Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [ 34 ] 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

границей между областями смешанного и совершенно шероховатого трения.

А. Д. Альтшуль рекомендует следующие значения эквивалентной шероховатости: для новых бесшовных стальных труб k = 0,01 - -0,02 мм, после нескольких лет эксплуатации k 0,15-0,3; для новых сварных стальных труб k = 0,03-0,1, с незначительной коррозией после чистки - k = 0,1-0,2.

Для магистральных нефтепроводов диаметром до 377 мм принято, что k = 0,125 мм, а для труб большего диаметра = 0,1 мм.

Формулы Стокса, Блазиуса и Шифринсона имеют следующий общий вид:

X=.4/Re", (4.6)

где А и т - постоянные величины, m называется показателем режима движения жидкости.

Поставив (4.6) в уравнение Дарси-Вейсбаха (4.5) и учитывая Re = 4Q/(nDv), получим обобщенную формулу Лейбензона

Формула Лейбензона применяется в тех случаях, когда зависимость /г,; от Q должна быть выражена в явном виде. Величины т, А и f) приведены в табл. 4.1.

На графике Ig = / (Ig Re) зависимость (4.6) для указанных в таблице режимов течения выглядит в виде прямых линий, тангенс угла наклона которых к оси Ig Re равен т. В области смешанного трения, где X зависит не только от Re, но и от относительной шероховатости kID, линия Ig А, = / (Ig Re) оказывается плавной кривой. Показатель режима течения т в этой области - переменная величина. Последнее обстоятельство исключает возможность использования формулы Лейбензона в области смешанного трения. Это большой недостаток, так как область смешанного трения охватывает широкий

Таблица 4.1

Рис. 4.2. График зависимости Ig А. = = / (Ig Re)

интервал чисел Рейнольдса, при которых обычно ведутся перекачки маловязких нефтей и светлых нефтепродуктов. Однако ценой некоторой потери в точности расчетов этот недостаток может быть устранен.

Отметим на графике Ig Я, = / (Ig Re) (рис. 4.2) цифрой / точку на прямой Блазиуса, где Rcj = 10 (fe/D)~S и цифрой 2 точку на прямой Шифринсона, где Rej = 500 {klD)~ (границы области смешанного трения). Подставив Rcj в формулу Блазиуса, а Rcj в формулу Шифринсона, найдем Ig-i и Ig - ординаты точек / и 2. Теперь проведем через точки I и 2 прямую. Ее уравнение приводится к виду

\gK = 0,\27\gklD-0,627 - 0,123 Ig Re.

Приняв 10<M27 1gft/D-0.627 = Д ПОЛуЧИМ

(4.7)

Очевидно, замена кривой Ig Я, = / (Ig Re) прямой /-2 равносильна замене формулы Альтшуля формулой (4.7). Это дает возможность распространить формулу Лейбензона и на область смешанного трения. Для этой области в соответствии с (4.7) т = 0,123. Коэффициент i будет зависеть от k!D (так как от kID зависит А).

Его нетрудно вычислить по формуле

= 0,0802- I00.lgft/£>-0,627

4.3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УКЛОН В МАГИСТРАЛИ И НА УЧАСТКАХ С ЛУПИНГАМИ И ВСТАВКАМИ

Отложи.м вверх по вертикали от начальной и конечной точек профиля трассы напоры Н = pJigg) и = pJipg) (рис. 4.3). Концы полученных отрезков и Яз соединим прямой. Тангенс угла наклона этой прямой называется гидравлическим уклоном i. Предполагается, что диаметр трубопровода - одинаковый по всей длине, местных сопротивлений нет, расход по длине не изменяется. Из чертежа видно, что i = (Нi-H2~Az)/L. Но в соответствии с (4.4) Иi~H-Аг = h. Следовательно, физический смысл гидравлического уклона - по-

Рис. 4,3. Схема к определению Рнс. 4.4. Гидравлический уклон на раз-гидравлического уклона личных участках трубопровода

теря напора на трение, приходящаяся на единицу длины трубопровода:

. . 1 ш2 1 = К--

D 1R

или по Лейбензону

Удобно пользоваться следующей компактной формулой: i = /Q-"", где / = pv"/D-".

Прямая, соединяющая концы отрезков Н и Я., называется линией гидравлического уклона. Она показывает распределение напоров (а следовательно, и давлений) по длине трубопровода. Если на каком-либо участке трассы проложен параллельный трубопровод (лупинг) или трубопровод другого диаметра (вставка), то гидравлический уклон на нем будет отличаться от гидравлического уклона магистрали. Найдем соотношения между гидравлическими уклонами лупинга, вставки и магистрали. Будем считать, что режимы движения нефти в них одинаковы.

Пользуясь обозначениями рис. 4.4, имеем:

гидравлический уклон магистрали

,5-т

гидравлическийуклон луиингованного участка

1л= Р-

,5-m