1.5 Гідравлічний розрахунок нафтопродуктопроводу

Визначаємо середню швидкість нафти в трубопроводі

де – внутрішній діаметр труби, ;

– секундна витрата рідини в трубопроводі,

Підставивши вихідні дані у формулу (1.23), одержимо

Визначаємо число Рейнольдса

де – розрахункова в’язкість дизельного палива.

Перехідні числа Рейнольдса визначаються з таблиць ВНТП 2-86 залежно від внутрішнього діаметра трубопроводу. Для нафтопродуктопроводу діаметром 377 мм вони становлять

Оскільки значення числа Рейнольдса лежить в межах перехідних чисел, то коефіцієнт гідравлічного опору визначається за наступною формулою

де В – розрахунковий коефіцієнт, для труб діаметром 377 мм

Отже,

Втрати напору на тертя по довжині труби визначаються за формулою Дарсі-Вейсбаха

Відповідно втрати напору в місцевих опорах становлять від 1 до 2 % від втрат напору на тертя по довжині труби і визначаються за формулою

Загальні втрати напору з врахуванням втрат напору в місцевих опорах

визначаються наступним чином

де – різниця геодезичних позначок кінця і початку трубопроводу;

– залишковий напір в кінці трубопроводу, приймемо

Визначаємо необхідну кількість станцій за формулою

(1.28)

де Н_НС – розрахунковий напір магістральних насосів проміжної насосної станції при розрахунковій продуктивності нафтопродуктопроводу.

Так як є необхідність дроселювання на виході насосної станції величина розрахункового напору приймається рівною напору, що визначається за формулою

Отже, кількість насосних станцій становить

Заокруглюємо кількість станцій за таким принципом: якщо дробова частина більша за 0,2 то кількість станцій заокруглюємо до більшого цілого числа, а якщо дробова частина менша за 0,2 то кількість станцій заокруглюємо до меншого цілого числа. Отже, приймаємо n=3.

2 Уточнений гідравлічний розрахунок нафтопродуктопроводу аналітичним способом

Уточнений гідравлічний розрахунок виконуємо методом послідовних наближень. Обрахунок здійснюємо для дизпалива. В першому наближені для дизпалива приймаємо значення пропускної здатності рівним

Коефіцієнт гідравлічного опору для першого наближення рівний

Визначаємо коефіцієнти математичної моделі для нафтопроводу в цілому

(2.1)

де , − коефіцієнти математичної моделі підпірного насоса;

, − коефіцієнти математичної моделі магістрального насоса;

r – кількість магістральних насосів, які працюють на станції (r=3);

n – кількість станцій (n=3).

Отже,

Визначимо уточнену витрату дизпалива за наступною формулою

Оскільки тиск, що створює головна НПС (Р_ГНПС) більший за допустимий (Р_доп), то дроселювання для дизпалива потрібно проводити

Оскільки тиск, що створює головна НПС Р_ГНПС =12,12 МПа більший за допусти ий мР_доп=6,4 МПа, то необхідно проводити дроселювання за формулою

де − напір, що дроселюється на одній станції,м.

де P_ГНПС,P_доп− відповідно тиск, що створює головна перекачувальна станція і допустимий .

Уточнена пропускна здатність рівна

Перевіряємо умову

Для наших значень

Оскільки умова не виконується, то проводимо друге наближення. Для другого наближення приймаємо, що .

Визначаємо швидкість руху нафти

Визначаємо за формулою (1.24) число Рейнольдса

Оскільки значення числа Рейнольдса лежить в межах перехідних чисел, то

коефіцієнт гідравлічного опору визначається за наступною формулою

Знаходимо напір головної НПС

Знаходимо тиск, що створює головна НПС за формулою (1.11)

Оскільки тиск, що створює головна НПС Р_ГНПС = 7,82 МПа більший за допустимий Р_доп = 6,4 МПа, то

Знаходимо пропускну здатність у другому наближенні

Перевіряємо умову

Оскільки умова не виконується, то проводимо наступні наближення до досягнення необхідної точності. Наближення проводимо в програмному середовищі Visual Basic у Wicrosoft Excel. Аналогічно проводимо розрахунок для бензину. Результати обрахунку зобразимо у таблиці 2.1 і таблиці 2.2. Скріншот програми та текст програми зобразимо у Додатку А.

Таблиця 2.1 – Результати розрахунку уточнення продуктивної здатності трубопроводу для дизпалива

Наближення	Швидкість руху рідини W,м/с	Число Рейнольдса	Коефіцієнт гідравлічного опору	Напір, що створює ГНПС НГНПС, м	Тиск,щостворює ГНПС РГНПС ,МПа	hдр, м	Продуктивність Q, м3/с	Qі -Qі-1
1	1,030	60 194	0,02123	931,2	7819228	507,0	0,11262	0,003714
2	1,065	62 247	0,02111	915,5	7687566	460,0	0,11382	0,001203
3	1,077	62 912	0,02108	910,3	7643967	444,4	0,11422	0,000394
4	1,080	63 130	0,02107	908,6	7629601	439,3	0,11435	0,000129
5	1,081	63 201	0,02106	908,0	7624876	437,6	0,11439	0,000042

Таблиця 2.2 – Результати розрахунку уточнення продуктивної здатності трубопроводу для автобензину

Наближення	Швидкість руху рідини W,м/с	Число Рейнольдса	Коефіцієнт гідравлічного опору	Напір, що створює ГНПС НГНПС, м	Тиск,що створює ГНПС РГНПС ,МПа	hдр, м	Продуктивність Q, м3/с	Qі -Qі-1
1	1,112	469 255	0,01678	893,6	6320105	0,0	0,13360	0,01598
2	1,264	533 023	0,01663	817,0	5778855	0,0	0,13403	0,00043
3	1,268	534 736	0,01662	814,8	5763368	0,0	0,13404	0,00001

В кінцевому наближенні маємо:

Маючи відомі значення фактичних продуктивностей перекачування бензину та дизпалива знаходимо число днів перекачування кожного нафтопродукту на протязі року.

де – річна пролуктивність перекачування бензину; – фактична добова пролуктивність пекекачування бензину;

Підставивши значення отримаємо

Тоді число днів перекачування бензину становитиме

Проводимо аналогічні обчислення для дизпалива.

Тоді число днів перекачування дизпалива становитиме

Сумарне число днів перекачування нафтопродуктів на протязі року

У даному випадку доцільно застосувати циклічне перекачування.