普适气体管道压降方程简明教程

henjuesewbc

请问公式中的L是管道的当量长度吗？

amine

真正的难点是压缩因子的计算，我试了试低压条件理想气体状态下的计算结果，和《HGT 20570.7-95 管道压力降计》中的摩擦压力降-等温流动的计算结果很接近，两者相差1%左右。

amine

程老师好人做到底，把压力因子的计算公式也公布了吧...

sky216

学习一下，谢谢分享

wiseboy

第一个问题：L是管道长度，也可以是局部阻力的当量长度，这是理所当然的。

wiseboy

第二个问题：压缩因子的关联式问题。这个问题解决方案很多，但是有一个定理：等温下压缩因子只和压力有关：Z=Z(p)。如果有实验数据，可以用3次多项式回归，精度非常高。比如：某一种天然气的压缩因子，在Hysys中使用BWRS物性包非常方便地得到Z数据，自己回归，不必要使用一些标准的复杂方法。。

wiseboy

关于天然气压缩因子的计算，有一些标准，但是太繁琐了。Aspen,等流程模拟系统，都可以计算Z，当然对于天然气BWRS最合适，绝大部分气体包括混合气体PR方程很理想。

wiseboy

压缩因子的计算现在不是什么难题，途径非常多。

wiseboy

通过Aspen，Hysys，Ptoii对多种气体的压缩因子计算，回归，3次多项式的精度非常非常理想，相关系数都在0.99左右。。

wiseboy

当然我有用状态方程计算Z的方法，它很不错，并编制了软件，但我不想公开这种方法。我不是吝啬，而是觉得这种复杂的东西太累，对于大部分人是不必要卷入其中的。

郝勇

谢谢分享

amine

谢谢程老师的指导，思路一下清晰了好多

wiseboy

我顺便给一个25℃时天然气的压缩因子关联式(程惠亭，2021)，
式中压力p的单位为 kPa：

一辰一夕

我看不错噢 谢谢楼主！马后炮化工越来越好！

amine

程老师，我试了试等温方程和C-H方程的计算结果，发现从终端倒算时的，C-H方程的结果没有等温方程更吻合，请您指教...

wiseboy

1。 首先：我只是给你一个确定的结论：任何时候，等温公式计算的结果都是偏大的。
       如果你说“等温公式吻合”某个基准数据，那么你这个基准数据也是偏大的。
2。 其次：从终端倒算，和从开始顺算，程惠亭-郝文斌方程应该是数学上等价的。
3。 等温公式是气体管道压降经验公式中最差的一个：它一直偏大，当p1/△p>40%，它差到了结果不允许采纳。
4。至于你错在哪里，我不知道。
倒算的例子，按程惠亭-郝文斌理想气体公式（如果按实际气体会更准）：


这个例子，HG/T列举的很不合理。具体地说：
1. 因为潘汉德公式的ε=0.02 mm左右，这是潘汉德公式的实验条件，可是HG/T例子的ε=0.2 mm。
    所以程惠亭—郝文斌的计算结果偏大于潘汉德。如果用ε=0.02 m，程惠亭—郝文斌公式的结果和
   潘汉德的结果完全一致。
2. 还有，等温公式的压降达到66%，超过了40%的警戒线，因此它的计算结果是无效的。
    我多次给HG/T提意见并修改了它一些错误，HG/T 错误太多了。
   希望大家不要喷我给权威标准提意见。当然，95年的标准，老态龙钟了，谁去继承先辈的事业？

cnt123

所以是基於壓縮因子的計算式?

wiseboy

cnt123 发表于 2022-7-15 14:47
所以是基於壓縮因子的計算式?

是的，但是你可以取压缩因子=1，如果你认为接近理想气体。

amine

重新对计算过程进行梳理后发现一些公式的参数引用搞错了，修正后发现程-郝方程的正反算吻合性是很好的，另外还发现一个问题，传统的等温方程在压降起过超始压力55%时就无法求解了，具体问题还有待检查，而程-郝方程没有这个问题；另外压降越大，等温方程的计算结果就比程-郝方程的计算结果偏离越大。非常感谢程老师分享的普适方程和其使用指导。

wiseboy

amine 发表于 2022-7-16 09:08
重新对计算过程进行梳理后发现一些公式的参数引用搞错了，修正后发现程-郝方程的正反算吻合性是很好的，另 ...

我可以用数学原理证明：传统的等温方程是最差的，计算结果总是偏大很多，在工程设计中用它当然是保险的。在对实际问题进行校核用它问题就大了。
传统的等温方程的死结是那个：ρm=ρ1/3+2ρ2/3，这是加权平均。而加权这种东西本来就是人为的、大概的。
因此：传统的等温方程先天不足。