4.4.8 Проверяем общую устойчивость криволинейных участков трубопроводов, выполненных с упругим изгибом. По формуле (3.5.25) вычисляем:

По графику рис.3.5.1 находим β_N =23.

Определяем критическое усилие для криволинейных участков трубопровода по формулам (3.5.23), (3.5.24):

H

Из двух значений выбираем наименьшее и проверяем условие (3.5.10)

0,9x9,09x10⁶=8,18 МН>8,14 МН

Условие устойчивости криволинейных участков выполняется.

4.5 Гидравлический расчет нефтепровода, определение числа перекачивающих станций

4.5.1 Определяем секундный расход нефти и ее среднюю скорость по формулам (3.6.1) и (3.6.2):

4.5.2 Определяем режим течения:

Так как Re>2320 режим течения жидкости турбулентный.

4.5.3 Определим зону трения:

Для этого определяем относительную шероховатость труб при k_э=0,05 мм:

Первое переходное число Ренольдса:

Второе переходное число Ренольдса:

Так как Re< Re_Ι , то течение нефти происходит в зоне гидравлически гладких труб, поэтому коэффициент гидравлического сопротивления вычисляем по формуле из таблицы (3.6.1):

4.5.4 Определяем гидравлический уклон в нефтепроводе по формуле (3.6.7):

4.5.5 Определяем полные потери в трубопроводе (3.6.8), приняв Н_кп=40 м. Так как L>600 м, то число эксплуатационных участков определяем по формуле (3.6.9):

4.5.6 Определяем расчетный напор одной станции по формуле (3.6.11):

Н_ст= 3197,41 = 592,23 м

4.5.7 Расчетное число насосных станций определяем по формуле (3.6.13):

Если округлить число НПС в меньшую сторону (6 станций), то гидравлическое сопротивление трубопровода можно снизить прокладкой лупинга. Приняв диаметр лупинга равным диаметру основного трубопровода, найдем значение и длину лупинга по формулам (3.6.15) и (3.6.14):

п₁ - округленное меньшее целое число перекачивающих станций.

При D=D_л величина ω= .

Построим совмещенную характеристику нефтепровода постоянного диаметра и нефтепровода, оборудованного с лупингом и нефтеперекачивающих станций. Результаты вычислений представлены в таблице 4.5.1. Для этого выполним гидравлический расчет нефтепровода в диапазоне от 1000 до 4000 м³/ч с шагом 500 м³/ч.

Таблица 4.5.1 Результаты расчета характеристик трубопровода и перекачивающих

станций

Рас­ход Q, м3/ч	Напор насосов			Характеристика трубопровода			Характеристика нефтеперекачивающих станций
	Hм, м	Нп,м	с постоян­ным диаметром Н=1,02 iLp+Δz+ N0hocm		с лупингом Н=1,02 i[LP-h(l-ω)]+Δz+ Nэhост	14		18	19	20	21
1000	269,7	124,1	606,6		552,3	4024		5102,8	5372,5	5642,2	5911,9
1500	260,8	120,5	1115,2		1004,8	3892,2		4935,4	5196,2	5457	5717,8
2000	248,4	115,4	1767,9		1585,4	3708,4		4702	4950,4	5198,8	5447,2
2500	232,4	108,9	2556,1		2286,6	3471,4		4401	4633,4	4865,8	5098,2
3000	212,9	100,9	3480,1		3108,6	3182,4		4034	4246,9	4459,8	4672,7
3500	189,8	91,5	4522,6		4036,0	2840,2		3599,4	3789,2	3979	4168,8
4000	163,2	80,6	5675,4		5061,5	2446		3098,8	3262	3425,2	3588,4

Рис. 4.5.1. График совмещенной характеристики нефтепровода и нефтеперекачивающей станции

1-характеристика нефтепровода постоянного диаметра;

2-характеристика нефтепровода с лупингом.

Точка пересечения М характеристики нефтепровода с лупингом и нефтеперекачивающих станции (п=6) подтверждает правильность определения длины лупинга, так как Q_M⁼Q=3344 м³/ч.

При округлении числа НПС в большую сторону рассчитаем параметры циклической перекачки. Из совмещенной характеристики трубопровода и нефтеперекачивающей станции при n=7, m=3 рабочая точка переместится в точку М₂, а расход соответствует Q₂=3390 м³/ч. Если на каждой НПС отключить по одному насосу n=7, m=2, то рабочая точка переместиться в точку М₁, а нефтепровод будет работать с производительностью Q₁=2882м³/ч.

Так как выполняется условие Q₁< Q< Q₂, по формуле 3.6.17 рассчитываем время работы нефтепровода на режимах, соответствующих расходам Q₁ и Q₂.

,