No abstract

No abstract

No abstract

1 1 ФГБОУВО «Ивановский государственный политехнический университет», г. Иваново, Российская Федерация 2 ФГБОУВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, г. Иваново, Российская Федерация E-mail: yelinnn@mail.ru Авторское резюмеСостояние вопроса: Истечение сжиженного углеводородного газа (СУГ) из емкости представляет собой сложный нестационарный процесс, в котором изменяются давление, фазовое состояние углеводородной смеси, компонент-ные составы жидкой и газовой фаз и их физические свойства. Это приводит к изменению расхода топлива, пода-ваемого в газопровод, его свойств и, следовательно, теплотворной способности. Использование результатов мате-матического моделирования данного процесса может повысить качество прогнозирования последствий аварийных истечений за счет учета динамики его расходных и физических параметров. Однако построение достоверных мето-дов расчета на основе традиционных моделей, использующих осредненные величины параметров углеводородных смесей, невозможно. В связи с этим необходима разработка методов, учитывающих эти изменения. Материалы и методы: Для описания процессов истечения использованы методы гидродинамики газожидкостных смесей. Расчет фазового состояния и физических параметров жидкой и газовой фазы углеводородной смеси про-веден с использованием кубического уравнения состояния и эмпирических зависимостей. Результаты: Построена математическая модель нестационарного процесса опорожнения емкости, содержащей смесь углеводородных компонентов, с учетом изменений давления в емкости, концентраций жидкой и газовой фаз, их компонентного состава, плотностей, теплоемкостей, показателя адиабаты, критического отношения давлений и массовой скорости истечения. Выполнена компьютерная реализация построенной модели и проведены вычисли-тельные эксперименты. Показано влияние учета компонентного состава углеводородной смеси, изменения ее свойств в процессе истечения на основные характеристики процесса. Выводы: Предлагаемая математическая модель и ее компьютерная реализация позволяют прогнозировать динамику расхода истечения и физических свойств топлива в процессе опорожнения емкости, содержащей смесь углеводородных компонентов. Увеличение точности расчетов достигается за счет учета компонентного состава смеси. Методика позволяет рассчитывать массу и компонентный состав жидкого неиспаряемого ос-татка в емкости. Рекомендуется к использованию для прогнозирования последствий аварийных истечений сжиженных углеводородных газов.Ключевые слова: углеводородная смесь, процесс истечения, фазовое состояние, компонентный состав, массовая скорость, физические свойства. The outflow of a liquefied hydrocarbon gas (LPG) from a tank is a complex non-stationary process in which the pressure, the phase state of the hydrocarbon mixture, the compositions of the liquid and gas phases and their physical properties change. This leads to a change in the consumption of fuel supplied to the gas pipeline, its properties and, consequently, the heating value. Using the results of mathematical modeling of this process can im...

Обеспечение надежности и бесперебойности подачи газового топлива является одной из актуальных задач для систем генерации энергии. Проектирование и строительство газопроводов требуют проведения технической и экологической экспертиз последствий аварийных истечений газа через порывы трубопровода. Опорожнение участка газопровода представляет собой сложный нестационарный процесс, в котором все важнейшие параметры взаимосвязаны. Для оценки технологического и экологического ущербов весьма важно знать динамику истечения. Это позволит обоснованно планировать выполнение ремонтных работ. В большинстве известных работ исследуемый процесс рассматривается как изотермическое истечение идеального газа, что может привести к значительным ошибкам. В связи с этим возникает необходимость создания математической модели рассматриваемого процесса и ее компьютерной реализации. Материалы и методы: Для описания критического и докритического процессов истечения газа использованы методы газовой динамики реального газа, для расчета его теплофизических параметров-кубическое уравнение состояния и эмпирические зависимости. Результаты: Построена математическая модель нестационарного процесса опорожнения отключенного и работающего участков газопровода с учетом теплообмена с окружающей средой, а также изменений теплофизических свойств реального газа и гидравлических потерь при его движении к месту порыва. Представлены результаты компьютерной реализации построенной модели и вычислительных экспериментов. Показано влияние учета неидеальности газа, изменения его свойств в процессе истечения и гидравлических потерь при движении к порыву на основные характеристики процесса. Выводы: Предлагаемая математическая модель и ее компьютерная реализация позволяют для аварийно отключенного участка газопровода прогнозировать динамику опорожнения, а для работающего участка-локализацию порыва по изменению давления и расхода газа в конце участка. Увеличение точности расчетов достигается за счет отказа от ряда обычных допущений. Методика рекомендуется к использованию для планирования ремонтных работ. Ключевые слова: аварийный режим, динамика истечения газа, массовый расход, процесс опорожнения, локализация порыва, давление газа, гидравлические потери.