ПЗ 69-70. Гидравлический расчет нефтепроводов и газопровод.

↑

Стр 1 из 3Следующая ⇒

283-284. ПЗ 69-70. Гидравлический расчет нефтепроводов и газопровод.

Цель:Изучить расчет нефтепроводов и газопроводов на примере основных расчетных параметров для проектирования.

Задачи: Провести расчеты для трубопроводов по вариантам по образцу.

Падение давления в трубопроводных системах и расчет гидравлического сопротивления трубопроводов

Расчет трубопровода производят с целью определения напора, необходимого для преодоления возникающего гидравлического сопротивления, что в свою очередь необходимо для правильного подбора машины для перекачки жидкой или газообразной среды.

Рис. 1.1 Факторы, определяющие падение давления в трубопроводе

В общем случае падение давления в трубе может быть рассчитано по следующей формуле:

Δp=λ·(l/d1)·(ρ/2)·v²

Δp – перепад давления на участке трубы, Па; l – длина участка трубы, м; λ - коэффициент трения; d₁ – диаметр трубы, м; ρ – плотность перекачиваемой среды, кг/м³; v – скорость потока, м/с.

Гидравлическое сопротивление может возникать вследствие различных факторов, и выделяют две основные группы: сопротивления трения и местные сопротивления.

Сопротивление трению обусловлено различного рода неровностями и шероховатостями на поверхности трубопровода, соприкасающегося с перекачиваемой средой. При течении жидкости между ней и стенками трубопровода возникает трение, оказывающее тормозящий эффект и требующее дополнительных затрат энергии на свое преодоление. Создаваемое сопротивление во многом зависит от режима течения перекачиваемой среды.

При ламинарном течении и соответствующих ему низких значениях числа Рейнольдса (Re), характеризующимся равномерностью и отсутствием перемешивания соседних слоев жидкости или газа, влияние шероховатости незначительно. Это связано с тем, что крайний вязкий подслой перекачиваемой среды часто оказывается толще, чем слой, образованный неровностями и выступами на поверхности трубопровода. При таких условиях трубопровод считается гидравлически гладким.

При увеличении числа Рейнольдса толщина вязкого подслоя уменьшается, вследствие чего прерывается перекрытие неровностей подслоем и влияние шероховатости на гидравлическое сопротивление возрастает и становится зависимым как от числа Рейнольдса, так и от средней высоты выступов на поверхности трубопровода.

Дальнейшее увеличение числа Рейнольдса переводит перекачиваемую среду в режим турбулентного течения, при котором вязкий подслой полностью разрушается, а создаваемое трение зависит только от величины шероховатости.

Расчет потерь на трение ведется по формуле:

H_Т=[(λ·l)/d_э]·[w²/(2g)]

H_Т – потери напора на сопротивление трению, м; [w₂/(2g)] – скоростной напор, м; λ – коэффициент трения; l – длинна трубопровода, м; d_Э – эквивалентный диаметр трубопровода, м; w – скорость потока, м/с; g – ускорение свободного падения, м/с².

Область течения

Диапазон числа Рейнольдса

Формула коэффициента трения λ

Гладкое течение

2320 < Re < 10/e

λ=(0,316/Re^0,25)

Смешанное течение

10/e < Re < 560/e

λ=0,11·[e+(68/Re)]^0,25

Турбулентное течение

Re>560/e

λ=0,11·e^0,25

В таблице:

e = Δ/d_э; e – относительная шероховатость трубы; Δ – абсолютная шероховатость трубы (мм); d_э – эквивалентный диаметр трубы (мм); Re = (w·d_э·ρ)/μ; Re – критерий Рейнольдса; w – скорость потока (м/с); d_э – эквивалентный диаметр трубы (м); ρ – плотность среды (кг/м3); μ – динамическая вязкость (Па·с)

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов