3. Особенности последовательной перекачки нефтей и нефтепродуктов.

Применение последовательной перекачки нефтей и нефтепродуктов позволяет использовать трубопровод большого диаметра при меньшей себестоимости транспорта. Раздельное поступление нефтей на переработку приводит к значительному удешевлению их переработки, что позволяет компенсировать дополнительные затраты на организацию последовательной перекачки. Дополнительные затраты связаны с необходимостью увеличения резервуарных парков на ГНПС и в конечном пункте и с образованием смеси. Необходимый объем резервуарного парка зависит от периодичности смены нефтепродуктов в трубопроводе – от числа циклов Ц.

, где V_p – суммарный объем резервуарного парка в данном пункте; q_i – производительность трубопровода при работе на i-том продукте; Т – календарное время работы трубопровода в году; T_i – время работы трубопровода на i-том продукте. Чем больше число циклов, тем меньше объем резервуарного парка. В соответствии с нормами технологического проектирования должно соблюдаться условие

Увеличение числа циклов приводит к пропорциональному увеличению числа контактов между нефтепродуктами и к увеличению объема смеси, что ведет к убыткам от пересортицы нефтепродуктов.

Исходя из вышесказанного, оптимальное число циклов определятся из условия минимума суммы затрат на строительство резервуарных парков и убытков от пересортицы.

При существующем резервуарном парке

,

где Q_i – объем транспорта i-го продукта за год. Объем смеси, образующейся при контакте нефтепродуктов, сильно зависит от гидравлического режима их течения. При ламинарном режиме объем смеси достигает 45 объемов трубопровода. При турбулентном режиме он составляет только 0,0050,01 объемов трубопровода. Исходя из этого, трубопроводы для последовательной перекачки нефтепродуктов работают при числах Рейнольдса более 10000. Благодаря тому, что нефтепродукты выпускаются с запасом качества, имеется возможность часть смеси принять в резервуары для чистых продуктов и тем свести к минимуму объем не кондиционного продукта, а иногда и исключить его полностью. Для достижения минимального объема некондиционной смеси контактирующие пары нефтепродуктов в цикле подбирают с близкими потребительскими качествами. Для избежания образования дополнительной смеси следует избегать остановок трубопровода при замещении одного нефтепродукта другим. В целях сокращения объема смеси находят применение разделители нефтепродуктов

.

4. Закономерности гидродинамики и теплообмена при ламинарном течении вязкого потока в трубах. Понятие о пограничном слое.

Ламинарное течение жидкости круглой трубе, радиуса r₀. Оно имеет только одну осевую компоненту вектора скорости , зависящую только от радиальной координаты. Выделив внутри области течения цилиндр произвольного радиуса r, можно составить уравнение баланса, действующих на него сил: , где - касательное напряжение трения на боковой поверхности выделенного цилиндра. Отсюда следует, что модуль касательного напряжения между слоями жидкости пропорционален радиусу r: . Если теперь подставить вместо его выражение через градиент согласно закону Ньютона вязкого трения, и учитывая, что , то получим дифференциальное уравнение для определения функции , дающей искомый профиль скоростей в сечении трубы. Граничные условия : . - следует, что распределение скоростей имеет параболический характер. Максим.скорость – на оси трубы.

. Учитывая, что : , подставляя в (1):

- предельное напряжение сдвига. Течение начинается , когда разнсоть давлений на концах трубы превысит напряжение сдвига. Касательные напряжения сдвига уменьшаются к центру и жидкость движется как жесткий стержень. Для распределеняи скоростей в кольцевой области имеем уравнение: . . Уравнение баланса тепловых процессов: Будем предполагать, что имеет место конвективно-объективный перенос тепла в многокомпонентной среде и имеет место линейная связь между потоком тепла и термодинамическими силами. . 1-ое слагаемое – отвечает за нестационарный фактор, второе – инерционно-конвективно-объективный перенос с учетом вязких эффектов и перемещения макроскопической скорости только в текущей среде. 3-е – молекулярные процессы переноса теплоты засчёт процессов переноса на микромасштабах. Погран.слой – слой малой толщины, где меняется исследуемая величина в только в поперечном направлении