Тема 4. “Підготовка до розгортання польового магістрального трубопроводу пмтп-150”.

Заняття 2. “Методика проведення гідравлічного розрахунку польового магістрального трубопроводу ПМТП-150”.

Вступ

При гідравлічному розрахунку польових магістральних трубопроводів необхідно вирішити одну з головних задач – визначення необхідної кількості насосних станцій, їх режим роботи і місця розташування їх на трасі трубопроводу при заданій витраті або визначати продуктивність трубопроводу заданого діаметру та довжини, якщо відома кількість насосних станцій.

Гідравлічний розрахунок трубопроводу базується на основних законах класичної гідравліки, однак із-за великої кількості формул та залежностей для розрахунку польових магістральних трубопроводів слід вибирати найбільш ефективний з них, визначати границі їх застосування та степінь їх точності.

У підготовчий період при відпрацюванні документа «Профіль траси і технологічна схема трубопроводу» необхідно виконати гідравлічний розрахунок. Гідравлічним розрахунком трубопроводу займається старший інженер по розгортанню і експлуатації трубопроводу.

Гідравлічний розрахунок трубопроводу полягає у визначенні втрат тиску у трубопроводі при перекачуванні пального. Знаючі втрати тиску у трубопроводі, можна визначити кількість насосних станцій, необхідних для здійснення перекачування з заданою продуктивністю.

Про мету гідравлічного розрахунку, вихідні дані, що необхідні для гідравлічного розрахунку, ви дізнаєтеся з першого питання.

1. Мета гідравлічного розрахунку, вихідні дані та їх аналіз

Гідравлічний розрахунок польового магістрального трубопроводу за заданою продуктивністю проводиться з метою визначення необхідної для даної продуктивності кількості насосних станцій і їх місцезнаходження на трасі трубопроводу.

Він (гідравлічний розрахунок трубопроводу) полягає в визначенні втрат тиску по довжині трубопроводу при перекачуванні пального. Знаючи втрати тиску в трубопроводі, можна визначити кількість насосних станцій, необхідних для перекачування пального по трубопроводу з заданою продуктивністю та місця їх встановлення на трасі трубопроводу.

Початковими даними для проведення розрахунків є:

густина і в’язкість пального при температурі перекачування;

продуктивність перекачування пального;

марка перекачуючої насосної установки;

внутрішній діаметр трубопроводу;

різниця геодезичних початку і кінця траси.

В паспорті на пальне в’язкість та густина переважно задані для температури 20^оС. Якщо перекачування пального по трубопроводу проводиться при іншій температурі, то їх значення визначаються за графіками (рис. 1-2).

Приклад. Для палива Т-1 при температурі 20^оС в’язкість ν₂₀=0,0156*10^-4 м²/с і густина ρ₂₀=802 кг/м³. Визначити значення в’язкості та густини при температурі мінус 10^оС.

На графіку (дивись рисунок 1) знаходимо криву (4), яка проходить через точку з координатами – 0,0156 на вертикальній осі і 20 – на горизонтальній, і по цій кривій визначаємо в’язкість при мінус 10^оС. Вона буде складати 0,0285, яке необхідно розділити на 10⁴ (постійний множник вертикальної осі) або ν_-10=0,0285*10^-4 м²/с.

На графіку (дивись рисунок 2) знаходимо похилу пряму, яка проходить через точку з координатами ρ₂₀=802 кг/м³ і t₂₀=20^оС, і по ній визначаємо густину при температурі мінус 10^оС. Густина ρ_-10=825 кг/м³.

Рис.1. Залежність в’язкості ν нафтопродукту від їх температури t:

1 – автомобільні бензини; 2,3,4 – реактивні палива ТС-1, РТ і Т-1; 6,7 – дизельні палива зимові; 5,8,9,10 – дизельні палива літні, 11 – вода.

Рис.2. Залежність густини ρ нафтопродукту від їх температури t.

Продуктивність перекачування – кількість пального, що подається по трубопроводу за одиницю часу. У розпорядженні на розгортання ПМТ, як правило, вказується вагова продуктивність – G (т/добу), а для гідравлічного розрахунку використовується об'ємна продуктивність за одиницю часу – Q (м³/год).

Між об’ємною і ваговою продуктивністю існує залежність:

де ρ – густина пального при температурі перекачування, кг/м³.

Годинна об’ємна продуктивність визначається, виходячи із часу роботи НС за добу. Він приймається рівним 22 години, 2 години відводиться для обслуговування насосних станцій і трубопроводу, звідси:

Різниця геодезичних відміток, визначається з профілю траси та вираховується за формулою:

ΔZ = Zк – Zп

де Zк – геодезична висота над рівнем моря кінця траси трубопроводу, м;

Zп – геодезична висота над рівнем моря початку траси трубопроводу, м;