Сбор и. Сбор и подготовка скважинной продукции
 Скачать 3.83 Mb.
|
9.3. Определение потерь напора на местные сопротивленияМестными сопротивлениями называются участки трубопровода, в которых происходит резкая деформация потока (к ним относятся, в частности, все виды арматуры трубопроводов – вентили, задвижки, тройники, колена и т.д.). Потери напора в местных сопротивлениях hM определяются по формуле Вейсбаха (в долях скоростного напора)  (86)где n– число местных сопротивлений; ω- средняя скорость потока за местным сопротивлением; ξ- коэффициент местного сопротивления, зависящий от его геометрической формы, состояния внутренней поверхности и Re, а для запорных устройств - от степени их открытия. При развитом турбулентном движении (Re > 104), что соответствует квадратичной зоне сопротивления для местных сопротивлений, ξКВ = const и определяется по справочникам. Потери напора в местных сопротивлениях можно рассчитать по формуле Дарси-Вейсбаха через эквивалентную длину lэкв, понимая под ней такую длину трубопровода, для которой hT = hM.  (87)где lП– приведенная длина трубопровода  (88)Обычно зона деформации потока в районе местного сопротивления мала по сравнению с длиной труб. Поэтому в большинстве задач принимается, что потери напора в местном сопротивлении происходят как бы в одном сечении, а не на участке, имеющем некоторую длину. Таким образом, полный перепад давления с учетом местных сопротивлений и рельефа местности определяется из формулы:  (89)При больших длинах напорных трубопроводов удельный вес местных сопротивлений невелик и ими при расчетах пренебрегают. При движении жидкости по трубопроводу происходит потеря давления по его длине, вызываемая гидравлическими сопротивлениями. Величина потерь давления (напора) зависит от диаметра трубопровода, состояния его внутренней поверхности (гладкая, шероховатая), количества перекачиваемой жидкости и ее физических свойств. Зависимость между путевой потерей напора и расходом жидкости, то есть hП = f(Q) называется гидравлической характеристикой трубопровода. 9.3.1. Графоаналитический способ решения задачОпределение пропускной способности трубопровода по заданным параметрам его и жидкости, а также определение минимального диаметра трубопровода по заданным напору, параметрам жидкости и трубопровода, пропускной способности проводится графоаналитическим методом. Рассмотрим алгоритм решения задач этого типа на примере первой задачи. Графоаналитический способ решения основан на предварительном построении графической зависимости hT=f(Q) - гидравлической характеристики трубопровода. Для этого: 1. Последовательно задаемся рядом произвольных значений Q. 2. Находим соответствующие средние линейные скорости ω. 3. Рассчитываем соответствующие параметры Re. 4. Рассчитываем соответствующие параметры λ. 5. Для каждого принятого значения Q находим потери напора hT. 6. По полученным данным строим график hT = f(Q). 7. Отложив на оси ординат известное значение H, на оси абсцисс находят соответствующее ему искомое значение Q. Аналогично решается и вторая задача: Задаются рядом d, находят для них hT, строят график hT = f(d) и по заданной величине H по графику находят соответствующее ему значение d. Потери напора на трение в трубопроводе определяются по формуле Дарси-Вейсбаха (70). Разновидностью этого выражения, часто применяемой при технологических расчетах трубопроводов, является формула академика Лейбензона:  (90)где Q и ν - соответственно объемный расход и кинематическая вязкость перекачиваемой жидкости;  β, А, m- коэффициенты, зависящие от режима течения жидкости. Формула (90) в явной форме выражает зависимость h от Q и получается из выражения (70) при условии, что λ определяется выражением вида  . (91)Формулы для расчета коэффициента гидравлического сопротивления в зависимости от режима течения приведены в табл. 8. Потеря напора на единицу длины трубопровода называется гидравлическим уклоном:  . (92)Для наглядности и представления о гидравлическом уклоне сделаем построение гидравлического треугольника: отложим от начальной А' и конечной B' точек на профиле трассы трубопровода статические (пьезометрические) напоры  и  и концы полученных отрезков соединим прямой AB. Эта прямая называется линией падения напора или линией гидравлического уклона. Она показывает характер распределения напора по длине трубопровода.Из построения следует, что гидравлический уклон является тангенсом угла наклона этой прямой к горизонту:  (93)то есть i = const. Величина  и характеризует потери напора на трение в трубопроводе и показывает, что разность статических напоров целиком затрачивается на преодоление гидравлических сопротивлений, возникающих при течении жидкости по трубопроводу.Таблица 8 Формулы для расчета коэффициента гидравлического сопротивления
| ||||||||||||||||||||
