27. Потери напора в трубопроводе с лупингами и вставками

Если на каком-либо участке трассы проложен параллельный трубопровод (лупинг) или трубопровод другого диаметра (вставка), гидравлический уклон на нем будет отличаться от гидравлического уклона магистрали.

Найдем соотношения между гидравлическими уклонами лупинга, вставки и магистрали. Будем считать, что режимы движения нефти в них одинаковы.

Рис. 1. Гидравлический уклон на различных участках трубопровода

Пользуясь обозначениями рис. 1, имеем: гидравлический уклон магистрали

,

гидравлический уклон лупингованного участка

.

Учитывая, что , получим

, (1)

.

Если Dл = D, то .

В этом случае при ламинарном режиме , при турбулентном режиме в зоне Блазиуса = 0,297, для квадратичной области = 0,25.

Аналогично можно вывести для вставки

,

Потеря напора на трение для трубопровода с лупингом будет складываться из потерь напора на одиночном и сдвоенном (лупингованном) участках:

,

где х—длина лупинга.

Учитывая (1), можно также написать, что

.

Полная потеря напора для трубопровода с лупингом

(2)

Для трубопровода со вставкой выражение для потери напора имеет аналогичный вид.

Далее для краткости вместо (2) будем писать

,

имея в виду, что при необходимости всегда L можно заменить на или на .

Если надо потерю напора выразить в зависимости от Q, то будем пользоваться формулой

, (3)

или

. (4)

28. Определение расчетной длины нефтепровода. Перевальная точка

Возвышенность на трассе, от которой нефть приходит на конечный пункт нефтепровода самотеком, называется перевальной точкой.

Таких точек может быть несколько (рис. 1). Расстояние от начального пункта нефтепровода до ближайшей из них называется расчетной длиной нефтепровода.

При гидравлическом расчете длина нефтепровода принимается равной расчетной, разность отметок — равной превышению перевальной точки над начальным пунктом трассы.

Для нахождения перевальной точки проведем от конечного пункта трассы К, линию гидравлического уклона 1 до пересечения ее с профилем. Затем вычертим параллельную линию 2 с расчетом, чтобы она касалась профиля, нигде его не пересекая. Место касания линии гидравлического уклона 2 с профилем трассы — перевальная точка , определяющая расчетную длину нефтепровода.

Если линия гидравлического уклона, проведенная из конечной точки трассы, нигде не пересекается с профилем и не касается его (на рис. 2 — пунктирная линия), перевальная точка отсутствует и расчетная длина равна полной длине нефтепровода. Рассмотрим движение нефти за перевальной точкой.

В промежутке трассы от перевальной точки до конечного пункта выделим два участка: длиной l1 и АК, длиной l2 (рис. 3). На последнем из них самотечное движение нефти обеспечивается раз-

Рис. 1. Совмещенная характеристика трубопровода и насосных станций.

Рис. 2. Перевальная точка и расчетная длина нефтепровода

Рис. 3. Течение нефти за перевальной точкой

ностью высот точек А и К: . На участке , как видно из чертежа, на величину . Но это противоречит условию баланса потерянного il1 и активного напоров. Следовательно, на участке гидравлический уклон должен быть больше i. Это возможно только в случае увеличения скорости движения нефти на участке . Из уравнения сплошности

видно, что с увеличением скорости живое сечение потока F должно уменьшаться. Следовательно, за перевальной точкой (до пункта А) нефть движется при частичном заполнении поперечного сечения трубопровода. Давление на этом участке ниже, чем в любой другой точке трубопровода: оно равно упругости паров перекачиваемой нефти. Величина есть мощность, теряемая за перевальной точкой непроизводительно.