Практикум. Лабораторная работа 1. Расчет гидравлического режима совместной работы участка нефтепровода и нефтеперекачивающей станции 2

• Название: Лабораторная работа 1. Расчет гидравлического режима совместной работы участка нефтепровода и нефтеперекачивающей станции 2
• Анкор: Практикум
• Дата: 01.03.2022
• Размер: 2.33 Mb.
• Имя файла: Практикум.doc
• Тип: Лабораторная работа; #378072
• страница: 21 из 21

Работа с программой «Термика»

Компьютерная программа «Термика» предназначена для термогидравлического расчета режима совместной работы участка нефтепровода и нефтеперека­чи­вающей станции (НПС), на которой осуществляется подогрев жидкости.

По заданному давлению в конце участка трубопровода, профилю трубопровода, температуре в начале участка, гидравлическим (Q-H)–характеристикам насосов программа позволяет определить рабочую точку системы «трубопровод – НПС» (расход перекачки и давление в начале участка), а также распределение температуры по длине трубопровода.

Программа учитывает возможность существования в трубопроводе самотечных (безнапорных) участков, находит их число, место расположения и степень заполнения.

Программа позволяет представить результаты расчета в графическом виде. На экране компьютера вычерчиваются профиль трубопровода, линия гидравлического уклона и распределение температуры, по которым можно рассчитать напор, давление и температуру в любом сечении трубопровода.

Окно исходных данных. В верхней части окна исходных данных программы (рис.28) расположено главное меню, которое содержит все необходимые средства для работы с программой. Все опции главного меню представляют собой опции-заголовки, открывающие доступ к выпадающим меню второго уровня. Ниже расположена панель с набором пиктографических кнопок, которые открывают быстрый доступ к наиболее важным опциям главного меню. Кроме того, все опции дублируются клавишами клавиатуры.

Опция меню «Вариант/создать новый» (клавиша F3) позволяет создать новый вариант.

Опция меню «Вариант/сохранить» (клавиша F4) сохраняет вариант.

Опция меню «Вариант/сохранить как…» (клавиша F5) сохраняет вариант под заданным именем.

Опция меню «Вариант/открыть архив» (клавиша F6) открывает архив вариантов.

Опция меню «Вариант/печать» (клавиша F7) выводит на печать окно исходных данных.

Рис.28. Окно исходных данных
Опция меню «Вариант/выход» (клавиша F10) прекращает работу программы.

Опция меню «Расчет/выполнение расчета» (клавиша F9) запускает вариант на выполнение.

Опция меню «Помощь/инструкция» (клавиша F1) показывает инструкцию к программе.

Опция меню «Помощь/о программе» (клавиша F2) предоставляет сведения о разработчиках программы.

При загрузке программы окно исходных данных содержит данные варианта, с которым пользователь работал последним. Для ввода исходных данных предназначены специальные окошки редактирования и таблица, перемещение между которыми осуществляется клавишей табуляции или мышью.

Зависимость вязкости жидкости от температуры задается двумя ее значениями при различных температурах.

Марки работающих насосов выбираются из списка, выпадающего по щелчку мыши по кнопке со стрелкой, расположенной в правой части соответствующего окна редактирования. Отключение насоса производится выбором пустой строки в списке марок насосов.

Окно результата расчета. Запуск варианта на расчет может осуществляться через главное меню окна исходных данных (команда «выполнение расчета» подменю «Расчет» или щелчком мыши по пиктографической кнопке с изображением калькулятора) или клавишей F9 клавиатуры. При этом программа производит проверку введенной информации на полноту и корректность. Если некорректность обнаружена, на экране появляется окно с указанием вида ошибки.

В результате выполнения расчета появляется окно (рис.29), содержащее данные о расходе перекачки, давлении в начале участка и температуре в конце участка нефтепровода, а также сведения о наличии самотечных участков.

Если число самотечных участков отлично от нуля, пиктографическая кнопка, расположенная справа от числа становится доступной. При ее нажатии на экран выводится окно характеристики самотечных участков.

Пиктографическая кнопка справа от значения температуры в конце участка открывает окно распределения температуры по всему участку нефтепровода.

Графический материал окна содержит профиль z(x) трубопровода (зеленая линия) и линию H(x) гидравлического уклона, отражающую падение напора на участке трубопровода (красная линия).

