Раздел 2, П. 5. Тема «уравнение баланса напоров при работе мтп. Линия гидравлического уклона для заданного участка трубопровода»

 

Задача 16

 

D = 530x8 мм, r = 830 кг/м³, n = 6 сСт, h _к = 40 м, h _под = 40 м.

Построить линию гидравлического уклона для Q = 1100 м³/ч, определить h _пот графически и расчетным путем. Определить давление в трубопроводе на 60, 80 км трассы, начальное давление станции. Профиль трубопровода задан таблицей.

L, км
Z, м

 

Примечание. Принять режим движения – гидравлически гладкие трубы.

Решение

1. Скорость потока:

2. Число Рейнольдса:

3. Коэффициент гидравлических сопротивлений:

4. Потери напора в трубопроводе:

 

 

5. Графическое построение

 

6. Из уравнения Бернулли для участка трубопровода следует:

Z ₁ + Н _ст = Z ₂ + h _к + h _пот,

60 + Н _ст = 15 + 40 + 493,

Н _ст = 488 м.

Полученные величины наносят на график.

Раздел 2, п. 5. Тема «Уравнение баланса напоров при работе МТП. Линия гидравлического уклона для заданного участка трубопровода»

 

Задача 17

 

Профиль трубопровода диаметром 530х8 мм, длиной 120 км и шероховатостью 0,15 мм представлен таблицей

L, км
Z, м

перекачивает д/топливо с плотностью 840 кг/м³, вязкостью 5 сСт и давлением насыщенных паров 0,01 МПа. Давление в конце трубопровода 0,3 МПа.

Какой минимальный расход должен быть в трубопроводе для предотвращения возникновения самотечных участков?

Решение

1. Конечный напор равен:

2. Давление в начале и в конце возможного самотечного участка в м:

3. Графическое построение:

Из графика h пот = 255 – 36,4 = 218,6 м.

4. Скорость определяется из уравнения Дарси-Вейсбаха методом последовательных приближений:

.

Задаемся l = 0,02, тогда

Проверяем l:

Переходные числа , , , , , 34482 < 98688 < 1724000 смешанные трения.

0,0192 ¹ 0,02.

Перезадаемся l.

Принимаем l = 0,0192.

5. Расход равен:

Q = u∙S = 0,978∙0,785∙0,514² = 0,203 м³/с = 730 м³/ч.

 

 

Раздел 3, п. 6 согласно рабочей программе курса «Практические занятия», тема «Перекачка высоковязких нефтей с подогревом». Задачи 18, 19, 20, 21, 22.

 

Раздел 3, п. 6. Тема «Перекачка высоковязких нефтей с подогревом»

 

Задача 18

 

Вязкость нефти при 25 °С равна 45 сСт, при 70°С равна 5 сСт.

Определить вязкость нефти при температурах 50°С и 60 °С.

Решение

1. Вязкостная константа равна:

или

2. Вязкость при 50°С и 60 °С:

(50°С)

n₅₀ = 13,2 сСт.

(60 °С)

n₆₀ = 8,2 сСт.

 

Результаты решения:

25°С	50°С	60°С	70°С
45 сСт	13,2 сСт	8,2 сСт	5 сСт

 

Раздел 3, п. 6. Тема «Перекачка высоковязких нефтей с подогревом»

 

Задача 19

 

Определить температуру перехода от турбулентного режима к ламинарному при перекачке нефти. Диаметр трубопровода D = 820x10 мм, плотность продукта r = 850 кг/м³, коэффициент кинематической вязкости n при температуре 298 °К равен 37,5×5×10^-6 м²/с, объемный расход 500 м³/ч, Re_кр = 2320, крутизна вискограммы к _в = 0,07 1/град.

Решение

1. Температура перехода:

 

2. Число Re при температуре Т _*:

3. Температура перехода:

 

Раздел 3, п. 6. Тема «Перекачка высоковязких нефтей с подогревом»

 

Задача 20

 

Найти расстояние между станциями подогрева нефти, обеспечивающее турбулентный режим движения нефти в МТП, если диаметр 530х8 мм, производительность перекачки 940 м³/ч, ρ_н = 900 кг/м³, теплоемкость

2000 Дж/кг∙град., коэффициент теплопередачи К = 3,0 Вт/м²∙град., начальная температура нефти равна 345^○К, температура окружающей среды 273^○К, кинематическая вязкость при 343^○К равна 0,524∙10^-4 м²/с, при 298^○К равна 11,06∙10^-4 м²/с. Конечная температура нефти не должна быть ниже 320^○К.

Решение

1. Вязкостная константа равна:

2. Скорость потока в трубопроводе:

3. Температура, соответствующая смене режимов:

.

Примем Т* = Т _нач = 343°К, тогда

.

°К.

Т.к. 320°К > 300°К, то перекачка осуществляется в турбулентной зоне.

4. Длина участка, на котором происходит охлаждение от 343°К до 320°К, определяется по уравнению Шухова:

.

G = Q ×r.

Т.о. расстояние между станциями подогрева не должно превышать 70 км.