Термогидравлический расчет участка трубопровода при перекачке нефтей и нефтепродуктов с подогревом. Лабораторная 1. Реферат Термогидравлический расчет участка трубопровода при перекачке нефтей и нефтепродуктов с подогревом
 Скачать 0.51 Mb.
|
|
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ  МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра хранения и транспорта нефти и газа Реферат Термогидравлический расчет участка трубопровода при перекачке нефтей и нефтепродуктов с подогревом
Оценка: ________
Санкт-Петербург 2022 Теоретическое введение Для снижения гидравлических потерь при перекачке высоковязких нефтей и нефтепродуктов в ряде случаев используют подогрев. Трубопроводы, по которым транспортируют подогретые жидкости, называют горячими. Хотя плотность вязких нефтей и нефтепродуктов зависит от температуры, см. формулы (6.1) (6.3), ее изменениями во многих случаях можно пренебречь, считая  В то же время зависимостью T вязкости от температуры пренебрегать нельзя, поскольку от вязкости существенно зависит гидравлическое сопротивление транспортируемой жидкости.Изменения кинематической вязкости (м2/с) нефтей и нефтепродуктов в зависимости от температуры T (0С) можно рассчитать по формуле Рейнольдса-Филонова: T 1 e TT1 , в которой вязкость жидкости при температуре T1, а коэффициент k (1/0С) зависит от индивидуальных свойств жидкости. Для определения k достаточно знать вязкостжидкости хотя бы еще при одном значении T2 температуры  (2)В системе единиц СИ кинематическая вязкость измеряется в Стоксах (Ст): 1 Ст = 10^-4 м2/с. СантиСтокс (сСт) – это 1/100Ст: 1 сСт = 10^-6 м2/с. Удельная теплоемкость Cv (Дж/(кг ∙0С)) и коэффициент  (Вт/(м2∙0С)) теплопроводности нефти или нефтепродукта хотя и зависят от температуры, но могут приближенно приниматься постоянными: Теплоемкость трубы, в которой течет нефть или нефтепродукт, определяется теплоемкостью материала, из которого она изготовлена. Теплоемкость трубной стали сравнительно невелика:  но коэффициент ее теплопроводности во много раз больше коэффициента теплопроводности нефти. Окружающий трубопровод грунт (при подземной прокладке) по своим теплофизическим свойствам может быть весьма разнообразным. Коэффициент, но может лежать и вне этого диапазона. Для сухих грунтов он значительно меньше, чем для влажных и, тем более для сильно обводненных. Коэффициенты теплопроводности из изоляционных материалов также сильно зависят от конкретных свойств изоляции и могут изменяться от 0,02 до 0,2 Вт/(м2∙0С). Распределение температуры нефти или нефтепродукта, имеющих плотность, в стационарном режиме перекачки с расходом Q определяется формулой В.Г. Шухова:  (3)Теплопередачи от жидкости, текущей в трубопроводе, к окружающей среде. Если в качестве окружающей среды рассматривается грунт ( Tнар – температура окружающего грунта), то K есть коэффициент теплопередачи от жидкости в грунт; если же в качестве окружающей среды рассматривается воздух на поверхности земли ( Tнар – температура воздуха), то K есть коэффициент теплопередачи от жидкости, текущей в трубопроводе, в атмосферу. В системе СИ коэффициент K измеряется в Вт/(м2∙0С). Если помимо теплопередачи от нагретой жидкости в окружающую среду рассматривается также выделение тепла в вязкой жидкости за счет сил внутреннего трения ее слоев друг о друга (диссипативный разогрев), формула В.Г.Шухова представляется в виде:  (4)В терминах начальной и конечной температур жидкости на участке трубопровода формула В.Г.Шухова может быть представлена в виде:  (5)В этой формуле коэффициент K теплопередачи не содержится явно. Для расчета коэффициента K теплопередачи для трубопровода с несколькими слоями изоляции обычно используют формулу  (6)Коэффициент теплоотдачи от ядра потока жидкости к стенке трубы зависит от гидродинамической структуры течения. В среднем этот коэффициент может изменяться от 50 до 300 Вт/(м2∙0С). Коэффициент теплоотдачи через грунт в окружающую среду зависит от многих факторов – от свойств самого грунта и от условий съема тепла на поверхности земли, его значения могут составлять 1,0 10,0 Вт/(м2∙0С). При длительной стационарной работе горячего трубопровода, проложенного в грунте, коэффициент можно рассчитать по формуле Форхгеймера, заменив в формуле (6.6) произведение выражением  (7)где H – глубина заложения (оси) трубопровода; коэффициент теплопроводности грунта, Вт/(м2∙0С). При учете сопротивления теплоотдачи на границе «грунт-воздух» вместо последней формулы можно использовать другую приближенную формулу:  (8)– коэффициент теплоотдачи от поверхности грунта в воздух Потери напора h на трение на участке горячего нефтепровода (или нефтепродуктопровода) с протяженностью L выражаются формулой:  (9)Входящий в формулу коэффициент гидравлического сопротивления не постоянен, поскольку вязкость транспортируемой жидкости изменяется по длине участка из-за изменения ее температуры. Уравнение баланса напоров участка горячего нефтепровода, работающего совместно с нефтеперекачивающей станцией, имеет следующий вид:  (10)Расчетная часть       |