Формулы для расчета коэффициента гидравлического сопротивления

Ламинарный режим	Турбулентный режим
Re < 2320	Зона Блазиуса	Переходная зона	Автомодельная зона
Зона гидравлически гладких труб		Зона гидравлически шероховатых труб
m = 1	m = 0,25	m = 0,125	m = 0

Перед началом гидравлического расчета исследуется профиль трассы трубопровода для определения на нем перевальных точек и нахождения его расчетной длины. Эта длина может быть значительно меньше геометрической, а перевальная точка не обязательно является наивысшей точкой трассы. Достаточно закачать жидкость на перевальную точку, чтобы она самотеком достигла конца трубопровода.

 

Графоаналитический способ решения задач.

Определение пропускной способности трубопровода по заданным параметрам его и жидкости, а также определение минимального диаметра трубопровода по заданным напору, параметрам жидкости и трубопровода, пропускной способности проводится графоаналитическим методом.

Рассмотрим алгоритм решения задач этого типа на примере первой задачи.

Графоаналитический способ решения основан на предварительном построении графической зависимости h_T = f (Q) - гидравлической характеристики трубопровода (рис.2.1). Для этого:

1. Последовательно задаемся рядом произвольных значений Q.

2. Находим соответствующие средние линейные скорости ω.

1. Рассчитываем соответствующие параметры Re.

2. Рассчитываем соответствующие параметры λ.

3. Для каждого принятого значения Q находим потери напора h_T.

4. По полученным данным строим график h_T = f (Q).

7. Отложив на оси ординат известное значение H, на оси абсцисс находят соответствующее ему искомое значение Q.

Аналогично решается и вторая задача:

Задаются рядом d, находят для них h_T, строят график h_T = f (d) и по заданной величине H по графику находят соответствующее ему значение d.

Типовые задачи по теме 2.1

Типовая задача 2.1

На устье фонтанной скважины поддерживают напор 85 м, (давление 0,67МПа).

Нефть плотностью 800 кг/м³, динамической вязкостью 20 мПа∙с транспортируется в однофазном состоянии по выкидной линии длиной 3000 м, диаметром 100мм к ~Спутнику~, находящемуся выше устья скважины на 30м. Определить пропускную способность выкидной линии.

Решение:

Последовательно задаемся рядом произвольных значений Q.

; ;

; ;

; ;

;

 

Таблица 2.2

Результаты расчетов рекомендованных расходов и полученных расчетных величин

Q i, м^3/с	ωi, м/с	Re i	λi	h т i, м	Hz, м
0,001	0,127	509,554	0,126	3,117	33,117
0,003	0,382	1528,662	0,042	9,350	39,350
0,006	0,764	3057,325	0,043	38,009	68,009
0,008	1,019	4076,433	0,040	62,882	92,882
0,012	1,529	6114,650	0,036	127,847	157,847

 

 

Задания для самостоятельной работы по теме 2.1.

Задача 2.1.

На ДНС в сепараторе первой ступени поддерживается определенное давление. Известна длина сборного коллектора, идущего от «Спутника» до ДНС, его внутренний диаметр, абсолютная эквивалентная шероховатость (Δ=0,1 мм), разность геодезических отметок начала и конца трубопровода, количество перекачиваемой нефти, ее плотность, кинематическая вязкость.

Определить необходимый начальный напор.

Исходные данные

 

 

Задача 2.2.

Графоаналитически определить пропускную способность сборного коллектора, если известен начальный напор, длина коллектора, его внутренний диаметр, разность геодезических отметок, плотность и кинематическая вязкость перекачиваемой нефти.

Исходные данные

 

Задача 2.1.

Задан перепад давления на сборном коллекторе D Р. Известны: массовый расход нефти G, плотность нефти r и ее кинематическая вязкость n, разность высот отметок начала и конца коллектора D Z, длина его L, шероховатость стенок трубы D.

Определить диаметр коллектора для перекачки нефти.

 

Задача такого типа решается графоаналитическим способом, поскольку коэффициент гидравлического сопротивления l зависит от числа Рейнольдса, а, следовательно, и от неизвестного диаметра.