Значения абсолютной и эквивалентной шероховатостей внутренней поверхности нефтепроводных труб

Трубы	Значения шероховатости,
	e10-3	k10-3
Новые цельнотянутые стальные Стальные цельнотянутые, находившиеся в непродолжительной эксплуатации (с незначительной коррозией) Старые стальные Новые чугунные Асбоцементные	0,05 - 0,15 0,2-0,3 0,5 - 2,0 0,3 0,3-0,8	0,02-0,07 0,2 - 0,5 До 1,0 0,25 0,30

Третья зона квадратичного закона сопротивления при — f (). Для этой зоны определяется по формуле Никурадзе

(2.18)

Переходное значение Re₂ для этой зоны находится по формуле

(2.19)

Следовательно, область применения формулы (2.18) для всех чисел Re >Re₂.

Коэффициенты сопротивления для неметаллических круглых труб определяются по следующим формулам:

для асбоцементных трубопроводов

(2.20)

для гладких шлангов

(2.21)

Для прорезиненных гофрированных шлангов, армированных внутри стальной проволокой,

(2.22)

где _г — коэффициент гидравлического сопротивления, вычисленный по формулам (2.13) и (2.14); е — высота выступов проволочной спирали над внутренней поверхностью шланга в м; d — диаметр шланга в м; l — шаг проволочной спирали в м.

Значения е, d и I принимаются согласно ГОСТ 8496—57.

Во многих случаях удобнее вычислять по формуле Л. С. Лейбензона, представляющей собой разновидность формулы (2.12),

(2.23)

где v — кинематическая вязкость в м²/с; Q — объемный расход в м⁸/с; иm — коэффициенты, зависящие от режима движения: для ламинарного режима

для турбулентного режима в зоне гидравлически гладких труб

для зоны квадратичного закона сопротивления

При пользовании формулой (2.23) следует иметь в виду, что она не применима для зоны гидравлически шероховатых труб.

Местные сопротивления

Помимо потерь на трение в трубопроводах могут возникать еще и местные потери напора, вызываемые различными запорными, регулирующими устройствами (задвижки, затворы, диафрагмы) и возникающие в местах изменения сечения трубы или направления движения жидкости. Местные потери напора иногда составляют значительную часть от общих потерь напора в системе (например, во всасывающих и самотечных трубопроводах).

Потери напора на местные сопротивления определяются по формуле Вейсбаха

(2.24)

где — коэффициент местного сопротивления.

В некоторых случаях удобнее определять местные сопротивления по эквивалентной длине, которая представляет собою такую длину прямого участка трубопровода данного диаметра, на которой потеря напора на трение по длине h равна (эквивалентна) потере напора h_м, вызываемом местным сопротивлением:

(2.25)

Следовательно, величина эквивалентной длины L_э может быть установлена из равенства потери напора на трение по длине, определяемой формулой (2.25), и местной потери напора, определяемой (по (2.24):

Отсюда

(2.26)

Таким образом, трубопровод, имеющий местное сопротивление, можно рассчитывать по формуле (2.25), в которой геометрическую длину L следует заменить приведенной L_пр, т. е.

Как показали экспериментальные исследования, значения иL_э при ламинарном режиме изменяются в широких пределах и являются функцией Re. При турбулентном же режиме для практических расчетов иL_э можно принять постоянными.

Рис. 2.5. График для определения эквивалентных длин местных сопротивлений.

1 — выход из резервуара через подъемную трубу; 2 — фильтр для светлых нефтепродуктов; 3 — колено 90°, сварное с одним швом; 4 — выход из резервуара через хлопушку; 5 — колено 90°, сварное с двумя швами; 8 — колено гнутое R= 3d; 7 —задвижка; 8 — колено гнутое R = 4d; 9 — колено 45°, сварное; 10 — тройник.

Значения некоторых местных сопротивлений можно определить по графику, приведенному на рис. 2.5. Чтобы определить L_э не помещенного на графике местного сопротивления при ламинарном режиме, необходимо взять соответствующее значение L_э при турбулентном режиме (такие таблицы приведены во многих руководствах по гидравлике), и через полученную точку провести линию эквидистантно имеющейся на графике. Для практических расчетов потери напора на местные сопротивления при турбулентном режиме можно пользоваться следующими значениями L_э/d.

Входы жидкости в трубу из резервуара, когда:

труба не вдается внутрь резервуара 20

труба вдается внутрь резервуара 40

Колена радиусом от 2 до 8 диаметров 10

Угольник стандартный 30

Тройники:

без поворота потока 50

с поворотом потока 60

Задвижка открытая 10

Компенсаторы:

сальниковый 10

П-образный 120

П-образный с коленом, имеющим радиус закругления, равный

диаметру 80

лирообразный…. 100

Фильтры:

для светлых нефтепродуктов 75

для темных нефтепродуктов 100

Клапан обратный 75