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输气管温度分布规律输气管温度分布规律 输气管段的热力计算主要有两个目的 一是为同一管段的 水力计算服务 二是预测管段中出现凝析液及水合物的情况 由输气管段的流量公式可知 在其他条件一定的前提下 输气 管段的流量取决于整个管段中气体的平均温度 而这一平均温 度又取决于整个管段沿轴向的温度分布 另一方面 输气管段 的稳态温度分布又取决于该管段的流量 因此 输气管段的稳 态水力计算与热力计算实际上是相互耦合的一对问题 为了求 出一个输气管段的流量与沿线温度分布 需要联立求解输气管 段的流量关系式和温度分布关系式 由于这两个关系式中的气 体物性取决于气体温度和压力 故要进行精确的联立求解是相 当困难的 为此 在工程上通常采用近似解法 即 先假定输 气管段的平均温度 按该温度计算输气管段中气体的物性参数 并计算输气管段的流量 然后根据该流量求出输气管段沿线的 温度分布及平均温度 若该平均温度与假设的平均温度之差满 足工程精度的要求 则计算结束 否则 以计算出的平均温度 作为新的假设平均温度并重复前面的计算过程 直到输气管段 平均温度的假设值与新的计算值之差满足工程上的精度要求为 止 对于一个等直径 等流量的输气管段 若已知管道起点 x 0 处的温度 t t1 则 其沿线轴向温度分布可以用输气管道温降基本公式 3 14 描述 其中 a 是一个综合系数 式中 t 管段上到起点的距离为 z 处的气体温度 k t1管段起点处的气体温度 k t0管段周围环境的自然温度 对于埋地管道 此温度系指管道中心线处的自然 地温 k k 管段与周围环境之间的总传热系数 w m2k m 一管段中气体的质量流量 kg s dm管段的外径 m cp管段中气体质量定压比热容 j kgk di管段中气体的焦耳一汤姆逊效应系数 mpa 式 3 14 中其他符号的意义与式 3 1 对应符号相同 式 3 14 中最后一项是由焦耳 汤姆逊效应引起的温降 在干线输气管道上该项 一般为 3 5 若忽略该项的影响后 式 3 14 可变为 t t0 t1 t0 e ax 3 15 式 3 15 就是著名的苏霍夫公式 分析研究表明 当 x 时 由式 3 15 计算出的温度 tt0 即输气管道的温度接 近地温 但由式 3 14 计算出的温度 tt0 di p1
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