Типовая задача по теме.4 2 Типовая задача 4.4
В начало сборного коллектора длиной 10 км, диаметром 0,2 м подают товарную нефть в количестве 180 т/ч, вязкостью 20 мПа∙с и плотностью 800 кг/м3. Из сборного коллектора нефть отбирают в трех точках, соответственно, 20 т/ч, 50 т/ч, 100 т/ч.
Расстояния от начала коллектора и до точек отбора нефти, следующие 4000 м, 200 м, 3000 м. Определить общий перепад давления, если начальное давление равно 1,6 МПа. Сборный коллектор проложен горизонтально и местных сопротивлений не имеет.
Решение:
Алгоритм решения данной задачи заключается в представлении сложного трубопровода состоящего из нескольких участков, различающихся по величине расходов. Каждый участок рассчитывается отдельно как простой трубопровод (см задачу 4.1.). Общий перепад давления равен сумме потерь давления по участкам.
Вначале определяют скорость нефти до первой точки отбора
=
Режим движения на данном участке турбулентный, так как
=
(зона Блазиуса).
Коэффициент гидравлического сопротивления λ определяют для каждого участка в отдельности.
=
;
Потери давления на первом участке определяют по формуле:
=
Для определения потерь давления на втором участке вначале рассчитывают скорость потока нефти
=
Режим движения на данном участке турбулентный, так как
=
;
Потери давления на втором участке
Аналогично скорость нефти на третьем участке:
=
Режим движения на данном участке турбулентный, так как
=
Коэффициент гидравлического сопротивления
;
Потери давления на третьем участке
Скорость нефти на четвертом участке
=
Режим движения на данном участке:
=
Коэффициент гидравлического сопротивления
;
Потери давления на четвертом участке
Общий перепад давления получают при сложении перепадов на отдельных участках
ΔР=∑Рi= 0,875 + 0,037 + 0,278 + 0,049 = 1,24 МПа
Типовая задача 4.5.
На нефтепроводе диаметром 500 мм, перекачивающем 70,0 т/ч нефти с плотностью 820 кг/м3 и вязкостью 0,4 см2/с, имеется сдвоенный участок из труб с внутренним диаметром 300 мм и 500 мм одинаковой длины. Определить расходы и гидравлический уклон на сдвоенном участке.
Решение:
Объемный расход нефти в трубопроводе равен
Режим движения нефти в трубопроводе, исходя из значения числа Рейнольдса:
=
–
ламинарный
Предполагая режим движения в трубах на сдвоенном участке ламинарным, определяем расход
и по параллельной трубе диаметром d1
Q1 = Qт - Q2 = (23,7 – 1,39)∙10-3= 2,72∙10-3 м3/с
Гидравлический уклон в трубопроводе
Гидравлический уклон на сдвоенном участке определяют:
Проверка принятого режима движения на сдвоенном участке
Режим выбран правильно. Зная режим движения и длины параллельных участков, легко определяют коэффициенты гидравлических сопротивлений λ и потерь напора на трение.
Задания для самостоятельной работы по теме 4.2 Задача 4.4
В начало сборного коллектора длиной 10 км, диаметром 0,2 м подают товарную нефть в количестве 180 т/ч, вязкостью 20 мПа∙с и плотностью 800 кг/м3. Из сборного коллектора нефть отбирают в трех точках, соответственно, 20 т/ч, 50 т/ч, 100 т/ч.
Расстояния от начала коллектора и до точек отбора нефти, следующие 4000 м, 200 м, 3000 м. Определить общий перепад давления, если начальное давление равно 1,6 МПа. Сборный коллектор проложен горизонтально и местных сопротивлений не имеет.
Исходные данные