Основні відомості

Під час переміщення рідини в трубопроводі відбувається робота по подоланню сил тертя, сил ваги та сил інерції. У відповідності з рівняння Бернуллі, тиск в будь-якій точці трубопроводу визначається наступною залежністю

(6.125)

де P – тиск на віддалі l від початку трубопровода, Па;
Р₁ – тиск на початку трубопровода, Па;

h – втрати напору на тертя на дільниці довжиною l, м;

Δz = z₁ – z – різниця геодезичних відміток дільниці довжиною l, м;

V₁ і V – швидкість потоку нафти на початку та в кінці дільниці, м/с.

Швидкість потоку нафти залежить від об’ємної продуктивності трубопроводу і площі його поперечного січення

(6.126)

де Q – об’ємна продуктивность трубопроводу, м³/с;
F – площа поперечного січення трубопроводу, м².

У випадку ізотермічних нафтопроводів вважається, що густина рідини по довжині трубопровода не змінюється і в цьому випадку не змінюється продуктивность та швидкість потоку.

Повні (загальні) втрати напору Н в трубопроводі складають

Н=h+Δz.

(6.127)

Із урахуванням цього можна записати

,

(6.128)

Втрати напору на тертя визначаються як сума втрат напору по довжині трубопровода і втрат напору на місцевий опір

.

(6.129)

Втрати напору на місцевий опір визначаються рівнянням

,

(6.130)

де ζ_i – коефіцієнт місцевого опору i-ої дільниці.

Для випадку “довгого трубопроводу” втрати на місцевий опір приймають рівним (1-2)% від втрат по довжині або нехтують ними.

При розрахунках магістральних нафтопроводів широко використовується для визначення втрат напору на тертя узагальнене рівняння Лейбензона

,

(6.131)

де Q – продyктивність нафтопроводу, м³/с;
ν – в’язкiсть нaфти, м²/с;
L – довжина трубопроводу, м;
D – внутрішній діаметр трубопроводу, м;
m і β – коефіцієнти, що залежать від режиму потоку нафти:

- ламінарний режим: m = 1, β = 4.15 c²/м;

- зона Блазіуса: m = 0.25, β = 0.0246

- зона змішаного тертя m = 0.123, .

Визначається фактичне значення числа Рейнольдса та переходні значення чисел Рейнольдса:

;	(6.132)
;	(6.133)
;	(6.134)

де k – коефіцієнт еквівалентної шорсткості труб,

k = (0,1-0,2) мм.

Якщо Re<2320, то маємо ламінарний режим руху течії.

Якщо Re < Re_I, то має місце турбулентний режим, зона гідравлічно гладких труб (зона Блазіуса)

При Re_I < Re < Re_II, трубопровід працює в зоні змішаного тертя.

Однією з основних характеристик нафтопроводу є гідравлічний нахил, що показує втрати напору на тертя на одиницю довжини трубопроводу

,

(6.135)

де i - гідравлічний нахил;
h – втрати напору на тертя, м;
l – довжина трубопроводу.

Для визначення фактичного значення гідравлічного відхилення необхідно визначити величину фактичних втрат напору на тертя в відрізку

,

(6.136)

де H – повні втрати напору у відрізку,

,

(6.137)

де Р₁ і Р₂ – тиск на початку і в кінці відрізка
нафтопровода, Па.

Допустима величина підпору НПС h _Двизначається наступною залежністю:

,

(6.138)

де Δh_Д – можливий кавітаційний запас, визначений за робочою характеристикою насосу, м.

Враховуючи, що напір на початку відрізка дорівнює напору на виході станції, розміщеної на початку відрізка, а напір в кінці відрізка напору на вході НПС, розміщеної в кінці відрізка, розраховуються значення повних втрат напору Н на всіх відрізках. Беручи до уваги профіль траси МН, визначаються фактичні значення втрат напору на тертя у відрізках h_ф. За формулою Лебейзона вираховуються значення ефективного діаметра відрізківМН.

Дата добавления: 2015-08-31