2.1. Вибір об’єму резервуарного парку

На головній НПС згідно норм технологічного проектування встановлюють резервуарний парк. Об’єм резервуарного парку визначається по формулі:

V_рез=(23)Q_доб, (2.2)

де Q_доб — добова пропускна здатність НПС.

Отже, за формулою 2.2 знаходимо:

V_рез=(23)134415.381=268830.762403246.143 м³.

Для встановлення на головній НПС вибираємо вертикальні сталеві резервуари з щитовою покрівлею і сталевим понтоном. Характеристики даних резервуарів подані в таблиці 2.3.

Таблиця 2.3 — Характеристики резервуарів

Номінальний об’єм, м3	10000
Геометричний об’єм, м3	10950
Діаметр, м	34.2
Висота, м	11.98

Отже, на НПС що проектується, необхідно встановити від 27 до 41 таких резервуарів.

2.2. Характеристика насосної станції

Для побудови характеристики насосної станції скористаємося формулою:

H_ст=A_ст-B_стQ², (2.3)

де A_ст=a_п-nа_м; B_ст=b_п-nb_м.

a_п, b_п, а_м, b_м — коефіцієнти з рівнянь залежності напору від подачі для підпірного і магістрального насосів;

n — кількість магістральних насосів на НПС (при Q>360 м³/год n=1,2,3).

Знаходження математичної моделі НПС і побудови її характеристики виконаємо з допомогою MathCad 2001 Pro (додаток В).

Отже, математичні моделі НПС матимуть вигляд:

H_ст1=477.482-5.78510^-6Q², при n=1;

H_ст2=801.408-1.01810^-5Q², при n=2;

H_ст3=1125-1.45810^-5Q², при n=3.

3. Визначення пропускної здатності системи “нпс — прилегла дільниця нафтопроводу” графоаналітичним способом

3.1. Гідравлічний розрахунок нафтопроводу

Суть гідравлічного розрахунку нафтопроводу зводиться до визначення загальних втрат напору.

Загальні втрати напору визначаються за формулою:

H=h+h_м.о.+z+h_підп., (3.1)

де Н — загальні втрати напору, м;

h — втрати напору на тертя, м;

h_м.о.— втрати напору в місцевих опорах, м;

z=17 м — різниця рівнів;

h_підп.=45 м (з паспортної характеристики насоса НМ 5000-210) — допустимий кавітаційний запас магістрального насоса при номінальній подачі.

Втрати напору на тертя h визначаються за формулою:

h=lw²/(2dg), (3.2)

де  — коефіцієнт гідравлічного опору;

l=8910³ м — довжина нафтопроводу;

w — середня швидкість потоку, м/c;

d=0.992 м — внутрішній діаметр нафтопроводу;

g=9.81 м/с² — прискорення вільного падіння.

Cередня швидкість потоку визначаються за формулою:

w=4Q/(d²), (3.3)

де Q — продуктивність нафтопроводу.

Коефіцієнт гідравлічного опору  розраховується в залежності від режимів течії (числа Рейнольдса — Re):

1) Якщо Re<2320, то  визначається за формулою:

=64/Re, (3.4)

де Re=wd/=4Q/(d), (3.5)

де =5.516 сСт — в’язкість рідини.

2) Якщо 2320<Re<100000, то  визначається за формулою:

=0.3164/Re^0.25. (3.6)

3) Якщо 100000<Re<Re_I, то  визначається за формулою:

=1/(1.8lgRe-1.5)². (3.7)

4) Якщо Re_I <Re<Re_II, то  визначається за формулою:

1/^0.5=-1.8lg(7/Re+/20). (3.8)

5) Якщо Re_II<Re, то  визначається за формулою:

=0.11(Re/d)^0.25. (3.9)

Перехідні числа Рейнольдса визначаються за формулами:

Re_I=59.5/^8/7, (3.10)

Re_II=(665-765lg)/, (3.11)

де  — відносна шорсткість.

Враховуючи, що h_м.о.=(12%)h, формула 2.3 прийме вигляд:

H=1.02h+z+h_підп., (3.12)

Наведемо приклад розрахунку загальних втрат напору для робочої витрати Q=1.556 м³/с.

Cередня швидкість потоку визначається за формулою 3.3:

w=41.556/(3.140.992²)=2.013 м/с.

Знаходимо число Рейнольдса за формулою 3.5:

Re=2.0140.992/(5.71610^-6)=3.49310⁵.

Оскільки 100000<Re<Re_I, то  визначається за формулою 3.7:

=1/[1.8lg(3.49310⁵)-1.5]²=0.014.

За формулою 3.2 знаходимо втрати напору на тертя h:

h=0.0148910³2.013²/(20.9929.81)=257.722 м.

Отже, за формулою 3.12 загальні втрати напору будуть рівні:

H=1.02257.722+17+45=324.876 м.

Для виконання гідравлічного розрахунку і побудови кривої H=f(Q) загальних втрат напору в залежності від подачі скористаємося середовищем MathCad 2001 Pro (додаток В).

Для виконання даного розрахунку і побудови графіка загальних втрат напору в залежності від подачі знайдемо “перехідні” витрати (Qпер1; Qпер2; Qпер3), при яких Re=2320; Re=100000; Re=Re1 (додаток В). Знаючи Qпер1; Qпер2; Qпер3, знаходимо математичні моделі загальних втрат напору для різних зон гідравлічного опору.