Скорость нефти на четвертом участке

Расстояния от начала коллектора и до точек отбора нефти, следующие 4000 м, 200 м, 3000 м. Определить общий перепад давления, если начальное давление равно 1,6 МПа. Сборный коллектор проложен горизонтально и местных сопротивлений не имеет.

Решение:

Алгоритм решения данной задачи заключается в представлении сложного трубопровода состоящего из нескольких участков, различающихся по величине расходов. Каждый участок рассчитывается отдельно как простой трубопровод (см задачу 4.1.). Общий перепад давления равен сумме потерь давления по участкам.

Вначале определяют скорость нефти до первой точки отбора

Скорость нефти на четвертом участке - №1 - открытая онлайн библиотека = Скорость нефти на четвертом участке - №2 - открытая онлайн библиотека

Режим движения на данном участке турбулентный, так как

Скорость нефти на четвертом участке - №3 - открытая онлайн библиотека = Скорость нефти на четвертом участке - №4 - открытая онлайн библиотека (зона Блазиуса).

Коэффициент гидравлического сопротивления λ определяют для каждого участка в отдельности.

Скорость нефти на четвертом участке - №5 - открытая онлайн библиотека = Скорость нефти на четвертом участке - №6 - открытая онлайн библиотека ;

Потери давления на первом участке определяют по формуле:

Скорость нефти на четвертом участке - №7 - открытая онлайн библиотека = Скорость нефти на четвертом участке - №8 - открытая онлайн библиотека

Скорость нефти на четвертом участке - №9 - открытая онлайн библиотека

Для определения потерь давления на втором участке вначале рассчитывают скорость потока нефти

Скорость нефти на четвертом участке - №10 - открытая онлайн библиотека = Скорость нефти на четвертом участке - №11 - открытая онлайн библиотека

Режим движения на данном участке турбулентный, так как

Скорость нефти на четвертом участке - №12 - открытая онлайн библиотека = Скорость нефти на четвертом участке - №13 - открытая онлайн библиотека

Скорость нефти на четвертом участке - №14 - открытая онлайн библиотека ;

Потери давления на втором участке

Скорость нефти на четвертом участке - №15 - открытая онлайн библиотека

Аналогично скорость нефти на третьем участке:

Скорость нефти на четвертом участке - №16 - открытая онлайн библиотека = Скорость нефти на четвертом участке - №17 - открытая онлайн библиотека

Режим движения на данном участке турбулентный, так как

Скорость нефти на четвертом участке - №18 - открытая онлайн библиотека = Скорость нефти на четвертом участке - №19 - открытая онлайн библиотека

Коэффициент гидравлического сопротивления

Скорость нефти на четвертом участке - №20 - открытая онлайн библиотека Скорость нефти на четвертом участке - №21 - открытая онлайн библиотека ;

Потери давления на третьем участке

Скорость нефти на четвертом участке - №22 - открытая онлайн библиотека

Скорость нефти на четвертом участке - №23 - открытая онлайн библиотека = Скорость нефти на четвертом участке - №24 - открытая онлайн библиотека

Режим движения на данном участке:

Скорость нефти на четвертом участке - №25 - открытая онлайн библиотека = Скорость нефти на четвертом участке - №26 - открытая онлайн библиотека

Коэффициент гидравлического сопротивления

Скорость нефти на четвертом участке - №27 - открытая онлайн библиотека Скорость нефти на четвертом участке - №21 - открытая онлайн библиотека ;

Потери давления на четвертом участке

Скорость нефти на четвертом участке - №29 - открытая онлайн библиотека

Общий перепад давления получают при сложении перепадов на отдельных участках

ΔР=∑Рi= 0,875 + 0,037 + 0,278 + 0,049 = 1,24 МПа

Типовая задача 4.5.

На нефтепроводе диаметром 500 мм, перекачивающем 70,0 т/ч нефти с плотностью 820 кг/м3 и вязкостью 0,4 см2/с, имеется сдвоенный участок из труб с внутренним диаметром 300 мм и 500 мм одинаковой длины. Определить расходы и гидравлический уклон на сдвоенном участке.

Решение:

Объемный расход нефти в трубопроводе равен

Скорость нефти на четвертом участке - №30 - открытая онлайн библиотека

Режим движения нефти в трубопроводе, исходя из значения числа Рейнольдса:

Скорость нефти на четвертом участке - №31 - открытая онлайн библиотека = Скорость нефти на четвертом участке - №32 - открытая онлайн библиотека – ламинарный

Предполагая режим движения в трубах на сдвоенном участке ламинарным, определяем расход

Скорость нефти на четвертом участке - №33 - открытая онлайн библиотека

Скорость нефти на четвертом участке - №34 - открытая онлайн библиотека

и по параллельной трубе диаметром d1

Q1 = Qт - Q2 = (23,7 – 1,39)∙10-3= 2,72∙10-3 м3

Гидравлический уклон в трубопроводе

Скорость нефти на четвертом участке - №35 - открытая онлайн библиотека

Скорость нефти на четвертом участке - №36 - открытая онлайн библиотека

Гидравлический уклон на сдвоенном участке определяют:

Скорость нефти на четвертом участке - №37 - открытая онлайн библиотека

Скорость нефти на четвертом участке - №38 - открытая онлайн библиотека

Проверка принятого режима движения на сдвоенном участке

Скорость нефти на четвертом участке - №39 - открытая онлайн библиотека

Скорость нефти на четвертом участке - №40 - открытая онлайн библиотека

Режим выбран правильно. Зная режим движения и длины параллельных участков, легко определяют коэффициенты гидравлических сопротивлений λ и потерь напора на трение.

Задания для самостоятельной работы по теме 4.2

Задача 4.4

В начало сборного коллектора длиной 10 км, диаметром 0,2 м подают товарную нефть в количестве 180 т/ч, вязкостью 20 мПа∙с и плотностью 800 кг/м3. Из сборного коллектора нефть отбирают в трех точках, соответственно, 20 т/ч, 50 т/ч, 100 т/ч.