по Теплотехнике (стр. 2 из 2)

При построении характеристик трубопровода задаваться расходами от 0 до 2000-3500 м³/ч.

Литература: М.В. Лурье. Последовательная перекачка нефтепродуктов по МНПП.

Задача 3.

Профиль трубопровода представлен табл. 1.

Таблица 1

х, км	0	10	15	20	30	40	60	80	120
z, м	50	100	50	150	100	280	50	75	0

Диаметр трубопровода D, шероховатость 0,15 мм, давление в конце участка р_к, расход Q, плотность продукта 840 кг/м³, кинематическая вязкость 5×10^–6 м²/с, давление насыщенных паров р_у = 0,015 МПа. Определить, имеется ли в трубопроводе самотечный участок, и если есть, то где расположен.

Вариант	D, мм	Q, м3/ч	рк, МПа
1	530х8	650	0,3
2	530х8	600	0,3
3	530х8	550	0,35
4	530х8	500	0,45
5	530х8	450	0,50
6	530х8	400	0,55
7	325х8	215	0,3
8	325х8	200	0,3
9	325х8	205	0,3
10	325х8	195	0,4
11	325х8	190	0,4
12	325х8	185	0,45
13	720х9	1300	0,3
14	720х9	1250	0,3
15	720х9	1200	0,3
16	720х9	1150	0,45
17	720х9	1100	0,40
18	720х9	1050	0,45

Пример. Профиль участка нефтепродуктопровода (L = 120 км, D = 530 х 8 мм, D = 0,15 мм) представлен табл. 1. Давление р_к в конце участка равно 0,3 МПа. По трубопроводу перекачивают дизельное топливо (r = 840 кг/м³, n = 5 сСт, р_у = 0,01 МПа) с расходом 650 м³/ч). Определить, имеется ли в трубопроводе самотечный участок, и если имеется, то где он расположен?

Ответ. Имеется между 40 и 49,942 км.

Расчет. Расчет ведем методом приближений. Задаемся расходом 650 м³/ч и предполагаем по виду профиля, что перевальная точка расположена в сечении х = 40 км. Будем находить координату конца самотечного участка.

Параметры перекачки топлива таковы:

n = 4×600/(3600×3,14×0,514²) @ 0,804 м/с;

Re = 0,804×0,514/(5×10^-6) @ 82651;

l = 0,11×(0,15/514 + 68/82651)^0,25 @ 0,0201;

i = 0,0201×1/0,514×0,804²/(2×9,81) @ 1,288×10^-3

или 1,288 м/км.

Давление в конце участка равно 0,3 МПа, что составляет

0,3×10⁶/(840×9,81) @ 36,41 м столба дизтоплива,

поэтому напор в сечении х = 60 км равен:

0 + 36,41 + (120 – 60)×1,288 @ 113,69 м.

Расчет координаты конца самотечного участка, находящегося между сечениями 40 и 60 км, понятен из рис. 1.

р_у = rg @ 1,21 м

Н(60) = 113,69 м

z₄₀ = 200 м

a

z₆₀ = 50 м

40 х_* 60 км

Рис. 1

Обозначим координату конца самотечного участка х_*. Поскольку тангенс угла a наклона профиля трубопровода на сегменте (40-60) км известен и равен: (200 – 50)/20000 = 7,5×10^-3, то можно составить уравнение:

50 + 7,5×10^-3×(60000 - х_*) + 1,21 = 113,69 + 1,288×10^-3×(60000 - х_*),

из которого находим х_* @ 49942 м или 49,942 км. Таким образом, в рассматриваемом трубопроводе существует один самотечный участок, начало которого находится в сечении 40 км, а конец - в сечении 49,942 км.

Литература: М.В. Лурье. Задачник по трубопроводному транспорту нефти, нефтепродуктов газа. М., 2002.