Вступ

Важко знайти таку галузь народного господарства, яка б не використовувала рідке паливо, мастила та інші продукти нафтової промисловості.

Для надійного забезпечення народного господарства нафтою, нафтопродуктами і газом необхідно, щоб засоби транспорту відповідали рівню видобутку і переробки.

Є декілька видів транспорту нафти і нафтопродуктів, зокрема, залізничний, морський і трубопровідний транспорт. Для транспортування газу використовують трубопровідний транспорт, або в деяких випадках транспортують як зріджений газ.

Трубопровідний транспорт має ряд переваг порівняно з іншими видами транспорту. Трубопровідний транспорт є найбільш продуктивний, економічний, надійний, безпечний.

Транспорт нафти і газу повинен бути безперебійним, з мінімальними втратами.

Споживання газу характеризується змінним в часі режимом. Система газопостачання повинна забезпечити в будь-який момент подачу газу в необхідній кількості в умовах змінних навантажень газоспоживання. Найбільш точно цим вимогам відповідає трубопровідний транспорт нафти і газу.

1. Розрахунок фізичних властивостей нафти

Вхідні дані для розрахунку фізичних властивостей нафти подані в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 — Вхідні дані для розрахунку фізичних властивостей нафти.

Т, 0С	20, т/м3	20, сСт	50, сСт
7.3	0.843	4.36	2.3

Значення густини _t при заданій температурі t розраховуємо за формулою:

_t=₂₀-(t-20), (1.1)

де ₂₀ — густина нафти при 20 ⁰С, кг/м³;

 — температурна поправка, кг/(м³град).

Температурна поправка знаходиться за формулою:

=1.825-0.001315₂₀, (1.2)

де ₂₀ — густина нафти при 20 ⁰С, кг/м³.

Для визначення в’язкості скористаємося формулою:

_t=_*e^-u(t-t_*⁾, (1.3)

де _t — кінематична в’язкість при температурі t;

_* — кінематична в’язкість при температурі t_*;

u — коефіцієнт крутизни віскограми.

Коефіцієнт крутизни віскограми розраховуємо за формулою:

u= ln(₂/₁)/(t₁-t₂), (1.4)

де ₁ — кінематична в’язкість при температурі t₁,

₂— кінематична в’язкість при температурі t₂.

Розрахунок фізичних властивостей нафти і побудову графіків залежності густини і в’язкості від температури виконаємо з допомогою MathCad 2001 Pro (додаток А).

Отже, при даних умовах (табл. 1.1) густина і в’язкість будуть дорівнювати:

=852.099 кг/м³;

=5.716 сСт.

2. Вибір основного технологічного обладнання нпс і математичне моделювання характеристик насосів

Вихідні дані для вибору основного технологічного обладнання НПС наведені в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 — Вихідні дані для вибору основного технологічного обладнання НПC.

L, км	M, млн. т./рік	z, м	T, 0С	, кг/м3
89	38	17	7.3	852.099

Пропускна здатність НПС визначаться за формулою:

Q_доб=MKп/(N), (2.1)

де М — обсяг перекачування, кг/рік;

Кп — коефіцієнт перерозподілу потоків;

N — кількість робочих днів нафтопроводу на рік;

 — густина нафти, при якій відбувається перекачування, кг/м³;

Q — пропускна здатність НПС, м³/добу.

Коефіцієнт перерозподілу потоків визначаємо згідно ВНТП 2-86: Кп=1.07.

В залежності від обсягу перекачування М вибираємо діаметр трубопроводу: d=1020 мм. Для такого діаметра N=355 днів.

За формулою 2.1 знаходимо Q_доб:

Q_доб=3810⁹1.07/(355852.099)=134415.381 м³/добу;

Q=Q_доб/24=134415.381/24=5600.641 м³/год;

Q_c=Q/3600=5600.641/3600=1.556 м³/с.

В залежності від подачі Q вибираємо магістральний насос НМ 5000-210 (n=3000 об/хв) і підпірний насос НПВ 5000-120 (n=1480 об/хв).

Для математичного моделювання характеристик насосів візьмемо декілька значень H, Q, , N з паспортних характеристик насосів.

Скористаємося наступними математичними моделями:

1. H=a-bQ²;

2. N=a₁-b₁Q-c₁Q²;

3. = a₂-b₂Q-c₂Q².

Вихідні дані для математичного моделювання характеристик насосів подані в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 — Вихідні дані для математичного моделювання характеристик насосів.

Насос	Вихідні дані
	Q, м3/год	H, м	N, кВт	, %
	3600	255	2500	84
НМ 5000-210	5200	205	2725	86
	5600	186	2750	85
	3600	136	1460	82
НПВ 5000-120	5200	116	1730	86
	5600	110	1810	85

Для знаходження коефіцієнтів складемо системи рівнянь і розв’яжемо їх з допомогою MathCad 2001 Pro (додаток Б). Графіки залежностей H=f(Q), N=f(Q), =f(Q) побудуємо також в середовищі MathCad 2001 Pro (додаток Б).

Отже, математичні моделі для магістрального насоса НМ 5000-210 матимуть вигляд:

H=323.926-4.39610^-6Q²;

N=1.26210³+0.484Q-3.90610^-5Q²;

=44.4+0.018Q-1.87510^-6Q².

Математичні моделі для підпірного насоса НПВ 5000-120 матимуть вигляд:

H=153.556-1.38910^-6Q²;

N=690+0.2Q-3.12510^-6Q²;

=26.2+0.025Q-2.510^-6Q².