С целью размещения на трассе насосных станций

В связи с неизотермичностью процесса перекачки высокопарафинистых нефтей линия гидравлического уклона для заданных участков трубопровода не является прямой линией, которая характерна для ньютоновских жидкостей.

Суть построения линии гидравлического уклона в этом случае в следующем:

1. трубопровод разбивается на ряд подучастков, причем начало каждого – это начальная точка трубопровода;

2. для каждого i-того подучастка определяются потери напора;

3. полученные численные значения hпот i откладываются по оси Н от точки, соответствующей начальному напору станции;

4. по полученным точкам строится линия (рис. 6.4)

Рис. 6.4 Линия гидравлического уклона для участка МНП

с неизотермическим режимом перекачки:

1 – профиль трубопровода;

2 - линии гидравлического уклона

 

На рис. 3.4 т.А′, т.В′ - места расположения промежуточных станций подогрева, определенные по уравнению 3.11, участки ОI – OII, ОI – OIII – это подучастки при разбивке трубопровода, им соответствуют hпот I, hпот II, т. К – место расположения следующей НПС или конечного пункта.

Определение потерь напора на каждом подучастке при турбулентном режиме ведется по уравнению Дарси-Вейсбаха, в котором коэффициент гидравлических потерь определяется с учетом неизотермичности потока по длине трубопровода [10].

Уравнения для расчета можно записать:

, м                                         (6.15)

;              ,

где

Li, Dвн I – длина и диаметр подучастков трубопровода, м;

Re0 – критерий Рейнольдса, в котором коэффициент динамической вязкости принимается при температуре окружающей среды;

G – массовый расход потока, кг/с; 

С – теплоемкость нефти, Дж/кг·град;

k – вязкостная константа;

Тн – начальная температура нефти, °К;

Т0 – температура окружающей среды, °К;

Еi – функция Эйлера, численные значения функции определяются по справочным таблицам [10].

Если в трубопроводе имеют место участки с разными режимами движения потока, то потери напора можно определить по схеме расчета с учетом турбулентной и ламинарной зон [6. 7]:

1. Для определения гидравлического уклона при изотермическом режиме перекачки принято уравнение (вывод уравнения приведён в приложении Б):

i = b ,                              (6.16)

где Q - объемный расход, м3/сек;

n f - кинематический коэффициент вязкости при средней температуре потока, м2/сек;

Tcр = ;

nст - кинематический коэффициент вязкости при температуре стенки, м2/с;

Tн, Tк - начальная и конечная температуры потока на рассматриваемом участке трубопровода, °С;

m, b - коэффициенты, зависящие от режима движения жидкости.

Для ламинарного режима m = 1, b = 128/ p g.

Для зоны гладких труб m = 0,25, b = 0,214/ g.

2. Для изотермического режима рассчитывают hпот по уравнению:

hпот и. р= iL = ,                           (6.17)

отношение .

3. Для неизотермического режима hпот н.р определяется как сумма hпот н. р на турбулентном участке и hпот н. р на ламинарном участке по уравнению:

hпот н. р = hпот и.р Dтур + hпот и.р Dл,                                 (6.18)

где Dтур, Dл - поправки на неизотермичность режима при турбулентном и ламинарном режимах движения жидкости.

Аналогично вышесказанному поправка D определяется через функцию Эйлера и для нее получено уравнение:

 

(6.19)

 

,                    

где r - плотность жидкости, кг/м3;

С v - теплоемкость жидкости, кдж/кг×град;

D - внутренний диаметр, м;

К - коэффициент теплопередачи от потока к окружающей среде, ;

Tн, Tкон - начальная и конечная температуры потока, °С;

Tо - температура окружающей среды, °С;

Кв - вязкостный коэффициент, позволяющий осуществлять пересчет вязкостей при разных температурах, вычисляется по формуле:

Кв = ,                             (6.20)

l - длина трубопровода между станциями подогрева, м;

Е i - функция Эйлера (справочная величина, данные приведены: Лурье М.В. «Трубопроводный транспорт нефтепродуктов»);

a1 - коэффициент теплоотдачи от потока к стенке трубы, ;

Tпер – температура смены режима, °С.

Обычно a1 » K, поэтому величина  стремится к нулю.

Коэффициент m при турбулентных режимах равен 0,25, при ламинарном режиме m=1.

 

Тема 6.3

Дата: 2019-02-18, просмотров: 117.