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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284

высокое, а расходы достаточно велики для того, чтобы можно было применять без сомнений одну из трех формул, приведенных в начале парафафа. Однако желательно использовать более точную формулу, например ту, которая предложена группой по газу парижского региона Газ де Франс, или формулу Хааланда.

1.11.2.5.3.4. Реальные значения внутренней шероховатости

Принимается, что внутренняя шероховатость К достигает следующих приближенных значений:

Тип и состояние трубопровода

Стальные трубы без покрытия:

- новые ...............

- послв 6 меся14вв на воздухе ....

- после 1 года на воздухе......

- после 2 лет на воздухе......,

Трубопровод с пластиковым покрытием. . Трубопровод после пескоструйной обработ-

Трубопровод, очищенный скребком

Оценочное значение К (микрометры)

. 13-19 . 25-32 38 44 5-7,5 5-7,5

7,5-12,5

1.11.2.5.4. Практические методы расчета потерь напора

Правила расчета потерь напора были установлены управлением исследований и новой техники Газ де Франс на базе формулы Ренуара и управлением по добыче и транспорту Газ де Франс, которое использует формулу Панхендла (Panhandle) (1).

Недавно управлением исследований и новой техники Газ де Франс была разработана профамма расчета потерь напора, позволяющая применение любой формулы из § 1.11.2.5. Эта расчетная профамма предназначена для микрокалькуляторов типа IBM-PC или совместимых с ними. Она написана специально для газовой промышленности и доступна для пользователей, не имеющих никакого образования в области информатики.

Кроме этого можно использовать номограммы.

1.11.3. Адиабатические течения газа при больших скоростях

(адиабатическое течение) можно получить:

Т-1п

Y-1 Р,

-Л(о

Y - отношение удельных теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме;

Л(1) - потери энергии на трение.

1.11.3.2. Трубка Вентури

Если принять:

Л(о = О (конусность сужающейся и расширяющейся частей выражена нечетко)

ЛР =

р,и?г

(36)

где ЛР - изменение давления между сечениями S, (вход и выход) и 8г (сужение), а ЛР счита-

ется малым по сравнению с Р„ с = - -коэффициент сужения. Для жидкости (р постоянна):

Pi и? ,

др = Ц--(с-1) (37)

1.11.3.3. Адиабатическое

дросселирование в штуцере

1.11.3.1. Соотношение Сен-Венана

Из уравнений:

pUc/U + dP = рско и - = const Р

(1) Сборник этих правил можно купить возле здания Общества развития газовой промышленности во Франции по адресу: 17, rue Alfud-Roll, 75017, Paris.

Применим соотношение Сен-Венана при = 0:

- если Рг > Р, i:) или 0.526Р, приу = 1.41

U2 =

(36)

Массовый расход:

Sc - сечение сужения,

2 Р„

т-1-1

(39)

Q - функция отношения =-, возрастающая при

уменьшении -= от 1 до 0.526. Pi

-Если Р,<Р,(-)-

давление в сужении остается равным:

>+1

Скорость в сужении:

2у Р,

Y+1 р,

Массовый расход:

P,Pi

(40)

(41)

(42)

Массовый расход зависит только от Р,.

1.11.3.4. Смесители

Отношение массовых расходов впрыскиваемого флюида и моторной жидкости может быть рассчитано по следующей формуле:

Р,-Рп

Pi-Po (1+т)(Ро-нтр,)

Pi и Pi -давление и плотность моторной жидкости на входе в сужение,

Ро и ро - давление и плотность впрыскиваемого флюида в верхней части инжектора,

Рг - давление смеси на выходе из расширения,

а - коэффициент (<1), учитывающий трение, а также формулу смесителя {= 0.50 -0.55).

1.11.4. Нестационарное течение газа

Если трубопровод горизонтальный и цилиндрический, имеет место

Sdxij)dt = SpUdf - S изменение масса

3(pU) 1 pU + -dx

газа, масса газа, массы флю- прошедшая прошедшая че-ида в элемен- через вход- рез выходное те объема Sc/x ное сечение 1 сечение 2

ч,.

за время dt

или, после упрощений:

Эр , Э(ри) Эх

(44)

(45)

(уравнение неразрывности или сохранения массы).

С другой стороны:

,Эи ,,Эи, ЭР Э(1) РЭГЭРЭ]

(46)

(сохранение энергии).

Расчеты и опыт показывают, что инерционные слагаемые пренебрежимо малы:

ЭР 3W Эх Эх

(47)

Уравнения (47) и (45) используются в исследованиях нестационарного течения газа в трубопроводном транспорте. На практике их используют в следующей форме:

f р = -

(уравнение потерь напора),

ЭР ВЭО dt оЧх

(48)

(49)

1.11.4.1. Теория

нестационарного течения

Скорость флюида в каждой точке меняется во времени /.

(уравнение неразрывности),

А и В - константы, Q - расходы при ОС и 1,013 бар.

Решение этих уравнений позволяет выявить закономерности различных процессов.

1.11.4.2. Численные решения

Уравнения, описывающие нестационарное течение, являются дифференциалы4ыми уравнениями в частных производных (уравнение Навье-Сток-са). Они крайне редко имеют решения, которые можно выразить в аналитической форме с помощью элементарных функций. В связи с этим приходится прибегать к различным способам дискретизации, смысл которых заклкунается в замене непрерывной задачи на приближенный дискретный аналог.

В результате возникает необходимость решения систем алгебраических или дифференциальных уравнений. Для этого применяются методы, разделяющиеся на две фуппы: методы, использующие технику конечных разностей, и более новые методы - конечных элементов. Соответствующие расчетные программы позволяют моделировать нестационарные течения газа в сложных сетях. В частности, они имитируют влияние аварии, например, прорыва трубы, на работу сети.

1.11.5. Течения жидкостей в цилиндрических трубопроводах

При этом:

1.11.5.1. Обицая формула

Р, - Рг = KSXOLD-

(50)

(обозначения те же, что и для газа, за исклкунени-ем S, которая является плотностью по отношению к воде).

Значения коэффициента сопротивления Я. в зависимости от числа R, и относительной шероховатости такие же, как для газа.

1.11.5.2. Течение воды: потери напора в водопроводных сетях

Пусть:

ЛР - потери напора в метрах водяного столба на метр длины трубопровода,

D - внутренний диаметр трубопровода в метрах,

и - скорость воды, м/с.

Скорости, достижимые на практике:

и = 0,5 - 3 м/с

1.11.5.2.1. Формула Дарси

др= 4

D и

Применима при 0.040м < D < 0.500м.

(51)

Формула Дарси: коэффициенты аир. 1.11.5.2.2. Формула Мориса Леви

рдр /о

Применима при D < 0.500м. При этом:

(52)

Формула Мориса Леви.

1.11.5.2.3. Формула Кольбрука

ЛР = X

При этом:

= - 21од

( К .2,51л U7D RJ

(53)

(54)

К - коэффициент шероховатости:

0.0001-для новых

труб;

0,0020- для труб, бывших в употреблении

R, - число Реинольдса:

Г 557 ООО D при ОС, 11250000 D при ЗОХ.

Формула Кольбрука.