Задачи. Решение Определяем массу погонного метра трубы

Название	Решение Определяем массу погонного метра трубы
Анкор	Задачи
Дата	16.06.2022
Размер	84.68 Kb.
Формат файла
Имя файла	Задачи.docx
Тип	Решение #595882

Задача 1. Вариант 15.

Дано:

Dн = 820 мм (0,82 м)

δ = 12 мм (0,012 м)

l = 10,8

lтр = 11

lпл = 4

L = 154 км (154 x 10³м)

n = 2

Т = 8 мес

tсут = 18

К = 0,9

Кm = 0,8

tпог = 0,25

tвыг = 0,25

Vгр = 26

Vпор = 30

Марка трубовоза – 5

Решение:

Определяем массу погонного метра трубы:

m (п / м) = 24,66 x δ (Dн - δ) =; где Dн и δ – соответственно внешний диаметр и толщина стенки сооружаемого трубопровода, (м).

m (п / м) = 24,66 x 0,012 (0,82-0,012) = 0,2391 т/м.

Общий вес намечаемого к перевозке груза определяется по формуле:

G = m (п / м) x L, (т)

G = 0,2391 x 154 x 10³= 36,82 x 10³ (т).

Находим массу одной трубы (плети):

m = m (п / м) x l, где l – длина трубы (м).

m = 0,2391 x 10,8 = 2,582 т

Согласно исходным данным марка трубовоза ПТ-30. С таблицы, где приведены технические характеристики трубоплетевозов находим грузоподъемность данного трубовоза Q = 23,0 т – для дорог с твердым покрытием. С учетом допустимого недогруза (15%) определяем число труб, погружаемых на трубовоз (плетевоз).

q =

;

q =

8,907, принимаем 8 шт.

Определяем фактическую грузоподъемность трубовоза (плетевоза):

Q = q x m;

Q = 8 x 2,582 = 20,656 т.
6) Необходимое количество транспортных средств на период строительства промыслового трубопровода рассчитываем по формулам:

- для трубовозов:

где

– расстояние перевозки груза трубовозом, км;

– соответственно скорость движения машины с грузом и без него, км/ч;

– время погрузки и выгрузки труб соответственно, ч;

– коэффициент использования рабочего времени, учитывающий состояние дорог, климатические условия и другие факторы;

– продолжительность строительства трубопровода, мес;

– продолжительность работы смени, ч,

N_тр=

= 17,7 принимаем 18 шт.
- для плетевозов:

N_тр=

= 10,8 = принимаем 11 шт.
7)Общее число транспортных машин

N = 29 шт.
С учетом коэффициента организационно-технических перерывов

необходимое число транспортных средств будет равно

N_k = 37 шт.
Задача 2. 15 вариант.

Дано:

Рк = 1,3 (МПа)

L = 8 км

D = 0,25 м

G = 4523 т/сут

ρ = 0,85 т/м³

ν = 98 мм²/с

Решение:

Определяем скорость движения нефти:

V = G/S = 4xG

πxD²xρ;

V= 4 x

3,14x0,25²x0,85 = 1,25 м\с

Находим критерий Re:

Re =

;

Re =

= 3188,78 - значение Re≥2320, значит, режим течения турбулентный и коэффициент гидравлического сопротивления определяется согласно λ = 0,3164/ Re^0,25

λ = 0,04210

Гидравлические потери давления находят по формуле (плотность кг/м3):

ΔP= λ x

x p; (Па)

ΔP= 0,04210 x

0,8946 x 10⁶ Па

= 0,8946 МПа

Необходимое начальное давление определяется:

Pн = Pк + ΔP

Pн = 1,3 + 0,8946 = 2,1946 МПа
Задача 3. 15 вариант.

Дано:

L = 8 км

D = 0,25 м

G = 218 т/час

p = 0,85 т/м3

μ = 20 мПа*с

q1 = 50 т/час

q2 = 38 т/час

q3 = 70 т/час

l1 = 1500 м

l2 = 4000 м

l3 = 150 м

P = 2,21 МПа

Решение:

Рассчитываем длину последнего участка коллектора:

l₄ = 8000 – 1500 – 4000 – 150 = 2350 м.

Находим массовый расход нефти на каждом из четырех участков сборного коллектора:

G₁ = 218 т/час

G₂ = 218 – 50 = 168 т/час

G₃ = 168 – 38 = 130 т/час

G₄ = 130 – 70 = 60 т/час

Определяем скорость движения нефти на каждом из участков:

V₁ =

= 1,45 м/с

V₂ =

= 1,12 м/с

V₃ =

= 0,86 м/с

V₄ =

= 0,4 м/с

Рассчитываем число Рейнольдса на участках коллектора:

Re₁ =

= 15 406,25
Re₂ =

= 11 900
Re₃ =

= 9 137,5
Re₄ =

= 4 250

Поскольку для всех четырёх участков сборного коллектора выполняется условие:

Re₁ = 15 406,25

Re_кр = 2320

Re₂ = 11 900

Re_кр = 2320

Re₃ = 9 137,5

Re_кр = 2320

Re₄ = 4 250

Re_кр = 2320,

то режим движения нефти на этих участках турбулентный в зоне гладкостенного трения. Для расчета коэффициента гидравлического сопротивления трубопровода используем формулу Блазиуса:

λ₁ =

= 0,0284
λ₂ =

= 0,0303
λ₃ =

= 0,0324
λ₄ =

= 0,0392

По формуле Дарси-Вейсбаха определяем потери давления от трения на каждом участке сборного коллектора:

= 152 263,05 Па = 0,152 МПа

= 0,0303

= 258 456,576 Па = 0,258 МПа

= 0,0324

= 6 110,5752 Па = 0,0061 МПа

= 0,0392

= 25 056,64 Па = 0,025 МПа

Находим общий перепад давления в сборном коллекторе:

P = 0,152 + 0,258 + 0,0061 + 0,025 = 0,4411 МПа

Давление нефти в конце сборного коллектора:

P_k = 2,21 - 0,4411 = 1,77 МПа
Задача 4. Вариант 15.

