3 Побудова гідравлічної характеристики трубопроводу

За річним обсягом перекачування нафти М=23,7 млн. т/рік у відповідності ВНТП 2.86 вибираємо зовнішній діаметр трубопроводів Dz=720 мм. Товщина стінки труби δ =8 мм.

Для побудови характеристики трубопровода користуємось таким алгоритмом:

Визначаємо швидкість руху нафти в трубопроводі прирізних значеннях подачі Q за формулою:

, (3.1)

де D – внутрішній діаметр трубопроводу, що визначається за формулою:

, (3.2)

де δ- товщина стінки.

.

Знаходимо числа Рейнольдса:

, (3.3)

де ν - в ’зкість нафти.

Перше перехідне число Рейнольдса знаходимо за формулою:

, (3.4)

де , приймаємо =0,2 мм.

Знаходимо друге перехідне число Рейнольдса:

, (3.5)

Залежно від числа Рейнольдса, коефіцієнта гідравлічного опору обчислюється таким чином:

- при Re<2320 за формулою Стокса:

, (3.6)

- при 2320 <Re<Re_I за формулою Блазіуса:

, (3.7)

- при Re_I <Re< Re_II за формулою Альтшуля:

, (3.8)

Знаходимо загальні втрати напору в трубопроводі. Для цього визначаємо втрати напору на тертя за формулою Дарсі-Вейсбаха, втрати

напору в місцевих опорах та статичні втрати напору:

, (3.9)

де L – довжина трубопроводу ;

g – прискорення вільного падіння.

При розрахунку магістральних нафтопроводів втрати напору в місцевих опорах приймають рівними 1-2 % від втрат напору на тертя:

(3.10)

м, (3.11)

, (3.12)

Приклад розрахунку для одного значення подачі Q:

Нехай Q=250 м³/год=0,0694 м³/с.Швидкість руху нафти за формулою (3.1) дорівнює

За формулою (3.3) визначаємо число Рейнольдса

Перше перехідне число Рейнольдса знаходимо за формулою (3.4):

.

Знаходимо друге перехідне число Рейнольдса за формулою (3.5):

Оскільки Re< Re_I, визначаємо коефіцієнт гідравлічного опору λ за формулою (3.8):

Втрати напору на тертя за формулою (3.9) дорівнюють:

м,

Знаходимо загальні втрати напору за формулою (3.12) :

.

Розрахунок загальних втрат напору Н при інших значеннях продуктивності Q проводимо аналогічно і результати розрахунків зводимо в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1 – Характеристика трубопроводу

Q,м3/год	Q,м3/с	W, м/с	Re	λ	hт, м	Hзаг, м
0	0	0	0	0	0	3
250	0,069444	0,178	5276	0,0371	9,68	12,87
500	0,138889	0,357	10552	0,0312	32,55	36,20
750	0,208333	0,535	15828	0,0282	66,17	70,50
1000	0,277778	0,714	21104	0,0263	109,48	114,67
1250	0,347222	0,892	26380	0,0248	161,77	168,01
1500	0,416667	1,071	31656	0,0237	222,58	230,03
1750	0,486111	1,249	36931	0,0228	291,50	300,33
2000	0,555556	1,428	42207	0,0221	368,23	378,60
2250	0,625	1,606	47483	0,0214	452,52	464,57
2500	0,694444	1,785	52759	0,0209	544,14	558,03
2750	0,763889	1,963	58035	0,0215	677,65	694,20
3000	0,833333	2,142	63311	0,0211	792,58	811,43
3250	0,902778	2,320	68587	0,0208	915,70	937,02
3500	0,972222	2,499	73863	0,0205	1046,94	1070,88
3750	1,041667	2,677	79139	0,0202	1186,24	1212,96
4000	1,111111	2,856	84415	0,0200	1333,54	1363,21