Задача 1
Вариант № 1
В начало сборного коллектора (рис. 1) длиной и диаметром подается нефть в количестве коэффициентом дина-мической вязкости и плотностью . К коллектору в разных точках подсоединены три трубопровода с подачами , , . Диаметр коллектора в местах подсоединения кол-лектора изменяется. Протяженности отдельных участков сборного коллектора , и . Определить диаметры , , и общие потери напора в коллекторе при условии, что и .
Решение
Рис. 1. Схема сборного коллектора
Все заданные участки нефтепроводов рассмотрим по ГОСТ 10704-91.
Объемный расход нефтепровода на первом участке:
Средняя скорость движения нефти на первом участке:
Критерий Рейнольдса для первого участка:
Коэффициент трения при :
Коэффициент трения на первом участке:
Потеря давления нефти на первом участке:
Массовый расход нефти на втором участке:
Массовый расход нефти на третьем участке:
Массовый расход нефти на четвертом участке:
Объемный расход нефтепровода на втором участке:
Объемный расход нефтепровода на третьем участке:
Объемный расход нефтепровода на четвертом участке:
Таблица 1. Расчет условного прохода второго участка
Dy2, мм
| dp2, м
| Q2, м3/с
| w2,м/с
| лямбда2
| перепад давления 2
| 350
| 0,378
| 0,013889
| 0,123827
| 0,103026
| 1755,232
| 0,001755232
| 350
| 0,378
| 0,013889
| 0,123827
| 0,103026
| 1755,232
| 0,001755232
| 350
| 0,378
| 0,013889
| 0,123827
| 0,103026
| 1755,232
| 0,001755232
| 350
| 0,378
| 0,013889
| 0,123827
| 0,103026
| 1755,232
| 0,001755232
| 350
| 0,378
| 0,013889
| 0,123827
| 0,103026
| 1755,232
| 0,001755232
| 350
| 0,378
| 0,013889
| 0,123827
| 0,103026
| 1755,232
| 0,001755232
| 350
| 0,378
| 0,013889
| 0,123827
| 0,103026
| 1755,232
| 0,001755232
| Таблица 2. Расчет условного прохода третьего участка
Dy3, мм
| dp3, м
| Q3, м3/с
| w3,м/с
| лямбда3
| перепад давления 3
| 350
| 0,378
| 0,024306
| 0,216697
| 0,087255
| 6828,802
| 0,0068288
| 400
| 0,429
| 0,024306
| 0,168237
| 0,09055
| 3763,689
| 0,00376369
| 450
| 0,48
| 0,024306
| 0,134386
| 0,093594
| 2218,472
| 0,00221847
| 450
| 0,48
| 0,024306
| 0,134386
| 0,093594
| 2218,472
| 0,00221847
| 450
| 0,48
| 0,024306
| 0,134386
| 0,093594
| 2218,472
| 0,00221847
| 450
| 0,48
| 0,024306
| 0,134386
| 0,093594
| 2218,472
| 0,00221847
| 450
| 0,48
| 0,024306
| 0,134386
| 0,093594
| 2218,472
| 0,00221847
| Таблица 3. Расчет условного прохода четвертого участка
Dy4, мм
| dp4, м
| Q4, м3/с
| w4,м/с
| лямбда4
| перепад давления 4
| 350
| 0,378
| 0,034722
| 0,309567
| 0,078536
| 16725,01
| 0,016725
| 400
| 0,429
| 0,034722
| 0,240338
| 0,081471
| 2982593
| 2,982593
| 450
| 0,48
| 0,034722
| 0,19198
| 0,084187
| 5429,927
| 0,00543
| 500
| 0,532
| 0,034722
| 0,156284
| 0,086767
| 3346,211
| 0,003346
| 500
| 0,532
| 0,034722
| 0,156284
| 0,086767
| 3346,211
| 0,003346
| 500
| 0,532
| 0,034722
| 0,156284
| 0,086767
| 3346,211
| 0,003346
| 500
| 0,532
| 0,034722
| 0,156284
| 0,086767
| 3346,211
| 0,003346
|
Рнач, Мпа
| 6,14759
| 3,577562
| 0,598854
| 0,59677
| 0,59677
| 0,59677
| 0,59677
| Таблица 4. Сводная таблица результатов расчета
Номер участка
|
|
| 1
| 350
| 378
| 2
| 400
| 429
| 3
| 450
| 480
| Вывод: в ходе выполнения практической работы были определены диаметры коллектора в местах подсоединения коллекторов они составляют Dу2=350 мм, Dу3=400 мм, Dy4=450 мм, а также были рассчитаны потери напора. Расчет выполнялся с помощью Excel. Коэффициент λ является безразмерной переменной величиной, зависящей от ряда характеристик: диаметра и шероховатости трубы, вязкости и скорости жидкости.
Влияние этих характеристик на величину λ проявляется по-разному при различных режимах движения в трубе. В одном диапазоне измерение чисел Рейнольдса на величину λ влияет в большей степени скорость, в другом диапазоне преобладающее воздействие оказывают геометрические характеристики: диаметр и шероховатость трубы |