12 Гидравлический расчет технологического трубопровода и выбор насосного оборудования
12.1 Гидравлический расчет трубопровода, соединяющего ж/д эстакаду для светлых нефтепродуктов с резервуаром для хранения бензина Аи-98
Гидравлический расчет будем вести при среднеминимальной температуре года (-36°С).
Кинематическая вязкость Аи-98: v-36 = 1,19∙10-6 м2/с
Длина всасывающей линии: Lвc = 45 м
Наружный диаметр всасывающего трубопровода Dвc = 0,377 м
Толщина стенки трубопровода δ = 0,0045 м
Геодезическая отметка железнодорожной эстакады zэ= 54,5 м
Геодезическая отметка насосной станции zнс= 54 м
Эквивалентная шероховатость труб kэ=0,05 мм
Таблица 15 - Местные сопротивления на всасывающей линии.
Тип местного сопротивления |
Количество |
ξвс |
Фильтр |
1 |
1,7 |
Задвижка |
3 |
0,15 |
Длина нагнетательной линии Lнаг = 290 м
Наружный диаметр нагнетательного трубопровода Dнаг = 0,377 м
Толщина стенки трубопровода δ = 0,0045 м
Геодезическая отметка резервуара zрез = 52,7 м
Высота взлива резервуара hвзл=10,8 м
Таблица 16 - Местные сопротивления на нагнетательной линии.
Тип местного сопротивления |
Количество |
ξнаг |
Вход в резервуар |
1 |
1 |
Задвижка |
4 |
0,15 |
Поворот под 90° |
3 |
0,3 |
Гидравлический расчет всасывающей линии.
1. Внутренний диаметр трубопровода:
Dвc
=
Dвc
- 2δ
2. Скорость движения потока:
3. Число Рейнольдса для потока нефтепродукта в трубопроводе:
4. Критическое значение числа Рейнольдса:
Т.к. ReкрI < Re < ReкрII режим течения турбулентный, т.е. поток нефтепродукта находится в области смешанного трения, для которой коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется по формуле:
5. Потери напора по длине трубопровода:
6. Потери напора на местные сопротивления:
7. Потеря напора на преодоление сил тяжести:
8. Полная потеря напора на всасывающей линии:
Hвс = hτ.вс + hм.вс + Δz = 0,44 + 0,58 – 0,5 = 0,52 м
9. Проверка всасывающей трубопровода на холодное кипение паров бензина.
Давление насыщенных паров бензина при 26,3 °С определяется по формуле
Рs = 57000•exp[-0,0327•(Tнк-T)]=57000•exp[-0,0327•(308-299,3)]=42887 Па,
где Tнк=35°С=308 К – температура начала кипения бензина.
Условие, которое должно выполняться, чтобы не произошло срыва потока:
Ps = 42887 Па - давление насыщенных паров бензина при 26,30С
Pa = 1,013· 105 Па - атмосферное давление
ρδ
=775
- плотность бензина при температуре
26,30С
Гидравлический расчет нагнетательной линии
1. Внутренний диаметр трубопровода:
2. Скорость движения потока:
3. Число Рейнольдса для потока нефтепродукта в трубопроводе:
4. Критическое значение числа Рейнольдса:
Т.к. ReкрI < Re < ReкрII режим течения турбулентный, т.е. поток нефтепродукта находится в области смешанного трения, для которой коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется:
5. Потери напора по длине трубопровода:
6. Потери напора на местные сопротивления:
7. Потеря напора на преодоление сил тяжести:
8. Полная потеря напора на всасывающей линии:
Hвс = 2,87 + 0,67 + 9,5 = 13,04 м
Гидравлический расчет всасывающей линии (внутрибазовая перекачка)
Таблица 17 – Местные сопротивления.
Тип местного сопротивления |
Количество |
ξнаг |
Задвижка |
4 |
0,15 |
Поворот под 90° |
3 |
0,3 |
1. Внутренний диаметр трубопровода:
2. Скорость движения потока:
3. Число Рейнольдса для потока нефтепродукта в трубопроводе:
4. Критическое значение числа Рейнольдса:
Т.к. ReкрI < Re < ReкрII режим течения турбулентный, т.е. поток нефтепродукта находится в области смешанного трения, для которой коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется:
5. Потери напора по длине трубопровода:
6. Потери напора на местные сопротивления:
7. Потеря напора на преодоление сил тяжести:
8. Полная потеря напора на всасывающей линии:
Hвс = 2,87 + 0,40 + 0,1 = 3,37 м
9. Проверка всасывающей трубопровода на холодное кипение паров бензина.
Давление насыщенных паров бензина при 26,3 °С определяется по формуле
Рs = 57000•exp[-0,0327•(Tнк-T)]=57000•exp[-0,0327•(308-299,3)]=42887 Па,
где Tнк=35°С=308 К – температура начала кипения бензина.
Условие, которое должно выполняться, чтобы не произошло срыва потока:
Ps = 42887 Па - давление насыщенных паров бензина при 26,30С
Pa = 1,013· 105 Па - атмосферное давление
ρδ =775 - плотность бензина при температуре 26,30С
Гидравлический расчет всасывающей линии
(трубопровод для налива в автоцистерны бензина Аи-98)
Подача насоса АСН 60 м3/час;
Длина всасывающей линии: Lвс = 398 м
Наружный диаметр всасывающего трубопровода Dвс = 0,377 м
Толщина стенки трубопровода δ = 0,0045 м
Эквивалентная шероховатость труб kэ = 0,05 мм
Геодезическая отметка резервуара zрез = 52,7 м
Геодезическая отметка станции налива zс = 53,2 м
Минимальная высота взлива в резервуаре h min взл = 1,2 м
Таблица 18 – Местные сопротивления на всасывающей линии
Тип местного сопротивления |
Количество |
ξнаг |
Задвижка |
4 |
0,15 |
Поворот по 900 |
2 |
0,3 |
1. Внутренний диаметр трубопровода:
2. Скорость движения потока:
3. Число Рейнольдса для потока нефтепродукта в трубопроводе:
4. Критическое значение числа Рейнольдса:
Так как Re < ReкрI, режим турбулентный, т.е. поток нефтепродукта находится в зоне гидравлически гладких труб, для которой коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется по формуле:
5. Потери напора по длине трубопровода:
6. Потери напора на местные сопротивления:
7. Потеря напора на преодоление сил тяжести:
8. Полная потеря напора на всасывающей линии:
Hвс = 0,029 + 0,002 – 0,7 = – 0,669 м
9. Проверка всасывающей трубопровода на холодное кипение паров бензина.
Давление насыщенных паров бензина при 26,3 °С определяется по формуле
Рs = 57000•exp[-0,0327•(Tнк-T)]=57000•exp[-0,0327•(308-299,3)]=42887 Па,
где Tнк=35°С=308 К – температура начала кипения бензина.
Условие, которое должно выполняться, чтобы не произошло срыва потока:
Ps = 42887 Па - давление насыщенных паров бензина при 26,30С
Pa = 1,013· 105 Па - атмосферное давление
ρδ =775 - плотность бензина при температуре 26,30С
