3. Исходные данные для технологического расчета нефтепровода.
Исходные данные для технологического расчета нефтепровода
Для расчета нефтепровода необходимы следующие данные: пропускная способность; зависимость вязкости и плотности нефти от температуры; температура грунта на глубине заложения трубопровода; механические свойства материала труб; технико-экономические показатели и чертеж сжатого профиля трассы.
Пропускная способность дается в задании на проектирование.
Пропускная способность – это основной фактор, определяющий диаметр трубопровода и давление на станциях. В нормах технологического проектирования даются значения диаметра трубопровода и давления на НПС в зависимости от пропускной способности.
10. Методика расчета коэффициента гидравлического сопротивления.
Для расчета коэффициента λ = λ(Re,ε) гидравлического сопротивления можно использовать следующие формулы:
Если число Рейнольдса Re = ud/ν < 2320, то течение нефти – ламинарное, для него
ν = 64/Re (формула Стокса).
Ламинарное течение может реализоваться для высоковязких нефтей, течение которых характеризуется относительно небольшими числами Рейнольдса;
Если 2320 ≤ Re < 〖10〗^4, то режим течения нефти – переходный турбулентный
λ = 64/Re (1-γ)+0,3164/∜Re γ,
где γ = 1 - е^(-0,002(Re-2320)) – так называемый коэффициент перемежаемости;
Если 104 < Re < 27/ε1,143 (Δ – абсолютная шероховатость; ε = Δ/d - относительная шероховатость внутренней поверхности трубопровода), то течение нефти происходит в развитом турбулентном режиме, в зоне так называемых гидравлически гладких труб ( коэффициент λ не зависит от шероховатости)
λ = 0,3164/∜Re (формула Блаузиуса);
Если 27/ε1,143 < Re < 500/ε, то течение нефти происходит в зоне так называемого смешанного трения, для которой коэффициент гидравлического можно вычислить, например, по формуле
λ = 0,11(ε + 64/Re)1/4 (формула Альтшуля);
Если Re > 500/ε, то течение нефти происходит в зоне квадратичного трения (так как если λ не зависит от скорости течения, то потери напора пропорциональны квадрату скорости течения) и
λ = 0,11ε1/4 (формула Шифринсона).
11. Формулы материального баланса.
Уравнение неразрывности: в любой точке трубопровода массовой расход должен быть постоянным – частный случай выражения закона сохранения вещества:
G = Q*ρ = ω1*S1*ρ1 = ω2*S2*ρ2 = const, кг/с.
Если жидкость слабосжимаема (несжимаема), то ρ1=ρ2 и тогда
Q = ω1*S1 = ω2*S2 = const, м3/с
то есть это уравнение материального баланса.
12. Гидравлический уклон. Уравнение баланса удельных энергий.
Прямая АБ, представляющая зависимость полного напора Н от координаты x вдоль оси трубопровода, H(x) = z(x) + p(x)/ρg (см. рис. 8.1), называется линией гидравлического уклона. Абсолютное значение тангенса угла α ее наклона к горизонтали называется гидравлическим уклоном:
Гидравлический уклон – это безразмерная величина, характеризующая быстроту падения напора в рассматриваемом нефтепроводе. Гидравлический уклон для данного нефтепровода зависит от расхода Q перекачки, при этом чем больше Q, тем быстрее уменьшается напор, тем больше значение гидравлического уклона i.
Величина 1000i дает падение напора в метрах на 1 км пути. Так, например, гидравлический уклон i = 0,003 означает падение напора 3 м на па 1 км пути, а i = 0,00075 – падение напора 0,75 м на 1 км пути и т.д.