Особенности движения газовых потоков в упруговязких трубах

Abstract

В работе исследованы особенности неустановившегося движения газовых потоков в трубопроводах, выполненных из упруговязких материалов. Показано, что при транспортировке неравновесных газов и наличии отложений на стенках труб, а также при использовании полимерных труб, материал трубопровода проявляет упруговязкие свойства, существенно влияющие на характер распространения волн возмущений давления. На основе фойгтовской и максвелловской реологических моделей получены математические модели движения газа в упруговязких трубах и аналитические соотношения для определения параметров затухания и фазового запаздывания волн давления. Проведено численное исследование влияния релаксационных параметров газа и материала трубы на частотные характеристики затухания и запаздывания. Установлено, что основное затухание волны обусловлено временем релаксации материала трубы, а при достижении определенной частоты дальнейший рост частоты не приводит к увеличению затухания. Показано, что максвелловская модель характеризуется более быстрым проявлением упруг овязких свойств по сравнению с фойгтовской. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании и эксплуатации газопроводов, транспортирующих неравновесные газы с применением полимерных и других упруговязких труб.