Рис.29. Окно результата расчета
Все построения произведены в масштабе, поэтому по графику несложно найти напор и давление в любом сечении трубопровода.

Содержимое окна результата расчета может быть выведено на печать щелчком мыши по кнопке «Печать», расположенной в нижней части окна.

Окно характеристики самотечных участков. Открывается из окна результата расчета щелчком мыши по кнопке, расположенной справа от числа, соответствующего количеству самотечных участков в трубопроводе. Если самотечных участков нет, кнопка недоступна.

В окне характеристики самотечных участков (рис.6) дается информация о координатах начала и конца каждого самотечного участка и о степени их заполнения.

Распечатка данных таблицы осуществляется щелчком мыши по кнопке «Печать» окна.

Окно распределения температуры. Открывается из окна результата расчета щелчком мыши по кнопке, расположенной справа от числа, соответствующего температуре в конце участка нефтепровода. В этом окне (рис.30) представлен график распределения температуры вдоль участка трубопровода.

Рис.30. Окно распределения температуры
Для вывода графика распределения температуры на печать необходимо щелкнуть мышью по кнопке «Печать» в нижней части окна.
Окно архива данных. Все варианты с соответствующими им исходными данными сохраняются в архиве данных.

Окно архива данных (рис.7), переход к которому осуществляется из окна исходных данных (командой «открыть архив» подменю «Вариант», щелчком мыши по пиктографической кнопке с изображением картотеки или клавишей F7 клавиатуры), представляет собой список всех рабочих вариантов. Загрузка в оперативную память нужного варианта осуществляется щелчком мыши по строке с его именем и кнопке «Открыть» или двойным щелчком мыши.

В архиве предусмотрена возможность переименования варианта, копирования одного варианта в другой, удаления и создания новых вариантов. Для этого предназначен ряд кнопок в правой части окна.

Порядок выполнения работы

Основное задание.

1) Начать работу с программой «Термика» с щелчка мыши по кнопке «новый вариант», расположенной первой слева в ряду пиктографических кнопок окна исходных данных программы (рис. 28), или с выбора команды «создать новый» подменю «Вариант». В качестве имени варианта набрать свою фамилию и щелкнуть по кнопке «ОК».

2) Ввести в окне исходных данных информацию о параметрах процесса перекачки, соответствующих заданному варианту. Марки включенных на нефтеперекачивающей станции насосов задаются щелчком мыши по стрелке в правой части окошек панели «последовательно работающие насосы» и выбором строки с нужным названием из выпадающего списка.
3) Выполнить расчет, щелкнув мышью по кнопке «расчет» с изображением калькулятора или выбором одноименной команды главного меню.

4) Определить расход Q перекачки и температуру T_к нефти в конце участка трубопровода, которые выдаются в верхней части окна результата расчета (рис.29).

5) Распечатать окно результатов расчета щелчком мыши по кнопке «Печать», находящейся в его нижней части.

6) Открыть окно распределения температуры щелчком мыши по пиктографической кнопке, находящейся справа от значения температуры нефти в конце участка трубопровода. Вывести окно на печать щелчком мыши по кнопке «Печать» (рис.30).

Дополнительные задания.

1) Отключить в окне исходных данных первый из работающих насосов. Для этого щелкнуть мышью по стрелке в соответствующем ему окне и выбрать из выпадающего списка первую (пустую) строчку.

2) Запустить программу на расчет. Определить новые расходQ₁ перекачки и температуру Т_к1 в конце участка. Сравнить их с результатами основного задания. Сделать вывод об изменении параметров перекачки при отключении на НПС одного из насосов.

3) Восстановить на панели «последовательно включенные насосы» окна исходных данных марку первого насоса.

4) Установить окне исходных данных значение коэффициента теплопередачи К₂ = 0 и произвести расчет.

5) Определить новую температуру Т_к2 в конце участка. Сделать вывод о распределении температуры по участку нефтепровода с «идеальной» тепловой изоляцией.

6) Если температура Т_к2 больше температуры в начале участка, то расчет процесса необходимо повторить, установив в окне исходных данных коэффициент теплопередачи, равный некоторому значению К₃.

