Трубопроводы с лупингами и вставками

На практике в ряде случаев трубопроводы оборудуются параллельными участками (лупингами), а также участками другого диаметра (вставками). В этом случае гидравлический уклон на таких участках будет отличаться от гидравлического уклона основной магистрали. Согласно уравнению неразрывности для трубо­проводов без сбросов и подкачек

Q = w₁·F₁ = w₂·F₂ = w_n·F_n = idem, (1.17)

где w₁…w_n – скорость течения жидкости в сечениях F₁…F_n.

Таким образом, чем больше площадь сечения трубопровода F, тем меньше скорость течения, следовательно, меньше и значение гидравлического уклона (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Соотношение гидравлических уклонов

на различных участках трубопровода

Определим соотношение между гидравлическими уклонами лупинга (вставки) и магистрали. Будем при этом полагать, что режим течения нефти на этих участках одинаков (m, b = idem).

По формуле Лейбензона гидравлический уклон магистрали равен

; (1.18)

для участка с лупингом величина гидравлического уклона составит

. (1.19)

Из выражений (1.18) и (1.19) следует, что

. (1.20)

Выражая расход Q₂ через Q₁, получим

. (1.21)

Учитывая, что Q = Q₁+Q₂, можно записать

. (1.22)

Из очевидного соотношения , запишем с учетом (1.22) выражение для гидравлического уклона участка с лупингом

. (1.23)

При равенстве D = D_Л величина .

Тогда при ламинарном режиме w=0,5; при турбулентном режиме в зоне гидравлически гладких труб w=0,297; в зоне смешанного трения w=0,272; в зоне квадратичного трения w=0,25.

Рассуждая аналогично, получим соотношение гидравлических уклонов для участков со вставкой. На участке со вставкой величина гидравлического уклона определяется из выражения

. (1.24)

Из (1.18) и (1.24) вытекает очевидное соотношение

. (1.25)

Поскольку расходы нефти в магистрали и на участке со вставкой одинаковы, т. е. Q=Q_В, можно записать

. (1.26)

Отсюда следует

. (1.27)

Дата добавления: 2014-01-05