Расчет диаметра трубопровода, скорости потока рабочей жидкости. Расчет скорости потока нефти


Гидравлический расчет нефтепроводов (2 часа)

СООРУЖЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ И ГАЗОНЕФТЕХРАНИЛИЩ

Роль трубопроводного транспорта в нефтяной и газовой отрасли чрезвычайно велика. В первую очередь это относится к газовой промышленности, где трубопроводы являются единственным средством транспорта больших объёмов газа от места добычи к потребителю. Увеличение протяжённости трубопроводных сетей сопровождается ещё большим увеличением объемов газа и нефти, транспортируемых по трубопроводам, за счет усовершенствования технологии строительства и эксплуатации трубопроводов. Крупные магистральные газопроводы соединяются между собой, строятся подземные хранилища газа, создана единая кольцевая система газоснабжения страны.

Современные системы сбора и подготовки продукции нефтяных скважин предусматривают максимальное использование энергии пласта для обеспечения транспортирования нефтегазовых смесей как по промысловым трубопроводам, так и через все технологические установки, включая установки подготовки нефти, газа и воды. При этом высокая эффективность производства достигается в результате совмещения различных технологических процессов.

Системы сбора и подготовки нефти и газа состоят из разветвленной сети трубопроводов, замерных установок, сепарационного оборудования, резервуарных парков, установок комплексной подготовки нефти, установок подготовки воды, насосных и компрессорных станций.

Выбор системы сбора определяется условиями добычи нефти и газа на данном месторождении - составом и физическими свойствами нефти, устьевыми давлениями и температурами, газовым фактором, сеткой расположения скважин, рельефом местности.

Эти и другие вопросы исполнены в настоящих методических указаниях, позволяющих студентам самостоятельно решать задачи и выполнять технические задания по дисциплине «Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ».

 

Практическое занятие 1

Гидравлический расчет нефтепроводов (2 часа)

Гидравлический расчет нефтетрубопроводов предусматривает определение их диаметров или пропускной способности или необходимого перепада давления по его длине или участкам.

Путевые потери напора в общем случае складываются из потерь на внутреннее трение жидкости по длине трубопровода (hтр) и из потерь на местные сопротивления (hм) (задвижки, диафрагмы, повороты и т.д.)

 

(1.2)

При гидравлическом расчете из-за их малости нефтепровода местными сопротивлениями можно пренебречь. Потери напора по длине трубопровода при установившемся движении обычно определяют, полученной из уравнения Бернулли по формуле Дарси-Вейсбаха

 

(1.3)

или потери давления на трение

 

, (1.4)

 

где L - длина трубопровода; D- внутренний диаметр трубопровода; - коэффициент гидравлического сопротивления, зависящий от режима течения, т.е. и относительной шероховатости внутренней стенки трубы.

 

, (1.5)

где Re - число Рейнольдса

 

, (1.6)

 

где e - абсолютная шероховатость стенок трубы. Число Рейнольдса определяется по формуле

, (1.7)

где - динамическая вязкость жидкости.

 

Средняя скорость определяется

 

, (1.8)

где Q - объемный расход жидкости.

При Re < 2300 течение жидкости в трубопроводе ламинарное и в этом случае коэффициент гидравлического сопротивления, определяется по формуле Стокса

, (1.9)

 

При Re > 2300 течение жидкости приобрести турбулентный характер.

Турбулентное течение характеризуется хаотичным беспорядочным движением частиц жидкости в ядре потока и ламинарным подслоем у стенки трубы. Хаотическое беспорядочное движение частиц что приводит к увеличению затрат энергии на трение жидкости, о стенки трубы и росту потерь на трение. При турбулентном режиме течения жидкости коэффициент гидравлического сопротивления определяется по формуле Блазиуса:

 

(1.10)

 

или по формуле Кутателадзе, Кононова и т.д.

