Практикум. Лабораторная работа 1. Расчет гидравлического режима совместной работы участка нефтепровода и нефтеперекачивающей станции 2
 Скачать 2.33 Mb.
|
Лабораторная работа №2. «Расчет гидравлического режима совместной работы НПС и сложного участка нефтепровода (с вставками или лупингом)»Теоретическое введениеЛинейный участок нефтепровода может иметь более сложную структуру, чем простой трубопровод, т.е. трубопровод с постоянным внутренним диаметром. Примером такого усложнения является вставка, рис.8.  Рис. 8. Участок нефтепровода со вставкой Вставкой называется трубопроводный сегмент (ВС), как правило, большего диаметра, чем основная магистраль, подключаемый к ней последовательно с целью снижения гидравлического сопротивления и увеличения тем самым пропускной способности. Гидравлические условия подключения вставки выглядят следующим образом:  (2.1)т.е. расходы  и  нефти в основной магистрали и вставке одинаковы, а потери напора  и  в каждом из последовательно соединенных трубопроводов складываются.Система уравнений (2.1) может быть записана в виде:  (2.2)Тогда из первых двух равенств находим скорости нефти в трубопроводных сегментах:  ,  ; из последнего соотношения – потери напора на участке АС.Если участок нефтепровода состоит из сегментов труб, имеющих близкие диаметры, то для гидравлических расчетов можно использовать средний эквивалентный диаметр участка трубопровода:  (2.3)где  длина и внутренний диаметр составляющих участок сегментов, соответственно;  длина всего участка нефтепровода. Формула (2.3) построена с условием соблюдения постоянства расхода нефти при переходе от сегмента с одним диаметром к сегменту с другим диаметром, а также зависимости гидравлических потерь от диаметра трубопровода, имеющих вид:  .Лупингом (от английского слова “loop” - петля) называется дополнительный трубопровод, проложенный параллельно основной магистрали и соединенный с ней в двух сечениях: начальном –  и конечном –  (рис.9). Рис.9. Схема участка нефтепровода с лупингом Обычно на нефтепроводах лупинги прокладываются как резервные нитки магистрали (например, на подводных переходах) или для увеличения пропускной способности рассматриваемого участка. Гидравлические условия подключения лупинга записываются следующим образом:  (2.4)Они означают, что при разделении (и слиянии) потоков нефти в точках разветвления расходы и складываются, а потери напора  и  на трение в каждом из параллельно соединенных трубопроводов одинаковы.Система уравнений (2.4), записанная в виде:  (2.5)дает систему двух уравнений для определения двух неизвестных скоростей  и  течения нефти в каждом из трубопроводов.Эта система уравнений легко разрешается в двух случаях [6]. 1) Если режимы течения нефти в каждом из трубопроводов находятся в зоне гидравлически гладких труб (зоне Блазиуса), то   и  .Тогда, разрешая (2.5) относительно и , получаем:  (2.6)   где  – скорость нефти в неразветвленной части трубопровода.Течение нефти на участке с лупингом можно представить как течение на таком же участке без лупинга, но в трубопроводе с увеличенным (эквивалентным) диаметром  . Для этого достаточно принять: , где  . (2.7)2) Если режимы течения нефти в каждом из трубопроводов находятся в зоне квадратичного трения, то  и  не зависят от расхода нефти. Тогда, разрешая (2.5) относительно и , получаем:  (2.8)   где и  – скорость нефти и коэффициент гидравлического сопротивления в неразветвленной части трубопровода, соответственно.Течение нефти на участке с лупингом можно представить как течение на таком же участке без лупинга, но в трубопроводе с увеличенным (эквивалентным) диаметром . Для этого достаточно принять: , где (2.9) – коэффициент гидравлического сопротивления в неразветвленной части трубопровода, вычисленный по эквивалентному диаметру . |