Формулы для гидравлического расчета нефтепровода.

Расч. часовая произв-ть НП определяется по формуле

(1.5)

где G_год – годовая (массовая) производительность нефте­провода, млн. т/год;

 – расчетная плотность нефти, кг/м³;

N_р – расчетное число рабочих дней (табл. 1.3).

Исходя из расчетной часовой произ-ти НП, подбирается осн. оборудование ПС (подп. и магист. насосы). По их напорным хар-кам вычисл-ся раб. давл (МПа)

(1.6)

где g – ускорение свободного падения;

h_п, h_м – соответственно напоры, развиваемые подп. и магист. насосами;

m_м – число работающих магистральных насосов на ПС.

Ориентировочное значение внут-го диаметра вычисляется по формуле

(1.7)

w_o

где w_o – рекомендуемая ориентировочная скорость пер-ки, опр. из гр-ка:

По значению D_o принимается ближайший стандартный наружный д-р D_н. Значение D_н можно также определять по табл. Для дальнейших расчетов и окончательного выбора д-ра НП назнач-я несколько (обычно три) смежных стандартных д-ра.

Для каждого значения принятых вариантов стандартных д-ров выч-ся толщина стенки ТП

(1.8)

где P – рабочее давление в трубопроводе, МПа;

n_p – коэффициент надежности по нагрузке (n_p=1,15);

R₁ – расчетное сопротивление металла трубы, МПа

_в – временное сопротивление стали на разрыв, МПа;

m_у – коэффициент условий работы;

k₁ – коэффициент надежности по материалу;

k_н – коэффициент надежности по назначению;

Коэффициенты n_p, m_у, k₁, и k_н находятся из СП 36.13330.2012

Вычисл-е знач-е толщины стенки ТП _о округляется в большую сторону до стандартной величины  из рассматриваемого сортамента труб.

Внутренний диаметр трубопровода определяется по формуле

D = D_н – 2. (1.9)

Гидравлический расчет нефтепровода выполняется для каждого конкурирующего варианта. Результатом гидравлического расчета является определение потерь напора в трубопроводе.

Потери напора в трубопроводе

Полные потери напора в трубопроводе составят

H = h_ + h_мс + z + h_ост. (1.10)

Следует отметить, что по нормам проектирования расстояния между линейными задвижками составляют 15…20 км, а повороты и изгибы трубопровода плавные, поэтому доля местных сопротивле­ний невелика. С учетом многолетнего опыта эксплуатации трубопроводов с достаточной для практических расчетов точностью можно принять, что потери напора на местные сопротивления составляют 1…3% от линейных потерь. Тогда выражение (1.10) примет вид

H = 1,02h_ + z + h_ост. (1.11)

Под разностью геодезических отметок понимают разность отметок конца и начала трубопровода z = z_к – z_н . Величина z может быть как положительной (перекачка на подъем), так и отрицательной (под уклон).

Ост. напор h_ост необходим для преодоления сопротивления технологических коммуникаций и заполнения рез-ров КП (а также промежуточных ПС, нах-ся на границе ЭУ).

Потери напора на трение в тп опр-т по формуле Дарси-Вейсбаха

, (1.12)

либо по обобщенной формуле лейбензона , (1.13)

где L_р – расчетная длина нефтепровода;

D – внутренний диаметр трубы;

w – средняя скорость течения нефти по трубопроводу;

Q – расход нефти.

 – расчетная кинематическая вязкость нефти;

 – коэффициент гидравлического сопротивления;

, m – коэффициенты обобщенной формулы Лейбензона.

Значения ,  и m зависят режима течения жидкости и шероховатостью внутренней поверхности трубы. Режим течения жидкости характеризуется безразмерным параметром Рейнольдса

, (1.14)

При значениях Re<2320 набл-я лам-й реж. теч. жи-ти. Область турбул-го течения подразделяется на 3 зоны:

• Гидравлически гладкие трубы 2320<Re<Re₁;

• Зона смешанного трения Re₁<Re<Re₂;

• Квадратичное (шероховатое) трение Re> Re₂.

Значения переходных чисел Рейнольдса Re₁ и Re₂ опр-т по формулам

,

где – относительная шероховатость трубы;

k_Э – эквивалентная (абсолютная) шероховатость стенки трубы, зависящая от материала и способа изготовления трубы, а также ее состояния. Для нефтепроводов после нескольких лет эксплуатации можно принять k_Э=0,2 мм.

Расчет коэф-тов ,  и m выполняется по ф-лам, привед-м в табл. 1.5.

Таблица 1.5 Значения коэффициентов ,  и m для различных

режимов течения жидкости

Режим течения			m	, с2/м
ламинарный		64/Re	1	4,15
тур­бу­лент-­ный	гидравлически гладкие трубы	0,3164/Re0,25	0,25	0,0246
	смешанное трение		0,123
	квадратичное трение		0	0,0826·