 

Задача 1.1. Рассчитать давление на в начале шлейфа (выкидной линии) добывающей скважины после штуцера для следующих условий: трубопровод горизонтальный, местные сопротивления отсутствуют, длина выкидной линии L = 4200 м. внутренний диаметр выкидной линии dвн= 0,1 м, дебит скважины Q= 320 м3/сут, плотность нефти = 850 кг/м3; давление перед входом в сепаратор Рс = 1 ,5 МПа, вязкость нефти = 3,5 мПа-с.

 

Решение. Для заданных условий при Z1=Z2=0 давление после штуцера

 

где - потери давления по длине от устья до сепаратора.

Рассчитаем скорость движения нефти по формуле (1.8):

Определим число Рейнольдса по формуле (1.7):

 

режим течения турбулентный

 

 

Рассчитаем потери давления по длине трубопровода (1 .4):

Давление у скважины после штуцера определим по формуле (1.11)

 

 

Варианты данных по задачам и вопросы к практическим занятиям приведены в приложении 1.

Похожие статьи:

poznayka.org

Расчет диаметра трубопровода, скорости потока рабочей жидкости

Расчет диаметра трубопровода, скорости потока рабочей жидкости

При проведении расчетов по определению диаметра трубопровода (магистрали) и скорости прохождения по нему рабочей жидкости необходимо учитывать его принципиальное назначение. Магистрали гидравлической системы делятся на всасывающие, напорные и сливные.

Ниже приведена справочная информация, по рекомендуемой скорости прохождения потока жидкости в трубопроводах и магистралях гидропривода.

При проектировании (объемного гидропривода) расчетная скорость жидкости (ед. измерения, м/с) должна быть в пределах указанных значений справочной таблицы.

 Для вычисления скоростного показателя V рабочей жидкости (единица измерения м/сек), используются параметры:

1) Внутренний диаметр применяемой трубы диаметр d (мм)2) Подача от гидравлического насоса Q (л/мин)

Для правильного подбора соответствующего диаметра магистрали (напорной, всасывающей и сливной)

1) Подберите в предложенном справочном блоке, оптимальный скоростной показатель для рассчитываемого трубопровода V, (м/сек)2) Заполните форму подача насоса Q (л/мин)

Далее нажимаем «Вычислить d», для получения рассчитываемого параметра.

 

Заполните формы 

Справочный блок рекомендуемой скорости прохождения потока в трубопроводе:

назначение

скорость

допустимая скорость потока жидкости

1. Всасывающий трубопровод

v

от 0.50 до 1 м/сек.

2. Сливной трубопровод

v

от 1.250 до 3 м/сек.

3. Напорный трубопровод

v

3.20 м/сек. при давлении свыше 100 бар,(10МПа)

4. Напорный трубопровод

v

от 3.50 до 5 м/сек. при давлении свыше 150 бар,(15МПа)

5. Напорный трубопровод

v

от 5.250 до 7 м/сек. при давлении свыше 200 бар,(20МПа)

6. Напорный трубопровод

v

от 7.250 до 9 м/сек. при давлении свыше 350 бар,(35МПа)

Если давление в МПа необходимо произвести пересчет их в бары, прим.(1МПа = 10 бар)

Примечание, для разделения разрядов используйте «.»(точка)

 

mirgidravliki.ru

Гидравлический расчет трубопроводов в Excel

Опубликовано 08 Апр 2014Рубрика: Теплотехника | 46 комментариев

Системы отопления зданий, теплотрассы, водопроводы, системы водоотведения, гидравлические схемы станков, машин – все это примеры систем, состоящих из трубопроводов. Гидравлический расчет трубопроводов — особенно сложных, разветвленных...

... — является очень непростой и громоздкой задачей. Сегодня в век компьютеров решать ее стало существенно легче при использовании специального программного обеспечения. Но хорошие специальные программы дорого стоят и есть они, как правило, только у специалистов-гидравликов.

В этой статье мы рассмотрим гидравлический расчет трубопроводов на примере расчета в Excel горизонтального участка трубопровода постоянного диаметра по двум методикам и сравним полученные результаты. Для «неспециалистов» применение представленной ниже программы позволит решить несложные «житейские» и производственные задачи. Для специалистов применение этих расчетов возможно в качестве проверочных или для выполнения быстрых простых оценок.

