Газодинамика: тестирование аналитических решений

("чистый" Object Pascal без использования сторонних модулей)

Скачать архив программы (готовое к использованию приложение, 2,9 Мб)

Скачать архив проекта (исходники, IDE CodeTyphon 5.50, 0,8 Мб)

Сборник задач прикладной газодинамики, пока не вошедших в основной калькулятор (GasHelper).

Тестируются аналитические методы решения, уменьшающие время выполнения расчетов. С прицелом на использование в RealTime-системах и Web-проектах.

В проекте не планируется использование сторонних библиотек и модулей, все методики реализуются средствами стандартного Object Pascal.

Реализованные расчеты:
24.06.2017. Расчет времени заполнения участка газопровода

Добавлен расчет времени заполнения участка газопровода при снижении давления в источнике газа (то есть, при заполнении из другого участка газопровода). Расчет выполняется с учетом длины перемычки или байпасной линии. Также выполняется расчет начальных и конечных запасов газа в газопроводе-источнике и газопроводе-приемнике.

С методикой расчета можно ознакомиться в заметке ЖЖ:

Ссылка

17.06.2017. Выравнивание давления между участками газопроводов

Рассчитывается установившееся в системе давление после перетока газа между газопроводом-источником и газопроводом-приемником.

Предварительный расчет зависимости суммарного запаса газа от давления реализован через полиномиальный ряд шестой степени, последующий расчет выполняется методом секущих:

10.06.2017. Расчет времени заполнения участка газопровода

Добавлен расчет времени заполнения участка газопровода при постоянном давлении в источнике газа. Расчет выполняется с учетом длины перемычки или байпасной линии.

С методикой расчета можно ознакомиться в заметке ЖЖ:

Ссылка

03.06.2017. Расчет времени опорожнения участка газопровода (с учетом длины свечной линии)

На первом этапе рассчитывается абсолютное давление газа, при котором скорость звука в газе равна скорости истечения газа (для определения зон критического и докритического режимов истечения газа).

В дальнейшем расчет выполняется численным решением определенных интегралов по двум методикам:

  • Для критического режима истечения газа методом степенной регрессии рассчитывается зависимость времени истечения 1000 м3 газа от остаточного запаса газа в трубе (то есть, сложная зависимость преобразуется в функцию одной переменной). Время истечения газа рассчитывается как разница между значениями первообразной выражения для степенной регрессии при минимальном и максимальном значениях аргумента (интеграл выражения для степенной регрессии является простейшим). Параллельно выполняется этот же расчет, но для выражения, определяющего пропускную способность свечной линии.
  • Для докритического режима истечения газа методом гамма-регрессии рассчитывается зависимость времени истечения 1000 м3 газа от остаточного запаса газа в трубе. Интеграл выражения для гамма-регрессии является сложным, поэтому время истечения газа рассчитывается методом квадратур Гаусса-Лежандра с использованием выражения для гамма-регрессии. Параллельно выполняется этот же расчет, но для выражения, определяющего пропускную способность свечной линии.

Время опорожнения участка газопровода рассчитывается как суммарное значение времени стравливания газа при критическом и докритическом режимах истечения. Если же пропускная способность свечной линии оказывается меньше, чем объем истечения газа при критическом или докритическом режимах истечения, то результативным считается время, рассчитанное исходя из пропускной способности свечной линии.

Помимо времени опорожнения газопровода, также выполняется расчет количества стравленного в атмосферу газа и остаточный запас газа на участке газопровода.

Имеется возможность экспорта исходных данных и полученного результата во встроенный текстовый редактор.

29.05.2017. Расчет площади свища или отверстия в газопроводе

По известным значениям времени истечения газа и падению давления за этот период, выполняется расчет площади (и эквивалентного диаметра) свища (отверстия), через который происходит утечка газа.

Предполагается, что участок газопровода выведен из работы и по всей его протяженности давление и температура газа имеют постоянные величины.

Методом секущих рассчитывается эквивалентный диаметр отверстия (свища), при котором время стравливания газа при известном значении снижения давления совпадает со временем стравливания участка газопровода по процедуре MGtimeCalc (см. описание методики расчета «Время опорожнения участка газопровода» этой программы).

28.05.2017. Локализация застрявшего поршня или гидратной пробки

По известным значениям времени стравливания, а также давления в начале и в конце процесса, рассчитывается предположительная длина стравливаемого участка газопровода:

Имеется возможность экспорта исходных данных и полученного результата во встроенный текстовый редактор.

23.05.2017. Расчет запаса газа в действующем газопроводе (решение через определенный интеграл)

На первом этапе сложная зависимость удельного объема газа (то есть количества газа, приведенного к элементарному геометрическому объему) от давления, температуры и коэффициента сжимаемости (это упрещенно) приводится к зависимости от одной переменной - километража газопровода. Приведение осуществляется через полиномиальный ряд пятой степени:

Результат приведения:

На втором этапе рассчитывается запас газа в газопроводе через определенный интеграл - как первообразную выражения полиномиальной регрессии:

Расчет реализован с полным функционалом - имеется возможность экспорта исходных данных и полученного результата во встроенный текстовый редактор.

19.05.2017. Расчет времени опорожнения участка газопровода (без учета длины свечной линии)

На первом этапе рассчитывается абсолютное давление газа, при котором скорость звука в газе равна скорости истечения газа (для определения зон критического и докритического режимов истечения газа).

В дальнейшем расчет выполняется численным решением определенных интегралов по двум методикам:

  • Для критического режима истечения газа методом степенной регрессии рассчитывается зависимость времени истечения 1000 м3 газа от остаточного запаса газа в трубе (то есть, сложная зависимость преобразуется в функцию одной переменной). Время истечения газа рассчитывается как разница между значениями первообразной выражения для степенной регрессии при минимальном и максимальном значениях аргумента (интеграл выражения для степенной регрессии является простейшим).
  • Для докритического режима истечения газа методом гамма-регрессии рассчитывается зависимость времени истечения 1000 м3 газа от остаточного запаса газа в трубе. Интеграл выражения для гамма-регрессии является сложным, поэтому время истечения газа рассчитывается методом квадратур Гаусса-Лежандра с использованием выражения для гамма-регрессии.

Имеется возможность вывода исходных данных и результата вычислений во встроенный текстовый редактор.

16.05.2017. Расчет точки равенства скорости звука в газе и скорости истечения газа

Выражения для расчета скорости звука и скорости истечения газа (формула Сен-Венана) преобразуются в функции одной переменной (полиномиальные ряды шестой степени), после чего методом секущих рассчитывается значение абсолютного давления, при котором скорость звука равна скорости истечения газа. Результат расчета выводится в виде графика:

Страница будет обновляться по мере добавления в проект новых расчетов.