Гидравлический расчет трубопроводов

Гидравлический расчет трубопроводов предусматривает определение их диаметров или пропускной способности или необходимого перепада давления.

Гидравлический расчет нефтепроводов ведется на основе уравнения Бернулли

 

(2.1)

 

где Z1, Z2 - геодезические отметки; Р1, Р2 - давления; r - плотность жидкости; u- средняя скорость жидкости; a1 и a2 - коэффициенты Кариолиса (в практических расчетах для турбулентного режима движения а » 1); hп путевые потери напора.

Путевые потери напора в общем случае складываются из потерь на внутреннее трение жидкости по длине трубопровода (hтp) и из потерь на местные сопротивления (hм) (задвижки, диафрагмы, повороты и т.д.)

 

h1 = hтp + hм (2.2)

 

При гидравлическом расчете напорного нефтепровода местными сопротивлениями можно пренебречь. Потери напора по длине трубопровода при установившемся движении определяются по формуле Дарси – Вейсбаха

 

(2.3)

 

или потери давления на трение

 

(2.4)

 

где l - длина трубопровода; D — внутренний диаметр трубопровода; l - коэффициент гидравлического сопротивления, зависящий в общем случае от режима движения и относительной шероховатости внутренней стенки трубы.

 

l = f (Re, e), (2.5)

 

где Re - число Рейнольдса

 

(2.6)

 

где е - абсолютная шероховатость стенок трубы. Число Рейнольдса определяется по формуле:

Re = (2.7)

 

где m - динамическая вязкость жидкости.

 

Средняя скорость определяется

 

(2.8)

 

где Q- объемный расход жидкости.

 

Если Re < 2320, то течение жидкости ламинарное (послойное) и шероховатость стенки не оказывает влияние на коэффициент гидравлического сопротивления, l определяется по формуле Стокса

 

(2.9)

 

Если Re > 2320, то течение жидкости турбулентное (точнее, турбулентное течение наступает при Re > 2800, а в области 2320 < Re < 2800 переходный режим, в практических расчетах эту область можно считать турбулентной).

Турбулентное течение характеризуется хаотичным беспорядочным движением частиц жидкости в ядре потока и ламинарным подслоем у стенки трубы. Хаотическое беспорядочное движение частиц жидкости вызывает увеличение затрат энергии на трение жидкости, что приводит к росту коэффициента гидравлического сопротивления. При турбулентном режиме движения жидкости коэффициент гидравлического сопротивления может быть определен по формуле Блазиуса:

 

(2.10)

 

Гидравлический расчет заканчивается подбором насоса по значениям подачи и напора и определением действительной производительности при работе принятого насоса на данный трубопровод.

 

Задача 2.1. Рассчитать давление на устье Ру добывающей скважины для следующих условий: выкидная линия горизонтальная, местные сопротивления отсутствуют, длина выкидной линии l = 4200 м, внутренний диаметр выкидной линии dвн = 0,1 м, дебит скважины Q = 320 м3 /сут, плотность нефти rн = 850 кг/м3; давление перед входом в сепаратор Рс = 1,5 МПа. вязкость нефти m = 3,5 мПа×с.

 

Решение. В связи с тем, что выкидная линия горизонтальная Z1 = Z2 Уравнение Бернулли записывается в виде

 

Ру = Рс + DРтр (2.11)

где DРтр - потери давления по длине от устья до сепаратора. Рассчитаем скорость движения нефти по формуле (1.8):

 

м/с

 

86400- число секунд в сутках

Определим число Рейнольдса по формуле (1.7):

 

 

режим течения турбулентный

 

=0,031.

 

Рассчитаем потери давления по длине трубопровода (1.4):

 

 

Давление на устье скважины определим по формуле (1.11)

 

Ру = 1,5 + 0,12 = 1,6МПа.

 

На устье скважины давление должно быть 1,6 МПа.

 

 








Дата добавления: 2015-04-10; просмотров: 2780;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.007 сек.