ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ НА ТРЕНИЕ

 

При движении ГЖС по трубам для определения потерь дав­ления на трение обычно используется формула трубной гид­равлики для движения однофазной жидкости, в которую вно­сят те или иные поправки, учитывающие особенности движе­ния ГЖС.

Формула для потери напора на трение при движении по трубе однофазной жидкости имеет вид

(VII.69)

Здесь λ — коэффициент трения, определяемый различными эм­пирическими формулами в зависимости от режима течения, характеризуемого числом Рейнольдса и шероховатостью трубы. Особенности движения ГЖС учитываются коэффициентом трения λ. При этом под скоростью движения v подразумевают среднюю скорость движения смеси

C_c = (V+q)/f, (VI 1.70)

где V — объемный расход газа в данном сечении и при дан­ных термодинамических условиях; q — объемный расход жидко­сти при тех же условиях; f — сечение трубы.

Иногда вместо С_с принимают средневзвешенную массовую скорость смеси. С учетом сказанного потери на трение на 1 м длины НКТ при движении ГЖС будем определять по формуле

(VII71)

Коэффициент гидравлических сопротивлений λ_с для ГЖС можно приближенно определить по известным формулам труб­ной гидравлики через число Рейнольдса. Однако это допустимо при малых дебитах (примерно до 100 т/сут), соответствующих скоростям потока в трубах, не превышающим 0,35—0,4 м/с, когда потери давления на трение малы. Имеется несколько ре­комендаций для подсчета потерь давления на трение. На осно­вании обработки экспериментальных данных А. П. Крылова из­вестен график зависимости коэффициента сопротивления λ_с от газового фактора r=V/q. Эта зависимость хорошо аппроксимируется найденной нами формулой, имеющей вид

(VII.72)

Формулу (VII.72) можно преобразовать в следующую:

λ_С = 10^α, (VI 1.73)

где

а=- [l,602 + 0,34(lgr)''²⁶]. (VII.74)

Число Re для ГЖС подсчитывается по формуле

 

Re_c= C_cd/v_c (VII.75)

где C_c=(q+V)/f — скорость ГЖС в трубе; v_c — кинематиче­ская вязкость ГЖС, определение которой представляет опреде­ленные трудности. Имеется несколько рекомендаций для опре­деления v_c. Одна из них (формула Манна) следующая:

(VII.76)

 

где β i=V/(V+q) —расходное газосодержание; v_r, v_ж — кинема­тические вязкости газа и жидкости при заданных термодинами­ческих условиях в сечении.

На основании экспериментов Г. С. Лутошкин рекомендует пользоваться следующей формулой для определения удельных потерь напора:

(VII.77)

где V, q — расход газа и жидкости в сечении, м³/с; d — диаметр трубы, м; μ — вязкость жидкой фазы, Па-с; т и k — коэффи­циенты, зависящие от d, μ и q.

По А. П. Крылову удельные потери напора на трение опре­деляются формулой

(VII.78)

где V, q — объемные расходы газа и жидкости, м³/с; d — диа­метр трубы, м.

Кроме того, имеется ряд других рекомендаций различных ис­следователей, полученных на основании обработки эксперимен­тальных данных.