Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Гидравлика_для_СТбак_ФБО_на_14-15_уч._г / Основы гидравлики 140813.doc
Скачиваний:
76
Добавлен:
02.03.2016
Размер:
4.66 Mб
Скачать
      1. Третий тип расчета

Пусть по известным данным необходимо рассчитать диаметр трубопровода. В этом случае уравнения простого трубопровода будет транцентдентным, то есть его нельзя разрешит относительно диаметра так, как диаметр входит в это уравнение в явном виде, но и в неявном виде при определении коэффициента гидравлического сопротивления трения . В этом случае возможны два метода расчета:метод подбораиметод итераций.

Метод подбора.

В уравнения простого трубопровода все известные слагаемые перенесём в левую часть, а неизвестные в правую:

(5.0)

Рассчитываем численное значение левой части.

Дальнейший порядок расчета следующий:

Задаемся начальным произвольным значением диаметра трубопровода d0. Начальное значение диаметра очень трудно угадать. Поэтому в первом приближении можно считать, что максимальная скорость в трубопроводе равнаvмах= 5 м/с, тогда по известному расходу можно найти начальную площадь поперечного сечения и диаметр трубопровода:

(5.0)

Рассчитываем число Рейнольдса и определяем режим движения жидкости в трубопроводе;

Рассчитываем коэффициент гидравлического сопротивления трения ;

Рассчитываем правую часть уравнения;

Сравниваем рассчитанную правую часть уравнения и левую. Если правая часть уравнения меньше левой Hправ<Hлевто задаёмся меньшим значением нового диаметраd1<d0, если же правая часть уравнения больше левойHправ>Hлевто задаёмся большим значением новой скорости нового диаметраd1>d0.

Результаты расчетов удобно поместить в таблицу:

Диаметр, м/с

Re

Режим

Hправ

d0

Re0

0

Hправ0

d1

Re1

1

Hправ1

d2

Re2

2

Hправ2

По полученным значениям строим график зависимости правой части уравнения от диаметра. Для построения графика необходимо, как минимум три точки. По известной левой части по графику находим необходимый диаметр.

Метод итераций

В уравнения простого трубопровода выразим скорость через расход:

(5.0)

Найдем из этого уравнения площадь поперечного сечения . В уравнения простого трубопровода разрешаем относительно диаметра:

(5.0)

Индекс i– номер итерации.

Дальнейший порядок расчета следующий:

Задаемся начальным произвольным значением диаметра трубопровода d0с индексомi= 0;

  1. Рассчитываем площадь поперечного сечения i=di2/4.

  2. Рассчитываем среднюю скорость в поперечном сечении vi=Q/i.

  3. Рассчитываем число Рейнольдса и определяем режим движения жидкости в трубопроводе;

  4. Рассчитываем коэффициент гидравлического сопротивления трения i;

  5. По уравнению (5.12) рассчитываем новое значение диаметра с индексом i= 1.

Далее пункты 1-5 повторяются с новым начальным диаметром. Итерации проводятся до тех пор, пока первые три значащие цифры диаметра не совпадут. Для турбулентного режима движения обычно необходимо провести две - три итерации, для ламинарного режима движения итераций необходимо больше.

Формула для обоснования ориентировочного значения внутреннего диаметра нефтепровода D0 [2]:

, (5.13)

где: Q – секундная подача, м3/с;

W– скорость перекачки, м/с.

По ориентировочному значению Dпринято ближайший стандартныйDннаружный диаметр.

Рисунок 5.1 - Зависимость рекомендуемой скорости перекачки от плановой пропускной способности нефтепровода

Формула Лейбензона. Для точных расчетов лупингов (вставок) используется метод последовательных приближений, изложенный в 5.4.9. Для приближенных расчетов по формулам (5.26)-(5.31) в качестве исходной применяется обобщенная формула Лейбензона [2], которая связывает гидравлический уклонiна участке трубопровода диаметром d с производительностью перекачки Q при заданной вязкости жидкости:

, (5.25)

где: ,m– коэффициенты, определяющие характер течения в трубопроводе. Зависят от числа Рейнольдса в трубопроводе и граничного числа Рейнольдса Re1. На практике при реальных режимах перекачки по стальным трубам для граничного числа Рейнольдса может быть принята приближенная оценка:;,m- определяются согласно таблице 5.14.

 – кинематическая вязкость жидкости, м2/с;

Q – производительность перекачки, м3/с;

d – диаметр трубопровода, м.

Таблица5.14 – Значение коэффициентов,mформулы Лейбензона

Условия для числа Рейнольдса

Характер течения в трубопроводе

Значение m

Значение , с2

Re < 2300

Ламинарный режим

1

4,15

2300 < Re < Re1

Турбулентный режим в зоне Блазиуса

0,25

0,0246

Re > Re1

Турбулентный режим в зоне смешанного трения

0,123

0,00585

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в папке Гидравлика_для_СТбак_ФБО_на_14-15_уч._г