7) Постепенно увеличивая коэффициент К₃ теплопередачи, подобрать такое его значение, при котором температура нефти в трубопроводе будет постоянной (Т_к3 = Т_н).

8) Вычислить новый коэффициент К₄ теплопередачи по формуле (6.6), принимая коэффициент теплоотдачи от ядра потока жидкости на стенки трубы бесконечно большим и заменив коэффициент теплоотдачи через грунт в окружающую среду выражением из формулы Форхгеймера (6.7):
,
где d = D – 2δ – внутренний диаметр трубы, D_нар = D + 2δ_из – наружный диаметр трубы с учетом слоя изоляции.

Коэффициент теплопроводности стали принять равным 50 Вт/(м²∙⁰С).

9) Установить окне исходных данных значение коэффициента К₄ теплопередачи и запустить программу на расчет.

10) Из окна результата расчета выписать новые значения расходаQ₄ перекачки и температуры Т_к4 в конце участка. Сравнить их с результатами основного задания.

11) Оформить результаты работы в виде краткого отчета.
Протокол работы №6

№ задания	К, Вт/(м2·0С)	Q , м3/ч	Тк, К
основное
1
2
3
4

Рекомендуемая литература

1. 
   Алиев Р.А., Белоусов В.Б., Немудров А.Г. Трубопроводный транспорт нефти и газа. М.: Недра, 1988.
   
2. 
   Алиев Р.А., Блейхер Э.М., Немудров А.Г., Прохоров А.Д. Технологический расчет нефтепроводов. М.: МИНХ и ГП, 1981.
   
3. 
   Белоусов В.Д. Технологический расчет нефтепроводов. М.: МИНХ и ГП, 1977.
   
4. 
   Ишмухаметов И.Т., Исаев С.Л., Лурье М.В., Макаров С.П. Трубопроводный транспорт нефтепродуктов. - М.: Нефть и газ, 1999.
   
5. 
   Лурье М.В. Математическое моделирование процессов трубопроводного транспорта углеводородов. ГУБ Издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М.Губ­кина, 2002.
   
6. 
   Трубопроводный транспорт нефти / Г.Г.Васильев, Г.Е. Коробков, А.А.Коршак, М.В.Лурье, В.М.Писаревский, А.Д.Прохоров, А.Е.Сощенко, А.М.Шамазов; Под редакцией С.М.Вайнштока: Учеб. для вузов: В 2 т. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002.
   
7. 
   Тугунов П.И., Новоселов В.Ф. Типовые расчеты при эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. М.: Недра, 1981.
   

Ключевые слова:
Компьютерный практикум, лабораторная работа, нефтепровод, нефтепродуктопровод, компьютерный расчет, гидравлический режим, давление, пропускная способность, самотечный участок, перевальная точка, лупинг, вставка, последовательная перекачка, смесеобразование, гидравлический удар, волна давления, горячая перекачка, теплопередача, распределение температуры, справочно-методическая информация, учебное задание, пользователь, инструкция, вариант, протокол отчетности.
Key word:
Computer-based training, laboratory lesson, oil pipeline, refined product pipeline, computer calculation, hydraulical regime, pressure, flow rate, gravity segment, transfer point, looping, insertion, batching, mixing, hydraulics shock, pressure wave, hot pipeline transportation, heat transfer, temperature distribution, methodical educational information, educational task, user, instruction, variant, test report.
Авторы:
Дидковская Алла Семеновна,

Лурье Михаил Владимирович

Что такое компьютерный практикум и кому он предназначен?
Компьютерный практикум по трубопроводному транспорту нефти и нефтепродуктов представляет собой современное учебное пособие, позволяющее осуществлять на компьютере численные эксперименты по моделированию технологических процессов перекачки нефти или нефтепродуктов по трубопроводам.

Практикум содержит задания по курсу трубопроводного транспорта, а также средства их выполнения - готовые к использованию пакеты компьютерных программ, позволяющие решить поставленную задачу и дать наглядную интерпретацию полученных результатов.

Практикум предназначен тем, кто избрал своей будущей профессией трубопроводный транспорт нефти и газа.

* Указанная здесь форма представления отчета является обязательной при оформлении всех работ настоящего практикума. В последующих работах дается только форма записи «протокола работы».