Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ

Скорость нефти на четвертом участке

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 11Следующая ⇒

Режим движения на данном участке:

Коэффициент гидравлического сопротивления

;

Потери давления на четвертом участке

Общий перепад давления получают при сложении перепадов на отдельных участках

ΔР=∑Р_i= 0,875 + 0,037 + 0,278 + 0,049 = 1,24 МПа

Задания для самостоятельной работы по теме 2.2

Задача 2.1

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/м^1. Из сборного коллектора нефть отбирают в трех точках, соответственно, 20 т/ч, 50 т/ч, 100 т/ч.

Расстояния от начала коллектора и до точек отбора нефти, следующие 4000 м, 200 м, 3000 м. Определить общий перепад давления, если начальное давление равно 1,6 МПа. Сборный коллектор проложен горизонтально и местных сопротивлений не имеет.

Исходные данные

Задача 2.2

По трубопроводу перекачивается известное количество жидкости с известной плотностью и вязкостью. Для снижеия потерь напора на части его длины предложено или увеличить диаметр трубы (врезать вставку) или подключить лупинг такой же длины.

Пренебрегая местными сопротивлениями, определить, в каком варианте потери напора на участке трубопровода снизятся в большей степени.

Рекомендации. Поскольку длина лупинга и вставки одинакова, целесообразно сравнтвать гидравлические уклоны трубопровода, лупинга и вставки.

Исходные данные

Алгоритм решения задачи 2.2

1. Вычисляем объемный расход нефти:

2. Рассчитываем скорость движения в трубопроводе:

1. Рейнольдс:

2. Определение режима движения и зоны сопротивления. Каждому режиму движения соответствуют коэффициенты формулы Лейбензона. (таблица 2.1.)

3. Рассчитываем гидравлический уклон трубопровода:

4. Скорость движения во вставке:

Расход через вставку равен расходу в трубопроводе, поэтому:

7. Рейнольдс:

8. Определение режима движения и выбор зоны сопротивления во вставке.

9.Расход через лупинг

10.Скорость в лупинге:

11. Рейнольдс:

12. Определение режима движения и выбор зоны сопротивления для лупинга.

11.Если режимы движения и зоны сопротивления в трубопроводе, вставке и лупинге одинаковы, тогда:определяем гадравлические уклоны вставки и лупинга. (Если нет- решение прекращаем, требуется изменить диаметры лупинга или вставки)

12.Гидравлический уклон вставки:

12.Гидравлический уклон лупинга:

13. Сравниваем величину снижения потерь напора при вставке и при лупинге:

Если n_В> n_Л при вставке, если n_В< n_Л при лупинге.

Таблица 2.10

Исходные данные к заданию 2.1

Исходные

данные

Варианты

Длина трубопровода, км

Длина первого участка, м

3500

2000

3000

6000

5000

1500

2000

3000

1000

Длина второго участка, м

1000

2000

500

2000

3000

2500

1000

3000

1000

Диаметр трубопровода, мм

205

219

312

426

312

117

219

117

219

Массовый расход нефти, т/ч

180

200

250

270

260

240

210

230

190

235

Отбор на 1 участке, т/ч

Отбор на 2 участке, т/ч

Плотность нефти, кг/м³

870

842

856

880

864

870

832

815

823

854

Динамическая вязкость нефти, Па_*с

0,050

0,0149

0,023

0,002

0,04

0,025

0,032

0,027

0,019

0,012

Давление начальное, МПа

1,8

2,0

2,2

2,5

2,8

3,0

3,4

3,6

3,8

4,0

Абсолютная эквивалентная шероховатость, мм

0,15

0,10

0,12

0,15

0,10

0,12

0,15

0,10

0,12

0,01

Таблица 2.11

Исходные данные к заданию 2.2

Исходные

данные

Варианты

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Обьект. нефть нефть нефть нефть нефть нефть нефть нефть вода вода Расход, 30 дм³/с 8 дм³/с 8 дм³/с 300 м³/ч 182 т /ч 300 м³/ч 182 т /ч 900 т /сут 8 дм³/с 8 дм³/с Плотность жидкости, кг/м³ 819 860 860 910 895 910 895 860 991 991 Кинематич. вязкость,∙10^-4м²/с 0,0182 0,5 0,5 0,5 0,42 0,5 0,42 0,15 0,00666 0,00666 Диаметр трубы, мм 150 100 100 257 156 257 156 205 80 80 Диаметр вставки, мм 200 150 150 309 203 108 203 309 100 100 Диаметр лупинга, мм 100 100 150 257 156 257 203 205 50 80 Абсолютная эквивалентная шероховатость, мм 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,5 0,5 Ответы: Вст. Вст Луп. Луп. Вст Вст Луп. Вст Вст Луп.

