Вопрос 4.14: Расчет самотечного трубопровода

Нефть в напорно-самотечных (при отсутствии газовой фазы) и свободно-самотечном (когда имеется газовая фаза) трубопроводах движется за счет разности геодезических отметок начала и конца трубопрово­да. Если разность отметок начала zи конца z_K трубопровода отрицательная,

т. е. z- z_K = - z, то по трубопроводу нефть не может течь и он не будет называться самотечным, и наоборот, если z > 0, то нефть по трубопроводу будет двигаться и он называется самотечным.

Гидравлический расчет напорно-самотечного трубопровода круглого сечения проводится по форму­лам Дарси-Вейсбаха, а расчет свободно-самотечного трубопровода - по формулам открытых каналов.

Свободно-самотечный трубопровод имеет следующую гидравлическую особенность: наибольший расход и скорость могут быть в нем достигнуты при не полном, а частичном заполнении жидкостью (рис.20, а). Это объясняется тем. что при заполнении верхней части сечения круглой трубы смоченный пе­риметр (= *D) растет быстрее, чем площадь s = *D²/4. Поэтому начинает уменьшаться гидравлический радиус сечения R (R = s/= * D²/4 * * D = D/4), увеличиваются гидравлические сопротивления (h = *l/2*R* v/2*g), что приводит к уменьшению скорости v и расхода G_v.

Рис. 21 Свободно-самотечный трубопровод.

а - сечение трубопровода со свободным уровнем жидкости;

б - кривые зависимости модуля расхода А и модуля скорости В от отношения h/h₀ (А=К/К₀; B=w/w₀).

На рис. 21, а показан трубопровод круглого сечения с частичным заполнением жидкостью. Пользуясь графи­ком (рис. 21, б), можно скорость м и расход жидкости G_v определить по формулам:

v = B*w₀*i, G_v = A*k₀*i, где i = (z_H - z_K)/l - уклон.

Модуль расхода к определится из формулы:

Модуль скорости w определится из формулы:

При гидравлических расчетах самотечных трубопроводов решают следующие задачи: 1) определение пропускной способности данного трубопровода; 2) определение уклона трубопровода для пропуска заданно­го расхода жидкости с известной глубиной заполнения h; 3) определение глубины наполнения трубопрово­да h₀ для пропуска данного расхода жидкости G_v при известном уклоне трубопровода i.

Дата добавления: 2014-01-14