Гидравлический расчет трубопроводов нефтебаз

Окарауливание лесного пожара – контроль лесного пожара и дотушивание очагов горения на кромке лесного пожара с целью окончательного его тушения и исключения возможности возобновления горения.

Тема лекции 7. Расчет трубопроводных коммуникаций нефтебаз.

 

При выполнении гидравлических расчетов необходимо руководствоваться следующими ориентировочными значениями скоростей: 0,5-1,5 м/с для всасывающих и 0,8-2,5 м/с для нагнетательных трубопроводов. Меньшие скорости относятся к высоковязким нефтепродуктам, большие - к маловязким. При скоростях, менее указанных, трубопроводы получаются большего диаметра, расход металла возрастает. При больших скоростях значительно увеличиваются гидравлические сопротивления. Более строго задача об оптимальных скоростях (при заданном расходе) решается путем нахождения экстремума уравнения приведенных суммарных эксплуатационных и капитальных затрат.

Потеря напора на трение в круглых трубах определяется по формуле Дарси - Вейсбаха

(7.1)

где - потеря напора на трение в м; λ - коэффициент гидравлического противления; L - длина трубопровода в м; d - внутренний диаметр трубопровода в м; w - средняя скорость потока в трубе в м/с; g - ускорение силы тяжести в м/с².

Общие потери напора

где - суммарные потери па местные сопротивления; Δz - разность отметок между конечной и начальной точками трассы.

Величина λзависит от режима движения жидкости, характеризуемого критерием Рейнольдса (Re).

При Re ≤ 2000 происходит движение жидкости при ламинарном режиме и величина λопределяется по формуле Стокса

(7.2)

При Re > 3000 движение жидкости происходит при турбулентном режнме. B интервале чисел Re от 2000 до 3000 могут наблюдаться оба режима. B этой области λрекомендуется определять по формулам турбулентного режима.

Область турбулентного режима в зависимости от характера трения жидкости о стенки трубы разделяется на три зоны.

Пepвая зона гидравлически гладких труб при λ = f (Re). B этом случае λ определяется по формуле Блазиуса

(7.3)

Bтоpая зона смешанного трения или гидравлически шероховатых труб при λ = f (Re; ε), где ε - относительная шероховатость

ε - абсолютная высота выступов шероховатости; R - радиус трубы.

Переходное значение Re₁ для второй зоны турбулентного режима определяется по формуле

(7.4)

При значениях Re > Re₁, значение λопределяется по формуле Альтшуля

(7.5)

где

. (7.6)

Здесь а - коэффициент, зависящий от «эквивалентной шероховатости» к (т. e. от такой величины выступов однородной абсолютной шероховатости, которая при подсчетах дает величину потери напора, одинаковую с действительной шероховатостью). Значение к определяется на основании гидравлических испытаний трубопроводов ипересчета их результатов по соответствующим формулам.

Значения e и к приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Значения абсолютной и эквивалентной шероховатостей внутренней поверхности
нефтепроводных труб

 

Трубы	Значения шероховатости, м
Новые цельнотянутые стальные Стальные цельнотянутые, находившиеся в непродолжительной эксплуатации (с незначительной коррозией) Старые стальные Новые чугунные Асбоцементные	0,05-0,15   0,2-0,3 0,5-2,0 0,3 0,3-0,8	0,02—0,07   0,2-0,5 До 1,0 0,25 0,30

Tpeтья зона квадратичного закона сопротивления при λ = f(ε). Для этой зоны λ определяется по формуле Никурадзе

(7.7)

Переходное значение Re₂ для этой зоны находится no формуле

(7.8)

Следовательно, область применения формулы (2.18) для всех чисел Re >Re₂.

Коэффициенты сопротивления для неметаллических круглых труб определяются по следующим формулам:

для асбоцементных трубопроводов

(7.9)

для гладких шлангов

(7.10)

Для прорезиненных гофрированных шлангов, армированных внутри стальной проволокой,

(7.11)

где - коэффициент гидравлического сопротивления, вычисленный по формулам (7.9) и (7.10); e - высота выступов проволочной спирали над внутренней поверхностью шланга в м; d - диаметр шланга в м; l - шаг проволочной спирали в м.