Задания лабораторной работы
Основное задание. Найти расход нефти (плотность – ρ, кинематическая вязкость – ν, давление упругости насыщенных паров – pу) и давление в начале участка нефтепровода длиной L = 120 км (внешний диаметр труб – D, толщина стенки – δ, абсолютная шероховатость – Δ = 0,2 мм). Известно, что на НПС включены последовательно два насоса марки НМ. Подпор перед станцией составляет hп = 40 м, давление в конце участка равно pк = 0,30 МПа.
Исходные данные к расчету по вариантам представлены в табл. 1, 2.
Дополнительные задания.
1. Рассчитать, как изменятся расход перекачки и давление в начале участка, если первый насос выйдет из строя.
2. Определить, на сколько уменьшится расход перекачки, если бы вязкость транспортируемой нефти была в 1,5 раза больше.
3. Определить, на сколько изменится расход перекачки, если бы высотная отметка трубопровода в сечении x = 60 км увеличится на 200 м.
4. Определить, на сколько изменится расход перекачки, если давление в конце участка было бы равно 0,40 МПа.
5. Определить минимальное давление в конце участка нефтепровода, при котором в нем ликвидируются самотечные участки? Что произойдет в этом случае с расходом перекачки?
Указание. Для выполнения основного и дополнительного заданий использовать компьютерную программу «Режим».
Таблица 1
Координата x, км |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
Вариант |
Высотная отметка Z, м |
||||||
1 |
0 |
325 |
280 |
275 |
225 |
175 |
50 |
2 |
100 |
325 |
280 |
275 |
225 |
195 |
50 |
3 |
325 |
150 |
280 |
275 |
350 |
160 |
50 |
4 |
50 |
125 |
225 |
275 |
75 |
185 |
25 |
5 |
10 |
200 |
325 |
275 |
285 |
200 |
150 |
Таблица 2
Вариант |
D×δ, мм |
ρ, кг/м3 |
ν, сСт |
pу, кПа |
насос №1 НМ |
насос №2 НМ |
1 |
820 × 10 |
870 |
12 |
10 |
5000–210 на 2500 м3/ч |
3600–230 |
2 |
530 × 8 |
890 |
20 |
20 |
2500–230 на 1250 м3/ч |
1250–260 |
3 |
630 × 8 |
850 |
15 |
10 |
2500–230 на 1800 м3/ч |
3600–230 на 1800 м3/ч |
4 |
377 × 6 |
860 |
18 |
15 |
1250–260
|
1250–260
|
5 |
1020 × 10 |
875 |
9 |
10 |
7000–210 на 5000 м3/ч |
5000–210 на 3500 м3/ч |
Работа с программой «Режим»
Компьютерная программа «Режим» предназначена для расчета гидравлических режимов совместной работы участка нефтепровода и нефтеперекачивающей станции (НПС).
По заданному давлению в конечном сечении участка трубопровода, его профилю, типу и числу насосов, установленных на НПС программа позволяет определить расход перекачки и давление в начале участка.
Программа учитывает возможность существования в трубопроводе самотечных (безнапорных) участков, находит их число, место расположения и степень заполнения.
Программа позволяет представлять результаты расчета в графическом виде. На экране компьютера вычерчиваются профиль трубопровода и линия гидравлического уклона, по которым можно рассчитать напор и давление в любом сечении трубопровода.
Окно исходных данных. В верхней части окна исходных данных программы (рис. 4) расположено главное меню, которое содержит все необходимые средства для работы с программой. Все опции главного меню представляют собой опции-заголовки, открывающие доступ к выпадающим меню второго уровня. Ниже расположена панель с набором пиктографических кнопок, которые открывают быстрый доступ к наиболее важным опциям главного меню. Кроме того, все опции дублируются клавишами клавиатуры.
Опция меню «Вариант/создать новый» (клавиша F3) позволяет создать новый вариант.
Опция меню «Вариант/сохранить» (клавиша F4) сохраняет вариант.
Опция меню «Вариант/сохранить как…» (клавиша F5) сохраняет вариант под заданным именем.
Опция меню «Вариант/открыть архив» (клавиша F6) открывает архив вариантов.
Опция меню «Вариант/печать» (клавиша F7) выводит на печать окно исходных данных.
Опция меню «Вариант/выход» (клавиша F10) прекращает работу программы.
Опция меню «Расчет/выполнение расчета» (клавиша F9) запускает вариант на выполнение.
Рис. 4. Программа «Режим». Окно исходных данных
Опция меню «Помощь/инструкция» (клавиша F1) показывает инструкцию к программе.
Опция меню «Помощь/о программе» (клавиша F2) предоставляет сведения о разработчиках программы.
При загрузке программы окно исходных данных содержит данные варианта, с которым пользователь работал последним. Для ввода исходных данных предназначены специальные окошки редактирования и таблица. Перемещение между окошками редактирования исходных данных осуществляется клавишей табуляции или мышью.
Марки работающих насосов выбираются из списка, выпадающего по щелчку мыши по кнопке со стрелкой, расположенной в правой части соответствующего окна редактирования. Отключение насоса производится выбором пустой строки в списке марок насосов.
Окно результата расчета. Запуск варианта на расчет может осуществляться через главное меню окна исходных данных (команда «выполнение расчета» подменю «Расчет» или щелчком мыши по пиктографической кнопке с изображением калькулятора) или клавишей F9 клавиатуры. При этом программа производит проверку введенной информации на полноту и корректность. Если некорректность обнаружена, на экране появляется окно с указанием вида ошибки.
В результате выполнения расчета появляется окно (рис. 5), содержащее данные о расходе перекачки и давлении в начальном сечении трубопровода, а также сведения о наличии самотечных участков.
Рис. 5. Программа «Режим». Окно результата расчета
Если число самотечных участков отлично от нуля, пиктографическая кнопка, расположенная справа от числа становится доступной. При ее нажатии на экран выводится окно характеристики самотечных участков.
Графический материал окна содержит профиль z(x) трубопровода (зеленая линия) и линию гидравлического уклона, отражающую падение напора H(x) на участке трубопровода (красная линия). Все построения произведены в масштабе, поэтому по графику несложно найти напор и давление в любом сечении трубопровода.
Содержимое окна результата расчета может быть выведено на печать щелчком мыши по кнопке «Печать», расположенной в нижней части окна.
Окно характеристики самотечных участков. Открывается из окна результата расчета щелчком мыши по кнопке, расположенной справа от числа, соответствующего количеству самотечных участков в трубопроводе. Если самотечных участков нет, кнопка недоступна.
В окне характеристики самотечных участков (рис. 6) дается информация о координатах начала и конца каждого самотечного участка и о степени их заполнения.
Рис. 6. Программа «Режим». Окно характеристики самотечных участков
Распечатка данных таблицы осуществляется щелчком мыши по кнопке «Печать» в нижней части окна.
Окно архива данных. Все варианты с соответствующими им исходными данными и профилем трубопровода сохраняются в архиве данных.
Окно архива данных (рис. 7), переход к которому осуществляется из окна исходных данных (командой «открыть архив» подменю «Вариант», щелчком мыши по пиктографической кнопке с изображением картотеки или клавишей F7 клавиатуры), представляет собой список всех рабочих вариантов. Загрузка в оперативную память нужного варианта осуществляется щелчком мыши по строке с его именем и кнопке «Открыть» или двойным щелчком мыши.
Рис. 7. Окно архива данных
В архиве предусмотрена возможность переименования варианта (кнопка «Переименовать»), копирования одного варианта в другой (кнопка «Копировать»), удаления (кнопка «Удалить») и создания новых вариантов (кнопка «Создать»).