Как правило, гидравлический расчет трубопроводов включает в себя решение двух задач:

1. При проектировочном расчете требуется по известному расходу жидкости найти потери давления на рассматриваемом участке трубопровода. (Потери давления – это разность давлений между точкой входа и точкой выхода.)

2. При проверочном расчете (при аудите действующих систем) требуется по известному перепаду давления (разность показаний манометров на входе в трубопровод и на выходе) рассчитать расход жидкости, проходящей через трубопровод.

Приступаем к решению первой задачи. Решить вторую задачу вы сможете легко сами, используя сервис программы MS Excel «Подбор параметра». О том, как использовать этот сервис, подробно описано во второй половине статьи «Трансцендентные уравнения? «Подбор параметра» в Excel!».

Предложенные далее расчеты в Excel, можно выполнить также в программе OOo Calc из свободно распространяемого пакета Open Office.

Правила цветового форматирования ячеек листа Excel, которые применены в статьях этого блога, детально описаны на странице «О блоге».

Расчет в Excel трубопроводов по формулам теоретической гидравлики.

Рассмотрим порядок и формулы расчета в Excel на примере прямого горизонтального трубопровода длиной 100 метров из трубы ø108 мм с толщиной стенки 4 мм.

Исходные данные:

1. Расход воды через трубопровод G в т/час вводим

в ячейку D4: 45,000

2. Температуру воды на входе в расчетный участок трубопровода  tвх в °C заносим

в ячейку D5: 95,0

3. Температуру воды на выходе из расчетного участка трубопровода  tвых в °C записываем

в ячейку D6: 70,0

4. Внутренний диаметр трубопровода  d в мм вписываем

в ячейку D7: 100,0

5. Длину трубопровода  L в м записываем

в ячейку D8: 100,000

6. Эквивалентную шероховатость внутренних поверхностей труб  ∆ в мм вносим

в ячейку D9:  1,000

Выбранное значение эквивалентной шероховатости соответствует стальным старым заржавевшим трубам, находящимся в эксплуатации много лет.

Эквивалентные шероховатости для других типов и состояний труб приведены на листе «Справка» расчетного файла Excel «gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov.xls», ссылка на скачивание которого дана в конце статьи.

7. Сумму коэффициентов местных сопротивлений  Σ(ξ) вписываем

в ячейку D10:  1,89

Мы рассматриваем пример, в котором местные сопротивления присутствуют в виде стыковых сварных швов (9 труб, 8 стыков).

Для ряда основных типов местных сопротивлений данные и формулы расчета представлены на листах «Расчет коэффициентов» и «Справка» файла Excel «gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov.xls».

Результаты расчетов:

8. Среднюю температуру воды tср в °C вычисляем

в ячейке D12: =(D5+D6)/2 =82,5

tср=(tвх+tвых)/2

9. Кинематический коэффициент вязкости воды n в cм2/с при температуре tср рассчитываем

в ячейке D13: =0,0178/(1+0,0337*D12+0,000221*D12^2) =0,003368

n=0,0178/(1+0,0337*tср+0,000221*tср2)

10. Среднюю плотность воды ρ в т/м3 при температуре tср вычисляем

в ячейке D14: =(-0,003*D12^2-0,1511*D12+1003,1)/1000 =0,970

ρ=(-0,003*tср2-0,1511*tср+1003, 1)/1000

11. Расход воды через трубопровод G’ в л/мин пересчитываем

в ячейке D15: =D4/D14/60*1000 =773,024

G’=G*1000/(ρ*60)

Этот параметр пересчитан нами в других единицах измерения для облегчения восприятия величины расхода.

12. Скорость воды в трубопроводе v в м/с вычисляем

в ячейке D16: =4*D4/D14/ПИ()/(D7/1000)^2/3600 =1,640

v=4*G/(ρ*π*(d/1000)2*3600)

К ячейке D16 применено условное форматирование. Если значение скорости не попадает в диапазон 0,25…1,5 м/с, то фон ячейки становится красным, а шрифт белым.

Предельные скорости движения воды приведены на листе «Справка» расчетного файла Excel «gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov.xls».

