Расчет времени адиабатического истечения идеального газа из резервуара постоянного объема с учетом процесса открытия выпускного клапана

Вестник ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика.


Выпуск:

2018. Том 4. №4

Название: 
Расчет времени адиабатического истечения идеального газа из резервуара постоянного объема с учетом процесса открытия выпускного клапана


Для цитирования: Тарасов В. В. Расчет времени адиабатического истечения идеального газа из резервуара постоянного объема с учетом процесса открытия выпускного клапана / В. В. Тарасов // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2018. Том 4. № 4. С. 80-92. DOI: 10.21684/2411-7978-2018-4-4-80-92

Об авторе:

Тарасов Вадим Викторович, кандидат технических наук, доцент кафедры инженерной графики, Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана; midav-5491@mail.ru

Аннотация:

Данная работа является продолжением расчетно-аналитического исследования адиабатического процесса истечения идеального газа из резервуара постоянного объема, приведенного в предыдущих работах. В этих работах были рассмотрены две основные задачи: 1-я — определение полного времени истечения газа из резервуара, 2-я — нахождение аналитического выражения, позволяющего инженерными методами расчета определять величину давления газа в резервуаре в зависимости от времени истечения. При этом полагалось, что запорное устройство (ЗУ) на выходе из резервуара открывается мгновенно и площадь выходного отверстия в процессе истечения остается постоянной. Такой подход возможен, когда пусковой период (время до полного открытия ЗУ) составляет незначительную часть от общего времени истечения, например, для больших резервуаров или запорных устройств с быстрым открытием (предохранительный клапан) и т. д. Однако возможны случаи, когда время пускового периода будет соизмеримо с общим временем истечения (регулировочный клапан). В этих случаях неучет пускового периода может привести к заметной ошибке при определении общего времени истечения.

В данной работе предлагается метод, позволяющий в принятой постановке задачи рассчитать время истечения с учетом изменения площади отверстия запорного клапана ЗУ. В качестве дополнительного ограничения для расчета, принято, что коэффициент расхода — постоянная величина, равная его осредненному по времени значению.

Список литературы:

  1. Гуревич Д. Ф. Расчет и конструирование трубопроводной арматуры / Д. Ф. Гуревич. Изд. 5-е. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. С. 480.
  2. Тарасов В. В. Вывод расчетной зависимости для определения давления идеального газа в резервуаре постоянного объема при его адиабатическом истечении / В. В. Тарасов // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2016. Том 2. № 4. С. 80-88. DOI: 10.21684/2411-7978-2016-2-4-80-88
  3. Тарасов В. В. Расчет времени адиабатического истечения идеального газа из резервуара постоянного объема с использованием относительных параметров / В. В. Тарасов // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2018. Том 4. № 2. С. 94-104. DOI: 10.21684/2411-7978-2018-4-2-94-104
  4. Тарасов В. В. Расчет времени истечения идеального газа из резервуара постоянного объема в среду с постоянным давлением при адиабатическом процессе / В. В. Тарасов // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2016. Том 2. № 2. С. 84-95. DOI: 10.21684/2411-7978-2016-2-2-84-95
  5. Техническая термодинамика / под ред. В. И. Крутова. М.: Высшая школа, 1981. 472 с.
  6. Черноштан В. И. Газодинамический расчет предохранительного клапана и выпускного трубопровода: Начало / В. И. Черноштан, Э. Е. Благов // Арматуростроение. 2011. № 2 (71). С. 48-52. 
  7. Черноштан В. И. Газодинамический расчет предохранительного клапана и выпускного трубопровода: Продолжение / В. И. Черноштан, Э. Е. Благов // Арматуростроение. 2011. № 3 (72). С. 61-65.