Определение истинных скоростей движения жидкости

Истинную скорость движения жидкости определяем согласно [8.с.3] по формуле:

(7)

где d_ВН - внутренний диаметр трубопровода, м;

Q_P - заданная расчётная подача, м³/с.

 

(8)

Для всасывающего трубопровода:

 

 

Для нагнетательного трубопровода:

 

Подставив полученные значения в формулу (7), получим истинные скорости во всасывающем и нагнетательном трубопроводах:

 

 

1.4 Определение расчётного сопротивления сети и построение характеристики сети

Напор, который необходимо создать в сети для пропуска заданной подачи, определим согласно [8.с.4] по формуле:

 

(9)

 

где Н_С - сопротивление (напор) сети, м;

Н_Г - геометрический напор, м;

Р₁,Р₂ - давление в начальном и конечном сосудах, Н/м²;

Ɣ - удельный вес перекачиваемой жидкости, Н/м²;

h_ВС, h_Н - потери напора во всасывающей и нагнетательной линиях, м;

Sh_i - сумма потерь напора в элементах насосной установки.

 

Потери напора во всасывающей h_ВС, м, и нагнетательной h_НАГ, м, линиях определим согласно [8.с.4] по формулам:

 

(10)

 

(11)

 

где 1,05 - коэффициент, учитывающий местные потери в трубопроводах;

l_ВС, l_НАГ - коэффициенты сопротивления по длине всасывающей и нагнетательной линий;

l_ВС, l_НАГ - длины трубопроводов, м;

V_ВС, V_НАГ - скорость движения жидкости, м/с;

d_ВН.ВС, d_ВН.НАГ - внутренние диаметры трубопроводов, м.

 

Числа Рейнольдса определим по формуле:

(12)

где V - скорость движения нефти в трубопроводе, м/с;

d - диаметр трубопровода, м;

n - кинематический коэффициент вязкости Коголымской нефти, м²/с.

Тогда

 

Для новых стал ьных бесшовных труб абсолютную шероховатость принимаем согласно [8.с.6] равной D = 0,03 мм.

Вычислим отношение внутренних диаметров трубопроводов к абсолютной шероховатости:

 

 

Так как 10∙d_ВС/D < Re_ВС < 500∙d_ВС/D и 10∙d_НАГ/D < Re_НАГ < 500∙d_НАГ/D, то коэффициент гидравлического сопротивления определяем согласно [8.с.6] по формулам:

(13)

(14)

 

После подстановки числовых значений в формулы (13) и (14) получим:

 

 

 

Потери напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах определим по формулам (10) и (11):

 

 

 

Геометрический напор определим согласно [8.с.4] по формуле:

 

(15)

 

где (Н - п) - разность геометрических отметок начального и конечного сечения трубопровода, м.

Разность напоров в конечном и начальном сосудах определим согласно [8.с.4] по формуле:

(16)

 

где Р₁,Р₂ - давление в начальном и конечном сосудах, Н/м²;

g - удельный вес нефти при температуре перекачки, H/м³.

Тогда

 

Суммарные потери напора равны:

(17)

 

Подставим найденные численные значения в формулу (9) и определим суммарное сопротивление сети:

 

 

Для построения характеристики сети воспользуемся уравнением, записанным согласно [8.с.7]:

 

(18)

 

где - статический напор сети, не зависящий от подач жидкости, м;

Q - подача жидкости, м³/ч;

- коэффициент сети, ч²/м⁵.

Определим статический напор

 

Определим коэффициент сети:

 

 

Задавшись несколькими значениями подачи в пределах от 0 до (1,2-1,4)∙Q_Р, определяем сопротивление сети для каждой из них.

Результаты вычислений сводим в таблицу 2.

 

Таблица 2 - Расчет сопротивлений сети

 

№	Q, м3/ч	Q2, м6/ч2	К, ч2/м5	К∙Q2, м	Н0, м	НС=Н0+К∙Q2, м
			0,002707	0,27 1,08 2,43 4,33 6,76 9,74 13,26 17,32 21,92 27,07 32,75 38,98 45,74 53,05 60,91 69,30 78,23 81,02 87,70 97,72 108,28 119,38	32,6	32,87 33,68 35,03 36,93 39,36 42,34 45,86 49,92 54,52 59,67 65,35 71,58 78,34 85,65 93,51 101,9 110,83 113,62 120,3 130,32 140,88 151,98

Используя данные таблицы 2, строим характеристику сети (см. рисунок 2).