Исходные данные	Варианты
Исходные данные	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Обьект.	вода	вода	вода	вода	вода	нефть	нефть	нефть	нефть	нефть
Расход,	5 дм³/с	18 дм³/с	18 дм³/с	20 дм³/с	20 дм³/с	180 т /ч	180 т /ч	180 т /ч	80 т /ч	80 т /ч
Плотность жидкости, кг/м³	1000	1000	1000	996	996	870	870	870	849	849
Кинематич. вязкость,∙10^-4м²/с	0,0131	0,0131	0,0131	0,008	0,008	0,575	0,575	0,575	0,1376	0,1376
Диаметр трубы, мм	100	100	100	100	100	205	211	209	205	205
Диаметр вставки, мм	156	156	130	130	125	257	257	257	257	211
Диаметр лупинга, мм	156	100	156	130	130	205	257	209	257	211
Абсолютная эквивалентная шероховатость, мм	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
Ответы:	Луп.	Вст	Луп.	Луп.	Луп.	Луп.	Луп.	Луп.	Луп.	Луп.

Исходные данные	Варианты
Исходные данные	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
Обьект.	нефть	нефть	нефть	нефть	нефть	нефть	нефть	нефть	нефть	нефть
Расход,	90 т /ч	90 т /ч	85 т /ч	80 т /ч	185 т /ч	185 т /ч	185 т /ч	208 т /ч	208 т /ч	208 т /ч
Плотность жидкости, кг/м³	921	921	870	870	869	869	869	892	892	892
Кинематич. вязкость,∙10^-4м²/с	1,633	1,633	0,59	0,59	0,403	0,403	0,403	0,397	0,397	0,397
Диаметр трубы, мм	211	211	257	257	267	267	267	309	309	309
Диаметр вставки, мм	257	257	309	309	309	359	315	359	359	359
Диаметр лупинга, мм	257	211	309	257	309	359	315	359	315	309
Абсолютная эквивалентная шероховатость, мм	0,1	0,1	0,2	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
Ответы:	Луп	Вст	Луп.	Вст ≈ Луп.	Луп	Луп	Луп.	Луп	Луп	Луп.

Исходные данные	Варианты
Исходные данные	31	32	33	34	35	36
Обьект.	нефть	нефть	нефть	нефть	нефть	нефть
Расход,	80 т /ч	85 т /ч	85 т /ч	95 т /ч	95 т /ч	95 т /ч
Плотность жидкости, кг/м³	840	840	840	862	862	862
Кинематич. вязкость,∙10^-4м²/с	0,0765	0,0765	0,0765	0,1422	0,1422	0,1422
Диаметр трубы, мм	205	205	205	209	209	209
Диаметр вставки, мм	257	257	257	257	257	257
Диаметр лупинга, мм	257	205	211	257	209	156
Абсолютная эквивалентная шероховатость, мм	0,015	0,015	0,015	0,1	0,1	0,1
Ответы:	Луп.	Луп.	Луп.	Луп.	Луп.	Вст

Расчет простого газопровода

При движении реального газа по трубопроводу происходит значительное падение давления по длине в результате преодоления гидравлических сопротивлений. В этих условиях плотность газа уменьшается, а линейная скорость – увеличивается.

Установившееся изотермическое (Т= const) движение газа в газопроводе описывается системой трех уравнений:

1. Уравнение Бернулли, закон сохранения энергии:

(2.64)

2. Уравнение состояния:

P =rг∙Rг∙T∙z, (2.65)

где R_г = R/M (2.66)

3. Закон сохранения массы, выражающийся в постоянстве массового расхода:

G = rг∙u∙s = const (2.67)

При этом следует помнить, что изотермический процесс описывается уравнением Бойля-Мариотта:

Р/r = const (2.68)

Для расчета массового расхода газа по трубопроводу основной является формула.

(2.69)

Или

(2.70)

В системе СИ размерности величин следующие:

G – массовый расход газа, кг/с;

d - внутренний диаметр газопровода, м;

P ₁ ², P ₂ ² – давление в начале и конце газопровода, соответственно, Па;

l - коэффициент гидравлического сопротивления;

R_г - газовая постоянная, Дж/(кг*К);

R – универсальная газовая постоянная, равная 8314 Дж/(кмоль*К);

T – абсолютная температура газа, К;

L – длина газопровода, м;

u - линейная скорость газа, м/с;

r _г – плотность газа, кг/м^1.

По уравнению состояния для газа и воздуха имеем:

, или (2.71)

где r = r_г/r_в – относительная плотность газа по воздуху.

Объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям:

(2.72)

где r _су – плотность газа при С.У.

Подставив в (2.70) значенияR_г и G, получим:

(2.73)

где

При стандартных условиях (t = 20°С, Р = 760 мм рт. ст.) плотность воздуха r_В= 1,205 кг/м³ и , k₀ = 3,87×10^-2.

Тогда (2.74)

При нормальных условиях (t = 0°С, Р = 760 мм рт. ст.) плотность воздуха r_В= 1,293 кг/м³ и R_B = 287 Дж/кг×К, k₀ = 3,59×10^-2.

Гидравлический расчет

Значение коэффициента гидравлического сопротивления l рассчитывается в зависимости от режима движения газа и шероховатости труб по тем же формулам, что и для нефтепровода.

