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

Nu = 0,024 (Re)»««« для Re > 50ООО ,

тце и„ - составляшцая скорости ветра, нащшвленная по нормали к тру-бощюврду; параметры р, ц, X определены для (Г;„, + Г,)/2.

Пренебрегая нагреваниям трубопровода солнечными лучами, можно считать, что обмен тепловой энергией посредством излучения осуществляется между внешней поверхностью труб и окружающей средой с температурой Г,. При допущедии, что вся излучаемая трубами энергия пэтлоцается окружакнцей средой, коэффициент теплоотдачи А/; при излучении имеет вид

*» = «« t"Z = (т?- + + т.). (4.9)

Здесь 7j„j и Г, - абсолютные значошя соответствукнцих температур; 6 - интегральная изпучательиая способность внешней поверхности теплоизоляции; о=5,6710-" BimIT* (437810-» ккалм-"ч-К-*) -постоянная Стефана-Больцмана (см. раздел 1.1.3).

Для изоляции с заданными характеристиками член гфс + кц) в (4.2) зависит от темтратуры внедшей поверхности Г/„1 Т1гбопровода, которая в свою очередь является функциш суммарного коэффициента теплоотдачи hg (соотношение 4.6). Следовательно, hg и осевое распреде-ледие теплопотерь можно найти методом последовательных приближений.

В табл. 4.2 приведены данные по осевому распределению теплопотерь в наземных трубопроводах.

Заглубленный трубопровод. Если заглубленный в землю трубопровод не покрыт теплоизоляцией, то тепловое сопротивление между протекакнцей жидкостью и окружающей средой 1фа{е>ежимо мало; если же он теплоизолирован, то общее тепловое сопротивление равно

Дпя оокрнцения количеспа нтцшай или дшсе отказа от использования ме-тош последовательных привлккений было предложено спедужхщее выражение для Огммы hQ+ hjf для наземного теплоиэолирсяанного трубопровода [4.2] :

*с+*в« (0.12 в, -2.14)+8,21 -0,8 log d (ккал-м--ч--С)

ли

(Вт OU « 10,12 6, - 2,14)+9,54 - 0,93 log d (Вт-м--ir ») ,

где Xa,j - коэффициент теплопроводности изоляционного Mareimana (ккал-м-х Хч~.°(Г ипиВт-м--К-); Аг - толщина слоя изоляционного маяе1яала (дюймы); ву - температура нагретой жидкое» ("О; d - иомнналный диаметр трубопровода (двймы).

Таблица 4.2

Измфсииые пнопосги поюка тсолоиых norqtb в повцжностных трубсшроводш [4.3]

d : иоминалышй диаметр труб Аг,-: толщина теплоизоляции

тепловому содфотивлению изоляционного материала. Теплообмен между внешней поверхностью трубо1ц>овода и окружающей средой обусловлен нестацишфным процессом теплопроводности. В дальнейшем будем считать, что трубопровод 1ц>опожен на достаточнсж глубине, чтобы на теплотрассу не влияла температура на поверхности земли и можно было рассматривать температурное поле трубопровода как осесимметричное.

Вьфажение для потока тепловых потерь на внешней стенке трубы с температурой Tg прн неустановившемся радиальном переносе тепла имеет вид

9 =2i-j (Т.-Т,) ,

(4.10)

где Тр - начальная температура окружакяцего грунта лХр - его коэффициент теплопроводности. \

Вид функции ДО можно получить из решения задачи о радиальной тепло1фоводнос1и бескодеою длиннето цилиндра [4]. Бели время t, отсчитываемое от начала Щфкуляции нагретых жидкостга внутри трубопровода, 1февыцает несколько суток, то Дг) 01федепяют на основе следующего асимптотического соотношения [4.4]:

2 г,

(4.11)

Здесь ар = Хр/ (рСр) - козффициоп температуропроводности грунта; tg - наружный радиус труба.

Для нетеплоизол1фованного трубопровода rg=r[ и = г/и, для теплотрассы, помещенной в теплоизолирующий кожух. В первом случае Tg f» Ту в потоке жидкости (теплопроводность стали очень велика). Если же трубощювод теплоизолирован и коэффициент теплощюводкос-ти изоляции равен Х,-„,, то можно записать

Так как (Г, - Тр) = (Т, - + (Г - Г,-), то 2у: (Т.-Т,)

Свойства теплоносителя, протекающего по наземным трубопроводам. При использовании нагретых жидкости наземные трубопроводы имеют о&пно незначительную протяженность, потому чю, как правило, теппогшераторы устанавливаются как можно ближе к скважине. Диаметр труб теплотрассы достаточно велик, что дает возможность 1феиебречь потерями на трение.

Местные гидравлические сопротивления в задвижках, служащих дш свижения давления хешкжосителя, 1ц>иводят кдpocoeпIqювaнию потока практически без сннжашя энтальпии. Энтальпия потока в наземном трубопроводе уменьшается только за счет тепловых потерь.

Если к скважине подается нагретая вода или перегретый водянсж пар, потерн теплоты приводят к понижению температуры теплшосителя, если же подается влажный водяной пар, тепловые потери обусловливают юменоше состояния хеплоиоситепя - меняется степень его сухости & хемпгура остается постоянной 1ц>и условии неизмошости давлгаия.

Когда по трубопроводу протекает нагретая вода с удельной теплоемкостью cg и массовым расходом т, для участка трубы длиной / в единицу времени выполняется равенство

£ф<и=Ас.(т?-т:)

где Tg и - темпцжгура воды соответствееио на выходе из нагргаате-ла и на устье скважины. Следовательно,

(4.13)

Ирл нагнетании пара учет фазового превращения 1ц>и определоош " wnnoBOTO баланса системы позволяет оценить его сухость в пароводяной смеси, подаваемой в скважину:

1Де И* - энтальпия воды; Jifn - соответственно энтальпия и скрытая mnoia парообразования воды при давлоош на входе в скважину