Раздел 3, П. 6. Тема «перекачка высоковязких нефтей с подогревом»

 

Задача 21

 

По нефтепроводу диаметром 1020х10 мм транспортируют нефть с плотностью 850 кг/м³ и теплоемкостью 2000 Дж/кг∙град с расходом 2300 м³/ч, начальной температурой 65ºС. Температура грунта на глубине заложения 8ºС, коэффициент теплопередачи 1,25 Вт/м²∙град.

Определить температуру нефти на 40 км и 70 км перегона (теплом трения пренебречь). Построить кривую распределения температуры на длине 70 км.

Решение

1. Формула Шухова:

t_x = t ₀ + (t _н - t ₀ )е^{-ШУ ∙ х} ,

2. Секундный массовый расход равен:

3. Число Шухова:

4. Температура нефти на 40 км

t ₄₀ = 8 + (65 - 8)∙2,7^-0,147 = 57,3 °С,

ШУ∙х = 0,0000037∙40000 = 0,147.

5. Температура нефти на 70 км:

t ₇₀ = 8 + (65 - 8)∙2,7^-0,259 = 52,1 °С,

ШУ∙х = 0,0000037∙70000 = 0,259.

6. Графическое построение:

Т _н = 65 +273 = 338,

Т ₄₀ = 57.3 +273 = 330,3,

Т ₇₀ = 57.3 +273 = 325,1.

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

 

Задача 22

 

Определить потери напора в трубопроводе длиной 70 км, диаметром 530х8 мм, Q = 940 м³/ч, r_н = 900 кг/м³, теплоемкость нефти 2000 Дж/кг∙град, коэффициент теплопередачи к = 3 Вт/м²∙град. Известна кинематическая вязкость при двух температурах n _263°К = 120∙10^-4 м²/с, n _363°К = 0,25∙10^-4 м²/с. Температура окружающей среды 25ºС. Перекачка осуществляется с использованием станций подогрева при турбулентном режиме с начальной температурой нефти 70 ºС.

Решение

1. Вязкостная константа равна:

2. Вязкость при при t ₀ = 298°К:

n _298°К = 11,06∙10^-4 м²/с.

3. Потери напора определяются по уравнению

. m = ШУ∙L. , .

G = Q∙ r = .

m = 0,0000103∙70000 = 0,721. .

.

.

 

 

Раздел 4, п. 7 согласно рабочей программе курса «Практические занятия», тема «Определение физических характеристик природного газа». Задачи 23, 24.

Раздел 4, п. 8 согласно рабочей программе курса «Практические занятия», тема «Процессы сжатия и их термодинамические характеристики». Задача 25.

 

Раздел 4, п. 7. Тема «Определение физических характеристик

Природного газа»

 

Задача 23

 

Давление газа в начале участка 75 МПа, температура 45 °С, в конце участка давление снижается до 5,0 МПа, температура до 25 °С. Определить во сколько раз изменятся плотность и объем газа при его движении по трубопроводу.

Решение

1. Уравнение Менделеева-Клапейрона для начальных и конечных условий в трубопроводе:

,

.

2. Отношение

.

3. Отношение

,

.

4. Уравнение Менделеева-Клапейрона для одного моля газа для начальных и конечных условий трубопровода:

,

.

5. Определение r_к

,

.

r_к = r_н×0,71.

Раздел 4, п. 7. Тема «Определение физических характеристик

Природного газа»

 

Задача 24

 

Производительность КС при стандартных условиях 1,25×10⁶ м³/ч. Определить объем газа, если давление системы Р = 5,0 МП, температура

t = 25 °C, молекулярная масса газа 18, критическая температура Т _кр = 192 °К, критическое давление Р _кр = 4,7 МПА.

Решение

1. Приведенные параметры, газовая постоянная, коэффициент сжимаемости:

,

,

,

Z = 0,92.

2. Плотность газа при рабочих условиях:

.

3. Плотность газа при стандартных условиях:

.

4. Объемный расход в рабочих условиях:

Q _ст.ус.×r_ст.ус. = Q _раб.ус.×r_раб.ус.,

.