ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ НЕФТЕБАЗ. НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ГИДРАВЛИКИ ТРУБОПРОВОДОВ И РЕОЛОГИИ НЕФТЕПРОДУКТОВ (1973 год)

Главa 2

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ НЕФТЕБАЗ. НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ГИДРАВЛИКИ ТРУБОПРОВОДОВ И РЕОЛОГИИ НЕФТЕПРОДУКТОВ (1973 год)

1) Для краткости изложения под нефтепродуктами подразумевается и нефть.

Основная цель гидравлического расчета трубопроводов нефтебаз — определение энергии, требуемой для перекачки по ним нефтепродуктов с заданным расходом. Если трубопроводы самотечные (напорные л безнапорные), задача гидравлического расчета сводится к определению размеров сечения трубы при известном уклоне. Исходными данными для гидравлического расчета являются: расход, физические свойства нефтепродуктов (вязкость, плотность, давление насыщенных паров, температура), профиль и план трассы, а также технологическая схема с указанием всех местных сопротивлений и длин отдельных участков трубопровода.

Вязкость
Сопротивление жидкости при ее движении по трубам объясняется вязкостью. Впервые понятие «вязкость» было введено Ньютоном, который связал явление внутреннего трения в жидкости с ее вязкостью известной формулой

Неньютоновские жпдкости

Если построить зависимость, выраженную формулой Ньтоюна (2.1), то закон течения жидкости изобразится прямой линией 3. представленной на рис. 2.4.

У многих жидкостей зависимость между напряжением и градиентом скорости изменяется во времени и потому не может быть выражена простыми формулами. Жидкости, обладающие свойством изотермического самопроизвольного увеличения прочности структуры во времени и восстановления структуры после ее разрушения, называются тиксотропными. Примером таких жидкостей являются некоторые парафинистые нефти.

При выполнении гидравлических расчетов необходимо руководствоваться следующими ориентировочными значениями скоростей: 0,5—1,5 м/с для всасывающих и 0.8—2.5 м/с для нагнетательных трубопроводов. Меньшие скорости относятся к высоковязкими нефтепродуктам, большие — к маловязким. При скоростях, менее указанных, трубопроводы получаются большего диаметра, расход металла возрастает. При больших скоростях значительно увеличиваются гидравлические сопротивления. Более строго задача об оптимальных скоростях (при заданном расходе) решается путем нахождения экстремума уравнения приведенных суммарных эксплуатационных и капитальных затрат.

Потеря напора на трение в круглых трубах определяется по формуле Дарси — Вейсбаха

Здесь а — коэффициент, зависящий от «эквивалентной шероховатости» к (т. е. от такой величины выступов однородной абсолютной шероховатости, которая при подсчетах дает величину потери напора, одинаковую с действительной шероховатостью). Значение к определяется па основании гидравлических испытаний трубопроводов и пересчета пх результатов по соответствующим формулам. Значения ей к приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1
Значения абсолютной и эквивалентной шероховатостей внутренней поверхности нефтепроводных труб

При пользовании формулой (2.23) следует иметь в виду, что она не применима для зоны гидравлически шероховатых труб.

Местные сопротивления

Помимо потерь на трение в трубопроводах могут возникать еще и местные потери напора, вызываемые различными запорными, регулирующими устройствами (задвижки, затворы, диафрагмы) и возникающие в местах изменения сечения трубы или направления движения жидкости. Местные потери напора иногда составляют значительную часть от общих потерь напора в системе (например, во всасывающих и самотечных трубопроводах).

Потери напора на местные сопротивления определяются по формуле Вейсбаха

Входы жидкости в трубу из резервуара, когда:

труба не вдается внутрь резервуара................................20

труба вдается внутрь резервуара..................................40

Колена радиусом от 2 до 8 диаметров..................................10

Угольник стандартный....................................30

Тройники:

без поворота потока................................................50

с поворотом потока................................................60

Задвижка открытая..................................................10

Компенсаторы:

сальниковый.......................................10

П-образный ............................120

П-образный с коленом, имеющим радиус закругления, равный

диаметру.................................80

лирообразный ...........................100

фильтры:

для светлых нефтепродуктов........................................75

для темных нефтепродуктов....................100

Клапан обратный......................................................75

содержание .. 4 5 6 7 ..