13. Число Рейнольдса Re определяем

в ячейке D17: =D16*D7/D13*10 =487001,4

Re=v*d*10/n

14. Коэффициент гидравлического трения λ рассчитываем

в ячейке D18: =ЕСЛИ(D17<=2320;64/D17;ЕСЛИ(D17<=4000; 0,0000147*D17;0,11* (68/D17+D9/D7)^0,25)) =0,035

λ=64/Re                              при Re≤2320

λ=0,0000147*Re                при 2320≤Re≤4000

λ=0,11*(68/Re+∆/d)0,25  при Re≥4000

15. Удельные потери давления на трение R в кг/(см2*м) вычисляем

в ячейке D19: =D18*D16^2*D14/2/9,81/D7*100 =0,004645

R=λ*v2*ρ*100/(2*9,81*d)

16. Потери давления на трение dPтр в кг/см2 и Па находим соответственно

в ячейке D20: =D19*D8 =0,464485

dPтр=R*L

и в ячейке D21: =D20*9,81*10000 =45565,9

dPтр=dPтр*9,81*10000

17. Потери давления в местных сопротивлениях dPмс в кг/см2 и Па находим соответственно

в ячейке D22: =D10*D16^2*D14*1000/2/9,81/10000 =0,025150

dPмс=Σ(ξ)*v2*ρ/(2*9,81*10)

и в ячейке D23: =D22*9,81*10000 =2467,2

dPтр=dPмс*9,81*10000

18. Расчетные потери давления в трубопроводе dP в кг/см2 и Па находим соответственно

в ячейке D24: =D20+D22 =0,489634

dP=dPтр+dPмс

и в ячейке D25: =D24*9,81*10000 =48033,1

dP=dP*9,81*10000

19. Характеристику гидравлического сопротивления трубопровода S в Па/(т/ч)2 вычисляем

в ячейке D26: =D25/D4^2 =23,720

S=dP/G2

Гидравлический расчет в Excel трубопровода по формулам теоретической гидравлики выполнен!

Гидравлический расчет трубопроводов в Excel по формулам СНиП 2.04.02-84.

Этот расчет определяет потери на трение в трубопроводах по эмпирическим формулам без учета коэффициентов местных сопротивлений, но с учетом сопротивлений, вносимых стыками.

На длинных трубопроводах, каковыми являются водопроводы и теплотрассы, влияние местных сопротивлений мало по сравнению с шероховатостью стенок труб и перепадами высот, и часто коэффициентами местных сопротивлений можно пренебречь при оценочных расчетах.

Исходные данные:

Этот расчет использует ранее введенные в предыдущем расчете значения внутреннего диаметра трубопровода d и длины трубопровода L, а также рассчитанное значение скорости движения воды v.

1. Выбираем из выпадающего списка, расположенного над ячейками A30…E30 вид трубы:

Неновые стальные и неновые чугунные без внутр. защитного покр. или с битумным защитным покр., v > 1,2м/c

Результаты расчетов:

По выбранному виду трубы Excel автоматически извлекает из таблицы базы данных значения эмпирических коэффициентов. Таблица базы данных, взятая из СНиП 2.04.02–84, расположена на этом же рабочем листе «РАСЧЕТ».

2. Коэффициент m извлекается

в ячейку D32: =ИНДЕКС(h41:h52;h39) =0,300

3. Коэффициент A0 извлекается

в ячейку D33: =ИНДЕКС(I31:I42;I29) =1,000

4. Коэффициент 1000A1 извлекается

в ячейку D34: =ИНДЕКС(J31:J42;J29) =21,000

5. Коэффициент 1000A1/(2g) извлекается

в ячейку D35: =ИНДЕКС(K31:K42;K29) =1,070

6. Коэффициент С извлекается

в ячейку D36: =ИНДЕКС(L31:L42;L29) =0,000

7. Коэффициент  гидравлического сопротивления i  в м.вод.ст./м рассчитываем

в ячейке D37: =D35/1000*((D33+D36/D16)^D32)/((D7/1000)^(D32+1))*D16^2 =0,057

i=((1000A1/(2g))/1000)*(((A0+C/v)m)/((d/1000)(m+1)))*v2

8. Расчетные потери давления в трубопроводе dP в кг/см2 и Па находим соответственно

в ячейке D38: =D39/9,81/10000 =0,574497

dP=dP/9,81/10000

и в ячейке D39: =D37*9,81*1000*D8 =56358,1

dP=i*9,81*1000*L

Гидравлический расчет трубопровода по формулам Приложения 10 СНиП 2.04.02–84 в Excel завершен!

