image
energas.ru

Территория Нефтегаз № 5-6 2020

Транспорт и хранение нефти и газа

01.5-6.2020 10:00 Оценка потерь механической энергии при сжатии природного газа в центробежном нагнетателе
В статье рассмотрен вопрос об оценке потерь механической энергии в центробежном нагнетателе. Показано, что процесс сжатия газа в центробежном нагнетателе весьма близок к адиабатическому, то есть происходит в отсутствие внешнего теплообмена. Однако речь идет не о классической адиабате Пуассона, характерной для сжатия так называемого совершенного газа, а об адиабатическом процессе в реальном газе, в котором внутренняя энергия и энтальпия зависят не только от температуры, но и от давления, поэтому в нем в полной мере проявляются эффекты Джоуля – Томсона, в частности, при быстром увеличении давления происходит дополнительный нагрев газа. Кроме того, в нагнетателях наблюдается частичная диссипация механической энергии, затрачиваемой нагнетателем, то есть ее переход в тепло, поэтому адиабатический процесс сжатия следует рассматривать с учетом не только реальных свойств газа, но и выделения тепла трения. В работе показано, как это можно сделать. Выяснено, что температура газа на выходе нагнетателя при заданном значении на входе, а также заданной степени сжатия весьма информативно отражает интенсивность потерь механической энергии и определяет внутренний коэффициент полезного действия нагнетателя. Показано, что полезная работа нагнетателя может определяться как работа, затрачиваемая на перемещение частиц газа из линии всасывания в линию нагнетания при отсутствии потерь механической энергии, а затрачиваемая работа – как полная работа на перемещение и диссипацию механической энергии. Приводится вид адиабат реального газа как в отсутствие, так и при наличии механических потерь. Дается алгоритм оценки этих потерь.
Ключевые слова: центробежный нагнетатель, термодинамический процесс, сжатие, адиабатический и политропный процесс, адиабата реального газа, коэффициент Джоуля – Томсона, модель Пенга – Робинсона, диссипация механической энергии, работа сжатия, показатель политропы, внутренний коэффициент полезного действия.
Ссылка для цитирования: Лурье М.В., Мусаилов И.Т. Оценка потерь механической энергии при сжатии природного газа в центробежном нагнетателе // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2020. № 5–6. С. 84–90.


← Назад к списку


im - научные статьи.