * 第三章 气体管流的基本方程 王武昌 储运与建筑工程学院 * 描述气体沿管流动的参数： 基本方程有： P T w ρ 连续性方程 运动方程 能量方程 气体状态方程 * 天然气在管道中流动的特点 不稳定流动 一元流动：由于在直径方向上流动参数的变化与沿管长参数变化相比很小，可忽略，故把气体沿输气管的流动看作是一元流动。 * 气体管流的参数变化 * 一、连续性方程 质量守恒定律： dτ间内流入微元体积Fdx的气体质量＝微元体积的气体质量的增加。 定义：气体在管内流动过程中，系统 的质量保持守恒。 * 时间 内，流出Ⅱ-Ⅱ控制面的质量 ： 时间 内，进入Ⅰ-Ⅰ控制面的质量： * 时间 内，流入控制体内的净增质量： 时间 内控制体中的质量变化： * （3-1） * 稳定流连续性方程 ： （3-2） 压力沿管线逐渐降低，气体的密度逐渐减小，流速逐渐增大。 F不变： * 二、运动方程 定义：控制体内流体的动量改变等于作 用该流体上所有力的冲量之和。 * 1、气体动量的变化 时间 内，控制体内气体动量的变化： * 时间 内，流入控制体内的气体的 动量： 时间 内，流出Ⅱ-Ⅱ控制面的气体的 动量 ： * 时间 内，控制体内由气体流动引起的 动量变化： 控制体总的动量改变： * 2、气体流动受到的冲量 （1）重力的冲量 （2）压力的冲量 * （3）摩擦力的冲量 总的冲量： * （3-5） F不变： （3-6） 运动方程： * 稳定流动运动方程： * 三、能量方程 定义：进入系统的能量-离开系统的能 量=系统储存能量的变化 * 1、储存能 控制体的储存能量 ： 时间 内的储存能变化： * 2、气体流动的能量变化 时间 内，进入Ⅰ-Ⅰ控制面的能量： * 时间 内，流出Ⅱ-Ⅱ控制面的能量 ： 时间 内，气体流动引起的能量变化： * 3、热交换 时间 内，管长dx段内的热损失： ：单位质量流量的气体在单位管长上 的热交换率 * (3-14) * 稳定流动能量方程： (3-15) (3-16) * 小结 连续性方程 运动方程 * 能量方程