Основні теоретичні положення. При гідравлічному розрахунку нафто-, газо- і водопроводів, теплообмінників, систем збору, підготовки і транспортування нафти і нафтопродуктів необхідно

При гідравлічному розрахунку нафто-, газо- і водопроводів, теплообмінників, систем збору, підготовки і транспортування нафти і нафтопродуктів необхідно визначити втрати питомої енергії. Втрати питомої енергії (втрати напору) зумовлені тертям рідини об стінки трубопроводу, тертям, яке виникає між шарами рухомої рідини, а також її перемішуванням.

Як показують дослідження, втрати напору при русі рідини по трубопроводу (втрати по довжині) залежать від режиму течії рідини (числа Рейнольдса Re), діаметра d, довжини трубопроводу l і швидкості руху рідини u і визначаються за формулою Дарсі:

. (10.1)

Для визначення втрат напору по довжині необхідно знати величину l. За фізичним змістом l показує, яку частину від швидкісного напору (u ²/2) складають втрати на одиницю відносної довжини труби (L/d).

При усталеній ізотермічній ламінарній течії рідини в трубі круглого перерізу (Re<Re _кр) коефіцієнт гідравлічного опору (тертя) визначається за формулою Стокса:

, (10.2)

де ; n – кінематичний коефіцієнт в'язкості рідини.

При турбулентному режимі руху рідини відрізняють три зони тертя: гладкостінного, змішаного і шорсткого (квадратичного опору). Перша зона (гладкостінного тертя) має місце при

де D _e – абсолютна (еквівалентна) шорсткість поверхні труб.

Тут l визначається за формулою Блазіуса:

. (10.3)

В другій зоні - зоні змішаного тертя (10 d /D _e < Re < 500 d /D _e) на величину коефіцієнта гідравлічного опору впливає не лише число Рейнольдса, але і шорсткість. Для визначення коефіцієнта гідравлічного опору l в цій зоні може бути рекомендована формула Альтшуля

. (10.4)

Третя зона – зона квадратичного опору (Re > 500 d /D _e) відповідає турбулентному режиму течії в шорстких трубах, коли коефі­цієнт l залежить лише від шорсткості. В цій зоні використовується формула Шифрінсона

. (10.5)

Із рівняння Бернуллі для горизонтальної прямолінійної дільниці трубопроводу сталого перерізу маємо

. (10.6)

Отже, втрати напору на тертя дорівнюють різниці п'єзометрич­них напорів в початковому і кінцевому перерізах досліджуваної дільниці.

Опис установки

Рисунок 10.1 – Схема установки

Напірний бак 1 (Рисунок 10.1) служить для створення напору в початковому перерізі трубопроводу. Після відкриття вентиля 2, а потім 3 і 4 вода може подаватися відповідно в трубопроводи 5 або 6. Швидкість течії води в трубопроводах регулюється вентилем 7. Вимірювання витра­ти проводитьсяоб'ємним способом за допомогою мензурки 8.

Поиск по сайту: