Гідравлічний розрахунок складних газопроводів



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Гідравлічний розрахунок складних газопроводів



Для збільшення пропускної здатності для газу при незмінному перепаді тиску, в порівнянні з простим лінійним газопроводом однакового діаметру, використовують такі складні газопроводи:

а) газопровід складений із послідовно з’єднаних відрізків різного діаметру і різної довжини;

б) газопровід складений із паралельно з’єднаних відрізків однакового або різного діаметру і однакової довжини;

в) газопровід з лупінгом.

Гідравлічний розрахунок складного газопроводу зводиться до розрахунку простого лінійного газопроводу з додатковим введенням у формулу пропускної здатності (2.14) коефіцієнта витрати КВ

Qг = 103,15 (2.40)

Розрахунок здійснюють в такому порядку. За еталонний газопровід вибирають любий відрізок складного газопроводу, вважають, що його діаметр Dі має довжину складного газопроводу L у формулі (2.40). Визначають коефіцієнти витрати всіх відрізків за формулою

kі = , (2.41)

де Dе і λе – відповідно діаметр і коефіцієнт гідравлічного опору еталонного газопроводу; Dі і λі – відповідно діаметри і коефіцієнти гідравлічного опору i - го відрізку (i = 1, 2, . . . ,n), які входять в складний газопровід.

Знаючи коефіцієнти витрати кожного відрізку, вираховують загальний коефіцієнт витрати КВ і пропускну здатність складного газопроводу за формулою (2.40).

а) газопровід складений з послідовно з’єднаних відрізків різного діаметру і різної довжини

На рис.2.6 наведена схема лінійного складного газопроводу складеного із послідовно з’єднаних відрізків різного діаметру і різної довжини.

На прикладі наведеної схеми, пояснений порядок гідравлічного розрахунку такого газопроводу.

Рис.2.6 – Розрахункова схема складного газопроводу

складеного із послідовно з’єднаних відрізків різного

діаметру і різної довжини

 

За еталонний газопровід приймаємо перший відрізок діаметром d1 і визначаємо коефіцієнти витрати для кожного відрізку:

 

- перший відрізок

 

k1 = = 1;

 

- другий відрізок

 

k2 = ;

- третій відрізок

k3 = ;

 

Загальний коефіцієнт витрати

КВ = .

або КВ = . (2.42)

 

б) газопровід складений з паралельно з’єднаних відрізків однакового діаметру і однакової довжини (рис. 2.7).

Рис. 2.7 – Розрахункова схема складного газопроводу

складеного з паралельно з’єднаних відрізків однакового

діаметру і однакової довжини

 

Коефіцієнти витрати для кожного відрізку kі визначають за формулою (2.41).

Загальний коефіцієнт витрати дорівнює для паралельних газопроводів однакового діаметру

 

КВ = k1 + k2

 

КВ = (2.43)

 

 

г) газопровід з лупінгом (рис. 2.8).

Рис. 2.8 – Розрахункова схема газопроводу з лупінгом

Загальний коефіцієнт витрати

КВ = (2.44)

де L – загальна довжина основного газопроводу, м; k1 – коефіцієнт витрати для основного газопроводу без врахування лупінгу; kл – коефіцієнт витрати для лупінгу; lл – довжина лупінгу, м.

 

Гідравлічний розрахунок конденсатопроводів і

Водопроводів

При транспортуванні негазованих рідин (конденсат, вода) необхідно враховувати рельєф траси трубопроводу.

Для одержання повної інформації для розрахунків, всю трасу трубопроводу замінюють еквівалентною (розрахунковою), яка складається із послідовно з’єднаних висхідних lВ.і і низхідних прямолінійних відрізків довжинами lН.і (і = 1, 2, 3, ..... ,n). Еквівалентну трасу будують для спрощення і скорочення числа розрахункових ділянок n.

Для прикладу, така розрахункова схема гідравлічного розрахунку рельєфного трубопроводу наведена на рис. 2.9.

 

 
 

lі - довжина висхідних і низхідних прямолінійних відрізків трубопроводу; zі - геодезичні відмітки початку і кінця висхідних і низхідних прямолінійних відрізків трубопроводу

 

Рис. 2.9 - Розрахункова схема гідравлічного розрахунку

рельєфного трубопроводу

 

За розрахункову довжину висхідної lВі і низхідної ділянки lНі приймають сумарну довжину всіх проміжних висхідних і низхідних відрізків реальної траси.

Для прикладу, згідно наведеної схеми на рис. 2.9, розрахункову довжину ділянок знаходять

lВ i = lВ 1 + lВ 3 + lВ 5

lН i = lН 2 + lН 4

Якщо структура руху потоку газорідинної суміші на висхідній і низхідній ділянках однакова, то розрахунок ведуть для всієї довжини трубопроводу

L = lВ i + lН i ) (2.45)

Висота геодезичних відміток висхідних і низхідних відрізків рівна різниці геодезичних відміток на початку zп і в кінці zк кожного відрізку і її визначають:

- згідно схеми

hВ1 = z2- z1; hН 2 = z3- z2; hВ3 = z4- z3;

hН 4 = z5- z4; hВ 5 = z6- z5;

- в загальному вигляді

hВ i = ZВ П + ZВ К ) (2.46)

hН i = ZН П + ZН К ) (2.47)

- сумарна висота висхідних і низхідних ділянок

hВ = hВ i (2.48)

 

hН = hН i (2.49)

Для визначення перепаду тиску вздовж трубопроводу користуються рівнянням Бернуллі

ΔР = ΔРТР + ΔРМО + ΔРГС (2.50)

де ΔР = РП – РК - загальні втрати тиску, Па;

РП і РК - відповідно тиски на початку і в кінці трубопроводу, Па;

ΔРТР – втрати тиску на перемагання сил тертя по довжині трубопроводу, Па;

ΔРМО – втрати тиску на перемагання сил тертя на місцевих опорах, Па;

ΔРГС – втрати тиску на перемагання гідростатичного стовпа рідини, Па.

Рівняння (3.6) можна представити у вигляді

ΔР = hВ - hН ) =

= λ ξ ± ρрg(hВ - hН ) (2.51)

де υР – середня швидкість рідини, м/с; QР – витрата рідини, м3/с; L – загальна довжина трубопроводу, м; dВН – внутрішній діаметр трубопроводу, м; ρр – густина рідини (нафти або води), кг/м3; g – прискорення вільного падіння, м/с2; hВ і hН – сумарна висота висхідних і низхідних ділянок (якщо hВ > hН у формулі ставиться „+”, якщо hВ < hН – ставиться „–”), м;

ξ – коефіцієнт місцевих опорів, який залежить від форми місцевого опору і числа Рейнольда (безрозмірний); λ – коефіцієнт гідравлічного опору труб, який залежить від числа Рейнольдса (Rе) і відносної шорсткості труб (ε), які визначають за формулами:

Re = = (2.52)

ε = (2.53)

де μР – динамічна в’язкість рідини, Па∙с; kе – абсолютна шорсткість стінок труби, мм (для нових труб і труб, які не підлягали корозії, приймають рівною 0,03 мм); dВН – внутрішній діаметр труб, см.

Враховуючи, що ΔРМО << ΔРТР, втратами тиску на місцевих опорах нехтують ΔРМО = 0 і формула (2.50) приймає вигляд

ΔР = ΔРТР + ΔРГС (2.54)

1) ламінарний режим руху рідини, коли Rе < 2320, коефіцієнт λ не залежить від абсолютної шорсткості труб kе і визначається за формулою Стокса

(2.55)

2) турбулентний режим руху рідини, при Rе > 2320, поділяють на 3 зони, які розділяються між собою перехідними числами Рейнольдса:

а) гідравлічно гладкі труби, λ не залежить від ε,

 

2320 < Rе < Rе пер1,

 

Rпер 1 = (2.56)

при Rе < 105 коефіцієнт λ визначають за формулою Блазіуса

λ = (2.57)

б) перехідна зона (змішане тертя), коли

Rе пер1 < Rе < Rе пер2,

 

Rпер 2 = (2.58)

коефіцієнт λ визначають за формулою Альтшуля

λ = 0,11 (2.59)

в) квадратичний режим руху рідини, коли Rе > Rе пер2, коефіцієнт λ не залежить від числа Рейнольдса, при Rе > 105 визначається за формулою Нікурадзе

λ = (2.60)

або за формулою Шифрінсона

λ = 0,11 (2.61)



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.238.186.43 (0.011 с.)