10. Примеры расчетов

Пример 10.1. Рассчитать кинематическую вязкость ромашкинской нефти при температуре 275 К.

Решение

1. Поскольку расчетная температура 275 К выходит за пределы температурного интервала, в котором известна вязкость ромашкинской нефти (см. табл.1.2), то для расчета выбираем формулу(1.3).

2. Согласно табл.1.2, для ромашкинской нефти при Т₁= 283 К ν₁= 30,7 мм²/с, а приТ₁= 293 К ν₂= 14,2 мм²/с.

3. Вычисляем величину эмпирических коэффициентов по формулам (1.4), (1.5):

4. Вычисляем кинематическую вязкость ромашкинской нефти при температуре 275 К по формуле (1.3):

.

5. Плотность нефти для примера вычислим по формулам (1.1) и (1.2). Согласно табл.1.1 при ρ₂₉₃= 862 кг/м³ξ = 0,686 кг/(м³·К) и β_р= 0,000793 1/К.

По формуле (1.1)

По формуле (1.2)

Так как расхождение результатов расчета по формулам (1.1) и (1.2) составляет 0,011 %, то можно сделать вывод о том, что пользоваться можно обеими.

Пример10.2. Рассчитать необходимое давление на входе в насос НПВ 1250-60 при перекачке автомобильного бензина, имеющего температуру кипенияТ_нк= 313 К. Перекачка ведется при температуре 283 К с расходом 1240 м³/ч. Плотность бензина равна 740 кг/м³, а кинематическая вязкость – 0,8 мм²/с.

Решение

1. Давление насыщенных паров бензина при температуре перекачки определим по формуле

2. Соответствующий напор в метрах бензинового столба

3. Поправка кавитационного запаса насоса на температуру по формуле (9.5)

4. По табл.2 приложения 4, находим, что диаметр входного патрубка насоса

D_вх= 0,8 м.

5. Скорость бензина и число Рейнольдса во входном патрубке насоса:

Так как Re_вх> 9330, то ∆h_t = 0.

6. По табл.1 приложения 4 находим кавитационный запас насоса на воде Δh_доп.в= 2,2 м и по формуле (9.4) вычисляем кавитационый запас насоса на бензине

7. Выполняем расчет по неравенству (9.3)

Таким образом, давление на входе в насос должно быть не менее

Р_вх=740 · 9,81 · 4,28 = 31070 Па.

Пример10.3. Вычислить коэффициенты А и Б, необходимые для аналитического решение задач трубопроводного транспорта при перекачке нефти, имеющей кинематическую вязкость 150 мм²/с, насосом НМ 1250-260 с ротором 0,7Q_номи диаметром колеса 0,418 м.Коэффициент быстроходности n_s = 59, число оборотов n = 3000 об/мин.

Решение

1. Номинальная подача насоса при работе на высоковязкой нефти

где Q_в– подача насоса на воде;k_Q– коэффициент пересчета подачи с воды на нефть при двухстороннем входе в рабочее колесо насоса,

;

Re_в,Re_п– число Рейнольдса в насосе и переходное число Рейнольдса, соответственно,

;

n– число оборотов ротора насоса;D₂– наружный диаметр колеса насоса;n_s– коэффициент быстроходности насоса.

Тогда числа Рейнольдса будут равны

Коэффициент пересчета

.

Номинальная подача насоса

Границы рабочей зоны насоса

Q₁=0,8·1203,8=963 м³/ч,

Q₂=1,2·1203,8=1444,5 м³/ч.

Полагая режим течения нефти ламинарным (m = 1), по формулам (1.15), (1.16) находим искомые коэффициенты:

апроксимационные коэффициенты при работе насоса на высоковязкой нефти

Если перекачка нефти осуществляется в зоне гидравлически гладких труб турбулентного режима (m = 0,25), то по формулам (1.14), (1.16)

Пример 10.4. Определить приведенные затраты для транспортировки 7 млн т нефти в год из Сургутского месторождения на нефтеперерабатывающие заводы г. Омска. Расчетная плотность нефти равна 0,842 т/м³. Транспортировка по трубопроводу Сургут – Омск длиной 700 км.