Основное задание. По участку трубопровода длиной L = 120 км с внешним диаметром D, толщиной стенки δ и абсолютной шероховатостью Δ = 0,2 мм перекачивают нефть с плотностью ρ и кинематической вязкостью ν, давление упругости насыщенных паров нефти – pу. На НПС включены последовательно два насоса марки НМ. Подпор перед станцией составляет hп = 40 м, давление в конце участка равно pк = 0,3 МПа. Определить расход Q перекачки и давление pн в начале участка трубопровода.
Требуется увеличить пропускную способность участка на 10%. Решение этой задачи можно достичь двумя способами: проложить лупинг или заменить часть трубопровода трубопроводом большего диаметра (сделать вставку).
Исходные данные к расчету
Вывод: Начальные значения составили: расход перекачки Q=1982 м3/ч, давление в начале трубопровода Р=4,03 МПа. Самотечных участков нет.
а) Определить длину лупинга с диаметром, равным диаметру основной магистрали, который необходимо проложить для решения поставленной задачи.
Вывод: для того чтобы увеличить пропускную способность участка на 10%, нужно проложить лупингдиаметром, равным диаметру основной магистрали, длиной lл =30,2 км, то есть расход перекачки приобретёт значение Q=2180.3 м3/ч, при этом давление станет Р=3,89 МПа, что в 1, 036 раз меньше начального. Самотечных участков также не наблюдается.
б) Определить длину вставки из трубы с диаметром D1, толщиной стенки δ1 и абсолютной шероховатостью Δ1 = 0,2 мм для решения поставленной задачи
Вывод: для того чтобы увеличить пропускную способность участка на 10%, нужно сделать вставкуиз трубы с диаметром D1=720 мм, толщиной стенки δ1=9 мм и абсолютной шероховатостью Δ1 = 0,2 мм длиной l в=44,8 км. Следовательно расход перекачки приобретает значение Q=2180,3 м3/ч, при этом давление в начале трубопровода Р=3,89 МПа, что в 1, 036 раз меньше начального. Самотечных участков также не наблюдается.
Дополнительные задания.
1. Рассчитать, как изменится расход перекачки и давление в начале участка (см. исходные данные основного варианта), если трубопровод сделать телескопическим. Первую треть участка построить из труб с внешним диаметром D1 и толщиной стенки δ1, вторую треть – из труб внешним диаметром D и толщиной стенки δ и последнюю – из труб внешним диаметром D2 и толщиной стенки δ2. Абсолютную шероховатость Δ на всем участке принять одинаковой, равной 0,2 мм.
Вывод: в результате применения телескопической трубы расход перекачки стал Q1=1737,9 м3/ч (уменьшилось в 1,14 раз), давление в начале трубопровода Р1=4,18 МПа (увеличилось в 1,037 раз). Самотёчных участков нет.
2. Можно ли с помощью прокладки лупинга диаметром, равным диаметру основной магистрали (см. исходные данные основного варианта), снизить давление в линии нагнетания НПС на 0,3 МПа? Определить, какой длины лупинг нужно проложить, и как при этом изменится расход перекачки.
Вывод: снизить давление в линии нагнетания НПС на 0,3 МПа можно с помощью прокладки лупинга диаметром, равным диаметру основной магистрали. В нашем случае, если проложить лупинг длиной lл2= 54 км, то первоначальное давление в начале трубопровода Р=4,03 МПа снизится до Р2=3,73 МПа, при этом расход перекачки увеличится в 1,202 раз и станет равным Q2=2382,4 м3/ч.
Протокол работы №2
| Q, м3/ч | pн , МПа | lл , км | lв , км | Q1 , м3/ч | pн1 , МПа | lл2, км | Q2 , м3/ч |
| 4,03 | 30,2 | 44,8 | 1737,9 | 4,18 | 2382,4 |