4 . Гидравлический расчет и определение потребного числа нпс

4.1 Оценка толщины стенки в первом приближении

Принимаем ближайшее по ГОСТу 9 мм.

Тогда внутренний диаметр

d = D - 2 = 920 - 20=900 мм=0.900 м

4.2 Секундный расход нефти и ее скорость

м3/с

м/с

4.3 Определение режима трения

режим смешенного трения

По таблице определим абсолютную шероховатость стенки трубы

Кэ = 0,2 мм, тогда относительная шероховатость:

Критические числа Рейнольдса:

Вычисленное значение Re не превосходит первого критического, значит имеем режим гладких труб.

4.4 Гидравлический уклон

По формуле Лейбензона

Для гладких труб значение коэффициентов в формуле

, m=0.123

Тогда гидравлический уклон

4.5 Потери в трубопроводе

м

4.6 Расчет числа насосных станций

Принимаем к проектированию 11 станций.

						Лист
						12
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

5. Механический расчет мн

Исходные данные:

• труба Ø920 мм

• схема перекачки из насоса в насос

• давление p=5,4 МПа

• суммарный напор основных и подпорного напора станции Н_ст=519 м

• плотность нефти 849 кг/м³

Задание:

• рассчитать толщину стенки МН.

• учесть сложные напряжения на участке 13-14: перепад температуры =70⁰С, осевую сжимающую силу N=500 кН.

• построить эпюру допустимых напоров.

• по распоряжению Главного Инженера участок вблизи второй НС (т.е. первой промежуточной НС) считать категории В на протяжении 10 км в обе стороны.

Решение:

5.1. Выбор стали

Имеем трубу Ø920 мм. Для нее по ГОСТу подбираем сталь К60 с характеристиками σ_вр=588 МПа, σ_т=441 МПа, К₁=1,4.

5.2. Расчетное сопротивление металла

Будем полагать, что на основной длине трубопровод III категории, для III категории m=0.9, для Ø920 мм K_н=1.

МПа

5.3. Расчетная толщина стенки трубопровода

Для схемы перекачки из насоса в насос n₁=1.15.

мм

Принимаем ближайшее большее по ГОСТу: 8 мм.

5.4. Учитываем сложное напряженное состояние. Действующие осевые напряжения:

От давления p

МПа (растяжение)

От перепада температуры

МПа (сжатие)

где коэффициент линейного расширения К^-1

От осевой силы

МПа (сжатие)

Суммарное осевое напряжение:

МПа (сжатие)

5.5. Коэффициент :

5.6. Толщина стенки трубопровода

мм

Принимаем ближайшее большее по ГОСТу: 8 мм.

5.7. Эпюра допустимых напоров

На участках III и IV категории

м

На участках I и II категории

МПа

м

На участках В категории

МПа

м

Строим эпюру допустимых напоров и отмечаем случаи, когда пьезометрическая линия лежит выше эпюры допустимых напоров. Для этих участков необходим пересчет толщины трубопровода.

5.8. Уточнение толщины трубопровода.

Рассмотрим участок вблизи второй НС (категория В).

Н_ст=519 м > м

Уточним толщину стенки на этом участке из условия Н_ст < , =519 м:

мм

Принимаем ближайшее большее по ГОСТу: 8 мм.