Значения коэффициентов для различных режимов течения жидкости
Режим течения | , с2/м | |||
Ламинарный | 4,15 | |||
Турбулентный | гидравлически гладкие трубы | 0,25 | 0,0246 | |
смешанное трение | 0,123 | |||
квадратичное трение |
Суммарные потери напора в трубопроводе составляют
, (2.22)
где - коэффициент, учитывающий надбавку на местные сопротивления в линейной части нефтепровода; - разность геодезических отметок, м; Nэ – число эксплуатационных участков (назначается согласно протяжённости эксплуатационного участка в пределах 400 – 600км; - остаточный напор в конце эксплуатационного участка, hост=30-40м.
Гидравлический уклон магистрали определяется как отношение потерь напора на трение к расчётной длине нефтепровода по формуле:
. (2.23)
На основании уравнения баланса напоров
(2.24)
необходимое число перекачивающих станций составит
. (2.25)
Как правило, значение оказывается дробным и его следует округлить до ближайшего целого числа.
В случае округления числа НПС в меньшую сторону, когда , то напора станции напора станции недостаточно, следовательно, для обеспечения плановой производительности Q необходимо уменьшать гидравлическое сопротивление трубопровода прокладкой дополнительного, параллельно идущего трубопровода – лупинга. При этом характеристика трубопровода станет более пологой и рабочая точка А1 сместится до положения А2. Длину лупинга можно рассчитать из соотношения:
(2.26)
где . (2.27)
При равенстве величина .
Рис. 2.2 Совмещённая характеристика нефтепровода при округлении числа НПС в меньшую сторону:
1 – характеристика трубопровода постоянного диаметра; 2 – характеристика трубопровода с лупингом; 3 – характеристика нефтеперекачивающей станции.
В случае округления числа станций в большую сторону целесообразно предусмотреть вариант циклической перекачки. При циклической перекачке эксплуатация нефтепровода осуществляется на двух режимах: часть планового времени перекачка ведётся на повышенном режиме с производительностью (например, если на каждой НПС включено mм магистральных насосов). Остаток времени нефтепровод работает на пониженном режиме с производительностью (например, если на каждой НПС включено магистральных насосов).
Параметры циклической перекачки определяются из решения системы уравнений:
; (2.28)
где VГ – плановый (годовой) объём перекачки нефти ; - продолжительность работы нефтепровода на первом и втором режимах.
Значения Q1 и Q2 определяются графически из совмещённой характеристики нефтепровода и нефтеперекачивающих станций либо аналитически.
Решение системы сводится к определению времени τ1 и τ2.
; . (2.29)
Рис. 2.3 Совмещённая характеристика нефтепровода при циклической перекачке:
1 – характеристика нефтеперекачивающих станций при ; 2 – характеристика нефтеперекачивающих станций при mм; 3 – характеристика трубопровода постоянного диаметра.