- •1. Классификация нефтепроводов. Основные объекты и сооружения магистрального нефтепровода
- •2. Перекачивающие станции. Основное оборудование перекачивающих станции
- •3. Эксплуатационные участки
- •4. Насосы применяемые на мн. Рабочие характеристики на и пс
- •5. Системы перекачки
- •6. Исходные данные для технологического расчета нп
- •7. Основные зависимости для гидравлического расчета нп и определения потерь напора
- •8. Потери напора на трение. Гидравлический уклон.
- •9. Перевальная точка и расчетная длина нп
- •10. Уравнение баланса напоров
- •11. Совмещенная характеристика нп и перекачивающих станций
- •12. Определение числа перекачивающих станций
- •13. Расчет нп с лупингами и вставками
- •14. Расстановка перекачивающих станций по трассе нп
- •16. Расчет нп при заданном положении пс
- •17. Расчет коротких трубопроводов
- •18. Изменение подпора перед станциями при изменении вязкости перекачиваемой нефти
- •19.Способы регулирования режимов работы цбн
- •20. Режим работы нефтепровода при отключении перекачивающих станций
8. Потери напора на трение. Гидравлический уклон.
При перекачке нефти по магистральному нефтепроводу напор, развиваемый насосами перекачивающих станций, расходуется на трение жидкости о стенку трубы h, преодоление местных сопротивлений hмс, статического сопротивления из-за разности геодезических (нивелирных) отметок z, а также создания требуемого остаточного напора в конце трубопровода hост.
Полные потери напора в трубопроводе составят
H = h + hмс + z + hост. (1.10)
Следует отметить, что по нормам проектирования расстояния между линейными задвижками составляют 15…20 км, а повороты и изгибы трубопровода плавные, поэтому доля местных сопротивлений невелика. С учетом многолетнего опыта эксплуатации трубопроводов с достаточной для практических расчетов точностью можно принять, что потери напора на местные сопротивления составляют 1…3% от линейных потерь. Тогда выражение (1.10) примет вид
H = 1,02h + z + hост. (1.11)
Под разностью геодезических отметок понимают разность отметок конца и начала трубопровода z = zк – zн . Величина z может быть как положительной (перекачка на подъем), так и отрицательной (под уклон).
Остаточный напор hост необходим для преодоления сопротивления технологических коммуникаций и заполнения резервуаров конечного пункта (а также промежуточных перекачивающих станций, находящихся на границе эксплуатационных участков).
Потери напора на трение в трубопроводе определяют по формуле Дарси-Вейсбаха ,
либо по обобщенной формуле лейбензона ,
где Lр – расчетная длина нефтепровода;
D – внутренний диаметр трубы;
w – средняя скорость течения нефти по трубопроводу;
Q – расход нефти.
– расчетная кинематическая вязкость нефти;
– коэффициент гидравлического сопротивления;
, m – коэффициенты обобщенной формулы Лейбензона.
Значения , и m зависят от режима течения жидкости и шероховатости внутренней поверхности трубы. Режим течения жидкости характеризуется безразмерным параметром Рейнольдса
, (1.14)
При значениях Re<2320 наблюдается ламинарный режим течения жидкости. Область турбулентного течения подразделяется на три зоны:
-
Гидравлически гладкие трубы 2320<Re<Re1;
-
Зона смешанного трения Re1<Re<Re2;
-
Квадратичное (шероховатое) трение Re> Re2.
Значения переходных чисел Рейнольдса Re1 и Re2 определяют по формулам
,
где – относительная шероховатость трубы;
kЭ – эквивалентная (абсолютная) шероховатость стенки трубы
Гидравлическим уклоном называют потери напора на трение, отнесенные к единице длины трубопровода
(1.16)
Р ис. 1.7. Графическое представление линии гидравлического уклона
Как видно из рисунка, линия гидравлического уклона показывает распределение напора по длине трубопровода. Напор в любой точке трассы определяется вертикальным отрезком, отложенным от линии профиля трассы до пересечения с линией гидравлического уклона. При графических построениях (расстановке ПС на профиле трассы) положение линии гидравлического уклона должно учитывать надбавку на местные сопротивления.