15. Расчетная длина нефтепровода, течение нефти за перевальной точкой.

При гидравлическом, расчете, как правило, сочетают аналити­ческие выкладки с графическими построениями. Прежде чем рассчитать число насосных станций, необходимо определить гидравлические уклоны в одиночной трубе i₀ и лупинге i_Л (вставке i_B). Затем исследуют профиль трассы для определения перевальной точки и расчетной длины трубопровода. Для этого на сжатом профиле в соответствии с принятыми на нем масшта­бами длин и высот строят прямоугольные треугольники, изобра­жающие, например, падение напора на участке трубопровода длиной 100 км (рис. 16, а). Вертикально вверх от какой-нибудь точки с (в стороне от профиля или на нем) в масштабе высот строят отрезок сb, равный по величине напору, теряемому на преодоление сопротивления в трубе длиной 100 км; по горизонтали, вправо от точки с, в масштабе длин откладывают отрезок са, равный по величине 100 км; соединяя точки а и b прямой, получают тре­угольник bас, характеризующий гидравлический уклон. Затем параллельно гипотенузе этого треугольника проводят касательные к вершинам линии профиля. Если какая-нибудь из касательных не пересекает нигде в другом месте профиль, то соответствующая вершина π является перевальной точкой. Как видно из рис. 16, а, перевальная точка не обязательно является наи­высшей точкой трассы. Расстояние от перевальной точки до начальной точки/трубопровода называется расчетной дли­ной.

М ожно доказать, что достаточно закачать жидкость на пере­вальную точку, чтобы она с тем же расходом самотеком достигла конца трубопровода. Из рис. 16, б видно, что располагаемый напор, равный разности z_π — z₂, больше напора, необходимого для преодоления сопротивления на участке от перевальной точки до конца трубопровода:

Таким образом, самотек жид­кости за перевальной точкой обе­спечен.

Рассмотрим движение жидкости за перевальной точкой. В проме­жутке трассы от перевальной точки до конечного пункта выделим два участка: ππ₁ длиной l₁ и π₁κ дли­ной l₂ (рис. 16, б). На последнем из них самотечное движение жид­кости обеспечивается разностью высот точек π₁ и к (il₂ = ∆z). На участке ππ₁, как видно из чертежа, ∆z_π-π1 > il₁ на величину πс. Но это противоречит усло­вию баланса потерянного (il₁) и активного (∆z_π-π1) напоров. Сле­довательно, на участке ππ₁ гид­равлический уклон должен быть больше i. Это возможно только в случае увеличения скорости движения жидкости на участке ππ₁. Из уравнения сплошности: видно, что с увеличением скорости живое сечение потока Р должно уменьшаться. Следовательно, за перевальной точкой (до пункта π₁) жидкость движется при частичном заполнении поперечного сече­ния трубопровода. Давление на этом участке равно давлению насыщенного пара перекачиваемой жидкости.