Нафтопровід, Детальна інформація

Як вказувалось вище, фактична шорсткість нафтопроводів суттєво різниться від ідеалізованої зернистої шорсткості. Очевидно, що для технічних трубопроводів перехід від гідравлічно гладких труб до зони змішаного тертя відбувається при числах Рейнольдса менших від перехідного, обчисленого за формулою (2.6). Для технічних трубопроводів вже при числах Рейнольдса більших за 3000-4000 найбільші виступи шорсткості виходять за межі ламінарного прошарку, попадають в турбулентне ядро і починають впливати на величину гідравлічного опору. Чим більше значення числа Рейнольдса, тим більше розвинутий турбулентний потік і більша частка виступів шорсткості впливає на гідравлічний опір трубопроводу. Враховуючи дані міркування, можна ввести поняття ефективної еквівалентної шорсткості труби за умовою:

, (2.7)

- абсолютна еквівалентна шорсткість труби за Альтшулем;

- перше перехідне число Рейнольдса, яке знайдене із рівняння (2.6) при еквівалентній шорсткості труби за Альтшулем.

.

мм результати розрахунку за модифікованою формулою Колбрука практично співпадають з результатами розрахунку за нормативною формулою (2.2). При більшій шорсткості труби одержуються більші значення гідравлічного опору, що відповідає законам гідромеханікки. Однак при невеликих числах Рейнольдса, для кожного діаметра трубопроводу, існує діапазон, в якому результати розрахунку за модифікованою формулою Колбрука дають дещо занижені результати порівняно з загальноприйнятою емпіричною формулою Блазіуса.

Для того, щоб не допустити заниження величини гідравлічного опору нафтопроводу і врахувати рекомендації діючих норм проектування, пропонується наступна методика гідравлічного розрахунку нафтопроводів, зручна для реалізації в обчислювальних алгоритмам і програмах.

.

.

.

.

.

Як кінцевий результат вибирається більше із двох розрахованих значень коефіцієнта гідравлічного опору.

. Розрахунки виконані для всіх стандартних діаметрів нафтопроводу в діапазоні абсолютної еквівалентної шорсткості труби від 0,1 мм до 0,5 мм, що відповідає умовам як нових, так і діючих трубопроводів. Одержані результати наведені у таблиці 2.1.

Таблиця 2.1- Значення граничного числа Рейнольдса для різних діаметрів труби

Умовний

діаметр

трубо-

8800 16300 14300 12700

350 54000 43300 35500 29700 25300 21900 19200 17000 15200

400 57100 46800 38900 32900 28300 24700 21800 19400 17400

500 61800 52600 44900 38800 33900 30000 26700 24000 21700

700 67000 60000 53300 47400 42400 38200 34600 31600 28900

800 68700 62600 56500 50900 46000 41800 38100 35000 32200

1000 70800 66300 61300 56400 51900 47900 44200 41000 38100

1200 72100 68700 64600 60500 56500 52700 49200 46000 43100



Дані таблиці 2.1 можна представити у вигляді графічної залежності, що наведена на рисунку 2.1, а також з точністю до 1% апроксимувати наступною моделлю:



. (2.8)