Гидравлический расчет нефтебазовых коммуникаций

Гидравлический расчет нефтебазовых коммуникаций Задание Выполнить гидравлический расчет технологических коммуникаций для слива нефтепродуктов из железнодорожных цистерн через нижнее сливное устройство при следующих исходных данных:

Gмес.макс.=30 100 т; гидравлический технологический коммуникация н=1,98 сСт;

с=787 кг/м3;

Дz= 5 м;

hвзл.=10,5 м (максимальный уровень взлива нефтепродукта в резервуар);

lвс=60 м, lнаг=136 м.

Решение.

1 Определяем требуемое количество сливных устройств.

.

где Gмес.макс. — месячный грузооборот, т;

Vц — объем цистерн, примем равной 60 м³;

с — плотность нефтепродукта, т/м3;

Полученное значение округляем в большую сторону, следовательно n=22 шт.

2 Для полученного числа сливных устройств вычерчивается технологическая схема (рисунок 1).

Рисунок 1 — Технологическая схема нефтебазовых коммуникаций.

3 Технологическая схема разбивается на участки, в пределах которых расход постоянен:

I — устройство нижнего слива;

II — коллектор;

III — всасывающий трубопровод;

IV — нагнетательный трубопровод.

4 Определяем значения коэффициентов местных сопротивлений для каждого участка и сводим их в таблицу 1.

Таблица 1 — Перечень местных сопротивлений и значения их коэффициентов.

5 Определяем потери напора для каждого участка.

Участок I.

1 Определяем расход жидкости через устройство.

.

где Vц — объем цистерн, примем равной 60 м³;

ф — среднее время слива одной цистерны, примем равной 80 мин;

.

2 Определяем ориентировочный диаметр сливного устройства.

.

где w0 — ориентировочная скорость перекачки, зависит от вязкости и назначения трубопровода.

При н? 11,5· 10−6 м2/с, w0 вс=1,5 м/с, w0 наг=2,5 м/с.

.

Полученное значение d0 округляем до ближайшего по ГОСТу: d0ГОСТ=150мм.

3 Определяем скорость движения жидкости.

.

• 4 Определяем параметр Re
• 5 Определяем переходные числа Re

kэ=0,15 мм;

6 Определяем коэффициент гидравлического сопротивления л.

ReI < Re < ReII, следовательно режим течения турбулентный, зона смешанного трения. Для расчета гидравлического сопротивления л будем использовать формулу Альтшуля.

.

7 Определяем приведенную длину нижнего сливного устройства.

.

8 Определяем потери напора в нижнем сливном устройстве.

.

Участок II.

1 Определяем расход жидкости через коллектор

.

где N — количество сливных устройств, подключаемых к коллектору.

.

2 Определяем ориентировочный диаметр коллектора.

.

Полученное значение d0 округляем до ближайшего по ГОСТу: Выбираем сварную трубу диаметром 273 мм и толщиной стенки 4 мм, d0=273−2· 4=265мм.

3 Определяем скорость движения жидкости.

.

4 Определяем параметр Re.

.

5 Определяем переходные числа Re.

kэ=0,15 мм;

6 Определяем коэффициент гидравлического сопротивления л.

ReI < Re < ReII, следовательно режим течения турбулентный, зона смешанного трения. Для расчета гидравлического сопротивления л будем использовать формулу Альтшуля.

.

7 Определяем приведенную длину коллектора.

.

8 Определяем потери напора в коллекторе.

.

где k — коэффициент неравномерности, зависит от режима течения жидкости.

Участок III.

1 Определяем расход жидкости через всасывающий трубопровод.

.

где N — количество сливных устройств, подключаемых к всасывающему трубопровоу;

.

2 Определяем ориентировочный диаметр всасывающего трубопровода.

Полученное значение d0 округляем до ближайшего по ГОСТу: Выбираем сварную трубу диаметром 351 мм и толщиной стенки 4 мм. d0=351−2· 4=343мм.

3 Определяем скорость движения жидкости.

.

4 Определяем параметр Re.

.

5 Определяем переходные числа Re.

kэ=0,15 мм;

6 Определяем коэффициент гидравлического сопротивления л.

ReI < Re < ReII, следовательно режим течения турбулентный, зона смешанного трения. Для расчета гидравлического сопротивления л будем использовать формулу Альтшуля.

.

7 Определяем приведенную длину всасывающего трубопровода.

.

8 Определяем потери напора во всасывающем трубопроводе.

.

Участок IV.

1 Определяем ориентировочный диаметр нагнетательного трубопровода.

Полученное значение d0 округляем до ближайшего по ГОСТу: Выбираем сварную трубу диаметром 273 мм и толщиной стенки 4 мм. d0=273−2· 4=265мм.

2 Определяем скорость движения жидкости.

.

3 Определяем параметр Re.

.

4 Определяем переходные числа Re.

kэ=0,15 мм;

5 Определяем коэффициент гидравлического сопротивления л.

ReI < Re < ReII, следовательно режим течения турбулентный, зона смешанного трения. Для расчета гидравлического сопротивления л будем использовать формулу Альтшуля.

.

6 Определяем приведенную длину нагнетательного трубопровода.

.

7 Определяем потери напора в нагнетательном трубопроводе.

.

6 Определяем полные потери напора При пустом резервуаре.

При полном резервуаре.

По Q и H подбираем насос.

Для полученных H=21,257 м и Q=0,1375м3/с=137,5л/с подбираем насос 8НДв с диаметром рабочего колеса D= 500 мм (рисунок 2).

7 По программе Paket 1 определяем потери напора на участках коммуникаций при различных значениях расхода. Результаты расчета сводим в таблицу 2.

Таблица 2 — Потери напора на участках коммуникаций.

По полученным результатам строим совмещенную характеристику трубопровода и насоса (рисунок 3).

Рисунок 2 — Характеристика насоса 8НДв — Нм; n=960 об/мин.

Рисунок 3 — Совмещенная характеристика трубопровода и насоса:

• 1 — потери напора в коммуникациях при заполненном резервуаре
• 2 — потери напора в коммуникациях при пустом резервуаре
• 3 — характеристика насоса 8НДв с диаметром рабочего колеса D= 500 мм

Вывод: В процессе слива цистерн расход в коммуникациях изменяется от Q1= 582 м3/ч до Q2=496 м3/ч.