Итоги.

Полученные значения потерь давления в трубопроводе, рассчитанные по двум методикам отличаются в нашем примере на 15…17%! Рассмотрев другие примеры, вы можете увидеть, что отличие иногда достигает и 50%! При этом значения, полученные по формулам теоретической гидравлики всегда меньше, чем результаты по СНиП 2.04.02–84. Я склонен считать, что точнее первый расчет, а СНиП 2.04.02–84 «подстраховывается». Возможно, я ошибаюсь в выводах. Следует отметить, что гидравлические расчеты трубопроводов тяжело поддаются точному математическому моделированию и базируются в основном на зависимостях, полученных из опытов.

В любом случае, имея два результата, легче принять нужное правильное решение.

При гидравлическом расчете трубопроводов с перепадом высот входа и выхода не забывайте добавлять (или отнимать) к результатам статическое давление. Для воды – перепад высот в 10 метров ≈ 1 кг/см2.

Уважаемые читатели, Ваши мысли, замечания и предложения всегда интересны коллегам и автору. Пишите их внизу, в комментариях к статье!

Прошу уважающих труд автора  скачивать файл после подписки на анонсы статей!

Не забывайте подтвердить подписку кликом по ссылке в письме, которое придет к вам на указанную почту (может прийти в папку «Спам»)!!!

Ссылка на скачивание файла: gidravlicheskiy-raschet-truboprovodov (xls 57,5KB).

Важное и, думаю, интересное продолжение темы читайте здесь.

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

al-vo.ru

Гидравлический расчет простого нефтесборного трубопровода и способы увеличения производительности трубопроводов.

При движении жидкости по трубопроводу происходит потеря давления по его длине, вызываемая гидравлическими сопротивлениями. Величина потерь давления (напора) зависит от диаметра трубопровода, состояния его внутренней поверхности стенок (гладкие, шероховатые), количества перекачиваемой жидкости и ее свойств.

Простой трубопровод - имеет постоянный диаметр по всей длине и не имеет ответвлений.

Гидравлический расчет сводится к определению одного из параметров:

1. пропускная способность трубопровода (Q) при известных: D, l, rж, μж, ∆z;   

2. необходимый начальный напор (Н1) или давление (Р1) при известных Н2 или Р2 в конце участка трубопровода, l, D, rж, μж, ∆z, Qж;  

Q>V>Re> λ>H>Pиск

3. диаметр трубопровода, способного пропустить заданный расход Qж при тех же известных, что и 1 и 2 случаях.

D>Re>λ>H>хар-ка hтр=f(P)

Pнач=Ркон+Ртр+рg∆h

Гидравлический расчет трубопроводов при движении по ним однофазных Ж основан на уравнении Бернулли:

,

где z – потенциальная энергия положения жидкости (геометрический напор), м;

р/ρg - потенциальная энергия давления жидкости (пьезометрический или статический напор), м;

υ2/2g - удельная кинетическая энергия жидкости (скоростной или динамический напор), м;

α - коэффициент Кориолиса, при турбулентном движении = 1;

hпп – потери напора.

Потери напора при преодолении трения по длине трубопровода при установившемся течении определяют по формуле Дарси-Вейсбаха:

или ,

где l, D – длина и диаметр трубопровода, м;

∆p – перепад давления из-за трения, Па;

υ – Средняя скорость Ж, м/с;

ρ – Плотность Ж, кг/м3;

l - коэффициент гидравлического сопротивления, зависящий от режима движения жидкости (число Рейнольдса), шероховатости внутренней стенки трубы.

