Материал: Последовательная перекачка нефти
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
|
64 |
(1 |
) |
0,3164 |
|
||
Re |
4 |
Re |
|||||
|
|
|
|
||||
(8)
где γ=1-е-0,002 (Re2320) - так называемый коэффициент перемежаемости; если 104< Re< 27/ε1,143 (∆ - абсолютная шероховатость;
ε=∆/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)
|
0,3164 |
||
4 |
Rе |
||
|
|||
|
|
||
= 0,0224 (формула Блазиуса) (9)
|
|
27 |
Rе |
500 |
, |
|
|
если |
|
1,143 |
|
то течение нефти происходит в зоне так называемого |
|||
|
|
||||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
смешанного трения, для которой коэффициент гидравлического сопротивления можно вычислить формулой
0,11 64
R
e
1 / 4
(формула Альтшуля), (10)
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)
0,3164
4 Rе
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
2.10 Определение гидравлического уклона
Гидравлический уклон - это безразмерная величина, характеризующая
быстроту падения напора в рассматриваемом нефтепроводе, т.е. на
определенном участке. Величина 1000і дает падения напора в метрах на 1 км
пути.
i |
1 |
|
d |
|
|
|
в |
|
|
|
|
2
2g
;
=0,0484*1,472/0,696*2*9,81=0,0035 (12)
2.11 Определение потерей напора
Потери напора h1-2 на участке 1-2 нефтепровода состоят из двух частей:
1-2=hr+hм.=2099 (13)
Первая из них называется потерей напора на трение, ( оно выражает потери механической энергии за счет сил внутренного трения слоев вязкой нефти друг о друга), вторая - потерей напора на преодоление местных сопротивлений (сужений, поворотов, задвижек и т. п.).
Потери напора hr (м) на трение рассчитывает по формуле:
|
|
L |
h |
|
1 2 |
|
|
d |
|
|
(14)
2
2g
;
=0,0224*580000*1,472/0696*2*9,81=2058 (формула Дарси -Вейсбаха).
Потери напора hм (м) на преодоление местных сопротивлений рассчитывают по формуле:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
hM
|
j |
|
2 2g
;
=0,0224*2058=41,16 (15)
где ζ - коэффициенты местных сопротивлений, а суммирование осуществляется по всем сопротивлениям, имеющихся на участке 1-2.
Иногда потери напора на местных сопротивлениях, принимают 2% от потерь напора на трение, т.е. принимают , что hм= 0,02 hr
2.12 Определение полных потерь трубопровода
Н=hr+h.м+∆Z=2189,16 (16)
где ∆Z =Z2 -Z1; Z2 ;Z1- геодизические отметки конца и начала трубопровода.
2.13 Определение напора станции [3]
HСТ |
P |
; |
|
p g |
|||
|
=6,1*106/880,2*9,81=707,16 [3] (17) |
где Р - допускаемое давление для труб с толщиной стенки δ.
2.14 Определение числа насосных станций вдоль фиксированной
трассы
nH .C Н
Hст =2189,16/707,16=3,095 (18)
Расчетное число насосных станций n н.с. , как правило , получается дробным и может быть округлено как в сторону большего числа n1 н.с. , так ив сторону меньшего n11 н.с..
При округлении числа станций в сторону увеличения изменяется Q. Увеличения расхода подсчитывается по формуле: [4]
|
I |
1 |
|
|
|
||
|
n H .C |
|
|
|
|||
Q \ Q |
|
|
; |
|
|
||
2 m |
|
|
|||||
nH .C |
0,5 |
=12,99 (млн*т/год) (19) |
|||||
|
|
|
=15 млн*т/год(4/3) |
||||
|
|
|
|
|
|||
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
При округлении числа станций в сторону уменьшения для обеспечения заданной пропускной Q предусматривает лупинг длиной Хл
Х |
|
H |
n |
H .C |
n |
|
|
|
|||
л |
CT |
|
i i |
||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
II H .C
л
;
=707,16*(3,095-3)/0,0035-0,00088=25, 246км) (20)
В случае применения вставки большого диаметра существует аналогичная формула, в которой вместо Хл и іл , следует принимать Хвс и івс
2.15 Согласно расчетной часовой подаче (м3/ч) и необходимому полному напору (м) подбираем насосы по каталогу
Магистральный насос НМ-3600-230
QH*0.75=2700
2.16 Если трубопровод имеет параллельно действующую нитку ( трубопровод-лупинг), то гидравлический уклон на участке установки лупинга
iл |
|
|
|
i |
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 ( |
Д |
|
|
5 m |
|
2 m |
||
|
|
|
|
|
||||
|
л |
) 2 m |
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
|
|
=,0035/4=0,0008 (21) |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
где і- гидравлический уклон трубопровода без лупинга.
Дл - диаметр лупинга.
Дв - диаметр основной магистрали.
m-коэффициент, характеризующий режим течения, для ламинарного
режима m=1, для переходного режима m= 0,25, для турбулентного режима
m= 0.
Для трубопровода , имеющего вставку другого диаметра Двс,
гидравлический уклон
iBc i( |
Дв |
)5 m ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Дв с |
=0,0035*(0,696/0,9994) |
5 |
=0,00057 |
(22) |
|
|
|
|
|
|||
|
n |
|
n |
II |
|
Хвс H |
H .C |
|
H .C |
||
|
|
|
|
||
CT |
i iвв |
|
|||
|
|
||||
|
|
|
|||
580 * (3,095 3) / 0,0035 0,00057 188,054(км)
2.17 Определение необходимой мощности двигателя привода к насосу определяется по формулам
|
|
|
Q * H * *10 |
3 |
|
N |
|
|
|
||
H |
3600 * |
|
|||
|
|
|
H |
||
|
|
|
|
|
|
* 9.81 |
|
2700 * 230 * 880.2 *10 |
3 |
|
|||
|
3600 * 0.87 |
|
|
|
|
|
* 9.81 |
1945 |
|
(кВт)
Q= подача насоса=2700 м3/ч H= напор=230 м
ρ= плотность жидости=880,2кг/м3 η=полный кпд насоса=0,87
Nэ=kз*NH/ηэ=1,10*2189,16/0,95=2543,8 (кВт)
ηэ=0,95
Коэф-т запаса принимаем kз=1,15 при мощности электродвигателя до 500 кВт и kз=1,10 при мощности более 500 кВт