Файл: Технологический расчет магистрального нефтепровода.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 30
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
– то же, что и в формуле (11);
– коэффициент сцепления, 
;
– то же, что и в формуле (32).
Подставив значения в формулу (33), получаем
Сопротивление вертикальным перемещениям отрезка трубопровода единичной длины рассчитывается по формуле
(34)
где
– то же, что и в формуле (32);
– то же, что и в формуле (32);
– то же, что и в формуле (11);
– то же, что и в формуле (32);
– то же, что и в формуле (31).
Подставив значения в формулу (34), получаем
Продольное критическое усилие для прямолинейных участков в случае пластической связи трубы с грунтом находим по формуле
(35)
где
– то же, что и в формуле (33);
– то же, что и в формуле (32);
– то же, что и в формуле (38);
– то же, что и в формуле (39).
– то же, что и в формуле (12).
Подставив значения в формулу (35), получаем
Продольное критическое усилие для прямолинейных участков в случае упругой связи с грунтом рассчитываем по формуле
(36)
где k0 – коэффициент нормального сопротивления грунта, или коэффициент постели грунта при сжатии;
– то же, что и в формуле (11);
– то же, что и в формуле (39);
– то же, что и в формуле (24).
Подставив значения в формулу (36), получаем
Фактическое эквивалентное продольное усилие в сечении трубы рассчитывается по формуле
(37)
где
– то же, что и в формуле (27);
– то же, что и в формуле (12);
– то же, что и в формуле (20);
– то же, что и в формуле (12);
– то же, что и в формуле (13).
Подставив значения в формулу (37), получаем
Так как по условию,
и 
, то общая устойчивость прямолинейных участков нефтепровода обеспечена.
Теперь проверим общую устойчивость криволинейных участков трубопроводов, выполненных с упругим изгибом.
Определим параметры и z по формулам
(38)
(39)
где
– то же, что и в формуле (25);
– то же, что и в формуле (34);
– то же, что и в формуле (28);
– то же, что и в формуле (12);
– то же, что и в формуле (27);
– то же, что и в формуле (33).
Подставив значения в формулу (38), получаем
Подставив значения в формулу (39), получаем
Рисунок 1 – Номограмма для определения коэффициента
βN
По графику находим, что N 23. Вычисляем критическое усилие для криволинейных участков трубопровода:
(40)
(41)
где
– коэффициент;
– то же, что и в формуле (34);
– то же, что и в формуле (28);
– то же, что и в формуле (12);
– то же, что и в формуле (25).
Подставив значения в формулу (40), получаем
Подставив значения в формулу (41), получаем
Из двух найденных значений выбираем меньшее и для него
Так как,
, то условие устойчивости криволинейных участков выполняется.
В таблице 6 представлены результаты проверки нефтепровода на прочность, деформацию и общую устойчивость
Таблица 6 – Проверка нефтепровода на прочность, деформацию и общую устойчивость
Продолжение таблицы 6
6 Определение общих потерь напора и потерь напора на трение
Секундный расход нефти и ее средняя скорость определяется по следующим формулам
(42)
где
– то же, что и в формуле (6).
(43)
где
– то же, что и в формуле (42);
– то же, что и в формуле (20).
Подставив значения в формулу (42), получаем
Подставив значения в формулу (43), получаем
Определим число Рейнольдса с целью определения режима течения нефти
(44)
где
– то же, что и в формуле (43);
– то же, что и в формуле (20).
– то же, что и в формуле (3).
Подставив значения в формулу (44), получаем
При
режим течения ламинарный, в обратном случае – турбулентный.
В нашем случае, режим течения нефти – турбулентный.