Для гидравлических гладких труб l не зависит от шероховатости внутренней поверхности трубы и рассчитывается по формуле:

(2.75)

При квадратичном режиме течения l не зависит от Re, и является функцией относительной шероховатости:

(2.76)

По универсальной формуле ВНИИ газа:

(2.77)

Значение числа Re для смеси газов:

, (2.78)

где m _С – вязкость смеси газов;

r _С – плотность смеси газов в условиях трубопровода, кг/м^1.

, (2.79)

где r_о – плотность смеси газов при Н.У., кг/м³;

Р_ср и Р_о – соответственно среднее давление в трубопроводе и барометрическое, Па;

Т_СР и Т_о – соответственно средняя температура перекачки и температура абсолютного нуля (271.15 К).

. (2.80)

При технических расчетах l (с учетом местных сопротивлений) можно принимать:

l=(1,03-1,05)×l_ТР. (2.81)

Обычно течение газа происходит при высоких скоростях, когда сопротивление определяется только шероховатостью труб (квадратичная зона). Т.к. шероховатость не зависит от диаметра трубопровода, можно считать, что l зависит только от диаметра газопровода.

Одной из формул типа l = ¦ (d), получившей широкое распространение, является формула Веймаута:

l=0,009407/ (2.82)

Формула Веймаута (2.82) может использоваться при ориентировочных расчетах диаметра и пропускной способности простого газопровода. В этом случае расчетные формулы имеют вид:

, (2.83)

. (2.84)

Из формулы (2.74) можно получить выражение для определения длины L, диаметра d и конечного давления Р₂ при известном начальном Р₁:

. (2.85)

Типовые задачи по теме 2.3.

Типовая задача

Определить массовый и объемный расходы для газопровода длиной 100 км, с наружным диаметром 720 мм и толщиной стенок 10 мм. Абсолютное давление в начале газопровода р_н = 5 МПа, в конце р_к = 1,1 МПа. Плотность газа при стандартных условиях ρ_г = 0,8 кг/м3, газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль∙ К). Коэффициент динамической вязкости μ = 12∙10^-6 Па∙с, коэффициент сжимаемости z = 0,91. Температура грунта на глубине заложения газопровода 5 ^оС. Эквивалентная шероховатость внутренней поверхности труб Δ = 0,2 мм.

Решение

Задаваясь квадратичным законом по (2.76) получаем

В соответствии с (2.81) расчетное значение принимают λ = 0,0157.

По (2.70) имеем:

по (2.77) объемный расход

V = 855 / 0,8 = 1069 м³/с = 1069∙3600 = 3,85∙10⁶ м³/ч = 92,35 млн. м³/сут

Задания для самостоятельной работы по теме 2.3

Задача 1

Известно отношение давлений Р₁/Р₂ в сечениях 1 и 2 газопровода постоянного диаметра. Течение изотермическое, известна скорость газа v _1, м/с. Найти v ₂.

Задача 2

Определить массовый суточный расход газа, который можно передать по газопроводу, уложенному из труб диаметром d мм, на расстояние L км. Абсолютное давление газа на выкиде компрессорной станции P ₁ МПа, в конце участка P ₂ МПа, плотность газа r _г при атмосферном давлении (0,1 МПа) и температуре перекачки 20 ° С. Газ считать совершенным, течение изотермическим.

Указание. Для расчета коэффициента гидравлического сопротивления вспользоваться формулой Веймаута.

Таблица 2.14

Исходные данные к заданию 1

Параметр

Варианты

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Р₁/Р₂ 4 3 2 3,5 4,2 2,8 3,2 1,9 2,4 1,5 2,5 3,8 4,4 5 5,5 V ₁, м/с 25 15 20 16 28 18 22 14 26 21 30 35 31 40 44

Параметр	Варианты
Параметр	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
Р₁/Р₂	7	6	6,5	6,2	4,5	2,3	7,3	8	7,7	7,5	1,8	3,3	5,3	7,1	6,8
V ₁, м/с	33	42	46	48	22	29	38	20	45	19	17	16	23	49	50

Исходные данные к заданию 2

Параметры

Варианты

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Диаметр газопровода, мм 326 420 280 312 500 380 412 400 300 480 Длина газопровода, км 185 150 68 90 30 80 60 50 65 70 Р₁, МПа 6,5 5,2 6,6 5,6 8,0 7,5 7,0 7,2 6,8 5,0 Р₂, МПа 4,7 3,4 5,5 4,5 6,8 5,0 4,6 5,2 3,8 3,2 ρ_г, кг/м³ 0,86 0,80 0,74 0,88 0,9 0,68 0,78 0,62 0,70 0,72

Параметры

Варианты

Диаметр газопровода, мм

529

630

720

820

920

1020

630

820

1200

1020

Длина газопровода, км

100

Р₁, МПа

0,6

0,8

6,6

6,8

7,2

7,3

7,4

0,5

7,5

Р₂, МПа

0,1

0,15

1,5

1,3

1,8

1,4

0,2

1,2

ρ_г, кг/м³

0,75

0,8

1,2

1,02

0,9

0,88

1,3

1,21

1,5

1,6

ОТСТОЙНИКИ И РЕЗЕРВУАРЫ