Дано:

μн = 5 мПа*с

ρн = 784 кг/м3

ρв = 1000 кг/м3

Размер капель воды:

1 = 3 мкм

2 = 4 мкм

3 = 5 мкм

4 = 10 мкм

5 = 20 мкм

6 = 30 мкм

7 = 40 мкм

8 = 50 мкм

9 = 60 мкм

10 = 80 мкм

11 = 100 мкм

12 = 200 мкм

Решение

Рассчитываем числовое значение критерия Архимеда:

где

– ускорение силы тяжести,

Ar₁ =

= 0,000001794

Граничные значения критерия Архимеда в области ламинарного режима осаждения капель определяются выражением:

Критерий Архимеда Ar₁не удовлетворяет данному условию, осаждение капель происходит в переходном режиме и скорость осаждения определяется по формуле:

= 0,00002563611 м/с = 9,23 см/ч
Ar₂ =

= 0,00000425283
Критерий Архимеда Ar₂не удовлетворяет данному условию, осаждение капель происходит в переходном режиме и скорость осаждения определяется по формуле:

= 0,00003560905 м/с = 12,82 см/ч

Ar₃ =

= 0,00000830632

Критерий Архимеда Ar₃не удовлетворяет данному условию, осаждение капель происходит в переходном режиме и скорость осаждения определяется по формуле:

= 0,00004594409м/с = 16,54 см/ч

Ar₄ =

= 0,00006645058
Так как для данного случая выполняется двойное неравенство

то критерий Архимеда удовлетворяет условию, поэтому осаждение капель происходит в области ламинарного режима и их скорость определяется по формуле:

= 0,00000235439 м/с = 0,85 см/ч
Ar₅ =

= 0,00053160468

Так как для данного случая выполняется двойное неравенство

= 0,00000941758 м/с = 3,39 см/ч

Ar₆ =

= 0,00179416581
Так как для данного случая выполняется двойное неравенство

= 0,00002118957м/с = 7,63 см/ч
Ar₇ =

= 0,00425283748

Так как для данного случая выполняется двойное неравенство

= 0,00003767038 м/с = 13,56 см/ч

Ar₈ =

= 0,0083063232

Так как для данного случая выполняется двойное неравенство

= 0,00005885999 м/с = 21,19 см/ч

Ar₉ =

= 0,01435332648

Так как для данного случая выполняется двойное неравенство

= 0,00008475839 м/с = 30,51 см/ч

Ar₁₀ =

= 0,03402269984

Так как для данного случая выполняется двойное неравенство

= 0,00015068159 м/с = 54,25 см/ч

Ar₁₁ =

= 0,0664504

Так как для данного случая выполняется двойное неравенство

= 0,00023543934 м/с = 84,76 см/ч

Ar₁₂ =

= 0,5316044

Так как для данного случая выполняется двойное неравенство

= 0,00094175949 м/с = 339,03 см/ч

№ п/п	Диаметр капель воды d, мкм	Критерий Архимеда Ar×10⁴	Скорость свободного осаждения ω_o, см/ч
1	3	0,01794	9,23
2	4	0,0425283	12,82
3	5	0,0830632	16,54
4	10	0,6645058	0.85
5	20	5,3160	3,39
6	30	17,9417	7,63
7	40	42,5284	13,56
8	50	83,063	21,19
9	60	143,53	30,51
10	80	340,23	54,25
11	100	664,5	84,76
12	200	5316,04	339,03

Задача 5. Вариант 15.

Дано:

G = 37 млн.т/год

L = 510 км

ΔΖ = 110 м

ρ20 = 835 кг/м3

ν20 = 22 сСт

ν50 = 11 сСт

tрасч = 14 0С

Решение

Определение плотности нефти при заданной температуре:

p_{t =} = 839 кг/м³.

Определение вязкости при расчетной температуре:

u =

V_t= V_t

= 22

= 25,3 сСт

Определение расчетной производительности:

Q_расч=

= ; где Np – число рабочих дней трубопровода в году, сут.; G – производительность нефтепровода, т/год; ρt – плотность нефти при температуре перекачки, т/м3.
Q_расч=

= 5 250,01 м³/ч = 1,46 м³/с.

Определение толщины стенки:

Определяем марку насоса и найдем напор насоса при верхнем и нижнем роторе, при числе рабочих насосов По величине часового расхода Q_расч = 5 250,01 м³/ч выбираем насос основной магистральный НМ 7000-210 и подпорный насос НПВ 5000-120.

Характеристика работы насоса При Q=5250,01 м3 /час ≈ 4714 м3 /час, Н1=220 м (ротор верхний), Н2=160 м (ротор нижний).