При турбулентном режиме течения различают три зоны трения: гидравлически гладких труб (коэффициент гидравлического сопротивления зависит только от
); смешанного трения (
зависит от и относительной шероховатости 
) и квадратичного трения ( зависит только от ). Границами этих зон являются переходные числа Рейнольдса
(45)
, (46)
где – относительная шероховатость труб, выраженная через эквивалентную шероховатость
– коэффициент сцепления, ; – то же, что и в формуле (32).Подставив значения в формулу (33), получаем
Сопротивление вертикальным перемещениям отрезка трубопровода единичной длины рассчитывается по формуле
(34)где
– то же, что и в формуле (32); – то же, что и в формуле (32); – то же, что и в формуле (11); – то же, что и в формуле (32); – то же, что и в формуле (31).Подставив значения в формулу (34), получаем
Продольное критическое усилие для прямолинейных участков в случае пластической связи трубы с грунтом находим по формуле
(35)где
– то же, что и в формуле (33); – то же, что и в формуле (32); – то же, что и в формуле (38); – то же, что и в формуле (39). – то же, что и в формуле (12).Подставив значения в формулу (35), получаем
Продольное критическое усилие для прямолинейных участков в случае упругой связи с грунтом рассчитываем по формуле
(36)где k0 – коэффициент нормального сопротивления грунта, или коэффициент постели грунта при сжатии;
– то же, что и в формуле (11); – то же, что и в формуле (39);
– то же, что и в формуле (24).
Подставив значения в формулу (36), получаем
Фактическое эквивалентное продольное усилие в сечении трубы рассчитывается по формуле
(37)где
– то же, что и в формуле (27); – то же, что и в формуле (12); – то же, что и в формуле (20); – то же, что и в формуле (12); – то же, что и в формуле (13).Подставив значения в формулу (37), получаем
Так как по условию,
и , то общая устойчивость прямолинейных участков нефтепровода обеспечена. Теперь проверим общую устойчивость криволинейных участков трубопроводов, выполненных с упругим изгибом.
Определим параметры и z по формулам
(38) (39)где
– то же, что и в формуле (25); – то же, что и в формуле (34); – то же, что и в формуле (28); – то же, что и в формуле (12); – то же, что и в формуле (27); – то же, что и в формуле (33).Подставив значения в формулу (38), получаем
Подставив значения в формулу (39), получаем
Рисунок 1 – Номограмма для определения коэффициента
βN
По графику находим, что N 23. Вычисляем критическое усилие для криволинейных участков трубопровода:
(40) (41)где
– коэффициент; – то же, что и в формуле (34); – то же, что и в формуле (28); – то же, что и в формуле (12); – то же, что и в формуле (25).Подставив значения в формулу (40), получаем
Подставив значения в формулу (41), получаем
Из двух найденных значений выбираем меньшее и для него
Так как,
, то условие устойчивости криволинейных участков выполняется.В таблице 6 представлены результаты проверки нефтепровода на прочность, деформацию и общую устойчивость
Таблица 6 – Проверка нефтепровода на прочность, деформацию и общую устойчивость
| Показатель | Значение |
 (18) | 0,139 |
 (19) | 288 |
 (20) | 250 |
 | 363 |
 (22) | 0,418 |
 (24) | -144,5 |
 (25) | 94662 |
 (27) | 0,033 |
 (28) | 0,0042 |
 (29) | 2483 |
Продолжение таблицы 6
 | 248,3 |
 (30) | 6243 |
 (31) | 8975 |
 (32) | 20620 |
 (33) | 51720 |
 (34) | 29800 |
 (35) | 1,3∙107 |
 (36) | 93,9 |
 (37) | 8,857 |
 (38) | 0,00032 |
 (39) | 113,4 |
 (40) | 21,08 |
 (41) | 1057 |
6 Определение общих потерь напора и потерь напора на трение
Секундный расход нефти и ее средняя скорость определяется по следующим формулам
(42)где
– то же, что и в формуле (6). (43)где
– то же, что и в формуле (42); – то же, что и в формуле (20).Подставив значения в формулу (42), получаем
Подставив значения в формулу (43), получаем
Определим число Рейнольдса с целью определения режима течения нефти
(44)где
– то же, что и в формуле (43); – то же, что и в формуле (20). – то же, что и в формуле (3). Подставив значения в формулу (44), получаем
При
режим течения ламинарный, в обратном случае – турбулентный.В нашем случае, режим течения нефти – турбулентный.
При турбулентном режиме течения различают три зоны трения: гидравлически гладких труб (коэффициент гидравлического сопротивления зависит только от
); смешанного трения ( зависит от и относительной шероховатости ) и квадратичного трения ( зависит только от ). Границами этих зон являются переходные числа Рейнольдса (45) , (46)где
– относительная шероховатость труб, выраженная через эквивалентную шероховатость