,

где Q – объемный расход Ж, м3/с.

При Rе < 2320 (ламинарный режим): λ = 64 / Re – ф-ла Стокса.

При Re > 2320 (турбулентный режим) и делится на три зоны:

1 зона – гидравлически гладких труб: 2320 < Re < Reпер1;

2 зона – переходная зона (смешанное трение): Reпер1 < Re < Reпер2;

3 зона – гидравлически шероховатых труб (автомодельная зона): Reпер2 < Re.

;

Для 1 зоны используют формулу Блазиуса: 2320<Re<105

Для 2 зоны используют формулу Альтшуля: Re>105

, kэ – эквивалентная шероховатость

Для 3 зоны используют формулу Никурадзе:

Потери напора на местные сопротивления:

где ξ - коэффициент местного сопротивления, зависящий от числа Рейнольдса, формы местного сопротивления и шероховатости;

υ - средняя скорость движения жидкости в сечении потока за местным сопротивлением;

Местные сопротивления определяют по эквивалентной длине:

=>

           

На нефтяных месторождениях часто приходится увеличивать пропускную способность сборных коллекторов в связи с подключением новых скважин или увеличением производительности существующих скважин, подающих продукцию к УПН.

Способы увеличения производительности трубопроводов:

1) уменьшение вязкости перекачиваемой нефти путем ее подогрева;

2) подача в поток обводненной нефти ПАВ => внешней фазой становится вода, имеющая меньшую вязкость, чем нефть;

3) прокладка параллельного нефтепровода (лупинга) => увеличение площади сечения, снижение соответствующим образом скорости течения Ж => снижение потерь напора на трение;

4) повышение Р на устье скважины или установка дополнительного насоса (на ДНС), работающего параллельно с основным;

5) комбинация способов.

students-library.com

Гидравлический расчет трубопровода I категории

Гидравлические расчёты сложных трубопроводов

Теоретическая часть

Различают четыре категории сложных трубопроводов:

I. Коллектор постоянного диаметра с распределенным по длине отбором продукции (раздаточный коллектор в резервуарах, отстойниках, сепараторах) (рис 6.4).

II. Сборный коллектор переменного диаметра с распределенным по длине поступлением продукции (система сбора скважинной продукции) (рис 6.1).

III. Коллектор с параллельным участком трубопровода (байпас на водоводах) (рис 6.3).

IV. Замкнутый коллектор (кольцевой водовод) (рис 6.2).

Рисунок 6.1 – Сборный коллектор переменного диаметра с распределенным поступлением продукции

Рисунок 6.2 – Схема сложного кольцевого водовода

Рисунок 6.3 – Коллектор с параллельным участком

Гидравлический расчет трубопровода I категории

Введем понятие о двух расходах:

­ транзитный расход жидкости QT, который поступает на участки, примыкающие к рассматриваемому;

­ путевой расход жидкости (QП– суммарный путевой расход жидкости), который отбирается по длине коллектора через как сумма всех отборов qiпо длине.

Уравнение материального баланса:

, (6.1)

где qi ­ объёмные расходы жидкости в ответвлениях.

Расчетная схема сложного трубопровода I категории представлена на рис. 6.4.

Рисунок 6.4 – Расчетная схема сложного трубопровода I категории.

 

Поскольку диаметр раздаточного коллектора одинаков на всем протяжении, а расходы жидкости на различных участках разные, то и режимы течения на каждом участке могут быть разные (рис. 6.4).

Перепад давления при расчете сложных трубопроводов можно рассчитывать и по формуле Дарси-Вейсбаха и по формуле Лейбензона:

Па. (6.2)

Для рассматриваемого случая перепад на 1-ом участке трубопровода будет:

. (6.3)

На втором участке

. (6.4)

На n-ом участке:

. (6.5)

Общий перепад по всей длине коллектора:

. (6.6)

Таким образом, для сложного трубопровода I категории общий перепад давления равен сумме падений давления по участкам:

. (6.7)

Алгоритм решения задачи на определение перепада давления:

1. Находятся скорости движения жидкости по участкам.

