Добавил:
ac3402546@gmail.com Направление обучения: транспортировка нефти, газа и нефтепродуктов группа ВН (Вечерняя форма обучения) Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Теория / Транспортировка нефти

.pdf
Скачиваний:
44
Добавлен:
01.06.2021
Размер:
7.8 Mб
Скачать

Основные понятия в области транспорта и хранения углеводородов. Давление и напор

Давление физическая величина, численно равная силе, действующей на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности

Единица измерения давления в системе СИ Паскаль

Жидкости и газы одинаково передают давление по всем направлениям (закон Паскаля).

 

ДЛЯ ЖИДКОСТИ:

 

 

ДЛЯ ГАЗА:

Нормальное давление:

1

бар = 100 000 Па

 

1 кгс/см2 =

9,80665

Па

101

325 Па = 0,101325 МПа

1

техн. атм. = 98 066,5 Па

 

(1 техн.атм)

0,98067

бар

760

мм рт. ст.

1

мм рт.ст. = 133 Па

 

 

736,6 мм рт. ст.

 

 

1

мм вод.ст. = 9 807 Па

 

 

100 000

мм вод. ст.

 

 

 

 

 

 

 

 

Р = g h

Падение давления в горизонтальной трубе

31

Основные понятия в области транспорта и хранения углеводородов. Расход жидкости. Закон сохранения массового расхода

Массовый расход − масса жидкости, проходящая через данное сечение трубопровода в единицу времени (кг/с).

Объемный расход − объём жидкости, проходящий через данное сечение трубопровода в единицу времени (м3/с).

Средняя скорость потока жидкости в трубопроводе отношение объемного расхода жидкости к площади поперечного сечения трубопровода (м/с).

Закон сохранения массового расхода жидкости в трубопроводе

G ρ υ S const

ρ1 υ1 S1 ρ2 υ2 S2

G Qm mt

Q Vt

υ Q Q π d2

S 4

32

Учет количества транспортируемой жидкости. Расходомеры

СЕГОДНЯ

РАНЕЕ

электромагнитный

расходомер

ультразвуковой

расходомер

объемный расходомер винтовой

объемный расходомер с овальными шестернями

33

Гидравлический расчет нефтепровода

В случае перекачки по трубопроводу переменного диаметра, соотношение скоростей потока на участках с различными диаметрами можно определяется исходя из закона сохранения массового расхода, считая плотность постоянной:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

υ2

 

 

 

 

 

d1

 

 

υ S υ

 

S

 

тогда

υ2

 

S1

или

 

π d1

 

4

 

 

 

 

1 1

2

 

2

 

υ1

 

S2

 

υ1

 

4 π d

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

d2

 

 

34

Режимы течения жидкости в трубопроводе. Опыты Рейнольдса

В 1883 году английский инженер и физик Осборн Рейнольдс (1842 - 1912) экспериментально установил критическое значение безразмерного параметра, характеризующее переход от ламинарного движения к турбулентному (Re = 2300) Число Рейнольдса зависит от плотности, вязкости жидкости, скорости ее течения и диаметра трубопровода.

Физический смысл числа Рейнольдса:

1. Отношение сил инерции, действующих в потоке, к силам вязкости.

2. Отношение кинетической энергии жидкости к потерям энергии на характерной длине.

35

Режимы течения жидкости в трубопроводе.

Число Рейнольдса. Ламинарное и турбулентное течение жидкости

Ламинарное течение (Re ≤ 2300) слоистое

Турбулентнное течение (Re ≥10 000) хаотичное

течение без перемешивания частиц жидкости и

течение жидкости с постоянным перемешиванием

без пульсации скорости и давления.

ее частиц, пульсацией скорости и давления.

Re υ d ρ

μ

– скорость течения жидкости, (м/с) d – внутренний диаметр трубы, (м)

– плотность жидкости, (кг/м3)

μ – коэффициент динамической вязкости (кг/м с)– коэффициент кинематической вязкости (м2/с)

Re υ d

ν

Исходя из числа Рейнольдса Re определяется коэффициент гидравлического сопротивления λ величина,

характеризующая потери энергии в трубопроводе

36

Режимы течения жидкости в трубопроводе.

Число Рейнольдса. Ламинарное и турбулентное течение жидкости

Re

υ d ρ

Re

υ d

μ

 

ν

 

 

– скорость течения жидкости, (м/с) d – внутренний диаметр трубы, (м)

– плотность жидкости, (кг/м3)

μ – коэффициент динамической вязкости (кг/м с)– коэффициент кинематической вязкости (м2/с)

Внутренний диаметр трубопровода (м):

d D 2

D – наружный (внешний) диаметр (м); δ – толщина стенки трубы (м).

37

Гидравлические аспекты транспорта по трубопроводам Движение жидкости в трубопроводе

Направление перекачки

R

Х

Критерии определения толщины стенки трубопровода :

Несущая способность трубопровода (способность выдержать внутреннее давление)

Компенсация продольных и поперечных напряжений

«Противокоррозионный» запас на внешнюю среду

38

Расчет гидравлического режима магистрального трубопровода. Уравнение Бернулли

Основное уравнение гидравлики – уравнение Бернулли.

Физический смысл: закон сохранения механической энергии для движущейся в трубе жидкости

 

 

 

2

 

 

P2

 

2

 

 

 

 

 

P1 v1

 

 

 

v2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

h1 2

h τ hм

 

 

 

 

 

 

 

z1

 

ρ g

2g

2

 

ρ g 2g

 

 

 

 

 

 

 

Н – напор в трубопроводе, [м] Р – давление в трубопроводе, [Па]

– скорость потока жидкости, [м/с]

z – геодезическая высотная отметка, [м]

– плотность перекачиваемой жидкости, [кг/м3] g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2) h1-2 – потери напора по длине трубопровода, [м] h – потери напора на трение, [м]

hм – потери напора на местных сопротивлениях, [м]

Основная причина потерь напора по длине трубопровода – трение между перекачиваемой жидкостью и стенками трубопровода

Давление (напор) в трубопроводе определяется исходя из объема транспортируемого продукта, расстояния до потребителя, профиля земной поверхности, несущей способности трубы.

39

Расчет гидравлического режима магистрального трубопровода. Уравнение Бернулли

В уравнении Бернулли сумма в скобках в левой части называется полным напором.

Полный напор состоит из трех составляющих в конкретной точке (сечении) трубопровода: 1. Пьезометрический (избыточный) напор, связанный с действием силы давления):

H пьез p

g

2. Геометрический напор (геодезическая отметка), связанный с действием силы тяжести:

H геом z

3.Скоростной напор, связанный с изменением кинетической энергии движущейся жидкости (при изменении скорости, например, при изменении диаметра):

H скор v2

2g

40

Соседние файлы в папке Теория