2. Для каждого участка трубопровода определяется режим движения жидкости по значению параметра Rе и ε.

3. Рассчитывается коэффициент гидравлического сопротивления λ, если расчет ведется по формуле Дарси-Вейсбаха, или выбираются по табл. 6.1 значения коэффициентов β и m, если расчет ведется по формуле Лейбензона.

 

Таблица 6.1 – Формулы для расчета коэффициента гидравлического сопротивления

4. Рассчитываются потери давления на каждом участке.

5. Рассчитывается общая потеря давления по всей длине коллектора, как сумма потерь на отдельных участках.

Пример:

Задача 6.1

В начало сборного коллектора длиной 10 км, диаметром 0,2 м подают товарную нефть в количестве 180 т/ч, вязкостью 20 мПа·с и плотностью 800 кг/м3. Из сборного коллектора нефть отбирают в трех точках, на расстояниях 4 км 0,2 км 3 км, соответственно, 20 т/ч, 50 т/ч, 100 т/ч. Определить общий перепад давления

Решение:

Алгоритм решения данной задачи заключается в представлении сложного трубопровода состоящим из нескольких участков, различающихся по величине расходов. Каждый участок рассчитывается отдельно как простой трубопровод. Общий перепад давления равен сумме потерь давления по участкам.

1. Вначале определяют скорость нефти до первой точки отбора

.

2. Режим движения на данном участке турбулентный, так как

(Зона Блазиуса).

3. Коэффициент гидравлического сопротивления λ определяют для каждого участка в отдельности

.

4. Потери давления на первом участке определяют по формуле Дарси-Вейсбаха:

.

.

5. Для определения потерь на втором участке вначале рассчитывают скорость потока нефти

.

6. Режим движения на данном участке турбулентный, так как:

.

Рассчитываем коэффициент гидравлического сопротивления λ:

.

7. Потери давления на втором участке

.

8. Аналогично скорость нефти на 3 участке:

.

9. Режим движения на данном участке турбулентный так как

.

10. Коэффициент гидравлического сопротивления

.

11. Потери давления на третьем участке

.

12. Скорость нефти на четвертом участке

13. Режим движения на данном участке турбулентный:

.

14. Коэффициент гидравлического сопротивления

.

15. Потери давления на четвертом участке

.

Общий перепад давления получают при сложении перепадов на отдельных участках

.

Задание:

Расстояние от начала коллектора и до точек отбора нефти, следующие: l1, l2. Определить общий перепад давления , если начальное давление равно . Сборный коллектор проложен горизонтально и местных сопротивлений не имеет. Исходные данные представлены в таблице 6.2.

 

Таблица 6.2 – Исходные данные для гидравлического расчета трубопровода 1 категории сложности.

Параметр Варианты
Длина трубопровода, км
Длина первого участка, м
Длина второго участка, м
Диаметр трубопровода, мм
Массовый расход нефти, т/ч
Отбор на первом участке, т/ч
Отбор на втором участке, т/ч
Плотность нефти, кг/м3
Динамическая вязкость нефти, Па·с 0,05 0,0149 0,023 0,002 0,04 0,025 0,032 0,027 0,019 0,012
Параметр Варианты
Длина трубопровода, км
Длина первого участка, м
Длина второго участка, м
Диаметр трубопровода, мм
Массовый расход нефти, т/ч
Отбор на первом участке, т/ч
Отбор на втором участке, т/ч
Плотность нефти, кг/м3
Динамическая вязкость нефти, Па·с 0,06 0,015 0,031 0,012 0,004 0,042 0,052 0,031 0,019 0,011
Параметр Варианты
Длина трубопровода, км
Длина первого участка, м
Длина второго участка, м
Диаметр трубопровода, мм
Массовый расход нефти, т/ч
Отбор на первом участке, т/ч
Отбор на втором участке, т/ч
Плотность нефти, кг/м3
Динамическая вязкость нефти, Па·с 0,06 0,0137 0,025 1,02 0,014 0,033 0,42 0,06 0,033 0,078

 

 

mykonspekts.ru